Thiết kế hệ dẫn Động băng tải gồm có hộp giảm tốc trục vít bánh vít và bộ truyền Đại thang hệ thống Được Đẫn Động bằng Động cơ

Để tải của em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc trục vít bánh vít và bộ truyền đại thang.. Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõđặc tính và phạm vi sử dụng của

MỤC LỤC Trang

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN 1 : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 6

1 Chọn Động Cơ 6

1.I Công suất yêu cầu của động cơ 6

1.2 Xác định số vòng quay làm việc 7

1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ 7

1.4.Số vòng quay sơ bộ của động cơ 7

1.5 Chọn động cơ: 8

2 Phân phối tỉ số truyền 8

2.1 Xác định tỉ số truyền u, của hệ thống 8

2.2 Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền 8

3 Tỉnh các thông số trên trục 9

3.1 Tính công suất trên các trục 9

3.2.Tính số vòng quay 9

3.3.Tinh momen trên trục 9

3.4 Bảng thông số 10

PHẢN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KÉCÁC BỘ TRUYỀN 11

A.Thiết kế bộ truyền đai thang 11

1 Chọn loại đai 11

2 Xác định đường kính bánh đai: 12

3 Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục 12

4 Xác định góc âm của bánh đai góc nhỏ 01 13

5 Tính chính xác khoảng cách trục a 13

6 Tính số đại Z 13

7 Các thông số cơ bản của bánh đai 14

8 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 14

9 Thông số của bộ truyền đại 15

B Tinh toán bộ truyền trong hộp 15

1 Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít 16

2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vật 17

3 Xác định bộ khoảng cách trục 17

4 Xác định mô đun 18

5 Tinh chính xác khoảng cách trục đ 18

6 Xác định hệ số dịch chính 18

7 Xác định các hệ số và một số thông số động học 18

8 Kiểm nghiệm răng bánh vít 19

9 Tính nhiệt truyền động trục vít 20

10 Một vài thông số của bộ truyền 20

11 Lực tác dụng 20

12 Bảng thông số bộ truyền 21

13.Chọn khớp nối 21

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 24

1.Tính sơ bộ trục 24

1.1 Chọn vật liệu: 24

1.2 Xác định sơ bộ đường kinh trục 24

1.3 Lực tác dụng lên trục 25

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục 26

2 Tinh chọn đường kinh các đoạn trục 28

2.1 Trục I 28

2.1.1 Tính phản lực 28

2.1.2 Vẽ biểu đồ momen 30

2.1.3 Tính momen uốn tổng và momen tương đương 32

2.1.4 Tinh đường kinh các đoạn trục 32

2.1.5 Chọn đường kính các đoạn trục 32

2.1.6 Chọn kiểm nghiệm then 33

2.1.7 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 34

2.1.8 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn 39

2.2 Truc II 42

2.2.1 Tính chọn kết cấu và ổ lăn cho trục II 42

2.2.2 Chon then 43

2.2.3 Chọn ổ lăn 44

2.2.4 Sơ kết kết cấu của trục 44

PHẦN 4: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC 45

4.1 Tính, lựa chọn kết cấu cho các bộ phận và các chi tiết 45

4.1.1 Kết cấu hộp giảm tốc 45

4.1.2 Kết cấu các bộ phận, chi tiết khác 47

4.2 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 50

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dung sai 50

4.4 Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai của các kiểu lắp 51

KẾT LUẬN 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế đồ án Chi tiết máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí,môn học này không những giúp cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được học sau này.

Để tải của em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc trục vít bánh vít và bộ truyền đại thang Hệ thống được đẫn động bằng động cơ

điện thông qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động tới băng tải Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy em đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau.

-Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP.

-Tập 1 và 2 Tỉnh toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH

CHẤT- TS LÊ VĂN UYÊN.

-Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỔN.

Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy củng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn học có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những thiếu sót Em kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các

Thầy cô bộ môn giúp cho em ngày cảng tiến bộ.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy

và Rô Bốt, đặc biệt là Thầy Phạm Minh Hải đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cách tận tình giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án được giao.

ĐỂ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

năm Làm việc 300 ngày / năm

Mỗi ngày làm việc: 2 ca Mỗi ca 7 giờ

Tải trọng tĩnh, băng tải làm việc một chiều, Góc nghiêng bộ truyền ngoài: a = 40

- Thông số đầu vào :

+Lực kéo băng tải : F5750

Chọn động cơ điện là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tỉnh toán thiết kế máy, vì hộ giảm tốc

và động cơ biệt lập nên việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõđặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại và chủ đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động

- Chọn động cơ cần tiến hành theo các bước:

+ Tính công suất cần thiết của động cơ

+ Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quả tải, mô men mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu

1.1 Công suất yêu cầu của động cơ:

Trong đó : noi là hiệu suất của ổ lăn

I là hiệu suất của bộ truyền trục vít

Ta là hiệu suất của bộ truyền đại Tin là hiệu suất của khớp nối

2 Phân phối tỉ số truyền :

- Sau khi lựa chọn động cơ điện ta tiến hành tinh toán động học hệ dẫn động cơ

khi được thực hiện theo các bước:

+ Xác định tỉ số truyền u, của hệ dẫn động

V Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động u, tinh theo các bộ truyền

Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục 2.1 Xác định tỉ số truyền u, của hệ thống :

- Tỉ số truyền của hệ :

T-nde

950 14,76

= 64,36

2.2 Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền :

- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài : U;

3 Tính các thông số trên trục : 3.1 Tỉnh công suất trên các trục :

- Công suất trên trục II: Ph

- Công suất trên trục 1:

- Công suất trên trục động cơ: phudo

3.2.Tính số vòng quay:

- Số vòng quay của động cơ: nạ = 950 ( v/ph)

- Số vòng quay trên trục I;n=

-Theo yêu cầu: truyền động đại

Truyền động đại dùng để truyền động giữa các trục xa nhau Đại được mắc lên 2 bánh với lực căng ban đầu Fo, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đại và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền di Nhờ dại có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ổn thích hợp với vận tốc lớn Chỉ tiêu về khả nănglàm việc của truyền động dai là khả năng kéo và tuổi thọ của đại Thiết kế truyền động dai gồm các bước:

V Chọn loại dai; đai thang

Xác định các kích thước và thông số bộ truyền

Xác định các thông số của đaitheo chỉ tiêu về khả năng kéo của đại và về tuổi thọ

Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

A Thiết kế bộ truyền đại thang :

- Loại dại này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là 2 mặt 2 bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đại và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng lớn hơn Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đại hình thang thấp hon dai det

- Thông số yêu cầu :

→ chọn tiết diện dai A với

Kí hiệu | Kích thước tiết

Diện tích tiết | Đường kính Chiều dài

các thông số bảng 4.3[1]

3 Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục:

Dựa vào u = 4,059, tra bảng 4.14[1] ta chọn ad;=0,9

Cụ - hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền

Tra bảng 4.17[1] với up>3 ta được C,=1,14

Cụ - hệ số kể dẫn đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dãy đại

7 Các thông số cơ bản của bánh đai Chiều rộng bánh đai B-(2-1)t –2

Với z–1,t–15,e=10 Tra bảng 4.21|||

Dường kính ngoài của bánh đai [d=d+2h, =160+2.3,3=166,6(mm) dazd2+2h,

630+2.3,3=636,6(mm) Đường kính chân bánh đại [d=d-H=166,6-12,5-154,1(mm)

d=d-H=636,6-12,5-624,1(mm)

8 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu F=

780.pk +F

V.C.Z

Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng = F,=0(N) Bộ truyền dịnh kỳ điều chỉnh lực căng=F=q_v Tra bang 4.22[1] => qm=0,105, V=7,96(m/s)

| Tiết diện đại

| Đường kính bánh đai nhỏ | Đường kính bánh đai lớn

| Đường kinh đánh bánh đai nhỏ

| Đường kinh đinh bánh đại lớn Đường kính chân bánh đai nhỏ

Chiều rộng bánh dai | Chiều dài bánh đại | Khoảng cách trục Góc ôm bánh dai nhỏ

| Lực căng ban đầu

603,87(N)

B Tính toán bộ truyền trong hộp.

* Truyền động trục vit gồm trục vít và bánh vịt ăn khớp với nhau Nó được dùng để truyền động giữa các trục chéo nhau, góc giữa 2 trục thưởng là 90° * Do các trục chéo nhau như vậy nên trong chuyển động trục vít xuất hiện vận tốc trượt và hướng dọc treo ren trục vít Trượt dọc rang làm tăng mất mát về ma sát, làm giảm hiệu suất,tăng nguy hiểm về dinh và mỏn Vì vậy đặc điểm này cần được chú ý trong quá trình thiết kế truyền động trục vit * Bộ truyền trục vit có các dạng hỏng: tróc rỗ bề mặt rang, gẫy răng, môn và dinh, trong đó mòn và dinh xảy ra nguy hiểm hơn Tuy nhiên

vì chưa có phương pháp tính dính và mỏn một cách thỏa đáng nến vẫn tinh toàn bộ truyền trục vít theo độ bền tiếp xúc và độ bền uốn, đồng thời trên cơ sở thực nghiệm

và kinh nghiệm sử dụng bộ truyền mà điều chỉnh trị số của ứng suất cho phép, nhờ

đó có thể để phòng được dính và hạn chế được mòn * Thiết kế truyền động trục vít bao gồm các bước sau:

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Chọn vật liệu trục vít là: Thép 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC 45 2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít lơ l

a Ứng suất tiếp xúc cho phép

[[o] 1.5.[o]-1,5.155.2-2 [[F]=0.60, -0,6.150=90(MPa)

3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

170

a, ≥ (Z2+9) |

9

Ku- Hệ số tải trọng Chọn sơ bộ Ka=1,2

Chọn số mối ren trục vit Z=2 = Z=uZ=16,09.2=32,18

B 11] ta được: Cấp chính xác của bộ truyền

Tra bảng B [1]với v, =1,65(m/s) và CCX=8 ta được K =1,3

ma - Mô đun pháp của răng bánh vít:

mm.cos ym.cosy, -12,5.cos 10,89° 12,27(mm)

YF - Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương Z

P - Công suất trên trục vit: P=P=2,530kW

K - Hệ số tỏa nhiệt: K =8=17,5 W/(m°C) Chọn K=13 to - Nhiệt môi trường xung quanh: Thường lấy to= 25'

[ta] - Nhiệt độ cho phép cao nhất của dầu: Do trục vít đặt dưới = [t]=90°C

K - Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt tra bảng trang 157[1]

với số vòng quay của quạt nạ =950(vg/ph) → Km = 20,2(W/mC)

42

w - Hệ số kể đến sự thoát nhiệt xuống đáy hộp: = 0,25

/ – Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng: 8=1 Thay vào ta có:

PHẦN 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

* Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục truyền Trục tâm có thể quay với các chi tiết lắp trên

nó hoặc không quay, chỉ chịu được lực ngang và momen uốn.

* Trục truyền luôn luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả momen uốn và momen xoắn Các trục trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ là trục truyền * Chi tiêu quan trọng đối với phần lớn các trục là độ bền, ngoài ra là độ cứng, đối với trục quay nhanh

là độ ổn định

* Tinh toàn thiết kế trục bao gồm các bác: Chọn vật liệu

Ý Tinh thiết kế trục về độ bền

"Tình kiếm nghiệm trục về độ bền mọi

Ý Trường hợp cần thiết tiểu hành kiểm nghiệm trục về độ cứng Đối với trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn định dao động 1.Tính sơ bộ trục:

1.1 Chọn vật liệu:

Dùng thép C45 có tôi cải thiện Ứng suất bền: a, - 600(MPa)

Ứng suất xoắn cho phép:[r]=15 30MPa

1.2 Xác định sơ bộ đường kinh trục: 10.9,

M-0

2.1.4 Tinh đường kính các đoạn trục

Dựa vào bảng [10.5/195-1] vớid, =35,7 =850=[g]=64(MPa)

2.1.5 Chọn đường kinh các đoạn trục

v Từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép, công nghệ ta chọn đường kính các

đoạn trục:

Đường kinh tại vị trí trục vít: d, =60(mm)

Đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn: d, =d =55(mm)

Dương kính tại vị trí lắp bánh đai : d, =50(

2.1.6 Chọn và kiểm nghiệm then a) Chon then

* Sử dụng then bằng

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tài

Theo bảng 9.1b/174[1] ta cô bang thông số của then Kích thước tiết diện Chiều sâu rãnh then

Theo bảng |9.5/178-1]: Vật liệu làm bằng thép, mối ghép cổ định, đặc tính làm việc và đập vừa thi [,]=100MPa

Vậy điều kiện bền dập của then thỏa mãn.

* Điều kiện bền cắt.

