›

Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải

pdf 70 trang yendo 11680
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_dan_dong_bang_tai.pdf

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải

  1. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải GVHD: Trịnh Đồng Tính SV: Nguyễn Văn Đoàn Trang 1
  2. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Lời Nói Đầu Thiết Kế Đồ án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí. Môn học này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này. Đề tài mà em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền đai .Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu một số những tài liệu sau: -Chi tiết máy tập 1 và 2 của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp. -Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1 và 2 của PGS.TS Trịnh Chất và TS Lê Văn Uyển. Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn giúp cho những sinh viên như chúng em ngày càng tiến bộ trong học tập. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Trịnh Đồng Tính đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao .Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên : Nguyễn Văn Đoàn Trang 2
  3. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 2: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Thông số đầu vào : 1. Lực kéo băng tải F = 670N 2. Vận tốc băng tải v = 1,33 m/s 3. Đường kính tang D = 380 mm 4. Thời hạn phục vụ Lh =7500 giờ 5. Số ca làm việc: Số ca =2 ca 6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: 180o 7. Đặc tính làm việc: va đập vừa 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 Pct Pyc  Trong đó Pct : Công suất trên một trục công tác Trang 3
  4. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Pyc : Công suất trên trục động cơ F. v 670.1,33 P = = = 0,89 kW 1000 1000 Hiệu suất của bộ truyền: η = η. η. η. η (1) 2.3 Tra bảng I  ta có: 19 Hiệu suất của một cặp ổ lăn : ol = 0,99 Hiệu suất của bộ đai : η =0,96 Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : η = 0,97 Hiệu suất của khớp nối: kn 1 Thay số vào (1) ta có: 3 3   i  ol  kn  d  br = 0,99 .0,96.0,97.1 = 0,9 Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là : P 0,89 P = = = 0,99kW η 0,9 1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ Trên trục công tác ta có: 60000.v 60000.1,33 nlv = = 66,88 .D .380 Trang 4
  5. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải ndc() sb n ct. u sb Trong đó : usb u d u h (2) 2.4 Tra bảng BI  ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của: 21 Truyền động đai: u =3 Truyền động bánh răng trụ: uh 4 (hộp giảm tốc một cấp) Thay số vào (2) ta có: u u u sb d h 3.4= 12 Suy ra : ndc() sb n ct. u sb 66,88.12 = 802,56 (v/ph) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: ndc =750(v/ph) 1.1.3.Chọn động cơ Từ Pyc = 0,99kW & ndc =750 v/ph P1.3 Tra bảng phụ lục I  ta có động cơ điện 238 Kiểu động cơ Pđc (KW) d(mm) dc (/)v ph 4A80B6Y3 1,1 22 920 1.2.Phân phối tỉ số truyền Trang 5
  6. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống Theo tính toán ở trên ta có: ndc 920(v/p) nct = 66,88(v/ph) Tỉ số truyền chung của hệ thống là : n 920 u = = = 13,76 n 66,88 1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ ndc 920 uch 13,76 nct 66,68 Chọn trước tỉ số truyền của bộ truyền trong ubr = 4 u 13,76 u = = = 3,44 u 4 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 Trang 6
