Đồ Án Cơ Khí _ Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn Trụ Răng Thẳng Đồ Án Cơ Khí _ Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn Trụ Răng Thẳng Đồ Án Cơ Khí _ Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn Trụ Răng Thẳng Đồ Án Cơ Khí _ Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn Trụ Răng Thẳng Đồ Án Cơ Khí _ Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Côn Trụ Răng Thẳng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢING ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢII HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢIC GIAO THÔNG VẬN TẢIN TẢII KHOA CƠ KHÍ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đề số IX Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải Giảng viên hướng dẫn: Bùi Vũ Hùng Sinh viên thực hiện: Phạm Viết Tuấn Vinh Mã sinh viên: 201301501 Lớp: Kỹ Thuật Cơ Khí 62 Hà Nội – Nội – i – 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Chọn động a, Công suất cần thiết trục động b, Tính tốc độ sơ động c, Chọn động II Phân phối tỷ số truyền Công suất trục công tác : Tốc độ quay trục: Momen xoắn trục: CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC 1 Chọn vật liệu Xác định ứng suất cho phép I Tính tốn thiết kế truyền bánh cấp nhanh (bánh nghiêng) 1 Tính sơ khoảng cách trục .1 Xác định số thông số truyền Kiểm tra độ bền tiếp xúc Kiểm nghiệm độ bền uốn Kiểm nghiệm độ tải .1 Các thông số truyền bánh cấp nhanh II Tính tốn thiết kế truyền bánh cấp chậm (bánh thẳng) 1.Tính sơ khoảng cách trục Xác định số thông số truyền Kiểm tra độ bền tiếp xúc Kiểm nghiệm độ bền uốn Kiểm nghiệm tải: Các thông số truyền bánh cấp chậm .1 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN Ổ LĂN I.THIẾT KẾ TRỤC 1 Chọn vật liệu: Các tải trọng tác dụng lên trục: Xác định sơ đường kính trục XÉT TRỤC II 1.Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Tính kiểm nghiệm độ bền trục .1 XÉT TRỤC I 1.Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Tính kiểm nghiệm độ bền trục .1 XÉT TRỤC III 1 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Tính kiểm nghiệm độ bền trục .1 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ Ổ LĂN I Chọn ổ lăn .1 II Tính tốn chọn cỡ ổ lăn .1 a Chọn ổ theo khả tải động b Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh .1 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC I BỀ MẶT LẮP GHÉP NẮP VÀ THÂN HỘP .1 II.KÍCH THƯỚC VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT LẮP GHÉP KHÁC .1 III BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC IV LẮP BÁNH RĂNG LÊN TRỤC VÀ ĐIỀU CHỈNH SỰ ĂN KHỚP .1 V.LẮP GHÉP DUNG SAI TÀI LIỆU THAM KHẢO Chế độ làm việc: ngày ca, ca giờ, năm làm việc 300 ngày; tải trọng va đập nhẹ Lực kéo xích tải F (kG) : 610kG = 6100N Vận tốc băng tải v (m/s): 1,1 m/s Đường kính D (mm): 460 mm Chiều rộng băng tải B: 350 mm Thời hạn phục vụ (năm): năm Sai số vận tốc cho phép (%): 5% Ổ đỡ trục loại ổ lăn CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN I Chọn động a, Công suất cần thiết trục động - Công suất tương đương ứng với M đồ thị (T,t) P1=Plv = Fv 6100.1,1 = =6,71( kW ) 1000 1000 Với F lực vòng băng tải (N) v vận tốc băng tải (m/s) - Từ đồ thị (T,t ) có : t =4 ; t 2= P 0,6 M = → P2=0,6 P1=0,6 6,71=4,03( kW ) P1 M -Do tải trọng truyền thay đổi nên ta tính cơng suất tương đương: P21 t 1+ P 22 t 6,712 4+ 4,032 Pt đ = = =5,53(kW ) t 1+ t +4 √ √ Tra theo bảng 2.3 trang 19 “sách thiết kế chi tiết máy”: - Hiệu suất chung hệ thống: + Hiệu suất cặp bánh côn : ηbr c =0,96 + Hiệu suất cặp bánh trụ : ηbr t =0,97 + Hiệu suất cặp ổ lăn: η ol =0,99 + Hiệu suất khớp nối η k =1 => Hiệu suất toàn hệ thống: η=ηbrc η brt η4ol ηk = 0,96 0,97 0,99 12 = 0,895 => Công suất cần thiết trục động : Pct = Pt đ 5,53 = =6,18( kW ) η 0,895 b, Tính tốc độ sơ động Số vịng quay trục máy cơng tác (trục tang quay): nlv = 60000 v 60000.1,1 = =45,67(v / p h) π.D π 460 Tỷ số truyền chung hệ thống: u=uhô p Tra bảng 2.4 trang 21 sách thiết kế, chọn sơ : Tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh côn- trụ cấp: → u=uh = 21 => Tốc độ sơ động cơ: n sb=nlv u = 45,67.21= 959,07 (vg/ph) c, Chọn động Động đc chọn phải thỏa mãn cơng suất Pđc số vịng quay đồng thỏa mãn điều kiện: { T mm T K Pđc ≥ P ct ≤ nđc ≈ n sb T T dn Tra bảng P1.3 tr237 sách Thiết kế hệ dẫn động khí tập chọn động : Kiểu động Công suất Pđc (kW) 4A132M4Y3 11 Vận tốc quay n đc(vg/ ph) 1458 Cosφ η% Tk T dn 0,87 87,5 2,0 T mm T T =1,3 → mm ≤ k T T T dn Pct =6,18(kW )→ Pđc ≥ Pct → Động thỏa mãn điều kiện II Phân phối tỷ số truyền Việc phân phối tỷ số truyền cho cấp truyền hộp giảm tốc có ảnh hưởng lớn tới kích thước khối lượng hộp giảm tốc n 1458 đc Tỉ số truyền chung uc = n = 45,67 ≈32 lv Mà uc = uh = u1.u2 Với u1 – TST truyền bánh trụ côn cấp nhanh u2– TST truyền bánh trụ cấp chậm - Chọn: +) c K= 1,1 (theo nội dung mục 3.2.2 trang 45, sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí- tập 1) +) Hệ số chiều rộng vành K be = 0,25 (theo nội dung mục 6.4.1 trang 112, sách tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí- tập 1) +) Ѱ bd 2= 1,2 (tra bảng 6.6 trang 97 sách tính tốn thiết kế - tập 1) +) [ K 01 ]= [ K 02 ] -Theo cơng thức 3.17 trang 45(sách tính tốn thiết kế - tập 1): λK= 2,25 Ѱ bd [ K 02 ] 2,25.1,2 = ( 1−0,25 ) 0,25 = 14.4 ( 1−K be ) K be [K 01 ] Từ đó: λ K c K = 14,4 1,13 = 19,17 với uc =uh= 32; ta tra theo hình 3.21 trang 45 (sách tính tốn thiết kế - tập1), tìm TST cặp bánh cấp nhanh u1= 5,15 TST cặp bánh trụ cấp chậm : u2 = uh 32 = = 6,21 u1 5,15 Kiểm tra sai số cho phép tỷ số truyền: ut =u1 u 2=5,15 6,21=31,98 ∆ u= |uc −ut| uc 100 %= |32−31,98| 32 100 % ¿ 0,0625 % ≤ % → Thỏamãn điều kiệnvề sai số cho phép Công suất trục: Plv =6,71(kW ) P lv -Trục III: P III= -Trục II: P II = - Trục I: ηol ηk = 6,71 =6,85 kW 0.99 PIII 6,85 = =7,13 kW ηol ηbrt 0,99.0,97 Pđc =P I = P II 7,13 = =7,5 kW ηol η brc 0,99.0,96 Tốc độ quay trục: - Trục I: -Trục II: n I =n đc =1458(vg / ph) n II = n đc 1458 = =283( vg/ ph) u 5,15 -Trục III: n III = n II 283 = =45,57 (vg / ph) u2 6,21 Momen xoắn trục T đc =T I = 9,55 106 P I 9,55.10 7,5 = =49125,5 Nmm nI 1458 9,55.106 PII 9,55 106 7,13 T II = = =240606 Nmm n II 283 9,55.10 PIII 9,55.106 6,85 = =1435538,7 Nmm n III 45,57 Bảngthông số u , n , P , T trục : T III = Trục Thông số u n(v / ph) P( kW ) T (Nmm) Động I II uk =1 1458 7,5 49125,5 ubr =5,15 1458 7,5 49125,5 III ubr =6,21 283 7,13 240606 45,57 6,85 1435538,7 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC Chọn vật liệu Vì hộp giảm tốc có công suất nhỏ truyền chịu tải trọng va đập nhẹ khơng có u cầu đặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo hai cấp bánh sau : Vì tải trọng va đập nhẹ, nên chọn vật liệu có HB < 350 Theo bảng 6.1 trang 92 (tkhdđ ck) ta chọn số liệu sau : Bánh nhỏ Bánh lớn Vật liệu Nhiệt luyện độ rắn HB 245 Thép 45 Tôi cải thiện 230 Thép 45 Tôi cải thiện Giới hạn bền 580 850 450 750 Xác định ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép : [ σH ] = Giới hạn chảy σ 0Hlim Z R Z V K xH K HL SH (*) Trong : chọn sơ Z R Z V K xH =1 S H hệ số an toàn tra bảng (6.2 trang 94 sách tkhdd ck) lấy S H = 1,1 -Ta có độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245 độ rắn bánh lớn: HB = 230 Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ sở bánh 0Hlim1 = 2.HB1 +70 = 2.245+70 = 560 (Mpa) 0Hlim2 = 2.HB2 + 70 = 230+70 = 530 (Mpa) Hệ số tuổi thọ m KHL= √ N HO /N HE H Với mH=6 bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc Tính NHO = 30.Hb2,4 Với NHO số chu kỳ sở tính độ bền tiếp xúc uốn Với NHE số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương 2,4 Suy : NHO1 = 30 H 2,4 = 1,626.10 HB = 30.245 2,4 NHO2 =30 H 2,4 = 1,397.10 HB = 30.230 Mi Và NHE = 60.c. ( M max )3.ni ti Trong đó: Mi, ti, ni mômen xoắn, tổng số làm việc, số vòng quay chế độ i C=1: số lần ăn khớp vòng quay Tổng số làm việc: t =300.2.8.5= 24000 (giờ) N HE 1=60 c ∑ ( M i / M max ) n1 t i 1,3 T T N HE 1=60.1 1458 24000 + 1,3 T 9600 1,3T (( ) 0,6 T + 1,3 T ( ) ( ) 48 )=5,81.10 N HE 2=60 c ∑ ( M i / M max ) n2 t i N HE 2=60.1 283 24000 1,3 T 1,3 T (( ) T 0,6 T + + 9600 1,3 T 1,3 T ( ) ( ) 48 )=1,12.10 Do NHO đường cong mỏi gần đường thẳng song songvới trục hoành nên NHE1= 5,81.108 > NHO1= 1,626.10 => NHE1= NHO1 => KHL1=1 NHE2= 1,12.108 > NHO2= 1,397.107 => NHE2= NHO2 => KHL2=1 Từ (*) theo (6.1a), xác định được: [ σ H ]= σ Hlim K HL SH [ H1 ] = 560 1,1 = 509,1 (Mpa) [ H2 ] = 530 1,1 = 481,82 (Mpa) Vì truyền động bánh côn thẳng bánh trụ thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép nho hai giá trị [ H1 ] [ H2 ] b.Ứng suất uốn cho phép: [ F] = σ Flim Y R Y S K xF K FC K FL sF (**)