CHƯƠNG 1. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1. Tính chọn động cơ điện. Chọn động cơ điện cần thực hiện các công việc sau: - Tính công suất cần thiết của động cơ; - Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ; - Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, moment mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế.
Tính công suất cần thiết của động cơ Công suất cần thiết trên băng tải (Theo công thức 3.4 trang 87 - tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Với: P - lực vòng trên băng tải (N) V - vận tốc trên băng tải (m/s) - Mô men tương đương : Moment thực tế trên băng tải ❖ Công suất tương đương trên băng tải 1 M (Nmm) M 0,95M 0,6M 1 5 2 t (h) Hình 1. 1 Đồ thị đặc tính tải trọng Theo đồ thị đặc tính tải trọng hình 1.1 ta thấy rằng hệ dẫn động làm việc với tải trọng thay đổi theo chu kỳ. Có Moment tương đương: Vậy ta có kết quả: ❖ Số vòng quay của trục tang băng tải ❖ Công suất tương đương trục băng tải theo 3.10 trang 89 tài liệu [3] Nguyễn Hữu Lộc (2004),cơ sở thiết kế máy) ❖ Hiệu suất truyền động Tra bảng 3.3 trang 88 - tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy: ▪ Hiệu suất bộ truyền xích: ηx = 0,96 (bộ truyền kính) ▪ Hiệu suất bộ truyền bánh trụ: ηbrt = 0,98 (bộ truyền kín) ▪ Hiệu suất bộ truyền khớp nối: ηkn = 1 ▪ Hiệu suất các cặp ổ lăn: ηol = 0,995 (bộ truyền kín) 2 Hiệu suất truyền động chung: ❖ (Theo công thức 3.12 trang 89 - tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) ❖ Công suất cần thiết trên trục động cơ (Theo công thức 3.11 trang 89 - tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Với: Ntđ - công suất tương đương trên băng tải (kW) ηch - hiệu suất truyền động chung -chọn động cơ điện: căn cứ : , tra theo bảng P1.3 trang 237 tài liệu [2] chọn dãy đồng bộ và 2p=6 ta chọn được thông số động cơ sau : Bảng1.1 thông số động cơ điện Vận tốc cos (%) Công Tmax/ Kiểu động cơ quay, suất kW Tdn vg/ph 4A160M6Y3 15 970 2,0 0,87 87,5 1,2 a. Kiểm tra điều kiện mở máy − Khi mở máy, moment tải không được vượt quá moment khởi động của động cơ (T < TK) nếu không động cơ sẽ không hoạt động.
Điều kiện mở máy: 3 (thỏa điều kiện) b. Kiểm tra điều kiện quá tải Tmaxqtdc ≤ [Tđc];[Tđc] = ηht. T ; → Có kết quả: So sánh kết quả: Vậy [Tđc] = 266,5(Nm) > Tmaxqtdc = 120,8(Nm) 1. Phân phối tỷ số truyền Theo đề bài, hệ dẫn động gồm các bộ truyền mắc nối tiếp nên: u Σ =ubrt.
ud (Công thức 3.9 trang 89 - tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Trong đó: ▪ ubrt : tỷ số truyền của bánh răng trụ ▪ ukn : tỷ số truyền cuả khớp nối (ở đây ukn = 1) ▪ ux : tỷ số truyền của bộ truyền đai Với: nđc - số vòng quay của động cơ đã chọn (v/ph) nbt - số vòng quay của trục công tác (v/ph) Tỷ số truyền bộ truyền xích 2 – 5 ⟹ chọn = 2,5 1. Tính toán các thông số động học 1. Tính công suất trên các trục 4 5 1. Tính toán tốc độ quay của các trục: ndc = 970 v/p 1.
Tính Mômen xoắn trên các trục: bảng phân phối tỷ số truyền Bảng1.2 Trục ĐC I II Băng tải Thông số Công suất N(kW) 11,61 11,041 10,603 10,497 Tỷ số truyền 2,5 3,3956 1 Số vòng quay n(v/p) 970 388 114,2655 114,2655 114375.52 Moment xoắn M(Nmm) 57 271756,5722 6 PHỤ LỤC BẢNG TRA CHƯƠNG 1 7 8 9 10 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYN 2. Thiết kế bộ truyền xích Bảng 2.1 Thông số đầu vào bộ truyền xích Tỷ số truyền bộ truyền xích uxích = 2,5 Số vòng quay ndc=970 (v/p) Công suất t Ndc=11,61(KW) 2. Chọn loại xích. Có 3 loại xích: xích ống, xích con lăn và xích bánh răng.
Để đảm bảo về chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật trong hệ dân động băng tải, chọn loại xích con lăn. Các ưu điểm của xích con lăn như sau: Xích ống- con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống, chỉ khác phía ngoài ống lắp them má sát trượt giữa ống và răng đĩa (ở xích ống) bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa (ở xích con lăn). Kết quả là độ bền mỏi của xích con lăn cao hơn xích ống, chế tạo nó không phức tạp bằng xích răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rãi.Chọn số răng sơ bộ đĩa xích nhỏ và tính số răng đĩa xích lớn. -Theo công thức: Z1=29-2u=29-2.2,5 = 24 răng (theo công thức trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) z2=uxích.z1≤zmax (theo công thức trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Thay vào: Z2=2,5.
Sai lệch tỷ số truyền thực tế Tỷ số truyền thực tế utt= Sai số tương đối tỷ số truyền: %<3 2.4- Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích K theo công thức (5.22); trong đó: - Kr hệ số tải trọng động: nếu dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng có va đập 11 K r= 1,35 -K a hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục a =(30+50)pc, thì Ka =1 -Ko hệ số xốt đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền, khi đường nối hai tâm đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60 thì K o= 1 -K đc hệ số xót đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích: nếu trục điều chỉnh được thì K đc= 1 Kb - hệ số xéi đến diễu kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt K b= 1 - K lv hộ số xót đến chế độ làm việc: làm việc hai ca bằng 1,12.5- Tính công suất tính toán Công thức 5.25 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Hệ số số vòng quay K n = n01/n2 = 1000/970= 1,03 Hệ số răng đĩa xích Kz= z01/z1 = 25/24= 1,04 Chọn xích một dây, cho nên K, 1.4 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, theo cột n01=200(v/ph) và Nt=18,8(kW) ta chọn được bộ truyền xích có bước xích p=25,4(mm) có công suất cho phép [N]=34,7(kW) 2. Kiểm tra số vòng quay tới hạn Theo bảng 5.2 trang 176 tài liệu [1] số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 25,4 (mm) là nth = 1650 vg/ph, nên điều kiện n < n th được thỏa. Xác định vận tốc trung bình của xích Công thức 5.10 trang 173 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Lực vòng có ích công thức 5.23 trang 180 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có 12 2.8- Tính toán kiểm nghiệm bước xích p Công thức 5.26 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, theo bảng 5.3 trang 180 [1] với p = 25,4(mm) và n01 = 1000 (v/ph) ta có [po ] = 19(MPa) Do pc= 25,4mm nên điều kiện trên được thỏa 2.9- Chọn khoảng cách trục sơ bộ - Khoảng cách trục sơ bộ a=(30÷50)p. Chọn giá trị bất kì trong khoảng này.38,1 =1524mm (mm) công thức 5.4 trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy - Số mắt xích công thức 5.8 trang 173 tài liệu[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy: Chọn X = 106 mắt xích.
Chiều dài xích Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức (5.9); A=734,2mm Ta chọn a = 732mm (giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)α) 2. Kiểm nghiệm đồ bền bộ truyền xích - Kiểm tra số lần va đập của xích trong 1 giây công thức 5.27 trang 182 tài liệu [1]: Tra bảng 5.6 trang 182 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ứng với pc = 25,4 (mm) có [i] = 25(mm) Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức (5.28): Trong đó: Q - tải trọng phá hỏng, tra bảng 5.1 trang 168[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, Q = 116kN = 116000N 13 Fv - lực căng do lực li tâm sinh ra khi làm việc, công thức 5.16 trang 175[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy q - khối lượng 1m xích, tra bảng 5.1 trang 168[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, qm=8,4kg Fo- lực căng do trọng lượng nhánh bị động gây ra công thức 5.17 trang 175 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Kf – hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và bộ truyền; bộ truyền nằm ngang Kf = 6 a - khoảng cách trục, a=732(mm)=0,732(m) Lực trên nhánh căng , công thức 5.18 trang 175 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Lực căn trên nhánh trùng , công thức 5.18 trang 175 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy F2=0 Do đó: n01=1000 vg/ph: số vòng quay của đĩa nhỏ của bộ truyền thí nghiệm với công suất cho phép.7 trang 183 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy. Hệ số an toàn cho phép [s]=13,1. Vậy bộ truyền xích đảm bảo điều kiện bền.11- Tính lực tác dụng lên trục Hình 2.
1 Lực tác dụng lên bộ truyền xích Công thức 5.19 trang 176 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Trong đó: Km - hệ số kể đến trọng lượng xích, Km = 1,15 (bộ truyền nằm ngang) 2.12- Đường kính đĩa xích: - Đường kính vòng chia của cặp đĩa xích công thức 5.1 trang 171 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có: ; Đường kính vòng đỉnh công thức 5.7 trang 171 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có: ; Thông số Kí hiệu Công thức tính đĩa xích Bánh dẫn Bánh bị dẫn Bước xích pc (mm 25,4 Khoảng a (mm) 732 cách trục Tỷ số u 2,5 truyền Số mắt dây x 106 15 xích Số răng Z (răng) 24 60 đĩa xích Đường d(mm) 194,04 485,1 kính vòng chia Đường da (mm) 211,82 502,88 kính vòng đỉnh Lực căn F0 361,9 ban đầu Lực vòng Ft 1179,5 có ích Lực tác Fr 1356,4 dụng lên trục 2. THIẾT KẾ BỘ TRUYN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 2.