Thuyết minh đồ án truyền động có khí đồ án thiết kế máy mdpr310423 thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

- Tính lại chính xác góc nghiên răng - Tính lại chính xác khoảng cách trục, - Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răngIV.6...Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền hệ thốngIV.7...Kiểm

Tính toán công suất, tốc độ trục công tác

Thông số đầu vào

- Loại vật liệu vận chuyển: Đá dăm

Công suất trên trục công tác

Công suất cần thiết trên trục băng tải, [1]

Hệ số phụ thuộc vào chiều dài băng tải:

Hệ số phụ thuộc chiều rộng băng tải, tra bảng 3.1

Tốc độ quay trục công tác

Tốc độ quay tang dẫn băng tải, [1]

Trong đó: vận tốc băng tải đường kính tang dẫn băng tải

Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

- Công suất cần thiết trục băng tải,

- Tốc độ quay tang dẫn băng tải,

Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

- Công suất cần thiết trên trục động cơ [2]

- hiệu suất truyền toàn hệ thống

0,95 - (0,95 ÷ 0,96) hiệu suất bộ truyền đai (hở)

- (0,99 ÷ 0,995) hiệu suất truyền động 1 cặp ổ lăn 0,96 - (0,96 ÷ 0,98) hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ (kín)

0,98 - 0,98 hiệu suất truyền khớp nối trục

- Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền sơ bộ:

Chọn sơ bộ - tỉ số truyền bộ truyền đai

- tỉ số truyền bộ truyền bánh răng

- Số vòng quay sơ bộ động cơ:

Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lòng sóc

Brand name Output power Speed Voltage Product code

ABB 5,5 kW 940 rpm 380V/50Hz M2QA 132M6B

- Tính sai lệch tỉ số truyền sơ bộ

Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động

- Công suất cần thiết trên trục công tác – trục tang dẫn băng tải (kW):

- Công suất trên trục 2 (kW):

- Công suất trên trục 1 (kW):

- Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW):

- Số vòng quay trục động cơ:

- Số vòng quay trục công tác:

- Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động:

III Tính toán và thiết kế bộ truyền đai

III.1 Thông số đầu vào:

- Công suất cần thiết trên trục động cơ: P = 4,531924 kW.

- Tỉ số truyền bộ truyền đai:

- Số vòng quay động cơ: n = 940 rpm.

III.2 Chọn loại đai và tiết diện đai:

- Dựa vào thông số đầu vào của công suất, tốc độ quay trục dẫn chọn:

Chọn loại đai thang thường và tiết diện B [tham khảo tài liệu [1] hình 4.1 trang 59].

III.3 Xác định các thông số bộ truyền:

- Tính và chọn đường kính bánh đai:

 Đường kính tối thiểu bánh đai dẫn: [Tham khảo tài liệu [1] bảng 4.13 trang 59].

 Diện tích tiết diện đai: A = 138 mm 2

 , đường kính bánh đai dẫn: [Chọn đường kính theo dãy số tiêu chuẩn, tham khảo tài liệu [1], trang 60 hoặc bảng 4.21].

 Hệ số trượt đai, x: 0,02 (chọn từ 0,01~0,02).

 Đường kính bánh đai bị dẫn (tính toán):

 Chọn đường kính đai tiêu chuẩn: [Chọn đường kính theo dãy số tiêu chuẩn, tham khảo tài liệu [1], trang 60 hoặc bảng 4.21].

 Sai lệch tỉ số truyền thực tế so với tỉ số truyền sơ bộ:

=> Thoả điều kiện sai lệch tỉ số truyền

- Tính sơ bộ khoảng cách trục, :�

Chọn sơ bộ khoảng cách trục, , theo chỉ dẫn bảng 4.14 và điều kiện công thức 4.14, tài � liệu [1].

 Khoảng cách sơ bộ lựa chọn trục, = 808,5mm.�

- Tính và chọn chiều dài đai:

 Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn theo bảng 4.13, tài liệu [1]

- Tính chính xác khoảng cách trục a, theo công thức 4.6 tài liệu [1].

- Tính và kiểm nghiệm điều kiện góc ôm pulley dẫn: Điều kiện:

Tính góc ôm bánh dẫn tính theo công thức 4.7 tài liệu [1]:

III.4 Xác định số dây đai và các thông số hình học bánh đai

- Số dây đai, , được tính theo công thức 4.16, tài liệu [1]�

P : 4,531924 - Công suất trên trục pulley chủ động (kW)

: 1,1 - Hệ số tải trọng động, tra bảng 4.7 tài liệu [1] (Băng tải = 1 Cộng 0,1 vì làm việc 2 ca/ngày Bảng 4.17)

: 0,948 - Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm:

: 1,01847 - Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai:

: 2240 Chiều dài đai thực nghiệm phụ thuộc loại đai B đã chọn ban đầu,  bảng 4.19 tài liệu [1].

: 1,14 - Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền =1,14 nếu u 2,5 tham khảo tài liệu[1], bảng 4.17.

: 0,95 - Hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố tải trọng không đều trên các dây đai Tham khảo tài liệu [1], bảng 4.18.

: 3,105 - Nội suy giá trị , bảng 4.19

- Theo công thức 4.17 tài liệu [1]. t = 19 - Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1]. e = 12,5 - Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1].

Theo công thức 4.18, tài liệu [1]:

- Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1].

III.5 Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

- Lực căng đai, : (trên một sợi dây đai, định kì điều chỉnh lực căng đai)

- Theo trường hợp định kỳ điều chỉnh lực căng

- Khối lượng một mét dài đai theo tiết diện đai B, tra bảng 4.22, tài liệu [1]

- Lực tác dụng lên trục, :

- Theo công thức 4.21 tài liệu [1].

III.6 Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền đai:

IV Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng trụ

IV.1 Thông số đầu vào:

– Số vòng quay trên trục công tác

– Công suất trên trục dẫn

– Số vòng quay trên trục dẫn

– Số vòng quay trên trục bị dẫn

– Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng

– Tuổi thọ bộ truyền (thời gian làm việc)

– Moment xoắn trên trục dẫn

– Tỉ số truyền bộ truyền ngoài

Vật liệu Nhiệt luyện Độ cứng Giới hạn bền Giới hạn chảy (HB) s (MPa) b s (MPa) ch (MPa) (MPa) (MPa)

IV.3 Xác định ứng suất cho phép:

- Tính ứng suất cho phép tiếp xúc BR dẫn và BR bị dẫn, theo công thức 6.1 [1]

- Ứng suất cho phép tiếp xúc của bánh răng dẫn

- Ứng suất cho phép tiếp xúc của bánh bị răng dẫn

- Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở

 - Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở của BR dẫn

 - Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở của BR bị dẫn

– Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, tra bảng 6.2 [1]

– Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ

Với: – Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc

– Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương (BR dẫn = BR bị dẫn)

Với: – số lần tiếp xúc/vòng quay

– số vòng quay trên trục dẫn – Thời gian phục vụ – Bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc (sử dụng cho trường hợp độ cứng )

- Ứng suất cho phép tiếp xúc của bánh răng bị dẫn

- Tính ứng suất cho phép uốn BR dẫn và BR bị dẫn, theo công thức 6.1 [1]

- Ứng suất cho phép uốn của bánh răng dẫn

- Ứng suất cho phép uốn của bánh răng bị dẫn

- Ứng suất tiếp uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, bảng 6.2[1]

 - Ứng suất tiếp uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở cùa BR dẫn

 - Ứng suất tiếp uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở của BR bị dẫn

– Hệ số an toàn khi tính về uốn, tra bảng 6.2[1]

– Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải (đặt tải một phía, quay một chiều)

– Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng

Với: – Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử uốn

– số vòng quay trên trục dẫn

– Bậc đường cong mỏi khi thử về uốn ()

- Ứng suất cho phép khi quá tải:

– Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải BR dẫn trong điều kiện tôi cải thiện

– Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải BR bị dẫn dẫn trong điều kiện tôi cải thiện

– Ứng suất uốn cho phép khi quá tải BR dẫn dẫn trong điều kiện tôi cải thiện

– Ứng suất uốn cho phép khi quá tải BR bị dẫn dẫn trong điều kiện tôi cải thiện

IV.4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

– Moment xoắn trên trục chủ động

- Ứng suất tiếp xúc cho phép

– Hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng Bảng 6.5, răng nghiên 43.

– Hệ số chiều rộng vành răng Chọn theo giá trị tiêu chuẩn 0.315 – 0.4 – 0.5

– Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, bảng 6.7[1] và tra theo trị số

Từ đó suy ra: -> Chọn theo tiêu chuẩn và có giá trị tận cùng bằng 0 hoặc 5.

IV.5 Xác định các thông số ăn khớp:

Chọn – Theo giá trị tiêu chuẩn bảng 6.8

Vì bánh răng trụ răng nghiêng nên chọn sơ bộ góc nghiêng :

Tính bánh răng dẫn theo công thức (6.31)[1], chọn số nguyên

Tính bánh răng bị dẫn theo công thức (6.20)[1], chọn số nguyên

Tính lại góc nghiêng: với điều kiện

Suy ra: -> Thỏa điều kiện

Tính lại khoảng cách trục bằng vừa tính:

- Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền:

Tỉ số truyền thực bộ truyền bánh răng:

Sai lệch tỉ số truyền bộ truyền bánh răng:

IV.6 Sai lệch tỉ số truyền hệ thống: Điều kiện :

IV.7 Kiểm nghiệm độ bền:

- Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

– hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp Công thức 6.41 Trong đó: - Công thức bảng 6.11

– hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 Tra bảng 6.15

– hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, tra bảng 6.16 Tra bảng 6.16

– xác định từ khả năng chịu tải trọng động lớn của bánh răng, bảng 6.17

Do , ta có điều kiện:

- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

– Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

– Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

– Hệ số dạng răng của bánh răng dẫn Tra bảng 6.18

– Hệ số dạng răng của bánh răng bị dẫn Tra bảng 6.18

- hệ số tải trọng khi tính về uốn.

Với: - hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7

- hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14

- hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn

- hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15

- Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Kiểm tra ứng suất tiếp xúc cực đại cho phép theo công thức (6.48) [1]:

Kiểm tra ứng suất uốn cực đại cho phép theo công thức (6.49) [1]:

Trong đó: - Hệ số quá tải

IV.8 Lực tác dụng khi ăn khớp

IV.9 Bảng thông số kĩ thuật bộ truyền bánh răng:

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Công suất trục bánh răng dẫn �1 4.305328 (kW)

Tốc độ quay của trục dẫn �1 376 (vòng/phút

Mô men xoắn trên trục dẫn � 109351 (�� )

Thời gian làm việc �h 18000 (giờ)

Mô đun pháp/ mô đun �n hoặc � 2 (��)

Góc nghiêng (BTRT không có) � 11.88303 (độ)

Góc ăn khớp �tw 20.402 (độ)

Số răng bánh lớn �2 104 (�ă��) Đường kính vòng lăn bánh nhỏ �w1 67.46988 (��) Đường kính vòng lăn bánh lớn �w2 212.5301 (��) Đường kính vòng đỉnh bánh nhỏ �a1 71.44082 (��) Đường kính vòng đỉnh bánh lớn �a2 216.5518 (��) Đường kính vòng đáy nhỏ �f1 62.44685 (��) Đường kính vòng đáy lớn �f2 207.5117 (��) Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng �H 472.174 (��)

Lực tác dụng khi ăn khớp

Lực dọc trục (BTRT không có) �a 682.0835 ( )�

– Moment xoắn danh nghĩa cần truyền (Moment trên trục lắp nối trục)

Loại máy công tác: Băng tải.

- Xác định moment xoắn tính toán:

- hệ số an toàn làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác, tra bảng 9.1 [8]

- Tính sơ bộ đường kính trục tại vị trí lắp nối trục:

– Moment xoắn trên trục lắp nối trục

- Ứng suất trượt cho phép

Chọn đường kính trục theo dãy số tiêu chuẩn:

- Chọn kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi, theo bảng 9.10a[8]:

- Chọn kích thước cơ bản của của vòng đàn hổi, theo bảng 9.10b[8]:

- Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi theo công thức (9.11) [8]:

- Điều kiện sức bền của chốt theo công thức (9.12) [8]:

- Ứng suất dập của vòng cao su

- Ứng suất cho phép của chốt, vật liệu thép 45

V.4 Lực tác dụng lên trục

- Lực hướng tâm nối trục, :

Trong đó: – Moment xoắn trục lắp nối trục

– Đường kính qua tâm chốt nối trục đàn hồi

VI Tính toán thiết kế trục

VI.1 Thông số đầu vào:

– Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền đai

- Góc nghiêng bộ truyền đai

– Lực nối trục (Lực hướng tâm)

– Lực tiếp tuyến (lực vòng) bộ truyền bánh răng

– Lực hướng tâm bộ truyền bánh răng

– Lực dọc trục bộ truyền bánh răng

– Đường kính vòng lăn bánh dẫn bánh răng trụ nghiêng

– Đường kính vòng lăn bánh bị dẫn bánh răng trụ nghiêng

Dựa vào đặc điểm làm việc của hộp giảm tốc và chịu tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45, thường hóa ta được: Ứng suất xoắn cho phép: [] = 15 30 MPa

Vật liệu Nhiệt luyện Độ cứng (HB) Giới hạn bền

VI.3 Tính toán, thiết kế trục theo điều kiện bền tĩnh:

- Lực tác dụng từ các bộ truyền:

- Xác định sơ bộ đường kính trục theo điều kiện bền cắt:

Theo công thức 10.9 trang 188[1] đường kính trục thứ k (với k = 1, 2, 3) được xác định: Trục động cơ: T = 46042 N.mmđc

- Xác định chiều dài các đoạn trục, khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

Tính khoảng cách mayơ theo công thức 10.10 và 10.13 trang 189 [1]

Chiều dài mayơ trên bánh đai, bánh răng trên trục I (br = đ)

Chiều dài mayơ bánh răng, khớp nối trên trục II

Chiều dài mayơ khớp nối lm23 = (1,4 … 2,5) d2 = (1,4 … 2,5) 40= (56 …100) = lk

- Theo bảng 10.2 trang 189[1], chọn chiều rộng ổ lăn :

Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: = 10

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp: = 5

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: = 10

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: = 15

- Xác định ngoại lực từ bộ truyền tác dụng lên trục:

Trong mặt phẳng (zOy): Đổi chiều trên trục 

Giữ nguyên chiều trên trục

Trong mặt phẳng (xOz): Đổi chiều trên trục 

- Đường kính và chiều dài các đoạn trục tại các tiết diện:

Tại tiết diện lắp bánh răng 1:

Tại tiết diện lắp ổ lăn:

Chọn = 25 (mm) = , 2 ổ lăn cùng đường kính

Tại tiết diện lắp bánh đai:

Tại tiết diện lắp ổ lăn :

Chọn = 40 (mm) = 2 tiết diện lắp ổ lăn cùng đường kính

Tại tiết diện lắp khớp nối:

Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập theo (CT 9.1) và độ bền cắt theo (CT 9.2)

Theo bảng 9.1a [1] với đường kính trục d = 28 ta chọn then: b = 6 (mm) t = 3,5 (mm)1 h = 6 (mm) t = 2,8 (mm)2

 l = 0,8.45 = 36 mm chọn theo tiêu chuẩn bảng 9.1 l = 36 mmt t

Theo bảng 9.1a [1] với đường kính trục d = 42 ta chọn then: b = 10 (mm) t = 5 (mm)1 h = 8 (mm) t = 3,3 (mm)2

Theo bảng 9.5, với tải trọng tĩnh, vật liệu mayơ thép và lắp cố định

Vậy các mối ghép then đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt.

VI.5 Tính kiểm nghiệm bền

- Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi yêu cầu nếu hệ số an toàn tại các chi tiết nguy hiểm thoả mãn điều kiện:

- Trong đó: hệ số an toàn cho phép, thông thường [S] = 1,5÷ 2,5 s : hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện jσj

(10.20) [1] s hệ số an toàn chỉ xét riêng đến ứng suất tiếp tại tiết diện jτj:

Với σ và τ : giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng -1 -1 Đối với thép cacbon σ = 0,436 σ = 0,436 600 = 261,6 MPa [1], trang 196-1 b τ = 0,58 σ = 0,58 261,6 = 151,728 MPa [1], trang 196-1 -1 σaj, σ : biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp tại tiết diện jmj Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng: σ = 0 σ = σmj aj maxj = (10.22) [1], trang 196 τaj, τ biên độ và trị số trung bình của ứng suất tiếp tại tiết diện jmj:

Trong đó W : mômen cản uốn j Đối với tiết diện tròn: (bảng 10.6) [1] Đối với tiết diện có 1 rãnh then: (bảng 10.6)

Khi trục quanh một chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:

Trong đó: W : mômen cản xoắn0j Đối với tiết diện tròn: (bảng 10.6) [1] Đối với tiết diện có 1 rãnh then: (bảng 10.6)

21 ψσ, ψ : Hệ số chỉ đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra bảngτ

10.7 [1] với giới hạn bền 600 MPa, ta có: ψ = 0,05 ψ = 0σ τ Ở trục І, xét mặt cắt 1-3 lắp bánh răng 1, mặt cắt 1-0 lắp ổ lăn và mặt cắt 1-2 lắp bánh đai. Ở trục П, ta xét mặt cắt 2-3 lắp khớp nối, mặt cắt 2-1 lắp ổ lăn và mặt cắt 2-2 lắp bánh răng 2.

Chọn lắp ghép: Các ổ lăn được lắp ghép theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, khớp nối theo k6 kết hợp với lắp then.

Kích thước của then tra bảng 9.1 [1], trị số của mômen cản uốn và mômen cản xoắn ướng với tiết diện trục như sau:

Tiết diện Đường kính trục b×h t 1 W W 0

 Các hệ số K , K đối với các tiết diện nguy hiểm được tính theo công thức sau: (10.25)σdj τdj

Kx: hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Tra bảng 10.8 [1] với phương phỏp gia cụng là tiện Ra = 2,5…0,63 (àm) được: K = 1,06x

Ky: hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Khi không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt: K = 1y εσ và ε : hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước thiết diện trục đến giới hạnτ mỏi, tra bảng 10.10 [1]

Kσ và K : hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn, trị số phụ thuộc vào cácτ loại yếu tố gây ra tập trung ứng suất.

Tra bảng 10.12 [1] với = 600MPa, dùng dao phay ngón, ứng suất tập trung tại rãnh then:

Ta xác định được tỉ số Kσ/εσ và Kτ/ετ tại rãnh then trên các tiết diện

Theo bảng 10.11, ứng với kiểu lắp k6, = 600MPa và đường kính tại các tiết diện nguy hiểm ta được tỉ số Kσ/εσ và Kτ/ετ do lắp căng tại các tiết diện này, trên cơ sở đó dùng giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Kσ/εσ để tính K và giá trị lớn hơn trong hai giá trị củaσd

Kτ/ετ để tính K (chọn giá trị lớn hơn để xác định K và K )τd σd τd

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp :

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp :

Kết quả trên cho thấy các tiết diện nguy hiểm trên 2 trục đều đảm bảo an toàn về mỏi.

- Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh

23 Để đề phòng khả năng bị biến dạng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột( như khi mở máy) cần tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh

Mmax và Tmax là mô men uốn lớn nhất và mô men xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải, N.mm giới hạn chảy tác dụng lên trục, MPa

Kết quả trên cho thấy các tiết diện nguy hiểm trên 2 trục đều đảm bảo an toàn về độ bền tĩnh.

VI.6 Tổng kết thông số trục: Đường kính Trục 1 Trục 2 Đường kính trục lắp đai Đường kính trục lắp bánh răng Đường kính trục lắp ổ lăn Đường kính trục lắp nối trục

VII.1 Thông số đầu vào

Phản lực tải các gối đỡ trục: - Trục 1: ,

- Trục 2: , , Lực dọc trục F : F = F = 682,0835 Na a1 a2

Số vòng quay (n) của trục: n = 940 v/ph, n = 376 v/ph, n = 119,3 v/phđc 1 2

Thời gian làm việc của ổ : 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca)

Tính lực và chọn sơ bộ ổ:

- Xác định lực hướng tâm tại các gối đỡ

= = 0,43 Ổ đỡ chặn = = 0,25 Ổ đỡ = = 0,36 Ổ đỡ chặn

Trục Ký hiệu d D H Tải tĩnh

Thời gian làm việc của ổ: (Theo CT 11.2, trang 213[1])

- = 5 năm x 300 ngày x 2 ca x 6 giờ = 18000 giờ

Tải trọng quy ước : (Theo CT 11.3, trang 214[1])

- : hệ số kể đến đặt tính tải trọng, tra bảng 11.3, = 1,2

- : hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ,= 1 khi θ = 105 C 0

- V : hệ số xét đến vòng nào quay, nếu vòng trong quay V = 1

- : Lực hướng tâm tại gối đỡ.

Khả năng tải động của ổ

Khả năng tải tĩnh của ổ

(Theo CT 11.19, trang 221[1]) Với ; (đỡ chặn); (đỡ một dãy)

1466,43 < 15600 707,42 < 15600 1650,58 < 19000 859,265 < 26000 Vậy khả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo.

VIII Tính toán và hộp và các chi tiết phụ:

Vỏ hộp có công dụng che kín các bộ truyền như bánh răng, trục vít-bánh vít đồng thời giúp cho việc bôi trơn ngâm dầu của các chi tiết này được thuận lợi Vỏ hộp có thể chế tạo bằng phương pháp đúc với vật liệu là gang xám hoặc đôi khi chế tạo bằng phương pháp hàn với vật liệu là thép tấm.

Bảng 17.1 Quan hệ kích thước của vỏ hộp đúc bằng gang xám

Tên gọi Biểu thức tính sơ bộ

Chiều dày thành thân hộp

A là khoảng cách trục, e làm tròn đến mm và không nhỏ hơn 8mm 1 Chiều dày thành nắp hộp

A là khoảng cách trục e2 làm tròn đến mm và không nhỏ hơn 8mm. Chiều dày gân tăng cứng e3 = e2 = 10 mm – làm tròn đến mm

Chiều dày mặt bích e 4 = 1,4 e 1 = 14 mm – làm tròn đến mm

Chiều dày mặt đế e5 = 2,4 e1 = 24 mm– làm tròn đến mm Đường kính

- bu lông nền d1 – Chọn theo bảng 17.2 – M16x4

- bu lông ghép mặt bích

- bu lông ghép nắp cửa thăm

- bu lông vòng d2 = 0,7 d1 = 0,7 M16 = M12 d3 = 0,6 d1= 0,6 M16 = M10 d4 – Chọn theo bảng 17.3 Trục 1 và trục 2 giống nhau

* vít ghép nắp ổ không có vòng phớt d4 = M10x6

* vít ghép nắp ổ có vòng phớt d4 = M10x6 d5 – Chọn theo bảng 17.4 d = M8x45 d 6 – Chọn theo bảng 17.5 d = M106

Các bu lông phải chọn trong bảng bu lông tiêu chuẩn.

Chiều sâu lỗ ren lắp vít d4 y4 = (2,5÷4) d4 = 3 10 = 30 mm

Chiều rộng mặt bích K1 = e + (1,3÷1,4) d1 2 +1,4.12 27 mm

K4 = (1,3÷1,4) d3 + 3 = 1,4.10 + 3 17 mm – làm tròn đến mm

Khoảng cách từ mép lỗ lắp ổ lăn đến tâm bu lông d2 x1 = d2 = 12 mm – làm tròn đến mm Đường kính phân bố vít ghép nắp ổ

D = D + 3 dn 4 = 80 + 3.10 = 110 mm (trục 2) với D là đường kính ngoài của ổ lăn.n Đường kính ngoài nắp ổ D1 = D + 3 d4 = 92 + 30 = 122 mm (trục 1)

D1 = D + 3 d4 = 110 + 30 = 140 mm (trục 2) Khoảng hở giữa đỉnh răng và thành trong vỏ hộp a1 = 7÷15 (mm) = 15 mm

Khoảng hở giữa mặt bên bánh răng và thành trong vỏ hộp a2 mm

Khoảng hở giữa đỉnh răng và thành trong đáy hộp a3 = 5 e2 = 5.10 = 50 mm

Khoảng hở giữa mặt bên giữa các bánh răng a4 = 7÷10 (mm) = 10 mm

Chiều cao h để lắp bu lông d2 h = 1,6 = 48 mm (trục 1) h = 1,6 = 52 mm (trục 2) Khoảng cách từ mặt ngoài thân hộp đến tâm bu lông nền d1 y1 = 1,5 d1 = 1,5 16 = 24 mm Khoảng cách từ tâm bu lông nền d1 đến mép ngoài chân đế y2 = 1,25 d1 = 1,25 16 = 20 mm

Bề rộng chân đế của vỏ hộp y3 = 3 d1 = 3 16 = 48 mm

Phần lồi vì lý do công nghệ e =1÷2 (mm) Độ dốc đúc, bán kính góc lượn Chọn theo công nghệ đúc

Hộp giảm tốc được lắp trên nền bê tông hoặc khung máy Cần thiết phải kẹp chặt hộp giảm tốc xuống nền bê tông hoặc khung máy để chống lại các lực tác dụng lên trục vào và trục ra của hộp giảm tốc từ bộ truyền đai hay khớp nối sẽ làm xê dịch hộp giảm tốc Sử dụng bu lông để kẹp chặt hộp giảm tốc với khung máy hoặc bu lông nền để giữ chặt hộp giảm tốc với nền bê tông.

Bảng 17.2 Chọn bu lông kẹp chặt với khung máy hoặc bu lông nền ghép với nền bê tông

HGT 1 cấp HGT 2 cấp HGT 3 cấp

Bảng 17.3a Chọn vít ghép nắp ổ vào vỏ hộp

D - đường kính phân bố các vít

Bảng 17.3a Chọn vít ghép nắp ổ có lắp vòng phớt vào vỏ hộp

D- đường kính phân bố các vít (mm) 95 d4 M6 M8 M10

H Chọn theo kết cấu d (đường kính trục) D2 D3 a b c

Bảng 17.4a Kích thước nắp cửa thăm và nút thông hơi loại đơn giản

A B C D E F G R Kích thước vít Số lượng vít

Bảng 17.4b Kích thước nút thông hơi có lưới chặn bụi

32561015 Để vận chuyển hộp giảm tốc được thuận lợi, ta sử dụng bu lông vòng.

Bảng 17.5 Kích thước bu lông vòng

Số lượng bu lông vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc

Bảng 17.6 Trọng lượng của hộp giảm tốc và thể tích dầu bôi trơn

HGT bánh răng trụ 1 cấp

A (mm) 125 160 185 220 265 320 385 Trọng lượng 70 135 220 360 515 820 1350 Để kiểm tra mức dầu trong hộp, nên sử dụng que thăm dầu Nên kiểm tra mức dầu khi hộp giảm tốc không hoạt động Que thăm dầu nên đặt nghiêng so với phương thẳng đứng góc 30-40 0

Bảng 17.7 Kích thước que thăm dầu Để tháo dầu bẩn ra khỏi hộp giảm tốc, sử dụng nút tháo dầu lắp ở vị trí thấp nhất của đáy hộp Đáy hộp nên nghiêng với độ dốc khoảng 3% về phía nút tháo dầu.

Bảng 17.8a Kích thước nút tháo dầu ren trụ (mm)

1 Thông số đầu vào

- Công suất cần thiết trên trục động cơ: P = 4,531924 kW.

- Tỉ số truyền bộ truyền đai:

- Số vòng quay động cơ: n = 940 rpm.

2 Chọn loại đai và tiết diện đai

- Dựa vào thông số đầu vào của công suất, tốc độ quay trục dẫn chọn:

Chọn loại đai thang thường và tiết diện B [tham khảo tài liệu [1] hình 4.1 trang 59].

3 Xác định các thông số bộ truyền

- Tính và chọn đường kính bánh đai:

 Đường kính tối thiểu bánh đai dẫn: [Tham khảo tài liệu [1] bảng 4.13 trang 59].

 Diện tích tiết diện đai: A = 138 mm 2

 , đường kính bánh đai dẫn: [Chọn đường kính theo dãy số tiêu chuẩn, tham khảo tài liệu [1], trang 60 hoặc bảng 4.21].

 Hệ số trượt đai, x: 0,02 (chọn từ 0,01~0,02).

