Bài tập lớn Nguyên lý và chi tiết máy - Đề số 5: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải - Hoàng Thu Thảo
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HCM
KHOA CÔ KHÍ
BOÄ MOÂN THIEÁT KEÁ MAÙY
BAØI TAÄP LÔÙN
NGUYÊN LÝ VÀ CHI TIẾT MÁY
Bài tập lớn số 1
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thu Thảo 91303701
ĐỀ TÀI
Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phương án số: 1
1
3
2
4
Trục 2
5
Trục 1
Heä thoáng daãn ñoäng baêng taûi bao goàm 1-Ñoäng cô ñieän 3 pha khoâng ñoàng boä; 2- Boä
truyeàn ñai thang; 3- Hoäp giaûm toác baùnh raêng noùn moät caáp; 4- Noái truïc ñaøn hoài;
Baêng taûi.
5-
Soá lieäu thieát keá:
Coâng suaát treân truïc baêng taûi, P(KW)
Soá voøng quay treân truïc tang daãn, n(v/ph) 152
6
Thôøi gian phuïc vuï, L(naêm)
5
t1, giây
37
48
T
Chế độ tải
t2, giây
T1
T2
0.9T
1. Tính chọn động cơ điện
1.1 Chọn hiệu suất của hệ thống
2
Hiệu suất truyền động:
Trong đó: kn = 1
đ = 0.96
=
×
×
×
푏푟푛표푛
푘푛
đ
표푙
: hiệu suất khớp nối
: hiệu suất bộ truyền đai thang
brnon = 0.97 : hiệu suất bộ truyền bánh răng nón răng thẳng
ol = 0.99
: hiệu suất ổ lăn
2
=
1 × 0.96 × 0.97 × 0.99 = 0.91
1.2 Tính công suất tương đương (công suất tính toán)
2
푇푖
푇
푛
12 × 37 + 0.92 × 48
37 + 48
∑
.푡
푖 = 6 ×
푃푡đ = 푃 ×
푖=1
= 5.67 푘푊
푛
∑
푖=1 푡푖
1.3 Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện
Công suất cần thiết:
푃푐푡 = 푃
5.67
(1)
= 0.91 = 6.23 푘푊
푡đ
휂
푃 ≥ 푃
đ푐
푐푡
Chọn động cơ điện thỏa
푛 ≈ 푛
đ푐
푠푏
1.4 Xác định số vòng quay sơ bộ
Tỷ số truyền chung của hệ:
Trong đó:
= 3.2 : tỷ số
푢
ℎ푔푡
푢 = 푢
× 푢 × 푢
푐ℎ
ℎ푔푡
đ
푛푡
truyền hộp giảm tốc, chọn theo tiêu chuẩn
= 3 : tỷ số truyền của bộ truyền đai ngoài
푢
đ
= 1
푢
푛푡
=
3.2 × 3 = 9.6
푢
푐ℎ
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
=
푛 = 푢 × 푛
푙푣
(vòng/phút) (2)
9.6 × 152 = 1459
푠푏
푐ℎ
Chọn động cơ điện : từ (1) và (2)
푇
푇
푘
Kiểu động cơ Công suất Vận tốc quay Cosφ η %
푚푎푥
(kW)
(Vòng/phút)
푇
푇
푑푛
푑푛
4A132S4Y3
7.5
1455
0.86
87.5
2.2
2.0
2.Phân
phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền thực sự:
1455
푛
đ푐
푢 =
푐ℎ
=
= 9.57
푛
푙푣
152
푢ℎ푔푡
Chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn: chọn
= 3.2
Tỷ số truyền đai thang được tính lại:
푢푐ℎ
푢đ = 푢
=
9.57 = 2.99
3.2
ℎ푔푡
3. Lập bảng đặc tính
3.1 Tính toán công suất trên trục
푃
6
푃 =
