І. Chọn động cơ
1. Xác định công suất động cơ
- Công suất cần thiết được xác định:
η
t
ct
P
P
=
Trong đó: P
ct
: công suất cần thiết của trục động cơ (kw)
P
t
: công suất tính toán trên trục tang (kw)
η : hiệu suất truyền động
- Hiệu suất truyền động:
η = η
2
ol
. η
đ
. η
br
. η
ot
. η
kn
Trong đó: η
Công suất trục tang P
t
:
1000
.vF
P
t
=
=
1000
42,0.14500
= 6,09 (kw)
69,6
91,0
09,6
===
η
t
ct
P
P
(kw)
2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ
- Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống:
u
t
= u
h
. u
n
.
.60000
===
ππ
D
v
n
lv
(v/p)
Trong đó: v: vận tốc băng tải (m/s)
D: đường kính tang quay (mm)
n
sb
= 19,09.20 = 381,8 (v/p)
- Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
n
đb
= 750 (v/p)
3. Chọn quy cách động cơ
- Động cơ được chọn thỏa mãn các điều kiện:
P
đc
≥ P
ct
n
đb
≈ n
sb
T
mm
- Từ bảng P1.3 (TTTK) chọn động cơ 4A160S8Y3:
Công suất Vận tốc Cosφ η T
max
/T
dn
T
k
/T
dn
7.5 730 0,75 86 2,2 1,4
ІІ. Phân phối tỷ số truyền
1. Phân phối tỷ số truyền u
t
của hệ dẫn động
- Xác định tỷ số truyền của hệ:
23,38
09,19
730
===
lv
đc
t
n
n
u
- Phân phối tỷ số truyền: u
t
= u
21,6
99,0.99,0
09,6
1
===
olot
t
P
P
ηη
(kw)
- Trục ІІ:
4,6
1.98,0.99,0
21,6
1
2
===
knbrol
P
P
ηηη
(kw)
+ Số vòng quay trên các trục:
- Trục động cơ: n
đc
=730 (v/p)
- Trục
Ι
1
6
1
10.95,5
55,99
21,6
.10.55,9.10.55,9
===
n
P
T
(N.mm)
- Trục П
66
2
2
6
2
10.06,3
91,19
4,6
.10.55,9.10.55,9
===
n
P
T
(N.mm)
- Trục động cơ:
466
10.75,8
- Căn cứ theo yêu cầu kỹ thuật của bộ truyền chọn đai thang thường
loại Б
- Tra bảng 4.13 (TTTK) chọn tiết diện đai b.h = 17.10,5
a, Đường kính bánh đai nhỏ chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.13 (TTTK)
Chọn d
1
=200 (mm)
- Vận tốc đai:
64,7
60000
730.200.
==
π
V
(m/s)
b, Bánh đai lớn:
d
2
= d
1
.u
đ
.(1- ξ) =200.7,64.(1- 0,01) = 1512,72 (mm)
Theo tiêu chuẩn chọn d
2
= 1500 (mm)
- Tỷ số truyền thực tế:
%4%91,0%100
64,7
2
.0.9 = 1350 (mm)
d, Chiều dài đai
)(31,5683
1350.4
)2001500(
)2001500(
2
1350.2
4
)(
)(
2
2
2
2
12
12
mm
a
dd
ddal
=
−
+++=
−
+++=
π
π
Chọn đai theo tiêu chuẩn l = 5600 (mm)
CCCCP
kP
Z
...].[
.
0
1
α
=
- Tra bảng 4.7 (TTTK) chọn k
đ
= 1,25 vì số ca làm việc là 2
→ k
đ
= 1,25 + 0,1 = 1,35
- Với α = 125,2° → C
α
= 0,835
- Với l/l
0
= 5600/2240 = 2,5 tra bảng 4.16 (TTTK) → C
l
= 1,2
- Với u = 7,64 > 3 tra bảng 4.17 (TTTK) → C
u
= 1,14
- Trả bảng 4.19 (TTTK) ta có: [P
0
] = 3,38
→
1
0
α
Mà : F
v
= q
m
.v
2
- Tra bảng 4.22 (TTTK), ta có: q
m
= 0,178
→ F
v
= 0,178.7,64
2
= 10,39 (N)
→
68,341
3.835,0.64,7
35,1.21,6.780
0
==
F
(N)
- Lực tác dụng lên trục:
F
r
= 2.F
0
Flim
= 1,8HB
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
= 280 (MPa)
- Độ rắn bánh lớn HB
2
= 250 (MPa)
63070280.2702
1
0
1lim
=+=+=
HB
H
σ
(MPa)
57070250.2702
2
0
2lim
=+=+=
HB
H
σ
(MPa)
5,5042280.8,18,1
1
0
1lim
N
N
N
HO
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng suất
- Theo 6.7:
ii
i
HE
tn
T
T
cN
3
max
..60
∑
=
→
∑
∑∑
→
[ ]
2
733
2
10.26,575,0..5625,01.35,0.1500.55,99.1.60
HOHE
NN
≥=+=
Do đó K
HL2
= 1
→
11 HOHE
NN
>
do đó K
HL1
= 1
K
HL
hệ số tuổi thọ
- Theo 6.1a sơ bộ xác định được:
[ ]
H
HLH
H
S
K.
lim
2
18,51872,572
2
21
=
+
=
+
=
HH
H
σσ
σ
(MPa)
- Theo 6.7:
[ ]
)(10.03,4
75,0.5625,01.35,0.1500.1.55,99.60..60
7
66
6
max
MPa
tn
T
T
cN
ii
i
[ ]
288
75,1
1.1.5,504
1
==
F
σ
(MPa)
[ ]
14,257
75,1
1.1.450
2
==
F
σ
(MPa)
- Ứng suất quá tải cho phép:
[ ]
6,14125,504.8,2.8,2
1
max
===
chH
σσ
(MPa)
[ ]
464580.8,0.8,0
1
uKa
ψσ
β
+=
Trong đó:
a
w
: khoảng cách trục (mm)
K
a
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng
T
1
: mô men xoắn trên trục bánh răng chủ động (N.mm)
[ ]
H
σ
: ứng suất tiếp xúc cho phép
U: tỷ số truyền
ba
ψ
: hệ số tra bảng 6.6 (TTTK)
K
Hβ
: hệ số kể đến sự phân bố k đều tải trọng treeb chiều rộng vành
răng tính về tiếp xúc
- Tra bảng 6.6 (TTTK) chọn ψ
ba
= 0,3
- Tra bảng 6.5 (TTTK) răng nghiêng chọn k
= (0,01÷0,02).300 = (3÷6)
chọn m = 4
- Góc nghiêng β:
chọn sơ bộ β = 10
°
do đó cos β = 0,9848
- Số răng bánh nhỏ:
62,24
)15.(4
9848,0.300.2
)1.(
cos.
1
=
+
=
+
=
um
a
Z
w
β
Chọn Z
1
= 24 răng
- Số răng bánh lớn:
Z
2
= Z
ww
H
MHH
dub
uKT
ZZZ
+
=
ε
σ
Trong đó:
Z
M
: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
ε
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
b
w
: chiều rộng vành răng
d
w
: đường kính vòng lăn
T
1
: mô men xoắn trên trục chủ động (trục 1)
- Theo bảng 6.5 (TTTK):
m
b
H
Z
α
β
- Theo 6.37:
88,1
4.
24,15sin.90
.
sin
===
ππ
β
ε
β
m
b
w
- Theo 6.28b:
65,196,0.
120
1
24
1
2,388,1cos.
11
2,388,1
21
α
ZZ
- Theo 6.28:
78,0
65,1
11
===
α
ε
ε
Z
- Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:
100
15
300.2
1
.2
=
+
=
+
=
u
a
d
w
w
(mm)
- Ttheo 6.40:
52,0
: hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp
Tra bảng 6.15(TTTK) có δ
H
= 0,002
- g
0
: hệ số kể đến ảnh hưởng sai số của các bước răng
Tra bảng 6.16 (TTTK) có g
0
= 73
59,0
5
300
.52,0.73.002,0
==
H
v
(mm)
- Theo 6.41:
αβ
HH
wwH
Hv
KKT
dbv
K
...2
..
1
1
100.5.90
)15.(25,1.10.95,5.2
.78,0.7,1.274
2
5
=
+
=
H
σ
(MPa)
- Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
với v = 0,52 (m/s) < 10 (m/s), Z
v
= 1 với cấp chính xác động học là 9
chọn cấp chính xác về ứng suất tiếp xúc là 8, cần gia công đạt độ
nhám R
a
= 2,5…1,5 (μm)
Do đó: Z
r
= 0,95 với d
a
< 700 (mm), K
XH
= 1
- Theo 6.1 và 6.1a:
[б
H
] = [б
w
: đường kính vòng lăn bánh chủ động (mm)
Y
ε
: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y
β
: hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y
F1
: hệ số dạng răng của bánh 1
- Theo bảng 6.7 (TTTK) chọn K
Fβ
= 1,1
với v = 0,52 (m/s) cấp chính xác là 9
- Theo bảng 6.11 (TTTK) chọn K
Hα
= 1,37
- Theo 6.47:
76,1
5
300
.52,0.73.006,0...
0
===
u
a
vgv
w
FF
= K
Fβ
. K
Fα
. K
Fv
= 1,1.1,37.1 = 1,5
Với ε
α
= 1,65 →
6,0
65,1
11
===
α
ε
ε
Y
Β = 16,26 →
88,0
140
26,16
1
=−=
β
Y
- Số răng tương đương:
63,135
96,0
120
= 3,9 ; Y
F2
= 3,6
- Với m = 4 → Y
S
= 1,08 – 0,069.ln(4) = 0,984
Y
R
= 1 ; Y
XF
= 1
- Theo 6.2 và 6.2a:
[б
F1
] = [б
F
].Y
R
.Y
S
.K
XF
= 288,23.1.0,984.1 = 283,39 (MPa)
Tính tương tự ta được:
[б
F2
] = 253,02 (MPa)
1,102
4.100.90
9,3.88,0.6,0.5,1.10.59,5.2
] = 403,6 (MPa)
e, Kiểm nghiệm răng quá tải
với
2,2
max
==
T
T
K
qt58,7682,2.18,518.
max1
===
qtH
K
σσ
(MPa)
б
H1max
< [б
H
]
max
= 1411,2 (MPa)
- Theo 6.49:
б
F1max
= б
Chiều rộng vành răng: b
w
= 90 (mm)
Tỷ số truyền: u
m
= 5
Góc nghiêng của răng: β = 16°15’36’’
Số răng bánh răng: Z
1
= 24 (mm) ; Z
2
= 120 (mm)
Hệ số dịch chỉnh: x
1
= 0 ;
x
2
= 0
Đường kính vòng chia: d
1
= 100 (mm) ; d
2
= 500 (mm)
Đường kính đỉnh răng: d
a1
= 104,64 (mm); d
a2
= 504,64 (mm)
Đường kính đáy rẳng: d
f1
=
[ ]
67,59
14.2,0
10.95,5
.2,0
3
5
3
==
Ι
τ
T
(mm)
chọn d
Ι
= 60 (mm) => b
01
= 31 (mm)
- Đường kính trục П:
d
[ ]
69,88
22.2,0
10.07,3
.2,0
3
6
3
===