›

Thiết kế Đồ án Chi tiết máy

doc 57 trang yendo 12470
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Thiết kế Đồ án Chi tiết máy", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docthiet_ke_do_an_chi_tiet_may.doc

Nội dung text: Thiết kế Đồ án Chi tiết máy

  1. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Thiết kế đồ án Chi tiết máy Đồ án môn học Chi tiết máy 1 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  2. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 MỤC LỤC Thiết kế đồ án Chi tiết máy 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 Sinh viên : Kiều Văn Quyến 2 PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 3 I.CHỌN ĐỘNG CƠ 3 1. Xác định công suất cần thiết của động cơ 3 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện. 4 Theo công thức (2.18)[1] ,ta có 4 Pdc= 2,8 kw 5 Khối lượng 47 kg 5 II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 5 III, XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 5 1. Công suất tác dụng lên các trục 5 2. Số vòng quay trên các trục 5 Theo công thức (4.15)[1] ta kiểm nghiệm đai về tuổi thọ. 9 v 13,38 i 5,352 v s i 10 v s 9 l 2,5 max 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. 9 - Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2500 mm theo công thức (4.6)[1] ta có 9 (d d ) (560 180) Δ = 2 1 = =190 9 2 2 Ta có : B = (z – 1).t +2.e 10 Ta cã  H max  H Kqt 467,75 1,4 553,45(MPa) [ H ]max 16  F1max  F1Kqt 68,1.1,4 95,34(MPa) [ F1]max 16 -Kho¶ng c¸ch trôc: aw1 190(mm) 16 -M«®un ph¸p : m=2,5 (mm) 16 -ChiÒu réng vµnh r¨ng bw1 57(mm) 17 -TØ sè truyÒn: u1=7 17 -Sè r¨ng: z1=19 ; z2=133 17 -HÖ sè dÞch chØnh : x1= x2=0 17 Theo b¶ng 6.11/104 [I] ta cã: 17 + §-êng kÝnh vßng chia: d1=mz1=2,5.19=47,5(mm); 17 d2=mz2=2,5.133=332,5(mm) 17 + §-êng kÝnh ®Ønh r¨ng: da1 d1 2 49.5(mm) 17 da2 d2 2 334,5(mm) 17 + §-êng kÝnh ch©n r¨ng: d f 1 d1 2,5 45(mm) 17 Đồ án môn học Chi tiết máy 2 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  3. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 d f 2 d2 2,5 330(mm) 17 6. TÝnh c¸c lùc t¸c dông 17 2T1 2.55504 Ft1 2337(N) 17 dw1 47,5 b,Kiểm nghiệm khả năng tải : 41 b, Kiểm nghiệm khả năng tải : 42 b,Kiểm nghiệm khả năng tải : 43 2 2 2 2 Fr1 = Fx31 Fy31 = 838 2017 2184,2 N 43 *Bảng kích thước đầu bulông và đai ốc (mm) 50 D h l H S 50 d 50 Đầu bulông 50 Đai ốc thường 50 S 50 D 50 h 50 S 50 D 50 H 50 6 50 10 50 11 50 4,5 50 10 50 11 50 5 50 8 50 14 50 14,4 50 5,5 50 14 50 16,2 50 6,5 50 10 50 Đồ án môn học Chi tiết máy 3 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  4. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 17 50 18,9 50 7 50 17 50 18,9 50 8 50 12 50 19 50 21,1 50 8 50 19 50 21,1 50 10 50 14 50 21 50 23,9 50 9 50 21 50 23,9 50 11,5 50 20 50 30 50 33,6 50 13 50 30 50 33,6 50 16 50 VI : Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 Đồ án môn học Chi tiết máy 4 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  5. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 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 cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được học sau này. Đề tài của sinh viên được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động tới băng tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy sinh viên đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau. -Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP. -Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH CHẤT- TS. LÊ VĂN UYỂN. -Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN. Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm của sinh viên không thể tránh được những thiếu sót. Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến bộ. Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn, đặc biệt là Thầy NGUYỄN ANH TÚ đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cách tận tình giúp sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Hà Nội năm 2008 Sinh viên : Kiều Văn Quyến Đồ án môn học Chi tiết máy 5 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  6. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định công suất cần thiết của động cơ. Công suất yêu cầu dặt lên trục động cơ xác định theo công thức (2.8)[1].  Pyc  ct  Trong đó : +,Công suất công tác Pct: Theo công thức (2.11)[1] Fv 8000 0.3 P 2.4 kw ct 1000 1000 (trong đó F=8000 N Lực kéo băng tải V=0.3 m/s vận tốc băng tải ) +,Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo công thức (2.9)[1] :  1.2.3 Trong đó η 1,η2,η3 là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động. Theo sơ đồ đề bài thì : 2 4  k (br ) .d .(ol ) k : hiệu suất của khớp. br :hiệu suất một cặp bánh răng. d :hiệu suất bộ truyền đai. ol :hiệu suất một cặp ổ lăn. Tra bảng (2.3)[1], ta được các hiệu suất : k 1  0,97 br d 0,95 ol 0,99 vậy  1.(0,97)2.0,95.(0,99)4 0.86 +,Hệ số xét đến sự thay đổi tải không đều β : Theo công thức (2.14)[1] thì hệ số β được xác định ; 2 2 2 T t T t T t 2 2,6 2 5,4   i . i 1 . 1 2 . 2 1 . 0,6 . 0,75 T1 tck T1 tck T1 tck 8 8 (Tmm được bỏ qua vì thời gian mở máy quá nhỏ so với một chu kỳ ) Đồ án môn học Chi tiết máy 6 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  7. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ là :  0,75.2,4   ct 2.1 kw yc  0,86 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện. - Số vòng quay trên trục công tác nlv : Theo công thức (2.16)[1] ta có. 60000.v 60000.0,3 n 16,37 v lv .D .350 ph (trong đó v=0,3 m/s vận tốc băng tải, D=350 mm đường kính tang ) - Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ) ut : Theo công thức (2.15)[1] ta có : ut un.uh Trong đó un là tỉ số truyền sơ bộ của đai thang uh là tỉ số truyền của hộp giảm tốc . Theo bảng 2.4[1] . +, Truyền động bánh răng trụ , HGT bánh răng trụ 2 cấp uh=(8 40) +, Truyển động đai thang un= uđ=(3 5) chọn uh= 20 un=ud =4 ut ud .uh 4.20 80 - Số vòng quay trên trục động cơ nsb Theo công thức (2.18)[1] ,ta có n n .n 16,38.80 1309,6 v sb lv t ph Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nsb=1500 v/ph. 3, Chọn động cơ. Động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau: dc  yc ndb nsb T T K mm Tdn T Tmm Tmm Ta có Pyc =2,1 kw nsb= 1309,6 v/ph 1,4 T T1 +, Chọn động cơ. - Để thuận tiện cho việc tìm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa và giá thành sản phẩm không cao ta chọn động cơ điện loại DK. Tra bảng P1.2[1] ta chọn được loại động cơ DK42-4 có các thông số sau : Đồ án môn học Chi tiết máy 7 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  8. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Pdc= 2,8 kw nđb =1420 v/ph T K 1,9 Tdn Khối lượng 47 kg -Đường kính trục động cơ :ddc= 25 mm (tra bảng 1.6[1] ) II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động được xác định theo công thức (3.23)[1] ndc 1420 uc 86,74 nlv 16.37 - Theo công thức (3.24)[1] ta có uc uh.un uh.ud Ta chọn ud= 3,15 uc 86,74 uh 27,54 ud 3,15 Ta chọn tỷ số truyền bộ truyền cấp nhanh u1= 7 tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm là : uh 27,54 u2 3,93 u1 7 III, XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 1. Công suất tác dụng lên các trục. +, trên trục công tác, Pct= 2,4 kw (đã tính ) +, Trục III : ct 2,4 3 2,42 kw k.ol 1.0,99 +, Trục II ; 3 2,42 2 2,52 kw br.ol 0,97.0,99 +, Trục I : 2 2,52 1 2,62 kw br.ol 0,97.0,99 +, Trục động cơ : 1 2,62 dc 2,79 kw d.ol 0,95.0,99 2. Số vòng quay trên các trục. Đồ án môn học Chi tiết máy 8 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  9. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 +, Tốc độ quay của động cơ ndc=1420 v/ph +, Tốc độ quay của trục I : ndc 1420 n1 450,79 v ph ud 3,15 +,Tốc độ quay của trục II : n1 450,79 n2 64,39 v ph u1 7 +, Tốc độ quay của Trục III: n2 64,39 n3 16,38 v ph u2 3,93 +, Tốc độ quay của trục công tác : nct= n3=16,38 v/ph 3,Mômen xoắn trên các trục. 6 Pi Ti 9,55.10 . ni +, Trục I : 6 P1 6 2,62 T1 9,55.10 9,55.10 55504 N.mm n1 450,79 +, Trục II : 6 P2 6 2,52 T2 9,55.10 9,55.10 373754 N.mm n2 64,39 +, Trục III : 6 P3 6 2,42 T3 9,55.10 9.55.10 1410928 N.mm n3 16,38 +, Trục động cơ : 6 Pdc 6 2,79 Tdc 9,55.10 9,55.10 18764 N.mm ndc 1420 +, Trục công tác : 6 Pct 6 2,4 Tct 9,55.10 9,55.10 1399267 N.mm nct 16,38 Đồ án môn học Chi tiết máy 9 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  10. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 IV. BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN. Trục Động cơ I II III Công Thông số tác Tỉ số truyền u ud=3,15 7 3,93 Khớp Số vòng quay n (v/ph) 1420 450,79 64,39 16,38 16,38 Công suất P (kw) 2,79 2,62 2,52 2,42 2,4 ’ Momen xoắn T (N.mm) 18764 55504 T2 =186877 1410928 1399267 Trong đó : ’ T 2= T2/2=373754:2 = 186877 N.mm. Đồ án môn học Chi tiết máy 10 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  11. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Phần II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I, TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI 1. Chọn đai. - Chọn tiết diện đai Theo hình 4.1[1]. Với Pdc=2,79 kw ndc= 1420 v/ph chọn tiết diện đai A với các thông số sau : Kí Kích thước tiết diện Diện tích tiết Đường kính Chiều dài (mm) diện A (mm2) bánh đai giới hạn hiệu H Y nhỏ d1 (mm) l (mm) bt b h y0 A 11 13 8 2,8 81 100÷200 560÷4000 -Chọn đường kính đai nhỏ Chọn d1 =180 (mm) theo bảng 4.21[1]. Kiểm tra vận tốc đai .d .n .180.1420 v 1 dc 13,38 m s v 25 m s 60000 60000 max -Chọn đường kính đai lớn Theo công thức (4.2)[1] ta có d1.u d 2 1  Trong đó u= uđ =3,15 ε = 0,02 180.3,15 d 578,6 mm 2 1 0,02 Theo bảng 4.21[1] chọn đường kính tiêu chuẩn : d2=560 mm Vậy tỷ số truyền thực tế : d2 560 ut = = = 3,17 d1. 1  180.(1 0,02) u u sai lệch tỷ số truyền : u t .100 0,63 0 < 4 % thỏa mãn điều kiện u 0 *Chọn khoảng cách trục và chiều dài đai. Đồ án môn học Chi tiết máy 11 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  12. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Theo bảng 4.14[1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số truyền u và đường kính đai d2 . a 1 (ut=3,17 ) a d2 560 mm d 2 Kiểm tra điều kiện a. 0,55. d1 d2 h a 2 d1 d2 0,55. 180 560 8 a 2. 180 560 415 a 1480 Thỏa mãn điều kiện Từ khoảng cách trục a đã chọn theo công thức (4.4)[1] ta có : 2 (d1 d 2 ) l = 2.a + 0,5.п.(d1 + d2 ) + 4.a . 180 560 (560 180)2 l 2.560 2346,85 mm 2 4.560 Theo bảng 4.13[1] , chọn chiều dài đai tiêu chuẩn : l = 2500 (mm) Theo công thức (4.15)[1] ta kiểm nghiệm đai về tuổi thọ. v 13,38 i 5,352 v s i 10 v s l 2,5 max 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. - Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2500 mm theo công thức (4.6)[1] ta có  (2 8. 2 ) a = 4 (d d ) (180 560) với  = l - . 1 2 = 2500 - . = 1337,61 2 2 (d d ) (560 180) Δ = 2 1 = =190 2 2 1337,61 (1337,612 8.1902) Do đó a 640,63 mm 4 * Góc ôm .trên bánh đai nhỏ 1 Theo công thức (4.7)[1] ta có 57.(d d ) 57 180 2 1 180 560 180 146,19o 1 a 640,63 0 1 min 120 thỏa mãn điều kiện 3.Xác định số đai z: Đồ án môn học Chi tiết máy 12 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  13. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 -Số đai z được tính theo công thức 4.16[1] : P .K z = dc d Po .C .Cl .Cu .C z Theo bảng 4.7 (tttk) với đặc tính làm việc êm và số ca làm việc là 2 chọn Kđ = 1,2( hệ dẫn động cơ nhóm II ) : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm C 1 0 Theo [1] trang 61 ta tính được: C 0.915 với 1 146,19 l 2500 Với = = 1,47 theo bảng 4.16 [1] suy ra C1=1,08 l0 1700 +, Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền Theo bảng 4.17[1] và u = 3,17 > 3 nên = 1,14 Cu +, [P0] : công suất cho phép (kw). Tra bảng 4.19[1] → [P0] =3,1 kw Với v= 13,38 m/s và d1=180 (mm) P 2,79 0,9 [P0 ] 3,1 +Cz : hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai Theo bảng 4.18[1] Cz ≈ 1 khi Pdc/[P0] = 0,9 2,79.1,2 Do đó z 0,96 3,1.0,915.1,08.1,14.1 Vậy chọn z = 1 * Chiều rộng đai : Theo công thức 4.17[1] và bảng 4.21[1]: Ta có : B = (z – 1).t +2.e = (1 -1).15 + 2.10 = 20 (mm) * Đường kính ngoài của bánh đai da = d1 + 2.ho = 180 + 2.3,3 = 186,6 (mm) 4, Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. -Lực căng bánh đai. Theo công thức (4.16)[1]. 780.Pdc .K d Fo = + Fv v.C .z 2 Trong đó : Fv = qm.v (lực căng do lực li tâm gây ra ) với qm = 0,105 kg m ( theo bảng 4.22[1]. ) 2 Fv = 0.105.13,38 = 18,79 (N) Đồ án môn học Chi tiết máy 13 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  14. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 780.2,79.1,2 F 18,79 231,1 N 0 13,38.0,615.1 Vậy lực tác dụng lên trục : Theo công thức 4.21(tttk) : Fr = 2.Fo.z.sin( 1 2 ) = 2.231,1.1.sin(146,190 2 ) = 442,23 (N) 5, Bảng kết quả tính toán. Thông số Giá trị Đường kính bánh đai nhỏ d1(mm) 180 Đường kính bánh đai lớn d2(mm) 560 Chiều rộng bánh đai B(mm) 20 Chiều dài đai l (mm) 2500 Số đai z 1 Khoảng cách trục a (mm) 640,63 Lực tác dụng lên trục Fr (N) 442,23 II,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC. A, Thiết kế bộ truyền cấp nhanh (Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng) +,Các thông số đầu vào. P1=2.62 kw n1=450,79 v/ph u1=7 T1=55504 N.mm 1, chọn vật liệu Theo bảng 6.1[1] chọn vật liệu cho cả 2 bánh là thép 45 ôi cải thiện Bánh nhỏ có độ rắn HB 241 285 có giới hạn bền σ b1=850 Mpa và giới hạn chảy σch1=580 Mpa Bánh lớn có độ rắn HB 192 240 có giới hạn bền σ b1=750 Mpa và giới hạn chảy σch1=450 Mpa 2,Xác định ứng suất cho phép. a, Ứng suất tiếp xúc cho phép. 0 [ H ]  H lim K HL / S H (*) Dựa vào bảng 6.2[1] với thép tôi cải thiện ta có : 0 σ Hlim=2HB +70 Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kì cơ sở. SH=1,1 hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc Đồ án môn học Chi tiết máy 14 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  15. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Chọn độ rắn :Bánh nhỏ 250 HB Bánh lớn 240 HB 0 → σ Hlim1=2.250+70 =570 Mpa 0 σ Hlim2= 2.240 +70 =550 Mpa +, KHL là hệ số tuổi thọ xác định theo công thức (6.3)[1]. N m HO KHL H NHE Với mH : là bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc, do HB<350 → mH =6 +, NHO số chu kì thay đổi ứng xuất cơ sở khi thử về tiếp xúc Theo công thức (6.5)[1] ta có: 2,4 2,4 6 NHO1=30HB1 =30.250 =17,1.10 2,4 2,4 6 NHO2=30HB2 =30.240 =15,5.10 +, NHE số chu kì thay đổi ứng xuất tương đương. Theo công thức (6.7)[1] ta có 3 Ti ti NHE1 60.c.ti .ni. Tmax ti 3 2,6 3 5.4 6 NHE1 60.1.450,79.15000. 1 . 0,6 191.10 8 8 3 2,6 3 5,4 6 NHE 2 60.1.64.39.15000. 1 0,6 27,3.10 8 8 N N K 1 HE1 HO1 HL1 NHE 2 NHO2 KHL2 1 Thay vào(*) ta được 570.1  [ ] 518,2Mpa H 1 1,1  [ H ]=500Mpa (vì bộ truyền bánh răng trụ răng 550.1 [ H ]2 500Mpa 1,1  thẳng nên [σH]=min{[σH]1,[σH]2}) b, Ứng suất uốn cho phép. 0 [ F ]  F lim K FC K FL / S F Do trục quay 1 chiều nên KFC=1 Dựa vào bảng (6.2)[1] với thép 45 tôi cải thiện 0 σ Flim=1,8HB SF=1,75 0 → σ Flim1=1,8.HB1=1,8.250=450 (Mpa) Đồ án môn học Chi tiết máy 15 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  16. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 0 σ Flim2=1,8.HB2=1,8.240=432 (Mpa) - KFL là hệ số tuổi thọ. theo công thức (6.4)[1] ta có. N m FO K FL F N FE +,mF là bậc của đường cong mỏi mF=6 6 +, NFO :Số chu kì ứng suất cơ sở khi thử về uốn với thép NFO=4.10 Từ công thức (6.8)[1] ta có, m T F i N FE 60c nit i Tmax 6 2,6 6 5,4 6 NFE1 60.1.450.79.15000. 1 0,6 144,6.10 8 8 6 NFE1 144,6.10 6 NFE 2 20,7.10 u1 7 N N K 1 FE1 FO FL1 NFE 2 NFO KFL2 1 o F lim Vậy : ;F  KFCKFL SF 450 [ ] = .1.1= 257,1 (Mpa) ; F 1 1,75 432 [ ] = 11 246,9(MPa) ; F 2 1,75 c, Ứng suất quá tải cho phép. [σH]max=2,8.σch [σH]max=2,8.450=1260 Mpa [σF]max=0,8.σch [σF]max1=0,8.580=464 Mpa [σH]max2=0,8.450=360 Mpa 3, Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. a, Khoảng cách sơ bộ trục. Theo công thức (6.15)[1] T1K H 3 aw1 K a (u1 1) 2 [ H ] u1 ba Theo bảng 6.6[1] ta chọn ψba=0,3 Theo bảng 6.5[1] ta chọn ka=49,5 (răng thẳng )  bd (u1 1).0,53 ba . (7 1).0,53.3 1,272 kHβ. Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Tra bảng 6.7[1] kHβ= 1.064 Với T1=55504 N.mm u1=7 ta có Đồ án môn học Chi tiết máy 16 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  17. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 55504.1,064 a 49,5(7 1) 3 191,2 w1 5002.7.0,3 Ta chọn a 190mm b, Xác định các thông số ăn khớp . -chọn modun pháp theo công thức (6.17)[1] mn (0,01 0,02)aw1 (1,9  3,80)(mm) - Chọn modun theo bảng 6.8[1] mn=2,5 -Số răng bánh nhỏ 1: Theo công thức (6.19)[1] ta có 2aw1 2.190 z1 19 m(u1 1) 2,5(7 1) z2 z1.u1 19.7 133 Theo công thức (6.21)[1] tính lại khoảng cách trục. aw1 m(z1 z2 ) / 2 2,5(19 133) / 2 190(mm) *,Xác định hệ số dịch chỉnh. -Tính hệ số dịch tâm y. a 190 y 1 0,5. z z 0,5. 19 133 0 m 1 2 2,5 k y 0 Hệ số dịch chỉnh của cả 2 bánh là x1=x2=0 *Góc ăn khớp. Theo công thức (6.27)[1] ta có zt .m.cos cos t 2a1 0 Trong đó zt=z1+z2 20 19 133 .2.5.cos200 Vậy ; cos 0,94 t 2.190 0 t 20 4, Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ -răng thẳng. a, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. 2  H ZmZ H Z 2T1K H (um 1) / (bw1umdw1 Trong đó : +, Zm –Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp. 1/3 Tra bảng 6.5[1] ta có Zm=274 (Mpa) +, ZH – Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Z H 2cos b / sin 2 tw 2.1/ sin(2.20) 1,76 Đồ án môn học Chi tiết máy 17 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  18. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Vì bánh răng trụ răng thẳng nên ta có βb +,Zε - Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Z (4  ) / 3 Theo công thức (6.38b)[1] ta có 1 1  [1,88 3,2 ]cos z z 1 2 1 1  1,88 3,2 1,69 19 133 Z (4  ) / 3 (4 1,69) / 3 0,877 +, dω1 đường kính vòng lăn bánh nhỏ. dw1 2aw1 / (u 1) 2.190 / (7 1) 47,5(mm) +, bω chiều rộng vành răng bω1=ψba.aω1=0,3.190=57 (mm) +, kH –Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K H K H  K H K HV Với kHB=1,064 Vận tốc vành răng là d n .47,5.450,79 v w1 1 1,12(m / s) 60000 60000 Theo bảng 6.13[1] chọn cấp chính xác 9 theo bảng (6.14),(6.15)[1] ta chọn được kHB=1,13 ,δH=0,004 , g0=73 H  H g0v aw1 / um 0,004.73.1,12 190 / 7 1,7 Theo công thức (6.41)[1] ta có H bw1dw1 1,7.57.47,5 K HV 1 1 1,03 2T1K H  K H 2.55504.1,064.1,13 K H K H  K H K HV 1,964.1,13.1,03 1,24 Ta tính được 2  H 274.1,76.0,877 2.55504.1,24.(7 1) / (57.7.47,5 ) 467,75 Mpa Theo công thức (6.1)[1] với v=1,12 m/s < 5 m/s thì Zv=1 với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt đọ nhám Ra=2,5 1,25 μm do đó ZR=0.95 với da <700 mm. KXH=1, do đó theo (6.1)và (6.1a)[1] ta có [ H ]' [ H ]ZV .Z R Z XH 500.1.0,95.1 475(MPa)  H Vậy bánh răng thỏa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc. b, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.  F 2T1K F Y Y YF1 /(bw1d w1m) Đồ án môn học Chi tiết máy 18 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  19. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Ta có ψbd=1,272 tra bảng 6.7[1] ta có kFB=1,158 Với vận tốc v=1,12 m/s với cấp chính xác 9 tra bảng 6.14[1] ta có kFα=1,37 Tr bảng 6.15 và 6.16[1] ta có δ F= 0,011 (bánh rẳng thẳng, có vát đầu răng)và g0=73 F  F g0v aw1 / u1 0,011.73.1,12 190 / 7 4,69 -Hệ xét đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn. Fbw1d w1 4,69.57.47,5 K FV 1 1 1,072 2T1K F K F 2.55504.1,158.1,37 - Hệ số tải trọng khi tính về uốn K F K F K F K FV 1,158.1,37.1,072 1,7 Với Z1=19 , Z2=133 hệ số dịch chỉnh x1=x2=0 theo bảng 6.18[1] ta có YF1=4,14 YF2=3,6 1 1 -Hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng Y 0,59 với bánh răng  1,69 thẳng ta có Yβ=1 Vậy  F1 2.55504.1,7.0,59.1.4,14 / (57.47,5.2,5) 68,1(Mpa)  F 2  F1YF1 / YF 2 68,1.4,14 / 3,6 78,3 Mpa Tính chính xác ứng suất uốn cho phép ' [ F ] [ F ]YRYSYxF YR :hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng YR=1 YxF : Hệ số xét đến kích thước bánh răng YxF1=1 YS hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu YS 1,08 0,095ln m 1,08 0,0695ln 2,5 1,016 (Trang 92[1] ) Do đó ' [ F1] 257,1.1.1,016.1 216,2 Mpa  F1 ' [ F 2 ] 246,9.1.1,016.1 250,9(MPa)  F 2 Vậy bánh răng thỏa mãn điều kiện độ bền uốn. c,Kiểm nghiệm độ bền quá tải. K qt Tmax /T 1,4 Ta cã  H max  H Kqt 467,75 1,4 553,45(MPa) [ H ]max  F1max  F1Kqt 68,1.1,4 95,34(MPa) [ F1]max  F 2max  F 2 Kqt 78,3.1,4 110,46(MPa) [ F 2 ]max Vậy bánh răng thỏa mãn điều kiện quá tải. 5, Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng cấp nhanh. -Kho¶ng c¸ch trôc: aw1 190(mm) -M«®un ph¸p : m=2,5 (mm) Đồ án môn học Chi tiết máy 19 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  20. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 -ChiÒu réng vµnh r¨ng bw1 57(mm) -TØ sè truyÒn: u1=7 -Sè r¨ng: z1=19 ; z2=133 -HÖ sè dÞch chØnh : x1= x2=0 Theo b¶ng 6.11/104 [I] ta cã: + §-êng kÝnh vßng chia: d1=mz1=2,5.19=47,5(mm); d2=mz2=2,5.133=332,5(mm) + §-êng kÝnh ®Ønh r¨ng: da1 d1 2 49.5(mm) da2 d2 2 334,5(mm) + §-êng kÝnh ch©n r¨ng: d f 1 d1 2,5 45(mm) d f 2 d2 2,5 330(mm) 6. TÝnh c¸c lùc t¸c dông 2T1 2.55504 Ft1 2337(N) dw1 47,5 0 Fr1 Fttg 2337.tg20 850,6(N) B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm, (bánh răng trụ -răng nghiêng) +, Các thông số đầu vào P2=2.52 kw n2= 64,39 v/ph u2=3,93 T2=373754 N.mm Vì hộp giảm tốc phân đôi cấp chậm nên. ’ P 2=2.62 kw ’ T 2=186877 N.mm 1, Chọn vật liệu. Để đảm bảo tính thống nhất hóa ta chọn vật liệu cho bánh răng cấp chậm như bánh răng cấp nhanh, thép 45 tôi cải thiện. 2, Xác định ứng xuất cho phép. Vì chọn vật liệu như bộ truyền cấp nhanh nên N N m HO m FO KHL= H và KFL= F NHE NFE Với Đồ án môn học Chi tiết máy 20 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  21. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 mH = 6; mF = 6; 6 6 NHO1 = 17,1.10 ; NFO1 = NFO2 = 4.10 ; 6 6 NHO2 = 15,5.10 ; NFE1 = 177,4.10 ; 6 6 NHE1 = 187,33.10 ; NFE2 = 46,68.10 ; 6 NHE2 = 49,3.10 ; NHE1> NHO1 ; NHE2> NHO1 KHL1 = KHL2 = 1; NFE1> NFO1 ; NFE2> NFO1 KFL1 = KFL2 = 1; H  518,2(MPa) F  257,1(MPa) Vậy 1 Vµ 1  500(MPa)  246,9(MPa)  H  2  F  2 Vì bánh răng trụ răng nghiêng     518,2 500   = H 1 H 2 = =509,1 (MPa) H 2 2 Và [H]max = 2,8.450=1260 Mpa [F]max1 = 0,8.580 = 464 Mpa ; [F]max2 = 0,8.450 = 360 Mpa 3, Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng. a, khoảng cách sơ bộ trục. T2.KH aw2 Ka .(u2 1). 3 2 (công thức 6.15[1]) H  .u1.ba ’ Víi: T2: Momen xoắn trên trục chủ động , N.mm ; T 2 = 186877 N.mm Ka: hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và cặp bánh răng ; K a= 43 (vật liệu thép-thép, bánh răng nghiêng). ba = bw/aw là hệ số chiều rộng vành răng theo bảng 6.6[1] do bộ truyền bánh răng đặt không đối xứng so với các ổ trục nên chọn ba = 0,2 ; bd = 0,53.ba.(u2+1) = 0,53.0,2.(3,93 +1 ) = 0,52 (công thức 6.16[1]) Tra bảng (6.7)[1], ta có: KH = 1,062 ' 186877.1,062 a = 43.(3,93+1).3 210,15 mm w 509,12. 3,93.0,2 Lấy aw2 = 225 (mm) b, Xác định các thông số ăn khớp. +, Để đảm bảo tính thống nhất hóa trong thiết kế ta chọn modun cấp chậm bằng cấp nhanh mn = m = 2,5 mm +, chọn sơ bộ  = 20o Theo công thức 6.31[1] số răng bánh nhỏ là : o 2a2.Cos 2.225.Cos20 z1 = Z1 34.3 chọn z1 = 35 răng m u2 1 2,5. 3,93 1 Đồ án môn học Chi tiết máy 21 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  22. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Số răng bánh lớn là: z2 = u.z1 = 3,93.35 = 137.55 chọn z2 = 138 răng +, Tính chính xác tỉ số truyền um = z2/z1 = 138/35 = 3,94; +, Tính chính xác  theo 6.32[1] m. z z 2,5. 35 138 Cos = 1 2 0,96 2.a2 2.225  = 16,26 = 16o15’36”; +, Chiều rộng bánh răng : bw = ba .aw = 0,2.225 = 45 (mm) ; 4. Tính kiểm nghiệm độ truyền bánh răng trụ răng nghiêng a, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc Theo c«ng thøc (6.33)[1] :  H = ZM ZH Z ' 2.T2.KH.(u2 1) 2 bw2.u2.d2 Trong ®ã : ZM : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h-ëng c¬ tÝnh vËt liÖu, víi cÆp vËt liÖu b¸nh r¨ng thÐp - thÐp 1/3 ZM =274 Mp ZH : HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc; 2cosb Z H = sin2 tw Trong ®ã: +, tg b = cos t.tg +, Răng nghiêng không dịch chỉnh tg tg20o = = arctg =arctg 51,30 tw t tg tg16.26o o o tg b = cos51,3 .tg16,26 = 0,18  b =10,33 o ; 2cos10,33o Z = 1.43 H sin2.51,3o Z : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng; b .sin 45.sin16,26o  =  1.6 1  m 2,5. Z = 1 /  1 / 1,77 0,75 Víi: Đồ án môn học Chi tiết máy 22 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  23. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2  = [1,88 - 3,2(1/z1 + 1/z2)].cos  = 1,88 - 3,2(1/35 + 1/138)cos16,26o = 1.77 KH : HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; KH = KH. KHVKH ; KH : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc; (b¶ng 6.7[1]) KH = 1,116; KHV : hÖ sè t¶i träng ®éng trong vïng ¨n khíp H.bw.dw2 KHv 1 2.T2KH.KH 2.aw2 2.225 víi : dW2 = = = 91,28 mm u2 +1 3,94+1 .d .n .91,28.64,39 v w2 2 0,31 60000 60000 m/s v× v < 4 m/s tra b¶ng 6.13[1] chän cÊp chÝnh x¸c 9 KH : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp; KHα = 1,13; aw2 225 H H.go.v. 0,002.73.0,31. 0,34 m/s u2 3,93 (tra b¶ng 6.15 r¨ng nghiªng ®-îc :H =0,002 ) (tra b¶ng 6.16 cÊp chÝnh x¸c lµ cÊp 9 ®-îc :go =73 ) 0,34.45.91,28 K 1 1,003 Hv 2.186877.1,062.1,13 KH =1,062.1,13.1,003 = 1,204 bw : ChiÒu réng vµnh r¨ng; bω = 45 mm dw2 : §-êng kÝnh vßng chia cña b¸nh chñ ®éng; dw2 = 91,28 mm T2 = 186877 N.mm Đồ án môn học Chi tiết máy 23 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  24. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2  H = 274. 1,43. 0,75. 2.186877.1,204.(3,93 1) 360,6 Mpa 45.3,93.(91,28)2 +, TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt cho phÐp H   H  H lim SH .ZR .ZV .KxH .KHL hay ' .Z .Z .K H  H R V xH Do: v < 5 m/s nªn : Zv = 1; Ra = 2,5 1,25 m nªn : ZR = 0,95 da < 700 mm nªn : KXH = 1 [H] = 509,1. 0,95. 1. 1 = 483,65 MPa ; Ta cã: [H]  H VËy cÆp b¸nh r¨ng trô tháa m·n bÒn tiÕp xóc ; b, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn Theo c«ng thøc ( 6.33) : 2.T2.KF.Y.Y.YF F ; bw2.m.d2 trong ®ã : ’ +, T 2 = 186877 N.mm : m«mem xo¾n trªn trôc chñ ®éng ; +, m = 2,5 mm : m«®un ph¸p ; +, b = 45 mm : chiÒu réng vµnh r¨ng ; +,dw2 = 91,28 mm : ®-êng kÝnh vßng l¨n cña b¸nh chñ ®éng ; +,Y : hÖ sè kÓ ®Õn ®é nghiªng cña r¨ng ; Y = 1 -  /140 = 1- 16,26/140 = 0,88 +,víi  =1,77 Y =1/ = 1/1,77 = 0,565 +,YF : hÖ sè d¹ng r¨ng, tra b¶ng (6.18)[1] ta cã : YF1 =3,7 ; YF2=3,60 (víi x1 = x2 = 0 vµ zV1 = 39.67, zv2 =155.97); +, KF : hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ uèn : KF = KF .KF .KFv ; KF : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng KF =1,234 (Bảng 6.7[1]) Đồ án môn học Chi tiết máy 24 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  25. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 KF : hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña t¶i träng cho c¸c ®«i r¨ng ®ång thêi ¨n khíp, tra b¶ng (6.14)[1] , ta ®-îc: KF = 1,37 ( víi v = 0,31 m/s) KFV: hÖ sè t¶i träng ®éng suÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp : KF =1+F.bw.dm1/(2.T1.KFKF ) Theo 6.64 : F F.g0.v. aw2 / u2 Trong ®ã : F = 0,006 b¶ng (6.15) g0= 73 b¶ng (6.16) F 0,006.73.0,31. 225 / 3,93 1,03 Do ®ã : K Fv = 1 + 1,03.67,5.91,28/(2. 186877. 1,234. 1,37) =1,01 ; K F = 1,234.1,37.1,01 = 1,71; 2.186877.1,71.0,565.0,88.3,7  114.5(MPa) <[ ] ; F1 45.2,5.91,28 F1 F2 =  F1 .YF2/YF1 = 114.5.3,60/ 3,7 = 111.4 (MPa) <[F2] ; Nh- vËy: ®iÒu kiÖn bÒn uèn ®-îc ®¶m b¶o . c, KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i Theo (6.48) ,víi hÖ sè qu¸ t¶i : Kqt = 1,4 : Hmax H. Kqt 302,02. 1,4 357,35 (MPa) < [H ]max Theo (6.49) :  F1max =  F1.Kqt = 114,5.1,4 = 160,3 (MPa) < [F1] max F2max =  F2.Kqt = 111,4.1,4 = 155.9 (MPa) < [F2] max Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ qu¸ t¶i ; 5, C¸c th«ng sè vµ kÝch th­íc bé truyÒn b¸nh r¨ng trô Kho¶ng c¸ch c¸c trôc aw2 = 225 mm M« ®un ph¸p m = 2,5 mm ChiÒu réng vµnh r¨ng b2 = 45 mm Tû sè truyÒn u2 = 3,94 Đồ án môn học Chi tiết máy 25 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  26. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Gãc nghiªng cña r¨ng  = 16o15’36”; Gãc ¨n khíp = 20o Sè r¨ng b¸nh r¨ng Z1 =35 r¨ng ; Z2 = 138 r¨ng HÖ sè dÞch chØnh chiÒu cao x1 = 0 ; x2 = - 0 §-êng kÝnh vßng chia d1 = 91mm ; d2 = 359 mm §-êng kÝnh ®Ønh r¨ng da1 = 93mm ; da2 = 361 mm §-êng kÝnh ®¸y r¨ng df1 = 88.5 mm ; df2 = 356,5 mm 6, TÝnh lùc ¨n khíp : khi ¨n khíp lùc ¨n khíp ®-îc chia lµm 3 thµnh phÇn : Ft3 = Ft4 =2.T2 /dw2 =2.186877/91,28 = 4095 (N) Fr3 = Fr4 = Ft3. tg /cos = 4095. tg20o/cos34,69= 1813 (N) 0 Fa3 = Fa4 = Ft3.tg = 4095.tg34,69 = 2834 (N) C, Bảng thông số của bộ truyền bánh răng cấp nhanh cấp chậm Khoảng cách trục aw (mm) 190 225 Môđun pháp um 2,5 2,5 Chiều rộng vành răng bw (mm) 57 45 Tỷ số truyền ut 7 3,94 Góc nghiêng của răng β 0 16o15’36”; Hệ số dịch chỉnh x1 0 0 x2 0 0 Số răng bánh răng z1 19 35 z2 133 138 Đường kính chia d1 (mm) 47,5 91 d2 (mm) 332,5 359 Đường kính đáy răng df1 (mm) 45 88,5 df2 (mm) 330 356,5 Đường kính đỉnh răng da1 (mm) 49,5 93 da2 (mm) 334,5 361 Đồ án môn học Chi tiết máy 26 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  27. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 III,THIẾT KẾ TRỤC. 1,Chọn vật liệu. Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tôi thường hóa có giới hạn bền σb=600 và giới hạn chảy σch=340 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. Lực tác dụng lên hệ dẫn động. -Trên bánh đai Fr=442,23 (N) -Trên cặp bánh răng trụ. +,Cặp bánh răng trụ- răng thẳng. Ft1=Ft2=2337 (N) Fr1=Ft2=850,6 (N) +,Cặp bánh răng trụ răng nghiêng. Ft3=Ft4=Ft5=Ft6= 4095 (N) Fr3=Fr4=Fr5=Fr6= 1813 (N) Fa3=Fa4=Fa5=Fa6=2834 (N) z Fd Fa4 y Ft4 x Fr5 Fr4 Ft1 Ft5 Fa5 Fr2 Fr1 Fa6 Ft6 Ft2 Fr6 Fr3 Ft3 Fa3 F v 3,Tính thiết kế trục a, Xác định sơ bộ đường kính trục Đồ án môn học Chi tiết máy 27 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  28. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Theo công thức 10.9(tttk) đường kính trục thứ k với k = 1 3 Tk dk = 3 0,2.  ứng suất cho phép [ ] = 15 30 MPa lấy giá trị nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc , trị số lớn đối với trục ra (ở đây trục vào là trục I và trục ra là trục III ) T1 55504 chọn [ ] = 20 d1 = 3 = 3 24 mm 0,2.20 0,2.20 T2 186877 chọn [ ] = 25 d2 = 3 = 3 33,4 mm 0,2.25 0,2.25 T3 1410928 chọn [ ] = 27 d3 = 3 = 3 63,16 mm 0,2.27 0,2.28 Vậy ta chọn sơ bộ đường kính trục như sau : d1 = 25 (mm) ; d2 = 35 (mm) ; d3 = 65(mm) Từ đường kính d và bảng 10.2[1] ta xác định được chiều rộng ổ lăn lần lượt như sau. b01=17 (mm) b02=21(mm) b03=33(mm) b, Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực. Kho¶ng c¸ch mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh trong hép: k1 = 8 mm Kho¶ng c¸ch mÆt c¹nh æ ®Õn thµnh trong cña hép : k2 = 8 mm Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh chi tiÕt quay ®Õn l¾p æ : k3 = 10 mm ChiÒu cao l¾p æ vµ ®Çu bu l«ng : hn = 15 mm - Chiều dài mayơ và bánh răng trụ (trên trục I) lm12=lm13=(1,2 1,5).d1=(30 ÷ 37,5) mm Ta chọn lm12=30 mm và lm13=35 mm -Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng (trên trục II) lm22=lm23=lm24=(1,2 ÷ 1,5)d2=( 42 ÷ 52,5) mm Chọn lm22=45 mm, lm23=50 mm và lm24= 45 mm -Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng (trên trục III) lm32=lm33=lm34=(1,2 ÷ 1,5)d3=( 78 ÷ 97,5) mm Chọn lm32=lm34=90 mm, lm33=80 mm Đồ án môn học Chi tiết máy 28 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  29. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 *Chiều dài các đoạn trục. -Trục II. l22=0,5(lm22 + b02) +k1 +k2= 0,5.(45 +21) +8+8 =49 mm chọn l22=55 mm l23= l22 +0,5.(lm22 +lm23) +k1=55 +0,5.(45 +50) +8 =10,5 mm chọn l23=115 mm l24=2l23 –l22= 2.115 -55=175 mm l21=2l23= 2.104,5 =230 mm -Trục III. l33=-lc33=0,5(lm33 + b03) +k3 +hn= 0,5.(80 +33) + 10 +15=81,5 mm chọn l33=85 mm l32=l22=55 mm l34=l24=175 mm l31=l34 + l32 =230 mm -Trục I. l12=lc12=0,5.(lm12 +b01) +k3 +hn=0,5,(30 +17) +10 +15 =48,5 mm chọn l12=50 mm l13=l23=115 mm Đồ án môn học Chi tiết máy 29 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  30. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 l11 242.0000 l13 l12=-lc12 l12 242.0000 241.1914 l24 l23120.7500 l256.0000 2 lc33 47.5000 l32 34 59.0000 l 183.0000 l3242.0000 1 l11=2l13=230 mm 4.Tính toán thiết kế trục I. a,Các lực tác dụng lên trục. 0 Fyđ=Fđ.cos45 =442,23.1/√2=312,7 N 0 Fxđ= Fđ.sin45 =442,23.1/√2=312,7 N Ft1=2337 N Fr1=850,6 N b, Vẽ biểu đồ mômen *xét trên mặt phẳng z0y có  Fy 0 Fyd Fy10 Fr1 Fy11 0 mA 0 Fyd .l12 Fr1.l13 Fy11.l11 0 Fyd .l12 Fr1.l13 312,7.50 850,6.115 Fy11 493,3 N l11 230 Fy10 Fr1 Fy11 Fyd 44,6 N *Xét trên mặt phẳng x0z có Đồ án môn học Chi tiết máy 30 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  31. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Đồ án môn học Chi tiết máy 31 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  32. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2  Fx 0 Fxd Fx10 Ft1 Fx11 0 mA 0 Fxd .l12 Ft1.l13 Fx11.l11 0 Ft1.l13 Fxd .l12 2337.115 312,7.50 Fx11 1100,5 N l11 230 Fx10 Ft1 Fxd Fx11 1549,2 N Các mômen tác dụng lên trục. Mx12=0 My12=0 Mx10=15635 Nmm My10=15635 Nmm Mx13=56725 Nmm My13=126560 Nmm c,Tính chính xác trục. theo công thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tính được momen uốn tổng cộng, momen tương đương , đường kính tại các tiết diện trên trục là. - Tại chỗ lắp bánh đai (tiết diện 12). M12=0 2 M td12 0,75.T1 0,75.55504 48068 Nmm M td12 d 3 19,7 mm 12 0,1.[ ] (vì dsb1=25 mm theo bảng 10.5[1] ta có [τ] =63 Mpa) - Tại chỗ lắp ổ lăn. 2 2 2 2 M A M x10 M y10 15635 15635 22111 Nmm 2 2 M tdA M10 0,75.T1 52910 Nmm M td10 52910 d 3 3 20,3 mm 10 0,1.  0,1.63 - Tại chỗ lắp bánh răng. (tiết diện 13). 2 2 2 2 M13 M x13 M y13 56725 126560 138690 Nmm 2 2 M td13 M13 0,75.T1 146780 Nmm M td13 146780 d 3 3 28.56 mm A 0,1.  0,1.63 Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau. +,Đường kính chỗ lắp bánh răng là :d 13=30 mm, vì đường kính đáy răng trụ lắp lên trục I : df1=45 mm nên phải thiết kế bánh rang liền trục +, Để thuận tiện cho việc tháo lắp ta chọn đường kính chỗ lắp ổ lăn dol=25 mm. Đồ án môn học Chi tiết máy 32 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  33. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 +,Đường kính chỗ lắp bánh đai dđ=20 mm Chọn then có tiết diện bđ=6 mm, hđ=6 mm,chiều sâu rãnh then trên trục t1đ=3,5 mm, trên lỗ t2đ=2,8 mm. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện. s .s s   s 2 2   s s Trong đó : [S]-Hệ số an toàn cho phép [s] =1,5 2,5 Khi cần tăng cứng thì [s] =2,5 3. (không cần kiểm tra độ bền cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức (10.20),(10.21)[1].  1 s j K dj . aj   . mj  1 s j K j . aj  . mj Trong đó :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng, vật liệu thép 45 có σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta có ψσ=0,05 ψτ=0 Vì các trục của hộp giảm tốc đều quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng ,do đó σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 13 (chỗ lắp bánh răng ). Có M13=138690 Nmm. 3 3 .d13 .30 3 W13 2650 mm 32 32 138690  52,3 Mpa a13 2650 3 3 .d13 .30 3 Wo13 5301 mm 16 16 Tại chỗ lắp bánh đai(tiết diện 12). Có M12=0 → σa12=0 Mpa Vì trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động : Đồ án môn học Chi tiết máy 33 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  34. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Tmax Tj  m  a 2 W0 j Ta có T=55504 Nmm 55504   10,47 Mpa m13 a13 5310 Kσd và Kτd -Hệ số xác theo công thức (10.25),(10.26)[1]. K K x 1  K d K y K K x 1  K d K y Các trục được ra công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra=2,5 0,63 μm, do đó theo bảng 10.8[1], hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx=1,06.Do không dùng phương pháp tăng bền bề mặt,do đó hệ số tăng bền Ky=1. Theo bảng 10.12[1] khi dùng dao phay đĩa , hệ số tâp trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu có σb=600 Mpa là Kσ=1,46 , Kτ=1,54. theo bảng 10.10[1] tra được hệ số kích thước tại tiết diện 13 là εσ13=0,88 .ετ13=0,81 K K x 1 13 1,46 0,88 1,06 1 Vậy : K d13 1,72 K y 1 K K x 1 13 1,54 0,81 1,06 1 K d13 1,96 K y 1  1 261,6 s13 2,9 K d13 . a13   . m13 1,72.52,3 0,05.0  1 151,7 s13 7,4 k13 . a13  . m13 1,96.10,47 0.10,47 2,9.7,4 s13 2,7 s 2,92 7,42 Vậy tại tiết diện 13 (chỗ lắp bánh răng ) thỏa mãn điều kiện bền mỏi. 5.Tính toán thiết kế trục II. Đồ án môn học Chi tiết máy 34 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  35. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 a,Các lực tác dụng lên trục. Ft3=Ft4=4095 N Fr3=Fr4=1813 N Fa3=Fa4=3080 N Ft2=2337 N Fr2=850,6 N Mômen do Fa4,Fa3 tác dụng lên trục. Ma3=Ma4=2834.91,28/2=129340 Nmm b, Vẽ biểu đồ mômen *xét trên mặt phẳng z0y có  Fy 0 Fy20 Fr3 Fr 2 Fr 4 Fy21 0 mA 0 Fr3.l22 Fa3dr3 / 2 Fr 2.l23 Fr 4.l24 Fa4.dr 4 / 2 Fy21.l21 0 Vì Fa3=Fa4 , dr3=dr4 Fy21 1387,7 N Fy20 1387,7 N *Xét trên mặt phẳng x0z có  Fx 0 Fx20 Ft3 Ft 2 Ft 4 Fx21 0 mA 0 Ft3.l22 Ft 2.l23 Ft 4.l24 Fx21.l21 0 F 5263,5 N x21 Fx20 5263,5 N Mômen tại các tiết diện. Mx23=27490 Nmm My23=359600 Nmm, Mx22=Mx24= 76320 Nmm My22=My24= 289490 Nmm, c,Tính chính xác trục. theo công thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tính được mômen uốn tổng cộng, mômen tương đương , đường kính tại các tiết diện trên trục là. (vì dsb1=35 mm theo bảng 10.5[1] ta có [τ] =63 Mpa) - Tại tiết diện 22(24) 2 2 2 2 M 22 M x22 M y22 76320 289490 299380 Nmm 2 '2 M td 22 M 22 0,75.T2 340325 Nmm M td 22 340325 d 3 3 37,8 mm 22 0,1.  0,1.63 - Tại chỗ lắp bánh răng. (tiết diện 23). Đồ án môn học Chi tiết máy 35 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  36. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Đồ án môn học Chi tiết máy 36 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  37. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 2 2 2 2 M 23 M x23 M y23 27490 359600 360649 Nmm 2 ' M td 23 M 23 0,75.T2 395297 Nmm M td 23 395297 d 3 3 39,7 mm 23 0,1.  0,1.63 Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau. Đường kính tiết diện : d20=d21=35 mm d22=d24=38 mm d23=42 mm Dựa vào bảng 9.1a[1] ta chọn được then lắp bánh răng . Tại tiết diện 22 có b=10 mm, h=8 mm t1=5 mm, t2=3,3 mm Tại tiết diện 23 có: b=12 mm, h=8 mm t1=5 mm, t2=3,3 mm Trong đó b,h,t1,t2 lần lượt là kích thước tiết diện của then và chiều sâu rãnh then trên trục và trên lỗ. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện. s .s s   s 2 2   s s Trong đó : [S]-Hệ số an toàn cho phép [s] =1,5 2,5 Khi cần tăng cứng thì [s] =2,5 3. (không cần kiểm tra độ bền cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức (10.20),(10.21)[1].  1 s j K dj . aj   . mj  1 s j K j . aj  . mj Trong đó :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng, vật liệu thép 45 có σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta có ψσ=0,05 ψτ=0 Vì các trục của hộp giảm tốc đều quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng ,do đó Đồ án môn học Chi tiết máy 37 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  38. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 22, 24. Có M22=299380 Nmm. 3 2 3 2 .d22 bt1. d22 t1 .38 10.5. 38 5 3 W22 4670 mm 32 2d 32 2.38 22 299380  64,1 Mpa a22 4670 3 2 3 2 .d23 bt1. d23 t1 .42 12.5. 42 5 3 W23 6296 mm 32 2d 32 2.42 23 360649  57,3 Mpa a23 6296 Vì trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động : Tmax Tj  m  a 2 W0 j ’ Ta có T 2=186877 Nmm 2 .d 3 b.t . d t W 22 1 22 1 o22 16 2.d 22 2 .383 10.5. 38 5 10058 mm3 16 2.38 2 .d 3 b.t . d t W 23 1 23 1 o23 16 2.d 23 2 .423 12.5. 42 5 13569 mm3 16 2.42 186877   18,58 Mpa m22 a22 10058 186877   13.8 Mpa m23 a23 13569 Kσd và Kτd -Hệ số xác theo công thức (10.25),(10.26)[1]. K K x 1  K dj K y Đồ án môn học Chi tiết máy 38 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  39. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 K K x 1  K dj K y Ta có :Kx=1,06 Ky=1 Kσ=1,46 Kτ=1,54 Theo bảng 10.10[1] ta có εσ22=0,856 .ετ22=0,786 εσ23=0,842 .ετ23=0,776 K K x 1  22 1,46 0,856 1,06 1 Vậy K d 22 1,77 K y 1 K K x 1  22 1,54 0,77 1,06 1 K d 22 2,06 K y 1 K K x 1  23 1,46 0,842 1,06 1 K d 23 1,79 K y 1 K K x 1  23 1,54 0,776 1,06 1 K d 23 2,04 K y 1  1 261,6 s 22 2,3 K d 22 . a22   . m22 1,77.64,1 0,05.0  1 151,7 s 22 3,96 k 22 . a22  . m22 2,06.18,58 0.18,58 2,3.3,96 s22 1,99 s 2,32 3,962  1 261,6 s 23 2,55 K d 23 . a23   . m23 1,79.57,3 0,05.0  1 151,7 s 23 5,39 k 23 . a23  . m23 2,04.13,8 0.13,8 2,55.5,39 s23 2,3 s 2,552 5,392 Vậy tại tiết diện 22,24 và 23 thỏa mãn điều kiện bền mỏi. Đồ án môn học Chi tiết máy 39 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  40. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 6, Tính toán thiết kế trục III. a,Các lực tác dụng lên trục. Ft5=Ft6=4095 N Fr5=Fr6=1813 N Fa5=Fa6=2834 N Lực do khớp nối tác dụng lên trục. Fx33=(0,2 0,3)2T3.Dt Trong đó Dt =200 mm là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi (tra bảng 16.10a[1]) Chọn : Fx33=0,2.2.1410928/200=2822 N Mômen do Fa5,Fa6 tác dụng lên trục. Ma5=Ma6=2834.358,72 /2=508306 Nmm. Mômen uốn tác dụng lên trục. T3=1410928 Nmm. b, Vẽ biểu đồ mômen *xét trên mặt phẳng z0y có  Fy 0 Fy30 Fr5 Fr6 Fy31 0 m30 0 Fr5.l32 Fa5dr5 / 2 Fr6.l34 Fa6.dr6 / 2 Fy31.l31 0 Vì Fa5=Fa6 , dr5=dr6 Fy31 1813 N Fy30 1813 N *Xét trên mặt phẳng x0z có  Fx 0 Fx30 Ft5 Ft6 Fx31 Fx33 0 m30 0 Ft5.l32 Ft6.l34 Fx31.l31 Fx33. l31 l33 0 F 173 N x31 Fx30 5195 N Mômen tại các tiết diện. Mx32 = 608021 Nmm My32=282590 Nmm. Mx34 = 608020 Nmm My34= 345170 Nmm, Mx31= 0 Nmm My31= 177310 Nmm, c,Tính chính xác trục. theo công thức (10.15),(10.16),(10.17)[1] ta tính được mômen uốn tổng cộng, mômen tương đương , đường kính tại các tiết diện trên trục là. (vì dsb1=65 mm theo bảng 10.5[1] ta có [τ] =50 Mpa) - Tại chỗ diện 32(34) 2 2 2 2 M 34 M x34 M y34 608020 345170 699164 Nmm 2 2 M td 34 M 34 0,75.T3 1407788 Nmm Đồ án môn học Chi tiết máy 40 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  41. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Đồ án môn học Chi tiết máy 41 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  42. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 M td 34 1387504 d 3 3 65,54 mm 34 0,1.  0,1.50 - Tại chỗ lắp ổ lăn. (tiết diện 31,30). 2 2 2 M 31 M x31 M y31 177310 0 177310 Nmm 2 2 M td 31 M 31 0,75.T3 1234697 Nmm M td 31 1234697 d 3 3 62,74 mm 31 0,1.  0,1.50 -Tại chỗ lắp khớp nối. 2 2 M 33 M x33 M y33 0 Nmm 2 2 M td 33 M 33 0,75.T3 1221899 Nmm M td 33 1221899 d 3 3 62.5 mm 33 0,1.  0,1.50 Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau. Đường kính tiết diện : d30=d31=65 mm d32=d34=70 mm d33=63 mm Dựa vào bảng 9.1a[1] ta chọn được then lắp bánh răng,khớp nối. Tại tiết diện 32,34 có b=20 mm, h=12 mm t1=7,5 mm, t2=4,9 mm. Tại tiết diện 33 có b=18 mm, h=11 mm t1=7 mm, t2=4,4 mm Trong đó b,h,t1,t2 lần lượt là kích thước tiết diện của then và chiều sâu rãnh then trên trục và trên lỗ. d, Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện. s .s s   s 2 2   s s Trong đó : [S]-Hệ số an toàn cho phép [s] =1,5 2,5 Khi cần tăng cứng thì [s] =2,5 3. (không cần kiểm tra độ bền cứng của trục ). sσ,sτ -Hệ số an toàn chỉ xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, được tính theo công thức (10.20),(10.21)[1]. Đồ án môn học Chi tiết máy 42 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  43. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2  1 s j K dj . aj   . mj  1 s j K j . aj  . mj Trong đó :σ-1,τ-1 –giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng, vật liệu thép 45 có σb=600 Mpa →σ-1=0,436.σb=0,436.600=261,6 Mpa →τ-1=0,58.σ-1= 0,58.261,6= 151.73 Mpa. Theo bảng 10.7[1] ta có ψσ=0,05 ψτ=0 Vì các trục của hộp giảm tốc đều quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng ,do đó σm=0 σa=σmax=Mj/W Tại tiết diện 22, 24. Có M34=699164 Nmm. 3 2 3 2 .d34 bt1. d34 t1 .70 20.7,5. 70 7,5 3 W34 29489 mm 32 2d34 32 2.70 699164  23,7 Mpa a34 29489 Tại chỗ lắp khớp nối, có M33=0 σ a33=0 Vì trục quay một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động : Tmax Tj  m  a 2 W0 j Ta có T3=1410928 Nmm 3 2 3 2 .d34 b.t1 . d34 t1 .70 20.7,5. 70 7,5 3 Wo34 63163 mm 16 2.d34 16 2.70 1410928   22,3 Mpa m34 a34 63163 Kσd và Kτd -Hệ số xác theo công thức (10.25),(10.26)[1]. K K x 1  K dB K y Đồ án môn học Chi tiết máy 43 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  44. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 K K x 1  K dB K y Ta có :Kx=1,06 Ky=1 Kσ=1,46 Kτ=1,54 Theo bảng 10.10[1] ta có εσ32=0,76 .ετ22=0,73 K K x 1  32 1,46 0,76 1,06 1 Vậy K d 32 1.98 K y 1 K K x 1  32 1,54 0,73 1,06 1 K d 32 2,17 K y 1  1 261,6 s 32 5,57 K d 32 . a32   . m32 1,98.23,7 0,05.0  1 151,7 s 32 3,13 k 32 . a32  . m32 2,17.22,3 0.22,3 5,57.3,13 s22 6,89 s 5,572 3,132 Vậy tại tiết diện 32,34 thỏa mãn điều kiện bền mỏi. IV, CHỌN VÀ TÍNH TOÁN Ổ LĂN. 1, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục I. a, chọn ổ lăn. Xét tỷ số : Fa / Fr = 0 vì Fa= 0 , tức là không có lực dọc trục nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy : Dựa vào đường kính ngõng trục d = 25 ( mm ) Tra bảng P2.7[1], chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung, có ký hiệu 305 Đường kính trong d = 25 ( mm ) , đường kính ngoài D = 62 ( mm ) khả năng tải trọng C = 17,6 kN , khả năng tải tĩnh Co = 11,6 kN; B = 17 ( mm ) ; r = 2,0 ( mm) ; đường kính bi = 11,51 ( mm ) b,Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo công thức 11.3[1] với Fa = 0 tải trọng quy ước Q = X.V.Fr.kt.kđ Trong đó : kiểm nghiệm ở ổ chịu tải lớn 2 2 2 2 Fr0 = Fx10 Fy10 = 1543,6 50,7 1544,4 N Đồ án môn học Chi tiết máy 44 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  45. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 2 2 2 2 Fr1 = Fx11 Fy11 = 1106,1 487,7 1208,8 N Vây ta kiểm nghiệm với ổ Fr0 = 1544,4( N ) Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1 V = 1 khi vòng trong quay o kt = 1 vì nhiệt độ t ≤ 100 với làm việc êm kđ = 1 Q = 1.1.1544,4.1.1 = 1544,4 ( N ) = 1,54 kN Theo công thức 11.1[1] khả năng tải động m Cd = Q. L tuổi thọ của ổ bi m = 3 Tuổi thọ của ổ lăn : -6 -6 L = Lh.n1.60.10 = 15000.450,79.60.10 = 405,7 triệu vòng 3 Hệ số khả năng tải động : Cd = 1,54.405,7 11,4 kN Do Cd = 11,4 kN Q0 Q = 1,54 kN < Co = 11,51 kN loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh . 2, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục II. a, chọn ổ lăn. Ta chọn ổ tuỳ động cho trục II, cụ thể ta dùng ổ đũa trụ ngắn đỡ có ngấn chặn (gờ) trên vòng trong, nhờ đó khi trục cần di truyển dọc trục để bù lại sai số về góc nghiêng của răng đảm bảo cho hai cặp bánh răng vào khớp, do lực dọc trục bị triệt tiêu nên coi Fa = 0. Với đường kính ngõng trục d = 35 ( mm ), Tra bảng P2.8 ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ trung hẹp ký hiệu 2307 có: Khả năng tải động C = 34,1 kN Khả năng tải tĩnh Co = 23,2 kN Đường kính ngoài của ổ D = 80 ( mm ) , chiều rộng của ổ B = 21 ( mm ) r = r1 = 2,5 ( mm ), đường kính chiều dài con lăn = 11 ( mm ) b, Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo công thức 11.6[1] Q =V.Fr.kt.kđ Trong đó : Đồ án môn học Chi tiết máy 45 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  46. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 2 2 2 2 Fr0 = Fr1 = Fx21 Fy21 = 5775 1592 5990 N Vậy ta kiểm nghiệm với ổ Fr = 5990 ( N ) V = 1 khi vòng trong quay o kt = 1 vì nhiệt độ t ≤ 100 Với làm việc êm kđ = 1 Q = 1.5990.1.1 = 5990 ( N ) = 5,99 kN Theo công thức 11.1[1], khả năng tải động m Cd = Q. L Tuổi thọ của ổ đũa m = 10/3 Tuổi thọ của ổ lăn : -6 -6 L = Lh.n2.60.10 = 15000.64,39.60.10 = 57,95 triệu vòng 10 3 Hệ số khả năng tải động : Cd = 5,99.57,95 20,25 kN Do Cd = 20,25 kN Q0 Q = 5,9 kN < Co = 23,2 kN loại ổ lăn này thoả mãn khả năng tải tĩnh. 3, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục III. a, chọn ổ lăn. Xét tỷ số : Fa / Fr = 0 (vì tổng hợp lực dọc trục F a=0 , tức là không có lực dọc trục nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ một dãy : Dựa vào đường kính ngõng trục d = 65 ( mm ) Tra bảng P2.7[1], chọn loại ổ bi đỡ cỡ nhẹ, có ký hiệu 213 Đường kính trong d = 65 ( mm ) , đường kính ngoài D = 120 ( mm ) khả năng tải trọng C = 44,9 kN , khả năng tải tĩnh Co = 34,7 kN; B = 23 ( mm ) ; r = 2,5 ( mm) ; đường kính bi = 16,67 ( mm ) b,Kiểm nghiệm khả năng tải : * khả năng tải động : Theo công thức 11.3[1] với Fa = 0 tải trọng quy ước Q = X.V.Fr.kt.kđ Trong đó : kiểm nghiệm ở ổ chịu tải lớn 2 2 2 2 Fr0 = Fx30 Fy30 = 5552 2017 5907 N 2 2 2 2 Fr1 = Fx31 Fy31 = 838 2017 2184,2 N Vây ta kiểm nghiệm với ổ Fr0 = 5907( N ) Đồ án môn học Chi tiết máy 46 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  47. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Đối với ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = 1 V = 1 khi vòng trong quay o kt = 1 vì nhiệt độ t ≤ 100 với làm việc êm kđ = 1 Q = 1.1.5907.1.1 = 5907 ( N ) = 5,9 kN Theo công thức 11.1[1] khả năng tải động m Cd = Q. L Tuổi thọ của ổ bi m = 3 Tuổi thọ của ổ lăn : -6 -6 L = Lh.n3.60.10 = 15000.16,38.60.10 = 14,74 triệu vòng 3 Hệ số khả năng tải động : Cd = 5,9.14,74 14,47 kN Do Cd = 14,47 kN Q0 Q = 5,9 kN 6mm 1 = 0,9.  = 0,9.10 = 9 mm Đồ án môn học Chi tiết máy 47 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  48. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Chän 1 = 9 mm G©n t¨ng cøng: ChiÒu e =(0,8  1) = 8  10, dµy, e chän e = 9 mm h 0,04.a +10 = 0,04. 225 Bul«ng nÒn, d1 + 10 =19 Bul«ng c¹nh æ, d2 d1 =M20 Bul«ng ghÐp bÝch n¾p d2 = (0,7  0,8).d1 Chän vµ th©n, d3 d2 = M14 VÝt ghÐp l¾p æ, d 4 d = (0,8  0,9).d Chän VÝt ghÐp l¾p cöa th¨m, 3 2 d3 = M12 d5 d4 = (0,6  0,7).d2 Chän d4 = M8 d5 = (0,5  0,6).d2 Chän d5 = M6 MÆt bÝch ghÐp n¾p vµ th©n: S3 =(1,4  1,5) d3 , chän S3 ChiÒu dµy bÝch th©n hép, = 17 mm S3 S4 = ( 0,9  1) S3 = 17 mm ChiÒu dµy bÝch n¾p hép, K = K - ( 35 ) mm = 45 - S 3 2 4 5 = 40 mm BÒ réng bÝch n¾p hép, K3 KÝch th-íc gèi trôc: §-êng kÝnh ngoµi vµ t©m §Þnh theo kÝch th-íc n¾p æ lç vÝt, D3, D2 K2=E2+R2+(35)mm =22+18+5 = BÒ réng mÆt ghÐp bul«ng 45mm c¹nh æ: K2 E2= 1,6.d2 = 1,6 . 14 = 22 T©m lç bul«ng c¹nh æ: E2 mm. k lµ kho¶ng c¸ch tõ t©m R2 = 1,3 . d2 = 1,3. 14 = 18 bul«ng ®Õn mÐp lç mm ChiÒu cao h k 1,2.14 =16,8 k = 17 mm h: phô thuéc t©m lç bul«ng vµ kÝch th-íc mÆt tùa MÆt ®Õ hép: ChiÒu dµy: Khi kh«ng cã S1 = (1,3  1,5) d1 S1 = Đồ án môn học Chi tiết máy 48 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  49. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 phÇn låi S1 26 mm BÒ réng mÆt ®Õ hép, K1 K1 3.d1 3.18 =54 mm vµ q q = K1 + 2 = 54 + 2.9 = 72 mm; Khe hë gi÷a c¸c chi tiÕt: (1  1,2)  = 10 Gi÷a b¸nh r¨ng víi mm thµnh trong hép 1 (3  5)  1 = 35 mm Gi÷a ®Ønh b¸nh r¨ng lín  = 10 mm víi ®¸y hép 2 Gi÷a mÆt bªn c¸c b¸nh r¨ng víi nhau. Sè l-îng bul«ng nÒn Z Z = ( L + B ) / ( 200  300) chän Z = 6 Lvµ B : ChiÒu dµi vµ réng cña hép 3, KÝch th­íc mét sè chi tiÕt kh¸c liªn quan ®Õn vá hép a, Bu l«ng vßng Theo b¶ng 18-3a[2] ta cã kÝch th-íc cña bu l«ng vßng Ren d d d d d h h h l f b c x r r r d 1 2 3 4 5 1 2 1 2 M10 45 25 10 25 15 22 8 6 21 2 12 1,5 3 2 5 4 Đồ án môn học Chi tiết máy 49 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  50. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Bul«ng vßng d 1 d 2 h 1 x h r r2 r1 f l ° Q 5 6 4 0 3 d c d 4 120° 90° d 5 6 0 6 0 60 2 h Q d 90° Q b, Chèt ®Þnh vÞ : d = 8 ; c= 1,2 ; ∆ 1:50 ; l = 36 c, Cöa th¨m N¾p quan s¸t Theo b¶ng 18-5[2] ta cã kÝch th-íc n¾p quan s¸t: B¶ng kÝch th-íc n¾p quan s¸t. A B A1 B1 C C1 K R VÝt Sè l-îng 100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4 Đồ án môn học Chi tiết máy 50 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  51. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 6 3 B K A 1 B R 1 0 A1 d, nót th«ng h¬i. Theo công bảng 18.6[1], ta chon nút thông hơi có các kích thước sau. A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27x2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32 o l ØG 6 x 3 Ø O M N C L E I H B/2 ØA R Đồ án môn học Chi tiết máy 51 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  52. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 e, Nót th¸o dÇu Theo b¶ng 18-7[2]ta cã kÝch th-íc nót th¸o dÇu: B¶ng kÝch th-íc cña nót th¸o dÇu. d b m f L c q D S Do M16x1,5 12 8 3 23 2 13,8 26 17 19,6 f, Que th¨m dÇu H×nh d¸ng vµ kÝch th-íc nh- h×nh vÏ: 3 2 8 5 6 1 1 12 9 6 30 g, Vòng phớt. Trên trục vào và trục ra phải dùng vòng phớt để cùng với nắp ổ che kín ổ lăn. Các kích thước tra bảng 15.17[1] như sau. VÞ d(mm) d1(mm) d2(mm) D(mm) a(mm) b(mm) S0(mm) trÝ Trôc 25 26 24 38 6 4,3 9 I Trôc 75 76,5 74 98 12 9 15 III h, Lắp ổ. Căn cứ vào bảng 18.2[1] ta có kích thước lắp ổ lăn như sau. VÞ D(mm) D2(mm) D3(mm) D4(mm) h(mm) d4(mm) Sè trÝ l-îng Đồ án môn học Chi tiết máy 52 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  53. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 Trôc 62 75 90 52 8 M6 4 I Trôc 80 100 125 75 10 M8 4 II Trôc 120 140 170 115 14 M10 6 III *Bảng kích thước đầu bulông và đai ốc (mm) D h l H S d Đầu bulông Đai ốc thường S D h S D H 6 10 11 4,5 10 11 5 8 14 14,4 5,5 14 16,2 6,5 10 17 18,9 7 17 18,9 8 12 19 21,1 8 19 21,1 10 14 21 23,9 9 21 23,9 11,5 20 30 33,6 13 30 33,6 16 VI : Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc Smax = ES – ei Smin = EI – es Nmax = es – EI Nmin = ei – ES Trục Vị trí lắp Kiểu lắp ES ( m ) es ( m ) EI ( m ) ei ( m ) I Trục , vòng trong ổ bi  25k6 + 15 + 2 Trục và bánh đai H 7 +21 +15  20 k6 0 +2 vỏ lắp ổ  62H7 +30 0 II Trục và bánh răng H 7 +25 +18  38 k6 Đồ án môn học Chi tiết máy 53 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  54. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 nghiêng 0 +2 Trục – vòng trong ổ bi  35k6 +18 +2 Vỏ - vòng ngoài ổ bi  80H7 +30 0 Trục bánh răng thẳng H 7 +25 +18  42 k6 0 +2 III Trục và ổ  65k6 +21 +2 Lắp ổ và vỏ  120H7 +35 0 Trục và bánh răng H 7 +30 +21  70 k6 0 +2 Đồ án môn học Chi tiết máy 54 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  55. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. TTTKHDĐCK- Tập 1-2-Trịnh Chất_Lê Văn Uyển-Nhà xuất bản Giáo Dục - năm 2007. [2]. CHI TIẾT MÁY- Tập 1_2- Nguyễn Trọng Hiệp – Nhà xuất bản Giáo Dục- năm 2006. [3]. DUNG SAI và LẮP GHÉP – GS.TS- Ninh Đức Tốn- Nhà xuất bản Giáo Dục –năm 2007. Đồ án môn học Chi tiết máy 55 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  56. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Phần I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động cơ. 2 II, Phân phối tỉ số truyền.4 III, Xác định các thông số trên trục.4 Bảng kết quả tính toán. 6 Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I, Tính bộ truyền đai.7 1, Chọn đai.7 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai.8 3, Xác định số đai.8 4, Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.9 5, Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thông số của bộ truyền bánh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. 21 3, Tính thiết kế trục. 22 4, Tính toán thiết kế trục I. 24 5, Tính toán thiết kế trục II. 28 6, Tính toán thiết kế trục III. 34 IV, Chọn và tính toán ổ lăn. 38 1, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục I. 38 2, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục II. 39 3, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục III. 40 V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 41 Đồ án môn học Chi tiết máy 56 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải
  57. GVHD :Nguyễn Anh Tú SVTH : Kiều Văn Quyến –Lớp Cơ Khí 2-k2 VI, Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc. 46 Đồ án môn học Chi tiết máy 57 Đề số 44 -Thiết kế hệ dẫn động băng tải