THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

MỤC LỤC I Tính động học Hệ dẫn động : I-1.1 Chọn động điện : I-1.1.a Xác định công suất đặt trục động : I-1.1.b Xác định tốc độ đồng động điện : I-1.2 Phân phối tỉ số truyền : I-1.2.a Xác định tỉ số truyền chung: I-1.2.b Phân phối tỉ số truyền hộp: I-1.2.c Xác định thông số trục: II Thiết kế chi tiết : II-1 Thiết kế truyền : II-1.1 Thiết kế truyền bánh : II-1.1.a Chọn vật liệu phương pháp nhiệt luyện : II-1.1.b Xác định ứng suất cho phép : II-1.1.c Tính truyền bánh trụ nghiêng : II-1.2 Thiết kế truyền trục vít : 10 II-1.2.a Chọn vật liệu tính sơ vận tốc trượt : 11 II-1.2.b Xác định ứng suất cho phép : 11 II-1.2.c Tính truyền trục vít : 12 II-1.2.d Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : 13 II-1.2.e Kiểm nghiệm độ bền uốn : 14 II-1.2.f Các thông số truyền : 14 II-1.2.g Tính nhiệt truyền động trục vít : 15 II-1.3 Thiết kế truyền xích : 15 II-1.3.1 Chọn loại xích : 15 II-1.3.2 Xác định thông số xích truyền xích : 15 II-1.3.3 Kiểm tra độ bền xích : 17 II-1.3.4 Tính đường kính đĩa xích : 17 II-1.3.5 Tính lực tác dụng lên trục : 18 II-1.4 Nối trục đàn hồi: 18 II-1.4.1 Chọn kích thước nối trục : 18 II-1.4.2 Kiểm tra điều kiện bền nối trục đàn hồi : 18 II-1.5 Thiết kế trục : 19 II-1.5.1 Chọn vật liệu chế tạo trục : 19 II-1.5.2 Xác định sơ đường kính trục : 19 II-1.5.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực : 19 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI T Chế độ tải T1 T2 t1 t t2 tck Trục động Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc Bộ truyền xích Băng tải t1 t2 tck T2 Tmm 0,8.T1 1,4.T1 Dữ liệu đầu vào F=25.103 v=0,14 D=300 H= lh=17.103 soca=2 Va đập nhẹ Lực kéo băng tải Vận tốc băng tải Đường kính tâm tang Chiều cao tâm tang Thời hạn phục vụ Số ca làm việc Đặc tính làm việc I Tính động học Hệ dẫn động : I-1.1 Chọn động điện : I-1.1.a Xác định công suất đặt trục động : Ta có công thức : Py/c=Pt/d=βPct/ŋ Trong : Pct=Fv/1000 (kW) Với : F(N) : Lực kéo băng tải hay xích tải v(m/s) : Vận tốc dài ŋ : Hiệu suất Hệ dẫn động Suy : Pct=25.103.0,14/1000=3,5 (kW) Ta có : T  t β=   i  i = 12  0,8 =0,93 8  T1  t1 ŋ= ŋK.ŋmol.ŋkbr.ŋx.ŋtv 1 giờ Nmm Nmm N m/s mm mm ca Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Với giá trị tra bảng 2.3/19T1-1993 : ŋK : Hiệu suất nối trục đàn hồi, ŋK=1 m ŋ ol : Hiệu suất ổ lăn m=4 (cặp) ŋol=0,99 (che kín, cho cặp) k ŋ br : Hiệu suất bánh k=1 (cặp) ŋbr=0,97 (bánh trụ, che kín) ŋx : Hiệu suất truyền xích, ŋx=0,96 (che kín) ŋtv : Hiệu suất trục vít, ŋtv=0,79 (không tự hãm, z1=2, che kín) Suy : ŋ=1.0,994.0,971.0,96.0,79=0,71 Do : Py/c=0,93.3,5/0,71=4,58 (kW) I-1.1.b Xác định tốc độ đồng động điện : Với động xoay chiều pha không đồng bộ, ta chọn số vòng quay khác ứng với phạm vi công suất : nđb=3000 (vg/ph) nđb=1500 (vg/ph) nđb=1000 (vg/ph) nđb=750 (vg/ph) Ta nhận thấy, số vòng quay đồng động tăng khuôn khổ, khối lượng, giá thành động giảm (do số đôi cực từ p giảm), đó, hiệu suất hệ số công suất tăng nên người sử dụng mong muốn dùng động có nđb cao Tuy nhiên, với nđb cao lại yêu cầu giảm tốc nhiều hơn, tức phải sử dụng hệ thống dẫn động với tỉ số truyền lớn hơn, dẫn đến kích thước giá thành truyền tăng lên Cho nên thiết kế, ta phải phối kết hợp hai yếu tố này, đồng thời dựa vào sơ đồ hệ thống dẫn động để chọn số vòng quay thích hợp Dựa vào bảng 2.4/21T1-1993, ta có : Ứng với loại truyền động hộp giảm tốc cấp, bánh răng-trục vít ta có tỉ số truyền nên dùng : usbh=60…90 Ta chọn sơ tỉ số truyền truyền xích : usbng=2…5 Suy : usb=usbh.usbng=120…450 Ta có : nct=60000.v/(  D)=60000.0,14/(3,14.300)=8,9 (vg/ph) Do : nsb=nct.usb=8,9.(120…450)=1068…4005 Dựa lập luận trên, ta có nsb động : nsb=1500 (vg/ph) Hệ số tải : 2 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng k=Tmm/T1=1,4 Tra bảng P1.1…P1.7/229…237T1-1993, ứng với giá trị Ptđ, nsb, k, ta có gam máy sử dụng sau : Động điện K : Thông số : 2p=2; 220V/380V Kiểu động : K132M4 Công suất : Pđc=5,5 (kW) Vận tốc quay : nđc=1445 (vg/ph) – dòng điện 50 Hz Hiệu suất : ŋđc=86,0 (%) Hệ số Cos(φ)=0,86 Hệ số Tk/Tdn=2,0 (>k=1,4) Đường kính trục động : dđc=32 (mm) Động điện DK : Thông số : 2p=4 Kiểu động : DK52-4 Công suất : Pđc=7 (kW) Vận tốc quay : nđc=1400 (vg/ph) Hệ số Cos(φ)=0,85 Hệ số Tk/Tdn=1,5 (>k=1,4) Đường kính trục động : dđc=35 (mm) Động điện 4A : Thông số : 2p=4 Kiểu động : 4A112M4Y3 Công suất : Pđc=5,5 (kW) Vận tốc quay : nđc=1425 (vg/ph) Hiệu suất : ŋđc=85,5 (%) Hệ số Cos(φ)=0,85 Hệ số Tk/Tdn=2,0 (>k=1,4) Đường kính trục động : dđc=32 (mm) Dựa vào hiệu suất, hệ số Cos(φ) kích thước động cơ, ta chọn động điện sau : Động điện K Kí hiệu động điện : K132M4 Công suất : Pđc=5,5 (kW) Vận tốc quay : nđc=1445 (vg/ph) – dòng điện 50 Hz Hiệu suất : ŋđc=86,0 (%) Hệ số Cos(φ)=0,86 Hệ số Tk/Tdn=2,0 (>k=1,4) Đường kính trục động : dđc=32 (mm) 3 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng I-1.2 Phân phối tỉ số truyền : I-1.2.a Xác định tỉ số truyền chung: Ta có tỉ số truyền chung : uc=nđc/nct=1445/8,9=162,36 Chọn tỉ số truyền truyền xích : ung=3,5 Suy tỉ số truyền hộp giảm tốc : uh=uc/ung=162,36/3,5=46,39 I-1.2.b Phân phối tỉ số truyền hộp: Ta có : uh=u1.u2 Trong : u1 : tỉ số truyền cấp nhanh cặp bánh trụ nghiêng, ta chọn u1=2,5 u2 =18,5 (tỉ số truyền cấp chậm-trục vít) Tính lại tỉ số truyền hộp giảm tốc : uh=u1.u2=2,5.18,5=46,25 Tính lại tỉ số truyền : ung=uc/uh=162,36/46,25=3,51 I-1.2.c Xác định thông số trục: Để xác định thông số tính toán trục, ta xuất phát từ công suất trục công tác : Pct=β.P=3,5 (kW) (coi β=1) Ta có bảng tính toán sau : Công thức Pct=F.v/1000 P3=Pct/(ŋx.ŋol) P P2=P3/(ŋtv.ŋol) P1=P2/(ŋbr.ŋol) n1=nđc n2=n1/u1 n n3=n2/u2 nct Thay số Kết 25.10 0,14/10 3,5/(0,96.0,99) 3,68/(0,79.0,99) 4,71/(0,97.0,99) 1445 1445/2,5 578/18,5 nct 4 Trục 3,50 Ctác 3,68 III 4,71 II 4,90 I 1445,00 I 578,00 II 31,24 III 8,9 Ctác Đơn vị kW vg/ph Đồ án môn học Chi tiết máy T Ti=9,55.106.Pi/ni SV : Hồ Trí Dũng 9,55.106.4,90/1445 32384 I 9,55.10 4,71/578 77821 II 9,55.10 3,68/31,24 1124968 III 9,55.106.3,5/8,9 3755618 Ctác Nmm Bảng kết : Trục động Khớp P n T 4,90 1445 32384 I II III Trục c.tác