CHƯƠNG I: Tính Công Suất, Chọn Động Cơ Và Phân Phối Tỉ Số Truyền Cho Hệ Thống Truyền Động 1.1 Tính công suất, chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền: 1.1 Xác định công suất tương đương (công suất tính toán): Do tải trong thay đổi theo bậc nên ta có thể xác định công suất tương đương theo công suất sau.2 Hiệu suất chung của hệ thống truyền động : ηch = 𝜂đ .3 trang 19 tài liệu (1), ta chọn : nđ = 0,95: Hiệu suất của bộ truyền đai thẳng nbr1 = 0,97 Hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ nghiên nbr2 = 0,97 Hiệu suất 1 cặp bánh răng thẳng nkn = 0,98 Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi nol = 0,99 Hiệu suất 1 cặp ổ lăn (4 cặp) Do đó: nch = 0,95 .3 Công suất cần thiết của động cơ : 𝑃 4,14 Pct = 𝑡 = =5,07 (kW) 𝜂𝑐ℎ 0,816 Như vậy, cần phải chọn động cơ có công suất lớn hơn 5,07 kW 1.4 Số vòng quay trên trục của thùng trộn : nlv = 40 (vg/p) 1.5 Tỉ số truyền sơ bộ : Usb = Uđ.4 trang 21 Tài liệu [1], ta chọn sơ bộ tỉ số truyền như sau : Uh = 10 => tỉ số truyền của hộp giảm tốc hai cấp phân đôi Uđ = 4 => tỉ số truyền của bộ truyền động đai thang 1.6 Số vòng quay của dộng cơ: nsb = nlv .7 Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện: Động cơ điện được chọn phải có công suất Pđc và số vòng quay đồng bộ thỏa mãn điều kiện: P ≥ Pct = 5,07 kW { ⅆc nⅆc ≈ nSb Dựa vào bảng P1.3 trang 237 Tài liệu (1) ta chọn động cơ điện loại có: 3 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.com) lOMoARcPSD|39269578 Công Kiểu động Vận tốc quay 𝑇𝑚𝑎𝑥 𝑇𝑘 suất Cos α η% ⁄𝑇 ⁄𝑇 cơ (v/p) 𝑑𝑛 𝑑𝑛 (kW) 4A112M4Y5 5,5 1425 0,85 85,5 2,2 2,0 𝑛đ𝑐 1425 Tỉ số truyền thực sự là Uch = = = 35,625 𝑛𝑙𝑣 40 1.8 Phân phối tỉ số truyền : - Chọn sơ bộ tỉ số truyền của hộp giảm tốc là: Uh = 10 - Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi, tra bảng 3.1 trang 43 tài liệu [1], ta có: U1 =3,58 (U1 tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh) U2 = 2,79 (U2 tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm) - Tỉ số truyền của bộ truyền đai: 𝑈 35,625 Uđ = 𝑐ℎ = = 3,56 𝑈ℎ 10 - Sai số cho phép về tỉ số truyền: Ut = Uđ .100% = 0,126% < 4% (TL1/49) 𝑈𝑐ℎ 35,625 => Thỏa mãn điều kiện cho phép.2 LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH: 1.1 Tính công suất trên các trục: Plv = 5 (kW) 𝑃𝑙𝑣 5 P3 = = = 5,15 (kW) 𝜂𝑜𝑙.2 Tính toán số vòng quay trên các trục: nđc = 1425 (v/phút) 𝑛 1425 𝑛1 = đ𝑐 = = 356,25 (v/ phút) 𝑢đ 4 𝑛1 356,25 𝑛2 = = = 99,5 (v/ phút) 𝑢1 3,58 𝑛2 117,28 𝑛3 = = = 35,66 (v/ phút) 𝑢2 2,79 nlv = 40 (vg/ phút) 4 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail. Tính toán moment xoắn trên các trục: 𝑃 5,75 T1 = 9,55. Lập bảng đặc tính Trục Trục động Trục I Trục II Trục III Trục công tác Thông số cơ Công suất 6,11 5,75 5,36 5,15 4,14 P(KW) Số vòng quay 1425 356,25 99,5 35,66 40 n(v/ph) Momen xoắn (Nmm) 40947,7 154140,35 514452,26 1379206,39 1193750 Tỉ số truyền uđ= 4 u1 = 3,58 u2 = 2,79 1 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN HỞ ( TRUYỀN ĐAI- KHỚP NỐI TRỤC) 2.1 Tính bộ truyền đai: Thông số đầu vào: + Công suất bộ truyền: Pđc = 6,11 kW + Số vòng quay : nđc = 1425 v/ph + Momen xoắn :Tđc = 40947,7 Nmm + Tỷ số truyền :Uđ = 4 2.1 Chọn dạng đai: 5 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.com) lOMoARcPSD|39269578 Theo hình 4.22a (TL3) trang 167 Dựa vào công suất Pđc = 6,11 kW và số vòng quay nđc = 1425v/ph ta chọn đai loại B Theo bảng 4.3 TL(3) với đai loại B ta có bảng sau: Dạng Ký bp bo h Yo A1 Chiều dài 𝑑1𝑚𝑖𝑛 đai hiệu mm mm mm mm mm 2 đai mm mm Đai B 14 17 10,5 4,0 138 800÷6300 140÷280 thang 2.2 Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2dmin = 1,2 .140 = 168 (mm) Theo tiêu chuẩn [TL3] trang 166 ta chọn d1=180 mm 2.3 Vận tốc đai: 𝜋.1425 V1 = 1 đ𝑐 = = 13,43 𝑚/𝑠 60000 60000 => Thỏa điều kiện V1 = 13,43 (m/s) < Vmax = 25m/s 2.4 Đường kính bánh đai lớn: Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối ε = 0,02 Đường kính bánh đai lớn d2 = uđ.(1−0,02) Sai lệch giá trị cho trước |𝑢−𝑢𝑡 | |4−4,02 | ∆u = .100% 𝑢 4 = 0,5% < 4% => Thỏa mãn điều kiện sai số cho phép 2.5 Chọn sơ bộ khoản cách trục: Khoản cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức 2. (d1+d2) ≥ a ≥ 0,55(d1+d2) + h 6 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.14 TL(1) trang 60 ta chọn sơ bộ khoản cách trục a=0,95.6 Chiều dài đai theo khoảng cách trục a: Chiều dài tính toán của đai 𝜋.674,5 = 2850 mm Theo bảng 4.7 Tính lại khoản cách trục: (ⅆ +ⅆ ) 180+710 K = L-π 1 2 = 2800-3,14 = 1402,7 mm 2 2 𝑑2 −𝑑1 710−180 ∆= = 2 = 265 mm 2 𝐾 + √𝐾 2 − 8∆2 a= 4 1402,7 + √(1402,7)2 −8.2652 = 4 = 647,09 m => a thỏa trong khoản cho phép đã chứng minh ở (2.8 Kiểm nghiệm số vòng quay chạy trong một giây: 𝑣 13,43 i= 1 = = 4,796 𝑠 −1 ≤ [i] = 10𝑠 −1 𝐿 2,8 Theo tiêu chuẩn TL (3) trang 155 đối với đai thang i ≤ 10s −1 => thỏa điều kiện cho phép 2.9 Góc ôm đai: (710−180) a1 = 180° - 57 = 133,314° = 2,327 rad 647,09 Vậy a = 133,314 > amin = 120° (TL1 trang 60) => Thỏa điều kiện không xảy ra hiện tượng trượt trơn 2.10 Các hệ số sử dụng: Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai Ca = 1,24.(1-𝑒 −𝑎1/110 ) = 0,87 Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc Cv = 1- 0,05.13,432 -1) = 0,96 Hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền Cu =1,14 vì u = 4 > 2,5 (TL3 trang 165) 7 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.com) lOMoARcPSD|39269578 Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai cz, ta chọn sơ bộ = 1 Hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng Cr = 0,8 (tải va đập nhẹ và làm việc 1 ca) Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai 6 𝐿 6 2800 CL = √ =√ = 1,038 𝐿0 2240 Tra bảng 4.8 TL3 trang 163 với d =180 mm và v =13,43 m/s Vì v1 = 13,43 dựa vào bản 4.8 TL(3) trang 163 ta lấy v2 =10, v3 =15, P2 =3,51 P3 = 4,66 khi d =180 mm 𝑉 𝑉 [𝑃 ]−𝑃 <=> 1− 2 = 0 2 𝑉3 −𝑉2 𝑃3 −𝑃2 13,43−10 [𝑃0 ]−3,51 <=> = 15−10 4,66−3,51 P0 = 4,2989 kW khi d=180mm, L0 = 2240 (mm) V=13,43 m/s và đai loại B Số dây đai được tính theo công thức P Z ≥ [P ]C đ𝑐 0 a Cu Cz CL Cr Cv 6,11 = =1,79 => Chọn z=2 đai 4,2989 .0,96 Với z =2 => Cz = 0,95 ( TL3, trang 165) Thế Cz = 0,95 thế vào tính lại Z để kiểm nghiệm => Z= 1,89 => Chọn Z=2 đai Thỏa điều kiện z ≤ 6 2.11 Chiều rộng bánh đai và đường kính ngoài da của bánh đai: Từ số đai z chiều rộng bánh đai B được xác định theo công thức (4.
12,5 = 44 mm Theo bảng (4.21) TL1 ứng với đai loại B ta có t= 19 (mm), e = 12,5 (mm), h0= 4,2 (mm) Theo công thức 4,18 TL1 ta có: da = d + 2ho Đường kính ngoài bánh đai nhỏ da1 = d1 + 2ho = 180 + 2.4,2 =188,4 (mm) Đường kính ngoài bánh đai lớn da2 = d2 + 2ho = 710 + 2.12 Lực căng đai ban đầu: Đối với đai thang σ ≤ 1,5MPa theo TL3 trang 149 F = A [𝜎0 ] = z.1,5 = 414 N 𝐹 414 => lực căng mỗi dây đai 𝐹0 = = = 207 N 𝑧 2 Lực vòng có ích 1000.6,11 𝐹𝑣 = = = 454,95 N 𝑉 13,43 𝐹 454,95 Lực vòng mỗi dây đai 𝐹𝑡 = 𝑉 = = 227,5 N 𝑧 2 2.13 Tính hệ số ma sát: Để không xảy ra hiện tượng trượt trơn thì lực cản ban đầu thỏa điều kiện 8 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.com) lOMoARcPSD|39269578 F efa +1 𝐹0 ≥ t fa <=> 2𝐹0 .𝐹0 ≥ Ft 𝑒 𝑓𝑎 + 𝐹𝑡 2e −1 𝑓𝑎 𝑒 (2𝐹0 - 𝐹𝑡 ) ≥ 2𝐹0 + 𝐹𝑡 2𝐹 +𝐹 𝑒 𝑓𝑎 ≥ 0 𝑡 2𝐹0 −𝐹𝑡 Suy ra hệ số ma sát nhỏ nhất f ≥ 𝑎1𝑙𝑛2𝐹0+𝐹𝑡= 1 𝑙𝑛 2.14 Lực tác dụng lên trục: a 133,314 𝐹𝑟 ≈ 2.15 Ứng suất lớn nhất trong dây đai: Ta có: 𝐹 𝜎0 = 0 là ứng suất do lực căng ban đầu gây ra 𝐴 𝐹𝑡 𝜎𝑡 = là ứng suất có ích sinh ra trong đai 𝐴 𝐹𝑣 𝜎𝑣 = = P.10−6 là ứng suất do lực căng gây nên 𝐴 Trong đó: P là khối lượng riêng của đai, chọn P≈ 1000 Kg/𝑚3 2𝑌 Đối với đai thang 𝜎𝑢1 = ε. E = 0 E 𝑑1 Ta chọn E = 100 MPa (100÷ 350 MPa) TL3 trang 150 Vậy 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝜎1 + 𝜎𝑣 + 𝜎𝑢1 = 𝜎0 + 0,5𝜎𝑡 + 𝜎𝑣 + 𝜎𝑢1 207 227,5 2. 100 138 138 180 =6,95 MPa ≤ [𝜎𝑘 ] = 10MPa => thỏa mãn điều kiện cho phép với đai thang 2.16 Tính tuổi thọ theo giờ: Ta có: 𝜎𝑟 = 9 MPa là giới hnaj của thang TL(3) trang 156 m=8 là số mũ của đường cong mỏi đối với đai thang i = 4,796 𝑆 −1 là số vòng chạy của dây đai trong 1 giây 𝜎𝑟 𝑚 9 8 7 ( ) 107 ( ) 10 𝜎𝑚𝑎𝑥 6,95 𝐿𝑛 = = = 2290 giờ 2.4,796 Các thông số Giá trị Dạng đai B Tiết diện đai A = 138 mm2 Số dây đai Z=2 Khoảng cách trục a = 647,09 mm Vận tốc đai V1 = 13,43 m/s Chiều dài đai L = 2800 mm Góc ôm đai a1 = 133,314o 9 Downloaded by SAU SAU (saudinh1@gmail.com) lOMoARcPSD|39269578 Bề rộng bánh đai B = 44 Số vòng chạy đai trong 1 giây i = 4,796 s-1 Đường kính bánh đai nhỏ d1 = 180 mm Đường kính bánh đai lớn d2 = 710 mm Đường kính ngoài bánh đai nhỏ da1 = 188,4 mm Đường kính ngoài bánh đai lớn da2 = 718,4 mm Ứng suất lớn nhất 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 6,95 𝑀𝑃𝑎 Lực căng đai ban đầu F = 414 N Lực tác dụng lên trục Fr = 1520,5N Lực vòng có ích Fv = 454,95 N Tuổi thọ đai 𝐿𝑛 =2290 giờ 2.