Đồ án Chi tiết máy Băng tải

BÁO CÁO THỰC TẬP Đồ ỏn chi tiết mỏy Băng tảiMỤC LỤC PHẦN 1: TÍNH HỆ DẪN ĐỘNG I. Chọn động cơ : Động cơ mộ chiều 1.Xỏc định cụng suất đặc trưng cho trục động cơ (Pđ/c ) : Pđ/c > Py/c Py/c = Ptd = Cụng suất trục tang quay (đĩa xớch ) :Py/c = (kw) v (m/s): Vận tốc băng tải (thụng số đó biết ) F(N): Lực kộo băng tải (thụng số đó biết) Hiệu suất bộ truyền động: =ot . x . ol 3 . Br2 . k Tra bảng 2.3[I] cú: ot =0.98 Hiệu suất ổ trục. x =0.96 Hiệu suất bộ truyền xớch. ol =0.992 Hiệu suất ổ lăn. Br =0.97 Hiệu suất bỏnh răng. k =0.99 Hiệu suất khớp nối Thay số được: =0,98. 0,96. 0,9923 .0,972. 0,99= 0,855 : số tải trọng tương đương : = = (do thời gian mở mỏy :tmm <<tck à bỏ qua tmm ) ==0.79 àPy/c = Kw 2.Xỏc định tốc độ đồng bộ của động cơ : nsb = nct .usb Với nct là số vũng quay của trục mỏy cụng tỏc ( trục tang quay) nct= Với : V : Vận tốc băng tải (m/s). D=350 mm : Đường kớnh tang quay . nct= (v/p). Theo cụng thức [2.15]/ [I] ta cú: usb =usbh .usbbtn à nsb = nct .usbh . usbbtn Bộ truyền ngoài là xớch .Theo bảng 2.4[I] chọn: usbh =18 usbbtn =2.2 à nsb =42,58. 18. 2,2 = 1686 (V/p). Chọn số vũng quay đồng bộ của động cơ nđb =1500(V/p) Với Py/c =4.61kW Theo bảng P1.1 trong phần phụ lục [I] a chọn động cơ :K132M4 Với cỏc thụng số : Pđ/c =5.5 kW > Py/c =4.61kw nđ/c =1445 V/p nđb Tk/Td/n =2 > Tm/T =1.4 =P1/ol . k II.Phõn phối tỉ số chuyền chung Uchung = Chọn Ung =2.2 à Uh = *Phõn phối tỉ số chuyền . Do hộp giảm tốc là đồng trục lờn : U1 =U2 = Tớnh lại Ung ==2,2 *Tớnh toỏn cỏc thụng số động học Nguyờn tắc: Pi tớnh từ trục cụng tỏc về trục động cơ: Pi = P3 = kW P2 = kW P1 =kW Pđ/c kW n tớnh từ trục động cơ đến trục cụng tỏc : n Pđ/c =5.945 kW n1 = nđc/u1 =1445/1=1445 (v/p) n2 = (v/p) n3 = (v/p) nct =(v/p) Mụ men xoắn:và Ti=9,55.106.Pi/ni Tđ/c =9,55.106. N.m N.mm T2 =9,55.106. (N.mm) T3 = (N.mm) Tct =9,55.106. (N.mm) Bảng thụng số động học II. Thiết kế bộ truyền ngoài : Bộ truyền xớch Với cỏc số liệu : P3 =5,242 kW ; n= 94 v/p ; U =2,2 làm việc 2 ca =300 Theo bảng 5,4 [I] : Với u = 2,2 ta chọn số răng đĩa nhỏ Z1 =27 àsố răng đĩa lớn : Z2 =u.Z1 = 2,2.57 =59,4 àchọn Z2 =60 < Zmax Tớnh lại tỉ số truyền u = =2,22 Xỏc định bước xớch p : K= K0.Ka.Kđc.Kbt.Kc.Kđ (1) Tra bảng 5.6 [I] ta đươc: Hệ số tải trọng động : Kđ =1,2 ( do tải trọng va đập nhẹ). Hệ số ảnh hưởng của vị trớ bộ truyền : K0 =1 do =300 <600 Hệ số điều chỉnh lực căng xớch (điều chỉnh được) : Kđc=1 Hệ số ảnh hưởng điều kiện trũn trơn ( mụi trường khụng bụi ): Kđc=1 Hệ số kế đến chế độ làm việc của bộ truyền: Kc =1,25 Thay vào (1) ta được : K=1,2.1.1.1.1,25.1 =1,5 Điều kiện đảm bảo độ bền mỏi xớch : Theo cụng thức (5.3) [I] : Pt =[P] Hệ số răng đĩa dẫn : Kz= Hệ số vũng quay : Kn = Kx = 1( do xớch một dóy ) Thay cụng thức vào cụng thức (5.3) [I] Pt = kW Tra bảng 5.5 [I] với n03 =50 chọn xớch dóy cú bước xớch p=31,75 là loại xớch con lăn hệ thống thụng tin di động dóy cú [P]= 5,83 kW vậy Pt= 3,874 kW [P] =5,83 kW (thỏa món điều kiện bền mũn) 3)Xỏc định sơ bộ khoảng cỏch trục a : a=40.p=40.31,75 = 1270 mm Số mắt xớch X tớnh theo cụng thức 5.12[I]: X= = Chọn X=124 Tớnh khoảng cỏch trục chớnh xỏc : CT 5.13 [I] : a=0,25.P.{X-0,25.(Z2 + Z1) +} =0,25.31,75.{124-0,25.(60 + 27)+} =1266,95mm = 1267 mm Để khỏi căng xớch ta giảm a một lượng 0,0023.a= 0,0023.1267=2,95 mm Do vậy : a= 1266,95 – 2,95 =1264 mm 4) Tớnh đường kớnh đĩa xớch: Đường kớnh vũng chia của đĩa xớch : d1= d2= Đường kớnh vũng đỉnh đĩa xớch: da1=P(0,5+cotg( da2=P(0,5+cotg( Đường kớnh vũng chõn răng xớch : r=0,5025.d1 +0,05=0,5025.19,05+0,05=9,63 (d1 tra bảng 5.2 [I] ). df1 =d1 -2.r=273,49 -2.9,63=254,23 mm df2 =d2 -2.r=606,66 -2.9,63=578,4 mm 5) Tớnh lực tỏc dụng lờn trục : Lực vũng : Fz ==3903,13 N Lực tỏc dụng hướng tõm : Fr = Kt.Ft Hệ số kể đến trọn lực của xớch : K t =1,15 (do =300 < 400) Do vậy : Fr =1,15.3903,13 =4488,6 N 6) Kiểm nghiệm độ bền : Theo cụng thức (5.15) [I] : s= Tra bảng 5.2 [I] ,tải trọng phỏ hỏng Q= 88,5 kN, khối lượng 1 một xớch là :q =3,8 kg Hệ số tải trọng động : Kđ =1,2 (ở trờn phần 1) Fv : lực căng do lực li tõm sinh ra ;Tớnh theo cụng thức: Fv = q.v2 =q.( N F0 : lực căng do trọng lượng nhỏnh xớch bị động gõy ra : F0 = 9,81.Kf.q.a Kf : hệ số ảnh hưởng độ vừng f của xớch và vị trớ bộ truyền Kf =4 (do =300 < 400) àF0 =9,81.1264.10-3 =188,48 N a: khoảng cỏch truc (m). às= Tra bảng 5.10 [I] cú [s]=8,5 Vậy s = 18,14 > [s] =8,5 àbộ truyền xớch đảm bảo đủ bền. 7) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xỳc: Theo cụng thức 5.18 [I]: Trong đú : -ứng suất tiếp xỳc cho phộp. Kr -hệ số ảnh hưởng cả số răng đĩa xớch ,phụ tuọc vào Z;Tra bảng trang 87 [I] ta được: Kr =0,40 F-lực va đập: F=13.10.n. K=1,2 ( hệ số trải trọng động ) E- mụdun đàn hồi của bản lề : E=2,1.10MPa A- diện tớch chiếu của bản lề (mm): Tra bảng 5.12 [I] được: A=262 mm K- hệ số phõn bố khụng đều tải trọng cho cỏc dóy: K=1 (do xớch một dóy ). Do vậy : =0,47. Tra bảng 5.11 [I] ta chọn thộp 45 tụi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xỳc cho phộp =600 MPa Ta cú :=600 MPa =526,35 MPaĐảm bảo độ bền tiếp xỳc cho rằng đĩa xớch Gúc nghiờng của lực F với đường nối tõm hai trục : tg==0,1318 =7,5 III. Thiết kế bộ truyền trong: Cỏc thụng số chung : T=1,4 . T Và tỷ số truyền u=3,93 Ta cú sơ đồ tải trọng: A.Tớnh bộ truyền cấp chậm răng thẳng: 1.Chọn vật liệu chế tạo bỏnh răng: Bỏnh răng cấp chậm chọn thộp 45 ( tụi cải thiện ) cú cứng 250HBữ280HB Bỏnh răng nhỏ : HB=275 Bỏnh răng lớn : HB=265 2. Xỏc định ứng sất cho phộp: Tra bảng 6.2 [I] với thộp 45 tụi cải thiện HB180…350 =2.HB+70=2 . 275 + 70 = 620 MPa =2HB + 70=2 . 265+ 70= 600 MPa =1,8 . HB=1,8. 275= 495 MPa =1,8 . HB=1,8. 265= 477 MPa Theo cụng thức (6.5) [I] : N= 30.H do đú N= 30 . 275= 2,1. 10 N= 30 . 265=1,9. 10 n=368 (v/p ) n= 94 (v/p ) Theo cụng thức (6.7 ) [I] : N= 60.c. lần lượt là mụmen xoắn , số vũng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ thứ i . c: Số lần ăn khớp trong một vũng quay : c=1 Ứng suất uốn cho phộp : N= 60. 1. 1900. 94. ( )= 7,196. 10> 1,8. 10 K=1 N= u. N=3,93. 7,196. 10 >2,1. 10 K=1 Do vậy theo cụng thức (6.1a) [I] : ,sơ bộ xỏc định được: Trong cấp chậm, hệ thống chuyển động là bỏnh răng thẳng nờn chọn : = 1,25. 527,3=659,1 MPa Ứng suất tiếp xỳc cho phộp : Theo cụng thức (6.2a) [I] : K- Hệ số xột đến ảnh hưởng đặt tải :K= 1 (do bộ truyền một chiều ). N- Chu kỡ thay đổi ứng suất tương đương , được tớnh theo cụng thức 6.8 [I] N= Ta cú : N= 60.1.19000.94.(1 K=1 Tương tự ta cũng cú : K =1 Thay số vào cụng thức (6.2a) [I] : Vậy ứng suất cho phộp khi quỏ tải , theo cụng thức (6.13) [I] và 6.14 [I] : =2,8. 550=1540 MPa 3. Tớnh toỏn cỏc thụng số thiết kế : Xỏc định sơ bộ khoảng cỏch trục : Theo cụng thức (6.15a) [I] : a= K. (u+1). K -Hệ số phụ thuộc vào vật liệu bỏnh răng , tra bảng (6.5) [I] : K= 49,5 chọn trước = 0,45 0,53. 0,45.(3,93+ 1)=1,18 K-Hệ số phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng răng , tra bản (6.7) [I]: K= 1,17 = 166 mm Xỏc định cỏc thụng số ăn khớp : Theo cụng thức (6.17) [I] : m = (0,01ữ 0,02) .a= (0,01ữ 0,02 ).166= 1,16 ữ 3,32 Chọn theo tiờu chuẩn : m= 2,5 Theo cụng thức (6.31) [I] : Z= = 26,94 Do Z nguyờn chọn Z=27 Z= u.Z= 3,93 . 27 = 106,11 chọn , Z= 106 Do đú tớnh lại tỉ số truyền : u= = 3,926 Theo cụng thức ( 6.27 ) [I] , gúc ăn khớp : =0,9411 Kiểm nhiệm độ bền tiếp xỳc : Theo cụng thức (6.35 ) [I] : với : Z- Hệ số xột đến ảnh hưởng cơ tớnh vật liệu ,Tra bản (6.5 ) [I] :Z=274 Z- Hệ số kể đến hỡnh dạng tiếp xỳc : Z== =1,77 Z-Hệ số xột đến sự trựng khớp của răng ,với bỏnh trụ răng thẳng dựng cụng thức (6.361) : Z ( ) Đường kớnh vũng lăn bỏnh nhỏ : d d Theo cụng thức (6.40) [I] : v = theo bảng (6.13 ) chọn cấp chớnh xỏc 9 ,do vậy tra bảng (6.14)[I] ,(6.15)[I], (6.16)[I] lần lượt ta được : Hệ số phõn bố khụng đều tải trọng: K ,hệ số xột đến ảnh hưởng của cỏc sai số ăn khớp: , hệ số ảnh hưởng của sai lệch cỏc bước răng: g=73 , theo cụng thức (6.42)[I] : v. Do đú : K với b Thay vào (6.33)[I] ta được : Xỏc định chớnh xỏc ứng suất tiếp xỳc cho phộp : * do v=1,3 m/s <5m/s Z=1 * Cấp chớnh xỏc động học là 9 ,chọn cấp chớnh về mức tiếp xỳc la 8 , khi đú cần gia cụng đại độ nhỏm R=2,5 ữ 1,25 ,do đú Z=0,95 với d Vậy theo cụng thức (6.1)[I] và (6.1a)[I] : Thỏa món độ bền tiếp xỳc . Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn : Theo cụng thức (6.43)[I] : Tra bảng (6.7)[I] cú hệ số kể đến sự phõn bố khụng đều tải trọng trờn chiều rộng vành răng :K=1.3 Tra bảng (6.14)[I] với v<2,5 và cấp chớnh xỏc 9 ta được hệ số phõn bố tải trọng khụng đều cho cac cặp răng đồng thời ăn khớp K=1,37 Theo cụng thức (6.47)[I] : ( tra bảng (6.15)[I] ) ( tra bảng (6.16[I] ) ` K Với Hệ số kể đến độ nghiờng của răng : Y ( do răng thẳng ) Hệ số dạng răng: Với Z=27 và Z= 106 tra bảng (6.18)[I] ta được:Y=3,5 và Y=3,6 Với m=2,5hệ số xột đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất : Y Hệ số xột đến độ nhỏm mặt lượn chõn răng : K=1 Do d<400 mm Theo cụng thức (6.2)[I] và (6.2a)[I] ta cú : Thay vào cụng thức (6.43)[I] ta được : Vậy thỏa món độ bền uốn . Cỏc thụng số kớch thước của bộ truyền cấp chậm : - Khoảng cỏch trục : a = 166 mm - Mụdun phỏp tuyến : m= 2.5 - Chiều rộng bỏnh răng : b=80 mm - Tỉ số truyền : u =3,93 Số răng của cặp bỏnh ăn khớp :Z=27 ; Z=106 Hệ số dịch chỉnh : x = x= 0 - Đường kớnh vũng chia : d= 67,4 mm d= 264,6 mm - Đường kớnh vũng đỉnh : d.m= 67,4+2.(1+0-0 ).2,5=72,4mm d - Đường kớnh đỏy răng : d d Lực tỏc dụng lờn trục : - Lực vũng : F F - Lực hướng tõm : F = F= F B. Tớnh toỏn bộ truyền bỏnh răng nghiờng cấp nhanh 1. Chọn vật liệu : Bỏnh răng lớn làthộp 45 thường húa ,tra bảng (6.1)[I] ta được : HB =170 Bỏnh răng nhỏ là thộp 45 thường húa ,tra bảng (6.1)[I] ta được : HB=180 Cụng suất trờn bỏnh răng nhỏ : P=5,662 Kw Tốc độ : n=1445 v/p Tỉ số truyền : u=3,93 Mụmen xoắn : T =37420,1 N.mm Xỏc định ứng suất cho phộp : Tra bảng (6.2)[I] ta được : và và của bỏnh nhỏ của bỏnh lớn Theo cụng thức (6.5)[I] : Theo cụng thức (6.7)[I] : Theo cụng thức (6.14)[I] sơ bộ xỏc định được : Theo cụng thức (6.2a)[I] : - Do bộ truyền một chiều nờn - theo cụng thức (6.7)[I] : Ta cũng cú Thay số vào (6.2a)[I] ta được : Ứng suất tiếp xỳc quỏ tải cho phộp : Ứng suất uốn quỏ tải cho phộp : Xỏc định khoảng cỏch trục : Do là hộp đồng trục khai triển cấp nhanh, nờn a 3. Cỏc thụng số ăn khớp : Mụdun phỏp tuyến :m=(0,01 ữ 0,02 )a =1,66 ữ 3,32 chọn theo tiờu chuẩn m=2,5 Chọn sơ bộ theo cụng thức (6.31) số răng nhỏ : Z chọn Z=26 Z chọn Z=102 Tớnh lai tỉ số truyền u= đường vũng lăn kớnh bỏnh nhỏ và bỏnh lớn là : Chiều dày bỏnh răng : chọn Do hộp đồng trục nờn Chọn sơ bộ Tra bản (6.7)[I] ứng với sơ đồ 4[I] Sai số :% (chấp nhận được ). 4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xỳc : Theo cụng thức (6.33)[I]: - : hệ số xột đến ảnh hưởng của cơ tớnh vật liệu , tra bảng (6.5)[I] được: - Theo cụng thức (6.34)[I] : ( hỡnhg dạng xột đến hỡnh dạng bề mặt tiếp xỳc ) - Hệ số xột đến sự trựng khớp răng Theo cụng thức (6.37) : Lại cú : - Hệ số tải trọng tĩnh về tiếp xỳc : Tra bảng (6.7)[I] được Cú : v= tra bảng (6.13)[I] được cấp chớnh xỏc là 8, tra bảng (6.14)[I] được Cụng thức (6.42)[I] : Thay số vào (6.33)[I] được : Xỏc địmh chớnh xỏc ứng suất tiếp xỳc cho phộp : v=5,103m/s>5m/s ( do chọn ). > Vậy thỏa món điều kiện tiếp xỳc . 4. Kiểm nghiệm độ bền uốn : Cụng thức (6.43)[I] : - Tra bảng (6.7)[I] cú tra bảng (6.14)[I] với cấp chớnh xỏc 8 được - Do - Cú Số răng tương đương : chọn chọn Tra bảng (6.18)[I] được : m = 2,5 do gia cụng răng bằng phay nờn do Theo cụng thức (6.2)[I] và (6.2)[I] : Thay cỏc thụng số vào (6.43)[I] ta được : Vậy thỏa món độ bền uốn . 6. Cỏc thụng số bộ truyền cấp nhanh : Khoảng cỏch trục : a=166 mm Mụdun phỏp tuyến : m=2,5 Chiều dày bỏnh răng : b=25 mm Tỉ số truyền :u= 3,93 Gúc nghiờng =15,44 Số răng : Hệ số dịch chỉnh : x=x=0 Đường kớnh vũng chia : Đường kớnh vũng đỉnh : Đường kớnh đỏy răng : 7. Cỏc lực tỏc dụng : Lực vũng : Lực dọc trục: Lực hướng tõm : IV. Phần tớnh trục : Chọn vật liệu làm trục là thộp 45 tụi cải thiện cú giới hạn bền : Xỏc định sơ bộ đường kớnh cỏc trục : Theo cụng thức (10.9)[I] đường kớnh trục thứ k : với do vật liệu là thộp 45 nờn chọn với cụng suất trục k vận tốc quay trục k Chọn sơ bộ : Xỏc định khoảng cỏnh giữa cỏc gối đỡ và cỏc điểm đặt lực : - Tra bảng (10.2)[I] ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn : - chiều dày mayơ đĩa xớch ,mayơ răng trụ được tớnh theo cụng thức (10.100[I]: ữ1,5) Trục 1 : Trục 2 : Trục 3 : chọn : Với trụ 1: Chọn : Với trục 2: Với trục 3 : 4. Tớnh và kiểm nghiệm trục 3 : Theo tớnh toỏn bộ truyền : Gúc nghiờng với trục ox là: a. Tớnh cỏc phản lực trờn cỏc gối đỡ : b. Tớnh cỏc mụmen : c. Xỏc định kớch thước cỏc đoạn trục : Tại tiết diện 1_1: ứng suất cho phộp của thộp chế tạo trục , Tra bảng ( 10.5)[I] Tại tiết diện 2_2 : Chọn theo tiờu chuẩn : (chọn) từ đú ta cú sơ đồ đặt lực, biểu đồ mụmen và kết cấu trục: ( Trang bờn ! ) d. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Trục 3 cú một then với d=60mm tra bảng(9.1)[I] chọn then với cỏc thụng số sau : b x h=18 x 11, t =7 ,l =63 mm Kiểm nghiệm độ bền của then : Trong đú : - đường kớnh trục :d=60 mm - Mụmen xoắn trờn trục :T=532565 N.mm - ứng suất dập cho phộp : tra bảng (9.5)[I] -ứng suất cắt cho phộp : Ứng suất dập : Ứng suất cắt : Vậy then đủ độ bền . Tại tiết diện 1_1: Theo cụng thức (10.19)[I] : s Với s= (10.20)[I] s (10.21)[I] :giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Do trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nờn: với Trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ký mạch động nờn : là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến đọ bền mỏi ,tra bảng (10.7)[I] : Theo cụng thức (10.25)[I] và (10.26)[I] : :hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt, với R=2,5…0,63 ,tra bảng (10.8)[I] ta được :hệ số tăng bền bề mặt trục ,tra bảng (10.9)[I] (do khụng tăng bền ). ,:hệ số kớch thước kể đến ảnh hưởng của kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ,tra bảng (10.10)[I] , với d =60 mm : và -hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn khi xoắn ,chon kiểu lắp trục là k6 ,tra bảng (10.11)[I] : Tra bảng (10.12)[I] ,dựng dao phay ngún : Chọn Thay vào (10.25)[I] và (10.26)[I] : Thay cỏc thụng số vào (10.20)[I] và (10.21)[I] : Tại tiết diện 2_2: Theo cụng thức (10.19)[I] : s Với s= (10.20)[I] s (10.21)[I] :giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Do trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nờn: với Trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ký mạch động nờn : là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi ,tra bảng (10.7)[I] : Theo cụng thức (10.25)[I] và (10.26)[I] : :hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt, với R=2,5…0,63 ,tra bảng (10.8)[I] ta được :hệ số tăng bền bề mặt trục ,tra bảng (10.9)[I] (do khụng tăng bền ). ,:hệ số kớch thước kể đến ảnh hưởng của kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ,tra bảng (10.10)[I] , với d =60 mm : và -hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn khi xoắn ,chon kiểu lắp trục là k6 ,tra bảng (10.11)[I] : Tra bảng (10.12)[I] ,dựng dao phay ngún : Chọn Thay vào (10.25)[I] và (10.26)[I] : Thay cỏc thụng số vào (10.20)[I] và (10.21)[I] : Vậy trục 3 thỏa món yờu cầu về độ an toàn . 4. Tớnh và kiểm nghiệm trục 2: Theo tớnh toỏn trong hộp giảm tốc : bỏn kớnh bỏnh răng lớn :R= a. Tớnh cỏc lực lờn gối đỡ : b. Tớnh cỏc mụmen : c. Xỏc định đường kớnh cỏc đoạn trục : Tại tiết diện 1_1 : Tại tiết diện 2_2 : chọn d=d=48 mm Theo tiờu chuẩn : d=40 mm d>d chọn d = 54 mm Vậy ta cú sơ đồ lực ,mụmen và kết cấu của trục 2 : (trang bờn ) Kiểm tra trục về độ bền mỏi : Trục 3 cú một then với d=48mm tra bảng(9.1)[I] chọn then với cỏc thụng số sau : b x h=14 x 9, t =5,5 ,l =45 mm Kiểm nghiệm độ bền của then : Trong đú : - đường kớnh trục :d=48 mm - Mụmen xoắn trờn trục :T=553493,62 N.mm - ứng suất dập cho phộp : tra bảng (9.5)[I] -ứng suất cắt cho phộp : Ứng suất dập : Ứng suất cắt : Vậy then đủ độ bền . Tại tiết diện 2_2: Theo cụng thức (10.19)[I] : s Với s= (10.20)[I] s (10.21)[I] :giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Do trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nờn: với Trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ký mạch động nờn : là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi ,tra bảng (10.7)[I] : Theo cụng thức (10.25)[I] và (10.26)[I] : :hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt, với R=2,5…0,63 ,tra bảng (10.8)[I] ta được :hệ số tăng bền bề mặt trục ,tra bảng (10.9)[I] (do khụng tăng bền ). ,:hệ số kớch thước kể đến ảnh hưởng của kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ,tra bảng (10.10)[I] , với d =48 mm : và -hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn khi xoắn ,chon kiểu lắp trục là k6 ,tra bảng (10.11)[I] : Tra bảng (10.12)[I] ,dựng dao phay ngún : Chọn Thay vào (10.25)[I] và (10.26)[I] : Thay cỏc thụng số vào (10.20)[I] và (10.21)[I] : Vậy trục thỏa món điều kiện bền. Do tiết diện 1_1 cú :d=dMM tiết diện 1_1 cũng đảm bảo điều kiện bền . 5. Tớnh và kiển nghiệm trục 1 : Cỏc thụng số Đó biết : F=1109,07N F=434,54N F=306,5N Lực nối khớp : F= (0,2ữ0,3). Do T=37420,1N.mm=37,4201(N.m) Tra bảng (16.10a)(II) ta được kớch thước của nối trục đàn hồi D=7mm F=(0,2ữ0,3).ữ Chọn F=310N Tớnh cỏc phản lực tại gối đỡ: Tớnh cỏc mụmen : Xỏc định đường kớnh cỏc đoạn trục : Tại tiết diện 1_1 : tra bản (10.5)[I] cú []= 50 Tại tiết diện 2_2 : chọn theo tiờu chuẩn : Vậy ta cú sơ đồ trục ,biểu đồ mụmen ,kớch thước ,kết cấu trục : (trang bờn ! ) d. kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Với đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng cú d=d=30mm ,tra bảng (9.1a)[I] ta chọn then: bxh= 8x7 , t=4 , l= 32mm Kiểm tra độ bền dập và độ bền cắt của then : theo cụng thức (9.1)[I] và (9.2)[I] ta cú : Trong đú : - đường kớnh trục :d=30 mm - Mụmen xoắn trờn trục :T=37420,1 N.mm - ứng suất dập cho phộp : tra bảng (9.5)[I] -ứng suất cắt cho phộp : Ứng suất dập : Ứng suất cắt : Vậy then đủ độ bền . Tại tiết diện 1_1: Theo cụng thức (10.19)[I] : s Với s= (10.20)[I] s (10.21)[I] :giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Do trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nờn: với Trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ký mạch động nờn : là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến đọ bền mỏi ,tra bảng (10.7)[I] : Theo cụng thức (10.25)[I] và (10.26)[I] : :hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt, với R=2,5…0,63 ,tra bảng (10.8)[I] ta được :hệ số tăng bền bề mặt trục ,tra bảng (10.9)[I] (do khụng tăng bền ). ,:hệ số kớch thước kể đến ảnh hưởng của kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ,tra bảng (10.10)[I] , với d =30 mm : và -hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn khi xoắn ,chon kiểu lắp trục là k6 ,tra bảng (10.11)[I] : Tra bảng (10.12)[I] ,dựng dao phay ngún : Chọn Thay vào (10.25)[I] và (10.26)[I] : Thay cỏc thụng số vào (10.20)[I] và (10.21)[I] : Tại tiết diện 2_2 : s Với s= (10.20)[I] s (10.21)[I] :giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Do trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nờn: với Trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ký mạch động nờn : là hệ số ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi ,tra bảng (10.7)[I] : Theo cụng thức (10.25)[I] và (10.26)[I] : :hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bề mặt, với R=2,5…0,63 ,tra bảng (10.8)[I] ta được :hệ số tăng bền bề mặt trục ,tra bảng (10.9)[I] (do khụng tăng bền ). ,:hệ số kớch thước kể đến ảnh hưởng của kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ,tra bảng (10.10)[I] , với d =25 mm : và -hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn khi xoắn ,chon kiểu lắp trục là k6 ,tra bảng (10.11)[I] : Tra bảng (10.12)[I] ,dựng dao phay ngún : Chọn Thay vào (10.25)[I] và (10.26)[I] : Thay cỏc thụng số vào (10.20)[I] và (10.21)[I] : Vậy trục 1 thỏa món yờu cầu về độ an toàn . V. Chọn Ổ Lăn : 1.Trục 1: Cỏc thụng số đó biết qua bài thiết kế trục Ft = 1109,07 N(= Fx2 ) Fr = Fy2 = 434,54 N Fa = 306,5 N Fr = 310 N từ đú ta tỡm được Fy1 = 744,97 N Fy2 = 310,43 N ∑Fx = FkN + Ft – (Fx1 + Fx2 ) = 0 ∑M(0) = FkN .60,1 + Fx2 .111 – Ft .55,5 = 0 =>Fx2 = => Fx1 = FkN + Ft – Fx2 = 310 + 1109,07-386,69 = 1032,38 N =>Fro = Fr1 = tốc độ quay n = 1445 vg/ph a,chọn sơ bộ ổ lăn Ta chọn ổ bi đỡ chặn hạng trung 46305 cú d= 25 ,D = 62 mm b= T = 17 mm ,C = 21,1 kN,Co = 14,9 kN ,α = 12o b, kiểm nghiệm khả năng tải của ổ ta cú tra bảng (11.4) =>e= 0,32 vậy tải trọng dọc trục phụ Fso = e.Fro = 0,32.1732,1 = 407,4 N Fs1 = e.Fr1 = 0,32.495,88 = 158,7 N ∑Fao = Fa –Fs1 = 306,5 + 158,7=147,8N<Fso =>tại 0 chọn Fao = Fso = 407,4N +∑Fa1 = Fa +Fso = 306,5+ 407,4 = 713,9 N > Fs1 chọn Fa1 = ∑Fa1 = 713,9 N cú tra bảng (11.4) => X= 0,45 Y = 1,7 =>Q1 = (XVFr1 +YFa1).Kt . Kd = (0,45.1.495,88+1,7.713,9).1.1,3 = 1867,81 N Do Q1 > Q0 => tại ổ 1 chịu tải lớn hơn-> chỉ kiểm nghiệm ổ 1 Qt = Q1 . khả năng tải động Cd = QE . L0,3 với L = 60.n.10-6.Lh = 60.1445.10-6.19000=1647,3N ->Cd thoả món khả năng tải động kiểm tra khả năng tải tĩnh Qt = Xo.Fr1 + Yo . Fa1 Tra bảng 11.6 => X0 = 0,5 và Yo = 0,47 =>Qt = 0,5.495,88+0,47.713,9 = 583,473 N =>Qt = 0,583473 << Co = 14,9 kN => thoả món khả năng tải tĩnh 2.Trục 2: Cỏc số liệu đó tớnh toỏn ở phần thiết kế trục Fro = Fr1 = Fa1 =306,5 N = Fa dngừng =40 a,chọn loại ổ lăn =>ta chọn ổ bi đỡ chặn 1 dẫy α = 12o cỡ nhẹ hẹp Kớ hiệu ổ 46208 Cỏc thụng số d =40 mm;C= 28,9 kN D = 80 mm; Co = 27,1 kN b=18 mm r1 = 1 r = 2 b. Tớnh và kiểm nghiệm : theo cụng thức (11.3)(TTTK I); Q = (XVFr+Y.Fa).Kt .Kd cú tỉ số theo bảng 11.4 (TTTKI) e = 0,45 ->cỏc lực dọc trục do cỏc lực hướng tõm gõy ra Fso = e.Fr0 = 873,2.0,45 = 392,94 N Fs1 = e.Fr1 = 0,45.3126,08 = 1406,74 N ∑Fao = Fs1 + Fa = 1406,74 + 306,5 = 1713,24 N ∑Fa1 = Fso – Fa = 392,94 – 306,5 = 86,44 N Do ∑Fao > Fso =>lực dọc trục tại 0 là ∑Fao = 1713,24 N = Fa0 Và ∑Fa1 lực dọc trục tại 1 là Fa1 = 1406,74 N +với Tra bảng 11.4(I)->X = 0,45 ; Y = 1,22 Kd= 1,3 (tra bảng 11.3(I)) ->Qo = (0,45.1.873,2+1,22.1713,24).1,3.1 = 3228,02 N + X =1;Y=0 tải trọng động quy ước với ổ 1 là Q1 = (1.1.3126,08+0).1,3.1 = 4064,03 N Theo cụng thức (11.11)(I) tải trong tương đương QE = = 3228,.02 . Theo cụng thức 11.1[1] khả năng tải tĩnh +Qto = Xo.Fro+Y.Fa0 = 0,5.873,2+0,47.1713,24 = 1241,82N Qt0 = 1,24182 kN << Co +Qt1 = Xo . Fr1 + Y . Fa1 = 0,5.3126,08 +0,47.1406,74 = 2224,2 N Qt1 = 2,2242 kN vậy ổ đảm bảo khả năng tải tĩnh vậy ổ lăn đó chọn thoả món 1. Trục 3: Ta cú cỏc thụng số Fax = 4226,81 N Fay = 2387,3 N Fa = Fbx = 3592,56 N Fby = 3612,7 N Fb = tốc độ quay n3 = 94 vg/ph dngừng = 55 mm a, chọn loại ổ lăn với tải trọng trung bỡng ,khụng chịu tải trọng dọc trục vận tốc tương đối khỏ cao ta chọn ổ bi đỡ một dóy cho cỏc gối đỡ 0và 1 kớ hiệu ổ và cỏc thụng số : cỏc thụng số : đường kớnh trong : d = 55 mm đường kớnh ngoài : D = 100 mm khả năng tải động : C= 34 kN khả năng tải tĩnh :Co = 25 kN chiều rộng của ổ : B = 21 mm b,tớnh và kiểm nghiệm khả năng tải của ổ theo cụng thức (11.3): Q = (X.V.Fr +Y.Fa).K1 .Kd +Fr = Fb = 5094.9 N +ổ cú vũng quay ở trong -> V =1; +Kt hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ : Kt =1 (to<100) +Kd hệ số kể đến đặc tớnh tải trọng : Kd =1(tải trọng tĩnh) +X tải trọng hướng tõm X = 1 +Y =0; Nờn ta cú : Q = 1.1.5094.9.1.1 = 5094.9 N Theo cụng thức 11.1 (TTTK I) Ta cú Cd = Q Do là ổ bi nờn m=3 => Cd = 5094.9.= 24.2 kN <34 kN với L = 60.Lh .10-6 .n = 60.94.1900.10-6 = 107,16 (triệu vũng) kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ với Fa = 0,Qo =Xo.Fr tra bảng 11.6 được Xo = 0,6 Qo = 0.6.5094.9 = 3056,94 N = 3,05694 N<Co đảm bảo khả năng tải tĩnh của ổ II,với trục 2 Cỏc số liệu đó tớnh toỏn ở phần thiết kế trục Fro = Fr1 = Fa1 =306,5 N = Fa dngừng =40 a,chọn loại ổ lăn =>ta chọn ổ bi đỡ chặn 1 dẫy α = 12o cỡ nhẹ hẹp Kớ hiệu ổ 46208 Cỏc thụng số d =40 mm;C= 28,9 kN D = 80 mm; Co = 27,1 kN b=18 mm r1 = 1 r = 2 b. Tớnh và kiểm nghiệm : theo cụng thức (11.3)(TTTK I); Q = (XVFr+Y.Fa).Kt .Kd cú tỉ số theo bảng 11.4 (TTTKI) e = 0,45 ->cỏc lực dọc trục do cỏc lực hướng tõm gõy ra Fso = e.Fr0 = 873,2.0,45 = 392,94 N Fs1 = e.Fr1 = 0,45.3126,08 = 1406,74 N ∑Fao = Fs1 + Fa = 1406,74 + 306,5 = 1713,24 N ∑Fa1 = Fso – Fa = 392,94 – 306,5 = 86,44 N Do ∑Fao > Fso =>lực dọc trục tại 0 là ∑Fao = 1713,24 N = Fa0 Và ∑Fa1 lực dọc trục tại 1 là Fa1 = 1406,74 N +với Tra bảng 11.4(I)->X = 0,45 ; Y = 1,22 Kd= 1,3 (tra bảng 11.3(I)) ->Qo = (0,45.1.873,2+1,22.1713,24).1,3.1 = 3228,02 N + X =1;Y=0 tải trọng động quy ước với ổ 1 là Q1 = (1.1.3126,08+0).1,3.1 = 4064,03 N Theo cụng thức (11.11)(I) tải trong tương đương QE = = 3228,.02 . Theo cụng thức 11.1[1] khả năng tải tĩnh +Qto = Xo.Fro+Y.Fa0 = 0,5.873,2+0,47.1713,24 = 1241,82N Qt0 = 1,24182 kN << Co +Qt1 = Xo . Fr1 + Y . Fa1 = 0,5.3126,08 +0,47.1406,74 = 2224,2 N Qt1 = 2,2242 kN vậy ổ đảm bảo khả năng tải tĩnh vậy ổ lăn đó chọn thoả món VI. Tớnh kết cấu vỏ hộp giảm tốc ,bụi trơn và điều kiện ăn khớp : : 1.Tính kết cấu của vỏ hộp: Chỉ tiêu của vỏ 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 GX 15-32. Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục . Các kích thước cơ bản được trình bày ở trang sau. 2.Bôi trơn trong hộp giảm tốc: Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/4 bán kính của bánh răng cấp chậm khoảng 30 mm. 3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc : Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45. 4.Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp: Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6 vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ 5.Điều chỉnh sự ăn khớp: 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. Cỏc hớch thước cơ bản của cỏc phần tử cấu tạo nờn vỏ hộp giảm tốc : Khoảng cỏch tõm :a=l-l=217-58,5=159mm Các kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc: Tờn gọi Biểu thức tớnh toỏn Chiều dày: Thõn hộp Nắp hộp d = 0,03.a + 3 = 0,03.159 + 3 = 7,77 mm > 6mm chọn d=9mm d1 = 0,9. d = 0,9. 9 = 8,1 mmchọn d1=8mm Gõn tăng cứng : chiều dày Chiều cao Độ dốc e =(0,8 á 1)d = 7,2 á 9, chọn e = 9 mm h < 58 mm chọn h= 50mm Khoảng 2o Đường kớnh gối trục: Bulụng nền d1 Bulong cạnh ổ d2 Bulụng ghộp bớch nắp và thõn d Vớt ghộp nắp ổ d4 Vớt ghộp nắp của thăm d5 d1 > 0,04.a+10 = 0,04.159 + 10 =16.36>12 ị d1 =M18 d2 = (0,7ữ0,8).d1 = 12,6ữ14,4. chọn M14 d3 = (0,8á 0,9).16=11,2 ữ12,6 ị d3 = M12 d4 = (0,6 á 0,7).d2 ị d4 = M10 d5 =( 0,5 á 0,6).d2 ị d5 = M8 Mặt bớch ghộp nắp và thõn : Chiều dày bớch thõn hộp, S3 Chiều dày bớch nắp hộp, S4 Bề rộng bớch nắp thõn hộp, K3 S3 =(1,4 á 1,5) d3=16,8á21,6 chọn S3 = 18 mm S4 = ( 0,9 á 1) S3 = 18á20 mm chọn S4 =20 K3 = K2 – ( 3á5 ) mm = 48 – 4 = 44 mm Kớch thước gối trục: Đường kớnh ngoai và tõm lỗ vớt Tõm lỗ bulụng cạnh ổ : E2 Khoảng cỏch từ tõm bulong đến mộp lỗ :K2 Chiều rộng mặt ghộp Bulụng cạnh ổ, k Chiều cao h Định theo kớch thước nắp ổ E2= 1,6.d2 = 1,6 . 14 = 22 mm K2 =E2 + R2 + (3á5) mm = 22 + 18 + 5 = 48mm R2 = 1,3 . d2 = 1,3. 16 = 20 mm k ³ 1,2.14 =16,8 ị k = 18 mm h: phụ thuộc tõm bulụng và kớch thước mặt tựa Mặt đế hộp : Chiều dày: Khi khụng cú phần lồi S1 Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q S1 = (1,3 á 1,5) d2 =23,4á27ị S1 = 26mm K1 ằ 3.d1 ằ 3.18= 54 mm q > K1 + 2d = 54+ 2.9 = 75 mm;chọn q=80mm CÁc khe hở giữa cỏc chi tiết: Giữa thành răng với thành trong hộp Giữa bỏnh răng lớn với đỏy hộp Giữa mặt bờn cỏc bỏnh rỏnh răng với nhau. D ³ (1 á 1,2) d =9á1,8ị D = 10 mm D1 ³ (3 á 5) d=27á45 ị D1 = 37 mm D2 ³ d = 10 mm Số lượng bulụng nền Z = ( L + B ) / ( 200 á 300) ằ 1200 / 300 = 4 chọn Z = 4 --------------*************---------------- TÀI LIỆU THAM KHẢO : TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Tập I _TRỊNH CHẤT-Lấ VĂN UYỂN [I] TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Tập II [II] THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY _NGUYỄN TRỌNG HIỆP-NGUYỄN VĂN LẪM[III] CHI TIẾT MÁY Tập I_NGUYỄN TRỌNG HIỆP [IV] CHI TIẾT MÁY Tập I_NGUYỄN TRỌNG HIỆP [V] Bảng lắp ghộp: Tên chi tiết Kiểu lắp Trị số của sai lệch giới hạn Trên Dưới Bánh răng trụ lắp lên trục f35H7/k6 + 0,033 - 0,008 f40H7/k6 +0,028 - 0,006 Bánh răng trụ lắp lên trục f40H7/k6 + 0,018 - 0,023 f50H7/k6 + 0,018 - 0,023 Vòng chắn mỡ lắp lên trục f30D8/k6 + 0,097 + 0,050 f35D8/k6 + 0,117 + 0,062 f40D8/k6 + 0,117 + 0,62 ổ lăn lắp ln vỏ f72H7/d11 - 0,100 - 0,320 f100H7/d11 - 0,120 - 0,395 ống lót lắp lên vỏ f100H7/h6 + 0,057 0 Bạc lót lắp lên trục f30D8/k6 f45D8/k6 + 0,065 + 0,062 + 0,117 +0,117 Khoảng các trục 110 225 0,10 0,12