đồ án chi tiết máy đề 15 thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Giáo trình chi tiết máy – Th.S Nguyễn Thị Kiều Hạnh CÁC SỐ LIỆU PHỤC VỤ CHO CÔNG VIỆC THIẾT KẾ: * Chế độ làm việc: mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ, làm việc 330 ngày, tải trọng va..

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Đề 15 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

 [TL3] Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

 [TL4] Giáo trình chi tiết máy – Th.S Nguyễn Thị Kiều Hạnh

CÁC SỐ LIỆU PHỤC VỤ CHO CÔNG VIỆC THIẾT KẾ:

* Chế độ làm việc: mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ, làm việc 330 ngày, tải trọng va

- tra theo bảng 2.2 [TL4] chọn sơ bộ

+ tỉ số truyền của đai: u đ=3

+tỉ số truyền của hộp giảm tốc :u hgt=10

1.8 Tính lại tỉ số truyền hộp giảm tốc và đai

Tỷ số truyền đai được tính lại: u ch =u đ u hgt => uđ=u ch

+ Tỷ số truyền của cặp bánh răng côn là: ucôn=¿ 1,3 2,77 = 3,6

Tỉ số truyền cuối cùng của hộp giảm tốc:

uhgt = ucôn.utrụ = 3,6 2,77 =9,972

Sai số tỉ số truyền: Δ = |10−9,972|.100 %=0,28 %

1.9 Tính toán công suất từng phần

PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Thông số kỹ thuật để thiết kế bộ truyền đai thang:

Công suất bộ truyền: P đc= 12,2 kW

Tỷ số truyền của đai: u đ=2,4

2.1 Tính toán thiết kế bộ truyền đai

b0, mm

h, mm

y0, mm

A,

Chiều dài đai, mm

Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn L = 3150 mm

Kiểm nghiệm số vòng chạy trong 1 giây

Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Lực căng đối với mỗi đai:

σt= t

A là ứng suất có ích sinh ra trong đai

σv=F v

A =ρ v2

.10−6 là ứng suất do lực căng phụ gây nên

Trong đó: là khối lượng riêng của đai, chọn = 1200 kg/m   3

Đối với đai thang: σ u1 =εE=2y o

d1

E là ứng suất uốn sinh ra trong đai

Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép:

max = 7,86 (MPa) < [ ] = 10 (MPa) k

Thỏa điều kiện cho phép đối với đai thang

Tuổi thọ đai: ( Sách cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc trang 146)

L h=(σ r

σ max)m

1072.3600.i =( 9

7,86)8

.1072.3600.7,78=527,53( giờ )

Trong đó :

 σ maxlà ứng suất lớn nhất sinh ra trong đai ( MPa)

 i = 7,78 s-1 là số vòng chạy của đai trong 1 giây (đã tính)

Bảng thông số bộ truyền đai

Thông số Kí hiệu Giá trị

I Chọn nối trục vòng đàn hồi:

Tra bảng 16.10a TL2 ta có các thông số nối trục như sau:

Vậy trục thỏa bền dập

Kiểm tra sức bền chốt

Vậy chốt thỏa điều kiện bền

Bộ truyền bánh răng nón thẳng (bánh răng côn):

1 Thông số ban đầu:

-Tỷ số truyền: u1=3,6

-Số vòng quay: n1=1220,8vg ph/

-Thời gian làm việc: L H =8 ×330× 4 2 × =21120 h

Giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với chu kỳ cơ sở được cho:

Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 [TL1]: S = 1,1H

Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ của từng bánh răng:

[σ H 1]=σ OH lim 1

K HL1

S H

=640 11,1=581,82(MPa)

[σ H 2]=σ OH lim 2

K HL 2

S H

=610 11,1=554,56( MPa )

-Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán:

[σ H]=[σ H 2]=554,56 (MPa)

Ứng suất uốn cho phép:

Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có:

Số chu kỳ làm việc tương đương: NFE 1 =60 c ∑

Hệ số an toàn có giá trị theo bảng 6.2 [TL1]: S = 1,75F

Ứng suất uốn cho phép sơ bộ của từng bánh răng:

[σ F 1]=σ OF lim 1 K FL

S F

=5131,75=293,14 MPa

[σ F 2]=σ OF lim 2

K FL

S F

=4861,75=277,71 MPa

=0,285 3,62

−0,285=0,59

Giả sử trục được lắp trên ổ đũa tra bảng 6.21 TL1 ta chọn K Hβ=1,13, K Fβ=1,25

Đường kính vòng chia ngoài:

Đường kính vòng chia:

de1 = mte.z1 = 2.29 =58 mm

de2 = mte.z2 = 2.105 = 210 mmChiều cao đầu răng ngoài:

hae2 = 2m – h = 2te ae1

Đường kính đỉnh răng ngoài:

dae1 = d + 2he1 ae1cos1 = 58 + 2.2 cos15,5 = 62 mm

dae2 = d + 2he2 ae2cos2 = 210 + 2.2 cos74,5 = 212 mm

bảng 6.13 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8 δ H là trị số kể đến ảnh hưởng của sai

số ăn khớp, theo bảng 6.15 với dạng răng thẳng thì δ H=0,006.g0 là hệ số kể đến ảnh

.u =1,76.274 0,87√2.89961,5 1,4√(3,62

+1)0,85.45,04 67,572.3,6 =¿513,09MPa

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

Ứng suất uốn tính toán theo công thức:

σ F 1=2T K F Y ε Y β Y F 1

0,85d m 1 b m tm =2.89961,5.1,9.

11,74.1 3,540,85.67,57 45,04 2,33

v F =δ F g0v√d m 1 ( u+1)

u =0,016.56 4,49√67,57 3,6 1( + )

3,6 =37,38 m/s

σ F 1<[σ F] = 277,71 MpaVậy thỏa điều kiện

Bộ truyền bánh răng trụ nghiêng:

T II =306974,3 Nmm

u II=2.77

n II =339, 1 vg ph/

P II =10,9 kW

1 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng:

Chọn thép C45 được tôi cải thiện, theo bảng 6.1 [TL1] ta chọn: độ rắn trung bình đối với bánh dẫn HB1=285, đối với bánh bị dẫn HB2=270

2 Ứng suất cho phép:

-Số chu kỳ làm việc tương đương:

[σ H]min=[σ H 2]=554,55 MPa

-Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ :

[σ H]sb=[σ H 1]+[σ H 2]

2 =581,82 554,55+

2 =568,19 MPa ≤ 1.25[σ H]min =693,19 (MPa)

-Số chu kỳ cơ sở: NFO=5 106 chu kỳ

-Số chu kỳ làm việc tương đương

[σ F 2]=σ Flim 2 K FL

s F=610 11,75=348,57(MPa)

3 Thông số cơ bản bộ truyền:

-Chiều rộng vành răng: Theo bảng 6.6 [TL1] do bảnh răng nằm không đối xứng ở trục nên chọn ψ ba=0,3 theo tiêu chuẩn, khi đó:

z2=94 răng: z t =z1+ z2=34 +94=128

-Góc nghiêng răng: cosβ=m z t

2a w

=3.1282.200=0,96=¿β=16,3o

-Tỉ số truyền sau khi chọn số răng: u2=z2

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp hơn

Ứng suất uốn tính theo công thức: σ F 1=2T K F Y ε Y β Y F 1

Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ1]=30

l m 13 =(1,2 ÷1,4 )d1=30 ÷35 ;chọn l m 13 =35 mm: chiều dài mayơ bánh răng côn

l m 12=(1,2 1,5÷ ) d1=30 ÷ 37,5 ;chọn l m 12 =35 mm: chiều dài mayơ bánh đai

F r 1 =F t 1tanα cos δ1=2662,8 tan 20 ° cos 15,5°=933,9 N=Fa 2

F a 1 =F t 1tanα sin δ1=2662,8 tan 20° sin 15,5 °=259 N=Fr 2

- Lực vòng trên khới nối: F tkn=2 1T

+ Trong mặt phẳng nằm ngang zOx, ta có:

Phương trình cân bằng moment tại B:

Mô men uốn tổng tại các tiết diện:

Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ2]=20

3 Chọn sơ bộ đường kính:

√ T20,2[τ]=3

√306974,30,2.20 =42,5 mm

l m 22=(1,2 1,5÷ )d2=54 ÷ 67,5 ;chọn l m 22=60mm : chiều dài mayơ bánh răng trụ

l m 23 =(1,2 ÷1,4 )d2=54 ÷ 63 ; chọn l m 23 =60 mm : chiều dài mayơ bánh răng côn

+ Trong mặt phẳng nằm ngang zOx, ta có:

Phương trình cân bằng moment tại D:

1.Thông số ban đầu:

Số vòng quay: n III=122,4vòng/phút

2 Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu là thép C45 thường hóa Các thông số:

Ứng suất xoắn cho phép: [τ]=15 ÷ 30 MPa chọn sơ bộ [τ3]=30

3 Chọn sơ bộ đường kính:

√ T30,2[τ]=3

√819240,20,2.30 =51,5 mm

h n =15÷ 20 ; chọn h n=15: Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

l m 32 =(1,4 ÷ 2,5 )d3=77 ÷ 137 ,5 mm ; chọnl m 32 =120 mm : chiều dài mayơ nửa khớp nối trục đàn hồi

+ Trong mặt phẳng nằm ngang zOx, ta có:

Phương trình cân bằng moment tại C:

IV Kiểm nghiệm trục

1 Kiểm nghiệm về độ bền mỏi.

τ j: là momen xoắn tại tiết diện j

+ Hệ số ảnh hưởng của trị số trung bình đến độ bền mỏi, bảng 10.7

ψ =0,05 ;ψ=0

K σ =1,76 ; K τ=1,54 : Trục có rãnh then cắt bằng dao phay ngón

24543,7

0,81

0,81

Như vậy các trục thỏa điều kiện bền tĩnh của trục

3 Kiểm nghiệm then

Các then có thông số được chọn theo bảng 9.1

d: Đường kính trục tại tại nơi sử dụng then

b x h x t : kích thước cơ bản của then1

l t =(0,8 ÷ 0,9)l m: chiều dài then

Tra bảng 11.4, ta có: X =1 ,Y =0

F aC 1

V F rC1

=787,5969,3=0,81>e

Tải trọng quy ước trên ổ

Q B 1>Q C 1 nên ta tính toán ổ theo thông số tại B1

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng: L=60n L h

√193,4=18,74 kN <C=34,90 kN

Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải

4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có

Theo công thức 11.19:

Q0= X0F rB 1 +Y0 F aB 1 =0,5.3863,04 +0,90.1154,3=2970,4 N <F rB 1

Nên Q0=FrB 1 =3863,04 N <C0=27500 N

Vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải tĩnh

II Trục trung gian số 2

1 Các thông số ban đầu

Tra bảng 11.4, ta có: X =0,4 ;Y =0,4 cot α=2,03

F aD 2

V F rD 2

= 1330,61.5528,2=0,24<e

Q A 2 <Q D 2 nên ta tính toán ổ theo thông số tại D2

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng: L=60n L h

106 =60.339,1 2640

106 =53,71trv

Khả năng tải động:

C m =Q D 2 m

√L=5528,2

10 3

√53,71=18,26 kN <C=80 kN

Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải.

4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có

Do trục dài nên ta chọn ổ đũa côn

Lực hướng tâm tại ổ lăn:

Q A 3 >Q C 3 nên ta tính toán ổ theo thông số tại A3

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng: L=60n L h

106 =60.122,4 2640

106 =19,4 trv

Khả năng tải động:

C m =Q A 3 m

√L=5930,02

10 3

√19,4=14,4kN <C=96,6kN

Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải

4 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:

Đối với đũa côn tra bảng 11.6 ta có