Bài tập lớn số 5 Chi tiết máy - Đề số 5: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải - Hoàng Thu Thảo
Trường Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh
Khoa Môi Trường
Bộ môn Thiết Kế Máy
Bài tập lớn số 5
CHI TIẾT MÁY
Sinh viên thực hiện : Hoàng Thu Thảo
MSSV : 91303701
ĐỀ TÀI
Đề số 5 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Phương án số : 1
1
3
2
4
5
Trang 1
➢ Hệ thống dẫn động băng tải gồm :
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ ; 2- Bộ truyền đai thang ; 3- Hộp giảm tốc bánh
răng nón một cấp ; 4-Nối trục đàn hồi; 5- Băng tải.
➢ Số liệu thiết kế
- Công suất trên trục băng tải, P: 6 KW
- Số vòng quay trên trục tang dẫn, n: 152 v/ph
- Thời gian phục vụ, L = 5 (năm)
- Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.
( 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ )
- Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0.9T ; t1 = 37 giây ; t2 = 48 giây
PHƯƠNG ÁN 1
P,KW
6
n,v/ph
152
L, năm
t1, giây
37
t2, giây
48
T1
T
T2
5
0.9T
Yêu cầu : TÍNH CHỌN Ổ LĂN TRÊN 2 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC.
TÍNH CHỌN NỐI TRỤC VÒNG ĐÀN HỒI.
Bài Làm
Thiết kế trục 1:
Từ các số liệu bài trước ta có: n = 486.62 vòng/phút, Lh = 24000 giờ, d= 30 mm,
XB= 4447.28 N, YB= 2362.72 N, XC= 1872.54 N, YC= 3058 N, Tải trọng thay đổi.
1. Tính sơ bộ tỷ số:
퐹
퐹
279,46
푎
푎
=
=
= 0,07 > 0,3
2
2
2
2
퐹
퐹
+ 퐹
1872.54 + 3058
푟퐶
푥퐶
푦퐶
Trang 2
(Chọn Fr nhỏ nhất để tính)
Để đảm bảo về độ cứng ổ ta chọn ổ đũa côn.
+Chọn sơ đồ bố trí theo kiều “O” như sơ đồ h.8.9a trang 192.
+Theo phụ lục 8.4 sách “ thiết kế chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên
Phúc”.Ta chọn ổ 7606 với các thông số như sau:
Kí
hiệu
ổ
Kích thước, mm
C
Co
(KN)
e
Y
YO nth khi bôi trơn Khối
bằng
lượng
(KN)
,Kg
7606
d
D
T
B
c
r
r1
Dầu
5300
Mỡ
7000 0,57
30 72 28,75 29 23 2 0,8
63
51
0,32 1,88 1,03
2. Xác định các phản lực tác dụng lên ổ với sơ đồ phân tích lực như hình vẽ :
FyC = 3058 N
FXC = 1872.54
S1
S2
F =
a1
279,46
FyB = 2362.72
FxB = 4447.28
• Lực hướng tâm xác định theo công thức:
2
2
2
2
퐹
+ 퐹
+ 퐹
4447.28 + 2362.72
FrB =
FrC =
= 5035.94 N
=
푥퐵
푦퐵
2
2
2
2
퐹
1872.54 + 3058
=
=3585.77 N
푥퐶
푦퐶
Trang 3
• Lực dọc trục Fa:
Đối với ổ đũa côn , lực dọc trục phụ được xác định theo công thức 8.2b sách “ thiết kế
chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”.
+S1= 0,83.e. FrB= 0,83. 0,32.5035,94= 1336.74 N
+S2=0,83. e.FrC = 0,83.0,32.3585,77 = 952,38 N
Với e = 0,38 tra từ bảng phụ lục ổ lăn đối với ổ 7208.
Vì S1 > S2 và Fa > 0 nên theo bảng 8.1 cùng sách, ta có:
+FaB= S1= 1336.74 N
+F = S + F = 1336+
=1615.46 N
279,46
aC
1
a
3. Do số vòng quay n= 486.62 vòng/ phút nên ta chọn ổ theo khả năng tải động .
Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 sách “ thiết kế chế tạo máy
công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”.
Q= Q =(X.Y.F +Y.F ).
퐾 .퐾
r
r
a
휎
푡
Trong đó :
• V= 1 : do vòng trong quay.
퐹푎퐵
1336.74
• Xét tỷ số :
, tra bảng 8.2 sách “ thiết kế
=
.1 = 0,27 < 푒 = 0,32
퐹푟퐵.푉
5035,94
chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”, ta được: XB= 1,YB =0.
퐹푎퐶
1615,46
• Xét tỷ số :
=
= 0,45 < 푒
퐹푟퐶.푉
3585,77
.1
XC= 0,4; YC =1,88.
•
•
=1,2 (Tra theo bảng 8.4 trang 195).
=1 vì nhiệt độ làm việc < 1000C.
퐾
퐾
휎
푡
Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ:
Q = Q = (X .V.F +Y .F ).
퐾 .퐾
B
rB
B
rB
B
aB
휎
푡
1336.74
=(1.1. 5035,94 + 0.
).1,2.1 = 6043,13 N
Trang 4
Q = Q =(X .V.F +Y .F ).
퐾 .퐾
C
rC
C
rC
C
aC
휎
푡
3585,77
= (0,4.1.
+1,88.
).1,2.1= 5365,7 N
1615,46
Vì QB > QC nên ta tính toán ổ theo thông số tại B.
4. Vì tải thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo công thức.
3
3
푄
푄
푄
3
1
2
(
) .퐿 + ( ) .퐿
∑(푄 .퐿 )
푖
QE=3
= QB .3
= QB .
1
푄
퐶
2
푖
퐶
∑퐿
푖
퐿
푛
3
3
푇
푇
1
2
(
) .퐿 + ( ) .퐿
3
1
푇
1
2
푇
1
퐿
푛
3
3
3
(1) .37 + (0,9) .48
37 + 48
= 6043,13.
= 5717,64 N.
❖ Thời gian làm việc tương đương tính băng triêụ vòng quay:
퐿 .60.푛
ℎ퐸
24000. .486,62
60
L=
=
= 700 (giờ)
=1.24000=24000 ( = 1 do chế độ tải không đổi).
퐾
퐻퐸
106
106
Với
퐿
= 퐾 .퐿
ℎ퐸
퐻퐸 ℎ∑
5. Khả năng tải động tính toán của ổ:
Theo công thức 8.10 trang 196:
10
3
Ctt = Q.푚 =.
5717,64
= 40,80 KN
퐿
700
10
Với Q = QE = 5717,64; m=
do ổ đũa côn
3
Ta thấy Ctt < C= 63 KN nên ổ 7606 đảm bảo bền nên ta chọn ổ này.
6. Tính lại tuổi thọ thưc sự cuả ổ theo côn thức 8.11:
10
푚
퐶
63000
3
L= (
Lh =
=(
=2976 (triệu vòng)
)
)
푄
5717,64
6
6
10 .2976
10 .퐿
=
= 101 927,58 푔푖ờ
60.
486,62
60.푛
Trang 5
7. Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ:
푘 .푘 .푘
1 2 3
ngh = [Dpw.n].
퐷
푝푤
Trong đó:
• [Dpw.n]= 2,5.105 ( tra trong bảng 8.6 trang 198 với ổ đũa côn một dãy bôi trơn
bằng mỡ dẻo).
퐷 + 푑 30 + 72
=
• Dpw=
=51 mm
2
2
• k1= 1 khi Dpw ≤ 100mm
• k2 = 0,85 vì ổ cỡ trung nhẹ (bảng 8.7 trang 198).
• k3 = 1 vì Lh > 50000 giờ
1.0,85.1
푘 .푘 .푘
1
2
ngh = [Dpw.n].
3 =2,5.105.
4167 vòng / phút
=
퐷
푝푤
51
Kiểm tra : n < ngh thỏa.
Thiết kế trục 2:
Từ các số liệu bài trước ta có: n = 152 vòng/phút, Lh = 24000 giờ, d= 45 mm,
XM=762,89 N, YM=428,55 N, XP=1811,85 N, YP=708 N, Tải trọng thay đổi.
1. Tính sơ bộ tỷ số:
퐹
퐹
894,49
푎
푎
=
=
= 1,02 > 0,3
2
2
2
2
퐹
퐹
+ 퐹
762,89 + 428,55
푟푀
푥푀
푦푀
(Chọn Fr nhỏ nhất để tính)
Để đảm bảo về độ cứng ổ ta chọn ổ đũa côn.
+Chọn sơ đồ bố trí theo kiều “O” như sơ đồ h.8.9a.
+Theo phụ lục 8.4 sách “ thiết kế chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên
Phúc”.Ta chọn ổ 7509 với các thông số như sau:
Trang 6
Kí
hiệu
ổ
Kích thước, mm
C
Co
(KN)
e
Y
YO nth khi bôi trơn Khối
bằng
lượng
(KN)
,Kg
7509
d
D
T
B
c
r
r1
Dầu
4500
Mỡ
6000 0,62
45 85 24,75 23,5 20 2 0,8
60
46
0,42 1,44 0,79
2. Xác định các phản lực tác dụng lên ổ với sơ đồ phân tích lực như hình vẽ :
FyP = 708
FyM = 428,55
FxP = 1811,85
Fa2 = 894,49
S1
S2
FxM = 762,89
FxB = 2362.72
• Lực hướng tâm xác định theo công thức:
2
2
2
2
퐹
+ 퐹
푦푀
762,89 + 428,55
FrM =
FrP =
= 875,02 N
=
푥푀
2
2
2
2
퐹
+ 퐹
푦푃
1811,85 + 708
=
= 1945,27 N
푥푃
• Lực dọc trục Fa:
Đối với ổ đũa côn , lực dọc trục phụ được xác định theo công thức 8.2b sách “ thiết kế
chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”.
+S1= 0,83.e. FrM= 0,83. 0,42. 875,02 = 305 N
+S2=0,83. e.FrP = 0,83.0,42. 1945,27 = 678,12 N
Với e =0,42 tra từ bảng phụ lục ổ lăn đối với ổ 7509.
Vì S2 > S1 và Fa > S2 – S1 nên theo bảng 8.1 cùng sách, ta có:
+FaM= S1= 305 N
Trang 7
+F = S + F = 305+
=1199,49 N
894,49
aP
1
a
3. Do số vòng quay n= 152 vòng/ phút nên ta chọn ổ theo khả năng tải động .
Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 sách “ thiết kế chế tạo máy
công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”.
Q= Q =(X.Y.F +Y.F ).
퐾 .퐾
r
r
a
휎
푡
Trong đó :
• V= 1 : do vòng trong quay.
퐹푎푀
305
875,02.1 = 0,34 < 푒 = 0,42
• Xét tỷ số :
, tra bảng 8.2 sách “ thiết kế
=
퐹푟푀.푉
chế tạo máy công dụng chung –Thầy Trần Thiên Phúc”, ta được: XM= 1,YM =0.
퐹
1199,49
푎푃
• Xét tỷ số :
=
= 0,61 > 푒
퐹 .푉
푟푃
1945,27.1
XC= 0,4; YC =1,44(tra bảng ổ lăn với ổ 7509).
•
•
=1,2 (Tra theo bảng 8.4 trang 195).
=1 vì nhiệt độ làm việc < 1000C.
퐾
퐾
휎
푡
Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ:
Q = Q = (X .V.F +Y .F ).
퐾 .퐾
M
rM
M
rM
M
aM
휎
푡
=(1.1.
+0.305).1,2.1 = 1050 N
875,02
Q = Q =(X .V.F +Y .F ).
퐾 .퐾
P
rP
P
rP
P
aP
휎
푡
1199,49
= (0,4.1.
+1,44.
).1,2.1= 3006 N
1945,27
Vì QP > QM nên ta tính toán ổ theo thông số tại P.
4. Vì tải thay đổi nên ta tính tải trọng tương đương theo công thức.
3
3
3
3
푄
푄
푇
푇
2
∑(푄3푖 .퐿푖 )
1
(
1 ) .퐿1 + (푄푄2 ) .퐿2
(푇1 ) .퐿1 + (푇1 ) .퐿2
QE=3
= QP .3
= QP .3
퐶
퐶
∑퐿푖
퐿푛
퐿푛
3
3
3
(1) .37 + (0,9) .48
37 + 48
= 3006 .
= 2844 N.
Trang 8
❖ Thời gian làm việc tương đương tính băng triêụ vòng quay:
24000.60.152
106
퐿
.60.푛
6
ℎ퐸
L=
=
= 218 (giờ)
=1.24000=24000 ( = 1 do chế độ tải không đổi).
퐾
퐻퐸
10
Với
퐿
= 퐾 .퐿
ℎ퐸
퐻퐸 ℎ∑
5. Khả năng tải động tính toán của ổ:
Theo công thức 8.10 trang 196:
10
3
Ctt = Q.푚 =.
3006
= 15,12 KN
퐿
218
10
Với Q = QP = 3006 ; m=
do ổ đũa côn
3
Ta thấy Ctt < C= 60 KN nên ổ 7509 đảm bảo bền nên ta chọn ổ này.
6. Tính lại tuổi thọ thưc sự cuả ổ theo côn thức 8.11:
10
푚
60000
퐶
3
L= (
Lh =
=(
=21571,2 (triệu vòng)
)
)
푄
3006
6
6
10 .퐿 10 .21571,2
=
= 2365263,2 푔푖ờ
60.푛
60.152
7. Kiểm tra số vòng quay tới hạn của ổ:
푘1.푘2.푘3
ngh = [Dpw.n].
퐷푝푤
Trong đó:
• [Dpw.n]= 2,5.105 ( tra trong bảng 8.6 với ổ đũa côn một dãy bôi trơn bằng mỡ dẻo
퐷 + 푑 45 + 85
• Dpw=
=
=65 mm
2
2
• k1= 1 khi Dpw ≤ 100mm
• k2 = 0,95 vì ổ cỡ nhẹ rộng (bảng 8.7 trang 198).
• k3 = 1 vì Lh > 50000 giờ
푘 .푘 .푘
1
1.0,95.1
65
2
ngh = [Dpw.n].
3 =2,5.105.
3654 vòng / phút
=
퐷
푝푤
Kiểm tra : n < ngh thỏa.
CHỌN NỐI TRỤC VÒNG ĐÀN HỒI:
Trang 9
Theo số liệu bài trước ta có:
P = 6,6 kN
n= 152 vòng/ phút
Chọn vật liệu chốt - thép 45 với ứng suất uốn cho phép [σu] = 75 MPa, ứng suất dập
giữa chốt và ống [σd] = 3,5 MPa.
1. Momen danh nghĩa truyền qua nối trục:
푃
푛
6,6
6
6
T= 9,55.
10 .
= 9,55.
= 414671 Nm
10 .
152
2. Hệ số chế làm việc k = 1,5.
3. Moment xoắn tính toán:
Tt = K.T= 1,5. 414671 = 622 Nm < [T] = 1000 Nm
4. Từ mômen xoắn tra bảng 9.10 ta có:
d= 50 mm ,D = 210 mm, dm= 95 mm, d1= 90 mm, D0 = 160mm, Z = 8, nmax
=
2850 vòng / phút, B = 6 mm, B1= 70mm, dc = 18 mm, l1= 42 mm, l2 = 20 mm,l3 =
36 mm.
5. Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
2. 푇.푘
2.414671.1,5
160.18.36.8
=
=
= 1,5 < [σd] = 3,5 MPa
휎d
퐷 .푑 .푙
0 푐 3.푍
6. Điều kiện sức bền uốn của chốt:
퐾.푇.푙
3
414671
3
1,5.
.52
0.
=
=
= 43,32 < [σu] = 75 MPa
휎u
0,1.푑 .퐷 .푧 0,1.18 .160.8
0
푐
푙
20
2
( lo = l1 + = 42 + = 52 mm)
2
2
Do đó điều kiện bền uốn và bền dập của nối trục vừa chọn được thỏa.
Trang
10
10 trang
17820
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập lớn số 5 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_so_5_chi_tiet_may_de_so_5_thiet_ke_he_thong_dan.docx
