Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Lời nói đầu Nớc ta đờng tiến lên công nghiệp hoá - Hiện đại hoá với đờng lối xây dựng chủ nghĩa xà hội Đảng ta đà đề cách mạng, cách mạng khoa học kỹ thuật then chốt để tạo cải cho xà hội Do phải u tiên công nghiệp nặng cách hợp lý Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc, ngời thiếu máy móc phơng tiện từ trớc đến đà giúp đỡ ngời giải đợc nhiều vấn đề mà ngời khả làm việc đợc Hiện sinh viên theo học trờng đợc trang bị kiến thøc cÊn thiÕt vỊ lý thut lÉn tay nghỊ §Ĩ sau với vốn kiến thức đà đợc trang bị em góp phần nhỏ bé để làm giầu cho đất nớc Thời gian vừa qua em đợc giao đề tài: Thiết kế dẫn động băng tải Sau nhận đề tài với bảo tận tình thầy giáo hớng dẫn thầy khoa bạn đồng nghiệp nỗ lực thân em đà hoàn thành đề tài Tuy nhiên trình làm việc đà cố gắng nhng trình độ có hạn kinh nghiệm nên tránh sai sót Vậy em kính mong bảo thầy cô để đề tài em đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo đà giúp đỡ em hoàn thành đề tài Hải Dơng, ngày.tháng năm 2008 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Nhận xét giáo viên hớng dẫn Hải Dơng, ngày.tháng năm 2008 Giáo viên hớng dẫn Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Hun & Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản Đồ án môn học chi tiết máy Đề số: 10 Thiết kế hệ dẫn động băng tải Động 4.Nối trục Hép gi¶m tèc Băng tải Số Liệu cho trớc Lực kéo băng tải Vận tốc băng tải Đờng kính băng tải Thời gian phục vụ Góc nghiêng đai so với phơng ngang Đặc tính làm việc: êm Bộ truyền đai thang F V D Th α 7800 0,85 320 15500 20 N m/s mm Giờ độ Khối lợng thiết kế 01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc phần mềm Autocad 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Bánh số 01 Bản thuyết minh Sinh viên thiết kế: Lê Văn Hiếu_Lớp CĐK5LC Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Huyến Nguyễn Tiền Phong Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Mục lục Lời nói đầu PhÇn I: Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1 Công suất cần thiết 1.2 Tính số vòng quay trục tang 1.3 Chän số vòng quay sơ động 1.4 Chọn động 1.5 Ph©n phèi tû sè trun 1.6 Công suất động trục 1.7 Tèc ®é quay trục 1.8 Xác định mômen xoắn c¸c trơc Phần II: Tính toán truyền đai 10 2.1 Chọn loại đai 10 2.2 Xác định thông số hình học chủ u cđa bé trun ®ai 10 2.2.1 Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D1 10 2.2.2 Xác định đờng kính bánh ®ai lín D2 10 2.2.3 Xác định tiết diện đai 11 2.3 Chän s¬ bé khoảng cách trục A 11 2.4 Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ A 11 2.5 Xác định xác khoảng cách trục A theo L=2800mm 12 2.6 KiĨm nghiƯm gãc «m 12 2.7 Xác định số đai cần thiết 12 2.8 Định kích thớc chủ yếu bánh đai 13 2.9 Tính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 13 Phần III: Thiết kế Bộ truyền bánh 15 3.1 TÝnh to¸n bé truyền bánh trụ thẳng 15 3.1.1 Chọn vật liệu cách nhiệt luyện 15 3.1.2 X¸c ®Þnh øng st tiÕp xóc, øng st n cho phÐp víi bé trun cÊp nhanh 15 3.1.3 TÝnh khoảng cách trục A 17 3.1.4 TÝnh vËn tèc vßng v cđa bánh chọn cấp xác chế tạo bánh 17 3.1.5 TÝnh hƯ sè t¶i träng k 17 3.1.6 Xác định mô đun, số chiều rộng bánh 18 3.1.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn 18 3.1.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 19 3.1.9 Các thông số hình học cuả truyền bánh trụ thẳng 20 3.1.10 Lực tác dụng lên trục 21 3.2 TÝnh to¸n bé trun b¸nh trụ ngiêng 21 3.2.1 Chọn vật liệu cách nhiệt luyện cho bánh cấp chậm 21 3.2.2 Xác định ứng suất tiÕp xóc cho phÐp, øng suÊt uèn cho phÐp 21 3.2.3 Tính khoảng cách sơ trục A 22 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy 3.2.4 Tính vận tốc vòng v bánh chọn cấp xác chế tạo bánh 23 3.2.5 Tính xác hệ số tải trọng K khoảng cách trục A 23 3.2.6 Xác định mô đun, số chiều rộng bánh 23 3.2.7 Kiểm nghiệm sức bền uốn 24 3.2.8 Kiểm nghiệm sức bền bánh chịu tải đột ngột 25 3.2.9 Các thông số hình học cuả truyền bánh trụ nghiêng 26 3.2.10 Lực tác dụng lên trôc 27 Phần IV: Tính toán trục 28 4.1 Chän vËt liÖu cho trôc 28 4.2 TÝnh søc bỊn trơc 28 4.2.1 TÝnh ®−êng kÝnh s¬ bé cđa trơc 28 4.2.2 Tính gần trục 28 4.2.3 TÝnh chÝnh x¸c trơc 35 PhÇn V: TÝnh Then 40 5.1 Tính then lắp trục I 40 5.2 TÝnh then l¾p trªn trơc II 40 5.3 Tính then lắp trục III 41 Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục 43 6.1 Chọn ổ lăn 43 6.2 Chọn kiểu lắp ổ lăn 45 6.3 Cố định trục theo phơng dọc trục 45 6.4 Che kÝn ổ lăn 45 6.5 Bôi trơn lăn 45 Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp chi tiết máy khác 46 Phần VIII: Nối trôc 47 Phần IX: Bôi trơn hộp giảm tốc 48 Lêi kÕt 49 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản Phần I: Chọn động v phân phối tỷ số truyền 1.1 Công suất cần thiết Gọi Pt công suất tính toán trục máy công tác (KW) Pct công suất cần thiết trục động (KW) hiƯu st trun ®éng Ta cã : F V F=7800 N : Lực kéo băng tải Pt = V= 0,85 m/s : Vận tốc băng tải 1000 Pt = 7800 0,85 = 6,63( kw ) 1000 Nh− vËy c«ng suất tính toán trục máy công tác Pt = 6,63(kw) áp dụng công thức : Pct = Pt η víi : η = η1 η η 34 Trong 1, 2, 3, đợc tra bảng (2.3) bảng trị số hiệu suất loại truyền ổ 1=0,96: Hiệu suất truyền đai 2=0,98: Hiệu suất truyền bánh trụ 3=0,99: Hiệu suất cặp ổ lăn 4= 1: Hiệu st cđa khíp nèi → Pct = ,63 = , 49 ( KW ) 0,96 0,98 ,99 4.1 Vậy công suất cần thiết trục động là: Pct = , 49 ( KW ) 1.2 Tính số vòng quay trục tang Ta có số vòng quay trục tang : 60.10 3.V nt = π D → nt = nt : Tèc ®é quay cđa trơc tang (V/P) V = 0,85 m/s:Vận tốc băng tải D = 320mm: Đờng kính tang tải 60000.0,85 = 50,76(V / P) 3,14.320 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản 1.3 Chọn số vòng quay sơ động Từ bảng (2.4 sách TK HDĐCK) Chọn sơ bé tû sè trun cđa hép gi¶m tèc cÊp ta có số vòng quay sơ động là: áp dụng công thức: nSb= nt ihgt.iđ =50,76.20.2,9 =2944(V/P) Trong iđ: tỷ số truyền đai thang ihgt: tỷ số truyền hộp giảm tốc iđ ihgt đợc tra bảng (2.4) bảng tỷ số truyền ta chọn ihgt=20; iđ=2,9 1.4 Chọn động Động cần chọn làm việc chế độ dài với phụ tải không thay đổi nên động phải có Pđm Pct=7,49(KW) Theo bảng P1.3 (TKHDĐCK) ta chọn động có số hiệu 4A112M2Y3 có thông số kĩ thuật: + Công suất định mức: Pđm= 7,5 (KW) + Tốc độ quay: nđc= 2922 (v/p) 1.5 Phân phối tỷ số truyền - Với động đà chọn ta có : nđc = 2922 vòng/phút Pđc = 7,5 (KW) Theo c«ng thøc tÝnh tû sè trun ta cã : ic = ndc 2922 = = 57,56 50,76 nt Ta cã : ic = ihgt.i® Trong ®ã : i c : tû sè trun chung ihgt : tû sè trun cđa hộp giảm tốc iđ : tỷ số truyền truyền đai Chọn sơ tỷ số truyền hộp giảm tốc ihgt =20 Do ta tính đợc : id = ic 57,56 = = 2,878 ihgt 20 Khi ph©n phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc theo yêu cầu bôi trơn tính theo công thức kinh nghiệm : ihgt=inh.ich=(1,2 ữ 1,3)ich2 Trong đó: i nh tỷ số truyền cấp nhanh hộp giảm tốc Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiÕt m¸y i ch tû sè trun cÊp chËm cđa hép gi¶m tèc → ich= ihgt 1,25 = 20 =4 1,25 → inh= ihgt/ ich=20/4 =5 Ph©n phèi tû sè trun nh− sau: Tû sè trun cÊp nhanh cđa hép gi¶m tèc : inh = Tû sè trun cÊp chËm cđa hép gi¶m tèc : ich= Tû sè truyền truyền đai : iđ= 2,878 1.6 Công suất động trục - Công suất động trục I (trục dẫn) là: PI = Pct.1= 7,49.0,96 = 7,190 (KW) - Công suất động trơc II lµ: PII = PI.η2.η3 = 7,19.0,98.0,99 = 6,976 (KW) - Công suất động trục III là: PIII = PII.η2 η3 = 6,976.0,98.0,99 = 6,768 (KW) - Công suất động trục công tác là: PIV = PIII.η3 η4 = 6,768.0,99.1 = 6,70 (KW) 1.7 Tèc độ quay trục - Tốc độ quay trơc I lµ: n1 = n dc 2922 = = 1015 ( v / ph ) id ,878 - Tốc độ quay trục II là: n2 = n1 1015 = = 203(v / ph) inh - Tèc độ quay trục III là: n3 = n2 203 = = 50,75(v / ph) ich 1.8 Xác định mômen xoắn trục Mômen xoắn trục động theo công thức: M dc = ,55 10 Pct , 49 = ,55 10 = 24480 ( N mm ) n dc 2922 M«men xoắn trục I là: Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản M = ,55 10 PI ,19 = ,55 10 = 67650 ( N mm ) n1 1015 Mômen xoắn trục II là: M = 9,55 10 PII 6,976 = 9,55 10 = 328181 ( N mm ) n2 203 Mômen xoắn trục III là: PIII 6,768 = 9,55.10 = 1273584( N mm) n3 50,75 M = 9,55.10 Mômen xoắn trục công tác là: M = 9,55 10 PIV 6,70 = 9,55 10 = 1260788 ( N mm ) n4 50 ,75 Ta có bảng thông số sau : Bảng 1: Trục Thông số Công suất P (KW) Tỉ số truyền i Động I II III Công tác 7,49 7,190 6,976 6,768 6,70 2,878 VËn tốc vòng n(v/p) 2922 1015 203 50,75 50,75 Mômen (N.mm) 24480 67650 328181 1273584 1260788 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần II: Tính toán truyền đai (Hệ dẫn động dùng truyền đai thang) 2.1 Chọn loại đai Thiết kế truyền đai cần phải xác định đợc loại đai, kích thớc đai bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L lực tác dụng lên trục Do công suất động Pct = 7,49 KW iđ= 2,878 < 10 yêu cầu làm việc êm nên ta hoàn toàn chọn đai thang Ta nên chọn loại đai làm vải cao su chất liệu vải cao su làm việc đợc điều kiện môi trờng ẩm ớt (vải cao su chịu ảnh hởng nhiệt độ độ ẩm), lại có sức bền tính đàn hồi cao Đai vải cao su thích hợp truyền động có vận tốc cao, công suất truyền động nhỏ 2.2 Xác định thông số hình học chủ yếu truyền đai 2.2.1 Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D1 Tõ c«ng thøc kiĨm nghiƯm vËn tèc: Vd= n1 π D1 ≤ V max =(30 ÷ 35)m/s 60.1000 → D1 ≤ 35.60.1000 = 229 mm 2922.3,14 Theo b¶ng (5-14) chän D1 = 220 mm KiĨm nghiƯm vËn tèc: Vd = 2922 220 3,14 = 33 ,6 ( m / s ) < V max = (30 m / s ữ 35 m / s ) 60000 2.2.2 Xác định đờng kính bánh đai lớn D2 Theo công thức(5-4) ta cã ®−êng kÝnh ®ai lín: D2=i®.D1.(1- ε ) Trong ®ã: i® hƯ sè bé trun ®ai ε : HƯ sè trợt truyền đai thang lấy = 0,02 D2 = 2,878.220.(1-0,02) = 620,5 (mm) Chän: D2 = 630 (mm) Số vòng quay thực trục bị dẫn: Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản P4 (c + b) 6077,4.(71,5 + 105) = = 4078,6( N ) a+b+c 86,5 + 105 + 71,5 = P4 − RFX = 6077,4 − 4078,6 = 1998,8( N ) → RFX = → REX -TÝnh m« men uốn tiết diện chịu tải lớn nhất: M U = M ux + M uy2 M ux = REX (c + b) = 1998,8.(71,5 + 105) = 352788,2( N mm) M uy = REY (c + b) = 1705,9.(71,5 + 105) = 301091,4( N mm) M U = M ux2 + M uy2 = 352788,22 + 301091,42 = 463805,5( N mm) - Tính đờng kính trục tiết diện chịu tải lớn d M td 0,1.