Đồ án môn học Chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Đồ án môn học Chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Trang 1

Trong đó: Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).

Pt là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW)

 là hiệu suất truyền động

- Hiệu suất truyền động:  =K ηo4.2BR.X

Trong đó:

o là hiệu suất của một cặp ổ lăn

BR là hiệu suất của bộ truyền bánh răng

X là hiệu suất của bộ truyền xích K là hiệu suất nối trục di động

2 1

t t t

t t

2 2 2 1 2 1 t t

t P t P

1

2

1 2

P

7





t P

= = 8,43(kw)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang 4

Trang 2

2) Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện:

- Tính số vòng quay của trục tang :

nlv =

450 14 , 3

5 , 1 1000 60

1000 60

nlv là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là trục tang

Ut là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống

n là số vòng quay của trục tang

Trang 3

Thay số Ut =

64

1458

= 22,8

2) Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U t cho các bộ truyền :

U1: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

U2 : tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

 Un =

2

1.U U

10 55 ,

1

1 6

p 9,55.10

3

3 6

Trang 4

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có

II- Xác định ứng suất cho phép:

- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :

70 HB 2

0 lim

Fo  4 10 với tất cả các loại thép

- Do bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên

NHE = 60.C.(Ti/Tmax)3.ni t

NFE = 60.C.(Ti/Tmax)mF.ni t

Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay

n là số vòng quay trong một phút

Trang 5

10 1 ,

= 2,5.107  NHE2 > NHO2  KHL2 =1

áp dụng công thức 6-1a tập 1  

H

HL 0

lim H H

S

K σ

σ 

Sơ bộ xác định đợc :

 H 518Mpa

1 , 1

1 570

1 , 1

1 540

10 8 ,

lim F F

S

K K σ

1 1 530 σ

257 75 1

1 1 570 σ

ch F

ch H

360 450 8 , 0 σ 8 , 0 σ

464 580 8 , 0 σ 8 , 0 σ

1260 450

8 , 2 σ 8 , 2 σ

1624 580

8 , 2 σ 8 , 2 σ

2 2

max 2

1 max

1

2 max

2

1 max

Trang 6

a  

 

3

1 2 β 1 1

1

ψ σ

.

1

ba H

H a

w

u

K T u

, 504

09 , 1 54104

1 58 , 3 43

cos 2

  = 33,590

3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :

2 1

1 ε

.

1

2 σ

w m w

m H H

M H

d u b

u K T Z

2 sin

cos 2 α

β

 với βb là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

t = tw = arctg(tg/cos) = arctg(tg200/cos33,590) = 23,60

tgb = cost.tg = cos(23,6O).tg(33,59O) = 0,686  b = 31,230

) 6 , 23 2 sin(

23 , 31 cos 2

Trang 7

1 2 , 3 88 , 1

2 1

411 , 1 833 , 0 78

1 22

1 2 , 3 88 , 1 ε

120 2 1

2

- KH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH  K Hβ K Hα K Hv

KH  là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

Tra bảng 6-7 tập 1  K Hβ  1 , 09

KH là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp

KHV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

K

α β 1

1 2

ν 1

H H

w w H HV

K K T

d b



m

w 0

H H

u

a v g δ

π

60000

1458 8 , 52 14 , 3

120 028 , 4 73 002 , 0

13 , 1 09 , 1 54104 2

8 , 52 36 42 , 3

1 545 , 3 29 , 1 54104

2 841 , 0 526 , 1 274

Trang 8



 Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn

4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Theo 6-43

m d b

Y Y Y K T

w w

F F

1 2 σ

1

1 β ε

1 411

, 1

, 33

22 β

2 2

3 3

1



Z Z

Z

V V

1 2

ν

F F

w w F K K T

d b

với

m

w 0

F F

u

a V g δ

Theo bảng (6.15) δF  0 , 006; theo bảng (6.16) g0=73

264 , 10 545 , 3

120 028 , 4 73 006 , 0

 F

386 , 1 19 , 1 54104

2

8 , 52 36 264 , 10



KF = 1,19.1,386.1,109 = 1,83Thay vào 6.43 ta có

2 8 , 52 36

72 , 3 76 , 0 7 , 0 83 , 1 54104

2



Trang 9

72 , 3

6 , 3 1 , 103

1

2 1

Nh vậy độ bền uốn thoả mãn

5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Theo 6.48 Kqt= max 1 , 4



T T

σHmax  σH K qt  479 , 27 1 , 4  567 σHmax  1260 (Mpa)

σF1max  σF1.K qt  103 , 1 1 , 4  144 , 34 σF1max  464 (Mpa)

d2 187,2 Đờng kính lăn (mm) dw1 52,8

dw2 187,2 Đờng kính đỉnh răng (mm) d 1 56,8

d 2 191,2 Đờng kính đáy răng (mm) d f1 47,8

Trang 10

IV- Tính bộ truyền cấp chậm :

2

ψ σ

.

1

ba H

H a

w

u

K T u



Ka là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng

Tra bảng 6-5 tập 1 đợc ka49 Mpa,5 13

T2 Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T2186072 (N.mm)

KH  là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngTheo bảng 6-6 chọn ba  0 , 4  ψbd  0 , 5 ψba.u1 1 0 , 5 0 , 4 2 , 79  1 0 , 75

Theo bảng 6-7 sơ đồ 7  K H β=1,02

Thay vào trên

2 2 , 79 0 , 4 491

02 , 1 186072

1 79 , 2 5 , 49

.

2

) (z1 z2m

164 (mm) Lấy aw2= 165 mm, do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng sách trục từ 164 lên 165 mm

Tính hệ số dịch tâm theo (6.22)

y = 0 , 5 ( 43 121 ) 0 , 5

2

165 ) (

5 ,

y

1000

164

5 , 0 1000

Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh :

xt = y + y = 0,5 +0,0098 = 0,5098

Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 3 và bánh 4 :

Trang 11

x3 = 0,5 0 , 136

164

5 , 0 ) 43 121 ( 5098 , 0 5 , 0 ) ( 4 3

z

y z z x

x4 x t  x1 = 0,5098 – 0,136 = 0,3738

Theo (6.27) góc ăn khớp :

165 2

) 20 cos(

2 164 2

cos

3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :

2 1

1 ε

.

1

2 σ

w m w

m H H

M H

d u b

u K T Z

2 sin

cos 2 α

β

) 93 , 20 2 sin(

1 2

= 1,731

78 , 1 4

78 , 1 121

1 43

1 2 , 3 88 , 1 ε

165 2 1

- KH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH  K Hβ K Hα K Hv

KH là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp

KHV là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

K

α β 2

3 2

ν 1

H H

w w H HV

K K T

d b



m

w 0

H H

u

a v g δ

πd w3 n2

V 1,844 m s

60000

407 6 , 86 14 , 3

Trang 12

Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1 δH  0 , 006 ;g0  73

19 , 6 81 , 2

165 844 , 1 73 006 , 0

1 02 , 1 186072

2

6 , 86 66 19 , 6

1 81 , 2 115 , 1 186072

2 86 , 0 731 , 1 274



 Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn

4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Theo 6-43

m d b

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2 σ

3

3 β ε 2

1 78

, 1

Trang 13

KFV = 1 +

α β 2

3 2

ν

F F

w w F K K T

d b

với

m

w 0

F F

u

a V g δ

Theo bảng (6.15) δF  0 , 006; theo bảng (6.16) g0=73

19 , 6 81 , 2

165 844 , 1 73 006 , 0

 F

37 , 1 023 , 1 186072

2

6 , 86 66 19 , 6



KF = 1,023.1,37.1,067 = 1,495 Thay vào 6.43 ta có :

2 6 , 86 66

62 , 3 1 562 , 0 495 , 1 186072

62 , 3

542 , 3 99

3

4 3

Nh vậy độ bền uốn thoả mãn

5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Theo (6.48) : Kqt= max 1 , 4



T T

σHmax  σH K qt  441 , 9 1 , 4  522 , 8 σHmax  1260 (Mpa)

σFmax  σF3.K qt  99 1 , 4  138 , 6 σF1max  464 (Mpa)

số và kích th-

ớc bộ truyền:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng Trang

Thông Số Khoảng cách trục chia (mm) Kí hiệu a Trị số 164

db4 227,4 Đờng kính chia (mm) d3 86

d4 242

Đờng kính lăn (mm) dw3 86,6

dw4 243,4 Đờng kính đỉnh răng (mm) d 3 90,5

d 4 247,5 Đờng kính đáy răng (mm) df3 81,54

Trang 15

kd = 1,3 (t¶i träng va ®Ëp )

kc = 1 (bé truyÒn lµm viÖc 1 ca)

kbt = 1 (m«i trêng cã bôi, chÊt lîng b«i tr¬n II, b¶ng 5.7 )

 k = 1.1.1.1,3.1.1,3 = 1,69

 Pt = 7,62.1,69.1.1,37 = 17,64 (Kw) Theo b¶ng (5.5) víi n01= 200 v/ph, chän bé truyÒn xÝch 1 d·y cã bíc xÝch

p = 31,75 mm tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn mßn :

a

2

2 1 2 2 1

4

) (

5 , 0

75 , 31 ) 25 57 (

2 2





= 101,8Lêy sè m¾t xÝch ch½n : x = 102

- Theo (5.13) tÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc :



1 2 2

2 1 2

( 5 ,

57 25 ( 5 , 0

Trang 16

- Số lần va đập xích :

102 15

146 25 15

3) Tính kiểm nghiệm xích về độ bền :

Theo (5.15) : s =

v t

62 , 7 1000

kf :hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền

Với k f = 6 (bộ truyền nằm ngang)

Fv = q.v2 = 3,8.1,932= 14,15

15 , 14 7 , 212 2 , 3948 2 , 1

Trang 17

Vậy s >  s bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.

4) Tính đờng kính đĩa xích :

25 sin

75 , 31 sin

5 , 0

1

z g p

E F K F k

.

)

( 47 , 0

E : mô đun đàn hồi; E = 2,1.105 Mpa

A : diện tích chiếu của bản lề

Theo bảng (5.12) với p = 31,75  A = 262 (mm2 )

Trang 18

 H1= 0,47.

1 262

10 1 , 2 ).

07 , 6 3 , 1 2 , 3948 (

42 ,

Dùng thép 45 tôI ,ram đạt độ rắn HRC45 sẽ đạt đợc ứng suất tiếp xúc cho phép

H= 800 Mpa,đảm bảo đợc độ bền tiếp xúc cho đĩa 1

- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc dĩa xích 2 :

10 1 , 2 ).

66 , 2 3 , 1 7 , 3906 ( 226 , 0 47 , 0

VI- Tính mối ghép then :

- Then là một tiết máy tiêu chuẩn ta có thể chọn và tính then theo đờng kính trục và chiều dài may ơ Vì các trục trong đồ án này đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta dùngthen bằng

- Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng một trục

Công thức kiểm tra điều kiện bền dập và bền cắt then:

   d

1 t d

t h l d

T 2

b l d

T 2

Trang 19

13 1

d f

mm