 Đường kính bánh đai bị dẫn (tính toán):

 Chọn đường kính đai tiêu chuẩn: [Chọn đường kính theo dãy số tiêu chuẩn, tham khảo tài liệu [1], trang 60 hoặc bảng 4.21].

 Sai lệch tỉ số truyền thực tế so với tỉ số truyền sơ bộ:

=> Thoả điều kiện sai lệch tỉ số truyền

- Tính sơ bộ khoảng cách trục, :�

Chọn sơ bộ khoảng cách trục, , theo chỉ dẫn bảng 4.14 và điều kiện công thức 4.14, tài � liệu [1].

 Khoảng cách sơ bộ lựa chọn trục, = 808,5mm.�

- Tính và chọn chiều dài đai:

 Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn theo bảng 4.13, tài liệu [1]

- Tính chính xác khoảng cách trục a, theo công thức 4.6 tài liệu [1].

- Tính và kiểm nghiệm điều kiện góc ôm pulley dẫn: Điều kiện:

Tính góc ôm bánh dẫn tính theo công thức 4.7 tài liệu [1]:

III.4 Xác định số dây đai và các thông số hình học bánh đai

- Số dây đai, , được tính theo công thức 4.16, tài liệu [1]�

P : 4,531924 - Công suất trên trục pulley chủ động (kW)

: 1,1 - Hệ số tải trọng động, tra bảng 4.7 tài liệu [1] (Băng tải = 1 Cộng 0,1 vì làm việc 2 ca/ngày Bảng 4.17)

: 0,948 - Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm:

: 1,01847 - Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai:

: 2240 Chiều dài đai thực nghiệm phụ thuộc loại đai B đã chọn ban đầu,  bảng 4.19 tài liệu [1].

: 1,14 - Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền =1,14 nếu u 2,5 tham khảo tài liệu[1], bảng 4.17.

: 0,95 - Hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố tải trọng không đều trên các dây đai Tham khảo tài liệu [1], bảng 4.18.

: 3,105 - Nội suy giá trị , bảng 4.19

- Theo công thức 4.17 tài liệu [1]. t = 19 - Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1]. e = 12,5 - Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1].

Theo công thức 4.18, tài liệu [1]:

- Tuỳ thuộc vào loại đai, tra bảng 4.21, trang 63 tài liệu [1].

III.5 Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

- Lực căng đai, : (trên một sợi dây đai, định kì điều chỉnh lực căng đai)

- Theo trường hợp định kỳ điều chỉnh lực căng

- Khối lượng một mét dài đai theo tiết diện đai B, tra bảng 4.22, tài liệu [1]

- Lực tác dụng lên trục, :

- Theo công thức 4.21 tài liệu [1].

6 Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền Đai

IV Tính toán và thiết kế bộ truyền bánh răng trụ

IV.1 Thông số đầu vào:

IV.3 Xác định ứng suất cho phép:

IV.4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

IV.5 Xác định các thông số ăn khớp:

2 Chọn vật liệu

3 Xác định ứng suất cho phép

4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục,

5 Xác định các thông số ăn khớp

Tính chọn nối trục

Chọn nối trục

Tính kiểm nghiệm bền

2 Chọn vật liệu

3 Tính toán thiết kế trục theo điều kiện bền tĩnh

5 Tính kiểm nghiệm bền

2 Tính toán ổ lăn

3 3 3 4 4 4 6 Để đảm bảo dung sai kích thước của lỗ lắp ổ lăn nằm giữa thân hộp và nắp hộp, sử dụng 2 chốt định vị lắp trên mặt bích hộp Khoảng cách giữa 2 chốt càng xa thì hiệu quả định vị càng tốt.

Bảng 17.9b Kích thước chốt định vị côn (mm)

[1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1, Nhà xuất bản Giáo Dục 2012.

[2] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 2, Nhà xuất bản Giáo Dục 2012.

[3] ABB Shaghai Motors Co., LTD, Tài liệu tra cứu chọn độngcơ ABB.

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải
Tác giả	Đinh Quang Kiệt
Người hướng dẫn	Đỗ Tiến Sĩ
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.hcm
Chuyên ngành	Cơ Khí Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ án thiết kế máy
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	4,17 MB