u1=2,5 u2=18,5 ux=3,51 4,90 4,71 3,68 3,5 1445 578 31,24 8,9 32384 77821 1124968 3755618 II Thiết kế chi tiết : II-1 Thiết kế truyền : II-1.1 Thiết kế truyền bánh : II-1.1.a Chọn vật liệu phương pháp nhiệt luyện : Theo quan điểm thống hoá thiết kế, yêu cầu đặc biệt công suất hộp vừa, nhỏ nên ta chọn vật liệu cấp bánh Dựa vào bảng 6.1/90T1-1993, ta có : Bánh nhỏ : Chọn thép 45, cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có : b1=850 (MPa) ; ch1=580 (MPa) Bánh lớn : Chọn thép 45, cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có : b2=750 (MPa) ; ch2=450 (MPa) II-1.1.b Xác định ứng suất cho phép : Tra bảng 6.2/92T1-1993, ứng với thép 45, cải thiện, ta có : Ứng suất tiếp xúc cho phép : oHlim=2HB+70 Ứng suất uốn cho phép : oFlim=1,8HB Hệ số an toàn tính tiếp xúc : SH=1,1 Hệ số an toàn tính uốn : SF=1,75 Để tăng khả chạy mòn nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp bánh nhỏ từ 10…15 đơn vị : HB1=HB2+(10…15) HB 5 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Chọn độ rắn bánh nhỏ : HB1=245 Chọn độ rắn bánh lớn : HB2=230 Do : oHlim1=2HB1+70=560 (MPa) oHlim2=2HB2+70=530 (MPa) oFlim1=1,8.245=441 (MPa) oFlim2=1,8.230=414 (MPa) Số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc : NHO=30.(HHB)2,4 Do :  NHO1=1,626.107  NHO2=1,397.107 Theo công thức 6.7, 6.8/91T1-1993, ta có : NHEi=60.c.niti(Ti/Tmax)3.ti/ti NFEi=60.c.niti(Ti/Tmax)mF.ti/ti Trong : mF : bậc đường cong mỏi thử uốn c : Số lần ăn khớp vòng quay NFO=4.106 tất loại kim loại Với HB≤350 mF=6 Và c=1 Suy :  NHE1=60.1.1445.17000.(13.5/8+0,83.3/8) =5,896.107> NHO1  NHE2=NHE1/u1=5,896.107/2,5=2,358.107> NHO2  NFE1=60.1.1445.17000.(16.5/8+0,86.3/8)=106,6.107> NFO  NFE2=NFE1/u1=42,64.107> NFO Do ta có hệ số tuổi thọ (xét đến ảnh hưởng thời hạn phục vụ chế độ tải trọng truyền): KHL=1 KFL=1 Vậy theo công thức 6.1a/91T1-1993, ta sơ xác định ứng suất uốn ứng suất tiếp xúc cho phép sau : [H]’=oHlim.KHL/SH [F]’=oFlimKFCKFL/SF Trong : KFL: hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải  KFL=1 (bộ truyền quay chiều, đặt tải phía)  [H1]’=560.1/1,1=509,1 (MPa)  [H2]’=530.1/1,1=481,82 (MPa)  [F1]’=441.1/1,75=252 (MPa)  [F2]’=414.1/1,75=236,57 (MPa) Với bánh trụ nghiêng, ứng suất tiếp cho phép [H] tính : 6 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng [H] = ([H1] + [H2])/2 = (509,1 + 481,82)/2 ≤ 1,25.[H]min  [H] = 495,46 ≤ 602,275 (MPa) Ứng suất tiếp xúc cho phép tải : [H]max=2,8.ch=2,8.450=1260 (MPa) Ứng suất uốn cho phép tải : [F1]max=0,8.ch1=0,8.580=464 (MPa) [F2]max=0,8.ch2=0,8.450=360 (MPa) II-1.1.c Tính truyền bánh trụ nghiêng : a) Xác định sơ khoảng cách trục : Theo công thức 6.15a/94T1-1993, ta có : aw=Ka.(u+1) T1 K H  H 2 u ba (ăn khớp ngoài) Trong : Ka: hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại răng, tra bảng 6.5/94T1-1993, có : Ka=43 (bánh nghiêng, thép-thép)  ba : tra bảng 6.6/95T1-1993, ứng với vị trí bánh ổ hộp giảm tốc không đối xứng (bánh cấp chậm),  ba =0,3  bd = 0,5. ba (u+1)=0,5.0,3.3,5=0,525 K H :tra bảng 6.7/96T1-1993, ứng với sơ đồ số 6, có K H =1,02 Suy : aw=43.