Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải để tải quặng kẽm vói năng suất 30 tấn h

THUYẾT MINH ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆPBộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ********** ĐỘC lập - Tự do - Hạnh phúc CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN Đe tài thiết kế : Thiết kế hệ thống d

Trang 1

THUYẾT MINH ĐÒ ÁN TÓT NGHIỆP

Sinh viên thưc hiên

Trang 2

Bộ GIÁO DỤC VÀ DÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

********** ĐỘC lập - Tự do - Hạnh phúc

CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN

Đe tài thiết kế :

Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải để tải quặng kẽm vói năng suất Q=30tấn/giò’ Dùng hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp, phân đôi cấp chậm Hướng vận chuyển theo phưong thẳng đứng, chiều cao H=10m.

Lập quy trình công nghệ gia công bánh răng số 2, sản lượng 200 chi tiết/năm.

- Thời gian phục vụ : 5 năm.

- Ti lệ số giò' làm việc trong ngày : 2/3

- Tỉ lệ số ngày làm việc trong năm : 3/4

-K bđ ‘=l/4,

Tải không đối quay một chiều

Tổ trưởng bộ môn

( Ký tên ) Cán bộ hưóng dẫn(Kỷ tên)

Sư đô tải trọng

T/L Hiệu trưỏTig

Chủ nhiệm khoa

(Kỷ tên đóng dấu)

Lý Việt Anh

Trang 3

NỘI DUNG

1 Sè trang: trang

2 Số bản vẽ và đồ thị (ghi rõ loại, kích thước): 04 bản vẽ A 0

01 bản vẽ lắp gầu tải 01: Bản vẽ hộp giảm tốc trụ hai cấp phân đôi cấp chậm

01: Bản vẽ chỉ tiết lồng phôi.

03: Bản vẽ sơ đồ nguyên công.

NỘI DƯNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN

- Phần I : Thiết kế gầu tải.

- Phần II: Tính toán động học hệ dẫn động gầu tăi.

- Phần III: Thiết kế hộp giảm tốc.

- ứng dụng phần mền excell tính thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ phân

đôi cấp chậm

- Phần IV : Thiết kế quv trình công nghệ gia công bánh răng số 2.

Bản thuyết minh thiết kế tốt nghiệp đã được thông qua.

(Kỷ tên đóng dấu)

Lý Việt Anh

Trang 4

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẢN

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM

Trang 6

Tài liệu tham khảo

[1 ]: Tính toán và thiết kế hệ thống dẫn động CO’ khí - Tập I, II

NXB GD Hà Nội 1998 - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển

[2Ị: Co' học vật liệu ròi - Tập II NXB KHKT Hà Nội 1998 - Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam

[3] : Máy nâng chuyển , át lát kết cấu

Truông ĐH Mỏ Địa Chất Hà Nội 1985 [4] : Máy nâng chuyển -Tập I, II, III

NXB KHKT Hà Nội 1986 - Đào Trọng Thưcmg, Nguyễn Đăng Hiếu

[5] : Thiết kế chi tiết máy

NXB ĐH và THCN Hà Nội 1979 - Nguyễn Trọng Hiệp , Nguyễn Văn Lầm [6| : Tối ưu hoá phân phối tỷ số truyền cho động CO’ - hộp giảm tốc bánh răng

trụ.

Báo cáo Hội Nghị Khoa Học Trưòng ĐHKTCN Thái Nguyên 1999

Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Đăng Bình [7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy trường ĐHBK Hà NỘÍ1976 - Tập I, II

[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy trường ĐHBK Hà Nội 2000

[9] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy

NXB KHKT - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần XuânViệt [101 : Công nghệ chế tạo máv - Tập I, II

Truông ĐHBK Hà Nội

[11] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Trần Văn Địch

[12| : Sổ tay nhiệt luyện

[131 : Hưóng dẫn thiết kế đồ án môn học dao cắt Trưòng ĐHKTCN Thái Nguyên - Trịnh Khắc Nghiêm

[14| : Cẩm nang ổ bi đạn Hãng DKS [15|: A new and effective method for optỉmal caculation of total transmission ratio of to step bevel - helical gearboxes.

Internation colloquỉum in mechanics of solỉds, fluids, structures and ỉnteraction, Nha Trang 2000.

Vu Ngoe Pi

Trang 7

Lời nói Đầu

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nước, các ngành kinh tếnói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật

có kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức

đã học đế giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế

Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình đào tạotrở thành người kỹ sư Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viênhiếu rõ hơn về những kiến thức đã được tiếp thu trong quá trình học tập, đồngthời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này đế làm đồ áncũng như công tác sau này

Là mét sinh viên chuyên ngành cơ khí Trong thời gian làm đồ án tốtnghiệp em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế hệ thống dẫn động guồng tải đế tảiquặng mangan với năng suất Q = 20 tấn/giờ Dùng hộp giảm tốc bánh răng trụphân đôi cấp chậm Hướng vận chuyến theo phương thang đứng, chiều cao H

= 15m Lập quy trình công nghệ gia công bánh răng số 2, sản lượng 500 chitiết/năm” Đây là một đề tài mới và khó đổi với em Tuy nhiên trong thờigian đi thực tập và làm đồ án tốt nghiệp được sự chỉ bảo tận tình của thầygiáo hướng dẫn: Thầy giáo Lý Việt Anh Đồ án tốt nghiệp của em gồm cóphần thuyết minh và phần bản vẽ mà ở đó đã trình bày đầy đủ quy trình côngnghệ gia công, chế độ cắt và đồ gá dùng đế gia công

Tuy nhiên do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do

đó trong đồ án này không thế tránh khỏi sai sót Vậy em rất mong nhận được

sự chỉ bảo của các thầy và các bạn đế em có thể hiểu sâu hơn về môn họccũng như các phương án khác họp lý hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lý Việt Anh cùng các thầy giáotrong khoa cơ khí - Trường ĐHKTCNTN đã tận tình hướng dẫn em hoànthành đồ án đúng thời hạn Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tớicác thầy cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em trong suốt 5 năm học qua cũng nhưtrong thời gian làm đồ án tốt nghiệp

Thái Nguyên, ngày tháng năm 201 ì

Sinh viên

Lê Khắc Vĩ

Trang 8

Mục lục

Phần 1 9

THIẾT KẾ GẦU TẢI 9

I Giói thiệu chung về gầu tải 9

II Ket cấu các bộ phận gầu tải 9

III Tính toán guồng tải 12

PHẦN II 15

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG co KHÍ 15

1 C họn động CO' điện 15

2 P hân phối tỷ số truyền: 19

3 Xác định thông số trên các trục: 20

3.1 Ký hiệu trục động cơ: 20

3.2 Tính công suất danh nghĩa trên các trục: 20

Phần III: 22

TÍNH CÁC Bộ TRUYỀN 22

ì Truyền động bánh răng: 22

1.2 ửng suất cho phép: 22

1.3 Tính toán cấp nhanh: (Bánh răng trụ răng thắng) 25

Phần IV: 38

THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT GỐI ĐỠ 38

1 Thiết kế trục: 38

2 Tính chọn 0 lăn: 64

3 Tính chọn then: 69

Phần V: 73

KÉT CẤU VỞ HỘP VÀ CÁC CHI TIÉT PHỤ 73

1 Vỏ hộp: 73

2 Một số kết cấu phụ: 75

Phần VI: 79

TÍNH CHỌN KHỚP NỐI 79

PHẦN VII 81

THIẾT KÊ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 81

CHI TIẾT BÁNH RĂNG số 2 81

A - PHÂN TÍCH CHI TIÊT GIA CÔNG 81

Trang 9

Phần I THIẾT KÉ GẦU TẢI

I Giới thiệu chung về gầu tải

Trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất cũng như các đơn vị thi công trêncông trường và trong công nghiệp mỏ Gầu tải là mụt thiết bị vận chuyên có năngsuất cao và được ứng dụng rất rộng rãi Trong công nghiệp mỏ gầu tải dùng để vậnchuyền than, đỏ, cỏt, sỏi, quặng khi khai thác

Trong các nhà máy cơ khí cũng như trong các nhà máy sản xuất gầu tải đượcdùng để vận chuyển thành phẩm và bán thành phẩm từ nơi này đến nơi khác mộtcách gián đoạn hay liên tục

Gầu tải thường được dùng đế vận chuyến vật liệu rời chuyến động theophương thăng đứng hay phương nghiêng (góc nghiêng > 50°)

Sử dụng gầu tải có ưu điềm: cấu tạo đơn giản, kích thước gọn, có khả năng vậnchuyển vật liệu lên độ cao lớn (50 - 70 mm), năng suất cao (700 m3/h)

Kinh phí đầu tư đê chế tạo gầu tải không cao lắm trên cơ sở có kết cấu đơngiản và không dùng quá nhiều vật liệu đắt tiền So với các thiết bị vận chuyên kháctheo phương thẳng đứng thì gầu tải có uu thế hơn hẳn

II Kết cấu các bộ phận gầu tải

1 Cấu tạo và phân loại gầu tải

Cấu tạo gầu tải gồm những bộ phận chính sau:

Bộ phận kéo (có thể là băng hoặc xích), trên đó có gắn các gầu, được uốnvòng qua tang hay đĩa xích ở trên và dưới máy

Chõn máy gồm có tang hay đĩa xích, cơ cấu căng băng, hộp nạp liệu Đầumáy gồm có tang dẫn động hay đĩa xích, động cơ và hộp giảm tốc, bộ phận tháoliệu

Phần bao che xung quanh bao gồm các tấm che, các cửa vệ sinh, chân đờ

Khi làm việc gầu tải xúc vật liệu trong khu vực chõn mỏy và vận chuyền lênphía trên máy Ở đây dưới tác dụng của trọng lực và lực quán tính vật liệu được rờ

từ gầu vào bộ phận tháo liệu và được vận chuyển tới nơi sử dụng

Vật liệu cần vận chuyên được đồ vào bộ phận nhập liệu ớ phớa chõn mỏy.Theo kết cấu bộ phận kéo ta chia gầu tải ra làm hai loại:

Trang 10

guồng kí hiệu Kiểugầu

Chiều rộnggầu (mm)

Bước gầu(mm)

Vận tốc(m/s)

Số lượngđaiGuồng

băng vận

tốc cao

320

Tir-Gầusâu

Trang 11

D = (125 - 150).i (mm)

i - Số lớp vải trong băng Chọn i = 5 theo bảng 5.9 [1] T 199

=> D = (125-M50).4 = (625750) (mm)Sau khi xác định ta lấy đường kính tang theo tiêu chuẩn: 250, 320, 400, 500,

630, 800 và 1000 mm Chọn theo tiêu chuẩn D = 630 (mm)

Đe định tâm băng người ta chế tạo tang mặt trống, phần giữa mặt trụ còn haiphần đầu mặt côn với góc nghiờng khoảng 1° chiều dài tang phụ thuộcchiều rộng gầu

Chiều dài tang được lấy theo chiều rộng băng

b Cơ cấu nhập liệu và tháo liệuViệc nhập liệu vào gầu tải có hai cách:

- Nhập liệu trực tiếp vào gầu Phương pháp này sử dụng khi vận chuyền vậtliệu thụ cú bề mặt ma sát lớn

- Đổ vật liệu xuống đáy gầu và dùng gầu để múc vật liệu để chuyển lên trên.Phương pháp này thường sử dụng đê vận chuyên vật liệu mịn, có bê mặt masat nhỏ.Khi gầu cùng vật liệu chuyến động trên bề mặt tang dẫn động nó chịu hai lựctác động

G = m.g - lực khối lượng do khối lượng của gầu và vật liệu sinh ra

p = m.v2/r - lực ly tâm sinh ra khi gầu và vật liệu chuyền động trên bề mặttang dẫn động với vận tốc V, trong đó r là khoảng cách tù' tâm quay tới trọng tâmcủa gầu và khối vật liệu

Lực R sẽ là họp lực của hai lực p và G Khi gầu chuyển động quanh tang dẫnđông, lực R sẽ thay đối về giá trị và phương tác dụng Nhưng đường nối phương tácdụng của lực R luôn đi qua một điểm A, gọi là cực tháo liệu nằm cỏch tõm mộtkhoảng 1

r p V 2 V 2

m—

r

Trang 12

gr2

Rút ra: 1 = —-—

VNếu thay v = ^-.r

30

nNhư vậy khoảng cách 1 phụ thuộc vào số vòng quay n của tang dẫn động

Khi / < r 0 ( r0 - bán kính của tang dẫn động) tức là lực p > G, khi đó vật liệu sẽđược chảy ra khỏi gầu bằng lực ly tâm Phương pháp tháo này còn gọi là phươngpháp tháo liệu bằng lực ly tâm Nó được sử dụng để thỏo cỏc loại vật liệu có độ ẩmcao (>17%)

Khi l> r a ( ra - tầm với của gầu), tức là lực G > p, khi đó vật liệu sẽ rớt rakhỏi gầu dưới tác dụng của trọng lực Phương pháp tháo liệu này còn gọi là phươngpháp tháo liệu bằng trọng lực Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho các loại vậtliệu dạng cục

Khi r 0 <l <r xảy ra trường họp tháo liệu hồn hợp Phương pháp này sử

dụng đối với các loại vật liệu dạng hạt và mịn

III Tính toán guồng tải

Tính toán guồng tải cũng như tính toán cỏc mỏy vận chuyển liên tục khác.Gồm hai bước:

- Bước thứ nhất

Căn cứ vào loại vật liệu chuyền, độ lớn cở hạt và năng suất, tiến hành chọnloại gầu tải, vận tốc, chiều rộng gầu và các kích thước của gầu kể cả dung lượng,bước gầu và bộ phận kéo

Trang 13

chọn: D = 630 (mm) ; V = 2 (m/s)

- Kích thước của vật liệu chuyển không được lớn hơn 0.85A (với vật liệu

phân cờ hạt)Trong đó A là chiều rộng miệng gầu

trên chiều dài băng tải

Hình2 Biêu đo lực căng bâng tại các diêm trên chiều dài băng tải

- Bộ phận kéo được tính chọn theo lực căng lớn nhất.

Lực căng lớn nhất ở điểm vào tang dẫn, không kể tải trọng động xác định

theo công thức:

Sv = Sd + (q0+q).H (N) (1)Trong đó : H - chiều cao máy gầu nâng H = 10 (m)

q0 - trọng lượng đơn vị của một mét đai q0 = 5,3 (N/m)

q - trọng lượng một mét vật liệu chuyển, được tính:

0,36.v (N/m)

q=-%-Ỵ: trọng lượng riêng của vật liệu vận chuyên,

với than mùn Ỵ = 0,78 (t/m3)

Trang 14

Ọ: năng suất trọng lượng Q = 30 (t/h)

=>q = — = ——— = 43,210,36.v(N/m)Qỵ 30.0.780,36.2

Vậy q = 43,21 (N/m)

- Sức căng sdtại điềm rời tang dưới:

Sd = Smin+Zw (N)+ Smin: lực căng lớn nhất của bộ phận kéo Chọn Smin = 2000 (N)

+ X w: Lực cản chuyên động của bộ phận kéo

Trang 15

- Chọn kiểu loại đông cơ

- Chọn công suất động cơ

- Chọn tốc độ đồng bộ động cơ

- Chọn động cơ sử dụng thực tế

- Kiêm tra điều kiện mở máy quá tải cho động cơ

1 Chọn kiêu loại động cơ

a Động cơ điện 1 chiều

- ưu điểm: Khởi động ờm, hóm và đảo chiều dễ dàng, có thể điều chỉnh vôcấp số vòng quay và trị số mô men trong phạm vi rộng

- Nhuợc diêm: Giá thành cao, mau hỏng hơn động cơ xoay chiều, đòi hỏicần phải có thiết bị chỉnh lưu

- Phạm vi sử dụng: Hay dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, thangmáy, máy trục

b Động cư điện xoay chiều: gồm loại 1 pha và 3 pha

- Động cơ 1 pha có công suất tương đổi nhỏ có thề mắc vào mạng điệnchiếu sáng, nên thường dùng cho các thiết bị dân dụng như quạt, máy giặt

- Động cơ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, gồm 2 loại:

+ Động cơ 3 pha đồng bộ: có tốc độ quay không đổi, không phụ thuộc vàotrị số tải trọng và không điều chỉnh được So với động cơ không đồng bộ thì loạinày có hiệu suất và cosọ cao, hệ số quá tải lớn Tuy nhiên giá thành của chúngtương đối cao và phải có thiết bị khởi động động cơ, do vậy thường dùng khi côngsuất động cơ lớn (trên 100 kw)

+ Động cơ 3 pha không đồng bộ: có 2 loại: Rô to dây cuốn và Rô tolồng sóc

Động cơ 3 pha không đồng bộ rụto dõy cuốn cho phép điều chỉnh vận tốctrong phạm vi ngắn (khoảng 5%) cú dũng mở máy nhỏ nhưng cosọ thấp, đắt, kích

Lớp: LTOS CCM

Trang 16

thước lớn và vận hành phức tạp, thường dùng khi điều chỉnh vận tốc trong mộtphạm vi hẹp

Động cơ 3 pha không đồng bộ rô to lồng súc (cũn gọi là rô to ngắn mạch) cókết cấu đơn giản, giá thành thấp, dễ bảo quản làm việc tin cậy Tuy nhiên loại này

có nhược điếm là hiệu suất và hệ số cosọ thấp hơn (so với động cơ đồng bộ) khôngđiều chỉnh được vận tốc

Nhờ có các ưu điểm trên, động cơ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc được sửdụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp Với hệ dẫn động cơ khí (hệ dẫnđộng băng tải, xích tải, gầu tải dùng với các hộp giảm tốc) nên sử dụng loạiđộng cơ này

Vậy chọn động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ rô to lồng sóc

Sơ đồ khai triên hệ dẫn động như sau:

Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ đảm bảo cho khi động

cơ làm việc, nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép

Muốn vậy động cơ sau phải thoả mãn:

PZ ă K (kw)

pf n : Công suất định mức của động cơ

P c ị c : Công suất đẳng trị trên trục động cơ được xác định như sau: (với

tải thay đổi)

Trang 17

p' = = -—r— =V : Vận tốc vòng của gầu tải (m/s).Ft : Lực vòng gầu tải/y7 • =4,78 (kw)

pdc: Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ

rjbr: Hiệu suất bộ truyền bánh răng: ĩ] h = 0,97

rỊ k : Hiệu suất qua khớp nối: ĩ] k = 1

rjo: Hiệu suất cặp ổ lăn: rị o = 0,99

Vậy công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ:

=5,93 (kw)

pct: Công suất phụ tải ở chế độ thứ i trên trục công tác

t , t ck : Thời gian làm việc ở chế độ thứ i và thời gian cả chu kỳ

pdc _

Trang 18

Kiểu ĐC Công suất

(kw)

Vận tốcvòng quay(v/ph)

1.4 Kiêm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ:

1.4.1 Kiêm tra điều kiện mở máy cho động cơ:

Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn để

Trang 19

k bd = 1,6: Hệ số cản ban đầu < Ở sơ đồ tải trọng.

=6,1.1,6 = 9,76 (kw) =ll(kw)

=> Thoả mãn điều kiện mở máy: p dc m > pf d

1.4.1 Kiềm tra điều kiện quá tải cho động cơ:

Với sơ đồ tải trọng thay đổi, vì động cơ được chọn theo công suất tươngđương đẳng trị nên có thể có những giai đoạn mà công suất làm việc lớn hơn côngsuất định mức của động cơ Vì càng lớn, tốc độ động Cơ càng giảm và lớn hơn giátrị cho phép thì động cơ quay chậm dân và có thê dừng hăn, có thê gõy chỏy động

cơ nếu không kịp thời ngắt nguồn điện Đẻ tránh hiện tượng trên cần kiềm tra quátải cho động cơ làm việc với sơ đồ tải thay đổi theo điều kiện:

pf n : Công suất định mức của động cơ: P c f = 5,5 (kw).

k: Hệ số quá tải cho phép của động cơ.

=> Đảm bảo điều kiện quá tải

2 Phân phối tỷ sô truyền:

Tỷ số truyền chung của toàn hệ thống Uy được xác định theo:

u = — n

u n g : Tỷ Số truyền của bánh răng ngoài hộp

U f : Tỷ số truyền của hộp giảm tốc.

u „ =ơ,.ơ2

u I , U 2 : Tỷ số truyền của các bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm trong

hộp giảm tốc

* Phân phổi tỷ số truyền:

• Tỷ sổ truyền các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc:

Với hệ dẫn động gồm bộ truyền đai nối với hộp giảm tốc 2 cấp:

u „ s =(0,15 + 0,l)ơ,

Do đó:

Trang 20

n lv - n JU =106 (v/ph)(qua khớp nối)

2.2 Tỉnh công suất danh nghĩa tròn cỏc trục:

Công suất động cơ: p^ c = 6,1 (kw)

Trang 21

= p' Hi-I, V = 5,74.0,97.0,99 = 5,5 (kw) p'" =P„rì„-m-H, = 5,5.0,972.0,99 = 5,1 (kw)

p' r = P m j j t TỊ 0 =5,1.1.0,99 = 5 (kw)2.3 Tính mom en xoắn tròn cỏc trục:

Momen xoắn trên trục thứ i:

Trang 22

+ ứng suất tiếp xúc cho phcp: Ơ° H Jj = 2.HB + 70 (MPa).

+Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: ôỵ =1,1

+ ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:

a; Vtm = l,8.HK(MPa)

+ Hệ số an toàn tính về uốn: Ổ F = 1,75+ Chọn độ rắn của bánh răng nhỏ: HB, = 245+ Chọn độ rắn của bánh răng lớn: HB2 = 230

Vậy:

Ơ° H|j , = 2.HB, + 70 = 2.245 + 70 = 560 (MPa)

Ơ° H H 2 = 2.HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 (MPa)

= 1,8 HB, = 1,8.425 =441 (MPa)

ơ° Fiu 2 = 1,8.HB2 = 1,8.230 = 414 (MPa)

Bộ truyền quay một chiều và tải trọng đặt một phía nên hệ số xét đến ảnh

Trang 23

+ i : Chỉ số thứ tự chế độ làm việc của bánh răng đang xét.

+ T x: Momen xoắn lớn nhất của bộ truyền

+ c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay

+ tỵ : Tổng sổ giờ làm việc của bánh răng đang xét.

Trang 24

k X H : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ kích thước bánh răng

Y R : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Y s : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

k X F : Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.

Trong bước tính thiết kế sơ bộ ta lấy:

* ứng suất tiếp xúc cho phép:

[<TF] = ^Lm - y R y s k X F k F C k F L

Do đó:

Trang 25

* ứng suất quá tải cho phép:

+ úng suất tiếp xúc chu phép khi quá tải:

[ờ*, L, =2,8.<Tfci =2,8.580 = 1624 (Mpa)

ỊCT

HJ™ = 2,8.crfcỉ =2,8.450 = 360 (Mpa)

+ Ung suất uốn cho phép khi quả tải:

ỉ<r Fi Lax = 0>8.ơJ( =0,8.580 = 464 (Mpa)

[ơ>2]max = °’%- ơ hc 2 =0,8.450 = 360 (Mpa)

1.3 Tỉnh toán cấp nhanh: (Bánh răng trụ răng thắng)

2.3.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền:

k H / ỉ : Hệ số kế đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng

vành răng khi tính về tiếp xúc Với hệ số:

Vbd =0,53 ự bd (u +1) = 0,5.0,4(3,7 + 1) = 0,9 Tra bảng 6.7 - Ta ohọn\k HB =1,02 (Sơ đồ 7)

Trang 26

f tga A

THUYẾT MINH ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

=> Lấy: z J = 26 (răng) + Sơ răng bảnh lớn:

=> Do đó không cần dịch chỉnh đề tăng kích thước

* Các thông số cơ bản của bộ truyền: (Bảng 6.11)

d A = m.——— = m.z( = 2.26 = 52 (mm)

cos f3

d 2 = m z 2 = 2.94 = 188 (mm)Đường kính cơ sở:

Trang 27

1.3.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền:

* Kiếm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều

Thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc

Kiếm nghiệm răng về độ bền uốn:

SỐ răng tương đương:

Trang 28

F1

ơ Hmax ~ Ơ H sjkqt — 405, 7^2,2

=> ơ Hmax =601,7 (MPa) < Ịơ Hmax ]

zV I cosh3

J 3

Vì ta dùng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh: X = 0 Tra bảng “Trị số của hệ số dạng răng”, ta được: Y F Ị = 3,90; Y F 2 = 3,60

Tra bảng “Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho cỏc đụi răng

đồng thời ăn khớp khi tính và uốn với bánh răng thẳng”, ta có: k F = 1

Tra bảng “Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành

răng : k F p = 1,05 => ứng với: y/ bd =0,9

Tra bảng p.2.3 “Hệ số tải trọng động”: Kpy =1,2

=> Hệ số tải trọng động khi tính về uốn:

=> Ta có: ơ Fị =58,5 (MPa) < [crF|] = 525 (MPa) => Thoảmãn

+ ủng suất uốn sinh ra tại chân răng bảnh bị động:

Ơ f ,YP , 58,5.3,6

= F 2 = —= 54 (MPa)

=> Ta CÓ: Ơ F2 =54 (MPa) < [<J F1 \ — 236,5 (MPa) => Thoảmãn.

* Kiểm nghiệm răng về quá tải:

Khi làm việc, bánh răng có thể bị quá tải (lúc mở máy, hóm mỏy ) với hệ

số quá tải k t:

T .

k , = - ^ L = 2,2

+ ứng suất tiếp xúc cực đại:

=> Đã thoả mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc góy giũn lớp bề mặt

+ ứng suất uốn cực đại:

Ơ>I„« = ơ F v k =58,5.2,2 = 128,6 (MPa)

=> Ta có: ơ F t m m =128,6 (MPa)< [ơf|]„„ =464 (MPa)

Trang 29

1.4 Tính toán cấp chậm:

Đây là cấp phân đôi: Sử dụng 2 cặp bánh răng trụ răng nghiêng như nhau

Do vậy ta chỉ cần tính toán cho 1 cặp nhưng với Momen xoắn chia đôi, với cácthông số chọn vật liệu ta đó tớnh chọn ở trên

2.3.1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền:

* Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

*w 2= *>.*„„ +>)•<

T , k np [ ơ H ~\ u cham -Yba

k H p : Hệ sổ kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng

vành răng khi tính về tiếp xúc Với hệ số:

Wbd = 0,5 xự hd {u +1) = 0,5.0,3(2,6 +1) = 0,54 Tra bảng 6.7 - Ta chọn: k H p = 1,07

Trang 30

* Các thông số cơ bản của bộ truyền: (Bảng 6.11)

Góc profin gốc: a = 20" (Theo TCVN 1065 -71)

Góc nghiêng răng:

a mz 2(81 + 31) cos 6 = ——7 = 0,864

Ị3 Khoảng cách trục chia:

= 72 (mm)

= 188 (mm)

cơs Ị3 0,86 Đường kính cơ sở:

Trang 31

í 1 1V

E

a = 1,883,2 1

-VZI Z l) (1 oi

1.3.2 Kiêm nghiệm răng về độ bền:

* Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Đe đảm bảo độ bền tiếp xúc: ơ H < [<T„]

□ □□Z M Z H Z Q □

2.-ị.k H (u ml + \) bxv.u.d,.

Với:

z M : Hệ số kê đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp

Tra bảng 6.5 ta được: ZM=274 (Mpa)

Trang 32

Tra bảng 6.14, cấp chính xác 9:

=> k Ha =1,13Tra bảng p.2.3 (phụ lục) - Hệ số tải trọng động:

Ta có: Ơ H =385 (MPa) < [o„ 1 = 481,8 (MPa)

=> Thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc

* Kiếm nghiệm răng về độ bền uốn:

Đe đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không

đuợc vượt quá một giá trị cho phép:

Trang 33

Vì ta dùng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh: X = 0

Tra bảng “Trị số của hệ số dạng răng”, ta được: FF 1=3,65;

k Fa : Hệ số kể đến sự phân bổ không đều tải trọng cho cỏc đụirăng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn

Tra bảng: 6.14/107 - ứng với: V =1,04 (m/s)

=> Ta có: K Fa = 1,37

kpy : Hệ số kế đến tải trọng động trong vùng ăn khớp.

Tra trực tiếp từ bảng p.2.3 phụ lục ta được: K py =1,04

=> Hệ số tải trọng động khi tính về uốn:

=> Ta có: Ơ F] = 103,5 (MPa) < [ơy.,] = 252 (MPa) => Thoả mãn

+ ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bảnh bị động:

F i

103,5.3,603,65 = 102 (MPa)

=> Ta có: Ơ F2 =102 (MPa) < [ỡ>2] = 236,5 (MPa)

Thoả mãn điều kiện bền uốn

* Kiếm nghiệm răng về quá tải:

Khi làm việc, bánh răng có thê bị quá tải (lúc mở máy, hóm mỏy ) với hệ

sổ quá tải k t:

*„=^f- = 2,2

+ Ung suất tiếp xúc cực đại:

=> = 571 (MPa) < [ư H m ] = 1260 (MPa)

Đã thoả mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc góy giũn lớp bề mặt

+ Ung suất uốn cực đại:

Trang 34

Các thông số Bộ truyền cấp nhanh 1 cặp

bánh răng tại răng thăng

Bộ truyền cấp chậm 2 cặpbánh răng tại răngnghiêng

Trang 35

Sơ đồ kốt cấu cham truc

III

II

I

1.5 Kiếm tra điều kiện bôi trơn - chạm trục:

1.4.1 Kiềm tra các điều kiện chạm trục:

Định sơ bộ điều kiện các trục:

Trang 36

1.4.2 Kiểm tra điều kiện bôi trơn:

Đê giảm mất mát công suất vì ma sát, giảm mòn răng, đảm bảo thoát nhiệttốt và đồ phòng các chi tiết máy bị han gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyềntrong hộp giảm tốc

Gọi X là khoảng cách từ các mức dầu đến tâm trục

* Chiều sõu ngâm dầu tối thiêu:

/^=(0,75 + 2)^10 (mm)

h : Chiều cao răng: h =2,25.m = 4,5 (mm)

(m =2: Modun pháp tuyến) + Với bánh răng 2:

Trang 37

nnn = min(X2min,z4min)= min(86 mm, 86mm) = 86 mm

x max = max(X 2max,X4max) = max(76 mm, 72mm) = 76 mm

* Chọn mức dầu chung cho cả hộp:

=> Vậy điều kiện bôi tron được thoả mãn

1.4.3 Kiêm tra sai số vận tốc:

Kiêm tra sai số vận tốc theo công thức:

107,4-107

=> A„ =

107Đảm bảo sai số vận tốc

= 107,4 (v/ph)

.100 = 0,37% <4%

Trang 38

d (mm) 30 40 50

Trang 39

* Dựa theo đường kính trục ta có:

+ Chiểu dùi may ư bánh đai:

+ Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc

khoảng cách giữa các chi tiết quay:

kI =8 = 15 (mm) => Chọn: kị=\2 mm + Khoảng cách từ mặt mút ô đến thành trong của hộp:

k 2 =5 = 10 (mm) => Chọn: k 2 = 10 mm + Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến năp ô:

/c3 = 10 = 20 (mm) => Chọn: k 3 = 15 mm

+ Chiều cao nap ô và đau bu lông:

h n = 15 = 20 (mm) => Chọn: /?„ = 18 mm

+ Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến các chi tiết quay:

(Với hộp giảm tốc bảnh răng trụ 2 cấp phân đôi).

=> /34 = /31 + /.34 = 259 + 94 = 353 (mm)

Trang 40

n = r2ì = ,\ì*g to = 2071 Jg20 = 753,8 (N)

+ Lực từ hộ truyền đai tác dụng lên trục:

F r 2 2 = F r } 2 = F r 2 4 = F r ì ỉ = F

l

F a22 = F an = F a2A = F aỉĩ = F >22 X g p = 2634,48ig30 = 1521 (N)

c Trục I:

hi ~ ~ h\ 2 = ~~ [0,5(/w12+ b 0 ) + k ĩ + h n]

= -[0,5(40 +19) +15 +18]

= -62,5 (mm)/,3 = /23 = 129,5 (mm)/n = /21 = 259 (mm)

1.4 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục:

tơ35 9

= 2634,48 * ’ = 2202 (N)

cos30

Nhân xét:

Từ chiều của lực vũng lờn xớch tải ta suy ra chiều quay của các trục

và chiều quay của động cơ (Hình vẽ)Việc chọn chiều nghiêng hợp lý của các cặp bánh răng cấp chậm là

các cặp bánh răng trên cùng một trục có lực dọc trục F a triệt tiêu nhau

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	3,78 MB