Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ - 0trang

1.2.1. Xác định công suất động cơ.

1.2.1.1. Công suất làm việc.

Công suất cần thiết trên băng tải là :

Plv = P.v = 1.0,8 = 0,8 (kW)

Trong đó: P = 1, là lực vòng định mức trên tang ( kN).

v = 0,8 vận tốc vòng băng tải ( m/s).

1.2.1.2. Cơng suất của động cơ.

Xác định theo cơng thức:

Trong đó: ηht : là hiệu suất chung của hệ thống truyền động.

Ta có: ηht= ηx . ηbrt. ηkn . ηot

Trong đó :

+ ηx = 0,95 : Hiệu suất bộ truyền đai

+ ηkn = 1



: Hiệu suất khớp nối



+ ηot= 0,98



: Hiệu suất ổ trục



+ ηbrt=0,97



: hiệu suất bánh răng trụ



+ : Hiệu suất 2 cặp ổ lăn

=> ηht = 0,95 . 0,97 . 1 . 0,98 . 0,99 = 0,9

Vậy công suất yêu cầu của thiết bị là:



1.2.2. Xác định tốc độ động cơ.

1.2.2.1. Tốc độ làm việc của trục công tác.

Xác định theo cơng thức:

Trong đó: v = 0,8 là vận tốc vòng băng tải (m/s)

D = 230 là đường kính tang (mm)

1.2.2.2. Tốc độ yêu cầu động cơ.

Tốc độ quay của trục động cơ.

Nsbđc = Uhtsb . nlv

Trong đó: Uhtsb: tỷ số truyền chung của hệ thống.

15



Uht = Uđ . Uh

Trong đó: Uđ: tỷ số truyền của bộ truyền động đai

Uh: tỷ số truyền của hộp số.

Tỷ số truyền trung bình của bộ truyền đai dẹp thường Ux = 2

Hộp giảm tốc đồng trục 1 cấp có Uh = 3 ÷ 5

-



Chọn Ux= 2



-



Chọn Uh = 5



=>



Uht = Ux . Uh = 2 . 5 = 10

Vậy vận tốc quay sơ bộ của động cơ là :



nycđc = Uht . nlv = 10 × 66,42 = 664,30 (v/ph)

1.2.2.3. Chọn động cơ điện.

a) Công suất định mức của động cơ. Pđm

Pđm phải thõa mãn điều kiện

PđcPtddc = 0,89 ( kW)

b) Chọn loại động cơ điện tiêu chuẩn.

Ta chọn loại động cơ thỏa mãn 2 điều kiện sau.

Pđc Ptddc và nđc nsbđc

Do đó, ta tra bảng P.12 trang 235, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí_Trịnh

Chất) và chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha.

Bảng 3.1. Thông số của động cơ điện.

Loại

Pđm

(v/p)

động

(kW)



ĐK 41-6

1

930

c) Kiểm tra động cơ điện.



(GD)2

(kg.m2)



Cos

0,72



1,3



Kiểm tra thời gian khởi động. tkđ



t kđ =



-



A+ B

≤ [ t kđ ] = 2 ÷ 3( s )

M m − M đm



Trong đó: + Mm là mơmen mở máy của động cơ.



+ Mđm là mômen định mức của động cơ.

16



1,8



0,048



Trọng

lượng

(kg)

39



M m = β m .M đm = β m .



9,55.10 6 Pđm

nđm



=1,5 Là hệ số mômen mở máy và được tra theo tiêu chuẩn.



Mà:



Thời gian mở máy.

 tkđ < [tkđ]= 2-3s thỏa mãn điều kiện thời gian mở máy.

Kiểm tra mômen mở máy.

Theo điều kiện: Mm > Mc

Với Mc: là mômen cản ban đầu.

Mc = Mt + Mđ ( Mđ, Mt lần lượt là mômen động và mômen tĩnh.)



=> Mc = 1000 += 2116,12 (Nm)

=> Mm > Mc Vậy thỏa mãn điều kiện.

Vậy ta chọn động cơ (ĐK 41-6) là hợp lí.

1.2.2.4. Phân phối tỷ số truyền.

a) Tỷ số truyền.

Tỷ số truyền chung:

-



Mà :



+ Uh: là tỷ số truyền hộp giảm tốc.

+ Ux: tỷ số truyền của bộ truyền động đai: Ux= 2-4, chọn: Ux= 2

17





= = 2,64

b) Công suất trên trục.

+ Trục 1: P1 = Pđc.ηol. ηbrc = 0,89. 0,99. 0,96 = 0,85 (kW)

c) Tốc độ quay trên các trục.

+ (vg/ph)

+ trục 1 :

d) Mômen xoắn trên các trục.



18



Bảng 3.2. Giá trị thông số động – động lực học các cấp của hệ truyền dẫn.

Trục



Động cơ



1



Tỷ số truyền ( u )



1



2,64



Cơng suất P(kw)



0,89



0,85



Số vòng quay

(v/ph)

Mơmen xoắn

(N.mm)



930



352,27



2. Thiết kế bộ truyền động đai.

2.1. Chọn loại đai.

Trong công nghiệp sử dụng các loại đai dẹt sau đây: đai da, đai vải cao su, đai

vải bông, đai sợi len và đai sợi tổng hợp.

-



Đai da có độ bền món cao, chịu va đập tốt nhưng khơng dùng được ở nơi có



axit hoặc ẩm ướt, giá thành lại đắt nên ít dùng.

-



Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa, được xếp từng lớp



cuộn từng vòng kín hoặc cuộn xoắn ốc. Nhờ các đặc tính: bền, dẻo, ít bị ảnh hưởng

của độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ, đai vải cao su được dùng khá rộng rãi.

-



Đai sợi bơng nhẹ, mềm, thích hợp với bánh đai đường kính nhỏ và với vận tốc



lớn nhưng khả năng tải và tuổi thọ thắp.

-



Đai sợi len nhờ có độ đàn hồi tốt nên chịu được tải trọng va đập, đồng thời cũng



ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, axit,... tuy nhiên khả năng tải lại thấp hơn các loại

đai khác.

Các loại đai dẹt trên đây được chế tạo thành những cuộn dài, số lớp, chiều rộng

và chiều dài của đai được tiêu chuẩn hóa.

Các thơng số cần biết khi chọn đai: Công suất, vận tốc, môi trường làm việc ổn

định, sạch sẽ.

=> Chọn đai vải cao su đáp ứng được các yêu cầu trên.



19



2.2. Xác định các thông số của bộ truyền.

2.2.1. Xác định đường kính bánh đai.

2.2.1.1. Đường kính bánh đai nhỏ.

Trong đó: T1- Mơmen xoắn trên trục bánh đai nhỏ, Nmm.

Đường kính d tra bảng 4.6 của “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí_Trịnh Chất”, ta

có: d = 125 mm

2.2.1.2. Đường kính bánh đai lớn.



Trong đó: u- Tỉ số truyền

= 0,01 – 0,02 là hệ số trượt.

Đường kính d2 tra bảng 4.6 của “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí_Trịnh Chất”, ta

có: d1 = 315 mm

Tỉ số truyền thực tế:



Sai lệch tỉ số truyền:

=> Sai lệch tỉ số truyền không vượt quá phạm vi cho phép 3%

2.2.2. Khoảng cách trục.

Đước xác định theo cơng thức:



Trong đó: Hệ số 2 dùng cho bộ truyền vận tốc trung bình.

2.2.3. Chiều dài đai.

Từ khoảng cách trục a đã chọn, ta có:



mm

Kiểm nghiệm lại:

20



=> Thỏa mãn.

Trong đó: i- số lần uốn của đai trong 1s, = 3 – 5.

Vận tốc đai:

Từ giá trị l đã chọn, xác định lại khoảng cách trục:

Trong đó:



2.2.4. Góc ơm.

Góc ơm trên bánh đai nhỏ được tính theo cơng thức:

phù hợp tiêu chuẩn đối với đai vải cao su.

2.3. Xác định tiết diện đai.

Diện tích tiết diện đai dẹt được xác định từ chỉ tiêu về khả năng kéo của đai:

Trong đó: b và - chiều rộng và chiều dày đai, mm; - lực vòng, N ; - hệ số tải trọng

động (bảng 4.7); - ứng suất có ích cho phép, Mpa.



Trong đó: - ứng suất có ích cho phép xác định bằng thực nghiệm đối với các loại đai,

ứng với d = d1 , bộ truyền đặt nằm ngang, v = 10m/s, tải trọng tĩnh.

Chiều dày đai được chọn theo tỉ số / sao cho tỉ số này không vượt quá một trị

số cho phép nhằm hạn chế ứng suất uốn sinh ra trong đai và tăng tuổi thọ cho đai: /

Trị số của = 1/40 , cho trong bảng 4.8. Theo trị số nên dùng này và đường kính d 1,

tính :

Dựa vào bảng 4.1, ta có kích thước đai vải cao su theo tiêu chuẩn:

Bảng 3.3. Kích thước đai vải theo tiêu chuẩn

21



Kí hiệu đai

Số lớp



Chiều rộng đai b (mm)



b-800 và b-820

Chiều dài đai , mm

Có lớp lót



3



20 ... 112



4,5



Ứng suất căng ban đầu = 1,8 MPa – khi góc nghiêng của đường tâm bộ truyền

so với phương nằm ngang tới 60 và định kì điều chỉnh khoảng cách trục.

Tra bảng “4.9. Trị số của hệ số k1 , k2 trong công thức”, tài liệu :Thiết kế hệ dẫn

động cơ khí_Trịnh chất” đối với đai vải cao su, ta có: k1=2,5; k2=10,0.

Chiều rộng đai b:

Chọn kích thước tiêu chuẩn theo bảng 4.1, ta có: b = 20 mm

2.4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.

Với đã chọn, tính được lực căng ban đầu:

Lực tác dụng lên trục:



3. Tính tốn thiết kế trục và then.

3.1. Thiết kế trục.

3.1.1. Chọn vật liệu.

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tơi thường hóa có giới hạn bền là

σb = 600(Mpa) và giới hạn chảy σch = 340(Mpa).

3.1.2. Tính tốn sơ bộ đường kính trục.

Đường kính trục thứ k được xác định chỉ bằng mômen xoắn theo cơng thức:

Trong đó:

Tk : Mơmen xoắn trên trục thứ k ( k = 1…2) ( Nmm)

[ τ ]:Ứng suất xoắn cho phép (MPa).Với vật lệu trục là thép 45 [τ ]=15..30 MPa

22



( Lấy trị số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn đối với trục ra ).

Theo công thức thực nghiệm để xác định sơ bộ đường kính trục, chẳng hạn tính đường

kính đầu vào của trục hộp giảm tốc lắp bằng khớp nối với trục động cơ thì đường kính

này tối thiểu phải lấy bằng d v = ( 0,8...1,2)dđc. Với dđc : đường kính trục của động cơ

điện, đường kính trục bị động lấy bằng ( 0,3...0,35)a, với a- khoảng cách trục.

Đường kính tính được nên lấy tròn đến các giá trị 0 và 5 và dùng nó làm căn cứ để

chọn một số kích thước chiều dài trục.

Vì bánh đai đang thiết kế có trục 1 là trục đầu vào của động cơ và nó được lắp

vào nhớ then bằng nên ta dùng công thức thực nghiệm để xác định đường kính sơ bộ

của nó.

3.1.2.1. Đường kính sơ bộ của trục động cơ:

Với dđc là đường kính trục động cơ ĐK 42-6 (đã chọn ở phần 1), vậy theo bảng

P 1.5 phụ lục sách Trịnh Chất_Kích thước của động cơ DK, mm: dđc = d = 25 ( mm).

3.1.2.2. Đường kính sơ bộ của trục 1.



Lấy = 20 mm

3.1.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.

Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ

thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ, khe hở cần

thiết và các yếu tố khác.

Từ đường kính sơ bộ d của các trục, sử dụng bảng 10.2 trang 189 sách Trịnh Chất .

Xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn b0 tương ứng.

-



Với trục gắn với trục động cơ có d = 25 mm → chọn ổ lăn có b01 = 17 mm.



-



Với trục 1 có d1 =20 mm → chọn ổ lăn có b02 = 15 mm.



Ta đi tính lmki , lk1 , lki , lcki và bki .

Trong đó:

- k: Số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc, k =1,...t, với t là số trục của họp

giảm tốc

- i: Số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải

trọng:

+) i = 0 và 1 : các tiết diện trục lắp ổ.

23



+) i = 2…s, với s là số các chi tiết quay (bánh răng, đĩa xích, và khớp nối)

- lk1 : Khoảng cách giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k.

- lki : Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k

- lmki : Chiều dài mayơ của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục k ;

- lcki : Khoảng côngxôn (khoảng chìa) trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở

ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ.

Với k3 :Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ

hn : Chiều cao nắp ổ và đầu bulông.

bki : Chiều rộng vành bánh răng thứ i trên trục thứ k.

Chiều dài mayơ bánh đai

Chiều dài mayơ bánh đai lắp trên trục động cơ.

Lấy

Chiều dài mayơ bánh răng lắp trên trục 1.

Lấy

Chiều dài mayơ nửa khớp nối ( nối trục vòng đàn hồi)

Lấy

+ ) Theo bảng 10.3 trang 189 sách Trịnh Chất:

 Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng



cách giữa các chi tiết quay

k1 = 8…15 mm. Lấy k1 = 10 mm

 Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

k2 = 5…15 mm. Lấy k2 = 10 mm ™

 Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

hn = 15…20 mm. Lấy hn = 17 mm

+ Trên trục gắn với trục động cơ :

Khoảng cách côngxôn

= 0,5( + ) + + = 0,5(50 + 17) + 10 + 17 = 60,5 mm

hn là chiều cao nắp ổ và đầu bulông.

Tra bảng 10.3/189 : hn = 18mm

= - = -60,5 mm

+Trên trục 2 :

= 0,5( + ) + = 0,5( 25 + 21 ) + 10 = 33 mm



24



3.2. Tính chọn then.

3.2.1. Tính then trục gắn với động cơ.

Ta có: TI = 127100,97 ( Nmm)

Theo tính tốn đường kính trục tại chỗ lắp khớp nối có: d = 20 mm.

Các kích thước của then: b × h × l = 6 × 6 × lt

Với lt = (0,8 ÷ 0,9)lm . Tra bảng 9.1.a, sách trịnh chất ta có:

Chiều sâu rãnh then trên trục: t1 = 3,5 mm

Chiều sâu rãnh then trên lỗ: t2 = 2,8 mm

Bán kính góc lượn của rãnh: rmin = 0,16 mm



; rmax = 0,25 mm



Then lắp tại khớp nối:

Theo tiêu chuẩn chọn then có: lt = 60 ( mm) ⇒

Vậy:



Vậy then tại khớp nối thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt

3.2.2. Tính then trên trục 1.

Ta có : T2 = ( Nmm)

Theo tính tốn đường kính trục tại chỗ lắp bánh răng trụ

Có : d = 35 ( mm)

Các kích thước của then: b × h × l = 10 × 8 × lt

Với lt = (0,8 ÷ 0,9)lm . Tra bảng 9.1.a, sách trịnh chất ta có:

Chiều sâu rãnh then trên trục: t1 = 5 mm

Chiều sâu rãnh then trên lỗ: t2 = 3,3 mm

Bán kính góc lượn của rãnh: rmin = 0,25 mm



; rmax = 0,4 mm



Vậy then tại bánh răng côn thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt.

Then lắp tại bánh răng trụ:

Theo tiêu chuẩn chọn then có: lt = 40 ( mm) ⇒



25



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×