(2,5+1) 32384.1,02 =84,88 495,46 2,5.0,3 Vậy : aw=85 (mm) b) Xác định thông số ăn khớp : Ta có mô đun bánh : m=(0,01… 0,02).aw=0,85 … 1,7 Với đường kính vòng chia, chọn m lớn làm tăng đường kính vòng đỉnh, tăng chiều cao răng, chiều dày chiều rộng rãnh làm tăng khối lượng cắt gọt kim loại Mặt khác, đường kính vòng chia, tăng m làm giảm số Z, làm tăng tổn thất ăn khớp, làm giảm hiệu suất, đồng thời tăng Z làm giảm hệ số trùng khớp làm tăng tiếng ồn Vì lý đó, điều kiện bảo đảm độ bền uốn, không nên chọn môđun m lớn Tuy nhiên không nên lấy m nhỏ, không tải dễ bị gãy Trong khoảng giá trị m nên lấy : m=1,5… 2, kết hợp tiêu chuẩn bảng 6.8/97T1-1993, ta chọn m=1,5 Chọn sơ góc nghiêng  =10o Suy cos(  )=0,9848 Theo công thức 6.31/101T1-1993, số bánh nhỏ : 7 Đồ án môn học Chi tiết máy Z1= SV : Hồ Trí Dũng 2a w cos(  ) 2.85.0,9848 = =31,98 1,5(2,5  1) m(u  1) Lấy Z1=32 (răng) Do số Z1>30 nên không dùng dịch chỉnh Số bánh lớn : Z2=u.Z1=2,5.32=80 (răng) Tỉ số truyền thực : um=Z2/Z1=80/32=2,5 Do : cos(  )= m.( Z1  Z ) 1,5.(32  80) = =0,9882 2.a w 2.85 Suy :  =8,811o (8o48’38” khoảng 8o20o) c) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : Theo công thức 6.33/103T1-1993, ta có :  H  Z M Z H Z  2.T1 K H (u  1) ≤[  H ] b u.d w21 Trong : ZM : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ăn khớp, tra bảng 6.5/94T1-1993, ta có ZM =273 (MPa)1/3 ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, tính theo công thức : cos(  b ) ZH  sin(2.atw ) Với  b : góc nghiêng hình trụ sở : tg(  b )=cos(  t ).tg(  ) Bánh nghiêng không dịch chỉnh:  t =  tw =arctg(  =20o, suy :  t =  tw =arctg( tg ( ) ) cos(  ) tg (20) )=20,2196=20,22 cos(8,811) tg(  b )=cos(  t ).tg(  )=cos(20,22o).tg(20o)=0,3415 Suy  b =18,855o=18o51’18” Nên Z H  cos(18,855) =1,708 sin(2.20,22) Z  : hệ số kể đến trùng khớp răng, tính theo công thức : (4    ).(1    )   Z    Với   =(1,88-3,2( 1 )).cos(  )=  Z1 Z 8 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng =(1,88-3,2( 1  )).cos(8,811)=1,7195 32 80 Với   : hệ số trùng khớp dọc, tính theo công thức :  )   =bw.sin( m. Với bw chiều rộng vành răng, bw= ba aw=0,3.85 =25,5 Suy :   =25,5.sin( Nên Z   8,811 )=0,832 1,5. (4  1,7195).(1  0,832) 0,832 =0,782  1,7195 Theo bảng 6.11/102T1-1993, ta có : Đường kính vòng bánh nhỏ : dw1=2.aw/(u+1)=2.85/(2,5+1)=48,571 Vận tốc vòng : v=  dw1n1/6000=3,14.48,571.1445/6000=3,676 (m/s) Tra bảng 6.13/104T1-1993, ta có cấp xác 9: Tra bảng 6.14/105T1-1993, với cấp xác 9, v≤5 (m/s) ta có : K H =1,16 Theo công thức 6.42/105T1-1993, ta có :  H   H gov aw u Với  H : Tra bảng 6.15/105T1-1993, ta có :  H =0,002 g o : Tra bảng 6.16/105T1-1993, ta có : g o =73 Suy :  H  0,002.73.3,673 85 =3,127 2,5 Tra bảng 6.6/96T1-1993, ta có K H =1,02 Theo công thức 6.41/105T1-1993, ta có :  b d 3,127.0,3.85.48,571 K Hv =1+ H w w1 =1+ =1,051 2T1 K H K H 2.32384.1,02.1,16 Theo công thức 6.39/104T1-1993, ta có : K H = K H K H K H =1,02.1,16.1,051=1,244 Suy :  H  Z M Z H Z  2.T1.K H (u  1) b u.d w21 2.32384.1,244(2,5  1) =501,13 (MPa) 25,5.2,5.48,5712 Xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép : 9 =274.1,708.0,782 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Theo công thức 6.1/89T1-1993, ta có : Với vận tốc V=3,673 ≤ (m/s), ta có : hệ số xét ảnh hưởng vận tốc vòng Zv=1 KxH : hệ số kích thước bánh với (da)max=121,43 < 700 (mm), nên KxH=1 Với cấp xác động học 9, chọn cấp xác mức tiếp xúc 8, cần gia công đạt độ nhám Ra=2,5…1,25 (µm), ZR=0,95 Suy : [  H ]=[  H ]’.Zv.ZR.KxH =495,46.1,095.1=470,69 Như :  H >[  H ], ta phải tăng chiều rộng từ 25,5 lên : bw=25,5.(  H /[  H ])2=28,9 Chọn bw=29 (mm) d) Các thông số kích thước truyền : Dựa vào bảng 6.11/102T1-1993, ta có kết sau : STT 10 11 12 Các thông số Khoảng cách trục chia Khoảng cách trục Đường kính chia Đường kính lăn Đường kính đỉnh Đường kính đáy Đường kính sở Góc profile gốc Góc profile Góc ăn khớp Tổng hệ số dịch chỉnh Hệ số trùng khớp ngang Kí hiệu a aw d dw da df db  t w xh  Kết Đơn vị 85 85 d1= 48,57, d2= 121,43 dw1= 48,57, dw2= 121,43 da1= 48,57, da2= 121,43 df1= 44,82, df2= 117,68 db1= 45,64, db2= 114,11 20o 20,22o=20o13’12” 20,22o 127,654 II-1.2 Thiết kế truyền trục vít : Dữ liệu đầu vào Công suất truyền P1 Tỉ số truyền u n1 Thời gian sử dụng t 4,71 18,5 578 17000 10 kW vg/ph h Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng II-1.2.a Chọn vật liệu tính sơ vận tốc trượt : Vì truyền, trục vít xuất vận tốc trượt lớn điều kiện hình thành màng dầu bôi trơn ma sát ướt không thuận lợi nên cần phối hợp vật liệu trục vít bánh vít cho cặp vật liệu có hệ số ma sát thấp, bền mòn giảm bớt nguy hiểm dính Mặt khác, tỉ số truyền u lớn, tần số chịu tải trục vít lớn nhiều so với bánh vít nên vật liệu trục vít phải có tính cao so với vật liệu bánh vít Kết hợp hai yêu cầu đó, ta chọn trục vít thép ăn khớp với bánh vít đồng Theo công thức 7.1/145T1-1993, ta có vận tốc trượt sơ : vsb=8,8.10-3 P1 u.n12 =8,8.10-3 4,71.18,5.578 =2,71 (m/s) < 5(m/s)  Chọn vật liệu bánh vít đồng không thiếc, cụ thể nhôm-sắtniken :  AH 10-4-4  Chọn vật liệu bánh vít thép 45, bề mặt đạt độ rắn 45 HRC II-1.2.b Xác định ứng suất cho phép : Tra bảng 7.1/144T1-1993, ứng với vật liệu bánh vít  AH 104-4, đúc ly tâm, ta có : b=600 (MPa) ch=200 (MPa) Theo bảng 7.2/146T1-1993, ứng với vận tốc trượt vsb=2,71 (m/s), cặp vật liệu bánh vít-trục vít  AH 10-4-4 thép 45 bề mặt, có : [H]=228,7 (MPa) Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất uốn cho phép tính theo công thức 7.7/147T1-1993 : [Fo]=0,25.b+0,08.ch =0,25.600+0,08.200=166 (MPa) Ta có : NFE=60.(n1/u1)ti(T2i/T2max)9.ti/ti =60.(578/18,5).17000.(19.5/8+0,89.3/8) =21,522.106 Suy hệ số tuổi thọ tính theo công thức : KFL= 10 10 =9 =0,711 N FE 21,522.10 Do theo công thức 7.6/147T1-1993 ta có ứng suất uốn cho phép : [F]=[Fo].KFL=166.0,711=118,03 (MPa) Theo công thức 7.14/147T1-1993 ta có : [F]max=0,8ch=0,8.600=480 (MPa) [H] max=2ch= 2.200=400 (MPa) 11 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng II-1.2.c Tính truyền trục vít : a) Xác định aw : Chọn sơ KH=1,2 Với u=18,5, chọn Z1=2 (ren), suy Z2=uZ1=37 (răng) Với Z1=2 ta chọn sơ hiệu