Xem mẫu
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
- Thông số đâu vao:
̀ ̀
+ Lực keo xich tai: F = 2870 (N)
́ ́ ̉
̣ ́ ̉
+ Vân tôc băng tai: v = 1,93 (m/s)
+ Đường kính tang: D = 270 (mm)
+ Đăc tinh làm viêc: Va đập vừa.
̣ ́ ̣
I. Chọn Động Cơ
1.1. Công suất yêu cầu của động cơ:
2. p
Pyc = ct
η
Pct: Công suất trên trục công tác.
F .v 2870.1,93
Pct = = = 5,54 ( kW)
1000 1000
η: Hiệu suất hệ dẫn động:
η = ηbr.η3ol.ηx..ηkn
Trong đó : ηol là hiêu suât cua ổ lăn
̣ ́ ̉
η br là hiêu suât cua bộ truyên banh răng
̣ ́ ̉ ̀ ́
ηx là hiêu suât cua bộ truyên xich
̣ ́ ̉ ̀ ́
ηkn là hiêu suât cua khớp nôi
̣ ́ ̉ ́
Tra bảng B ( 2.3)[1] ta có : ηol = 0,99; ηbr = 0,97; ηx= 0,92; ηk = 0,99
⇒ η = η3ol.ηbr.ηx..ηkn = 0,97.(0,99)3. 0,92.0,99 = 0,86
2.Pct 2.5,54
=> Pyc= = = 12,92 ( kW)
η 0,86
1.2. Xác định số vòng quay trên trục công tác :
60000.v 60000.1,93
n = = = 136,52( v / ph )
ct π.D 3,14.270
Số vòng quay sơ bộ của động cơ.
nsb = nct.usb
1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ:
usb = ux.ubr
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
1
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Theo bảng B ( 2.4)[1] ta chọn sơ bộ :
+ Tỉ số truyền xích: ux = 2,5
+ Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng : ubr = 3
⇒ usb = 2,5.3 = 7,5
1.4.Số vòng quay sơ bộ của động cơ.
nsb = nct.usb
=> nsb = nct.usb = 136,52.7,5= 1023,9 ( v/ph)
Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Chọn ndb = 1000 ( v/ph)
1.5. Chọn động cơ:
- Tra bảng ở phụ lục tài liệu p1.3 [1], chọn động cơ thỏa mãn
+ ndb ~ nsb = 970 ( v/ph)
+ Pdc ≥ Pyc = 12,92 ( kW)
- Ta được động cơ với thông số sau :
+ Ký hiệu động cơ : 4A160M6Y3
+ Pcfdc = 15,0( kW)
+ ndc = 970 ( v/ph)
+ cosφ = 0,86
II. Phân phối tỉ số truyền :
2.1. Xác định tỉ số truyền uc của hệ thống :
n
- Tỉ số truyền của hệ : uc =
dc = 970 = 7,11
n ct 136,52
2.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền :
uc 7,11
- Tỉ số truyền của bộ truyền trong: ubr = = = 2,37
ubr 3
Vậy ta có :
+ uc = 7,11
+ ubr = 3
+ ux = 2,37
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
2
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
III. Tính các thông số trên trục :
3.1. Tính công suất trên các trục :
F .v 2870.1,93
- Công suất trên trục công tác : Pct = = = 5,54 ( kW)
1000 1000
Pct = 2.5,54 = 12,16(kW)
- Công suất trên trục II : PII =
ηol . ηx 0,99.0,92
PII = 12,16 = 12,67(kW)
- Công suất trên trục I : PI =
ηol . ηbr 0,99.0,97
∗ PI = 12,67 = 12,92(kW)
- Công suất trên trục động cơ: P đc =
ηol . ηk 0,99.0,99
3.2.Tính số vòng quay:
- Số vòng quay của động cơ: nđc = 970(vg / ph)
- Số vòng quay trên trục I : nI =
ndc = 970 = 970(vg/ph)
u kn 1
n 970
- Số vòng quay trên trục II : n = I
= = 323,33(vg / ph)
II
u br
3
n 323,3
n∗ = = = 136,52(vg / ph)
II
- Số vòng quay trên trục công tác:
ct
u x
2,37
3.3.Tính momen trên trục:
- Momen xoắn trên trục động cơ :
9,55.10 6. P ∗ 6
đc = 9,55.10 .12,92 = 127233( N .mm)
T đc =
n đc 970
- Momen xoắn trên trục I :
9,55.106.P I 9,55.106.12,67
TI = = = 124701( N .mm)
nI 970
- Momen xoắn trên trục II :
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
3
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
9,55.106.P II 9,55.106.12,16
T II = = = 179626( N .mm)
n II 2.323,33
Momen xoắn trên trục công tác :
9,55.106 .P ct 9,55.106.5,54
T ct = = = 387477( N .mm)
∗
n ct 136,62
3.4. Bảng thông số:
Trục Động cơ I II Công tác
T ukn = 1 ubr = 3 ux = 2,37
hông số
P ( kW) 12,92 12,67 12,16 5,54
n ( v/ph) 970 970 323,33 136,52
T( Nmm) 127233 124701 176926 387477
PHẦN II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC BỘ TRUYỀN
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
4
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
I. Tính toán thiết kế bộ truyền xích:
- Thông số yêu cầu :
Ptruc 2 12,16
+ P1 = = = 6,08( kW )
2 2
+ n1 = ntruc2 = 323,3 ( v/ph )
+ u = ux = 2,37
+ β = 45o
+ làm việc 1 ca, va đập vừa
1.1. Chọn loại xích :
Chọn loại xích ống con lăn vì hệ dẫn động có tải nhỏ và vận tốc thấp.
1.2. Chọn số răng đĩa xích :
Theo bảng (5.4)[1] với u =2,5 chon Z1 = 25
=> số răng trên đĩa xích lớn là:
Z2 = u.Z1 =2,37.25 = 59,25→ chọn Z2 = 59
1.3. Xác định bước xích :
Theo CT (5.3)[1]. Ta có công suất tính toán : Pt=P.k.kz.kn
Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn Pt < [P]
Z01 25
+ Hệ số răng : kz = = =1
Z1 25
n 01 400
+ Hệ số vòng quay : kn = = = 1,24
n1 323,3
+ k = ko.ka.kdc.kbt.kd.kc
Tra bảng (5.6). [1]
ko : hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền. với β = 450
→ ko=1
ka : hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích, chọn a = 40
→ ka=1
kđc : hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích,
→ kđc=1
kđ: hệ số kể đến tải trọng va đập nhẹ,
→kđ=1,2
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
5
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
kc: hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền,
→kc=1 (số ca =1)
kbt : hệ số ảnh hưởng bôi trơn ,
→ kbt = 1
=> k = ko.ka.kdc.kbt.kd.kc = 1.1.1.1.1,2.1 = 1,2
Có Pt = P.k.kz.kn ( kW)
Vậy Pt= 6,18.1,2.1.1,24=9,03( kW )
Tra bảng B ( 5.5)[1] với no1 = 400 ( v/ph ) chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích 25,4 mm. thoả mãn
điều kiện bền mòn.
Pt < [P] = 19,0kW
Theo bảng B ( 5.8)[1] P < Pmax
1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích:
- Chọn sơ bộ : a = ( 30 ÷ 50 ) pbx = 40.25,4= 1016 ( mm )
- Số mắt xích : CT (5.12)
(2
2.a Z1 + Z 2 Z 2 − Z1 .p bx )
x= + +
p
bx
2 4.π 2a
2 . 1016 25 + 59 ( 59 − 25) 2 .25,4
x= + + = 122,73
25,4 2 4.π 2 .1016
→ chọn số mắt xích chẵn là : xc = 124
- Tính lại khoảng cách trục
Theo 5.13 ta có
( z − z )
2
*
a = 0,25pbx. {xc – 0,5.(Z2 + Z1) + [ xc − 0,5( z 2 + z1 ) ] 2
− 2 2 1 }
π
( 59 − 25)
2
=> a* = 0,25.25,4 {124 – 0,5.(59+ 25) + [124 − 0,5( 59 + 25) ] 2 − 2 }
3,14
= 1032,24 (mm)
- Để xích không quá căng thì cần giảm a một lượng:
∆a= 0,003. a*= 0,003.1032,24 = 3,1 mm
⇒ lấy a = 1029,14 (mm)
- Số lần va đập cho phép của xích tra được tính theo công thức (5.14)[1]
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
6
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Z .n
i = 1 1 ≤ [i ]
15.x
25.323,3
= = 4,35 < [ i ] =30 theo bảng (5.9) [1]
15.124
1.5.Tính kiểm nghiệm xích về độ bền:
Q
Theo (5.15) S = K .F + F + F ≥ [S]
d t o v
Theo bảng( 5.2) [1] tải trọng phá hỏng Q= 56700 {N} và
khối lượng 1m xích q=2,6(kg)
Kđ=1,7 hệ số tải trọng động
z1 . p.n1 25.25,4.323,3
v= = = 3,42(m / s )
60000 60000
1000.P 1000.6,08
Ft = = = 1777,23( N )
v 3,42
Fv = q.v2 = 2,6.(3,42)2 =30,44(N)
Fo=9,81.kf.q.a
Kf: hệ số phụ thuộc độ võng của xích và vị trí bộ truyền: chọn kf=4
⇒ Fo= 9,81.4.2,6.1,029= 104,99 (N)
56700
Do đó S = = 17,96
1,7.1777,23 + 104,99 + 30,44
Vậy s > [ s ] =9,3 bộ truyền xích đảm bảo đủ bền
1.6.Đường kính đĩa xích theo công thức
p 25,4
d1 = = = 202,66
(5.17)[1] sin π sin 3,14
mm
z1 25
p 25,4
d2 = = = 477,24
sin π sin 3,14
mm
z2 59
3,14
d a1 = p 0,5 + cot g π = 25,4.0,5 + cot g
z = 213,76 mm
1 25
3,14
d a2 = p 0,5 + cot g π = 25,4.0,5 + cot g
z = 489,27 mm
2 59
d f1 = d1 − 2r = 202,66 − 2.8,03 = 186,60
mm
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
7
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
d f 21 = d1 − 2r = 489,27 − 2.8,03 = 461,19
mm
Với r=0,5025.d1 +0,05 = 0,5025.15,88+ 0,05 = 8,03 mm
d1 tra bảng 5.2
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18)[1]
E
δ H = 0,47 k r .( Ft . K đ + Fvđ ) ≤ [δ H ]
( A.k d )
Fvđ : lực va đập trên m dãy xích theo công thức
Fvđ = 13.10-7n1.p3m
= 13.10-7.323,3.25,43 .1 = 6,89 N
z1= 25 ⇒ kr = 0,36 (hệ số phụ ∈ Z)
A = 180 mm2 diện tích chiếu mặt tựa của bản lề bóng (5.12) [1]
E = 2.E1. E2 (E1+E2) = 2,1.105MPa – Mô đum đàn hồi
Kđ = 1,2 tải trọng va đập nhẹ, kd = 1 xích dãy 1
2,1.10 5
⇒ δ H1 = 0,47. 0,36.(1777,23.1,2 + 6,89 ). = 445,54 (Mpa)
180.1
Vậy khi dùng thép 45 tôi, ram đạt độ rắn bề mặt HRC 50 có ứng suất tiếp xúc cho phép là [δ H ] =800
MPa đảm được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1
Tương tự ta xác định được: δ H 2 < [δ H ] (với cùng vật liệu và nhiệt luyện)
1.7 Xác định lực tác dụng lên trục
Lực căn trên bánh chủ động và bị động
F1 =Ft + F2 ; F2 =Fo + Fv
Ft = 1777,23 N – Lực vòng
Fv = q.v2 = 30,45 N- Lực căng do lực ly tâm sinh ra
Tra bảng( 5.2) [1] có q = 2,6 kg
Fo = 77,86 N – lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra
⇒ F2 = 104,99+ 30,45 = 135,44 N
F1 = 1777,23 + 135,44 = 1912,67 N
Trong tính toán thực tế có thể bỏ qua Fo và Ft và lực tác dụng lên trục được tính theo công
thức( 5.20) [1] : Fr = Kx . Ft
kx = 1,05 hệ số kể đến trọng lượng bộ xích, bộ truyền nghiêng một góc >400
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
8
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
⇒ Fr = 1,05.1777,23= 1886,09 N.
1.8.Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Kí hiệu Giá trị
1. Loại xích ------- Xích ống con lăn
2. Bước xích p 25,4(mm)
3. Số mắt xích x 124
4. Chiều dài xích L 3149,6 (mm)
5. Khoảng cách trục a 1029,14(mm)
6. Số răng đĩa xích nhỏ 25
7. Số răng đĩa xích lớn Z2 59
8. Vật liệu đĩa xích ---- Thép C45
9. Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 202,66 (mm)
10. Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 477,24(mm)
11. Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ da1 2123,76(mm)
12. Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn da2 489,27(mm)
13. Bán kính đáy r 8,03(mm)
14. Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ 186,60mm)
15. Đường kính chân răng đĩa xích lớn 461,19(mm)
16. Lực tác dụng dọc trục 1866,09 (N)
II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN THẲNG :
p1 = 12,67 (kw)
n1 = 970 (v/phút)
u=3
Thời gian sử dụng lh = 11000 (giờ)
2.1.Chọn vật liệu
Vì không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, ta chọn bộ
truyển bánh răng côn răng thẳng quay 1 chiều với vật liệu hai bánh răng là như nhau, theo
bảng( 6.1) [1]
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
9
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chọn vật liệu đối với bánh răng nhỏ thép 40XH tôi cải thiện đạt độ rắn HB ≥ 241 có ϭ b1 = 800
MPa, ϭ ch1 = 600 MPa
Bánh răng lớn chọn tương tự HB ≥ 241; ϭ b2 = 800 MPa, ϭ ch2 = 600 MPa
2.2.Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ]
σ H lim
0
[σ h ] = .z r .z v .k XH .k HL
SH
σ Flim
0
[σ ] = . y r . y s .k XF .k FC .k FL
SF
Chọn sơ bộ zk.xv.kXH = 1; yk.ys.kXF = 1
σ H lim
0
⇒ [σ ] = .k HL
SH
σ Flim
0
[σ ] = .k FC .k FL
SF
Theo bảng (6.2 ) [ 2] ta có với thép 40 XH tôi cải tiến đạt HB 180 ÷ 350 MPa
σ H lim = 2 HB + 70 ; SH = 1,1
0
δ Flim = 1,8 HB ; SF = 1,75
0
Chọn HB1 = 280Mpa; HB2 =265Mpa
+ Bánh răng chủ động :
σ H lim 1 = 2.280 + 70 = 630
0
σ Flim 1 = 1,8.280 = 504
0
+ Bánh răng bị động :
δ H lim 2 = 2.265 + 70 = 600
0
δ Flim 2 = 1,8.265 = 477
0
- KFC hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Đặt tải một phía
- K HL ; K FL : hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ
truyền.
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
10
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
N
HO
K
+ HL = mH 1
N
HE
1
N
FO
K
+ FL = mF 1
N FE
1
Với mH, mF – Bậc của đường cong mỏi khi thử về ứng suất tiếp xúc. Do bánh răng có HB < 350 →
mH = 6 và mF = 6.
• NHO và NFO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc và ứng suất uốn.
2,4 2,4 = 2,24.10 7
+ N HO = 30H HB = 30.( 220 )
1 1
+ N HO = 30H 2,4 = 30.( 265) 2,4 = 1,96.10 7
HB
2 2
+ NF01 = NF02 = 4.106 do bánh răng làm vật liệu thép.
• N HE ; N FE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đuơng.
Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:
N HE = N FE = 60.c.n.t∑
+ c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay
+ n: số vòng quay trong 1 phút
+ t: tổng số giờ làm việc của bánh răng.
→ N HE1 = N FE1 = 60.c.n1.Lh = 60.1.970.11000 = 0,6402.109
N HE2 = N FE2 = 60.c.n 2 .L = 60.1.237,5.15500 = 0,16.109
h
Ta có : NHE > NHO , NFE > NFO => KHL1 = 1, KHL2 = 1; KFL1 =1, KFL2 =1
Do vậy
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
11
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
σ0
[
σ =
H1 S
]
Hlim1
.Z r .Z v .K XH .K HL1 =
630
1,1
.1.1 = 572,72( MPa )
H1
σ0
[
σ =
H2 S
]
Hlim2
.Z r .Z v .K XH .K HL2 =
600
1,1
.1.1 = 545,45( MPa )
H2
σ0
[ ]
σ =
FLim1
F1 S .YR .YSK XF .K FL1 =
504,0
1,75
.1.1 = 288( MPa )
F1
σ0
[ ]
σ
= FLim2
F2 S
.YR .YSK XF .K FL2 =
477
1,75
.1.1 = 272,57 ( MPa )
F2
Do vậy với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng thì lấy [σH] = [σH2] =545,45(Mpa)
2.3) Xác định chiều dài bánh răng côn ngoài :
theo công thức (6.52a)[1]
T1 K Hβ
Rc = K R . u 2 + 1.3
[(1 − K be ) K be u [σ H ]
⋅ 2
]
Với bộ truyền răng thẳng bằng thép kR = 0,5.kd
kd = 100 Mpa1/3 ⇒ KR = 0,5.100 = 50 Mpa1/3
kHβ : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng trên chiều rộng vành bánh răng con tra bảng (6.21) [1]
Kbe : hệ số chiểu rộng vành răng
b
Kbe = = (0,25 ÷ 0,3) chọn Kbe = 0,25
Re
Với U12 = Uh = 3
T1 : Mô men xoắn trên trục bánh răng chủ động Nmm
[σ H ] : Ứng suất tiếp xúc cho phép Mpa
Theo bảng (6.21) [1] với
K be .u 0,25.3
= = 0,43
2 − K be 2 − 0,25
Ta chọn trục bánh răng côn lắp trên ổ đũa sơ đồ I, HB < 350 ta được
KHβ = 1,13; T1 = 124701 Nmm
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
12
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
124701.1,13
⇒ Re = 50. 3 2 + 1.3 = 149,3 mm
[ ]
(1 − 0,25) 0,25.3( 545,45) 2
2.4. Xác định các thông số ăn khớp
- Số răng bánh nhỏ
Dường kính vòng chia ngoài ;
2.Re 2.149,3
de1 = = = 94,43 mm
1+ u 2
1 + 32
Do đó tra bảng (6.22)[1] ta được z1p = 19
Với HB < 350, z1 = 1,6.z1p = 1,6.19 = 30,4 ⇒ chọn z1 = 30
Tính đường kính trung bình và mô đun trung bình theo công thức (6.44) và (6.55) [1]
dm1 = (1-0,5 Kbe)de1 = (1-0,5.0,25).94,43 = 82,62mm
d m1 82,62
mtm = = = 2,75 mm
z1 30
Mô đum vòng ngoài, với bánh răng côn răng thẳng theo công thức (6.56)[1]
mtm 2,75
mte = = = 3,14 mm
(1 − 0,5K be ) (1 − 0,5.0,25)
Theo bảng (6.8)[1] lấy theo tiêu chuẩn mte = 3 do đó ta tính lại
mtm = mte.(1- 0,5.Kbe) = 3.(1 -0,5.0,25) = 2,63 mm
d m1 82,62
Z1 = = = 31,4 lấy Z1 = 31 răng
mtm 2,63
Số răng bánh lớn Z2 = U. Z1 = 3.31,4 = 94,2 lấy Z2 = 94 răng
Z 2 94
Do đó tỉ số truyền Um = = = 3,03
Z1 31
Z1 31
Góc côn chia: δ1 =arctg
Z = arctg =18,250
2 94
δ2 = 900 - δ1 = 900 – 118,250 = 71,750
Theo bảng (6.20)[1] với Z1 =31 chọn hệ số dịch chỉnh đều
