Thiết kế hệ dẫn động băng tải hộp giảm tốc bánh răng côn trụ biết lực băng tải, vận tốc băng tải, đường kính tang đề 8 ĐHBKHN

Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy I.. Chọn động cơ... Định kết cấu cho các chi tiết.. a.kết cấu trục: các trục thiết kế theo trục bậc.

Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy

I Chọn động cơ

1 Động cơ

7,5(kw) 1000

0,61 12300 1000

v F

0,97 η

0,96 η

0,955 η

5 , 7

v 1000 60

61 , 0 1000 60

1450n

uh : tỷ số truyền trong hộp giảm tốc 2 cặp bánh răng

ung : tỷ số truyền của đai

32 , 37



+ n1 = nđc ; N1 = Nct ; Ti = 9,55 106

i

inN

(Nmm) 181x10

39

7,4 9,55x10 n

N x 9,55x10

T

(Nmm) 51x10

144

7,7 9,55x10 n

N x 9,55x10

T

(Nmm) 13x10

580

8,1 9,55x10 n

N x 9,55x10

T

(Nmm) 5,7x10

1450

8,6 9,55x10 n

N x 9,55x10

T

39(v/ph) 3,7

144 u

n n

; 144(v/ph) 4,03

580 u

n

n

; 580(v/ph) 2,5

1450 u

n n

; 8,6(kw)

n

3,7 4,03

14,93 u

u u

4,03 0,27x14,93

0,28)U (0,22

u

xu u

u

4 6

4

4 6 4

4 6

3

3 6 3

4 6

2

2 6 2

4 6

1

1 6 1

chËm

3 4 nh

2 3

ng

1 2 1

nh

h chËm

h nh

chËm nh h

0,5.T 5

T

1 1 3

1

1

= 29,2 107 > NHO2 do đó KHL2 = 1

suy ra NHE1 > NHO1  KHL1 = 1

Theo 6.1a [I] : [H] = σ0Hlim.KHL/sL

][]

 NFR = 601

7 , 3

0,5.T 5

T

1 1 6

1 1

Hβψu][σTk

11 , 1 510000

+Kiểm nghiệm răng độ bền tiếp xúc :

Theo (6.33) ứng suất tiếp trên mặt răng :

) u.d 1)/(b (u

.K 2.T z z z

w w Hβ

1 ε

H M

3235 sin(2.20, 47

2.cos10,02 )

260 2





= 110,4)x(3 mm Lấy d1 = 110 mm

Theo 6.4)x(3 0 [I] : v = .d1.n1 / (60.1000)

 v =

1000 60

144 110 14 , 3







= 0,829 m/s Tra bảng 6.13 [I] : ta có cấp chính xác 9

Tra bảng 6.14)x(3 [I] vói cấp chính xác 9 và v<2,5 m/s  kH = 1,13

) 1 7 , 3 ( 27 , 1 510000 2

Theo 6.4)x(3 3 [I] : F =

.m.db

.Y.K.Y.Y2.T

1 ω1 ω1

F Fβ β ε 3

(2) Theo bảng 6.7 [I] : KF = 1,26

6.14)x(3 với v< 2,5m/s và cấp chính xác 9 kH = 1,37

P 2.3 [I] : KFV = 1,01

 = 1,739  Y =1/ = 1/1,739 =0,58

 = 10,6754)x(3 0  Y = 1 – 10,6754)x(3 /180 = 0,94)x(3 Tra theo b¶ng 6.18 [I] : YF1 = 3,8 , YF2 = 3,6

Thay vµo (2) :

F1 =

5 , 3 110 85

94 , 0 58 , 0 26 , 1 8 , 3 510000 2

+ KiÓm nghiÖm r¨ng qu¸ t¶i :

Theo 6.4)x(3 8 [I] : kqt = 1,3.T1 /T1 = 1,3

H1max = H k qt = 4)x(3 24)x(3  1 , 3 = 4)x(3 83,4)x(3 MPa < [H]max = 812 MPaTheo 6.4)x(3 9 [I] : F1max = F1.kqt = 81,361,3 = 105,8 MPa < [F1]max = 4)x(3 84)x(3 MPa F2max = 77,081,3 = 100,2 MPa < [F2]max = 4)x(3 62 MPa

31 5 , 3



 cosβ

mz1

mm

9827 , 0

115 5 , 3



 cosβ

 0Flim1 = 1,824)x(3 0 = 4)x(3 32 MPa

 0Hlim2 = 2230 + 70 = 530 MPa

 0

2 lim

F = 1,8230 = 4)x(3 14)x(3 MPa Theo 6.5 [I] : tơng tự tính toán chậm

Cấp chậm sử dụng răng thẳng  theo 6.12 [I] :

theo 6.12 [I] :  [] =[H]2 = 4)x(3 81,8 Mpa

s

k.y.y

Hv H H 2

.u

K.K.K.T

theo bảng 6.21 với : kbe.u/(2 - kbe) = 0,25.4)x(3 ,03/(2 – 0,25) = 0,57

trục báh răng côn lắp trên ổ đũa ,sơ đồ I , HB < 350 tra đợc KH = 1,11

8 , 481 03 , 4 25 , 0 ).

25 , 0 1 (

11 , 1 130000 1

03 ,

2 2

5 , 194 2 1 u

2R

2 2

2 1 Hv Hβ Hα 2

.d.u0,85.b

1u.k.k.K

kH = 1,115.1,11.1 = 1,24)x(3

56 , 79 4 5 , 47 85 , 0

1 4 24 , 1 130000

Xác định chính xác ứng suet tiếp xúc cho phép :

Theo (6.1) với v = 2,4)x(3 1 m/s < 5 m/s , zv = 1; với cấp chính xác động học là 8 , chọn cấp chính xác tiếp xúc là 8 khi đó Ra = 2,5 …350 1,25 m , zR = 0,95 ;

F β ε F 1

.d.b0,85.m

.Y.Y.Y.K2.T

48 , 3 1 579 , 0 465 , 1 130000

2

 MPa < [F1] = 252 MPa

F2 = F1.YF2 / YF1 = 53,1.3,63 / 3,4)x(3 8 = 55,4)x(3 MPa < [F2] = 24)x(3 6,6 MPa + Kiểm nghiệm răng quá tải : kqt = 1,3

dae2 = de2 + 2.hae2.cos2 = 365 mm

3 kiểm nghiệm về điều kiện bôi trơn :

d2 = 364)x(3 mm Đờng kính đỉnh răng da1 = 100 mm

da2 = 365mm

a Chọn loại đai với momen xoắn : T = 57 Nm

Theo bảng (13.5) chọn 2 loại đai thamg A và b

Đờng kính bánh đai lớn d2 = u.d1 : 250 4)x(3 00

Lấy theo tiêu chuẩn : 250 4)x(3 00

L = 2a + (d1 + d2)/2 (d1 + d2)2/4)x(3 a 1110,33 1776,5Lấy theo tiêu chuẩn : 1120 1800

Khoảng cánh truc a mm theo công thức 13.5

2

) d (d π

L 275 4)x(3 22,6

tính góc ôm 1 theo công thức 13.3

1 = 1800 – 570(d2 – d1)/a 14)x(3 8,90 14)x(3 7,60Xác định số đai cần thiết x theo

Kết luận : chọn loại đai b có số đai it hơn và kích thớc đai nhỏ hơn

III Tính toán lực tác dụng lên trục :

Ft1 = 2T1/d1 = 2.130000/85 = 3059 (N) = Ft2

Fr1 = Ft1 tg cos1 = 3059.tg200 cos14)x(3 ,03620 = 1080 (N) = Fa2

F F

F F

F F

F F

F F

F F

t1 t3

a3

a4)x(3

t4)x(3 k r3

r2 t2

y

ry rx

IV.TÝnh to¸n trôc :

T

Víi P1 = 8,1(kw) , n1 = 580 ( v/p ) , T1 = 130000 (Nmm)

T2 = 510000 (Nmm) , T3 = 1810000(Nmm)

Chọn [] = 12 MPa.

 d1= 120.3

1

1n

N = 1203

580

1 , 8

N = 120.3

144

7 , 7

= 4)x(3 5,4)x(3 mm chọn d2 = 4)x(3 5 mm

d3 = 120.3

3

3n

N =120.3

39

4 , 7

= 68 mm chọn d3 = 68 mm

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực trụcI :

Theo bảng 10.2 [I] : chiều rộng các ổ lăn : b1 = 19 mm ; b2 = 25 mm ;

Chiều cao nắp và bulông : l3 = 20 mm

Khoảng cách từ nắp ổ đến chi tiết quay : l4)x(3 =15 mm

Chiều dàI may ơ : l5 = 1,2 d1 =1,2.30 =36 mm

Kích thớc của bánh răng : X1 = 1,5 d2 = 1,5.4)x(3 5 = 67,5 mm

Khoảng cách các gối bánh răng trụ:

l = B3 + 2a + 2l2 + X1 + c + b = 35 + 2.10 + 2.15 + 67,5 + 15 + 61 = 228,5 mm Khoảng cách gối và điểm đặt lực bánh đai :

1 rx 1 1 t1 1 Bx Ay

t1 rx Bx Ax

3059 4682

R

4682N 75

46) 3059.(75 304.62,5

R

Ax

Bx



1 a1 1 ry 1 1 r1 1 By Ax

ry r1 By Ay

1080 1484

R

1484N 75

270.100/2 94.62,5

46) 1080.(75 R

Ay By

Tại bánh răng côn : Myc = Fa1.d1/2 = 270.100/2 = 13500 Nmm

Tại A có : My1 = Fry.a1 = 94)x(3 62,5 = 5875 Nmm

Tại B có : My2 = Fry.(a1 + b1) + RAy.b1 = 94)x(3 (62,5 + 75) + 310.75 = 36175 Nmm

τ σ S S

.S S

  [S]

víi S =

m d a

1

k

σΨσβε

1

k

τΨτβε

τ

τ τ

76,1

6,261

1.σΨ.σ.βεkσ

05,242,1.81,0

54,1

7,151τ

Ψτβε

τ

τ τ

1

k

3,9 3,57

3,57.3,9 S

S

.S S

2 2 2

τ

2 σ

2 2 t3 2 t2 2 2 2 Bx Ay

t3 t2 Bx Ax

3059 7457

R

7457(N) 204

R

Ax Bx

R

2 2 r3 2 r2 2 a2 3 a3 2 2 2 By Ax

r3 r2 By

270 3495 R

2687(N) 204

1748.116/2 270.85

3495.136 1080.365/2

R

Ay By

538 Tính các mômen :

Mômen tơng đơng ở D-D :

Mtđ = M M 2 506991 2 284038 2 581134

y 2

τ σ S S

.S S

  [S]

với S =

m d a

1

k

σΨσβε

m a

1

k

τΨτ

β

ε

τ

τ τ

vËy ta cã : S = 2,6

00,1.64,50,83.1,21,95

327

k

m d a

σ

σ σ

28,50,05.28,50,77.1,21,795

190

k

m a

τ

τ τ

τ

3,35 2,6

2,6.3,35 S

S

.S S

2 2

2 τ

2 σ

c b a F a F b a R M

F F R R

k t Cx

Ay t k Cx Ax



19053 9273

) ( 22894 5

, 228

332 19053 118

9273

N R

N R

Ax

Cx



d F a F b a R M F R R

a r Cy Ax r Cy Ay

N R

Ay

Cy

1339 409

1748

409 5

, 228

2 / 416 1748 118

3495

Chän vËt liÖu trôc III thÐp C4)x(3 5 ,b = 750 MPa

KiÓm nghiÖm trôc l¾p b¸nh r¨ng III: dIII = 68mm

S = 2

τ

2 σ

τ σ S S

.S S

  [S]

víi S =

m d

1

k

σΨβ

k

τΨβ

ε

τ

τ τ

trục quay 1 chiều nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kì đối xứng :

) / ( 9 , 63 30853 1971882

2 2

mm N

mm N

m a a

σ

σ σ

349

k

m d a 1

0,05.14,66

0,74.1,21,8

202

k

m a

Ψτβε

τ

τ τ

τ

τ σ

2,9.6,63 S

S

.S S

1,7.3,50 S

S

.S S

( 4911 )

( 135 270 405

) ( 405 )

( 1737 1467 270

2 2 1

0 1

0 1

0

X Y N F

N F

F F

N F

N F

F F

S at

S a

S S

at a

ta thÊy V=1; 1,28

1355.1

1737 0

( 3213 668

2545

0 , 1 )

( 2545 )

( 1226 1894

668

1 0

1

2 2 0

1 0

N F

N F

F

F

Y X

N F

N F

F

F

S at

S

a

S S

at

a

ta thấy V=1;  

5566.1

3213 1

1

r

a

F V

3 Tính toán ổ cho trục III :

=>thoả mãn giá trị đã tra bảng ở trên

V Định kết cấu cho các chi tiết

a.kết cấu trục:

các trục thiết kế theo trục bậc

chỗ lắp bánh răng thì d=28(mm) có góc lợn r = 2(mm) R(C)=2,5(mm)

tất cả tra bảng B13-1chỗ lắp bánh đai d=25(mm) r=1,5(mm) R(C)=2(mm)

để cố định bánh răng trên trục ta cần có then ta dùng then bán nguyệt

có một then để cố định bánh răng nghiêng có ở chỗ lắp trục có đờng kính là d= 35 (mm) theo bảng 7-23 ta chọn loại then có các kích thớc là:

b=8(mm) h=7(mm) t=4)x(3 (mm) t1=3,1(mm) k=3,5(mm)

chiều dài then l=0,8.lm=0,8.30=24)x(3 (mm)

-kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức d=2.Mz/(d.k.l)[d]

mà Mz= 130000(Nmm) d=28(mm) k=3,8;l=25(mm)

d=2.130000/(28.3,5.25)=106<150=[d]chọn thép CT6 ghép cố định tĩnh tra bảng [d]=150(N/mm2)-kiểm nghiệm theo sức bền cắt

c=2.Mz/d.b.l=2.130000/(28.8.25) = 4)x(3 6,4)x(3 <[c][c]=120(Mpa)

+ trục 2:

chỗ lắp ổ có d=35(mm) có góc lợn r=2(mm) R(C)=2,5(mm)phần không mang chi tiết thì góc lợn r=1(mm)

chỗ lắp bánh răng thì d=4)x(3 0(mm) cho cả hai răng có các góc lợnr=2(mm) R(C)=2,5(mm) lúc đó để cố định bánh răng ta cũng dùngthen bán nguyệt nhng đối với bánh răng thẳng thì do làm liền trục cho nên không cần then chỉ có bánh răng nghiêng là cần then

tra bảng then ta có b=10(mm) ;h=8(mm) t=4)x(3 ,5(mm) t1=3,6(mm)k=4)x(3 ,2(mm) chiều dài ở chỗ bánh bị dẫn l=4)x(3 5(mm)

tơng tụ nh then ở trục 1 ta cũng kiềm nghiệm và đều thoả mãn các thông số trên

+trục 3:

chỗ lắp ổ d=4)x(3 8(mm) r=2(mm) R(C)=2,5(mm)chỗ lắp bánh răng d=53(mm) r=2,5(mm) R(C)=3(mm)chỗ khớp nối thì d = 30(mm) nối với trục động cơ có dờng kính dđc=28(mm)

khớp nối dùng nối trục vòng đàn hồi có Tk=K.T=1,5.17015=25522,5(Nmm)theo bảng ta chọn đợc D=75(mm);d=16(mm); dc=18(mm); l=4)x(3 0(mm)

ta có lực khớp nối Pk=2.Tk/D=2.25522,5/75=681(N)

để cố định bánh răng trên trục và xích thì ta cũng dùng then bán nguyệttra bảng ta có các thông số của then là:

b=14)x(3 (mm) h=9(mm) t=5(mm) t1=4)x(3 ,1(mm) k=5(mm)tơng tự ta cũng xét các điều kiện về kiểm tra bền và đều thoả mãn

VI.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc, bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 1.Tính kết cấu của vỏ hộp:

Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lợng nhỏ Chọn vật 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 thớc cơ bản đợc 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 (nhanh) khoảng 76 mm

3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc :

Chọn loại dầu là dầu công nghiệp 4)x(3 5.

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

5.Điều chỉnh sự ăn khớp:

Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiềurộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh răng lớn

Các kích thớc của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc:

Chiều cao, h

Độ dốc

e =(0,8  1) = 13,2  16,5 chọn e = 14)x(3 mm

h < 5. = 82,5 mmKhoảng 2o

E2= 1,6.d2 = 1,6 20 = 32 mm

R2 = 1,3 d2 = 1,3 20 = 26 mm

k  1,2.d2 =24)x(3

 k = 20 mmh: phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thớc mặttựa

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong

6.kết cấu bánh răng:

a, bánh răng thẳng có:

vành răng đối với bánh răng côn thẳng 3 thì khoảng =4)x(3 3,5=14)x(3 (mm)

may ơ l =1,2d = b = 30 (mm) đối với bánh răng nhỏ

đờng kính ngoài chọn D=1,5d=63(mm) ,đĩa lan hoa dùng để nối may ơ với vành răng

c=12(mm) đối với bánh răng lớn c=11(mm) đối với bánh răng nhỏ

trên đĩa làm 6 lỗ dùng để vận chuyển ,kẹp chặt khi gia công d=20(mm)

đơng kính tâm lỗ D0=14)x(3 0(mm) dùng dạng lan hoa chữ I để chịu lực lớn

b,bánh răng nghiêng 3,4 :

vành răng =4)x(3 2=8(mm),may ơ l=30(mm) đối với cả 2 bánh răng

đờng kính ngoài D=1,6.30=4)x(3 8(mm) , chiều dày đĩa c=6(mm) đối với cả 2 răngtrên đĩa làm 6 lỗ có đờng kính 20(mm) chọn dạng lan hoa hình chữ I để chịu lực lớn

2.kết cấu và kiểm nghiệm độ bền nối trục vòng đàn hồi:

ta có Tk=k.T=1,5 x 17015 = 25522,5(Nmm) theo bảng ta chọn đợc các thông số của trục:

d Z D d l

T k

) ( 2 , 0 48 28 63 4

17015 5

, 1 2

[]d=2-4)x(3 (mpa) d<[]d thoả mãn điều kiện sức bền dập

điều kiện sức bền của chốt:

 u

c u

Z D d

Tl k



0 3

0

,

0

40 17015

khoảng cách giữa tâm của 2 vít lắp ổ là 50(mm),dày thành lắp ổ là 6(mm)

vòng đệm của lắp dày 1,5(mm),dùng ống lót bạc dày 3(mm),đờng kính lắp ổD=90(mm),chiều sâu h=19(mm), ngoài ra có khoảng hở nhỏ,trên lắp ổ chỗ lắp vòng đệm có rãnh nhỏ gọi là rãnh thoát dao

vòng đệm của lắp dày 2(mm),không dùng ống lót bạc,đờng kính lắp ổ

D=117(mm),chiều sâu h=20(mm), ngoài ra có khoảng hở nhỏ,trên lắp ổ chỗ lắp vòng đệm có rãnh nhỏ gọi là rãnh thoát dao

Trên trục 3 còn có vòng chắn mỡ có dạng răng ca (3-4)x(3 răng)

4.các số liệu của lắp cửa thăm , nút tháo dầu , nút thăm dầu :

các số liệu lấy trong sách đã có tiêu chuẩn

Mayơ : Đờng kính mayơ : D = ( 1,6 2) d = 4)x(3 8 mm

Chiều dàI mayơ : l = ( 1,5 2) d = 50

.

= 4)x(3 7 mm

6.bảng dung sai giữa các chi tiết: