Lời nói đầu 1 Phần I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động cơ. 2 II, Phân phối tỉ số truyền. 4 III, Xác định các thông số trên trục. 4 Bảng kết quả tính toán. 6 Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I, Tính bộ truyền đai. 7 1, Chọn đai. 7 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. 8 3, Xác định số đai. 8 4, Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. 9 5, Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thông số của bộ truyền bánh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. 21 3, Tính thiết kế trục. 22 4, Tính toán thiết kế trục I. 24 5, Tính toán thiết kế trục II. 28 6, Tính toán thiết kế trục III. 34 IV, Chọn và tính toán ổ lăn. 38 1, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục I. 38 2, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục II. 39 3, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục III. 40 V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 41 VI, Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc. 46
MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Phần I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I, Chọn động cơ. 2 II, Phân phối tỉ số truyền. 4 III, Xác định các thông số trên trục. 4 Bảng kết quả tính toán. 6 Phần II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. I, Tính bộ truyền đai. 7 1, Chọn đai. 7 2, Xác định các thông số của bộ truyền đai. 8 3, Xác định số đai. 8 4, Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. 9 5, Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thông số của bộ truyền bánh răng. 21 III, Thiết kế trục. 21 1, Chọn vật liệu. 21 2, Xác định tải trọng tác dụng lên trục. 21 3, Tính thiết kế trục. 22 4, Tính toán thiết kế trục I. 24 5, Tính toán thiết kế trục II. 28 6, Tính toán thiết kế trục III. 34 IV, Chọn và tính toán ổ lăn. 38 1, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục I. 38 2, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục II. 39 3, Chọn và tính toán ổ lăn cho trục III. 40 V, Thiết kế vỏ hộp giảm tốc. 41 VI, Bảng thống kê kiểu lắp trong hộp giảm tốc. 46 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. Đề tài của sinh viên được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ và bộ truyền đai 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 sinh viên 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 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH CHẤT- TS. LÊ VĂN UYỂN. -Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN. Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng 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 sinh viên không thể tránh được những thiếu sót. Sinh viên kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các Thầy cô bộ môn giúp cho sinh viên ngày càng tiến bộ. Cuối cùng sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn, đặc biệt là Thầy NGUYỄN ÍCH THÔNG đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một cách tận tình giúp sinh viên hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Nam Định năm 2010 Sinh viên : Phạm Hữu Trường PHẦN I : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG I.CHỌN ĐỘNG CƠ 1. Xác định công suất cần thiết của động cơ. Công suất yêu cầu dặt lên trục động cơ xác định theo công thức (2.8)[1]. P yc ct β η Ρ = Trong đó : +,Công suất công tác P ct : Theo công thức (2.11)[1] 8000 0.3 2.4 1000 1000 ct Fv P × = = = kw (trong đó F=8000 N Lực kéo băng tải V=0.3 m/s vận tốc băng tải ) +,Hiệu suất hệ dẫn động η : Theo công thức (2.9)[1] : 1 2 3 . . η η η η = Trong đó η 1 ,η 2 ,η 3 … là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động. Theo sơ đồ đề bài thì : 2 4 ( ) . .( ) k br d ol η η η η η = k η : hiệu suất của khớp. br η :hiệu suất một cặp bánh răng. d η :hiệu suất bộ truyền đai. ol η :hiệu suất một cặp ổ lăn. Tra bảng (2.3)[1], ta được các hiệu suất : 1 0,97 0,95 0,99 k br d ol η η η η = = = = vậy 2 4 1.(0,97) .0,95.