Chương 2 thiết kế các bộ truyền bảng 2 1 thông số đầu vào bộ truyền xích

CHƯƠNG THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Bảng Thơng số đầu vào truyền xích uxích = 3,15 Tỷ số truyền truyền xích n2 = 147,182 (v/p) Số vịng quay trục N2 = 1,89(kW) Cơng suất trục 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 2.1.1 Chọn loại xích Có loại xích: xích ống, xích lăn xích bánh Để đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật hệ dân động băng tải, chọn loại xích lăn Các ưu điểm xích lăn sau: Xích ống- lăn gọi tắt xích lăn, kết cấu giống xích ống, khác phía ngồi ống lắp them má sát trượt ống đĩa (ở xích ống) ma sát lăn lăn đĩa (ở xích lăn) Kết độ bền mỏi xích lăn cao xích ống, chế tạo khơng phức tạp xích răng, xích lăn dùng rộng rãi 2.1.2.Chọ n số ră ng sơ đĩa xích nhỏ tính số ră ng đĩa xích lớ n Với uxích = 3,15 Thay số vào có kết quả: 21 (theo cơng thức trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Chọn z1 = 23 số đĩa nhỏ z2 = uxích (theo cơng thức trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Thay vào: z ( với xích lăn) Chọn z2 = 73 số đĩa lớn 2.1.3 Sai lệch tỷ số truyền thự c tế Tỷ số truyền thực tế Sai số tương đối tỷ số truyền: ∆= utt − ux ux 100% = 3,17 − 3,15 100% = 0,63% < 3% 2.1.4 Xá c định cá c hệ số điều kiện sử dụ ng xích Hệ số điều kiện sử dụng: công thức 5.22 trang 180 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Trong đó: K = KaKoKdcKbKrKlv = 1.1.1.1.1,2.1,45 = 1,74 Ka :(hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích) Ka=1(Khoảng cách trục a =(30 50) p) Ko :(hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí truyền) Ko=1(bộ truyền xích nằm ngang, đường nối tâm song song với phương ngang) Kdc :(hế số kể đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích) Kdc=1(vị trí trục điểu chỉnh đĩa xích) Kb :(hệ số kể đến ảnh hưởng đến điều kiện bôi trơn) Kb=1(bôi trơn nhỏ giọt) Kr: (hệ số tải trọng động, kể đến tính chất tải trọng) Kr=1,2 (tải trọng va đập nhẹ) Klv: (hệ số ảnh hưởng đến chế độ làm việc) Klv=1,45 (làm việc ca) 2.1.5 Tính ng suấ t tính tố n Cơng thức 5.25 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Tra bảng 5.4 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, theo cột n01 = 200 (v/ph) Nt = 4,84(kW) ta chọn truyền xích có bước xích p = 31,75(mm) có cơng suất cho phép [N] = 19,3(kW) 2.1.6 Kiểm tra số vò ng quay tớ i hạ n Theo bảng 5.2 trang 176 tài liệu [1] số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 31,75 (mm) nth = 630 vg/ph, nên điều kiện n < nth thỏa 2.1.7 Xá c định vậ n tố c trung bình củ a xích Cơng thức 5.10 trang 173 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Lực vịng có ích cơng thức 5.23 trang 180 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có 2.1.8 Tính tố n kiểm nghiệm bướ c xích Cơng thức 5.26 trang 181 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, theo bảng 5.3 trang 180 [1] với p = 31,75(mm) n01 = 200 (v/ph) ta có [po] = 29(MPa) Do pc = 31,75 (mm) nên điều kiện thỏa 2.1.9 Chọ n khoả ng cá ch trụ c sơ - Khoảng cách trục sơ a = (30 ÷ 50)p Chọn giá trị khoảng Chọn a = 40.31,75 = 1270 (mm) công thức 5.4 trang 172 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy - Số mắt xích cơng thức 5.8 trang 173 tài liệu[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy: - Vậy ta chọn số mắt xích x = 130 (nên chọn số mắc xích chẵn để tránh sử dụng mắc xích chuyển nối xích) - - Chiều dài xích 5.8 trang 173 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy: L = pcx = 31,75.130 = 4128(mm) Tính xác khoảng cách trục theo cơng thức 5.9 trang 173 tài liệu[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy: - Để tránh xích không chịu lực căng lớn, ta cần giảm bớt lượng là: ∆a = (0,002 ÷ 0,004)a = 0,003.1276 = 4(mm) ⇒ a = a − ∆a = 1276 − = 1272(mm) 2.1.10 Kiểm nghiệm đồ bền truyền xích - Kiểm tra số lần va đập xích giây cơng thức 5.27 trang 182 tài liệu [1] Tra bảng 5.6 trang 182 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ứng với pc = 31,75 (mm) có [i] = 16(mm) Theo công thức 5.28 trang 183 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có: s= Trong đó: Q Ft + F o + F v ≥ [s] Q - tải trọng phá hỏng, tra bảng 5.1 trang 168[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, Q = 50 (kN) = 50000(N) Fv - lực căng lực li tâm sinh làm việc, công thức 5.16 trang 175[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Fv = qm v2 = 2,6 1,792 = 8,33(N) q - khối lượng 1m xích, tra bảng 5.1 trang 168[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, qm = 2,6(kg) Fo- lực căng trọng lượng nhánh bị động gây công thức 5.17 trang 175 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Fo = 9,81 Kf qm a Kf – hệ số phụ thuộc độ võng f xích truyền; truyền nằm ngang Kf = a - khoảng cách trục, a = 1272(mm) = 1,272(m) ⇒ Fo = 9,81 Kf q a = 9,81.6.2,6.1,272 = 155(N) Do đó: s Ft + F o + F v 2457 + 155 +8,33 n01 = 200 vg/ph: số vòng quay đĩa nhỏ truyền thí nghiệm với cơng suất cho phép Theo bảng 5.7 trang 183 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Hệ số an toàn cho phép [s] = 9,4 Vậy truyền xích đảm bảo điều kiện bền 2.1.11 Đường kính đĩa xích - Đường kính vịng chia cặp đĩa xích cơng thức 5.1 trang 171 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có: Đường kính vịng đỉnh công thức 5.7 trang 171 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ta có: 2.1.12 Tính lự c tá c dụ ng lên trụ c Công thức 5.19 trang 176 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Trong đó: Fr = Km Ft = 1,15.2457 = 2826(N) Km - hệ số kể đến trọng lượng xích, Km = 1,15 (bộ truyền nằm ngang) Hình Lực tác dụng lên trục truyền xích Thơng số Bảng 2 Thơng số truyền xích Kí hiệu Cơng thức tính đĩa xích Bánh dẫn Bánh bị dẫn Bước xích pc (mm) 31,75 Khoảng cách trục a (mm) 1272 Tỷ số truyền u 3,15 Số mắt dây xích x 130 Z (răng) Số đĩa xích d (mm) Đường kính vịng chia da (mm) Đường kính vịng đỉnh Lực căng ban đầu Fo (N) 23 73 232,44 737,76 254,66 155 Lực vịng có ích Ft (N) 2457 Lực tác dụng lên trục Fr (N) 2826 759,98 2.2 THIẾ T KẾ BỘ TRUYỀ N BÁ NH RĂ NG TRỤ RĂ NG THẲ NG Bảng Thông số đầu vào truyền bánh thẳng PI = 1,9(kW) PII = 1,83(kW) nI = 705 (v/ph) TI = 25600(Nmm) Chế độ làm việc: ubr = 4,79 t = (năm) nII = 147,182(v/ph) TII = 118740(Nmm) + 24 giờ/ngày + 300 ngày năm Tổng thời gian làm việc tính giờ: Lh = 24.300.5 = 36000 (giờ) 2.2.1 Chọn vật liệu bánh Chọn thép C45 cải thiện Theo bảng 6.13 trang 223 [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy, bánh dẫn chọn độ rắn HB1 = 220; σch1= 580(Mpa); bánh bị dẫn chọn độ rắn HB2 = 220; σch2= 400Mpa (theo H1 ≥ H2 + (10 ÷ 15)HB) Giả sử thơng số hình học khơng dịch chỉnh Vật liệu có khả chạy rà tốt 2.2.2 Xá c đính ứ ng suấ t tiếp xú c, ứ ng suấ t uố n cho phép, ứ ng suấ t tả i 2.2.2.1 Số chu kỳ làm việc sở + Số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc (Công thức 6.5 trang 93[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (1998), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1) NHO = 30HB12,4 = 30 2502,4 = 1,70 107 (chu kỳ) NHO = 30HB22,4 = 30 2202,4 = 1,25 107 (chu kỳ) NFO = NFO = 106 (chu kỳ) tất loại thép 2.2.2.2 Số chu kỳ làm việc tương đương NHE – số chu kỳ làm việc tương đương (Công thức 6.36 trang 224 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) =147,03.107 (chu kỳ) =30,7.107 (chu kỳ) c - số lần ăn khớp vòng quay bánh c = (hình 6.20 trang 224 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) ti thời gian làm việc tính NFE – số chu kỳ làm việc tương đương (Công thức 6.49 trang 227 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) =142,97.107 (chu kỳ) =29,85.107 (chu kỳ) Vì: NHE1 > NHO1; NHE2 > NHO2; NFE1 > NFO1; NFE2 > NFO2 Cho nên: KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = Sơ chọn ZR = 1; ZV = 1; ZxH = 2.2.2.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh σ0Hlim − giới hạn mỏi (Theo bảng 6.13 trang 223 tài liệu[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) σ0Hlim = 2HB + 70 Suy ∶ σ0Hlim = 2HB + 70 = 2.250 + 70 = 570 (MPa) σ0Hlim = 2HB + 70 = 2.220 + 70 = 510(MPa) σOF lim – giới hạn mỏi uốn: σOF lim = 1,8 HB (Theo bảng 6.13 trang 223 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) σOF lim = 1,8 HB1 = 1,8.250 = 450 (MPa) σOF lim = 1,8 HB2 = 2.2.2.4 Ứng suất tiếp xúc cho phép 1,8.220 = 396 (MPa) Công thức 6.39 trang 225 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy Hệ số an toàn: sH = 1,1 (bảng 6.13 trang 223 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Ứng suất tiếp xúc cho phép tính tốn: Cơng thức 6.40a trang 225 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy ⇒ [σH] = 490,91(MPa) ≤ 1,25[σH]min = 1,25.463,64 = 579,55(MPa) (thỏa đk) 2.2.2.5 Ứng suất uốn cho phép (Công thức 6.47 trang 226 tài liệu [1]) sF – Hệ số an tồn trung bình: sF = 1,75 (bảng 6.13 trang 223 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) KFC - hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải (KFC = 0,7 ÷ 0,8 đặt tải hai phía HB  350 => Ta KFC = 0,7 Ứng suất uốn cho phép bánh dẫn bánh bị dẫn: 2.2.2.6 Ứng suất tải cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép tải: (Công thức 6.13 trang 95 tài liệu [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (1998), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1) [σH]max = 2,8 σch = 2,8.580 = 1624 (MPa) Ứng suất uốn cho phép tải: (Công thức 6.14 trang 96 tài liệu [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (1998), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1) [σF 1]max = 0,8 σch = 0,8.580 = 464 (MPa) [σF 2]max = 0,8 σch = 0,8.400 = 320 (MPa) 2.2.3 Chọ n hệ số nh ră ng theo tiêu chuẩ n Hệ số chiều rộng vành Ψbd: (Công thức trang 231 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Theo sơ đồ tính tốn, ta thấy bánh nằm đối xứng ổ trục nên Ψba = 0,3 ÷ 0,5 (bảng 6.15 trang 231 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy), chọn Ψba = 0,4 theo tiêu chuẩn đó: Chọn KHβ = 1,04, KFβ = 1,08 (Bảng 6.4 trang 209 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) 2.2.4 Cá c kích thướ c ả nh hưở ng khả nă ng m việc củ a truyền Khoảng cách trục truyền: (Công thức 6.67 trang 231 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) =115 (mm) 2.2.5 Xá c định modun bá nh ră ng Môđun răng: (Công thức 6.68 trang 232 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) m = (0,01 ÷ 0,02) aw = (0,01 ÷ 0,02).112= 1,15 ÷ 2,3(mm) Chọn sơ mơđun theo tiêu chuẩn m = (mm) (trang 195 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) 2.2.6 Xá c định số ră ng bá nh dẫ n, bá nh bị dẫ n Tổng số răng: (Công thức 6.71 trang 232 tài liệu[1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) Số bánh dẫn: Chọn z1 = 20 răng; z2 = 112 − 20 = 92(răng) 2.2.7 Tính tố n lạ i tỷ số truyền u Tỷ số truyền thực tế: ut = z2/z1 = 92/20 = 4,6 Sai số tỷ số truyền: Thỏa mãn điều kiện ∆u < 3% 2.2.8 Cá c thơ ng số hình họ c chủ yếu củ a truyền bá nh ră ng (Bảng 6.2 trang 196 tài liệu [1] Nguyễn Hữu Lộc (2004), Cơ sở thiết kế máy) - Đường kính vịng chia: Đường kính vịng đỉnh: - Đường kính vịng chân: da1 = d1 + 2mn = 40 + 2.2 = 44(mm) da2 = d2 + 2mn = 260 + 2.2 = 264(mm) df1 = d1 − 2,5mn = 40 − 2,5.2 = 35(mm) - Đường kính vịng lăn df2 = d2 − 2,5mn = 260 − 2,5.3 = 255(mm) dw2 = dw1 u = 38,678.4,79 = 185,268(mm) - Chiều cao răng: - Khoảng cách trục: h = 2,25 mn = 2,25.2 = 5,5(mm)