퐼퐼
=
표푙
= 6.06 kW
η
× η
1 × 0.99
푘푛
푃
6.06
퐼퐼
=
× η
표푙
kW
푃 =
퐼
= 6.3
η
0.97 × 0.99
푏푟푛표푛
Trục động cơ:
푃
6.3
퐼
< 7.5 kW ( hợp lý)
3.2 Tính số
푃 =
đ푐
=
표푙
= 6.6 k푊
η ×
đ
0.96 × 0.99
vòng quay các trục
푛
푛
퐼
đ푐
486.62
3.2
1455
2.99
푛 =
퐼
=
= 486.62 푣ò푛푔/푝ℎú푡
푛 =
퐼퐼
=
푢
ℎ푔푡
푢
đ
= 152.06 푣ò푛푔/푝ℎú푡
3.3 Tính momen xoắn trên các trục
푃
6.3
퐼
6
6
푇 = 9.55 × 10 × = 9.55 × 10 ×
= 123,639(푁.푚푚)
푇
퐼퐼
퐼
푛
퐼
486.62
푃
6.06
퐼퐼
6
6
6
= 9.55 × 10 × = 9.55 × 10 ×
= 380,593 (푁.푚푚)
푇 = 9.55 × 10
đ푐
푛
퐼퐼
152.06
푃
푛
6.6
đ푐
6
×
= 9.55 × 10 ×
= 43,319.6(푁.푚푚)
1455
đ푐
푃
6
6
6
푇
= 9.55 × 10 × = 9.55 × 10 ×
= 376,973.68 (푁.푚푚)
푡ả푖
푛
152
3.4 Bảng đặc tính động cơ
Động cơ
6.6
I
II
6.06
Tải
6
P (kW)
n (vòng/ phút)
u
6.3
1455
486.62
152.06
152
uđ = 2.99
uhgt = 3.2
123,639
ukn = 1
43,319.6
380,593 376,973.68
T (N.mm)
4. Thiết kế bộ truyền đai thang
Thông số kỹ thuật để thiết kế bộ truyền đai thang
➢ Công suất bộ truyền: P1 = 6.6 kW
➢ Tỷ số truyền u = 2.99
➢ Số vòng quay trục dẫn n1 = 1455 (vòng/phút)
Chọn loại đai
Chọn loại đai dựa vào công suất và số vòng quay theo đồ thị sau:
Theo hình ta chọn loại đai B 1 = 14, h = 10.5, a = 17, h0 = 4.1, A = 138,
Theo bảng 4.13 chọn đường kính đai nhỏ theo tiêu chuẩn d1 = 160 mm
Vận tốc đai:
휋 푑1푛1
6.104
휋 × 160 × 1455
6.104
=
(m/s)
푣
=
= 12.2
Đường kính bánh đai lớn
Chọn ξ = 0.02
푑 = 푢 × 푑 (1 ― ξ) = 2.99 × 160(1 ― 0.02) = 468.832 푚푚
Theo
2
1
bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn, chọn d2 = 500 mm
Tỷ số truyền thực tế
푑2
500
푢푡푡 =
=
= 3.19
푑1(1 ― ξ) 160(1 ― 0.02)
Sai lệch so với giá trị ban đầu
|푢푡푡 ― 푢|
|3.19 ― 2.99|
∆푢 =
× 100 =
× 100 = 6.68 %
푢
2.99
Chọn sơ bộ khoảng cách trục a d2 = 500 mm
Chiều dài đai theo khoảng cách trục a
2
2
휋(푑 + 푑 )
2
휋(500 + 160)
(500 ― 160)
(푑 ― 푑 )
2
1
1
=
퐿 = 2푎 +
+
2 500 +
+
= 2094
4 500
2
4푎
2
- Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L = 2120 mm
Kiểm nghiệm số vòng chạy trong 1 giây
푣
푖 = 퐿 = 122.1.22 = 5.75 푠―1
< 10, thỏa
Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn L = 2120
2
2
[2퐿 ― 휋(푑 + 푑 )] ― 8(푑 ― 푑 )
2퐿 ― 휋(푑 + 푑 ) +
2
1
2
1
1
2
푎 =
8
[2 × 2120 ― 휋(500 + 160)]2 ― 8(500 ― 160)2
2 × 2120 ― 휋(160 + 500) +
=
8
=
513 푚푚
Góc ôm đai trên bánh đai nhỏ
훼1 = 1800 ― 570푑2 ― 푑1 = 1800 ― 570500 ― 160 = 142 = 2.48
0
rad
푎
513
Các hệ số sử dụng