(0,99) 0.86 η = = +,Hệ số xét đến sự thay đổi tải không đều β : Theo công thức (2.14)[1] thì hệ số β được xác định ; ( ) 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2,6 5,4 . . . 1 . 0,6 . 0,75 8 8 i i ck ck ck T t T t T t T t T t T t β = = + = + = ÷ ÷ ÷ ∑ (T mm được bỏ qua vì thời gian mở máy quá nhỏ so với một chu kỳ ) ⇒ Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ là : ( ) 0,75.2,4 2.1 0,86 ct yc kw β η Ρ Ρ = = = 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện. - Số vòng quay trên trục công tác n lv : Theo công thức (2.16)[1] ta có. ( ) 60000. 60000.0,3 16,37 . .350 lv v v n ph D π π = = = (trong đó v=0,3 m/s vận tốc băng tải, D=350 mm đường kính tang ) - Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động (sơ bộ) u t : Theo công thức (2.15)[1] ta có : . t n h u u u = Trong đó u n là tỉ số truyền sơ bộ của đai thang u h là tỉ số truyền của hộp giảm tốc . Theo bảng 2.4[1] . +, Truyền động bánh răng trụ , HGT bánh răng trụ 2 cấp u h =(8…40) +, Truyển động đai thang u n = u đ =(3…5) ⇒ chọn u h = 20 u n =u d =4 . 4.20 80 t d h u u u⇒ = = = - Số vòng quay trên trục động cơ n sb Theo công thức (2.18)[1] ,ta có ( ) . 16,38.80 1309,6 sb lv t v n n n ph = = = ⇒ Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ n sb =1500 v/ph. 3, Chọn động cơ. Động cơ phải thỏa mãn điều kiện sau: dc yc db sb K mm dn n n T T T T Ρ ≥ Ρ ≈ ≥ Ta có P yc =2,1 kw n sb = 1309,6 v/ph 1 1,4 mm mm T T T T = = +, Chọn động cơ. - Để thuận tiện cho việc tìm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa và giá thành sản phẩm không cao ta chọn động cơ điện loại DK. Tra bảng P1.2[1] ta chọn được loại động cơ DK42-4 có các thông số sau : P dc = 2,8 kw n đb =1420 v/ph 1,9 K dn T T = Khối lượng 47 kg -Đường kính trục động cơ :d dc = 25 mm (tra bảng 1.6[1] ) II, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN -Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động được xác định theo công thức (3.23)[1] 1420 86,74 16.37 dc c lv n u n = = = - Theo công thức (3.24)[1] ta có . . c h n h d u u u u u = = Ta chọn u d = 3,15 86,74 27,54 3,15 c h d u u u ⇒ = = = Ta chọn tỷ số truyền bộ truyền cấp nhanh u 1 = 7 ⇒ tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm là : 2 1 27,54 3,93 7 h u u u = = = III, XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 1. Công suất tác dụng lên các trục. +, trên trục công tác, P ct = 2,4 kw (đã tính ) +, Trục III : ( ) 3 2,4 2,42 . 1.0,99 ct k ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục II ; ( ) 3 2 2,42 2,52 . 0,97.0,99 br ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục I : ( ) 2 1 2,52 2,62 . 0,97.0,99 br ol kw η η Ρ Ρ = = = +, Trục động cơ : ( ) 1 2,62 2,79 . 0,95.0,99 dc d ol kw η η Ρ Ρ = = = 2. Số vòng quay trên các trục. +, Tốc độ quay của động cơ n dc =1420 v/ph +, Tốc độ quay của trục I : ( ) 1 1420 450,79 3,15 dc d n n v ph u = = = +,Tốc độ quay của trục II : ( ) 1 2 1 450,79 64,39 7 n n v ph u = = = +, Tốc độ quay của Trục III: ( ) 2 3 2 64,39 16,38 3,93 n n v ph u = = = +, Tốc độ quay của trục công tác : n ct = n 3 =16,38 v/ph 3,Mômen xoắn trên các trục. 6 9,55.10 . i i i P T n = +, Trục I : ( ) 6 6 1 1 1 2,62 9,55.10 9,55.10 55504 . 450,79 P T N mm n = = = +, Trục II : ( ) 6 6 2 2 2 2,52 9,55.10 9,55.10 373754 . 64,39 P T N mm n = = = +, Trục III : ( ) 6 6 3 3 3 2,42 9,55.10 9.55.10 1410928 . 16,38 P T N mm n = = = +, Trục động cơ : [...]... [H] > H MPa ; hay Vậy cặp bánh răng trụ thỏa mãn bền tiếp xúc ; b, Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức ( 6.33) : F = 2.T2 K F Y Y YF b w2 m.d 2 ; trong đó : +, T2 = 186877 N.mm : mômem xoắn trên trục chủ động ; +, m = 2,5 mm : môđun pháp ; +, b = 45 mm : chiều rộng vành răng ; +,dw2 = 91,28 mm : đờng kính vòng lăn của bánh chủ động ; +,Y : hệ số kể đến độ nghiêng của răng ; Y = 1 - /140 = 1-... aw1 = 190( mm) -Môđun pháp : m=2,5 (mm) -Chiều rộng vành răng bw1 = 57( mm) -Tỉ số truyền: u1=7 -Số răng: z1=19 ; z2=133 -Hệ số dịch chỉnh : x1= x2=0 Theo bảng 6.11/104 [I] ta có: + Đờng kính vòng chia: d1=mz1=2,5.19=47,5(mm); d2=mz2=2,5.133=332,5(mm) + Đờng kính đỉnh răng: d a1 = d1 + 2 = 49.5(mm) d a 2 = d 2 + 2 = 334,5(mm) + Đờng kính chân răng: d f 1 = d1 2,5 = 45( mm) d f 2 = d 2 2,5 = 330(mm)... không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời H = H go v ăn khớp; KH = 1,13; a w2 225 = 0,002.73.0,31 = 0,34 m/s u2 3,93 (tra bảng 6.15 răng nghiêng đ- ợc :H =0,002 ) (tra bảng 6.16 cấp chính xác là cấp 9 đợc :go =73 ) K Hv = 1 + 0,34.45.91,28 = 1,003 2.186877.1,062.1,13 KH =1,062.1,13.1,003 = 1,204 bw : Chiều rộng vành răng; b = 45 mm dw2 : Đờng kính vòng chia của bánh chủ động; = 91,28 d w2 mm... bng 6.1[1] chn vt liu cho c 2 bỏnh l thộp 45 ụi ci thin Bỏnh nh cú rn HB 241285 cú gii hn bn b1=850 Mpa v gii hn chy ch1=580 Mpa Bỏnh ln cú rn HB 192240 cú gii hn bn b1=750 Mpa v gii hn chy ch1=450 Mpa 2,Xỏc nh ng sut cho phộp a, ng sut tip xỳc cho phộp 0 [ H ] = H lim K HL / S H (*) Da vo bng 6.2[1] vi thộp tụi ci thin ta cú : 0Hlim=2HB +70 ng sut tip xỳc cho phộp ng vi chu kỡ c s SH=1,1 h s an ton... Y =1/ = 1/1,77 = 0,565 +,YF : hệ số dạng răng, tra bảng (6.18)[1] ta có : YF1 =3,7 ; YF2=3,60 (với x1 = x2 = 0 và zV1 = 39.67, zv2 =155.97); +, KF : hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KF KF KFv ; KF : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng KF =1,234 (Bng 6.7[1]) KF: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng (6.14)[1]... Chiu rng bỏnh rng : bw = ba aw = 0,2.225 = 45 (mm) ; 4 Tớnh kim nghim truyn bỏnh rng tr rng nghiờng a, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo công thức (6.33)[1] : H = ZM ZH Z 2.T2' K H (u2 + 1) b w2 u2 d 2 2 Trong đó : ZM : Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu, với cặp vật liệu bánh răng thép - thép ZM =274 Mp1/3 ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; ZH = Trong đó: 2 cos b sin 2 tw +, tg... [H]=min{[H]1,[H]2}) b, ng sut un cho phộp 0 [ F ] = F lim K FC K FL / S F Do trc quay 1 chiu nờn KFC=1 Da vo bng (6.2)[1] vi thộp 45 tụi ci thin 0Flim=1,8HB SF=1,75 0Flim1=1,8.HB1=1,8.250=450 (Mpa) 0Flim2=1,8.HB2=1,8.240=432 (Mpa) - KFL l h s tui th theo cụng thc (6.4)[1] ta cú K FL = mF N FO N FE +,mF l bc ca ng cong mi mF=6 +, NFO :S chu kỡ ng sut c s khi th v un vi thộp NFO=4.106 T cụng thc (6.8)[1]... s b trc a w2 = K a (u2 + 1) 3 T2 K H [ H ] 2 u1. ba (cụng thc 6.15[1]) Với: T2: Momen xon trờn trc ch ng , N.mm ; T2 = 186877 N.mm Ka: h s ph thuc vo vt liu bỏnh rng v cp bỏnh rng ; K a= 43 (vt liu thộp-thộp, bỏnh rng nghiờng) ba = bw/aw l h s chiu rng vnh rng theo bng 6.6[1] do b truyn bỏnh rng t khụng i xng so vi cỏc trc nờn chn ba = 0,2 ; bd = 0,53.ba.(u2+1) = 0,53.0,2.(3,93 +1 ) = 0,52 (cụng thc... v/ph u2=3,93 T2=373754 N.mm Vỡ hp gim tc phõn ụi cp chm nờn P2=2.62 kw T2=186877 N.mm 1, Chn vt liu m bo tớnh thng nht húa ta chn vt liu cho bỏnh rng cp chm nh bỏnh rng cp nhanh, thộp 45 tụi ci thin 2, Xỏc nh ng xut cho phộp Vỡ chn vt liu nh b truyn cp nhanh nờn KHL= mH N HO v KFL= N HE mF N FO N FE Vi mH = 6; mF = 6; NHO1 = 17,1.106; NFO1 = NFO2 = 4.106; NHO2 = 15,5.106; NFE1 = 177,4.106; NHE1 = 187,33.106;... Rng nghiờng khụng dch chnh tw = t = arctg tg tg20o = 51,30 =arctg o tg tg16.26 tg b = cos51,3o.tg16,26o = 0,18 b =10,33 o ; 2cos10,33o = 1.43 sin 2.51,3o ZH = Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; o = b sin = 45.sin16,26 = 1.6 > 1 m 2,5. Z = 1 / = 1 / 1,77 = 0,75 Với: = [1,88 - 3,2(1/z1 + 1/z2)].cos = 1,88 - 3,2(1/35 + 1/138)cos16,26o = 1.77 KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; . Bảng kết quả tính toán. 10 II, Thiết kế bộ truyền bánh răng của hộp giảm tốc. 10 A, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. 10 B, Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. 16 C, Bảng thông số của bộ. 640,63 Lực tác dụng lên trục F r (N) 442,23 II,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CỦA HỘP GIẢM TỐC. A, Thiết kế bộ truyền cấp nhanh (Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng) +,Các thông số đầu vào. P 1 =2.62. này. Đề tài của sinh viên được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền