Xem mẫu
- MỤC LỤC
ĐỀ SỐ III
THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
Họ tên SV: .................................................................. Lớp: ..........................................
- Ngày giao đề: 1982019
Ngày nộp bài: 3011
2019
GV hướng dẫn: Nguyễn Hữu Chí
SƠ ĐỒ HƯỚNG DẪN
D
Chế độ làm việc: mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ, mỗi năm làm việc 250 ngày; tải trọng
va đập nhẹ, quay một chiều.
Phương án 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Lực vòng trên băng tải (kG) 220 240 255 190 360 410 460 330 360 420
Vận tốc băng tải (m/s) 1,5 1,6 1,4 1,3 1,4 0,9 1,3 1,45 1,2 1,3
Đường kính trong D (mm) 300 350 350 360 350 320 400 400 350 360
Chiều rộng băng tải B (mm) 350 325 300 400 400 380 450 450 400 400
Thời hạn phục vụ (năm) 6 5 7 6 6 6 5 5 6 6
Chiều cao tâm băng (mm) 300 300 280 300 300 350 400 300 320 350
Sai số vận tốc cho phép (%) 5 4 5 5 4 4 5 4 5 5
, Xác định công suất động cơ :
- Công suất cần thiết được xác định theo công thức
Pt
ct η
P =
Trong đó: Pct Là công suất cần thiết trên trục động cơ (kW).
t
P Là cụng suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
1. Các thông số cho trước
Lực vòng trên băng tảI P (KG) : 460
Vận tốc băng tải V (m/s) : 1,3
Đường kính trong D(mm) : 400
Chiều rộng băng tảI B(mm) : 450
Thời gian phục vụ (năm) : 5
Chiều cao tâm băng (mm) : 400
Sai số vận tốc cho phép (%) : 5
2. Các thông số chọn:
a. Hiệu suất chung:
η = ηđ.ηol3.ηbr2.ηkn
Tra bảng ta có:
ηđ = 0,955 : Hiệu suất bộ truyền xích.
ηol = 0,992 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn.
ηbr = 0,97 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng.
ηkn = 1 : Hiệu suất nối trục.
Vậy η = 0,955.0,9923.0,972.1 = 0,877
Chọn động cơ
Pbt = = =5,98 Kw
Ptd= =
= = 4,746 Kw
Công suất cần có trên trục của động cơ
(Kw)
Số vòng quay trên trục công tác
(vòng/phút)
Tỉ số truyền của hệ dẫn động
- Tra bảng 2.4/21 (TTHTDĐCK)
Chọn = 12 (8 => 40) tỉ số truyền của hộp số 2 cấp
= 4 (2 => 6) đai thường
= 12.4 = 48
Số vòng quay sơ bộ của động cơ
= 2979,36 (vòng/phút)
Ta có nên ta cần chọn động cơ có công suất thỏa điều kiện:
Pđc
Điều kiện chọn động cơ phải thoả mãn:
=>
Thực tế có nhiều động cơ thỏa điều kiện này. Dựa vào các thông số đã cho và mục đích
giảm bớt về kinh tế → Lựa chọn động cơ K132M2.
Công suất(kW) Số vòng quay cosφ η%
(v/ph)
5,5 2900 0,93 85,0 2,2
Tính chính xác tỉ số truyền :
= 46,72
Chọn Uh = 12
= Uh.Un Un =
Uh là tỉ số truyền của hộp
Un là tỉ số truyền ngoài hộp
Un= Ukn.Uđ = 1.U Un = Uđ = 3,893
Mặt khác tra bảng 3.1
Với Uh=12
Tính công suất từng trục:
Trục IV (trục làm việc) : 4,746 (Kw)
Trục III : (Kw)
Truc II : 4,97 (Kw)
- Trục I: = = 5,16 (Kw)
Trục động cơ Pđc= = =5,41 Kw
Số vòng quay :
nđc= 2900 (vòng/phút)
Trục I : = 744,926 (vòng/phút)
Trục II : = 183,93 (vòng/phút)
Truc III : = 61.93 (vòng/phút)
Trục IV (trục làm việc) : = 61,93 (vòng/phút)
Mômen xoắn:
Trục động cơ: = 17815,69 (Nmm)
Trục I : = 66151,53 (Nmm)
Truc II : = 258051,97 (Nmm)
Trục III : = 737106,41 (Nmm)
Trục IV (trục làm việc): = 731863,39 (Nmm)
Trục Động cơ Trục I Trục II Trục III Trục làm
việc
Thông số
Công suất (kW) 5,41 5,16 4,97 4,78 4,746
Ti số 3,893 4,05 2,97 1
truyền
Số vòng quay 2900 744,926 183,93 61,93 61,93
(v/ph)
Momen xoắn 17815,69 66151,53 258051,97 737106,41 731863,39
(N.mm)
II thiết kế bộ truyền đai
1 chọn loại đai
n=2900v/p ; P = 5,5 Kw ud= 3,893
- Theo hình 4.1
Chọn đai thường loại A đai hình thang
Tra bảng 4.13( TTTK) chọn tiếp diện đai b.h =13.8
A,đường kính đai nhỏ
Chọn d1= 140 mm theo tiêu chuẩn
Vận tốc đai = = 21,25 m/s
Nhỏ hơn vận tốc cho phép Vmax= 25 m/s
B, đường kính bánh đai lớn
d2 = d1. ud (1-) = 140.3,893(1- 0,01) = 539,56 mm
theo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn
d2 = 560 mm
tỉ số truyền thực tế:
=4
=2.7% < 4 %
2, Tính chiều dài đai
Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a=0,95d2 = 532 mm
Theo công thức 4.4 chiều dài đai
= = 2246,45 mm
Theo bảng 4.13 chọn chiều dài tiêu chuẩn l=2240 mm
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1s theo 4.15
=9.486/s < imax=10/s
tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l= 2240 mm
Trong đó Δ = = = 210
= 2240-0,5.3,14(140+560) =1141
= 528,8 mm
Điều kiện: 0,55(d1+d2) +h a 2(d1+d2) 393 a1400
Vậy thỏa mãn điều kiện
Theo 4.7 góc ôm
= = >
- Xác định số đai:
theo công thức 4.16
Tra bảng 4.7/55 chọn Kd = 1 vì số ca là việc là 2 nên Kd=1+0,1 = 1,1
Với = 1- 0,0025(180 - ) = 1-0,003(180-134,72)= 0,864
Tra bảng 4.19 vì d1 = 140mm nên
l0 = 1700 mm
= =1,07 tra bảng 4.16 = 1.096
Với Ud= 4 tra bảng 4.17 = 1,14
Tra bảng 4.19 ta có [P0] = 3,44 kw ( v = 21,25 m/s, d1 = 140 mm )
= 1,599
Tra bảng 4.18 Cz= 1
Z = =1,63 đai
Theo tiêu chuẩn chọn số đai là 2
Chiều rộng đai theo 4.17 và bảng 4.21
B = (z -1).t + 2e = (2-1).15+2.10 = 35mm
Đường kính ngoài của đai da = d+2h0 = 140+2.3,3 =146,6 mm
h0 tra bảng 4.21 h0=3.3
Xác định lực căng ban đầu tác dụng lên trụ
Theo công thức 4.19
Mà Fv = qm.V2
Tra bảng 4.22 ta có qm = 0,105
Fv = 0,105.21,252 = 47,41 (N)
F0= =175,92 ( N)
Lực tác dụng lên trục
= 2.175,92.2. = 649,48 (N)
III Truyền động bánh răng
1, chọn vật liệu thép
- Đối với hộp giảm tốc rang rụ 2 cấp chịu công suất Pdc = 5,5 Kw chỏ cần chọn vật liệu
nhóm 1 vì nhóm 1 có đọ cung rang HB < 350, bánh rang được thường hóa hay tôi
cải thiện .nhờ có độ rắn thấp nên có thể cắt rang chính xác sau khi nhiệt luyện đồng thời bộ
truyền có khả năng chạy mòn .
Theo bảng 6.1/92 chọn
Bánh nhỏ
- Nhãn hiệu thép 45
- Phương pháp nhiệt luyện : tôi cải thiện
- Kích thước S
- Trong đó:
và lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì
cơ sở, trị số của chúng theo bảng (2.2)
Theo bảng (6.2) với thép tôi cải thiện đạt độ rắn
180HB350
= 2HB + 70
SF =1,75 ; SH = 1,1
= 1,8HB
- Chọn độ rắn bánh rang nhỏ HB1= 251 MPa
- Chọn độ rắn bánh rang lớn HB2= 240 MPa
SH, SF hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc uốn
Thay vào có kết quả:
= 2HB1 +70 = 2.251+70 = 572 MPa
= 2HB2 + 70 = 2.240 +70 = 550 MPa
= 1,8HB1 = 1,8.251 =451,8 MPa
= 1,8HB2 = 1,8.240 = 432 MPa
KFC hệ số xét đếnảnh hưởng đặt tải KFC = 1 khi đặt tải một phía ( bộ truyền quay 1
chiều)
KHL, KFL hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tait trọng
của bộ truyền,được xác định theo công thức sau
ở đây mF,mH bậc của đường cong mỏi khi thử tiếp xúc uốn
mH = mF = 6 khi độ rắn mặt răng HB 350
NHO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
NHO= 30
NHO1= 30.2512,4 = 17232099
NHO2= 30.2402,4 = 15474913,67
NFO số chu kì thay đổi ứng suất cở sở khi thử về uốn
NFO = 4.106 đối với tất cả các loại thép
NHE, NFE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh
- Vì đề bài chơ sơ đồ tải trọng nhiều bậc nen ta áp dụng cong thức sau
NHE=
NHE2 = 60.c.. =
Trong đó:
C số lần ăn khớp trong một lần, C =1
ni số vòng quay của trục:
n1= 183,92 (vòng/phút)
n2 =61,92 (vòng/phút)
tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét = 2.4.250.5 = 10000 h
NHE2= 60.1..10000( + )= 6290486,22
Ta có:
NHE2 = 629040060 > NHO2 = 15474913,67
KHL2=1
NHE1>NHO1 do đó KHL1=1
Theo (6.1a) TKTK1 ta có:
SH=1,1 là hệ số an toàn khi tiếp xúc và uốn, tra bảng 6.2/ 94
với KHK1 = KHL2 = 1.
Suy ra :
= 520 (MPa)
= 500 (MPa)
= 410,72 (MPa)
= 392,72 (MPa)
Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, ứng suất tiếp xúc cho phép là giá trị trung bình của
vàtức là:
510 1,25[]min = 1,25.500 = 625 MPa
Với cấp chậm dung răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên KFL=1,do đó
/
= 500 (MPa)
Số chu kì thay đổi ứng suất uốn theo CT 6.8/93:
- Trong đó:
MF bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn
Đối với thép thường hóa tôi cải thiện mF = 6 tra bảng 6.4/95
NFE2 = 60.1..10000. ( + ) = 56579943,86
NFE2 > NFO = 4.106 KFL2 =1
Nên NFE1 >NFO => KFL1=1
ứng suất uốn cho phép tính the CT 6.2a/93
trong đó:
KFL =1 hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với bộ truyên quay một chiều
nên = 1,8HB , SF = 1.75
=284 (MPa)
= 271,5 (MPa)
ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép khi quá tải
đối với bánh răng tôi cải thiện : []max = 2,8 (6.13)
[]max = 2,8 = 2,8.580=1624 (MPa)
[]max = 2,8 = 2,8.480 =1344 (MPa)
ứng suất uốn cho phép khi quá tải : []max = 0,8 khi HB 350
[]max = 0,8 = 0,8.580 = 464 (MPa)
[]max = 0,8 = 0,8.480 = 384 (MPa)
3 Tính toán bộ truyền cấp nhanh ( bánh trụ răng thẳng)
Trong bộ truyền cấp nhanh có 2 bộ bánh răng làm việc hoàn toàn giống nhau đặt song
song .do đó ta tính thông số cho 1 bộ truyền bộ còn lại cũng giống như bộ đã thiết kế.
3.2 Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw
Đối với hộp giảm tốc thông số cơ bản là khoảng cách trục aw nó được xác định theo
công thức
Trong đó: Ka (MPa1/3) =43 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng bảng 6.5
- T1 = (Nmm) momen xoắn trên trục chủ động Nmm
= 510 MPa ứng suất tiếp xúc cho phép MPa xem 6.2
u =4,05 tỉ số truyền
= 0,3 các hệ số trong đó bw là chiều rộng vàng răng xem bảng 6.6
=0,53.0,4(4,05+1) = 0,8 (ct 6.16/97)
Sơ đồ số 3
= 1.12 hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng bánh răng bảng
6.7/98
= =106,3 (mm)
Chọn aw = 140 mm
3.2 Xác định các thông số ăn khớp
Xác định modun m:
Theo CT 6.17/97 m= (0,01….0,02). aW = (0,01…..0,02).140 = (1,4…..2.8)mm
Chọn m = 2,5 mm
Xác định số răng và góc nghiêng
Bộ truyền cấp nhanh gồm bộ bánh răng góc nghiêng trong hộp giảm tốc phân đôi
(30….40)
Chọn sơ bộ = 350 góc nghiêng của răng cos = 0,819
Từ công thức 6.18/99
Trong đó Z1 là bánh răng chủ động
Z2 là bánh răng bị dẫn
Tính số răng bánh nhỏ:
từ công thức 6.18
= = 18,1 theo CT6.19
Chọn số răng Z1 = 18 răng
Số răng bánh lớn
Z2 = u1.Z1 = 4,05.18 = 72,9
Chọn Z2 = 73răng
Zt = Z1+Z2 = 91 răng
Góc nghiêng chính xác của răng
- = 0,81
= 35,650
Tỉ số truyền thực tế = = 4,055
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của răng
ứng suất tiếp xúc của được tính theo công thức CT6.33/105 thỏa điều kiện
Trong đó:
ZM = 274 (MPa)1/3 hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng 6.5/96
ZH = hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Trị số của ZH có thể tra trong
bảng 6.12
ở đây là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở:
tg = cos.tg
theo tiêu chuẩn VN (TCVN 1065-71) góc profin =200
góc profin răng = arctg( )
Với và tính theo công thức ở bảng 6.11 đối với bánh răng nghiêng không dịch
chỉnh
= = arctg( ) = arctg() = 24,120
Góc nghiêng trụ cơ sở
tg = cos.tg = cos(24,12) . tg(35,65)= 0,66
= 33,20
ZH = = =1,49
hệ số kể đến sự trùng khớp của răng xác định như sau
= khi =0 (1)
= khi
- Do >1 theo CT 6.36c/105 tính ta chọn (3)
=
và
Là hệ số trùng khớp ngang d b là đường kính trụ cơ sở db =
da1 ,da2 là đường kính đỉnh răng tính theo công thức ở bảng 6.11
khi tính gần đúng có thể xác định theo bảng 6.11 hoặc theo công thức
= [1,88-3,2] .cos(35,650) = 1,34
= = = 0,86
KH =
Trong đó :
= 1,12 Tra bảng 6.7/98 sơ đồ 3
=55,4 (mm) Đường kính vòng lăn bánh nhỏ
V= = = 2,16(m/s) Vận tốc vòng theo CT 6.40/106
v = 2,16 (m/s) < 4 (m/s) tra bảng 6.13/107 ta được cấp chính xác
là 9
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các cặp răng
đồng thời ăn khớp tra bảng 6.14/107
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp. và
được
xác định theo công thức 6.41 :
=
Trong đó :
Với v = 1,925 (m/s) tính theo CT 6.40
= 0,002 hệ số kể đến sự ảnh hưởng của sai số ăn khớp tra bảng
6.15
=73 hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lẹch các bước răng bánh
1 và 2 tra bảng 6.16
= = 1,85
- = = 1+ =1,05
KH = = 1,12.1,13.1,05 = 1,3
Thay các giá trị:
ZM = 274 (MPa)1/3 ZH = 1,49 = 0,86 T1 = 33075,765 Nmm
KH = 1,3 u = 4,055 bw1= 42 mm dw1 = 55,4 mm
Vào CT:
Ta được:
= 274.1,49.0,857. =372(MPa)
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo 6.1 với v = 2,16 (m/s) < 5 m/s Zv = 1
độ nhám RZ (2,5 ….1,25) nên ZR = 0,95
với da
- = = 0,746
• Yβ=1-: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng
= 1- = 0,74
YF1, YF2: Hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào số răng tương đương
= = 33,5
= =136
hệ số dịch chỉnh x=0 tra bảng 6.18/trang 109.
YF1= 3,8 YF2 = 3,6
KF= KFβ. KFα. KFv: Hệ số tải trọng khi tính về uốn
KFβ = 1,24 (sơ đồ 3): Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về uốn, tra bảng 6.7/trang 98
KFα = 1,37: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn
khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14/trang 107
KFv: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn
(CT 6.46/trang 109)
Với (CT 6.47/trang 109).