x1 = 0,31; x2 = -0,31
Đường kính trung bình của bánh nhỏ
dm1 = Z1. mtm = 31.2,63 = 81,53 mm
Chiều dài côn ngoài
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
13
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Re = 0,5.mte. Z 1 2 + Z 2 2 = 0,5.3 312 + 94 2 = 148,47mm
2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc xuất hiên trên bề mặt răng theo CT (6.58)[1]
C. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng:
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
2.T .K . U 2 + 1
σ = Z .Z .Z ε
H M H
1 H m
2 .U
≤σ
H
[ ]
0,85.b .d m
1
+ ZM: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
tra bảng B(6.5)[1]→ ZM = 274MPa1/3
+ ZH: hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc:
Với xt = x1 + x2 = 0 ; ZH = 1,76 vì β = 0
+ Zε : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Theo CT(6.59a) [1]
4 − εα
Zε =
3
εα. Hệ số trùng khớp ngang theo (6.60) [1]
εα = 1,88 − 3,2 1 + 1 .cosβ = 1,88 − 3,2 1 + 1 .1 = 1,74
Z Z m 31 94
1 2
4 − 1,74
=> Zε = = 0,87
3
- kH: hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo CT(6.61) [1]
kH = kHα. kHβ .kHv
- Với bánh răng côn răng thẳng KHα = 1: KHβ = 1,13 tra bảng (6.21) [1]
- KHv Hệ số tải trọng động tính theo CT(6.63)[1]
ν H .bd m1
KHv =1+
2T1 .K Hβ .K Hα
b =Kbe.Re = 0,25.148,47 = 37,12 mm
d m1 .(U + 1)
νH = δH.go.v.
U
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
14
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
vận tốc v tính theo CT (6.22) [1]
πd m1 n1 3,14.81,53.970
v= = = 4,14m / s.
60000 60000
Chọ cấp chính xác theo vận tốc vòng bảng (6.13) [1] chọn cấp chính xác = 7
δH là hệ số xét đến ảnh hương của sai số ăn khớp tra theo bảng (6.15) [1]
với HB go =47
81,53.( 3 + 1)
Theo CT (6.64) [1] νH = 0,006.47.4,14. = 12,17
3
12,17.37,12.81,53
KHv = 1 + = 1,13
2.124701.1,13.1
=> KH = 1.1,13.1,13 = 1,28
Thay vào CT (6.58) [1]
2.124701 .1,28. 32 +1
σ
H
= 274.1,76.0 ,87 ≤σ
H
[ ]
0,85.37,12 .81,53 2.3
= 530,87 Mpa
Theo (6.1)và (6.1a) [1] ta có [σH] = [σH].Zv.ZR.KXH
Trong đó v =4,14 < 5m/s => ZV = 1.
Ra = 2,5 ÷ 1,25 μm; ZR = 0,95
da < 700mm => KXH = 1
[σH] = 545,45.1.0,95.1 =518,18 Mpa
Như vậy σH > [σH] nhưng chênh lệch nhỏ. Do đó có thể tăng chiều rộng vành răng:
2 2
σ 530,87
b = 37,12. H = 37,12.
[σ ] = 38,96 Lấy b =40 mm
H 518,18
2.6. Kiểm nghiệm răng theo độ bền uốn:
2.T .K .Yε .Y .Y
+σ
F1
=
1 F β F
1≤σ
F1
[ ]
1 0,85.(b .d m1.m tm )
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
15
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Y
F
2 ≤ σ
+ σ F2 =σ F1.
Y F2
F
1
b 40
= = 0,27
Kbe = Re 148,47
K be .u 0,27.3
Tỉ số = = 0,47
2 − K be 2 − 0,27
Tra bảng (6.21) [1] được KFβ = 1,25 KFα = 1
mtm = mnm =2,63 mô đun pháp tuyến
b = 40 mm chiều rộng vành răng
dm1 = 81,53 mm đường kính trung bình của bánh chủ động
1 1
Yε = = = 0,57 hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
ε α 1,74
Yβ: hệ số kể đến độ nghiêng của răng
Y = 1 hệ số kể đến độ nghiêng của răng
β
KF hệ số tải trọng khi tính về uốn
KF = KFβ.KFα.KFv
ν F .b.d m1
KFv = 1+
2T1 .K Fβ .K Fα
Theo (6.64) [1]
d m1 ( u + 1) 81,53( 3 + 1)
νF = δF.go.v. = 0,016.47.4,14. = 32,46
u 3
δF = 0,016 tra bảng (6.15) go= 47 (6.16) [1]
32,46.40.81,53
KFv = 1+ 2.124701.1,25.1 = 1,34
KF = 1,25.1.1,34 = 1,675
Tra bảng B ( 6.18)[1] với x1 = 0,31 , x2 = - 0,31
→ YF1 = 3,57 và YF2 = 3,53
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
16
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Thay các giá trị vừa tính được vào(6.65)
2.T1.K F .Yε .Yβ .YF
1 2.124701.1,675.0,57.1.3,57
⇒ σF = = = 117,83(MPa)
1 0,85.b.m .d 0,85.40.2,63.81,375
tm m1
σ.Y
F F
σ = 1 2 = 117,83.3,5 3 =120,47(MPa)
F Y 3,57
2 F
1
[ ] [
Vậy σ F1 =117,83 < σ F1 = 480(MPa) , σ F 2 =120,47 < σ F2 = 480(MPa) ]
Như vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo
2.7.Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Tm
Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải , với hệ số quá tải Ktq = = 2,0
T1
Kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại
σH =σ . k qt = 530,87. 2,0 = 750,76(MPa) ≤ [σ H ] Max = 1680(MP a)
Max H
σF =σ F k qt =117,83.2,0 =235,66( MPa ) ≤σ F
1 =480(MP a)
1Max 1 Max
σ =σ k = 120,47.2,0 = 240,94( MPa ) ≤ σ F
2 = 480(MP a)
F2 Max F2 qt Max
2.8. Một số thông số hình học của cặp bánh răng
Bảng tổng kết các thông số bộ truyền bánh răng .
Thông số Ký hiệu Giá trị
Chiều dài côn ngoài Re 148,47 mm
Chiều rộng vành răng b 40mm
Chiều dài côn trung bình Rm Rm = Re – 0,5b =128,47 mm
Đường kính chia ngoài de de1 = mte.Z1= 93mm
de2 =mte.Z2 = 282mm
Góc côn chia δ δ1=18,25o
δ2 = 71,75o
Chiều cao răng ngoài he he =2.htemte + c
với hte = cosβm; c = 0,2.mte => he
= 6,6mm
Chiều cao đầu răng ngoài hae hae1 = (hte + xn1cosβm)mte
với xn1 = 0,31=> hae1 = 3,93mm
hae2 =2hte.mte– hae1= 2,07mm
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
17
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chiều cao chân răng ngoài hfe hfe1 = he- hae1 = 2,67mm
hfe2 = 4,53 mm
Đường kính đỉnh răng ngoài dae dae1 = de1 + 2hae1.cosδ1
dae1 = 100,46mm
dae2 = 283,3mm
Đường kính trung bình dm dm1 = mtm.Z1 =81,53mm
dm2 = 246,75mm
Môđun vòng trung bình mtm mtm=mte(1-0,5.Kbe) =2,63 mm
Môđun pháp trung bình mnm
PHẦN III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
I. Tính chọn khớp nối
1.1. Chọn khớp nối:
- Ta sử dụng khớp nối đàn hồi để nối trục
- Thiết kế chọn khớp thường dựa vào momen xoắn tính toán Tt : Tt ≤ [T]
+ T: momen xoắn danh nghĩa hay momen xoắn trên trục cần nối, T=127233Nmm
+ K: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác, tra bảng B(16.1) [ 2] , chọn k=
1,5(máy nén công tác băng tải) T = Tdc = 127233Nmm = 127,23Nm
→ Tt = k.T = 1,5.77187,62 = 190850( N.mm).
Động cơ là 4A160M6Y3, tra bảng (p1.7) [1] ta được đường kính trục động cơ là:
ddc = 48 mm
Với điều kiện Tt = 127,23≤ Tbảng và ddc = 48 ≤ dbảng tra bảng (16.10a) [2] ta chọn [T] =
+[T] = 500 ( N.m ) + dbảng = 50 ( mm )
n ≤ [nmax] = 3600
Kích thước cơ bản của nối trục đàn hồi
d = 50, D =170, dm =95, L = 175, l =110, d1 = 90, Do =130, Z =8, nmax = 3600, B = 5, B1 = 70, l1 = 30, D3
= 28, l2 = 32
Tra bảng B(16.10b) [ 2] với điều kiện[T] = 500 ( N.mm ) ta được kích thước cơ bản của vòng đàn hồi
:
dc = 14, d1 = M10, D2 = 20, l = 62, l1 = 34, l2 = 15, l3 = 28, h = 1,5
1.2. Kiểm nghiệm khớp nối:
1.2.1. Kiểm nghiệm theo điều kiện bền dập:
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
18
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
σ =
2.k.T
đ Z.D o d c .l
=
2.1,5.1272 33
8.130.14.2 8
= 0,94[ MPa ] ≤ σ = 4 Mpa
đ
[ ]
3
Thỏa mãn điều kiện.
1.2.2. Kiểm nghiệm điều kiện sức bền của chốt
k.T.l o
σu = ≤ [σ u ]
0,1.D o d 3.Z
c
- [σ u ] : ứng suất uốn cho phép của chốt. Chọn [σ u ] = 60 ÷80Mpa
l2 15
lo = l1 + = 34 + = 41,5
2 2
k.T.l o 1,5.127233 .41,5
⇒σ u = = = 27,75 ≤ [σ u ] thỏa mãn điều kiện.
0,1.D o d 3.Z
c 0,1.130.14 3.8
1.3. Lực tác dụng lên trục:
2.T 2.127233
Ft = D = = 1957,43( N )
130
0
Fx12 = Fkn = 0,2.Ft = 0,2.1957,43= 391,49 ( N )
II. Tính Toán Thiết Kế Trục
A Tính toán và thiết kế trục I
2.1 Chọn vật liệu:
Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có sức bền cao , ít nhạy cảm với tập trung ứng suất, có thể
nhiệt luyện, hoá nhiệt luyện được và dễ gia công.
- Vì tải trọng trung bình nên có thể chọn Vật liệu làm trục chọn là thép 45 tôi cải thiện có
σb =850Mpa, [σ] = 55Mpa
2.2. Sơ đồ phân bố lực tác dụng:
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
19
- Đồ Án Chi Tiêt May
́ ́ Đề số 3371: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.3. Xác định các lực tác dụng lên trục:
2T1
Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng tác dụng lên trục 1, trục 2 Ft1 = Ft2 = d =
m1
2.124701
= 3059,03
81,53 (N)
Fr = Fa = Ft . 0 0
1 2 1 tgα.cosδ1=3059,03.tg20 .cos18,25 =1057,37(N)
Fa = Fr = Ft .tgα.sinδ = 3059,03.tg20 o sin 18,25o = 348,71(N)
1 2 1 1
(α = 20o góc ăn khớp đối với bánh răng côn răng thẳng)
Lực tác dụng từ bộ truyền xích
Do góc nghiêng đường nối tâm của hai đĩa xích là 45o nên lực Ft của bộ truyền xích được phân tích
thành các thành phần là Fx22 và Fy22; Fx24 và Fy24
Với Fx là Fr22 đã tính ở phần 2 thiết kế bộ truyền ngoài.
Fx = Fr22 =1866,09 (N)
Với Fx22 = Fx24 = Fx. sin α =1866,09 . sin 450 =1319,52(N)
Fy22 =Fy24 = Fx.cosα = 1866,09 . cos 450 = 1319,52(N)
2.4. Tính sơ bộ đường kính trục:
Theo (10.9) [1] ta có đường kính trục
T
d =3
0,2.[τ ]
Trong đó:
GVHD: Trịnh Đồng Tính SVTK: Trần Minh Tân. Lớp: KTCK 4 – K55
20
nguon tai.lieu . vn
