Đồ án Chi tiết máy Đề số 4: thiết kế hệ dẫn động băng tải
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 chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Chi tiết máy Đề số 4: thiết kế hệ dẫn động băng tải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Từ Pyc = 1,57 kW & ndc =750 v/ph
Tra bảng phụ lục
1.3
238
P
I ta có động cơ điện
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 4
Kiểu động cơ Pđc (KW) dc ( / )v ph
4A112MA8Y3 2,2 705
1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theo tính toán ở trên ta có:
dcn 705 (v/p)
nct = 66,53(v/ph)
Tỉ số truyền chung của hệ thống là :
u =
n
n
=
705
66,53
= 10,6
1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
c
dc
tn
n 705
10,6
66,53
chu
Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong bru = 4
u =
u
u
=
10,6
4
= 2,65
1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theo tính toán ở trên ta có: ndc = 705(vg/ph)
Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là: u = 2,65
n =
n
u
=
705
2,65
= 266 (v/ph )
n =
n
u
=
266
4
= 66,5 v/ph
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 5
Số vòng quay thực của trục công tác là:
n =
n
u
=
66,5
1
= 66,5 v/ph
1.3.2.Công suất
Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 1,41( WK )
Công suất trên trục II là :
P =
P
η . η
=
1,41
.
= 1,42 kW
Công suất trên trục I là :
P =
P
η . η
=
1,42
0,99.
= 1,48 kw
Công suất thực của động cơ là:
Pđ
∗ =
P
η . η .
=
1,48
0,99.0,96
= 1,56 kW
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn trên trục I là :
T = 9,55. 10
.
P
η
= 9,55. 10 .
1,48
266
= 53135 N. mm
Mômen xoắn trên trục II là :
T = 9,55. 10
.
P
n
= 9,55. 10 .
1,42
66,5
= 203925 N. mm
Mômen xoắn trên trục công tác là:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 6
T = 9,55. 10
.
P
n
= 9,55. 10 .
1,41
66,5
= 202489 N. mm
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
Tđ = 9,55. 10
.
Pđ
nđ
= 9,55. 10 .
1,56
705
= 21132 N. mm
1.3.4Bảng thông số động học
Thông
số/Trục
Động Cơ I II Công Tác
U 2,65dU brU =4 knU =1
n(v/ph) 705 266 66,5 66,5
P(KW) 2,2 1,48 1,42 1,41
T(N.mm) 21132 53135 203925 202489
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 7
II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt.
Các thông số yêu cầu:
* 1,56
21132 .
705
60
2,65
dc
dc
dc
d
P P KW
T T N mm
vn n
p
U
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai vải cao su
2.2.Chọn đường kính hai đai: 1 2 và dd
Chọn 1d theo tiêu chuẩn theo bảng:
4.21
1 :
63
B
d1=(5,2 6,4) =(5,2 6,4) 3 21132 =(143,8176,94) chọn d=160 mm
Kiểm tra vận tốc đai:
1 ax. . 3,14.160.705 5,9 25
60 000 60 000
m
d n m mv v
s s
thỏa mãn.
Xác định 2d : 2 1. . 1 2,65.160. 1 0,02 415,52d U d mm
:Hệ số trượt,với 0,01 0,02 Chọn 0,02
Tra bảng
4.26
1
63
B ta chọn 2d theo tiêu chuẩn: 2 400d mm
Tỷ số truyền thực:
2
1
400
2,55
. 1 160. 1 0,02
t
d
U
d
Sai lệch tỷ số truyền :
2,55 2,65
.100% .100% 3,77% 4%
2,65
tU UU
U
Thỏa mãn.
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục 1 2(1,5 2)( ) (1,5 2) 400 160 (840 1120)a d d
Vậy :chọn 900sba
Chiều dài đai :
2
2 11 22. .
2 4.
sb
sb
d dd d
L a
a
2
400 160160 400
2.900 3,14. 2695
2 4.900
L mm
3
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 8
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 . ax5,9 1 12,1 3 5
2800
m
v
i i
sL s
Thỏa mãn.
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:
2 1
1
400 160
180 57 . 180 57 . 164,8 150
900
d d
a
Suy ra thỏa mãn
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
1000.1,56
264, 41 (N)
5,9
tF
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
.[ ] 160. 4 (mm)
40
md
d
Tra bảng
4.1
[1]
51
B ta dùng loại đai 800b và 820b không có lớp lót, chiều dày đai
3,75 (mm) , min
180
140
d
Kiểm tra : 1 min160d d
Thỏa mãn
Ứng suất cho phép :
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 9
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
9,0.3,75
[ ] 2,3 2,089 (Mpa)
160
K
K
d
C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1
0 0 0
11 0,003(180 ) 1 0,003(180 164,8 ) 0,954C
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(0,01.5,9 1) 1,026VC
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
Do vậy :
0[ ] [ ] 2,089.0,954.1,026.1 2,045 (Mpa)F F vC C C
Chiều rộng đai:
264,41.1,0
34,48 (mm)
[ ] 2,045.3,75
t t
F
F K
b
Chiều rộng bánh đai B:
Tra bảng
4.1
[1]
51
B với b=40 (mm) tra bảng B21.16 ta có B=50 (mm)
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 10
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
0 0. . 1,6.3,75.40 244,5(N)F b
Lực tác dụng lên trục:
0
1
0
164,8
2 .sin( ) 2.244,5.sin( ) 484,70 (N)
2 2
rF F
2.6 Bảng thông số
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại đai b-800
Đường kính bánh đai nhỏ 1d 160(mm)
Đường kính bánh đai lớn 2d 400 (mm)
Chiều rộng đai b 34,48(mm)
Chiều dày đai 3,75 (mm)
Chiều rộng bánh đai B 50 (mm)
Chiều dài đai L 2800 (mm)
Khoảng cách trục a 900 (mm)
Góc ôm bánh đai nhỏ 1
0164,8
Lực căng ban đầu 0F 244,5 (N)
Lực tác dụng lên trục rF 484,70 (N)
PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG
THẲNG
Thông số đầu vào:
P = PI= 1,48(kW)
T1= TI=53135(Nmm)
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 11
n1= nI=266(vg/ph)
u = ubr= 4
Lh= 18000 (giờ)
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: Tôi cải thiện
Độ rắn: :192 240HB Ta chọn HB2=230
Giới hạn bền σb2=750 (MPa)
Giới hạn chảy σch2=450 (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= 245
Giới hạn bền σb1=850 (MPa)
Giới hạn chảy σch1=580 (MPa)
3.2.Xác định ứng suất cho phép
3.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] và ứng suất uốn cho phép [σF]
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:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 12
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB
=>
Bánh chủ động:
0
lim1 1
0
lim1 1
2 70 2.245 70 560( )
1,8 1,8.245 441( )
H
F
HB MPa
HB MPa
Bánh bị động:
0
lim2 2
0
lim2 1
2 70 2.230 70 530( )
1,8 1,8.230 414( )
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:
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 suấtkhi 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. 30.245 16,26.10
30. 30.245 13,97.10
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. . . 60.1.266.18500 295, 26.10
266
60. . . 60. . . 60.1. .18500 73,81.10
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
Do vậy ta có:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 13
0
lim1
1 1
1
0
lim 2
2 2
2
0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
560
[ ] .1.1 509,10 )
1,1
530
[ ] .1.1 481,82( )
1,1
441
[ ] .1.1 252( )
1,75
414
[ ] .1.1 236,57( )
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 côn răng thẳng
=> 1 2min( , ) 481,82H H H (MPa)
3.2.2.Ứng suất cho phép khi quá tải
ax 1 2
1 ax 1
2 ax 2
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.580 1624( )
[ ] 0,8. 0,8.580 464( )
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
H m ch ch
F m ch
F m ch
m MPa
MPa
MPa
3.2.3. Xác định chiều dài côn ngoài
Theo công thức (6.15a):
12
3 2
.
1 .
.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u
Với
▪T1 là mômen xoắn trên trục chủ động. T1= TI=53135(N.mm)
▪[σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép; [σH] = 481,82( MPa).
▪ KR– hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh răng và loại bánh răng: Đối với bánh
răng côn răng thẳng làm bằng thép => 1 350RK MPA
U-Tỉ số truyền u=4
beK - Hệ số chiều rộng vành răng : chọn sơ bộ 0, 25beK
=>
. 0, 25.4
0,57
2 2 0, 25
be
be
K u
K
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
6.21
[1]
113
B với
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 14
-
.
2
be
be
K u
K
0,57
-Sơ đồ bố trí là sơ đồ I
- HB <350
-Loại răng thẳng
-Ta được
1,12
1, 24
H
F
K
K
Do vậy
12 2
33 2 2
. 53132.1,12
1 . 50. 4 1 144
0,25(1 0, 25).4.481,82.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u
3.4 Xác định các thông số ăn khớp.
3.4.1 Đường kính vòng chia ngoài
1 2 2
2. 2.144
69,85
1 1 4
e
e
R
d
u
(mm)
Tra bảng B
6.22
114
[1] với 1ed =69,85 và tỉ số truyền là u=4 . ta được số răng 1 17pZ
Ta có HB Z1=1,6.17=27.2 chọn Z1=27
Đường kính vòng trung bình và môdun trung bình
1 1(1 0,5. ). (1 0,5.0, 25)69,85 61,12m be ed K d (mm)
mtm = dm1/Z1 = 61,12/27 = 2,26
Môdun vòng ngoài
Mte =
tm
be
m
1 – 0,5.K
=
2, 26
2,58
1 – 0,5.0, 25
(mm)
Tra bảng B
6.8
99
[1] chọn teM theo tiêu chuẩn teM =2,5(mm)
Môdun vòng trung bình (1 0,5. ) (1 0,5.0, 25).2,5 2,19tm be teM K m (mm)
3.4.2 Xác định số răng : 11
61,12
27,91
2,19
m
tm
d
Z
m
chọn 1Z =27
2 1. 4.27 108Z u Z
Suy ra tỉ số truyền thực tế :
u =
Z
Z
=
108
27
= 4
ΔU =
u − u
u
. 100% =
4 − 4
4
. 100% = 0%
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 15
Vì U =0%< 4% , suy ra thoả mãn.
3.4.3 Xác định góc côn
1 (27 /108) 14,04
oarctg
2 90 14,04 75,96
3.4.4 xác định hệ số dịch chỉnh :
Đối với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng ta sử dụng chế độ dịch chỉnh đều:
1 2 0X X
Tra bảng B
6.20
112
[1] với 1Z =27 ; tU =4 , ta được x1=0,36 ; x1=-x2=0,36
3.4.5 xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài :
Đường kính trung bình
1 1
2 2
. 2,19.27 59,13 mm
. 2,19.108 236,52 mm
m tm
m tm
d m Z
d m Z
Chiều dài côn ngoài :
2 2 2 2
e 1 2
2,5
R . 27 108 139,15
2 2
tem Z Z (mm)
3.5. Xác định các hệ số và một số thông số động học
Tỷ số truyền thực tế: ut= 4
Vận tốc trung bình của bánh răng:
v =
πd n
60000
=
3,14.59,13.266
0,82
60000
(m/s)
Với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 0,82(m/s) tra bảng
.
[1] ta đựoc cấp chính
xác của vbộ truyền là: CCX=9.
Tra phụ lục 2.3/250[1], với: + CCX=9
+HB<350
+v= 0,82(m/s)
Nội suy tuyến tính ta được:
KHv= 1,01
KFv= 1,03
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 16
Với cấp độ chính xác 9, khi đó cần gia công đạt độ nhámRa =2,5 ...1,25 (m) ZR =
0,95.
HB<350 , v= 0,82(m/s) <5 m/s; suy ra ZV = 1.
với dm2 = 237(mm)< 700mm suy ra KxH=1
Chọn YR= 1
YS= 1,08- 0,0695.ln(m)= 1,08-0,0695.ln(3)= 1,0036
Do bộ truyền bánh răng là bánh răng côn răng thẳng nên
HK =1
FK =1
Hệ số tập trung tải trọng: HK = 1,12; FK =1,24(chọn ở mục 2.3).
3.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng.
3.6.1.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
2
1
2
1
2. . . 1
. . . [ ].
0,85 . .
H t
H M H H
t m
T K u
Z Z Z
b u d
ZM –Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu bánh răng
Bảng 6.5-T96: ZM= 274[MPa]
1/3.
ZH –hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc tra bảng
6.12
[1]
106
B Với x1+x2=0 và được
suy ra ZH=1.76
Zε-hệ số xét đến sự trùng khớp của hai bánh răng :
4
3
Z
.
và hệ số trùng khớp ngang εα có thể tính gần đúng theo công thức:
ε = 1,88 − 3,2
1
Z
+
1
Z
= 1,88 − 3,2
1
27
+
1
108
= 1,73
Suy ra:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 17
4 4 1,73
0,87
3 3
Z
KH –hệ số tải trọng khi tính toán tiếp xúc
... HvHHH KKKK
K =1,12.1.1,01=1.13
Chiều rộng vành răng .be eb K R =0,25.140=35
Thay vào ta được:
2
2
2.53135.1,13. 4 1
274.1,76.0,87. 457,68
0,85.35.4.59,13
H
Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép ;
Ứng suất tiếp xúc cho phép[σH] được tính theo công thức
481,82 457,68
.100% .100% 5% 10%
481,82
H H
H
Đủ bền và Thỏa mãn
3.6.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .
Công thức :
1. 11 1
1
2. . . . .
0,85. . .
F F
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
][
2
1
21
2 F
F
FF
F
Y
Y
1 2[ ],[ ]F F - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
1 1
2 1
[ ] [ ]. 252.1,006.1 252( )
[ ] [ ]. 236,57.1, 006.1 237( )
F F R S xF
F F R S xF
Y Y K MPa
Y Y K MPa
trong đó
Y =
1
ε
=
1
1,73
= 0,58
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 18
Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:
1Y Do là bánh răng thẳng
(hệ số kể đến độ nghiêng của răng).
21
, FF YY - hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 phụ thuộc vào số răng tương đương
1
1
1
27
27,83
os os14,04
V o
Z
Z
c c
2
2
2
108
445,18
os os75,96
V o
Z
Z
c c
.Tra bảng:
6.18
1
109
B ,với hệ số dịch chỉnh
X1=
YF1= 3,45; YF2 = 3,53
FK - hệ số tải trọng khi tính về uốn.
FvFFF KKKK .. .
K =1,24.1.1,03= 1,28
Vậy:
σ =
1 1
1
2. . . . . 2.53135.1, 28.0,58.3, 45
70,65
0,85 . . 0,85.35.59,13.2,19
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
σ =
70,65.3,53
3,45
= 72,29
Do : F1=70,65MPa< [F1] =252Mpa;
F2=72,29MPa < [F2] = 237 Mpa
Do vậy bánh răng đảm bảo điều kiện bền về uốn.
3.6.3.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:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 19
ax ax 2, 2m mqt
dn
T T
K
T T
Do vậy:
ax ax
ax1 1 1 ax
ax2 2 2 ax
463,71 2, 2 687,79( ) 1624( )
. 2, 2.70,65 155, 43( ) 464( )
. 2,2.72, 29 159,04( ) 360( )
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. Các thông số hình học của cặp bánh răng:
- Đường kính vòng chia :
1 1
2 2
. 2,5.27 67,5( )
. 2,5.108 270( )
e te
e te
d m Z mm
d m Z mm
- chiều cao răng ngoài 2,2. 2, 2.2,5 5,5( )e teh m mm
-chiều cao đầu răng ngoài :
1 1
2 2
( ) (1 0,38).2,5 3, 45( )
( ) (1 0,38).2,5 1,55( )
ae te te
ae te te
h h X m mm
h h X m mm
Chiều cao chân răng ngoài
1 1
2 2
(5,5 3, 45) 2,05( )
(5,5 1,55) 3,95( )
fe te ae
fe te ae
h h h mm
h h h mm
Đường kính đỉnh răng ngoài
1 1 1 1
2 2 2 2
2 . os 67,5 2.3, 45. os14,04 74,19
2 . os 270 2.1,55. os75,96 270,80
ae e ae
ae e ae
h d h c c mm
h d h c c mm
3.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng
Như vậy ta có bảng thông số chính của bộ truyền:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 20
Thông số Kí hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài eR 139,5
Môdun vòng ngoài tem 2,5
Chiều rộng vành răng b 35
Tỉ số truyền tu 4
Góc nghiêng của răng 0
Số răng của bánh răng 1Z 27
2Z 108
Hệ số dịch chỉnh chiều
cao
1X 0,38
2X -0,38
Đường kính vòng chia
ngoài
1ed 67,5
2ed 270
Góc chia côn
1 14,04
2 75,96
Chiều cao răng ngoài
eh he = 2htemte + c ; mte = 2,5
hte = cosβ = 1 (mm); c = 0,2mte = 0,5
(mm)
→ he = 2×1×2,5 + 0,5 = 5,5 (mm)
Chiều cao đầu răng ngoài eah
hae1 = (hte + xn1cosβ)mte = 3,45 (mm)
xn1 = x1 = 0,38
hae2 = 2htemte – hae1 = 1,55 (mm)
Chiều cao chân răng ngoài
1feh 2,05
2feh 3,95
Đường kính đỉnh răng
ngoài
1ead 74,19
2ead 270,80
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 21
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
203925
40,81
0,2 0, 2.15
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 = 203925(N.mm)
Do vậy:
Tt = k.T = 1,2.203925= 244710 (N.mm)
Tra bảng
16.10a
2
68
B với điều kiện:
244710( . )
32( )
cf
t kn
cf
t kn
T N mm T
d mm d
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 ;
Mô men cần truyền: T = TII =203925 (N.mm)
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 22
Do vậy, ứng suất dập sinh ra trên vùng đàn hồi:
0 0 3
2. . 2.1, 2.203925
1,98( )
. . . 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:
u - Ứng suất cho phép của chốt. Ta lấy (60 80) ;u MPa
Do vậy ứng suất sinh ra trên chốt:
13 3
0 0
. . 1, 2.203925.34
48,12( )
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 2.203925
3884,29( )
105
t
o
T
F N
D
0,2 0, 2.3884,29 776,86( )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 cfknT 250 (N.m)
Đường kính lớn nhất có thể của trục nối cfknd 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
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
b. Xác định giá trị các lực tác dụng lên trục, bánh răng:
Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai: Fd = 484,70 (N)(N)
Lực tác dụng lên trục từ khớp nối: Fkn = 776,86 (N)
Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 23
- Lực vòng: 1 2
m1
2 2.53135
1797, 22
59,13
I
t t
T
F F
d
(N)
- Lực hướng tâm
1 2 1 1. tan . os 1797, 22. tan 20. os14,04 634,59r r tF F F c c
- Lực dọc trục
1 2 1 2. tan . os 1797, 22. tan 20. os75,96 158,96( )a a tF F F c c 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 =53135(N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc ta
chọn [τ] = 15 (MPa)
31
53135
26,07( )
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 = 203925 (N.mm)
[τ] - Ứng suất xoắn cho phép [τ] = 15 ÷ 30 (MPa) với trục vào hộp giảm tốc ta
chọn [τ] = 25 (MPa)
32
203925
34,42
0, 2.25
sbd (mm)
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
b. Xác định khoảng cách trục
Trục I:
Tra bảng
10.3
1
189
B ta được:
4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 24
Bánh răng côn
- trên trục I:
13 11, 2 1, 4 (1,2...1, 4)30 36 42ml d
Chọn 13 40mL mm
- trên trục II
23 21, 2 1, 4 (1,2...1, 4)35 42 49ml d
Do đó chọn 23 45( )ml mm
Giả sử có bánh răng trụ
- bánh răng trụ : +trên trục II 22 2(1,2..1, 4) (1, 2..1, 4).35 42..52,5( )ml d mm
Do đó chọn 22 50ml mm
+ khớp đàn hồi : 12 1, 2..2,5 1 1,2..2,5 30 36..75ml d mm
Do đó chọn 12 45ml mm
+ Đĩa xích : 31 21, 2..1,5 1, 2..2,5 35 42..52,5ml d mm
Do đó chọn 31 45ml mm
Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
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=8 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=5 mm;
-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=15mm;
-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=20mm
Suy ra 12 12 12 01 30,5 0,5 45 19 15 20 67c m nl l l b k h mm
Chọn 70mm 11 12,5..3 (2,5..3).30 75..90l d mm
Do đó Chọn 11 80l mm
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 25
13 11 1 2 13 01 13 10,5 . os 80 8 5 40 0,5 19 40. os14,04 132,98ml l k k l b b c c mm
Chọn 12 133l mm
Trục II
22 22 02 1 20,5 0,5 50 21 5 8 48,5ml l b k k mm
Chọn 22 50l mm
23 22 22 13 2 10,5 . os 50 0,5 50 43.cos 75,96 8 88ml l l b c k mm
21 22 23 02 1 23 2 50 45 21 3.8 2.5 150m ml l l b k k mm
31 31 02 30,5 0,5 45 21 15 20 70c m nl l b k h mm
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 26
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 27
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 = 776,86 (N)
- Lực tác dụng lên trục II từ bộ truyền đai: Fd = 484,70 (N)
- Lực tác dụng lên bánh răng: Ft = Ft1 = Ft2 = 1797,22(N)
Fr = Fr1 = Fr2 = 634,59 (N)
Fa = Fa1 = Fa2 =158,96 (N)
Trục II:
Từ hệ phương trình cân bằng lực:
0
. 0
i
i i i
F
M F l
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 28
Trong đó:
Fi – Lực thành phần
Mi – Mômen uốn
li – Cánh tay đòn
Ta có :
20 2 21 0ky Y r YF F F F
0 2
2 22 21 23. . . 0
2
m
x r y a
d
M F l F l F
21
236,52
634,59.50 158,96.
2 574,18
88
yF N
20 21 2 574,18 634,59 60,41y y rF F F N
0
2 22 21 23 21
2 21 20
. . . 0
0
y t x kn
kx t x x kn
M F l F l F l
F F F F F
2
21
.150 .50 776,86.150 1797, 22.50
303,05( )
88 88
kn t
x
F F
F N
20 2 21 1797, 22 303,05 776,86 1323, 41( )x t x knF F F F 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: d22=21 mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn: d20=d21=25mm
-Tại tiết diện lắp khớp : d23 =21mm
+Chọn then:
Trên trục I then được lắp tại vị trí bánh răng (vị trí 1) và khớp nối (vị trí 4)
Tra bảng 9.1a [173/TL1] với d1 = d4 = 21 mm ta chọn then có:
1
b 8mm
h 7mm
t 4mm
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 29
4.5.2.Tính chi tiết trục II
Mômen uốn tổng và mômen tương đương MjMtđj ứng với các tiết diện j đươc tính
theo công thức: =
+
đ =
+ 0,75
M = 0
M đ = 0,75. 203925
= 176604 (Nmm)
M = √0
+ 48165 = 48165(Nmm)
M đ = 48165
+ 0,75. 203925 = 183054,42 (Nmm)
M = √21819
+ 66171 = 69675(Nmm)
M đ = 69675
+ 0,75. 203925 = 189852(Nmm)
M = 0
M đ = 0,75. T
= 0,75. 0 = 0 (Nmm)s
Sơ đồ mômen lực tác dụng lên trục 2:
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 30
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 31
-Đường kính trục tại các tiết diện tương ứng khi tính sơ bộ.
với =50N/mm2 tra bảng 10.5/195
-Tại tiết diện lắp khớp nối:
d =
đ
, .[ ]
=
, .
= 32,81mm
-Tại tiết diện lắp ổ lăn:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
183,054
0,1.50
= 33,20 mm
-Tại tiết diện bánh răng:
d =
M đ
0,1. [σ]
=
189852
0,1.50
= 33,61 mm
-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:
Suy ra ta chọn được:
Tại tiết diện lắp bánh răng: d22= 40 mm
Tai tiết diện lắp ổ lăn :d23= d21 =35 mm
Tại tiết diện lắp bộ truyền ngoài d20=30mm
Sơ đồ trục 2 tại các tiết diện :
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 32
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
+Kiểm nghiệm độ bền của then:
Chọn số then bằng 1 tại các vị trí lắp bánh răng và bộ truyền ngoài.
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)lm22=
(0,8…0,9).50 =40…45 mm. chọn tl =45 mm
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 )
=
2.203925
40.45. (8 − 5)
= 75,53 MPa < 100
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 33
τ =
2T
dl b
=
2.203925
40.45.12
= 21,38 MPa < [τ ]
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)lmc2=(0,8…0,9)60 = 48…54 mm. chọn lt=50mm
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 )
=
2.203925
30.50. (7 − 4)
= 90,63 MPa < 100
=>thỏa mãn
Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2):
τ =
2T
dl b
=
2.203925
30.50.8
= 29,13 < [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 số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 34
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 20,64
2-1 35 0 0 4207,11 12560 11,45 8,12
2-2 40 12*8 5 5361,25 11641,25 13 8,76
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 I ta thấy các tiết diện nguy
hiểm là tiết diện lắp bánh răng 2 và tiết diện lắp ổ lăn 1.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] = 1,5...2,5
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
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 35
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
Mặt
cắt
W Wo a m S a m S S
2-0 2288,84 4938,21 0 0 10^6 20,64 20,64 3,6 3,6
2-1 4207,11 12560 11,45 0 8,3 8,12 8,12 9,11 6,14
2-2 5361,25 11641,25 13 0 7,3 8,76 8,76 8,45 6,19
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.
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 36
Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đũa côn có kí hiệu 7305 có các thông
số sau :
d= 25mm ; D=62 mm; 13,50
C= 29,6 kN ; C0 =20,9 kN.
5.2.Chọn ổ lăn cho trục II
5.2.1.Chọn loại ổ lăn
Phản lực hướng tâm lên các ổ là :
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên trái bánh răng
F = F
+ F
= 60,41 + 1323,41 = 1324,79 N
+ phản lực hướng tâm tác dụng lên ổ lăn bên phải bánh răng
F = F
+ F
= 574,18 + 303,05 = 763,82 N
Lực dọc trục: Fa1 =158,96N
Do yêu cầu độ cứng cao, độ chính xác giữa vị trí trục và bánh răng côn chọn ổ đũa
côn 1 dãy .tra bảng P2.11 và dựa vào đường kính ngõng trục là d=40mm ta chọn sơ
bộ đũa côn cỡ trung
5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn
Đường kính trục tại chỗ lắp ổ: d= 35 mm.
Tra phụ lục 2.12/264 với ổ cỡ trung ta chọn ổ bi đũa côn có kí hiệu 7307 có các thông
số sau :
d= 35mm ; D=80 mm; 12
C= 48,1 kN ; C0 =35,3 kN.
5.2.3.Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn
Bố trí dạng chữ O
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 37
Tính và kiểm nghiệm khả năng tải trọng của ổ
Theo bảng 11.4 với ổ đũa đỡ chặn e 1,5.tan 1,5.tan12 0,32
Theo 11.7 lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên ổ
0 0
1 1
0,83. . 0,83.0,32.1324,79 352,66
0,83. . 0,83.0,32.649,25 172, 44
s r
s r
F e F N
F e F N
1
ao S atF F F =-172,44 +158,96 = -13,48 (N) <Fs0 nên Fa0 =352,66 N
1 0
a S atF F F = 352,66 + 158,96 = 511,62 (N) > Fs1 nên Fa1 = 511,62 N
5.2.5. Tính tỷ số
+Xét Fa0 / V. Fr0 = 352,66 /1.1324,79= 0,27< e
Suy ra , tra bảng 11.4/216 ta chọn được :
X0 = 1
Y0 = 0
+Xét Fa1 / V. Fr1 = 511,62/1.763,82 = 0,66> e
Nội Suy ra ta được : X1 = 0,4
Y1 =0,4.cotan 12=1,88
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 =(1.1.1324,79+0.352,66).1.1=1324,79 ( N)
Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.F1a ) kt .kd =(0,4.1.763,82 1,88.511,62).1.1=1267,37 (N)
Tải quy ước Q = max(Q0 , Q1 )= 1267,37 N
5.2.7. Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 38
Ta có:
m
d LQC .
Với :
m: bậc của đường cong mỏi, m=10/3 do tiếp xuc điểm ;
L: Tuổi thọ của ổ bi đỡ. Với Lh= 18500 giờ
Tuổi thọ của ổ lăn:
L = Lh.n1.60.10
-6 = 18500. 266. 60. 10-6 = 295,26 (triệu vòng)
Q = 1551,42 N
Cd =
10
31551, 42 295, 26 8546,55N < C = 61kN
Thoả mãn điều kiện tải động.
5.2.8.Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh
0 0 1 0 1. .r aQ X F Y F
Tra bảng 11.6 ta được 0
0
0,5
0, 22. otan 1,03
X
Y c
1 0 1 0 1. . 0,5.763,82 1,03.511,62 908,88t r aQ X F Y F
0 0 0 0 0. . 0,5.1324,79 1,03.352,66 1025,63t r aQ X F Y F
max 0 1,t t toQ Max Q Q Q
max 1 0 1, 1551, 42t tQ Q Q Q < Co=46kN
Thỏa mãn tải tĩnh.
PHẦN 6: KẾT CẤU VỎ HỘP
6.1.VỎ HỘP
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
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 39
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 = 0,03Re + 3 = 0,03.139,5 + 3 = 7,2 (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
Vít ghép nắp của thăm, d5
d1> 0,04a + 10 = 0,04.130 + 10 = 15,2 (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)
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(mm)
S4 = (0,9÷1)S3 = 15,3÷17 mm chọn S4 = 16 (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 = 85 (mm), D3 = 110(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
Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q
Chọn S1 = (1,31,8)d1 =(20,824) chọn =S1
=24(mm)
S2=(1,01,1)d2=(1617,6) chọn S2=17 (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 = (11,2).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 Z=4
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 40
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
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 72 85 110 65 M8 4 10
Trục II 90 110 135 85 M8 4 10
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
`
D4
D2D3
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 41
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
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
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 42
30
18
12
6
6 12
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
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.
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 43
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
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
' 2D D
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 số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 44
Trục
Vị trí lắp
Kiểu lắp ES es
EI ei
I
Trục-vòng trong ổ bi ∅25k6
+15
+2
Vỏ-lắp ổ H7
78
k6
+30 +21
0 +2
Trục-bánh răng ∅21
7
6
H
k
+21 +15
0 +2
Bạc chặn trục I
8
21
6
D
k
+98 +15
+65 +2
II
Khớp nối
∅30
7
6
H
r
+21 +15
0 +2
ổ lăn ∅35k6 +18
+2
Bánh răng
∅40
7
6
H
k
+25 +18
0 +2
Vỏ và ổ lăn ∅80H7 +30
0
Then bánh răng
12 9
9
N
h
0 0
-43 -27
m m
m m
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 45
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…………………………………...........................
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………………………………..
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 46
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……………………………………………………..….
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…………………….……………
4.2.10.Kiểm nghiêm trục về độ bền mỏi……………………………..…………….
PHẦN 5 : TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN
Đồ Án Chi Tiết Máy Đề số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 47
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.. ………………………..…………………… …
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 số 4:Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trang 48
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:
le_duc_canh_1605.pdf
