Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp và điều chỉnh bộ phận ổ đồng thời trái cho ổ khỏi bụi băm, chất bẩn ống lót được làm bằng vật liệu GX15-32 ta chọn kích thước của ống lót như sau.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
có:
dcn 920(v/p)
nct = 66,88(v/ph)
Tỉ số truyền chung của hệ thống là :
u =
n
n
=
920
66,88
= 13,76
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
d
ct
c 920
n 66,68
n
13,76chu
Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong bru = 4
u =
u
u
=
13,76
4
= 3,44
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theo tính toán ở trên ta có: ndc = 920(vg/ph)
Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: u = 3,44
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 7
n =
n
u
=
920
3,44
= 267,44 (v/ph )
n =
n
u
=
267,44
4
= 66,86 v/ph
Số vòng quay thực của trục công tác là:
n =
n
u
=
66,86
1
= 66,86 v/ph
1.3.2.Công suất
Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 0,99( WK )
Công suất trên trục II là :
P =
P
η . η
=
0,89
0,99. 1
= 1 kW
Công suất trên trục I là :
P =
P
η . η
=
1
0,99. 0,97
= 1,04kw
Công suất thực của động cơ là:
Pđ
∗ =
P
η . η .
=
1,04
0,99.0,96
= 1,09 kW
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 8
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là :
T = 9,55. 10
.
P
η
= 9,55. 10 .
1,04
267,44
= 37137 N . mm
Mômen xoắn trên trục II là :
T = 9,55. 10
.
P
n
= 9,55. 10 .
1
66,86
= 142836 N . mm
Mômen xoắn trên trục công tác là:
T = 9,55. 10
.
P
n
= 9,55. 10 .
0,89
66,88
= 127086 N . mm
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
Tđ = 9,55. 10
.
Pđ
nđ
= 9,55. 10 .
1,09
920
= 11315 N. mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 9
1.3.4Bảng thông số động học
Thông
số/Trục
Động Cơ I II Công Tác
U 3, 44dU brU =4 knU =1
n(v/ph) 920 267,44 66,86 66,88
P(KW) 1,09 1,04 1 0,89
T(N.mm) 11315 37137 142836 127086
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 10
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt:
Thông số yêu cầu:
Công suất trên trục chủ động: 1 1,09dcP P kW
Mô men xoắn trên trục chủ động: 1 11315 .dcT T N mm
Số vòng quay trên trục chủ động: 1 920 /dcn n vg ph
Tỉ số truyền bộ truyền đai: 3,44du u
Góc nghiêng bộ truyền ngoài: 180o
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai vải cao su.
2.2.Chọn đường kính hai đai
331 15,2 6,4 . 5,2 6,4 11315 116,74 143,68d T mm
Chọn 1d theo tiêu chuẩn ta được 1 140d mm
Kiểm tra về vận tốc đai :
1 1
. . .140.920
6,74 /
60000 60000
d n
v m s
< ax 25 /mv m s Thỏa mãn
2 1 1. . 1 . . 1 0,015 3,44.140.0,985 474,38d u d u d mm
Trong đó hệ số trượt 0,01 0,02 , ta chọn 0,015 .
Chọn 2 450d mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 11
Tỉ số truyền thực tế :
2
1
450
3,31
1 140. 1 0,015
t
d
u
d
Sai lệch tỉ số truyền :
3,31 3,44
| | .100% | | .100% 3,38%
3,44
tu uu
u
< 4% Thỏa mãn.
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục :
1 21,5 2,0 1,5 2,0 . 140 450 885 1180a d d mm
Chọn a = 900 (mm)
Chiều dài đai :
2 22 11 2 450 140140 4502. . 2.900 . 2752,99
2 4. 2 4.900
d dd d
L a
a
Dựa vào bảng
4.13
1
59
B ta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn 2800L mm
Số vòng chạy của đai trong 1 s . ax6,74 1 10,0024 3 5
2800
m
v
i i
sL s
Thỏa mãn.
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:
2 1
1
450 140
180 57 . 180 57 . 160,37 150
900
d d
a
Suy ra thỏa mãn
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 12
2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Diện tích đai :
.
.
[ ]
t d
F
F K
A b
Trong đó :
tF : lực vòng
1000. 1000.1, 09
161, 72 (N)
6, 74
t
P
F
v
dK : hệ số tải trọng động. Tra bảng
4.7
[1]
55
B ta được : 1,2dK
: chiều dày đai được xác định theo
1d
tra bảng
4.8
[1]
55
B với loại đai vải cao
su ta chọn ax
1
1
[ ]
40
m
d
Do vậy :
1 ax
1
1
.[ ] 140. 3,5 (mm)
40
md
d
Tra bảng
4.1
[1]
51
B ta dùng loại đai BKHJI65 và BKHJI65-2 không có lớp lót , chiều
dày đai 3,5 (mm) , min
180
140
d
Kiểm tra : 1 min140d d
Thỏa mãn
Ứng suất cho phép :
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 13
0[ ] [ ]F F vC C C
2
0 1
1
[ ]
K
K
d
Trong đó:
1K và 2K là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu 0 và loại đai
Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền 060 và định kỳ điều chỉnh khoảng cách
trục 0 1,6 (Mpa)
Tra bảng
4.9
[1]
56
B với 0 1,6 (Mpa) ta được
1
2
2,3
9,0
k
k
2
0 1
1
9,0.3,5
[ ] 2,3 2,075 (Mpa)
140
K
K
d
C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1
0 0 0
11 0,003(180 ) 1 0,003(180 160,37 ) 0,94C
VC : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai
21 (0,01 1)V VC k V
Do sử dụng đai vải cao su 0,04Vk
21 0,04(0,01.10,40 1) 0.997VC
0C : hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng
4.12
[1]
57
B với góc nghiêng của bộ truyền 060 ta được 0 1C
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 14
Do vậy :
0[ ] [ ] 2,075.0,94.0,997.1 1,945(Mpa)F F vC C C
Chiều rộng đai:
161,72.1,0
23,75(mm)
[ ] 1,945.3,5
t t
F
F K
b
Chiều rộng bánh đai B:
Tra bảng
4.1
[1]
51
B với b=25(mm) tra bảng
21.6
[1]
164
B ta có B=32 (mm)
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
0 0. . 1,945.3,5.25 170,19(N)F b
Lực tác dụng lên trục:
0
1
0
160, 37
2 .sin( ) 2.170,19.sin( ) 355, 40 (N)
2 2
rF F
2.6 Bảng thông số
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại đai BKHJI65
Đường kính bánh đai nhỏ 1d 140(mm)
Đường kính bánh đai lớn 2d 450 (mm)
Chiều rộng đai b 25(mm)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 15
Chiều dày đai 3,5 (mm)
Chiều rộng bánh đai B 32 (mm)
Chiều dài đai L 2800 (mm)
Khoảng cách trục a 900 (mm)
Góc ôm bánh đai nhỏ 1 160,37
Lực căng ban đầu 0F 170,19 (N)
Lực tác dụng lên trục rF 355,40 (N)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 16
PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
Thông số đầu vào:
P=PI= 1,04 (KW)
T1=TI= 37137(N.mm)
n1=nI= 267,44 (v/ph)
u=ubr=4
Lh=7500 (h)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
Tra bảng
6.1
[1]
92
B , ta chọn:
Vật liệu bánh răng lớn:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa
Độ rắn: :170 217HB Ta chọn HB2=180
Giới hạn bền σb2=600 (MPa)
Giới hạn chảy σch2=340 (MPa)
Vật liệu bánh răng nhỏ:
Nhãn hiệu thép: 45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB=192÷240, ta chọn HB1= 190
Giới hạn bền σb1=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch1=450 (MPa)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 17
3.2 Xác định ứng suất cho phép
a. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
0
lim
0
lim
[ ]
[ ]
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
Z Z K K
S
Y Y K K
S
, trong đó:
Chọn sơ bộ:
1
1
R v xH
R S xF
Z Z K
Y Y K
SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra
bảng
6.2
[1]
94
B với:
Bánh răng chủ động: SH1= 1,1; SF1= 1,75
Bánh răng bị động: SH2= 1,1; SF2= 1,75
0 0lim lim,H F - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB
=>
Bánh chủ động:
0
lim1 1
0
lim1 1
2 70 2.190 70 450( )
1,8 1,8.190 342( )
H
F
HB MPa
HB MPa
Bánh bị động:
0
lim2 2
0
lim2 1
2 70 2.180 70 430( )
1,8 1,8.180 324( )
H
F
HB MPa
HB MPa
KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ
tải trọng của bộ truyền:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 18
0
0
E
H
F
Hm
HL
HE
Fm
FL
F
N
K
N
N
K
N
, trong đó:
mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh
răng có HB mH = 6 và mF = 6
NHO, NFO – Số chu kỳ thay đổi ứng suất khi thử về ứng suất tiếp xúc và ứng
suất uốn:
2,4
6
30.
4.10
HO HB
HO
N H
N
2,4 2,4 6
1 1
2,4 2,4 6
2 2
6
O1 O2
30. 30.190 8,3.10
30. 30.180 7,76.10
4.10
HO HB
HO HB
F F
N H
N H
N N
NHE, NFE – Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: Do bộ truyền chịu tải
trọng tĩnh => NHE= NFE= 60c.n.t∑ , trong đó:
c – Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c=1
n – Vận tốc vòng của bánh răng
t∑ – tổng số thời gian làm việc của bánh răng
6
1 1 1
61
2 2 2
60. . . 60.1.267, 44.7500 120.35.10
267,44
60. . . 60. . . 60.1. .7500 30.10
4
HE FE
HE FE
N N c n t
n
N N c n t c t
u
Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1
NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1
NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1
NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 19
Do vậy ta có:
0
lim1
1 1
1
0
lim 2
2 2
2
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
450
[ ] .1.1 409,10 )
1,1
430
[ ] .1.1 390,91( )
1,1
342
[ ] .1.1 195,43( )
1,75
324
[ ] .1.1 185,14(
1,75
H
H R v xH HL
H
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
F
F R S xF FL
F
Z Z K K MPa
S
Z Z K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
)
Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng =>
1 2
2
H H
H
=>
1 2 409,10 390,91 400, 01
2 2
H H
H
(MPa)
b. Ứng suất cho phép khi quá tải
ax 1 2
1 ax 1
2 ax 2
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.450 1260( )
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
[ ] 0,8. 0,8.340 272( )
H m ch ch
F m ch
F m ch
m MPa
MPa
MPa
3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục
13w 2
.
1 .
[ ] . .
H
a
H ba
T K
a K u
u
, với:
Ka – hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng: Tra bảng
6.5
1
96
B => Ka= 43 MPa
1/3.
T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: T1 = 37175 (N.mm)
[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 400,01 (MPa)
u – Tỷ số truyền: u = 4
,ba bd – Hệ số chiều rộng vành răng:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 20
Tra bảng
6.6
1
97
B với bộ truyền đối xứng, HB < 350 ta chọn được 0, 4ba
0,5 ( 1) 0,5.0,3(4 1) 0,75bd ba u
KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng
6.7
[1]
98
B với 0,75bd và sơ đồ
bố trí là sơ đồ 6 ta được:
1,03
1,07
H
F
K
K
Do vậy:
1 33w 2 2
. 37137.1,03
1 . 43(4 1) 125,57( )
[ ] . . 400,01 .4.0,3
H
a
H ba
T K
a K u mm
u
Chọn aw = 125 (mm)
3.4 Xác định các thông số ăn khớp
a. Mô đun pháp
m = (0,01÷0,02)aw = (0,01÷0,02).125 = 1,25÷2,5 (mm)
Tra bảng
6.8
[1]
99
B chọn m theo tiêu chuẩn: m = 2 (mm).
b. Xác định số răng
Chọn sơ bộ β = 140 => cosβ = 0,970296
Ta có:
0
w
1
2. cos 2.125.cos14
24, 26
( 1) 2(4 1)
a
Z
m u
, lấy Z1= 25
Z2= u.Z1= 4.24,26= 97,04 , lấy 2 98Z
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 21
Tỷ số truyền thực tế: 2
1
98
3,92
25
t
Z
u
Z
Sai lệch tỷ số truyền:
3,92 4
.100% .100% 2
4
tu uu
u
<4% thoả mãn.
c. Xác định góc nghiêng răng
1 2
w
0
2 25 98( )
os 0.984
2 2.125
ar os( os ) ar os(0,984) 10, 26
m Z Z
c
a
cc c cc
d. Xác định góc ăn khớp αtw
0
0
w
20
ar ar 20,30
os 0,984
t t
tg tg
ctg ctg
c
Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở βb:
0 0 0ar os . ar ( os20,30 . 10, 26 ) 9,64b tctg c tg ctg c tg
3.5 Xác định các hệ số vầ một số thông số động học
Tỷ số truyền thực tế: ut= 3,92
Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:
w
w1
w2 w w1
2. 2.125
50( )
1 3,92 1
2. 2.125 50 200( )
t
a
d mm
u
d a d mm
Vận tốc trung bình của bánh răng: w1 1
. .50.267,44
0,70( / )
60000 60000
d n
v m s
Tra bảng
6.13
[1]
106
B với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 0,70 (m/s) ta được
cấp chính xác của bộ truyền là: CCX= 9
Tra phụ lục
2.3
[1]
250
PL với:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 22
CCX= 9
HB < 350
Răng thẳng
V =0,70(m/s)
Nội suy tuyến tính ta được:
1,01
1,03
Hv
Fv
K
K
Hệ số tập trung tải trọng:
1,03
1,07
H
F
K
K
KHα , KFα – Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về
ứng suất tiếp xúc, uốn: Tra bảng
6.14
1
107
B với
0,7( / )
X = 9
v m s
CC
nội suy ta được:
1,13
1,37
H
F
K
K
3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
a. Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc
1
2
w w1
2 1
Z Z [ ]
. .
H t
H M H H
t
T K u
Z
b u d
[ ]H - Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ] [ ]. Z K 400,01.0,95.1 380,01( )H H R v xHZ MPa
ZM – Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp: Tra bảng
6.5
[1]
96
B
=> ZM = 274 MPa
1/3
ZH – Hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc:
0
0
w
2 os 2 os9,64
1,74
sin(2 ) sin(2.20,30 )
b
H
t
c c
Z
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 23
Z – Hệ số sự trùng khớp của răng: Phụ thuộc vào hệ số trùng khớp ngang εα
và hệ số trùng khớp dọc εβ:
εα – Hệ số trùng khớp ngang:
0
1 2
1 1 1 1
1,88 3,2 . os 1,88 3,2 . os10,26 1,69
25 98
c c
Z Z
bw – chiều rộng vành răng:
w w. 0, 4.125 50( )bab a mm
lấy bw = 50(mm)
εβ – Hệ số trùng khớp dọc:
0
w sin 50.sin10, 26 1, 42 1
. 2.
b
m
1 1
Z 0,77
1,69
KH – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
K K K 1,13.1,03.1,01 1,20H H H HvK
Thay vào ta được:
1
2 2
w w1
2 1 2.37137.1,20. 3,92 1
Z Z 274.1,74.0,77 347,28( )
. . 50.3,92.50
H t
H M H
t
T K u
Z MPa
b u d
Ta có 347,28 [ ] 380( )H H MPa
380,01 347,28
.100% .100% 8,6% 10%
380
H H
H
=> Thoả mãn
b. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 24
1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . .
[ ]
. .
.
[ ]
F F
F F
F F
F F
F
T K Y Y Y
b d m
Y
Y
1 2[ ],[ ]F F - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
1 1
2 2
[ ] [ ]. 195, 43.095.1 185,66( )
[ ] [ ]. 185,14.0,95.1 175,88( )
F F R S xF
F F R S xF
Y Y K MPa
Y Y K MPa
KF – Hệ số tải trọng khi tính về uốn
. . 1,37.1,07.1,03 1,51F F F FvK K K K
Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
1 1
0,66
1,51
Y
Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:
0 0
0 0
10, 26
1 1 0, 93
140 140
Y
YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2:
1
1 3 3 0
2
2 3 3 0
25
26,24
cos cos 10, 26
98
102,86
cos cos 10, 26
v
v
Z
Z
Z
Z
Tra bảng
6.18
1
109
B với:
Zv1 =26,24
Zv2 = 102,86
x1 = 0
x2 =0
Ta được:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 25
1
2
3,9
3, 60
F
F
Y
Y
Thay vào ta có:
1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . . 2.37137.1,51.0,66.0,93.3,9
53,12( ) [ ] 210,86( )
. . 50.50.2
. 53,12.3,60
49,03( ) [ ] 195,43( )
3,9
F F
F F
F F
F F
F
T K Y Y Y
MPa MPa
b d m
Y
MPa MPa
Y
c. Kiểm nghiệm về quá tải:
ax ax
ax1 1 1 ax
ax2 2 2 ax
.
.
Hm H qt H m
Fm qt F F m
Fm qt F F m
K
K
K
Kqt – Hệ số quá tải:
ax ax 2,2m mqt
dn
T T
K
T T
Do vậy:
ax ax
ax1 1 1 ax
ax2 2 2 ax
347,28 2,2 515,10( ) 1260( )
. 2, 2.53,12 116,86( ) 360( )
. 2, 2.49,03 107,87( ) 272( )
Hm H qt H m
Fm qt F F m
Fm qt F F m
K MPa MPa
K MPa MPa
K MPa MPa
3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
Đường kính vòng chia:
1
1 0
2
2 0
.Z 2.25
50( )
os os10, 26
.Z 2.98
200( )
os os10, 26
m
d mm
c c
m
d mm
c c
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 26
Khoảng cách trục chia:
1 20,5( ) 0,5(50 200) 125( )a d d mm
Đường kính đỉnh răng:
1 1
2 2
2 50 2.2 54( )
2 200 2.2 204( )
a
a
d d m mm
d d m mm
Đường kính đáy răng:
1 1
2 2
2,5. 50 2,5.2 45( )
2,5. 200 2,5.2 195( )
f
f
d d m mm
d d m mm
Đường kính vòng cơ sở:
0
1 1
0
2 2
os 50 os20 46,98( )
os 200 os20 187,94( )
b
b
d d c c mm
d d c c mm
Góc prôfin gốc: α = 200.
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng
1
1
t
h
P 1,04 KW
T 37137 N.mm
n 267, 44 v / ph
u u 3,92
L 7500 h
Bảng kết quả tính toán:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 27
Thông số Kí hiệu Công thức tính
Mô đun pháp m m = 2
Số răng bánh răng z
1 25z (răng)
2 98z (răng)
Góc nghiêng răng 10,26o
Khoảng cách trục chia a
2 10,5 0,5. 50 200 125a d d mm
Khoảng cách trục
wa w 125a mm (tính ở trên)
Chiều rộng vành răng
wb w 50b mm
Đường kính chia
d
1 50d mm
2 200d mm
Đường vòng kính lăn
wd w1 50d mm
w 2 200d mm
Đường kính đỉnh răng
ad 1 54ad mm
2 204ad mm
Đường kính đáy răng
fd 1 45fd mm
2 195fd mm
Đường kính cơ sở
bd 1 46,98bd mm
2 187,94bd mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 28
Góc ăn khớp
wt w 20,30
o
t t
Hệ số trùng khớp ngang 1,69 (tính ở trên)
Hệ số dịch chỉnh răng x
1x 0
2 0x
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 29
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
Thông số đầu vào:
4.1.1 Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:
Ta chọn khớp theo điều kiện:
cf
t kn
cf
t kn
T T
d d
Trong đó:
33
142836
30,57
0,2 0, 2.25
II
sb
T
d
Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:
k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng
16.1
2
58
B ta lấy k = 1,2
T – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục:
T = TII = 142836(N.mm)
Do vậy:
Tt = k.T = 1,2.142836= 171403 (N.mm)
Tra bảng
16.10a
2
68
B với điều kiện:
171403( . )
22( )
cf
t kn
cf
t kn
T N mm T
d mm d
Mô men cần truyền: T = TII = 142836 (N.mm)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 30
Ta được các thông số khớp nối như sau:
0
250( . )
32( )
6
105( )
cf
kn
cf
kn
T N m
d mm
Z
D mm
Tra bảng
16.10b
2
69
B với: 250( . )cfknT N m ta được:
1
3
0
34( )
28( )
14( )
l mm
l mm
d mm
4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối
a. Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi:
0 0 3
2. .
. . .
d d
k T
Z D d l
, trong đó:
d - Ứng suất dập cho phép của vòng cao su. Ta lấy (2 4)d MPa ;
Do vậy, ứng suất dập sinh ra trên vùng đàn hồi:
0 0 3
2. . 2.1,2.142836
1,39( )
. . . 6.105.14.28
d d
k T
MPa
Z D d l
b. Điều kiện bền của chốt:
13
0 0
. .
0,1. . .
u u
k T l
d D Z
, trong đó:
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 31
13 3
0 0
. . 1,2.142836.34
33,71( )
0,1. . . 0,1.14 .105.6
u u
k T l
MPa
d D Z
4.1.3 Lực tác dụng lên trục
Ta có: (0,1 0,3)kn tF F ; lấy 0, 2kn tF F trong đó:
2 2.142836
2720,69( )
105
t
o
T
F N
D
0, 2 0, 2.2720,69 544,14( )kn tF F N
4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
Thông số Ký hiệu Giá trị
Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được cf
knT 250 (N.m)
Đường kính lớn nhất có thể của trục nối cf
knd 32 (mm)
Số chốt Z 6
Đường kính vòng tâm chốt D0 105 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi l3 28 (mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt l1 34 (mm)
Đường kính của chốt đàn hồi d0 14 (mm)
4.2. Thiết kế trục
4.2.1 Chọn vật liệu
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 32
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có σb = 600 MPa, ứng suất xoắn cho
phép
[τ] = 12 ÷ 30 Mpa.
4.2.2 Xác định lực tác dụng
a, Sơ đồ lực tác dụng lên các trục:
Trục 2
b. Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai: Fd = 355,40 (N)
Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 544,14 (N)
Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:
- Lực vòng: 1 2
w1
2 2.37137
1485, 48
50
I
t t
T
F F
d
(N)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 33
- Lực hướng tâm:
1 w
1 2
. ( )
os
t t
r r
F tg
F F
c
0
1 2 0
1485, 48. (20,30 )
558, 43( )
os(10, 26 )
r r
tg
F F N
c
- Lực dọc trục: 1 2 1.a a tF F F tg
0
1 2 1485, 43. (10, 26 ) 268,88( )a aF F tg N
4.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục
- Với trục I:
31
0, 2.
I
sb
T
d
, trong đó:
TI – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục I: TI =37137(N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 15 (MPa)
31
37137
23,13
0, 2.15
sbd (mm)
- Với trục II:
32
0,2.
II
sb
T
d
TII – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục II: TII =142836N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc
ta chọn [τ] = 25 (MPa)
32
142836
30,56
0,2.25
sbd (mm)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 34
Ta chọn: 1
2
30( )
35( )
sb
sb
d mm
d mm
4.2.4 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
a. Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục
Tra bảng
10.2
1
189
B với: 1
2
30( )
35( )
d mm
d mm
Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục: 01
02
19( )
21( )
b mm
b mm
4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Vì hộp giảm tốc 1 cấp, nên ta có:
Chiều dài may ơ của khớp nối truc II.
2 2(1,4 2,5) (1,4 2,5)35 49 87,5( )mcl d mm
Chọn lmc2 = 60 mm
Chiều dài may ở của bánh răng trục II
2 2
2
(1, 2....1,5) (1, 2...1,5)35 (42...52,5)
50
m
m
l d
l mm
Chiều dài may ơ bánh răng trục I
lm1=(1,2…1,5)d1=(1,2…1,5)30=(36…45) mm
chọn 1 45ml mm
chiều dài phần chìa trục I
(1,4 2,5)mcl d
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 35
1 1(1,4 2,5) (1,4 2,5) (1,4 2,5)30 42..75( )mc mcl d l d mm
Chọn lmc1=50 mm
Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng
10.3
1
189
B
-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng
cách giữa các chi tiết quay: k1=10 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=10 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=5mm;
-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm
4.3.1. Với trục I
l1c = 0,5.(lmc1 + b01) + k3 + hn = 0,5.(50+19)+5+20=60 mm
l12= 0,5.(lm1+b01)+k1 + k2=0,5.( 45 +19)+10+10=52 mm
l11 = 2.l12 = 2. 52 = 104mm
4.3.2. Với trục II
l21 = l11 =104 mm ;
l22 = l12 = 52 mm ;
l2c= 0,5.(lmc2+b02)+k3 + hn=0,5.(60+21) +5+20= 66 mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 36
4.2.5 Xác định các lực tác dụng lên gối đỡ
Thông số đầu vào:
- Lực tác dụng lên trục I từ khớp nối: Fkn =544,14 (N)
- Lực tác dụng lên trục II từ bộ truyền xích: Fd = 355,40(N)
- Lực tác dụng lên bánh răng:
Ft = Ft1 = Ft2 =1485,48 (N)
Fr = Fr1 = Fr2 =558,43 (N)
Fa = Fa1 = Fa2 =268,88(N)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 37
Sơ đồ lực tác dụng lên trục II:
Từ hệ phương trình cân bằng lực:
0
. 0
i
i i i
F
M F l
Trong đó:
Fi – Lực thành phần
Mi – Mômen uốn
li – Cánh tay đòn
Ta có :
2 0y A B rF Y Y F
w 2
2 2.52.2 .52 . 0
2
A
x B r a
d
M Y F F
2 2.52 .100
104
r a
B
F F
Y
558,43.52 268,88.100
20,68( )
104
BY N
2 558, 43 20,68 537,75( )A r BY F Y N
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 38
2 0A B t knx F X X F F
2.52 .104 . 104 66 0y t B kn
D
M F X F
2
.170 .52 544,14.170 1485,48.52
146,72
104 104
kn t
B
F F
X N
2 544,14 1485, 48 146,72 1088,06( )A kn t BX F F X N
4.5 Tính thiết kế trục
4.5.1. Tính sơ bộ trục I
+Với d1sb = 30mm. Ta chọn đường kính các đoạn trục:
-Tại tiết diện lắp bánh răng: d12 =30 mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn: d11 = d13=25mm
-Tại tiết diện lắp khớp nối : d10 =20mm
Sơ đồ trục I
4.5.2.Tính chi tiết trục II
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 39
Mômen uốn tổng và mômen tương đương Mj Mtđj ứng với các tiết diện j đươc tính
theo công thức: =
+
đ =
+ 0,75
M = 0
M đ = 0,75. T
= 0,75. 142836 = 123699,60(Nmm )
M = √0
+ 35913 = 35913(Nmm )
M đ = 35913
+ 0,75. 142836 = 128807,36(Nmm )
M = 27963
+ 56579,12 = 63112,01(Nmm )
M đ = 63112,01
+ 0,75. 142836 = 138869,43(Nmm )
M = 0
M đ = 0,75. 0
=0
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 40
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 41
-Đường kính trục tại các tiết diện tương ứng khi tính sơ bộ.
với =63N/mm2 tra bảng 10.5/195
-Tại tiết diện khớp nối
d =
đ
, .[σ]
=
,
, .
= 29,14mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
128807,36
0,1.50
= 29,53mm
-Tại tiết diện bánh răng:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
138869,43
0,1.50
= 30,28mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
0
0,1.50
= 0 mm
Ta chọn đường kính theo tiêu chuẩn và đảm bảo điều kiện lắp ghép:
d20<d23= d21 < d22
Suy ra ta chọn được: d22=40 mm
d23= d21 = 35 mm
d20= 30mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 42
Sơ đồ trục 2 tại các tiết diện :
Chọn then:
+Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng. Để đảm bảo tính
công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục.
Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như
sau:
Tiết
diện
Đường
kính trục
Kích thước tiết
diện
Chiều sâu
rãnh then
Bán kính góc lượn của
rãnh
b
h
t1
t2
Nhỏ nhất
Lớn nhất
2-0
30
8
7
4
2,8
0.25
0.4
2-2 40 12 8 5 3,3 0,25 0,4
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 43
+Kiểm nghiệm độ bền của then:
a. Tại tiết diện 2-2 (tiết diện lắp bánh răng)
-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn lt=(0,8…0,9)lm12=
(0,8…0,9)50 = 45 mm. chọn lt=45
Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được
MPad 100
MPac 30...20
Công thức (9.1) ta có:
σ =
2T
dl (h − t )
=
2.142836
40.45. (8 − 5)
= 52,90 MPa < 100
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
τ =
=
.
. .
= 13,22MPa < [τ ]
=> thỏa mãn
b. Tại tiết diện 2-0 (tiết diện lắp bộ truyền ngoài)
-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn
lt=(0,8…0,9)lm10=(0,8…0,9)60 = 50 mm.
Với then làm bằng thép, tải va đập nhẹ ta chọn được
MPad 100
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 44
MPac 30...20
Công thức (9.1) ta có:
σ =
2T
dl (h − t )
=
2.142836
30.50. (7 − 4)
= 63,48 MPa < 100
=> thỏa mãn
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
τ =
2T
dl b
=
2.142836
30.50.8
= 23,81 < [τ ]
=> thỏa mãn
4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi.
Với thép 45 có: MPab 600 , MPab 6,261600.436,0.436,01
MPa728,1516,261.58,0.58,0 11 và theo bảng 10.7 ta có:
05,0 , 0
Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng. ta
có :
j
j
jaj
W
M
max và 0mj ; với
j
jj
j
d
tdbtd
W
.2
.
32
.
2
11
3
(trục có một rãnh then)
Nên:
j
jj
j
j
j
jaj
d
tdtbd
M
W
M
.2
..
32
.
2
11
3max
Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động. ta có :
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 45
oj
jj
ajmj
W
T
.22
max
với
j
jj
j
d
tdbtd
W
.2
.
16
.
2
11
3
0
nên
j
jj
j
oj
jj
ajmj
d
tdbtd
T
W
T
.2
.
16
.
.2
.22 2
11
3
max
Với các thông số của then, kích thước trục tại các vị trí nguy hiểm.Ta có:
Tiết
diện
Đường
kính trục
b*h
t1
W
W0
a
a
2-0 30 8*7 4 2288,84 4938,21 0 14,46
2-1 35 0 0 4207,11 8414,22 8,53 8,49
2-2 40 12*8 5 5316,25 11641,25 11,87 6,13
Xác định hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm của trục.
Dựa vào biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn trên trục II ta thấy các tiết diện nguy
hiểm là tiết diện lắp bánh răng 2-2 và tiết diện lắp ổ lăn 2-0.Kết cấu trục vừa thiết
kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hế số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn
điều kiện sau:
sss/s.ss 22
Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho ,[s] = 2,5...3
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 46
s , s - hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp,
được tính theo công thức sau:
Trong đó :-1, -1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng a, avà m,
m là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên xét
.
Chọn sơ bộ kiểu lắp
7
6
H
r
theo bảng
10 11
1
198
B
ta có
2,75
K
2,05
K
Ứng suất uốn biên : a
u
M
W
Ứng suất xoắn biên
2.
o
a
x
M
W
Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất uốn là : 1
.
. a m
s
K
;
Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất xoắn là 1
.
. a m
K
Trong đó 1 - hệ số bề mặt
0, 05
0
tra bảng
10 7
1
197
B
với 600b MPa
Hệ số an toàn tổng sss/s.ss 22
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 47
Mặt
cắt
W Wo a m S a m S S
2-0 2288,84 4938,21 0 0 10^6 14,46 14,46 5,12 5,12
2-1 4207,11 8414,22 8,53 0 11,52 8,49 8,49 8,71 6,95
2-2 5316,25 11641,25 11,87 0 8,01 6,13 6,13 12,07 6,74
PHẦN 5. TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN
5.1. Chọn ổ lăn cho trục I
Để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhất. chọn ổ bi đỡ chặn .Chọn kết cấu ổ
lăn theo khả năng tải động.Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : d= 25 mm.
Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung hẹp ta chọn ổ bi đỡ có kí hiệu 46305, có các
thông số sau :
d = 25 mm ; D= 62 mm ; b= 17 mm ; r= 2 mm ;
C= 21,1 kN ; C0 =14,9 kN.
5.2.Chọn ổ lăn cho trục II
5.2.1.Chọn loại ổ lăn
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 48
a. Phản lực hướng tâm lên các ổ là :
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng
F = F
+ F
= 1088 + 537,75 = 1154,21 N
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
F = F
+ F
= 146,72 + 20,68 = 148,17N
Lực dọc trục: Fa =268,88
Xét tỷ số :Fa / Fr1 = 268,88/148,17 = 1,81 > 0,3
Để đảm bảo tính đồng bộ của ổ lăn ta chọn ổ bi đỡ chặn. Vì hệ thống các ổ lăn
trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường và độ đảo hướng
tâm 20 micrô mét.
5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn
Chọn theo khả năng tải động. Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn :
D21= d23 = 35 mm.
Tra bảng P2.12/264, với loại ổ cỡ trung hẹp, ta chọn được loại ổ bi đỡ chặn có kí
hiệu là 46307 có các thông số sau :
d= 35mm ; D=80 mm ; b =21 mm ; r= 2,5mm ;
C= 33,4 kN ; C0 =25,2 kN.
Tính tỉ số : i.Fa1 / C0 với : +i : số dãy con lăn, i= 1
+C0 =25,2 kN
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 49
+ Fa1 =268,88 N
=> 1
3
268,88
0,011
25,20.10
a
o
F
i
C
tra bảng
14 4
1
216
B
, nội suy ta được e= 0,29 ; góc tiếp xúc
α = 12 (độ)
5.2.3.Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn
Bố trí dạng chữ O
5.2.4.Lực dọc trục hướng tâm sinh ra trên các ổ
Fs0 =e.Fr0 = 0,29.1213,69 =351,97 (N)
Fs1 =e.Fr1 = 0,29.148,17 = 42,96(N)
1
ao S atF F F =42,96+268,88 = 311,84 (N) < Fs0 nên F0a =351,97N
1 0
a S atF F F = 351,97-268,88 = 83,09 (N)> Fs1 nên F1a = 83,09N
5.2.5. Tính tỷ số
+Xét F0a / V. Fr0 = 351,97/ 1.1213,69= 0,29 e
Suy ra , tra bảng 11.4/216 ta chọn được : X0 = 1
Y0 = 0
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 50
+Xét F1a / V. Fr1 = 83,09/1.148,17 =0,56> e
Suy ra ta có : X1 =0,45
Y1 = 1,81
5.2.6. Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn.
Q0 = ( X0.V.Fr0 + Y0.F0a ) kt .kd =(1.1.1213,69+0.351,97).1.1=1213,69 ( N)
Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.F1a ) kt .kd =(0,45.1.148,17 + 1,81.83,09).1.1=217,07 (N)
Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 1213,69 N
5.2.7. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
Ta có:
m
d LQC .
Với :
m: bậc của đường cong mỏi, m=3 do tiếp xuc điểm ;
L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ. Với Lh= 7500 giờ
Tuổi thọ của ổ lăn:
L = Lh.n1.60.10
-6 = 7500. 267,44. 60. 10-6 = 120,35 (triệu vòng)
Q = 1213,69 N
Cd = 1213,69. 120,35
=5992,24 N < C = 33,4 kN
Thoả mãn điều kiện tải động.
5.2.8.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 51
0 0 1 0 1. .r aQ X F Y F
Tra bảng 11.6 ta được 0
0
0,5
0,47
X
Y
1 0 1 0 1. . 0,5.148,17 0, 47.83,09 113,14t r aQ X F Y F
0 0 0 0 0. . 0,5.1213,69 0, 47.351,97 772, 27t r aQ X F Y F
max 0 1,t t toQ Max Q Q Q
max 0 0 0, 1213,69t tQ Q Q Q < Co=25,2kN
Thỏa mãn tải tĩnh.
Như vậy, ổ bi đỡ chặn có kí hiệu là 46307 thoả mãn khả năng tải động và tải tĩnh
có các thông số sau : d= 35mm ; D=80 mm ; b =21 mm ; r= 2,5mm ;
C= 33,4 kN ; C0 =25,2 kN.
PHẦN 6: KẾT CẤU VỎ HỘP
6.1.VỎ HỘP
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 52
6.1.1Tính kết cấu của vỏ hộp
Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.Chọn vật liệu để đúc
hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32.
Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục.
6.1.2 Kết cấu nắp hộp
Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32.
Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc
Tên gọi Tính toán
Chiều dày: Thân hộp, δ
Nắp hộp, δ1
δ = 0,03a + 3 = 0,03.125 + 3 = 6,75(mm)
Chọn δ = 8 (mm)
δ1 = 0,9.7 = 0,9.8 = 7,2 (mm) chọn 1 7
Gân tăng cứng: Chiều dày, e
Chiều cao, h
Độ dốc
e = (0,8÷1)δ = 5,6÷ 7 mm Chọn e = 8 (mm)
h < 58 mm = 5. =5.7=35
khoảng 20
Đường kính:
Bulông nền, d1
Bulông cạnh ổ, d2
Bulông ghép bích nắp và thân, d3
Vít ghép nắp ổ, d4
d1 > 0,04a + 10 = 0,04.125 + 10 = 15 (mm)
Chọn d1 = 16 (mm)
d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8 mm chọn d2 =
12(mm)
d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8 mm chọn d3 = 10
(mm)
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 53
Vít ghép nắp của thăm, d5 d2 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = 8 (mm)
d2 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 chọn d2 = 6 (mm)
Mặt bích ghép nắp và thân:
Chiều dày bích thân hộp, S3
Chiều dày bích nắp hộp, S4
Chiều rộng bích nắp và thân, K3
S3 = (1,4÷1,8)d3 = 14÷18 mm chọn S3 =
16,5(mm)
S4 = (0,9÷1)S3 = 15,3÷17 mm chọn S4 = 16,5
(mm)
K3 = K2 - (3÷5) = 38- (3÷5)= 34÷36 mm
chọn K3 = 35 (mm)
Kích thước gối trục:
Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, D3,
D2
Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2
Tâm lỗ bulông cạnh ổ, E2 và C (k là
khoảng cách từ tâm bulông đến mép
lỗ)
Chiều cao, h
Trục I: D2 = 78 (mm), D3 = 97(mm)
Trục II: D2 = 110(mm), D3 = 135 (mm)
K2 = E2+R2+(3÷5)=19+16+3=38 (mm)
E2 = 1,6d2 = 1,6.12=19,2(mm) chọn E2 = 19
(mm)
R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6 (mm) chọn R2 = 16
(mm)
Chọn h = 45 (mm)
Mặt đế hộp:
Chiều dày: khi không có phần lồi
S1
khi có phần lồi: Dd, S1 và S2
Chọn S1 = (1,31,8)d1 =(20,8 24) chọn =S1
=24(mm)
S2=(1,0 1,1)d2=(16 17,6) chọn S2=17
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 54
Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q (mm)
K1 = 3d1 = 3.16=48 (mm),
q ≥ K1 + 2δ =48+2.7= 62 (mm)
Khe hở giữa các chi tiết:
Giữa bánh răng với thành trong
hộp
Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy
hộp
Giữa mặt bên của các bánh răng
với
Nhau
Δ ≥ (1÷1,2)δ = (1 1,2).7=(7÷8,4) chọn Δ =
8 (mm)
Δ1 ≥ (3÷5)δ = (35).7=(21÷35) chọn Δ = 30
(mm)
Δ2 =7 chọn 2=8 (mm)
Số lượng bulông nền, Z
L: chiều dài vở hộp
B:chiều rộng vỏ hộp
Z=4
6.2.2 .Kết cấu nắp ổ và cốc lót
6.2.2.1 Nắp ổ
Đường kính nắp ổ được xác định theo công thức :
3 4
2 4
4.4
1.6 2
D D d
D D d
Trong đó D là đường kính lắp ổ lăn
D4
D2D3
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 55
Căn cứ vào bảng
18.2
2
88
ta có:
Vị trí D mm 2D mm 3D mm 4D mm 4d mm Z h
Trục I 62 78 100 52 M8 4 8
Trục II 80 110 135 85 M8 4 10
6.2.2.2 Cốc lót
Dùng cho ổ bố trí hình chữ “ O “
6.2.3.Cửa thăm
Để kiểm tra qua sát các chi tiết máy trong khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp, trên
đỉnh hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng
18.5
2
92
B ta chọn được kích thước cửa
thăm như hình vẽ sau.
A
(mm)
B
(mm)
1A
(mm)
1B
(mm)
C
(mm)
1C
(mm)
K
(mm)
R
(mm)
Vít
(mm)
Số
lượng
100 75 150 100 125 - 87 12 M8×22 4
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 56
6.2.4.Nút thông hơi
Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hòa không khí
bên trong và ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông hơi thường được lắp
trên nắp cửa thăm. Tra bảng
18.6
2
93
B ta có kích thước nút thông hơi
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 57
A B C D E G H I K L M N O P Q R S
M27×2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32
6.2.5.Nút tháo dầu
Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp, bị bẩn (do bụi bặm và do
hạt mài), hoặc bị biết chất, do đó cần phải thay dầu mới.Để thay dầu cũ, ở đáy hộp
có lỗ tháo dầu.Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu. Dựa vào bảng
18.7
2
93
B ta có kích thước nút tháo dầu
D b m f L c q D S oD
M20×2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 58
30
1
8
1
2
6
6 12
6.2.6.Kiểm tra mức dầu
Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như
hình vẽ.
6.2.7.Chốt định vị.
Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ
lắp ở thân hộp & trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối
giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt
định vị, nhờ các
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 59
chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ.
Thông số kĩ thuật của chốt định vị là
d=4
c=0,6
l=38
6.2.8.Ống lót và lắp ổ
Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp và điều chỉnh bộ phận ổ
đồng thời trái cho ổ khỏi bụi băm, chất bẩn ống lót được làm bằng vật liệu GX15-
32 ta chọn kích thước của ống lót như sau.
Chiều dày: 6 8( )mm , ta chọn 8( )mm
Chiều dày vai 1 và chiều dày bích 2
1 2 8( )mm
Đường kính lỗ lắp ống lót
' 2 68 2.8 84( )D D mm
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 60
6.2.9.Bulông vòng
Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulong
vòng. Kích thước bulong vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc. Với a=
105 mm , hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, tra bảng
18.3
2
89
b
B ta có Q = 40(Kg), ta
chọn bulông vòng M8.
Ren d 1d 2d 3d 4d 5d h 1h 2h
M8 36 20 8 20 13 18 6 5
l f b c x r 1r 2r Q(Kg)
18 2 10 1,2 2,5 1 4 4 40
6.3. BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP
6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc
Do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có 12( / )v m s nên ta chọn
phương pháp bôi trơn ngâm dầu. Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng v =
2,05 m/s < 12 m/s tra bảng
18.11
2
100
B ta được độ nhớt của dầu 186/16 ứng với
100oC
Tra bảng
18.11
2
100
B ta chọn được loại dầu là: AK-15 có độ nhớt là 20 Centistic.
6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 61
Với bộ truyền ngoài hộp khi làm việc sẽ dính bụi bặm do hộp không được che
kín nên ta dùng phương pháp bôi trơn định kì bằng mỡ.
Bảng thống kê dành cho bôi trơn
Tên dầu hoặc
mỡ
Thiết bị cần bôi
trơn
Lượng dầu hoặc
mỡ
Thời giant hay dầu
hoặc mỡ
Dầu ôtô máy
kéo
AK-15
Bộ truyền trong 0,6 lít/KW 5 tháng
Mỡ T
Tất cả các ổ và bộ
truyền ngoài
2/3 chỗ hổng bộ
phận
1 năm
6.3.3. Điều chỉnh sự ăn khớp
Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then với bánh lớn và chọn kiểu lắp là
H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ.Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc
bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng
bánh răng lớn.
6.3.4. Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:
Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu
lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích được chọn trong bảng
sau :
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 62
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 63
Trục
Vị trí lắp
Kiểu lắp ES es
EI ei
I
Trục-vòng trong ổ bi 25k6
+12
+1
Vỏ-lắp ổ H7
62
k6
+25 +18
0 +2
Trục-bánh răng 30
7
6
H
k
+25 +15
0 +2
Vòng phớt trục I 8
25
6
D
k
+98 +15
+65 +2
Bạc chặn trục I
8
20
6
D
k
+98 +15
+65 +2
Đĩa xích 30
7
6
H
k
+21 +15
0 +2
ổ lăn 35k6 +18
+2
Bánh răng 40
7
6
H
k
+25 +18
m m
m m
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 64
II 0 +2
Vỏ và ổ lăn 80H7 +30
0
Then bánh răng
12 9
9
N
h
0 0
-43 -43
Then đĩa xích 9
9
8
N
h
0 0
-36 -36
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 65
MỤC LỤC
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .
1.1.Chọn động cơ điện………………………………………………….....................
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ………………………
1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ……………………………………
1.1.3.Chọn động cơ…………………………………………………………………….
1.2.Phân phối tỉ số truyền………………………………………………………………..
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống……………………………
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ………………………………………………
1.3.Tính các thông số trên các trục…………………………………………………
1.3.1.Số vòng quay……………………………………………………………………
1.3.2.Công suất………………………………………………………....................
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục……………………………………………………
1.3.4Bảng thông số động học……………………………………………………….
PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
2.1.chọn vật liệu bánh răng…………………………………………………………
2.2.xác định ứng suất cho phép…………………………………...........................
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 66
2.3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục…………………………..........................
2.4.xác định thông số ăn khớp…………………….……………………….………
2.5.xác định các hệ số và thông số hình học………………………… ………….
2.6.kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng………………………… ……………….
2.7.một vài thông số hình học của bánh răng………………………………….
2.8.Tổngkết các thông số của bộ truyền bánh răng…………………………….
PHẦN 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG.
3.1.Chọn vật liệu bánh răng…………………………………….……………………..
3.2.Xác định ứng suất cho phép………………………………………………………
3.3.Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức sau………………………………..
3.4.Xác định các thông số ăn khớp…………………………………………………….
3.4.1. Xác định mô đun pháp………………………………………………………
3.4.2. Xác định số răng …………………….…….….…………………………….
3.4.3. Xác định góc nghiêng của răng……………………………………………..
3.5.Xác định các hệ số và một số thông số động học…………………...…………
3.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng ……………………………………………
3.6.1 Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc ………………………………………….
3.6.1 Chiều rộng vành răng……………………………………………………..….
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 67
3.6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn…………………………………………………….
3.6.3 Kiểm nghiệm về quá tải ……………………………………………………..
3.7.Một vài thông số hình học của cặp bánh răng…………… ………………….
3.8.Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng…………………………
PHẦN 4 : CHỌN KHỚP NỐI & THIẾT KẾ TRỤC
4.1. Chọn khớp nối
4.1.1.Chọn khớp nối …………………………………………….…………………
4.1.2.Chọn vật liệu ……………………………………………………………..…..
4.2.Tính trục …………………………………………………........................................
4.2.1Sơ đồ đặt lực ………………………………………………………………….
4.2.2.Chọn vật liệu chế tạo trục……………………………………………………
4.2.3.Xác định sơ bộ đường kính trục………………………… ................................
4.2.4Chọn sơ bộ ổ lăn………………………………………………………………
4.2.5.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ & điểm đặt lực………………………
4.2.6Tính phản lực và vẽ biểu đồ mô men ………………………………………..
4.2.7.Tính mô men tổng tương đương………………………………………………
4.2.8.Xác định đường kính các đoạn trục…………………… ……………………
4.2.9.Chọn then và kiểm nghiệm độ bền của then…………………….……………
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 68
4.2.10.Kiểm nghiêm trục về độ bền mỏi……………………………..…………….
PHẦN 5 : TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN
5.1.Chọn loại ổ lăn ………………………………………………… ……………..
5.2.Chọn cấp chính xác ổ lăn ……………………………………… ………………
5.3.Chọn kích thước theo khả năng tải động…………………….. ………………
PHẦN 6: TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC
6.1.Tính toán vỏ hộp giảm tốc……………………………………………..………......
6.2.Tính toán kết cấu các chi tiết khác…………………………………………………
6.2.1.Kết cấu bánh răng…………………………………………………………………
6.2.2.Cửa thăm………………………………………………………………..……..
6.2.3.Nút thông hơi………………………………………………............................
6.2.4.Nút tháo dầu …………………………………………………………….…….
6.2.5.Kiểm tra mức dầu ……………………………………………………….…….
6.2.6.Chốt định vị………………………………………………………………..…..
6.2.7.Ống lót và lắp ổ……………………………………………………………..…
6.2.8.Bulông vòng ………………………………….……………………………….
6.3.Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp
6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc.. ………………………..…………………… …
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 69
6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp ……………………………………………………………
6.3.3.Điểu chỉnh ăn khớp ……………………………………… ..… ……………...
6.4. Bảng thốn kê các kiểu lắp và dung sai.
Mục lục………………………………………….…………………………………… .
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………………
Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1,2 –
NXB KH&KT, Hà Nội,2007
2.Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy, tập 1,2 – NXB GD, Hà Nội,2006
3.Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép – NXB GD, Hà Nội, 2004
Các file đính kèm theo tài liệu này:
anh_doan_0772.pdf