δF= 0,006: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15/trang 107
g0 = 73: Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng bánh 1 và 2,tra bảng
6.16/trang 107
v = 2,16 (m/s)
→VF = 0,006.73.2,16. = 5,5
= 1+= 1,1
= 1,24.1,37.1,1=1,86
Với T1 = 33075,765(N.mm)
KF = 1,86
Yε = 0,746
Yβ = 0,74
YF1 = 3,8
YF2= 3,6
Thay vào công thức:
= = 44,37 MPa
Theo công thức 6.44/trang 108:
= = 42 MPa
Theo công thức 6.2/ trang 91
Theo công thức 6.2a/ trang 91
- Với:
YR = 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượm chân răng.
YS = 1,08 – 0,0695ln(m) = 1,08 – 0,0695ln (2,5) = 1,02 Hệ số xét đến độ nhạy của vật
liệu đối với tập trung ứng suất
KxF = 1: Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn khi da400(mm)
=284.1.1,02= 289,7 MPa
= 271,5.1.1,02.1=276,93 MPa
= 44,37
- Đường kính vòng chia d d1 = = =55,4 mm
d2 === 224,6 mm
Đường kính đỉnh răng da da1= d1+2m(1+x1-)
=55,4+2.2,5(1+0) = 60,4 mm
da2 = d2+2m(1+x2-) =
224,6+2.2,5(1+0) = 229,6
mm
Đường kính đáy răng df df1=d1-(2,5-2X1).m = 55,4-
(2,5-0).2,5 =49,15 mm
df2=d2-(2,5-2X2).m = 224,6-
(2,5-0).2,5=218,35 mm
Đường kính lăn == 55,4 mm
.u = 49,38.4,055=224,6 mm
xác định các thông số của bộ truyền cấp chậm
Đối với hộp giảm tốc thông số cơ bản là khoảng cách trục aw nó được xác định theo công thức
Trong đó: Ka (MPa1/3) =49,5 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng bảng 6.5
T2 = 258051,97 (Nmm) momen xoắn trên trục chủ động Nmm
= 500 MPa ứng suất tiếp xúc cho phép MPa
u2 =2,97 tỉ số truyền
=0,4các hệ số trong đó bw là chiều rộng vàng răng xem bảng 6.6
Sơ đồ 7
=0,53.0,4(2,97+1) = 0,8 (ct 6.16/97)
tra bảng 6.7 thuộc sơ đồ số 7 ta được
= 1,03 hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng bánh răng bảng
6.7/98
= =188 (mm)
Chon sơ bộ aw = 185 mm
3.2 Xác định các thông số ăn khớp
Xác định modun m:
Theo CT 6.17/97 m= (0,01….0,02). aW = (0,01….0,02).185 = (1,85…..3,7)mm
Chọn m = 2,5 mm
Mối quan hệ khoảng cách trục aw số răng bánh nhỏ Z1 và số răng bánh lớn Z2 và góc
nghiêng
- Từ công thức 6.18/99
Trong đó Z1 là bánh răng chủ động
Z2 là bánh răng bị dẫn
Xác định số răng và góc nghiêng
Bộ truyền bánh răng trụ thẳng
Ta có góc nghiêng = 0 từ (6.18) xác định số răng bánh
= = 37,2
Chọn Z1 = 37 răng
Z2= u2.Z1 = 37.2,97=109,89
Chọn Z2 = 110 răng
Zt = Z1 + Z2 = 37+110 = 147 răng
Tính lại khoảng cách trục
aw = = =183,75 mm
Tỉ số truyền thực = = 2,973
Xác định hệ số dịch chỉnh
tính hệ số dịch tâm theo 6.22
Y= = =0
Góc ăn khớp
cos = = 0,94
=200
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của răng
ứng suất tiếp xúc của được tính theo công thức CT6.33/105 thỏa điều kiện
Trong đó:
ZM = 274 (MPa)1/3 hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp tra bảng 6.5/96
ZH = hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Trị số của ZH có thể tra trong bảng 6.12
Vì răng trụ thẳng nên β =0
ở đây là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở:
theo tiêu chuẩn VN (TCVN 1065-71) góc profin =200
- Góc nghiêng trụ cơ sở
tg = cos.tg =cos(20).tg(0)= 0
=0
ZH = = =1,76
hệ số kể đến sự trùng khớp của răng xác định như sau
= khi =0 (1)
= khi
nguon tai.lieu . vn