[σ ] M td = M U2 + 0,75.M X2 = 463805,5 + 0,75.352788,2 = 555391,9( N mm) d ≥3 555391,9 = 48,73(mm) 0,1.48 Chän d = 65 (mm) ®−êng kÝnh ngâng trơc d = 50 (mm) 4.2.3 Tính xác trục Kiểm tra hệ số an toàn trục tiết diện nguy hiểm Hệ số an toàn tính theo công thức (7-5) ta có : n= nσ nτ ≥ [n ] nσ + nτ 2 Trong : n hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp n hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp n hệ số an toµn [n] -hƯ sè an toµn cho phÐp [n] =1,5ữ2,5 Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến ®æi theo chu kú ®èi xøng M σ a = σ max = σ = U ;σ m = w m : giá trị trung bình ứng suất pháp Theo công thức (7-6) ta có: n = σ Kσ σ ε σ β a −1 + m Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp xoắn biến ®ỉi theo chu kú m¹ch ®éng τ M τa =τm = max = X 2.W0 Theo c«ng thøc (7-7) ta cã nτ = τ −1 Kτ τ + ψ m a Trong đó: -1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng a: Biên độ ứng suất pháp tiÕp sinh tiÕt diƯn cđa trơc W : mô men cản uốn tiết diện W0: mô men cản xoắn tiết diện K: hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn tra bảng ((7-6)ữ(7-13)) : hệ số tăng bền bề mặt trục : hệ số xét đến ảnh hởng trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi m : trị số trung bình ứng suất tiếp MU, MX: mô men uốn mô men xoắn ắ Trục I Xét tiết diện (m1-m1) Đờng kính trục d=34 mm tra b¶ng (7-3b) ta cã : w=3330 (mm3) , w0 =7190(mm3) ; b x h =10 x b: chiÒu réng then (mm) h : chiÒu cao then (mm) Có thể lấy gần đúng: -1 (0,4 ữ 0,5).σb= 0,45.600 = 270 N/mm2 τ-1 ≈ (0,2 ÷ 0,3).σb = 0,25.600 = 150 N/mm2 MU =147008,3 N.mm , MX= 118347 N.mm M U 147008,3 = = 44,1( N / mm) w 3330 M 118347 τa =τm = X = = 8,2( N / mm) 2.w0 2.7190 σa = Chän hệ số theo vật liệu thÐp cacbon trung b×nh lÊy ψσ = 0,1 ψτ= 0,05; hƯ sè β =1 Theo b¶ng (7-4) lÊy εσ =0,86 ; ετ= 0,75 Theo b¶ng (7-8) hƯ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ t¹i r·nh then Kσ =1,63 ; Kτ=1,5 XÐt tû sè: Kσ εσ = K 1,5 1,63 = 1,9; τ = =2 ε τ 0,75 0,86 V× lắp trục then có độ dôi nên lấy áp suất bề mặt lắp P =30 N/mm2 Tra bảng (7-10) ta lấy sai số không đáng kể tính xoắn ta có: Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản K k đồ ¸n chi tiÕt m¸y = 2,4 = + 0,6( kσ εσ − 1) = + 0,6(2,4 − 1) = 1,84 270 = ,55 , 44 ,1 + ,1 150 nτ = = , 68 1,84 8, + , 05 8, 2 ,55 ,68 => n = = , 47 > [n ] = (1,5 ÷ ,5 ) ,55 + ,68 n = Nh tiết diện (m1-m1) đảm bảo độ an toàn cho phép ắ Trục II ã Xét tiÕt diƯn (n -n ) ®−êng kÝnh cđa trục 40 mm Tra bảng (7-3b) ta có w = 5510 mm3 ;w0 = 11790 mm3 ; b x h =12 x MU=35436 (N.mm), MX= 35406,8 (N.mm) Víi: ψσ = 0,1 ; ψτ = 0,05 ; β = Theo b¶ng (7-4) cã: ε σ = 0,85; ετ = 0,73 Tra b¶ng(7-8) cã : Kσ =1,63; Kτ=1,5 → Tû sè: K σ 1,63 εσ Kτ ετ = = 0,85 = 1,92 1,5 = 2,05 0,73 Theo b¶ng(7-10) víi P ≥ 30(N/mm2) Ta cã: Kσ εσ kτ ετ = ,6 = + 0,6( kσ εσ − 1) = + 0,6(2,6 − 1) = 1,96 M U 35436 = = 6,43( N / mm ) w 5510 M 35406,8 τa =τm = X = = 1,5( N / mm ) 2.w0 2.11790 => σ a = n = 270 = 16,15 2,6.6,43 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản 150 n = = 40,65 1,96.1,5 + 0,05.1.5 n= 16,15.40,65 16,15 + 40,65 đồ án chi tiết máy = 15 > [n] = (1,5 ÷ 2,5) VËy tiÕt diƯn (n -n ) trục đảm bảo an toàn • XÐt t¹i tiÕt diƯn (m -m ) đờng kính trục 50 mm Tra bảng (7-3b) ta cã w=10650 mm3; w0 = 22900 mm3; b x h =16x10 MU=405254,6 (N.mm), MX=398912,1(N.mm) chän ψσ = 0,1 ; ψτ = 0,05 ; β =1 Theo b¶ng (7-4) cã: εσ = 0,82 ; ετ = 0,70 Tra b¶ng(7-8) cã :Kσ=1,63; Kτ=1,5 Tû sè: Kσ = 1,63 = 1,99 0,83 Kτ = 1,5 = 2,14 0,70 εσ ετ Theo b¶ng(7-10) víi P ≥ 30(N/mm2) Kσ Tacã: εσ Kτ ετ = 3,3 = + 0,6(3,3 − 1) = 2,38 M U 405254,6 = = 38,1( N / mm ) w 10650 M 398912,1 τa = X = = 8,7( N / mm ) 2.w0 2.22900 →σa = ta cã: 270 = 2,15 3,3.38,1 150 = 7,1 nτ = 2,38.8,7 + 0,05.8,7 2,15.7,1 = 2,06 > [n] = (1,5 ÷ 2,5) n= 2,152 + 7,12 nσ = VËy víi tiÕt diƯn (m -m ) cđa trơc đảm bảo an toàn ắ Trục III ã Xét vị trí trục chịu ứng suất lớn có đờng kính trục d= 65mm Tra bảng (7-3b) ta cã w=24300mm3 ;w0 = 51200 mm3; b x h = 20x12 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tr−êng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản ®å ¸n chi tiÕt m¸y MU=463805,5 (N.mm), MX=352788,2 (N.mm) Víi: ψσ=0,1 ; ψτ=0,05 ; β=1 Theo b¶ng (7-4) cã : ε σ = 0,76; ετ=0,65 Tra b¶ng(7-8) cã : Kσ =1,63; Kτ=1,5 Tû sè: Kσ = 1,63 = 2,14 0,76 Kτ = 1,5 = 2,30 0,65 εσ ετ Theo b¶ng(7-10) víi P ≥ 30(N/mm2) Ta cã: Kσ εσ kτ ετ = 3,5 = + 0,6( kσ εσ − 1) = + 0,6(3,5 − 1) = 2,5 M U 463805,5 = = 19,1( N / mm ) w 24300 M 352788,2 τa = X = = 3,45( N / mm ) 2.w0 2.51200 => σ a = Ta cã: 270 = 4,04 3,5.19,1 150 = 17,05 nτ = 2,5.3,45 + 0,05.3,45 4,04.17,05 = 3,93 > [n] = (1,5 ÷ 2,5) n= 4,04 + 17,052 nσ = Vậy tiết diện trục đảm bảo an toàn ắ Kết kuận : Tất trục đảm bảo làm việc an toàn Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần V: Tính Then Để cố định bánh theo phơng tiếp tuyến hay để truyền mômen chuyển động từ trục đến bánh ngợc lại ta dùng then 5.1 Tính then lắp trục I Đờng kính trục I để lắp then d = 34 mm Theo bảng 7-23 chọn thông số then b = 10 ; h = 8; t = 4,5 ; t1 = 3,6 ; k = 4,2 ChiỊu dµi then l = 0,8.lm Trong đó: lm - chiều dài mayơ: lm= (1,2 ữ 1,5).d Kiểm nghiệm độ bền dập mặt cạnh làm việc then theo công thức (7-11) d = Mx ≤ [σ ]d N / mm d k l đây: Mx = 118347 (N.mm), l = 0,8.lm = 0,8.1,4.34 = 38,08(mm) Theo TCVN 150 – 64 (B¶ng 7-23) chän l = 40 (mm) Tra b¶ng (7-20) với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tÜnh, vËt liÖu CT6 ta cã [σ] d = 150 (N/mm2) σd = 2.118347 = 41,4( N / mm ) < [σ ]d 34.4,2.40 KiĨm nghiƯm bỊn c¾t theo c«ng thøc(7-12) τc = 2.M x ≤ [τ c ] d b.l Theo b¶ng (7-21) cã [τ]c = 120 (N/mm2) τc = 2.118347 = 17,4( N / mm ) < [σ ]c 34.10.40 Nh− vËy then trªn trơc I thỏa mÃn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 5.2 Tính then lắp trục II Đờng kính trục II để lắp then d n n = 40 mm , d m −m = 50 mm ắ Xét tiết diện n2-n2 đờng kính lắp then d n n = 40 mm Theo bảng (7-23) chän then b = 12; h = 8; t = 4,5; t1 = 3,6 ; k = 4,4 Gi¸o viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đồ án chi tiết máy Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản Chiều dài then: l = 0,8.1,4.40 = 44,8 mm Theo TCVN 150 – 64 (B¶ng 7-23) chän l= 45 mm Kiểm nghiệm độ bền dập mặt cạnh làm việc then theo công thức (7-11) đây: Mx = 398912,1 (N.mm) d = Mx ≤ [σ d k l ]d N / mm Tra b¶ng (7-20) víi øng st mèi ghÐp cè định, tải trọng tĩnh, vật liệu CT6 ta có [] d = 150(N/mm2): ⇒ σd = 2.398912,1 = 100,7( N / mm ) < [σ ]d 40.4,4.45 KiÓm nghiệm bền cắt theo công thức (7-12): c = 2.M x ≤ [τ c ] d b.l Theo b¶ng (7-21) cã [τ]c = 120 (N/mm2 τc = 2.398912,1 = 39,9( N / mm ) < [τ ]c 40.12.45 ¾ Xét tiết diện m2-m2 đờng kính lắp then dm2-m2= 50mm Theo b¶ng(7-23) chän then b = 16; h = 10; t = 5; t1 = 5,1 ; k = 6,2 ChiỊu dµi then: l = 0,8.1,4.50 = 56 mm Theo TCVN 150 – 64 (B¶ng 7-23) chän l= 56 mm KiĨm nghiƯm bỊn dËp theo c«ng thøc (7-11) cã: σd = 2.398912,1 = 45,96( N / mm ) < [σ ]d 50.6,2.56 KiĨm nghiƯm bỊn cắt theo công thức (7-12): c = 2.398912,1 = 17,81( N / mm ) < [τ ]c 50.16.56 Nh− then trục II thỏa mÃn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 5.3 Tính then lắp trục III Đờng kính trục III để lắp then d = 65 mm Theo bảng 7-23 chọn th«ng sè then b = 18; h = 11; t = 5,5 ; t1 = 5,6 ; k = 6,8 Chiều dài then l = 0,8.1.4.65 = 72,8 mm Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Kiểm nghiệm độ bền dập mặt cạnh làm việc then theo công thức (7-11) d = Mx ≤ [σ ]d N / mm d k l đây: Mx =352788,2 (N.mm) Theo TCVN 150 – 64 (B¶ng 7-23) chän l = 80 (mm) Tra bảng (7-20) với ứng suất mối ghép cố định, t¶i träng tÜnh, vËt liƯu CT6 ta cã [σ] d = 150(N/mm2) σd = 2.352788,2 = 19,95( N / mm ) < [σ ]d 65.6,8.80 KiĨm nghiƯm bỊn c¾t theo c«ng thøc(7-12) τc = 2.M x ≤ [τ c ] d b.l Theo b¶ng (7-21) cã [τ]c = 120 (N/mm2) τc = 2.352788,2 = 7,54( N / mm ) < [σ ]c 65.18.80 Nh− vËy then trªn trơc III thỏa mÃn điều kiện bền dập điều kiện bền cắt Kết luận: Then tất trục thoả mÃn điều kiện bền dập bền cắt Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục 6.1 Chọn ổ lăn Trục I hộp giảm tốc thành phần lực dọc trục nên ta dùng ổ bi đỡ.Trục II trục III có lực dọc trục tác dung nên ta chọn ổ đỡ chặn ã Sơ đồ chọn ổ cho trục I : Hệ số khả làm việc tính theo công thức (8-1) C = Q(nh)0,3 Cbảng Cbảng- Là hệ số khả làm việc tính theo bảng Trong đó: nI = 1015 (V/P) : Tèc quay trªn trơc I h = 15500 giê, b»ng thêi gian phơc vơ cđa m¸y Theo c«ng thøc (8-2) cã Q = (Kv.R + m.A).Kn.Kt Trong ®ã: m = 1,5 (tra b¶ng 8-2) A = t¶i träng däc trơc Kt = t¶i träng tÜnh(b¶ng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc dới 1000(bảng 8-4) Kv = vòng ổ quay (bảng 8-5) 2 R A = R AY + R AX = 717,7 + 1041,2 = 1264,3( N mm) 2 RB = RBY + RBX = 455,4 + 618 = 767,7( N mm) V× lùc hớng tâm gối trục A lớn lực hớng tâm gối trục B, nên ta tính gối đỡ trục A chọn ổ cho gối trục này, gối trục B lấy ổ loại Q=(Kv.RA+m.A).Kn.Kt = (1.1264,3 + 0).1.1 = 1264,3 (N) =126,43 daN C = Q.(nh)0,3 = 126,43.(1015.15500)0,3 = 18234,32 Tra b¶ng 14P øng víi d = 25 mm: ỉ cì trung, ký hiƯu 305, Cbảng = 27000 > C Đờng kính ổ D = 62mm ChiỊu réng ỉ B = 17 mm ã Sơ đồ chọn ổ cho trục II : Dù kiÕn chän tr−íc gãc β = 260 (kiĨu 46000) Hệ số khả làm việc tính theo công thức (8-1) C = Q(nh)0,3 Cbảng Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Cbảng- Là hệ số khả làm việc tính theo bảng đây: nII = 203 (V/P) : Tốc quay trªn trơc II h = 15500 giê, b»ng thêi gian phục vụ máy Q: Tải trọng tơng đơng (daN) Theo c«ng thøc (8-6) cã Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt HƯ sè m = 1,5 (tra b¶ng 8-2) Kt = tải trọng tĩnh(bảng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc dới 1000 (bảng 8-4) Kv = vòng cđa ỉ quay (b¶ng 8-5) 2 RC = RCY + RCX = 20,12 + 495,2 = 495,6( N mm) 2 RD = RDY + RDX = 1559,12 + 4661,7 = 4915,5( N mm) S C = 1,3.RC tgβ = 1,3.495,6.tg 26 = 314,2( N ) S D = 1,3.RD tgβ = 1,3.4915,5.tg 26 = 3116,7( N ) Tỉng lùc chiỊu trơc: At = SC + Pa3- SD = 314,2 + 1174,9 – 3116,7 = -1627,6(N) Với sơ đồ bố trí ổ nh At < 0, có ổ I (bên trái) chịu lực dọc trục thay vào công thức (8-6) lấy trị tuyệt đối Vì lực hớng tâm hai gối trục gần nhau, nên ta tính gối đỡ trục bên phải D (ở lực Q lớn hơn) chọn ổ cho gối trục này, gèi trơc lÊy ỉ cïng lo¹i QD=(Kv.RD+m.At).Kn.Kt=(1.4915,5+1,5.1627,6).1.1=7356,9(N) =735,69 daN C = QD.(nh)0,3 =735,69.(203.15500)0,3 = 65470,13 Tra b¶ng 17P øng víi d = 40 mm chän ỉ kÝ hiƯu (46308) ổ đũa côn đỡ chặn, cỡ trung ta có: Cbảng=57000 > C Đờng kính ổ D = 90 mm, chiều rộng ổ B = 23 mm ã Sơ đồ chọn ổ cho trục III Hệ số khả làm việc tính theo công thức (8-1) C = Q(nh)0,3 Cbảng Cbảng- Là hệ số khả làm việc tính theo bảng đây: nIII = 50,75(V/P) : Tốc quay trªn trơc III h = 15500 giê, b»ng thêi gian phục vụ máy Q: Tải trọng tơng đơng (daN) Theo c«ng thøc (8-6) cã Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt Hệ số m = 1,5 (tra bảng 8-2) Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Kt = tải trọng tĩnh (bảng 8-3) Kn = nhiệt độ làm việc dới 1000(bảng 8-4) Kv = vòng ổ quay (bảng 8-5) 2 RE = REY + REX = 1705,9 + 1998,8 = 2627,8( N mm) 2 RF = RFY + RFX = 547,12 + 4078,6 = 4115,1( N mm) S E = 1,3.RE tgβ = 1,3.2627,8.tg 26 = 1666,2( N ) S F = 1,3.RF tgβ = 1,3.4115,1.tg 26 = 2609,2( N ) Tỉng lùc chiỊu trơc: At = SE - Pa4- SF = 1666,2 – 1174,9 – 2609,2 = - 2090,9(N) Nh− lực At hớng phía gối đỡ trục bên trái Vì lực hớng tâm hai gối trục gần nhau, nên ta tính gối đỡ trục bên phải (F) (ở lực Q lớn hơn) vµ chän ỉ cho gèi trơc nµy, gèi trơc lÊy ỉ cïng lo¹i QF=(Kv.RF+m.At).Kn.Kt=(1.4115,1+1,5.2090,9).1.1= 7251,5(N)=725,15 daN C = 725,15.(50,75.15500)0,3 = 42575,3 Tra b¶ng 17P øng víi d = 50 mm chọn ổ kí hiệu (46210) ổ bi đỡ chặn, cỡ nhẹ Cbảng= 48000 , Q = 2500 đờng kính ngoµi cđa ỉ D = 90 mm, chiỊu réng ỉ B = 20 mm 6.2 Chọn kiểu lắp ổ lăn Phơng án chọn kiểu lắp: - Lắp ổ lăn vào trục theo hệ lỗ vỏ hộp theo hệ trục - Sai lêch cho phép vòng ổ âm, sai lệch cho phép lỗ theo hệ lỗ dơng - Chọn kiểu lắp độ dôi để vòng ổ trợt theo bề mặt trục 6.3 Cố định trục theo phơng dọc trục Để cố định trục theo phơng dọc trục ta dùng nắp ổ điều chỉnh khe hở ổ đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc vít, loại dễ chế tạo dễ lắp ghép 6.4 Che kín ổ lăn Để che kín đầu trục nhô ra, tránh xâm nhập môi trờng vào ổ ngăn mỡ chảy ta dùng loại vòng phớt Chọn theo bảng (8-29) (sách TKCTM) 6.5 Bôi trơn lăn Bộ phận ổ đợc bôi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp dùng phơng pháp bắn toé để dẫn dầu hộp vào bôi trơn phận ổ Theo bảng 8-28 dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc 60 ữ 1000C vận tốc dới 1500 vg/phút Lợng mỡ dới 2/3 chỗ rỗng phận ổ Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Hun & Ngun TiỊn Phong Sinh viªn thùc hiƯn: Lª Văn Hiếu 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp v chi tiết máy khác Chọn vỏ hộp đúc vật liệu gang, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đờng làm trục để lắp ghép đợc dễ dàng theo bảng (10-9) cho phép ta xác định đợc kích thớc phần tử vổ hộp - Chiều dày thân hép : δ = 0,025 A+3 mm ; A kho¶ng c¸ch trơc δ = 0,025 270 +3 = 9,75 mm Chọn = 10 mm - Chiều dày thành nắp hép : δ1 = 0,02 A+ = 0,02.270 + = 8,4 mm cã thÓ lÊy δ1= mm - Chiều dày mặt bích dới thân : b =1,5 δ = 1,5 10 = 15 mm - Chiều dày mặt bích dới nắp : b1 =1,5 δ1 = 1,5 = 13,5 mm cã thÓ lấy b1= 14 mm - Chiều dày đế hộp không cã phÇn låi P = 2,35 δ = 2,35 10 24 mm - Chiều dày gân thân hộp m= 0,85 = (0,85 ữ 1) 10 mm - Chiều dày gân nắp hộp m1= 0,85 δ1 = 0,85 ≈ mm - Đờng kính bu lông : dn = 0,036 A + 12 mm dn = 0,036.270+12 = 21,7 (mm) chọn dn = 22(mm) - Đờng kính bu lông khác: + cạnh ổ : d1 = 0,7 dn=15,4 mm chän dn = 16 mm + GhÐp ë mặt bích nắp thân d2 = 0,5 dn = 11 mm + GhÐp n¾p ỉ: d3 = 0,45 dn 10 mm + Ghép nắp cửa thăm: d4 = 0,37 dn = mm §−êng kÝnh bu lông vòng chọn theo trọng lợng hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A cấp 207 x 270 Tra bảng 10 - 11a 10 - 11b chọn bu lông M24 - Số lợng bu lông nền: Theo bảng 10-13 ta lấy n = Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần VIII: Nối trục Mô men xoắn nối trục : M x =9,55.10 6,768 N = 9,55.10 =1273584,2 (Nmm) 50,75 n M t = k M x =1,3.1273584=1655659,5 (Nmm) Trong ®ã: M x mômen xoắn danh nghĩa Mt mômen xoắn tính toán k =1,2 ữ 1,5 Hệ số tải trọng động (tra bảng 9_1) Để đơn giản, dễ chế tạo phù hợp với mômen xoắn trục Chọn nối trục nối trục đĩa + Cấu tạo : hình vẽ + VËt liƯu lµm nèi trơc : vËn tèc vòng đĩa V 30 m/s nên ta chọn vật liệu nối trục thép đúc 35, + Các kích thớc chủ yếu nối trục đàn hồi theo bảng (9-2) ta cã: d= 50 mm, D = 100 mm; D= 200mm; D0 = 160mm; l = 160mm; S=40mm; Bulông cỡ M16; số lợng bulông z = 6; mômen xoắn lớn M max =2500 Nm ắ Với bulông lắp có khe hở, lực siết V cần thiết với bulông theo công thức (9-3) là: V 2.K M x 2.1,3.1273584,2 = =2299,5 (Nmm) 6.1,5.160 ZfD0 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Phần IX: Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát công suất ma sát, giảm mài mòn, đảm bảo thoát nhiệt tốt đề phòng chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn cho trục truyền Hộp Giảm Tốc Vì vận tốc bánh nhỏ nên ta chọn cách bôi trơn ngâm dầu cách ngâm bánh răng, trục vít, bánh vít chi tiết phụ khác ta dùng dầu công nghiệp 45 để bôi trơn hộp giảm tốc Khi vặn tốc nhỏ lấy chiều sâu ngâm 1/6 bán kính bánh cấp nhanh ®èi víi cÊp chËm d−íi 1/3 b¸nh kÝnh , 0,4 - 0,8 lÝt cho Kw Chän ®é nhít cđa dầu 50o C với bánh thép b = 600 N/mm2 Ta chọn dầu theo Bảng 10- 20 Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trờng Đại Học SPKT Hng Yên Khoa: Khoa Học Cơ Bản đồ án chi tiết máy Lời kết Sau thời gian tìm tòi, nghiên cứu lựa chọn dới hớng dẫn tận tình thầy giáo Đến đề tài em đà đợc hoàn thành Trong suất trình tính toán làm đồ án môn học em đà rút số kinh nghiệm kiến thức giúp em sau nµy Nã lµ nỊn mãng cho viƯc vËn dụng cho công việc sau này, giúp em hiểu biết thêm môn chế tạo máy Đồ án môn học em đà hoàn thành trớc hết em xin chân thành cảm ơn quan tâm giúp đỡ thầy khoa khoa học bản, bạn bè đặc biệt giúp đỡ nhiệt tình thầy Nguyễn Văn Huyến Nguyễn Tiền Phong Trong trình thực hịên đề tài này, hiểu biết hạn chế, đồng thời kinh nghiệm cha vững nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Mặc dù đà cố gắng tìm tòi học hỏi thầy cô bạn bè trao đổi kỹ Cuối cùng, lần em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, bạn bè đà giúp đỡ em hoàn thành đề tài Em kính mong nhận đợc ý kiến đóng góp thầy, cô để đề tài em đợc hoàn thiện Hải Dơng, Ngày 10 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực Lê Văn Hiếu Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Văn Huyến & Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện: Lê Văn Hiếu 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... môn học chi tiết máy Đề số: 10 Thiết kế hệ dẫn động băng tải Động 4.Nèi trôc Hép giảm tốc Băng tải Số Liệu cho trớc Lực kéo băng tải Vận tốc băng tải Đờng kính băng tải Thời gian phục vụ Góc nghiêng... độ Khối lợng thiết kế 01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc phần mềm Autocad 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Bánh số 01 Bản thuyết minh Sinh viên thiết kế: Lê Văn Hiếu_Lớp CĐK5LC Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn... Bản Phần I: Chọn động v phân phối tỷ số truyền 1.1 Công suất cần thiết Gọi Pt công suất tính toán trục máy công tác (KW) Pct công suất cần thiết trục động (KW) hiệu suất truyền động Ta có : F