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai
퐶훼 = 1.24(1 ― 푒―훼 110) = 1.24(1 ― 푒―142 110) = 0.9
1
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc
퐶푣 = 1 ― 0.05(0.01푣2 ― 1) = 1 ― 0.05(0.01 × 12.2 ― 1) = 1.04
Theo bảng 4.17 hệ số xét tới ảnh hưởng của tỷ số truyền
vì u = 2.99 > 2.5
퐶푢 = 1.14
Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz ta chọn sơ bộ bằng 1
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng Cr = 0.85
Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai
퐿
2120
2240
6
퐶퐿 = 6
=
= 0.99
퐿0
Theo đồ thị ta chọn [Po] = 3.8 kW khi d1 = 160 mm và đai loại B
Số đai được xác định theo công thức:
푃1
6.6
푧 ≥
=
= 2.05
[푃0]퐶훼퐶푢퐶퐿퐶푧퐶푟퐶푣
3.8 × 0.9 × 1.14 × 0.99 × 1 × 0.85 × 0.98
Chọn số đai z = 3 Cz = 0.95
Ta kiểm nghiệm lại z 1.5 Do đó ta chọn z = 3, thỏa
Định các kích thước chủ yếu của đai
Chiều rộng bánh đai
mm
(푧 ― 1)
(2 ― 1)
× 19 + 2 × 12.5 = 44
퐵 =
푒 + 2푓 =
Đường kính ngoài
푑푛1 = 푑1 +2ℎ0 = 160 + 2 × 4.1 = 168.2푚푚
푑푛2 = 푑2 + 2ℎ0 = 500 + 2 × 4.1 = 508.2푚푚
Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng đối với mỗi đai
퐹0 = 휎0.퐴 = 1.5 × 138 = 207 푁
Lực tác dụng lên trục
훼1
142°
2
퐹 = 3퐹0푧 sin
= 3 × 207 × 2 × sin
= 1174 푁
2
Ứng suất lớn nhất trong dây đai
휎푚푎푥 = 휎1 + 휎푣 + 휎푢1 = 휎0 +0.5휎푡 + 휎푣 + 휎푢1
휎푡 × 푒
푓훼
=
+ 휎푣 + 휎푢
푒푓훼 ―1
1000푃1
푣퐴
1
푒푓훼
푒푓훼
2푦0
×
― 1 + 휌푣2 × 10―6 +
12.5 ×2.48
퐸
=
푑1
1000 × 6.6
12.2 × 138
2 × 4
푒
12.5 ×2.48
2
―6
=
×
× 1200 × 12.2 × 10
+
× 100
160
푒
― 1
=
Mpa
5.7
Tuổi thọ đai
푚
8
휎푟
휎푚푎푥
9
5.7
.107
.107
퐿ℎ =
=
= 9,580.9 (푔푖ờ)
2 × 3600 × 푖 2 × 3600 × 5.6
(với m là chỉ số của đường cong mỏi;
Bảng thông số bộ truyền đai
là giới hạn mỏi của đai)
휎푟
Thông số
Kí hiệu
Giá trị
Loại đai
B
d1
d2
B
Đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Chiều rộng bánh đai
Chiều dài đai
160 mm
500 mm
44 mm
L
2120 mm
513 mm
2.48 rad
207 N
Khoảng cách trục
Góc ôm bánh đai nhỏ
Lực căng ban đầu
Lực tác dụng lên trục
Tuổi thọ đai
a
1
F0
F
1174 N
Lh
giờ
9,580.9
7 trang
40680
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập lớn Nguyên lý và chi tiết máy - Đề số 5: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải - Hoàng Thu Thảo", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_tap_lon_nguyen_ly_va_chi_tiet_may_de_so_5_thiet_ke_he_th.docx
91303701hoangthuthao.pdf
