1 Động cơ 2 Bộ truyền đai dẹt 3 Hộp giảm tốc răng côn răng thẳng 4 Nối trục 5 Băng tải Mục Lục CHƯƠNG 1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 8 1 1 Chọn động cơ 8 1 2 Số vòng quay sơ bộ của động cơ 8.
1 1: Động 2: Bộ truyền đai : dẹt 3: Hộp giảm tốc côn thẳng 4: Nối trục 5: Băng tải Mục Lục CHƯƠNG 1: 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động : - Công suất cần thiết trục động Trong đó: - Cơng suất cần thiết trục động cơ, kW - Cơng suất tính tốn trục máy cơng tác, kW - Hiệu suất truyền động - Hiệu suất truyền: - Hiệu suất truyền cặp ổ lăn hệ tra bảng (2.1[3]) + Hiệu suất truyền đai + Hiệu suất cặp bánh côn + Hiệu suất cặp ổ lăn + Hiệu suất khớp nối 88 - Ta có: 6,44 (kW) - Thay vào ta có: 7,32 (kW) 1.2 Số vòng quay sơ động : - Ta có: Theo bảng 2.2[3], chọn: , - Ta có: = 3,5 = 14 Do đó: - Chọn số vịng đồng động Ta chọn số vòng quay đồng động - Chọn động thỏa mãn điều kiện: Chọn động thực tế theo bảng P1.3[3] trang 203 – Phụ lục, động 4A132S4Y3 có thông số kỹ thuật sau: Kiểu động Pđc(kW) Nđc (vg/ph) cos 4A132M6Y3 7,5 968 0,81 85,5 2,2 2,0 Ta có: , động chọn thỏa mãn điều kiện làm việc 1.2.1 Phân phối tỉ số truyền - Tỉ số truyền hệ dẫn động: - Chọn tỷ số truyền đai theo tiêu chuẩn 1.2.2 Tính tốn thơng số trục: - Cơng suất trục • Trục làm việc: (kW) • Trục II: 6,57 (kW) • Trục I:6,84 (kW) • Trục động cơ: = 7,27 (kW) - Số vòng quay trục • Trục động cơ: (vg/ph) • Trục I: = 242 (vg/ph) • Trục II:76,4 (vg/ph) • Trục làm việc: (vg/ph) - Momen xoắn trục • Momen xoắn trục động : • Momen xoắn trục 1: • Momen xoắn trục 2: • Momen xoắn trục làm việc: 1.3 Thông số Bảng thông số kỹ thuật Trục Động I II Làm việc Công suất P (kW) 7,27 6,44 Tỷ số truyền u Số vòng quay n (v/p) 76,4 76,4 Momen xoắn T (Nmm) CHƯƠNG 2: 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI Thông số đầu vào: - Công suất trục chủ động: PI = Pđc = 7,27 (kW) Mô men xoắn trục chủ động: TI = Tđc = (Nmm) Số vòng quay trục chủ động: nI = nđc = 968 (vg/ph) Tỷ số truyền truyền đai: uđ == Góc nghiêng đường nối tâm: 50° Đặc điểm làm việc: va đập nhẹ 2.2 Chọn loại đai: - Các loại vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su Trong đá đai vải cao su đai sợi tổng hợp dùng rộng rãi - Đai vai cao su gồm nhiều lớp vải cao su sunfua hoá Các lớp vài chịu tải trọng, cao su dùng để liên kết, bảo vệ lớp vải, tăng hệ số - ma sát với bánh đai Đai vải cao su chế tạo thành cuộn, người thiết kế cắt đủ chiều dài cần thiết nối thành vịng kín Đai nối cách may, dùng - bu lông kẹp chặt Đai sợi tổng hợp chế tạo thành vịng kín, chiều dài đai tiêu chuẩn hoá Để thuận tiện cho việc thiết kế, chế tạo, ta chọn đai vải cao su loại đai chế tạo thành cuộn tùy chỉnh chiều dài đai theo việc thiết kế đường kính bánh đai khoảng cách trục 2.3 Xác định thông số truyền 2.3.1 Đường kính bánh đai Đường kính bánh đai nhỏ: 266 Với T1 : mômen xoắn động - Theo dãy tiêu chuẩn ta chọn d1 = 224 mm Kiểm nghiểm lại v cho thỏa mãn điều kiện: Vận tốc đai: ( 25 30 ) Trong đó: d1 : đường kính bánh đai nhỏ n1 : số vịng quay động - Theo cơng thức (4.2) sách TTTKHDĐCK đường kính bánh đai lớn: Trong đó: ε = (0,01 0,02) : hệ số trượt u: tỉ số truyền động Lấy d2 theo dãy tiêu chuẩn: d2 = 900 mm - Tỉ số truyền thực tế: - Sai lệch tỉ số truyền: Trong đó: ut u : tỉ số truyền thực tế : tỉ số truyền động 2.3.2 Khoảng cách trục - Khoảng cách trục a theo công thức 4.3 [ 1] xác định: Trong đó: d1 : đường kính bánh đai nhỏ d2 : đường kính bánh đai lớn Lấy a = 2248 mm 2.3.3 Chiều dài đai [ 1] - Chiều dài đai l theo công thức 4.4 xác định: l = 2a + + = 2.2248 + 3,14 + = 6311,5 mm - Cộng thêm từ 100 đến 400 tùy theo cách nối đai Chọn l = 6500 mm - Số vòng chạy đai: i = = =1,8 i imax (3 Từ giá trị l chọn này, xác định lại khoảng cách trục a = ( = 2342,83 Trong =1 2.3.4 Góc ơm - Góc ôm α1 bánh đai nhỏ tính theo công thức 4.7 [ 1] : = 180 - = 180 - = 162,8 > = 150 - Quy định góc ôm tối thiểu: α = 1500 2.3.5 Tiết diện đai A = b.δ = Ft K d [σF ] Trong đó: : Hệ số tải trọng động : Lực vòng δ : Chiều dày đai b: Chiều rộng đai Ta có: = 1000 = 1000 = 640,53N - Chọn tỷ số δ d1 40 ( đai vải cao su) →δ = d1 224 = = 5, 40 40 - Chọn đai Б -800; Có lớp lót; Trị số δ tiêu chuẩn δtc = (với số lớp 4) - Ứng suất cho phép: [ σ F ] = [ σ F ] Cα Cv C0 - Chọn =1,8 Mpa ; = 2,5 ; = 10 δ → [ σ F ] = k1 − k2 = 2,5 − 10 = 2, 28MPa d1 224 Ta có: = – 0,003.(180 - ) = – 0,003.(180 - 162,8) = 0,9484 Cα = 0,94 - Theo bảng 4.10 chọn: - Với vận tốc đai 11,35m/s theo bảng 4.11 chọn: =1 - Với góc nghiêng đường nối tâm truyền 50 theo bảng 4.12 [ 1] chọn: =1 [] = 2,28 0,94.1.1= 2,1432 Mpa - Theo bảng 4.7: = 1,1+0,1 = 1,2 ( va đập nhẹ) - Chọn chiều rộng đai xác định công thức 4.8: - A= b = => b= = 71,73mm [ 1] - Theo bảng 4.1 : lấy trị số tiêu chuẩn b = 80 mm Theo bảng 21.16 chọn trị số B theo tiêu chuẩn là: B = 90mm 2.3.6 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục - Lực căng đai ban đầu: = b = 1,8.80.5 = 720N - Lực tác dụng lên trục: = 2.sin( ) = 720.sin() = 1423,8N 10 2.3.7 Bảng kết tính tốn Bảng 2.1: Thơng số truyền đai Thông số Ký hiệu Giá trị Loại đai Б-800 Đường kính bánh đai nhỏ , mm 224 Đường kính bánh đai lớn , mm 900 Chiều rộng bánh đai B, mm 90 Chiều dài đai l, mm 6311,5 Khoảng cách trục a, mm 2342,83 Số đai Z Góc ơm Lực tác dụng ,N 1423,8 11 CHƯƠNG 3: 3.1 Thông số đầu vào: - 3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG Công suất trục chủ động: P1 = 6,84 kW Mô men xoắn trục chủ động: T1 = Nmm Số vòng quay trục chủ động: n1 = 242 vg/ph Tỷ số truyền: ubr = 3,1675 Thời gian phục vụ: lh = 17000 Đặc tính làm việc: va đập nhẹ Loại truyền: bánh răng thẳng Chọn vật liệu: • Bộ truyền chịu tải trọng trung bình, làm việc có va đập nhẹ nên ta chọn thép cacbon có chất lượng tốt để chế tạo • Theo bảng 6.1[1] ta chọn vật liệu bánh có đặc điểm sau: • Bánh nhỏ: thép 45, cải thiện Độ rắn HB: 241 285 Có: Độ rắn H1 = 245 HB Giới hạn bền: σb1 = 850 MPa Giới hạn chảy: σch1 = 580 MPa • Bánh lớn: thép 45, tơi cải thiện Độ rắn HB: 192 240 Có: Độ rắn H2 = 230 HB Giới hạn bền: σb2 = 750 MPa Giới hạn chảy: σch2 = 450 MPa 3.3 Ứng suất cho phép: - Theo 6.1a[1]: Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] ta chọn sơ bộ: [σH] = - Theo 6.2a[1]: Ứng suất uốn cho phép [σF] ta chọn sơ bộ: [σF] = Trong đó: • : ứng suất tiếp súc cho phép ứng với số chu kì sở (bảng 6.2[1]) Bánh nhỏ: = HB1 + 70 = 245 + 70 = 560 (MPa) Bánh lớn: = HB2 + 70 = 230 + 70 = 530 (MPa) • : ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì sở (bảng 6.2[1]) Bánh nhỏ: = 1,8 HB1 = 1,8 245 = 441 (MPa) Bánh lớn: = 1,8 HB2 = 1,8 230 = 414 (MPa) • : Hệ số an tồn tính tiếp xúc uốn 12 .2[1] có: ; = 1,75 • KFC: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải, tải đặt phía => KFC = • • mH: bậc đường cong mỏi, mH = (Do HB 350) • NHO: số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc, theo 6.5[1] Bánh nhỏ: Bánh lớn: • NHE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, theo 6.7[1]: Với C = 1: Số lần ăn khớp vòng quay Lh = 17000 = 14,55 > lấy =4,6 > + lấy • mF: bậc đường cong mỏi, mF = • NFO: số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử uốn, NFO = • NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, theo 6.8[1]: Với C =1: số lần ăn khớp vòng quay Lh = 17000 13 = 129,6 > lấy = 41 > lấy Thay vào ta được: - Ứng suất tiếp xúc cho phép: + Bánh nhỏ: [σH1] = = = 509,1 (MPa) + Bánh lớn: [σH2] = = = 481,82 (MPa) ứng suất tiếp cho phép [σH] = min{[σH1], [σH2]} = 481,82 (MPa) + Theo 6.13[1]: Do bánh cải thiện Ứng suất tiếp xúc cho phép tải: [σH1 max] = 2,8 σch = 2,8 450 = 1260 (MPa) [σH2 max] = 2,8 σch = 2,8 580 = 1624 (MPa) => [σH max] = 1624 (MPa) - Ứng suất uốn cho phép: + Bánh nhỏ: [σF1max] = = 441.1.(1/1,75) = 252(MPa) + Bánh lớn: [σF2max] = = 414.1.(1/1,75) = 236,57 (MPa) + Theo 6.14[1]: HB < 350 Ứng suất uốn cho phép tải: [σF1max] = 0,8 σch1 = 0,8 580 = 464 (MPa) [σF2max] = 0,8 σch = 0,8 450 = 360 (MPa) 3.4 Xác định chiều dài ngồi : - Theo 6.25a[1]: Chiều dài ngồi: - KR: hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh và loại KR = 0,5 Kd = 0,5 100 = 50 Do u > 3, Chọn: Kbe = 0,25 - : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành bánh côn (bảng 6.21[1]) 14 Trục bánh côn lắp ổ đũa, HB < 350, sơ đồ 1, chọn Thay vào ta được: = 214 mm 3.5 Xác định thông số ăn khớp: - Số bánh nhỏ: Tra bảng 6.22[1] ta được: z1p = 20,22 Với HB < 350 z1 = 1,6 z1p = 1,6 20,22 = 32,352 - Đường kính trung bình mơ đun trung bình: Theo 6.54[1]: dm1 = (1 - 0,5 Kbe) de1 = (1 - 0,5 0,25) = 112,74 mm Theo 6.55[1]: mtm = dm1 / z1 = 112,74 / 32,352= 3,48 mm - Theo 6.56[1]: Mơđun vịng ngoài: mte = mtm / (1 - 0,5 Kbe) = 3,48 / (1 - 0,5 0,25) = 3,97mm Theo bảng 6.8[1] lấy trị số tiêu chuẩn: mte = mm, đó: mm - Số bánh lớn: Ta lấy: Khi tỷ số truyền thực tế là: u tt = z2 / z1 = 101 / 32 = 3,156 Góc chia: - Theo bảng 6.20[1]: với Z1 =32 Chọn hệ số dịch chỉnh đều: - Đường kính trung bình bánh nhỏ: mm - Chiều dài ngồi: 15 3.6 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: Theo 6.58[1]: Ứng suất tiếp xúc xuất mặt phải thỏa mãn: Trong đó: - ZM = 274 (bảng 6.5[1]) - : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Với (bảng 6.12[1]) - : (Do : hệ số trùng khớp ngang, theo 6.60[1]: ( = = 1,75 - : hệ số tải trọng tính tiếp xúc, theo 6.61[1]: Với: +, KHβ = 1,09 +, KHα = 1: Là hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp Theo 6.62[1]: Vận tốc vòng: Theo bảng 6.13[1]: vta dùng cấp xác Theo 6.64[1]: Tra bảng 6.15[1] ta được: 6.16[1] ta +, hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Khi đó: Thay số vào ta được: 16 => Vậy đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc - Theo 6.1[1] 6.1a[1] ứng suất tếp xúc cho phép thực tế Với: bánh đạt cấp xác 481,82 0,9 = 433,638 MPa < 4% Ta thấy chênh lệch không nhiều, tăng chiều rộng vành (Thỏa mãn điều kiện ) - Tính lại bề rộng bánh răng: Lấy: b = 56 mm 3.7 Kiểm nghiệm độ bền uốn: Theo 6.65[1]: Độ bền uốn bánh nhỏ: Với Kbe = b / Re = 56 / 212 = 0,26 , Tra bảng 6.21[1] có hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14[1], với độ xác cấp 9, v = 1,42 (m/s) => = 1,37 17 - Theo 6.68a[1]: Tra bảng 6.15[1] có: ; bảng 6.16[1] có: Khi đó: = 1+ [ 56 112 / ( 1,37)] = 1,16 - Với thẳng: Yβ = - Với0,58 - Với 33,57 334,03 x1 = 0,3 ; x2 = - 0,3 - Tra bảng 6.18[1] ta được: YF1 = 3,53643 ; YF2 = 4,06146 < 441 MPa - < 414 MPa Vì điểu kiện độ bền uốn đảm bảo - Tính lại ứng suất uốn cho phép thực tế: Trong đó: + 18 + + Thay số ta ứng suất uốn cho phép thực tế: + Bánh nhỏ: + Bánh lớn: Đảm bảo điều kiện bền uốn 3.8 Kiểm nghiệm điều kiện bền tải: - Theo 6.48[1]: Điều kiện tải ứng suất tiếp xúc: - Theo điều kiện tải ứng suất uốn: = 464 (MPa) = 360 (MPa) Thỏa mãn điều kiện tải 3.8.1: Bảng thông số kích thước truyền: - Đường kính chia (mm): de1 = mte z1 = 32 = 128 mm de2 = mte z2 = 101 = 404 mm - Chiều cao (mm): he = hte mte + c = + 0,8 = 8,8 mm 19 với hte = cos m = ; c = 0,2 mte = 0,8 mm - Chiều cao đầu (mm): hae1 = ( hte + xn1 cos ) mte = ( + 0,3 ) = 5,2 mm hea2 = hte mte – hae1 = – 5,2 = 2,8 mm - Chiều cao chân (mm): = 8,8 – 5,2 = 3,6 mm = 8,8 – 2,8 = mm - Đường kính đỉnh ngồi (mm): dae1 = de1 + hae1 cos = 128 + 5,2 cos (17,6) = 138 mm dae2 = de2 + hae2 cos = 404 + 2,8 cos (72,4) = 405,7 mm 20 3.9 Bảng thơng số kích thước truyền: TT Tên thơng số, kích thước Giá trị Chiều dài ngồi (mm) Re = Mơ đun vịng ngồi (mm) mte = Chiều rộng vành (mm) b = 56 Tỷ số truyền um = 3,156 Hệ số dịch chỉnh chiều cao X1 = 0,3 X2 = - 0,3 Số bánh z1 = 24 z2 = 143 Đường kính chia ngồi de1 = mte z1 = 128 de2 = mte z2 = 404 (mm) Góc chia ( Chiều cao (mm) 10 Chiều cao đầu (mm) he = hte mte + c = 2.1.4 + 0,8 = 8,8 với hte = cosβm = 1; c = 0,2 mte = 0,8 = ( + 0,3 ) = 5,2 mm = – 5,2 = 2,8 mm 11 12 Chiều cao chân (mm) Đường kính đỉnh ngồi = 8,8 – 5,2 = 3,6 mm = 8,8 – 2,8 = mm = 128 + 5,2 cos (17,6) = 138 mm (mm) = 404 + 2,8 cos (72,4) = 405,7mm Danh mục tài liệu tham khảo [1] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, Trịnh Chất- Lê Văn Uyển, NXB Giáo dục [2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 2, Trịnh Chất- Lê Văn Uyển, NXB Giáo dục 21 [3] Hướng dẫn đồ án chi tiết máy, Nguyễn Tuấn Linh NXB khoa học kỹ thuật 22 ... kính bánh đai nhỏ , mm 224 Đường kính bánh đai lớn , mm 900 Chi? ??u rộng bánh đai B, mm 90 Chi? ??u dài đai l, mm 6311,5 Khoảng cách trục a, mm 2342,83 Số đai Z Góc ơm Lực tác dụng ,N 1423,8 11 CHƯƠNG... trục a theo công thức 4.3 [ 1] xác định: Trong đó: d1 : đường kính bánh đai nhỏ d2 : đường kính bánh đai lớn Lấy a = 2248 mm 2.3.3 Chi? ??u dài đai [ 1] - Chi? ??u dài đai l theo công thức 4.4... đai vải cao su loại đai chế tạo thành cuộn tùy chỉnh chi? ??u dài đai theo việc thiết kế đường kính bánh đai khoảng cách trục 2.3 Xác định thơng số truyền 2.3.1 Đường kính bánh đai Đường kính bánh