suất theo bảng /148T1-1993 =0,79, suy : T2=9,55.106P1u/n1 =9,55.106.4,71.18,5.0,79/578 =1137353 (Nmm) Tính sơ hệ số đường kính trục vít q theo công thức thực nghiệm: q’=0,3Z2=0,3.37=11,1 Theo bảng tiêu chuẩn 7.3/147T1-1993 , ta chọn : q=12,5 Theo công thức 7.16/148T1-1993 , ta có khoảng cách trục truyền trục vít :  170  T2 K H  aw=(Z2+q)  q  Z  H    170  1137352.1,2 =(37+12,5)   12,5  37.228,7  =174,84 Chọn aw=175 (mm) b) Tính môđun : Theo 7.7/149T1-1993 , ta có mođun dọc trục trục vít xác định từ aw : m=2.aw/(q+Z2) =2.175/(12,5+37) =7,07 Chọn m theo tiêu chuẩn, có : m=8 c)Xác định xác aw : Do : aw=(q+Z2).m/2 =(12,5+37).8/2 =198 (mm) Chọn theo tiêu chuẩn, ta có : aw=195 (mm) Với aw=195, theo công thức 7.18/149T1-1993 , ta có hệ số dịch chỉnh : x=(aw/m)-0,5(q+Z2) =(195/8)-0,5.(12,5+37) 12 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng =-0,375 II-1.2.d Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : Theo công thức 7.3/147T1-1993, ta có : vs=mn1 Z12  q /19100 =8.578 2  12,5 /19100 =3,1 (m/s) Theo bảng 7.2/146T1-1993, ta có : [H]=218 (MPa) Ta có góc vít  : =arctg(Z1/q) =arctg(2/12,5) =arctg(0,16) =9,09 (o) Tra bảng 7.4/150T1-1993, ứng với vs=3,1 ta : =2,58 (o) Do hiệu suất truyền : =0,95tg/tg(+) =0,95.0,16/tg(9,09+2,58) =0,74 Suy : T2=251797.0,74/0,79=1065369 (Nmm) Đặt : kt=1.5/8+0,8.3/8=0,925 Với Z1=2, q=9, tra bảng 7.5/151T1-1993, có hệ số biến dạng trục vít : =125 Do : KH=1+(Z2/)3(1-kt)=1,002 Với vs=3,1 (m/s) : Theo bảng 7.6/151T1-1993, ta có : cấp xác Theo bảng 7.7/151T1-1993, ta có : KHv=1,3 Với hệ số tải trọng KH=KH.KHv Theo công thức 7.19/149T1-1993, ta có :  Z  q  T2 K H  H=(170/Z2)  q  aw   37  12,5  1065369.1,002.1,3  12,5  195  =(170/37)  =196 (MPa) < [H]=218 (MPa) 13 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng II-1.2.e Kiểm nghiệm độ bền uốn : Qua bảng 7.9/153T1-1993, ta có : Đường kính vòng đỉnh da1=m(q+2)=8.(12,5+2)=116 (mm) Khi Z1=2, b20,75.da1=0,75.116=87 Chọn b2=90 (mm) Suy số tương đương : Zv=Z2/cos3=37/cos3(9,09o)=38,43 Chọn Zv=37 Tra bảng 7.8/152T1-1993, ta : Suy : YF=1,61 Có: KF= KH=KH.KHv=1,002.1,2=1,2024 Môđun pháp bánh : mn=m.cos=8.cos(9,09o)=7,9 Theo công thức, ta có : F=1,4T2YFKF/(b2d2mn) =1,4.1137353.1,61.1,2024/(90.296.7,9) =14,65 (MPa)< [F]=118,03 (MPa) Trong d2=mZ2=8.37=296 (mm) II-1.2.f Các thông số truyền : Ta có công thức tính thông số truyền sau : x=-0,375 aw=(2.x+q+Z2).m/2 =(12,5+37-2.0,375)=195 (mm) d1=qm=12,5.8=100 d2=Z2m=37.8=296 da1=d1+2m=100+2.8=116 da2=m(Z2+2+2x)=8(37+2-2.0,375)=306 df1=m(q-2,4)=8(12,5-2,4)=80,8 df2=m(Z2-2,4+2x)=8(37-2,4-2.0,375)=270,8 daM2≤da2+1,5m=306+1,5.8=318 Chọn daM2=320 b2≤0,75.da1=0,75.116=87 Chọn b2=90 δ=arcsin(b2/(da1-0,5m))=arcsin(90/(116-0,5.8))=43,22 (o) Vậy thông số truyền sau : Các thông số Kí hiệu Khoảng cách trục Hệ số dịch chỉnh Đường kính vòng chia Đường kính vòng đỉnh Đường kính vòng đáy Đường kính bánh vít Kết aw x d da df daM2 14 d1=100 da1=116 df1=80,8 195 -0,375 d2=296 da2=306 df2=270,8 daM2=320 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Chiều rộng bánh vít Góc ôm b2 