27,

T

Vậy điều kiện bền cắt thỏa mãn

2.1.7 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi

Kết cấu thiết kế cần đảm bảo độ bền môi Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm phải thỏa mãn điều kiện:

+)K, : hệ số tăng bền bề mặt, do không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt nên K, =1

+) ,, :hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi, theo bảng 10.10[1]

+)K, K, Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

» Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại vị trí lắp ở lần 0 o Chọn lắp ghép: Các ổ lăn trên trục lắp ghép theo kiểu ki

Vậy: a=39,7>[s]=2 (Thỏa mãn)

Kiểm nghiệm tại tiết diện nắp bánh đai:

Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắp bánh đại là do rãnh then và do lắp ghép có

độ dôi Tra ảnh hưởng của độ dõi bảng B

Vậy trục đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

2.1.8 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn: a) Chọn loại ổ lăn:

Theo đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn là:d 55mm

Ta chọn ổ đũa côn 1 dãy cỡ trung rộng 7311 (tra bảng P2.11 tr26171) có: Ô đũa côn:

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tài

Tra bang 11.4 tr216 T1 Xo 0,4:Yo 0,4cota 1,80

Chọn theo khả năng tài động:

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Do 2 ổ côn đã chịu hết lực dọc trục nên ô bị dở chỉ chịu lực hưởng tâm

C=Q.NL

m=3; Q=vFr k.kg; v=1 từ bảng 11.3 ta có k=1,k=1

Q-1.2452,7.1.1-2452,7 (N)= 2,4527 (kN)

2.2.1 Tinh chọn kết cấu và ổ lăn cho trục II.

V Đường kinh sơ bộ của trục: d = 70(mm)

Do các yếu tố lắp ráp và công nghệ, ta chọn sơ bộ trục có kết cấu như sau: V Đường kinh đoạn trục tại vị trí ổ lăn: d = 750 mm) * Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp khớp nối : d,

V Đường kinh đoạn trục tại vị trí lắp bánh vít : do, 80(mm)

→) 13

Bảng thông số đừng kinh các đoạn trục Vi tri

- Đường kinh đoạn trục tại ổ lăn

| Đường kinh đoạn trục tại vị trí nối khớp nối Dường kinh đoạn trục tại vị trí lắp bảnh vật

2.2.2 Chon then.

» Chọn loại: Then bằng cao

Tại chỗ lắp khớp nối :

Giá trị(mm)

Chiều sâu rãnh then

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

4 Chọn kết cấu.

Chọn kết cấu đúc cho vỏ hộp Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.

* Vật liệu dúc là gang xám GX 15-32.

• Bề mặt lắp ghép nắp với thân là bề mặt di qua trục bánh vít để lắp bánh vít và các chi tiết khác lên trục dễ dàng.

b Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp.

Đường kính ngoài và tâm lỗ vịt.

Tại gối trục ổ bi đã 1 dãy ( D = 120 ).

4.2 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 1 Bôi trơn.

a) Phương pháp bôi trơn.

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

- Ngâm trục vít trong dầu, ngâm dầu ngập ren trục vit nhưng không vượt quá đường ngang tâm còn lần dưới cùng.

- Ô lần trục vít được bôi trơn do dầu bắn lên.

- Ở lần trên trục bánh vít được bôi trơn bằng mỡ, thay mở định kỳ b) Chọn loại dầu bôi trơn.

- Tra bảng 18.2,18.3[1]: Chọn loại dầu bôi trơn ô tô máy kéo AK15 độ nhớt (50°C) = 135 centistoc, (100°C)≥ 15 centistoc.

- Khối lượng riêng: 0,886 - 0,926 (g/cm ).

- Lượng dầu V=0,6.N=0,6.6 =3,6 (lit).

2 Điều chỉnh ăn không

V Để đảm bao ăn khớp chính xác giữa ren của trục vít và răng của bánh vít cần đảm bảo: khoảng cách trục, góc giữa 2 trục

V Để điều chỉnh ăn khớp có thể dịch chuyển trục cùng với bánh vit đã cố định trên nó nhờ bộ đệm điều chỉnh lắp giữa nắp ổ và vỏ hộp, bộ đệm giữa cốc lót và thân hộp.

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dang sai 4.3.1 Chọn kiểu lắp ghép.

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

Lắp ổ lăn (vòng trong) trên trục theo hệ thống lỗ, vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục.

• Để các vòng ở không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc nên chọn kiểu lắp trung gian có độ dội cho các vòng quay Mặt khác còn giảm bớt được chi phi gia công.

Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở.

Vậy khi lắp khi lắp ở lẫn lên trục ta chọn mỗi ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta