Đồ án: Thiết kế hệ dẫn động băng tải pdf

Pt :công suất tính toán ,kw[P]: công suất cho phép ,kw p : công suất cần truyền ,kw k0 : hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí của bộ truyền ka : hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng cách truch và

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC

M c L c ục Lục ục Lục

I , Phương pháp chọn động cơ và phan phối tỷ số truyền 4

1, tính công cần thiết của động cơ 4

2,tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ 4

3,Tính toán các thông số động học 5

II , Thiết kế bộ ngoài (bộ truyền xích ) 6

1,chọn loại xích 6

2,xác định các thông số của bộ truyền xích 7

3, xác định các bước xích p 7

III, Thiết kế bộ truyền động trong truyền động bánh răng 11

1, Chọn vật liệu 11

2, Xác định các ứng suất cho phép 11

3,tính thiết kế sơ bộ 11

4, tính thiết kế (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chầm) 14

5,Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh 18

IV, tính toán phần trục 21

1,Sơ đồ phân tích lực 21

V,tính toán chọn ổ lăn cho 3 trục 32

VII.chọn cấp chính xác,Lắp ghép 38

1 Chọn cấp chính xác 38

2 Chọn kiểu lắp 38

3 Dung sai 38

VII Bôi trơn 40

1 Bôi trơn ổ lăn 40

2 Bôi trơn hộp giảm tốc 40

Sơ đồ của động cơ điện

1: Động cơ 3 :Hộp giảm tốc

2 : Nối trục đàn hồi 4 :Bộ truyề xích 5: Băng tải

với số liệu cho trước1:lực kéo băng tải F=6000N

I , Phương pháp chọn động cơ và phan phối tỷ số truyền

1, tính công 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 họp với yêu cầu và độ quá tải, momen mở máy, phương pháp lắp đặt kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu tính thiết kế

a, công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức 2.8 (sgk)

pct= p t

1.1trong đó

pct :công suất cần thiết trên trục động cơ ,kw

pt :Công suất tình toán trên trục máy công tác ,kw

 :hiệu suất truyền động

tải trọng thay đổi

plv =1000FV = 2 , 4

1000

4 , 0 6000



tính =

ck

i i

t

t T

T t

t T

1

2 1 2

Thay số vào 1.3 ta có

nlv= 3 , 14 350

4 , 0

* 60000

=21,84(v/p)Chọn sơ bộ tỷ số truyền

Theo bài ra

3 , 1

27 , 43

* 93 , 0

4 , 2





ot x

* 98 , 0

6 , 2

3





ol br

p



p1= 2 , 76

99 , 0

* 98 , 0

68 , 2

2





ol br

76 , 2

1





k ol

945

3 5510 ,

9 6 0

Tra bảng 1.7 phân phụ lục sgk tâp 1 ta có dđc=32mm khối lượng 56kg

II , Thiết kế bộ ngoài (bộ truyền xích )

Pt :công suất tính toán ,kw

[P]: công suất cho phép ,kw

p : công suất cần truyền ,kw

k0 : hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí của bộ truyền

ka : hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng cách truch và chiều dài xích

kđc: hệ số kể đến ảnh hưởngđiều chỉnh lực căng xích

kbt: hệ số kể đến ảnh hưởngbôi trơn

kđ : hệ số tải động kể đến tính chất của tải trọng

kc : hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

với k0=1 (đường tâm các đĩa xích làm với phương ngang một góc <400)

ka=1 a=(30  50)p

kđc=1 (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích )

kđ=1,2 tải trọng va đập vừa

kc=1,25 số ca làm việc là 2

kbt=1,3 môi trường làm việc có bụi

tất cả thông số trên tra trong bảng 5.6 sgk tập 1

2

2 2 1 2 1

4 2

* 4

4 25

* 61 28 2

61 28 4 ,

2 5

0



z z z

z

14 3

28 61 2 89

* 5 0 122

2 2

tra bảng 5.9 với bước xích p=25.6 mm [i]=30

vậyi[i] (thoả mãn điều kiện đầu bài về số lần va đập)



pn z

57 0

6 2

* 1000

6 25 sin

6 25 sin

k a

E F k F

*

) (

42 0 47

kr:hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ thuộc z

E: môđun đàn hồi đối với thép e=2.1105

A :diện tích chiếu bản lề

M: số dẫy xích

Thay số và ta có:

567 180

10 21

* ) 42 0 2 1

* 4561 ( 42 0 47 0

như vậy độ bền tiếp xúc của đĩa xích được thoả mãn

H[H]

xác định lực tác dụng lên trục

Fr=kx*Ft=1.15*4561=5245 N

III, Thiết kế bộ truyền động trong truyền động bánh răng

lim 0



trong đó:

zr : hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

zv : hệ số xét đến độ ảnh hưởng của vận tốc vòng

kxH: hệ số xét đến độ ảnh hưởng kích thước cảu bánh răng

kHL:hệ số tuổi thọ xté đến ảnh hưởng cảu thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng bộ truyền

lim

0

H

 :ứng xuất tiếp xúc cho phép

sH :hệ số an toạn khi tính về độ tiếp xúc

F= û ý üú Fc FL

F

F

k k k y y s

lim 0



yr :hệ số ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt lượn chân răng

ys : hệ số ảnh hưởng đến độ nhậy cảu vật liệu

kxF : hệ số ảnh hưởng đến kích thước của bánh răng đến độ bền uốn

kFc : hệ số ảnh hưởng đến việc đặt tải

HB

NH0 : là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về tiếp xúc

NF0: là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn

Ti,ni,ti :lần lượt là mômen xoắn ,số vòng quay , tổng thời gian làm việc của bánhrăng đang xét

NFE2=60*1*15000*48[13+0.63]=5.2 107

(vì ứng suất tỉ lệ với căn bậc 2 của mômen xoắn)

tra bảng 6.2 sgk tập 1 với thép 45 tôi cải thiện để chọn độ cứng

s

k

0 lim



[H]1 =

H

Hl H

s

k 1

0 1 lim



1 1

1

* 570

1

* 540

2

0 2 lim





với cấp chậm sử dụng bánh răng nghiêng

2

9 490 18 518 2

Chọn vật liệu cho bánh răng cấp nhanh

chọn độ cứng của bánh nhỏ

HB1=215

k

0 lim



[H]1 =

H

Hl H

s

k 1

0 1 lim



1 1

1

* 500

1

* 540

2

0 2 lim

lim 0

lim 0



75 1

1

* 1

* 450

lim 0



75 1

1

* 1

* 423

*

 mpaứng suất tải cho phép

[H]max=2.8*ch2=2.8*450=1260 mpa

[F1]max=0.8*ch1=0.8*580=464 mpa

[F2]max=0.8*ch2=0.8*450=360 mpa

4, tính thiết kế (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chầm)

+ xác định các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng(cấp chậm)







2 2 2

trong đó :

ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng chọn theo bảng 6.5 sgk tập 1

ka=43 đối với bánh răng nghiêng ka=49,5 với bánh răng thẳng

T2 : mômen xoắn trên trục chủ động

H : ứng suất tiếp xúc cho phép

ba:hệ số tra bảng 6.6 sgk tập 1 các ổ trong trường hơp giảm tốc không đối xứng

08 1

*

119991 =154.1 mmchọn aw=150 vì thừa bền nên ta phải giảm aw xuống nên ta chọn aw=145 mmxác định các thông số ăn khớp

9848 0

* 145

* 2 ) 1 (

) cos(

) 21 93 ( 5 2

* 2

) (

=10039’

+kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

H=zm zH z

w w

H

d u b

u k T

2 2

với t :và twcông thức ở bảng 6.11 đối với bánh răng nghiêngkhông dịch

chỉnh( là góc prophin theo tiêu chuẩn VN 1065A)

9827 0

* 2 sin

67 10 cos 2

tính  theo công thức

=[1.88-3.2(

2 1

1 1

z

z  )cos]=1,66nên

145

* 2 1

213

* 4 53

* 14 3 000

.

60

2 1

145



H :hệ số sai số ảnh hưởng ăn khớp tra bảng 6.15

đối với bánh răng nghiêng

H =0.002

g0 :hệ số ảnh hưởng sai lệch các bước răng b1 và b2 tra bảng 6.16 g0=73

13 1

* 08 1

* 119991

* 2

60

* 4 53

* 5 0 1

w w H

k k T

d b

bw=ba*aw=0.4*145=60

kH= kHv*kH*kHv=1.08*1*1.13=1.22

4 53

* 43 4

* 60

) 1 43 4 (

* 22 1

* 119991

2

F w

w

F F

m d b

y y y k T

k T

d b





F 1

1

k 2

kFv=1+ 1

17 1

* 37 1

* 119991

* 2

4 53

* 5 43

* 5 1

* 4 53

* 5 43

4

* 925 0

* 6 0

* 6 1 119991

* 2

F

132 4

6 3

* 147

*

1

2 1

ú

ú F F

;d2=236đường kính đỉnh răng d a1=d1+2(1+x1-y)m=53.4+2*2.5=58mm

d a1=240đường kính đáy răng d a1=48

145

* 2 )

1 (

* 5 2 2

) ( 1 2







z z m

145 ) (

5

1

* 1000

* 1000

x1= 0 0115

93 21

) 1

* ) 21 93 ( 616 0 (

* 1 z

))y (z

1(x

-2 1

2 1 t

20 cos

* 5 2

* ) 21 93 ( 2

H

d u b

u k T

2 1

cos

2

= sin(22**221.56) =1.7

b

 :góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

khi đó hoặc tra bảng 6.12

tính  theo công thức

=[1.88-3.2(

2 1

1 1

z

z  )]=1,66nên

3

68 , 1 4

145

* 2 1

945

* 4 53

* 14 3 000

.

60

2 1

145

 m/s

H :hệ số sai số ảnh hưởng ăn khớp tra bảng 6.15

đối với bánh răng nghiêng

H =0.006

g0 :hệ số ảnh hưởng sai lệch các bước răng b1 và b2 tra bảng 6.16

g0=56

03 1

* 08 1

* 27892

* 2

5 43

* 4 53

* 5 1

w w H

k k T

d b

bw=ba*aw=0.3*145=43.5

kH= kHv*kH*kHv=1.08*1*1.2=1.3

4 53

* 43 4

* 5 43

) 1 43 4 (

* 3 1

* 27892

d a1=240đường kính đáy răng d a1=47

d F2=229

IV, tính toán phần trục

1,Sơ đồ phân tích lực

d3=3 3 

2 ,

+vẽ biểu đồ mômen trên trục 1

chọn hệ toạ độ như hình vẽ

phương trình hình chiếu theo phương y ta có

 y=Fy10+Fy11-Fy12=0 1

phương trình mômen tai điểm 1 ta có:

với số liệu Ft1=Ft2=Fx12= 1045

4 , 53

27892

* 2

* 1045 cos

với Dt=D0=63 Dt được tra bảng 16a sgk tập 2 thay số vào

Thay vào phương trình 1 ta có

Fy11=Fy12-Fy10= 189

* 1045





NmmThay và phương trình 3 ta có:

Fx11=-240-125+1045=680 Nmm

+biểu đồ mômen trên trục 2

với số liệu Ft1=Ft2=Fx12= 1045

4 , 53

27892

* 2

* 1045 cos

4 , 53

119991

* 2

32 , 20

* 4494 cos

 y=-Fy2a+Fy21+Fy23-Fy2b=0 1

phương trình mômen tại a

m a=Fy21*l22+Fy23*l23+ma-Fy2b*l21=0 2

* 1693 48

* 387

* 1045







NmmThay và phương trình 3 ta có :

Fx2a=1045-4494+3152=-297 Nmm

Dấu trừ chứng tỏ rằng Fx2a ngược chiều

+vẽ biểu đồ momen trên trục 3

Phương trình hình chiếu theo phương y ta có:

 y=Fy3c-Fy32+Fy3D-Fry=0

Phương trình momen tại điểm C ta có:

68

* 1693







NmmThay vào phương trình trên ta có:

Fy3c=-7955+1693+4552=-1720Nmm chứng tỏ ngược chiều với chiều đã chọn Phương trình hình chiếu theo phương x ta có:

* 4494





NmmThay vào phương trình trên ta có:

0 T = 0 , 75 * 27892 2 =24155Nmm

1 2

24155 ]

[

* 1 ,

39875 ]

[

* 1 ,

41607 ]

[

* 1 ,

50

* 1 , 0

109335 ]

[

* 1 ,

216756 ]

[

* 1 ,

469884 ]

[

* 1 ,

419625 ]

[

* 1 ,

356128 ]

[

* 1 ,

+đối với thép 45 có b=600Mpa

+trên trục 1

-tiết diện lắp khớp 10

-tiết diện lắp ổ lăn 11

-tiết diện lắp bánh răng 12

+trên trục 2

-tiết diện lắp bánh răng 21

-tiết diện lắp bánh răng 22

+ trên trục 3

-tiết diện lắp bánh răng 31

+chọn lắp ghép các ổ lăn trên trục theo K6 lắp với bánh răng, kết hợp với lắp ghép với then

+kích thước của theo

d

t d bt d

2

) (

32

2 1 1

d

t d bt d

2

) (

16

2 1 1

then

Lăpcăng

Rãnhthen

Lăpcăng

12 22 1,91 2,06 1,73 1,64 2,22 1,79 3,06 11,6 2,9

Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón b=600 Mpa

Với K=1,76, K =1,54 (hệ số tập trung ứng suất rãnh then)

Ky :hệ số tăng bề mặt trục(trong trường hợp này không cần tăng bề mặt trục nên

Ky=1) theo bảng 10.9

Kx :hệ số tập trung ứng suất do trục được gia công trên máy tiện nên theo bảng 10.8 chọn Kx=1,06

V,tính toán chọn ổ lăn cho 3 trục

4.1 tính toán chọn ổ lăn cho trục 1

với Lh=1600 d=25 mm Tra bảng P2.7 ( trang 254-tính toán hệ thống dẫn động

cơ khí-tập 1) ta chọn chọn ổ bi dỡ một dẫy cỡ nặng ký hiệu ổ 405 đường kính trong d=25 mm, đường kính ngoài D=80 mm khả năng tải động C=29,2 KN , C0=20,8 KN tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

vì trên đầu vào của trục có lắp khớp nên chọn chiều của khớp ngược lại với chiều đã chọn cùng chiều với Fx12

Thay vào công thức trên ta có

Cđ=1,963 =21,95 N khả năng tải động được đảm bảo C=29,2 KN

Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ

Với Fa=0 Q0=x0Fr=0,6.1963=1178 N với x0=0,6 tra bảng 11.6

C0=1,963 =20,73 Nkhả năng tải tĩnh của ổ được đảm bảo C0=20,8 KN

4.2 Tính toán ổ trên trục 2

với Lh=16000 d=40 mm chọn ổ bi đỡ chặn tra bảng P2.12 cho ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp ký hiệu ổ 46308 với đường kính vòng trong d=40mm đường kính vòng ngoài D=90 mm với khả năng tải động C=39,2 KN khả nảng tải tĩnh C0=30,7 KNtính phản lực tại các ổ

Khả năng tải động động đảm bảo

Tính khả năng tải tĩnh của ổ

chọn ổ bi cỡ nhẹ hẹp ký hiệu ổ 313 với đường kính trong là d=65mm

đườngkính ngoài D=140 mm với khả năng tải đọng C=72,4KN khả năng tải tĩnh

Khả năng tải động động đảm bảo

Tính khả năng tải tĩnh của ổ

VI tính toán Phần vỏ hộp của hộp giảm tốc

Vỏ hộp đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy , tiếpnhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến , đựng dầu bôi trơn , bảo

vệ các chi tiết máy tránh bụi bặm

1.Tính kết cấu của vỏ hộp:

Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọnvật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX 15-32

Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục

Các kích thước cơ bản được trình bày ở trang sau

2 Bôi trơn trong hộp giảm tốc:

Lấy chiều sâu ngâm dầu khoảng 1/3 bán kính của bánh răng cấpchậm khoảng 30 mm

3 Dầu bôi trơn hộp giảm tốc :

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 45

4.Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp:

Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6

vì nó chịu tải vừa và va đập nhẹ

-Chiều dầy e

-Chiều cao h

-Độ dốc

E=(0,8 1) =6,4 8mm chọn 7mmH<58

Khoảng 20

Đường kính

-bu lông nền d1 d1=0,04 a +10=16,4 >12 chọn 16 mm

-chiều đầy bích thân hộp S3

Bề rộng mặt đế hộp k1và q K1=3d1=48mm

q K1+2=64Khi hở giữa các chi tiết

Bánh răng với thành trọng hộp =(1 2)=8mm

1=(3 5)=32 mm

L ,B:là chiều dài và chiều rộng của ổTra vòng đệm bulông đai ốc ở phụ lục P3.4,P3.7

Để thuận tiện khi lắp ổ lăn ta chọn kiểu lắp ổ lăn lên trục k6 ; kiểu lắp

ổ lăn lên vỏ hộp H7, cho cả ba cặp ổ

Trục 1 : Kiểu lắp phối hợp trên bản vẽ : lắp nắp ổ lăn lên vỏ H7/e8 ;lắp bạc chặn giữa bánh răng và ổ lăn D8/k6, lắp bánh răng lên trục H7/k6

Trục 2 : Kiểu lắp phối hợp trên bản vẽ : lắp nắp ổ lăn lên vỏ H7/d8 ;lắp bạc chặn giữa báng răng và ổ lăn D8/k6 ; lắp báng răng lên trục H7/k6

Trục 3 : Kiểu lắp phối hợp trên bản vẽ : lắp nắp ổ lăn lên vỏ H7/d9 ;lắp bạc chặn giữa báng răng và ổ lăn D8/k6 ; lắp báng răng lên trục H7/k6

Sai lệch giới hạn của kích thước then theo chiều rộng b - h9

Sai lệch giới hạn của rãnh then trên trục , ghép trung gian - N9

3 Dung sai

Để lắp ghép vòng trong lên trục và vòng ngoài lên vỏ ,người ta sửdụng các miền dung sai tiêu chuẩn của trục và lỗ theo TCVN 2245-7 phối hợpvới các miền dung sai của các vòng ổ

Miền dung sai và sai lệch giới hạn của lỗ với các kiểu lắp ưu tiên :

*.B ng dung sai l p ghép kích thảng dung sai lắp ghép kích thước ắp ghép kích thước ướcc

Kích thước Kiểu lắp ES (es) EI (ei) Vị trí

Bánh răng với trục

VII Bôi trơn

1 Bôi trơn ổ lăn

Khi ổ được bôi trơn đúng kỹ thuật nó sẽ không bị mài mòn bởi vì chất bôi trơn

ổ lăn sẽ giúp tránh không để các chi tiết kim loại trực tiếp, tiếp xúc với nhau

ma sát trong ổ sẽ giảm khẳ năng chống mòn của ổ tăng lên khả năng thoát nhiệt caohơn bảo vệ bề mặt không bị han rỉ, đồng thời giảm được tiếng ồn

Đối với ổ lăn là ổ bi đỡ một dãy sử dụng loại cỡ trung ta sử dụng mỡ để bôi trơn ổ lăn

vì đặc tính làm việc không khắt khe như nhiệt độ làm việc không cao và vận tốc làmviệc của ổ ở trạng thái trung bình do đó dùng mỡ để bôi

trơn ổ lăn là phù hợp ngoài ra còn có bạc và vòng chặn để chắn dầu bôi trơn bánhrăng khi làm việc có thể bắn vào ổ có mỡ bôi trơn

2 Bôi trơn hộp giảm tốc

Thường dùng các loại dầu bôi trơn sau đây để bôi trơn hộp giảm tốc:

- Dầu công nghiệp được dùng rộng rãi để bôi trơn nhiều loại máy khác nhau Khi bôitrơn bằng phương pháp lưu thông nên dùng dầu công nghiệp 45

- Dầu tuabin có chât lượng tốt nên dùng để bôi trơn bánh răn quay nhanh

- Dầu ô tô, máy kéo AK10 và AK15 có thể dùng để bôi trơn các loại hộp giảm tốc

- Với hộp giảm tốc cỡ nặng , có thể dùng dầu hộp số ô tô , máy kéo và dầu xilanh đểbôi trơn Nhưng dầu ôtô , máy kéo có chứa nhiều chất nhựa nên bôi trơn khôngtốt , còn dầu xilanh có thể dùng bôi trơn lưu thông khi đường ống không dài lắm

- Chọn độ nhớt để bôi trơn phụ thuộc vào vận tốc, vật liệu chế tạo bánh răng (bảng 11).Sau đó tiến hành tra bảng để tìm loại dầu thích hợp (bảng18-13)

18-Tài liệu tham khảo : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1 , T2

PGS : TS Trịnh Chất và TS Lê văn Uyển