  7. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải n 920 n = = = 267,44 (v/ph ) u 3,44 n 267,44 n = = = 66,86 v/ph u 4 Số vòng quay thực của trục công tác là: n 66,86 n = = = 66,86 v/ph u 1 1.3.2.Công suất Công suất trên trục công tác (tính ở trên) là: Pct = 0,99( KW ) Công suất trên trục II là : P 0,89 P = = = 1 kW η. η 0,99. 1 Công suất trên trục I là : P 1 P = = = 1,04kw η. η 0,99. 0,97 Công suất thực của động cơ là: P 1,04 P∗ = = = 1,09 kW đ η . η 0,99.0,96 . Trang 7
  8. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.3.3.Mômen xoắn trên các trục Mômen xoắn trên trục I là : P 1,04 T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 37137 N. mm η 267,44 Mômen xoắn trên trục II là : P 1 T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 142836 N. mm n 66,86 Mômen xoắn trên trục công tác là: P 0,89 T = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 127086 N. mm n 66,88 Mômen xoắn thực trên trục động cơ là : Pđ 1,09 Tđ = 9,55. 10 . = 9,55. 10 . = 11315 N. mm nđ 920 Trang 8
  9. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.3.4Bảng thông số động học Thông Động Cơ I II Công Tác số/Trục U U d 3, 44 U br =4 U kn =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 Trang 9
  10. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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: P1 Pdc 1,09 kW Mô men xoắn trên trục chủ động: T1 Tdc 11315 N . mm Số vòng quay trên trục chủ động: n1 ndc 920 vg / ph Tỉ số truyền bộ truyền đai: u ud 3,44 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 3 3 d1 5,2  6,4 . T 1 5,2  6,4 11315 116,74  143,68 mm Chọn d1 theo tiêu chuẩn ta được d1 140 mm Kiểm tra về vận tốc đai : .d . n .140.920 v 1 1 6,74 m / s < v 25 m / s Thỏa mãn 60000 60000 max d2 u. d 1 . 1  u . d 1 . 1 0,015 3,44.140.0,985 474,38 mm Trong đó hệ số trượt  0,01  0,02, ta chọn  0,015. Chọn d2 450 mm Trang 10
  11. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải d2 450 Tỉ số truyền thực tế : ut 3,31 d1 1  140. 1 0,015 Sai lệch tỉ số truyền : u u 3,31 3,44 u |t | .100% | |.100% 3,38% < 4% Thỏa mãn. u 3,44 2.3.Xác định khoảng cách trục a. Khoảng cách trục : a 1,5  2,0 d1 d 2 1,5  2,0 . 140 450 885  1180 mm Chọn a = 900 (mm) Chiều dài đai : 2 2 d d d d 140 450 450 140 L 2. a .1 2 2 1 2.900 . 2752,99 2 4.a 2 4.900 4.13 Dựa vào bảng B 1 ta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn L 2800 mm 59 1 s v 6,74 1 1 Số vòng chạy của đai trong .i 0,0024 imax 3  5 L2800 s s Thỏa mãn. Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:  d2 d 1  450 140  1 180 57 . 180 57 . 160,37 150 a 900 Suy ra thỏa mãn Trang 11
  12. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai Diện tích đai : FK. A b. t d [] F Trong đó : Ft : lực vòng 1000.P 1000.1,09 F 161,72 (N) t v 6, 74 4.7 K : hệ số tải trọng động. Tra bảng B [1] ta được : K 1,2 d 55 d  4.8  : chiều dày đai được xác định theo tra bảng B [1] với loại đai vải cao d1 55  1 su ta chọn []max d1 40 Do vậy :  1  d1.[ ]m ax 140. 3,5 (mm) d1 40 4.1 Tra bảng B [1] ta dùng loại đai BKHJI65 và BKHJI65-2 không có lớp lót , chiều 51 180 dày đai  3,5 (mm) , d min 140 Kiểm tra : d1 140 d min  Thỏa mãn Ứng suất cho phép : Trang 12
  13. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải [][]  CCC F F0 v  K2 [] 0 K 1 d1 Trong đó: K1 và K 2 là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu  0 và loại đai Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền  600 và định kỳ điều chỉnh khoảng cách trục  0 1,6 (Mpa) 4.9 k1 2,3 Tra bảng B [1] với  0 1,6 (Mpa) ta được 56 k2 9,0 K2 9,0.3,5 [ ]0 K 1 2,3 2,075 (Mpa) d1 140 C : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1 0 0 0 C 1 0,003(180 1 ) 1 0,003(180 160,37 ) 0,94 CV : hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai 2 CVV 1 k (0,01 V 1) Do sử dụng đai vải cao su kV 0,04 2 CV 1 0,04(0,01.10,40 1) 0.997 C0 : hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng 4.12 B [1] với góc nghiêng của bộ truyền  600 ta được C 1 57 0 Trang 13
  14. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Do vậy : [F ] [  F ]0CCC v  2,075.0,94.0,997.1 1,945(Mpa) Chiều rộng đai: FK 161,72.1,0 b t t 23,75(mm) [F ]  1,945.3,5 Chiều rộng bánh đai B: 4.1 21.6 Tra bảng B [1] với b=25(mm) tra bảng B [1]ta có B=32 (mm) 51 164 2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu : F0  0.  . b 1,945.3,5.25 170,19(N) Lực tác dụng lên trục: 160, 370 FF 2 .sin(1 ) 2.170,19.sin( ) 355, 40 (N) r 0 2 2 2.6 Bảng thông số Thông số Ký hiệu Giá trị Loại đai BKHJI65 Đường kính bánh đai nhỏ d1 140(mm) Đường kính bánh đai lớn d2 450 (mm) Chiều rộng đai b 25(mm) Trang 14
  15. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 F0 170,19 (N) Lực tác dụng lên trục Fr 355,40 (N) Trang 15
  16. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 6.1 Tra bảng B [1], ta chọn: 92 Vật liệu bánh răng lớn: Nhãn hiệu thép: 45 Chế độ nhiệt luyện: Thường hóa Độ rắn: HB :170 217 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) Trang 16
  17. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 3.2 Xác định ứng suất cho phép a. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép: 0  H lim [] H ZZKK R v xH HL SH , trong đó:  0 [] F lim YYKK F R S xF FL SF Chọn sơ bộ: ZZKR v xH 1 YYKR S xF 1 SH, SF – Hệ số an toàn khi tính toán về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn: Tra 6.2 bảng B [1]với: 94  Bánh răng chủ động: SH1= 1,1; SF1= 1,75  Bánh răng bị động: SH2= 1,1; SF2= 1,75 0 0 HFlim,  lim - Ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:  0 2HB 70 H lim => 0  F lim 1,8HB  0 2HB 70 2.190 70 450( MPa ) Bánh chủ động: H lim1 1 0  F lim1 1,8HB 1 1,8.190 342( MPa )  0 2HB 70 2.180 70 430( MPa ) Bánh bị động: H lim2 2 0  F lim2 1,8HB 1 1,8.180 324( MPa ) KHL,KFL – Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền: Trang 17
  18. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải N m H 0 KHL H NHE , trong đó: NF 0 K mF FL NFE 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: NH 30. 2,4 HO HB 6 NHO 4.10 2,4 2,4 6 NHHO1 30. HB 1 30.190 8,3.10 2,4 2,4 6 NHHO2 30. HB 2 30.180 7,76.10 6 NNFFO1 O2 4.10 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 NHE1 N FE 1 60. c . n 1 . t 60.1.267,44.7500 120.35.10  n1 267,44 6 NHE2 N FE 2 60. c . n 2 . t 60. c . . t  60.1. .7500 30.10 u 4 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 Trang 18
  19. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Do vậy ta có: 0  H lim1 450 [ H1 ] Z R Z v K xH K HL 1 .1.1 409,10 MPa ) S 1,1 H1 0  H lim 2 430 [ H2 ] Z R Z v K xH K HL 2 .1.1 390,91( MPa ) SH 2 1,1  0 342 [ ] F lim1 Y Y K K .1.1 195,43( MPa ) F1S R S xF FL 1 1,75 F1 0  F lim2 324 [ F2 ] Y R Y S K xF K FL 2 .1.1 185,14( MPa) SF 2 1,75 HH1   2  Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng =>   H 2 HH1   2  409,10 390,91 =>   400, 01(MPa) H 2 2 b. Ứng suất cho phép khi quá tải [H ] max 2,8.m ax(  ch 1 ,  ch 2 ) 2,8.450 1260( MPa ) [F1 ] m ax 0,8.  ch 1 0,8.450 360(MPa ) [F2 ] m ax 0,8.  ch 2 0,8.340 272(MPa ) 3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục TK1. H  3 aw Ka u 1 . 2 , với: [] Hu  ba Ka – hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng: Tra bảng 6.5 1/3 B 1 => Ka= 43 MPa . 96 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: Trang 19
  20. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 6.6 Tra bảng B 1 với bộ truyền đối xứng, HB cosβ = 0,970296 Ta có: 0 2.aw cos  2.125.cos14 Z 24,26 , lấy Z1= 25 1 m( u 1) 2(4 1) Z2= u.Z1= 4.24,26= 97,04 , lấy Z2 98 Trang 20
  21. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Z2 98 Tỷ số truyền thực tế: ut 3,92 Z1 25 u u 3,92 4 Sai lệch tỷ số truyền: u t .100% .100% 2 <4% thoả mãn. u 4 c. Xác định góc nghiêng răng m() Z Z 2 25 98 cos 1 2 0.984 2aw 2.125  arcc os( c os  ) ar cc os(0,984) 10, 260 d. Xác định góc ăn khớp αtw 0 tg tg20 0 t tw arctg ar ctg 20,30 cos 0,984 Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở βb: 0 0 0 b arctg c os t . tg  ar ctg ( c os20,30 . tg 10, 26 ) 9,64 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: 2.aw 2.125 dw1 50( mm ) ut 1 3,92 1 dw2 2. a w d w1 2.125 50 200( mm ) d. n .50.267,44 Vận tốc trung bình của bánh răng: v w1 1 0,70( m / s ) 60000 60000 6.13 Tra bảng B [1] với bánh răng trụ răng nghiêng và v = 0,70 (m/s) ta được 106 cấp chính xác của bộ truyền là: CCX= 9 2.3 Tra phụ lục PL [1] với: 250 Trang 21
  22. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải . CCX= 9 . HB ZM = 274 MPa ZH – Hệ số kể đến hình dạng của bề mặt tiếp xúc: 0 2c osb 2c os9,64 Z H 0 1,74 sin(2 tw ) sin(2.20,30 ) Trang 22
  23. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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: 1 1 1 1 0  1,88 3,2 .c os  1,88 3,2 . c os10,26 1,69 ZZ1 2 25 98 bw – chiều rộng vành răng: b  . a 0, 4.125 50( mm ) wba w lấy bw = 50(mm) εβ – Hệ số trùng khớp dọc: b sin  50.sin10, 260  w 1, 42 1  m. 2. 1 1 Z 0,77  1,69 KH – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: KH K H K H  K Hv 1,13.1,03.1,01 1,20 Thay vào ta được: 2T1 KH u t 1 2.37137.1,20. 3,92 1  HMH ZZ Z 2 274.1,74.0,77 2 347,28( MPa ) bw. ut . d w1 50.3,92.50 Ta có HH 347,28 [  ] 380(MPa )   380,01 347,28 HH .100% .100% 8,6% 10%  H  380 => Thoả mãn b. Kiểm nghiệm độ bền uốn Trang 23
  24. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 2.TKYYY1 .FF .   1 FF1 []  1 b d m w w1  .Y  FF1 2 []  FF2 2 YF1 [FF1 ],[  2 ] - Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động: [F1 ] [  F 1 ].Y R Y S K xF 195, 43.095.1 185,66( MPa ) [F2 ] [  F 2 ].Y R Y S K xF 185,14.0,95.1 175,88( MPa ) KF – Hệ số tải trọng khi tính về uốn KKKKF F . F  . Fv 1,37.1,07.1,03 1,51 Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: 1 1 Y 0,66  1,51  010, 26 0 Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Y 1 1 0, 93  1400 140 0 YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2: Z 25 Z 1 26,24 v1 3 3 0 cos cos 10,26 Z2 98 Zv2 3 3 0 102,86 cos cos 10,26 6.18 Tra bảng B 1 với: 109 . Zv1 =26,24 . Zv2 = 102,86 . x1 = 0 . x2 =0 Ta được: Trang 24
  25. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải YF1 3,9 YF 2 3, 60 Thay vào ta có: 2.TKYYY1 .FF .   1 2.37137.1,51.0,66.0,93.3,9 FF1 53,12(MPa ) [  1 ] 210,86( MPa ) bw. d w1 . m 50.50.2  .Y 53,12.3,60  FF1 2 49,03(MPa ) [  ] 195,43( MPa ) FF2 2 YF1 3,9 c. Kiểm nghiệm về quá tải:  K  Hmax H qt H max  K .   Fmax1 qt F 1 F 1 max  K .   Fmax2 qt F 2 F 2 max Kqt – Hệ số quá tải: TTmax m ax Kqt 2,2 TTdn Do vậy:  K 347,28 2,2 515,10( MPa )  1260( MPa ) Hmax H qt H max  K.  2, 2.53,12 116,86( MPa )  360( MPa ) Fmax1 qt F 1 F 1 max  K.  2, 2.49,03 107,87( MPa )  272( MPa ) Fmax2 qt F 2 F 2 max 3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng Đường kính vòng chia: m.Z 2.25 d 1 50( mm ) 1 0 cos c os10,26 m.Z2 2.98 d2 0 200( mm ) cos c os10,26 Trang 25
  26. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Khoảng cách trục chia: a 0,5( d1 d 2 ) 0,5(50 200) 125( mm ) Đường kính đỉnh răng: da1 d 1 2 m 50 2.2 54( mm ) da2 d 2 2 m 200 2.2 204( mm ) Đường kính đáy răng: df 1 d 1 2,5. m 50 2,5.2 45( mm ) df 2 d 2 2,5. m 200 2,5.2 195( mm ) Đường kính vòng cơ sở: d d cos 50 c os200 46,98( mm ) b1 1 0 db2 d 2 cos 200 c os20 187,94( mm ) Góc prôfin gốc: α = 200. 3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng P 1,04 KW T1 37137 N.mm n1 267, 44 v / ph u u 3,92 t L 7500 h h Bảng kết quả tính toán: Trang 26
  27. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Thông số Kí hiệu Công thức tính Mô đun pháp m m = 2 Số răng bánh răng z z1 25(răng) z2 98(răng) Góc nghiêng răng  o  10,26 Khoảng cách trục chia a a 0,5 d2 d 1 0,5. 50 200 125 mm Khoảng cách trục aw aw 125 mm (tính ở trên) Chiều rộng vành răng b b 50 mm w w Đường kính chia d d 50 mm 1 d2 200 mm Đường vòng kính lăn dw dw1 50 mm dw 2 200 mm Đường kính đỉnh răng da da1 54 mm da2 204 mm Đường kính đáy răng d f df 1 45 mm df 2 195 mm Đường kính cơ sở db db1 46,98 mm db2 187,94 mm Trang 27
  28. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Góc ăn khớp o tw tw t 20,30 Hệ số trùng khớp ngang   1,69 (tính ở trên) Hệ số dịch chỉnh răng x x 0 1 x 0 2 Trang 28
  29. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Tính toán khớp nối Thông số đầu vào: Mô men cần truyền: T = TII = 142836 (N.mm) 4.1.1 Chọn khớp nối: Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục: Ta chọn khớp theo điều kiện: TT cf t kn cf dt d kn Trong đó: TII 142836 d 3 3 30,57 sb 0,2  0,2.25 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 B 2 ta lấy k = 1,2 58 T – Mô men xoắn danh nghĩa trên trục: T = TII = 142836(N.mm) Do vậy: Tt = k.T = 1,2.142836= 171403 (N.mm) cf 16.10a Tt 171403( N . mm ) T kn Tra bảng B 2 với điều kiện: 68 cf dt 22( mm ) d kn Trang 29
  30. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Ta được các thông số khớp nối như sau: cf Tkn 250( N . m ) dcf 32( mm ) kn Z 6 D0 105( mm ) 16.10b Tra bảng B 2 với: Tcf 250( N . m ) ta được: 69 kn l1 34( mm ) l3 28( mm ) d0 14( mm ) 4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối a. Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi: 2.k . T d   d  , trong đó: Z D0 d 0 l 3  d  - Ứng suất dập cho phép của vòng cao su. Ta lấy  d  (2  4)MPa ; Do vậy, ứng suất dập sinh ra trên vùng đàn hồi: 2.k . T 2.1,2.142836 d 1,39(MPa )   d  Z. D0 . d 0 . l 3 6.105.14.28 b. Điều kiện bền của chốt: k T l1 u 3   u , trong đó: 0,1.d0 . D 0 . Z Trang 30
  31. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải k T l1 1,2.142836.34 u 3 3 33,71(MPa )   u  0,1.d0 . D 0 . Z 0,1.14 .105.6 4.1.3 Lực tác dụng lên trục Ta có: FFkn (0,1  0,3) t ; lấy FFkn 0, 2 t trong đó: 2T 2.142836 FNt 2720,69( ) Do 105 FFNkn 0, 2 t 0, 2.2720,69 544,14( ) 4.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi: Thông số Ký hiệu Giá trị cf Mô men xoắn lớn nhất có thể truyền được Tkn 250 (N.m) cf Đường kính lớn nhất có thể của trục nối dkn 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 Trang 31
  32. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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: 2TI 2.37137 - Lực vòng: FFt1 t 2 1485, 48 (N) dw1 50 Trang 32
  33. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Ft1.() tg t w - Lực hướng tâm: FFr1 r 2 cos 1485,48.tg (20,300 ) FFNr1 r 2 558, 43( ) cos(10,260 ) - Lực dọc trục: Fa1 F a 2 F t 1. tg 0 Fa1 F a 2 1485, 43. tg (10,26 ) 268,88( N ) 4.2.3 Xác định sơ bộ đường kính trục TI - Với trục I: d 3 , trong đó: sb1 0,2.  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) 37137 d 3 23,13 (mm) sb1 0, 2.15 TII - Với trục II: d 3 sb2 0,2.  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) 142836 d 3 30,56 (mm) sb2 0,2.25 Trang 33
  34. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải dsb1 30( mm ) Ta chọn: dsb2 35( 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 10.2 d1 30( mm ) Tra bảng B 1 với: 189 d2 35( mm ) b01 19( mm ) Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục: b02 21( 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. lmc (1,4  2,5) d l (1,4  2,5) d (1,4  2,5)35 49  87,5( mm ) mc2 2 Chọn lmc2 = 60 mm Chiều dài may ở của bánh răng trục II l (1,2 1,5) d (1,2 1,5)35 (42 52,5) m2 2 lm2 50 mm Chiều dài may ơ bánh răng trục I lm1=(1,2 1,5)d1=(1,2 1,5)30=(36 45) mm chọn lm1 45 mm chiều dài phần chìa trục I Trang 34
  35. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải lmc (1,4  2,5) d l mc1 (1,4  2,5) d 1 (1,4  2,5)30 42 75( mm ) Chọn lmc1=50 mm 10.3 Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng B 1 189 -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 Trang 35
  36. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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) Trang 36
  37. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Sơ đồ lực tác dụng lên trục II:   Fi 0 Từ hệ phương trình cân bằng lực:  Mi  F i. l i 0 Trong đó: Fi – Lực thành phần Mi – Mômen uốn li – Cánh tay đòn Ta có :  FYYFy A B r 2 0 d MYFFA .52.2 .52 .w 2 0  x B r2 a 2 2 FF.52 .100 Y r2 a 2 B 104 558,43.52 268,88.100 YN 20,68( ) B 104 YFYNA r2 B 558, 43 20,68 537,75( ) Trang 37
  38. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải FXXFF 0  x A B t2 kn  MFXFy t2.52 B .104 kn . 104 66 0 D FF.170 .52 544,14.170 1485,48.52 XN kn t 2 146,72 B 104 104 XFFXNA kn t2 B 544,14 1485, 48 146,72 1088,06( ) 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 Trang 38
  39. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Mđ = 0,75. T = 0,75. 142836 = 123699,60(Nmm) M = √0 + 35913 = 35913(Nmm) Mđ = 35913 + 0,75. 142836 = 128807,36(Nmm) M = 27963 + 56579,12 = 63112,01(Nmm) Mđ = 63112,01 + 0,75. 142836 = 138869,43(Nmm) M = 0 Mđ = 0,75. 0 =0 Trang 39
  40. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Trang 40
  41. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải -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 = = 29,14mm ,.[σ] ,. -Tại tiết diện lắp ổ lăn: M 128807,36 d = đ = = 29,53mm 0,1. [σ] 0,1.50 -Tại tiết diện bánh răng: M 138869,43 d = đ = = 30,28mm 0,1. [σ] 0,1.50 -Tại tiết diện lắp ổ lăn: M 0 d = đ = = 0 mm 0,1. [σ] 0,1.50 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 Trang 41
  42. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Đường Kích thước tiết Chiều sâu Bán kính góc lượn của diện kính trục diện rãnh then 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 Trang 42
  43. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải +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  d 100MPa  c 20 30MPa Công thức (9.1) ta có: 2T 2.142836 σ = = = 52,90 MPa 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  d 100MPa Trang 43
  44. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải  c 20 30MPa Công thức (9.1) ta có: 2T 2.142836 σ = = = 63,48 MPa thỏa mãn Kiểm nghiệm độ bền cắt: công thức (9.2): 2T 2.142836 τ = = = 23,81 thỏa mãn 4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi. Với thép 45 có:  b 600 MPa ,  1 0,436. b 0,436.600 261,6MPa  1 0,58. 1 0,58.261,6 151,728MPavà theo bảng 10.7 ta có:   0,05,   0 Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng. ta có : 3 2 M j .d j bt1. d j t1  aj  max j và  mj 0 ; vớiW j (trục có một rãnh then) W j 32 2.d j M M Nên:   j j aj max j 3 2 W j .d b.t . d t j 1 j 1 32 2.d j Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu trình mạch động. ta có : Trang 44
  45. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 3 2  max j T j .d j bt1. d j t1  mj  aj vớiW0 j 2 2.Woj 16 2.d j  T T nên   max j j j mj aj 3 2 2 2.Woj .d bt . d t 2. j 1 j 1 16 2.d j Với các thông số của then, kích thước trục tại các vị trí nguy hiểm.Ta có: Tiết Đường diện 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: 2 2 s s .s  / s s  s Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho ,[s] = 2,5 3 Trang 45
  46. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 . H 7 10 11 Chọn sơ bộ kiểu lắp theo bảng B 1 ta có r6 198 K K 2,75 2,05     M  a Ứng suất uốn biên : Wu Mo Ứng suất xoắn biên  a 2.Wx  1 Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất uốn là : s ; K a  .  m .   1 Hệ số an toàn tính riêng về ứng suất xoắn là  K a  .  m .  Trong đó  1 - hệ số bề mặt   0, 05 10 7 tra bảng B 1 với  b 600 MPa   0 197 Hệ số an toàn tổng s s .s / s2 s2 s     Trang 46
  47. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Mặt W Wo  a  m S a  m S S cắt 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 Trang 47
  48. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Trang 48
  49. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải + Fa1 =268,88 N Fa1 268,88 => i 3 0,011 Co 25,20.10 14 4 tra bảng B 1 , nội suy ta được e= 0,29 ; góc tiếp xúc 216 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)  FFFao S1 at =42,96+268,88 = 311,84 (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 Trang 49
  50. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải +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 m Ta có: Cd Q. L 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: -6 -6 L = Lh.n1.60.10 = 7500. 267,44. 60. 10 = 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 Trang 50
  51. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải QXFYF0 0 r 1 0 a 1 X 0 0,5 Tra bảng 11.6 ta được Y0 0,47 QXFYFt1 0. r 1 0 . 1 a 0,5.148,17 0, 47.83,09 113,14 QXFYFt0 0. r 0 0 . 0 a 0,5.1213,69 0, 47.351,97 772, 27 Qmax Max Qt 0, Q t 1 Q to QQQQtmax 0, t 0 0 1213,69 < 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 Trang 51
  52. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 δ = 0,03a + 3 = 0,03.125 + 3 = 6,75(mm) Chọn δ = 8 (mm) Nắp hộp, δ1 δ1 = 0,9.7 = 0,9.8 = 7,2 (mm) chọn 1 7 Gân tăng cứng: Chiều dày, e e = (0,8÷1)δ = 5,6÷ 7 mm Chọn e = 8 (mm) Chiều cao, h h 0,04a + 10 = 0,04.125 + 10 = 15 (mm) Chọn d1 = 16 (mm) Bulông cạnh ổ, d2 d2 = (0,7÷0,8)d1 = 11,2÷12,8 mm chọn d2 = 12(mm) Bulông ghép bích nắp và thân, d3 d = (0,8÷0,9)d = 9,6÷10,8 mm chọn d = 10 Vít ghép nắp ổ, d 3 2 3 4 (mm) Trang 52
  53. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 S3 = (1,4÷1,8)d3 = 14÷18 mm chọn S3 = 16,5(mm) Chiều dày bích nắp hộp, S4 S = (0,9÷1)S = 15,3÷17 mm chọn S = 16,5 Chiều rộng bích nắp và thân, K 4 3 4 3 (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, Trục I: D2 = 78 (mm), D3 = 97(mm) D2 Trục II: D2 = 110(mm), D3 = 135 (mm) K2 = E2+R2+(3÷5)=19+16+3=38 (mm) Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ, K2 E2 = 1,6d2 = 1,6.12=19,2(mm) chọn E2 = 19 Tâm lỗ bulông cạnh ổ, E2 và C (k là (mm) khoảng cách từ tâm bulông đến mép R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6 (mm) chọn R2 = 16 lỗ) (mm) Chiều cao, h Chọn h = 45 (mm) Mặt đế hộp: Chiều dày: khi không có phần lồi Chọn S1 = (1,3  1,8)d1 =(20,8  24) chọn =S1 S1 =24(mm) khi có phần lồi: Dd, S1 và S2 S2=(1,0  1,1)d2=(16  17,6) chọn S2=17 Trang 53
  54. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Δ ≥ (1÷1,2)δ = (1  1,2).7=(7÷8,4) chọn Δ = hộp 8 (mm) Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy Δ1 ≥ (3÷5)δ = (3  5).7=(21÷35) chọn Δ = 30 hộp (mm) Giữa mặt bên của các bánh răng Δ2  =7 chọn 2=8 (mm) với Nhau Số lượng bulông nền, Z Z=4 L: chiều dài vở hộp B:chiều rộng vỏ hộp 6.2.2 .Kết cấu nắp ổ và cốc lót D3 D2 6.2.2.1 Nắp ổ Đường kính nắp ổ được xác định theo công D4 thức : D D 4.4 d 3 4 D2 D 1.6  2 d 4 Trong đó D là đường kính lắp ổ lăn Trang 54
  55. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 18.2 Căn cứ vào bảng 2 ta có: 88 Vị trí D mm D2 mm D3 mm D4 mm d4 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 18.5 đỉnh hộp có làm cửa thăm.Dựa vào bảng B 2 ta chọn được kích thước cửa 92 thăm như hình vẽ sau. A B C A B 1 1 C 1 K R Vít Số (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) lượng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8×22 4 Trang 55
  56. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 18.6 trên nắp cửa thăm. Tra bảng B 2 ta có kích thước nút thông hơi 93 Trang 56
  57. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 B 2 ta có kích thước nút tháo dầu 93 D b m f L c q D S Do M20×2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4 Trang 57
  58. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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. 30 6 12 6 18 12    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 Trang 58
  59. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 D' D 2 68 2.8 84( mm ) Trang 59
  60. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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= 18.3b 105 mm , hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, tra bảng B 2 ta có Q = 40(Kg), ta 89 chọn bulông vòng M8. Ren d d1 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 M8 36 20 8 20 13 18 6 5 l f b c x r r1 r2 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 v 12( m / s ) nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu. Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng v = 18.11 2,05 m/s < 12 m/s tra bảng B 2 ta được độ nhớt của dầu 186/16 ứng với 100 100oC 18.11 Tra bảng B 2ta chọn được loại dầu là: AK-15 có độ nhớt là 20 Centistic. 100 6.3.2.Bôi trơn ngoài hộp Trang 60
  61. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Thiết bị cần bôi Lượng dầu hoặc Thời giant hay dầu mỡ trơn mỡ hoặc mỡ Dầu ôtô máy kéo Bộ truyền trong 0,6 lít/KW 5 tháng AK-15 Tất cả các ổ và bộ 2/3 chỗ hổng bộ Mỡ T 1 năm truyền ngoài phận 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 : Trang 61
  62. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Trang 62
  63. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải Kiểu lắp ES m es m Trục Vị trí lắp EI m ei m Trục-vòng trong ổ bi  25k6 +12 +1 Vỏ-lắp ổ H7 +25 +18 62 k6 I 0 +2 Trục-bánh răng H 7 +25 +15  30 k6 0 +2 Vòng phớt trục I D8 +98 +15 25 k6 +65 +2 D8 +98 +15 20 k6 Bạc chặn trục I +65 +2 Đĩa xích H 7 +21 +15  30 k6 0 +2 ổ lăn  35k6 +18 +2 Bánh răng H 7 +25 +18  40 k6 Trang 63
  64. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải II 0 +2 Vỏ và ổ lăn  80H7 +30 0 Then bánh răng N 0 0  12 9 h9 -43 -43 Then đĩa xích N 0 0 8 9 h9 -36 -36 Trang 64
  65. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Trang 65
  66. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 . Trang 66
  67. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 . Trang 67
  68. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Trang 68
  69. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Trang 69
  70. Đồ án chi tiết máy Đề 2: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 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 Trang 70