Công suất 5,37(kw) THIÊT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

Phần 1:Tính động học hệ dẫn động: Công suất 5,37(kw) THIÊT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN 

1. Chọn động cơ điện:

          P_dc > P_yc

                _­n_dc  » n_db

   *P_yc= P_ct.b/h

-                     Tính h:

h =h_dai. h³_br­­. h³_ol. h_ot. h_k = 0,95.0,96³.0,99³.0,98.1   (bảng 2.3 [1])

   = 0,799

Với:h_dai Hiệu suất của bộ truyền đai

       h_br Hiệu suất một cặp bánh răng

       h_ol Hiệu suất một cặp ổ lăn

       h_ot Hiệu suất một cặp ổ trượt

       h_k Hiệu suất nối trục di động

-                     Tính b:

b =    = 0,86

-                     Tính P_ct:

P_ct = F.v/1000= 6600.0,65/1000

               = 4,29   

          P_yc= 4,29.0,86/0,799 = 4,62(KW)

  * n_db = n_ct.u_sb

n_ct = 60000.v/Õ.D = 60000.0,65/Õ.340 = 36,51

Chọn  sơ bộ u_sb= 41

ð     n_db = 36,51.41 = 1496,91 » 1500

      Vậy chọn được động cơ với thông số:

                        Kiểu động cơ:                               DK 52-4

                        Số vòng quay thực:                n_dc =1440(v/f)

                          Công suất:                           P_dc= 7(kW)

                        cosj = 0,85

2. Phân phối tỷ số truyền:

            u_ch= n_dc/n_ct= 1440/36,51 = 39,44

                = u_ngoai.u_h

          Chọn trước u_ngoai= 3

ðu_h = u_ch/u_ngoai = 39,44/3 =  13,15

          u_h = u₁.u₂

          Chọn theo kinh nghiệm: u₁ = 1,2u₂

ðu₂ = 13,15/1,2 = 3,31

ðu₁ = 1,2.3,31 = 3,97

          Chọn lại : u_ngoai =  = = 3,00

3. Tính toán thông số động học

       a. Số vòng quay: tính từ trục động cơ (v/f)

       b. Công suất : tính từ trục công tác (kW)

       c. Momen xoắn :

       Được tính theo công thức : T = 9,55.10⁶.P/n (N.mm)

Dựa vào thông số tính toán ở trên ta có bảng sau :

Trục    Thông số	Động cơ	1		2		3		Công tác
Tỷ  số truyền  u	3		3,97		3,31
Công suất  P(kW)	5,11	2,425		4,61		4,38		4,29
Số vòng quay  n	1440	480		120,9		36,5		36,51
Momen xoắn T(Nmm)	35613,54	50236,98		364148,06		1146000		1122144,62

Phần 2:Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài :

      Điều kiện làm việc :

             P₁ = P’_đc=5,37(kw)

                   n₁ = n_đc = 1440vg/ph)           

             u = u_đ = 3

             T₁ = T’_dc = 35613,54

   1.Chọn loại đai :

          Điều kiện làm việc : va chạm nhẹ

           chọn loại đai vải cao su

   2.Các thông số bộ truyền :

1. Đường kính bánh dẫn :

          Theo CT4.1 [TL1]

                    (mm)

          Theo tiêu chuẩn ta chọn : d₁ = 200 (mm)theo tiêu chuẩn 4.19/62[tl1]

     b.Vận tốc đai :

           (m/s)

     c. Đường kính bánh đai bị dẫn :

        trong đó   là hệ số trượt

         chọn    = 0,01

          d₂ = 3.200.(10,01) = 594 (mm)

          Theo tiêu chuẩn ta chọn : d₂ = 630 (mm)

 tỉ số truyền thực tế

 Sai lệch tỉ số truyền 

 Xác định lại tỉ số truyền

         Chọn u_đ = 3,18   

 1

 u₁=1,2 . 3,21= 3,85

Tính lại u_d : u_d =

 (mm)

Theo tiêu chuẩn lấy d₂ = 630 (mm)

Tỉ số truyền thực tế

          u_t =

Sai lệch tỉ số truyền

         

          => thỏa mãn

Khoảng cách trục :

     (mm)

Chọn a = 1500 (mm)

 chiều dài đai :      

Số vòng chạy của đai :

Góc ôm của đai :

           thỏa mãn

Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :  

Đối với đai vải cao su :       (mm)

Theo bảng 4.1 [TL1] ta chọn loại đai  không có lớp lót

trị số  tiêu chuẩn (số lớp = 5)

Ứng suất có ích cho phép :

         

Chọn  (góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 30⁰ )

Theo bảng 4.9 [TL1]

         

Theo bảng 4.10 [TL1] :

Theo bảng 4.11 [TL1] :

Theo bảng 4.12 [TL1] :

Hệ số tải trọng động :

          Theo bảng 4.7 [TL1] : k_đ = 1,1 (dẫn động bằng động cơ nhóm 1)

          Chiều rộng đai :

                  

          Chiều rộng đai

         

           theo tiêu chuẩn chọn : b = 40 (mm)

Chiều rộng bánh đai :

          Theo bảng 21.16 [TL2] : B = 50 mm

Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng trên trục :

Phần 3:Tính truyền động bánh răng

Số liệu:       P₁ =  2,43 kW

                   n₁  =  480 ( vg/ph)

                   u₁  =  3,97   u₂  =  3,31

                   Thời hạn làm việc: 20 000 h

                   Làm việc êm

I . Cấp nhanh:

        1. Chọn vật liệu:

           Theo bảng 6.1 chọn:

            Bánh nhỏ: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 192…240, có σ_b1 = 750MPa

               σ_ch1 = 450MPa

            Bánh lớn: thép 45 thường hoá đạt độ rắn HB 170…217, có σ_b2 = 600 MPa                

               σ_ch2    = 340MPa

 

        2. Phân phối tỉ số truyền:

                 u₁ =3,97;     u₂ = 3,31

 

        3. Xác định ứng suất cho phép

 

       Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180…350

                               S_H = 1,1

                                     S_F = 1,75

Trong đó    và  là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép       ứng với số chu kì cơ sở

                  S_H , S_F là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn

Chọn   độ rắn bánh răng nhỏ HB₁ = 200;  độ rắn bánh răng lớn HB₂ = 185

Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

        N_HO =

     =>          N_HO1 =

     =>          N_HO2 =

Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

        N_HE =

=> N_HE2  = 

               =  60.1. .20 000.( 1³. 0,5 + 0,7³.0,5 )

             =  10,97. 10⁷  > N_HO2 . Do đó hệ số tuổi thọ K_HL1 = 1

=>  N_HE1  >N_HO2       => K_HL2 = 1

Ứng suất tiếp xúc cho phép

          [σ_H] =

     Trong đó          Z_R: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

                    Z_v: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

                   K_xH: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

Chọn sơ bộ Z_R.Z_v.K_xH = 1

  =>  [σ_H]₁ = MPa

           [σ_H]₂ = MPa

Với cấp nhanh sử dụng bánh răng nghiêng

        <1,25[σ_H]₂ =378,38

Với cấp chậm thì dùng bánh răng thẳng

        Do đó [σ_H] = [σ_H]₂ =302,7

Theo ( 6.8 )(I)        N_FE =

N_FE2 = 60.1. .17 000.( 1⁶. 0,5 + 0,7⁶.0,5 ) = 9,16. 10⁷ > N_FO = 4.10⁶ .

Do đó    K_FL1 = 1

Tương tự

=> K_FL2 = 1

Theo 6.2

 [σ_F]  =

  Với  K_FC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Với bộ truyền quay 1 chiều K_FC = 1

Y_R : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Y_S: hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

K_xF : hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn         

Chọn sơ bộ Y_R.Y_S.K_xF = 1

          =>  [σ_F]₁ =  MPa

          =>   [σ_F]₂ = MPa

Ứng  suất quá tải cho phép

          [σ_H]_max = 2,8. σ_ch2 = 2,8. 340 = 952 MPa

          [σ_F1]_max = 0,8. σ_ch1 = 0,8. 450 = 464 MPa

          [σ_F2]_max = 0,8. σ_ch2 = 0,8. 340 = 360 Mpa

 

..............