δ 90 43,22 II-1.2.g Tính nhiệt truyền động trục vít : Thừa nhận : td=90oC (trục vít đặt bánh vít), to=20oC Chọn : Ktq=29 (ứng tốc độ vòng quay quạt nq=1500 v/p) Kt=13 W/(m2 oC) – Hệ số toả nhiệt không khí =0,25 – Hệ số kể đến thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy Dựa vào công thức 7.30/154T1-1993, ta có : =tck/(Piti/P1)=1/(1.5/8+0,8.3/8)=1,081 Theo công thức 7.30/154T1-1993, ta có : 1000(1   ) P1 A= = [0,7 K t (1   )  0,3K tq ] (t d  t o ) = 1000.(1  0,74).4,71 =0,806 (m2) [0,7.13(1  0,25)  0,3.29].1,081.(90  20) Vậy : A=0,806 (m2) II-1.3 Thiết kế truyền xích : Dữ liệu đầu vào Công suất truyền P1 Tỉ số truyền ux=ung Vận tốc đĩa xích dẫn n1 Thời gian sử dụng t 3,68 3,5 31,24 17000 kW vg/ph h II-1.3.1 Chọn loại xích : Tuy vận tốc làm việc xích nhỏ thời gian sử dụng lớn (Ih=17000 giờ) điều không thích hợp với xích ống lề xích mòn nhanh nên ta chọn loại xích ống lăn II-1.3.2 Xác định thông số xích truyền xích : 1) Chọn số đĩa xích : Số đĩa xích ít, đĩa bị động quay không đều, động va đập lớn, xích mòn nhanh Vì thiết kế phải đảm bảo số đĩa xích lớn Zmin=17÷19 (răng) Có : Z1=29-2u=29-2.3,5=2219 Nên chọn số đĩa nhỏ số lẻ : Z1=23 (răng) Suy Z2=uZ1=3,5.23=80,5 Chọn Z2=80 (răng) Tỉ số truyền thực truyền xích : um=Z2/Z1=80/23=3,48 15 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng 2) Xác đinh bước xích p : Bước xích p xác định từ tiêu độ bền mòn lề Tra bảng 5.6, 5.7/80T1-1993 ta có : Giá trị hệ số Ko=1 Ka=1 Kđc=1 Kđ=1,2 Kc=1,25 Kbt=0,8 Kd=2,5 Điều kiện làm việc Chọn truyền có đường nối tâm nằm ngang Chọn khoảng cách trục a=40.t Vị trí trục điều chỉnh đĩa xích Làm việc điều kiện tải trọng va đập nhẹ Làm việc ca Làm việc môi trường không bụi, bôi trơn loại I Hệ số phân bố không tải trọng cho dãy (3 dãy) Hệ số điều kiện sử dụng xích : K= Ko.Ka.Kđc.Kđ.Kc.Kbt=1.1.1.1,2.1,25.0,8=1,2 Hệ số đĩa dẫn : Kz=Z01/Z1=25/23=1,087 Chọn số vòng quay đĩa nhỏ thực nghiệm : n01=50 (vg/ph) Hệ số số vòng quay : Kn= n01/n1=50/31,24=1,6 Để chọn bước xích nhỏ thích hợp, ta dùng xích nhiều dãy Theo công thức 5.3/79T1-1993, ta có công suất tính toán : Pt=K.Kz.Kn.P=1,2.1,087.1,6.3,68=7,68 (kW) Từ công thức 5.5/81T1-1993, ta có bước xích thoả mãn điều kiện : Pd=Pt/kd=7,68/2,5=3,072 (kW) Tra bảng 5.5/79T1-1993, với p=25,4 (mm) n01=50 (v/p) : [P]=3,20 (kW) Thoả mãn điều kiện : Pd[P] Bước xích chọn : p=25,4 (mm) Thoả mãn điều kiện : p50,8 (mm)) 3) Xác đinh khoảng cách trục số mắt xích : Khoảng cách trục : a=40.p=40.25,4=1016 (mm) Số mắt xích : Z  Z 2.a ( Z  Z1 ) p x= + + p 4 a 23  80 2.1016 (80  23) 25,4 = + + 25,4 4 1016 =133,56 Chọn số mắt xích : 134 (mắt xích) Tính xác khoảng cách trục : 16 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng a=0,25p(x-0,5(Z2+Z1)+ [ x  0,5( Z1  Z )]2  2[ ( Z  Z1 )  ]2 ) =0,25.25,4.(134-0,5(80+23)+ [134  0,5(23  80)]2  2[ 80  23  ]2 ) = 1021,768 (mm) Để xích không chịu lực căng lớn, giảm a lượng 0,3% : a=a-0,003.a=0,997.1021,768=1018,7 (mm) Chọn : a=1020 (mm) Số lần va đập lề xích giây : i=Z1n1/(15.x)=23.31,24/(15.134)=0,36[i]=30 (Với [i] tra bảng 5.9/83T1-1993 ) II-1.3.3 Kiểm tra độ bền xích : Tra bảng 5.2/76T1-1993, ứng với p=25,4 (mm), xích lăn dãy ta có tải trọng phá hỏng : Q=170,1 (kN)=170100 (N) Khối lượng mét xích : q=7,5 (kg) Hệ số tải trọng động : kđ=1,2 (do Tmm=1,4T1) Vận tốc xích : v= n1Z1p/60000=31,24.23.25,4/60000=0,304 (m/s) Hệ số phụ thuộc độ võng xích : kf=6 (bộ truyền nằm ngang) Lực vòng : Ft=1000P/v=1000.3,68/0,304=12105 (N) Lực căng ly tâm gây : Fv=qv2=25,4.0,3042=2,347 (N) Lực căng trọng lượng nhánh xích bị động gây : Fo=9,81kfqa=9,81.6.7,5.1,02=450,28 (N) Tra bảng 5.10/84T1-1993, ta có hệ số an toàn cho phép, ứng với n1 [s]=7 Vậy truyền xích bảo đảm đủ bền II-1.3.4 Tính đường kính đĩa xích : Theo công thức 5.17/84T1-1993, ta có : d1=p/sin(/Z1)=25,4/sin(/23)=186,536 (mm) d2=p/sin(/Z2)=25,4/sin(/80)=646,972 (mm) da1=p[0,5+cotg(/Z1)]=25,4[0,5+cotg(/23)]=197,499 (mm) da2=p[0,5+cotg(/Z2)]=25,4[0,5+cotg(/80)]=773,473 (mm) Tra bảng 5.2/76T1-1993, có : d1=15,08 (mm) r=0,5025d1+0,05=0,5025.15,08+0,05= 7,628 (mm) df1=d1-2r=186,536-2.7,628=171,28 (mm) df2=d2-2r=646,972-2.7,628=631,716 (mm) Lực va đập m=3 dãy xích : Fvđ=13.10-7n1p3m=13.10-7.31,24.25,43.3=1,997 (N) 17 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Tra bảng /85T1-1993, ta có hệ số ảnh hưởng số đĩa xích : kr=0,48 Tra bảng 5.6/80T1-1993, ta có hệ số tải trọng động : Kđ=1,2 (Làm việc điều kiện tải trọng va đập nhẹ) E=2,1.105 (MPa) Tra bảng 5.12/85T1-1993, ta có diện tích chiếu lề : A=450 (mm2) Ứng suất tiếp xúc mặt đĩa xích : H1=0,47 =0,47 k r ( Ft K d  Fvd ) E Ak d 0,48.(12105.1,2  1,997).2,1.10 450.2,5 =536 (MPa)[H1]=600 (Mpa) Dựa vào bảng 5.11/84T1-1993, ta chọn vật liệu đĩa thép 45 cải thiện đạt độ rắn bề mặt 210HB với ứng suất tiếp xúc cho phép [H1]=600 (MPa) Do chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện nên ta có với đĩa xích : H1[H1] II-1.3.5 Tính lực tác dụng lên trục : Khi truyền nằm ngang, ta có : kx=1,15 Lực vòng : Ft =6.107.P/(Z1.n1.t)= 6.107.3,68/(23.31,24.25,4) =12098 (N) Lực động tác dụng lên trục : Fr=kx.Ft=1,15.12098 =13912,7 = 13913 (N) II-1.4 Nối trục đàn hồi: II-1.4.1 Chọn kích thước nối trục : Tra bảng 15.1/57T2-1993, với loại máy công tác băng tải, ta có : k=1,35 Nối trục đàn hồi nhờ có phận đàn hồi nên có khả giảm va đập chấn động, đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây nên bù lại độ lệch trục Mômen xoắn danh nghĩa : T1=32384 (Nmm) Mômen xoắn tính toán : Tk=k.T1=1,35.32384 =43718,4 (Nmm) Tra bảng 15.10/67T2-1993, với giá trị Tk, ta có : d=10 (mm) Z=4 (chốt) D=58 (mm) l=15 (mm) II-1.4.2 Kiểm tra điều kiện bền nối trục đàn hồi : Ứng suất dập phân bố chốt : 18 Đồ án môn học Chi tiết máy d= SV : Hồ Trí Dũng 2.Tk 2.43718,4 = =2,51 (MPa) < [d]=3 (MPa) Z D.d l 4.58.10.15 Ứng suất uốn chốt : u= Tk l 43718,4.15 = =28,27 (MPa) < [u]=60 (MPa) 0,1.4.58.10 0,1.Z D.d II-1.5 Thiết kế trục : II-1.5.1 Chọn vật liệu chế tạo trục : Thép 45 có b=600 (MPa) Ứng suất xoắn cho phép : []=12…20 (MPa) Chọn []=16 (MPa) II-1.5.2 Xác định sơ đường kính trục : Dựa vào công thức 10.9/186T1-1993, có : dk= Tk (ứng với k=1…3) 0,2[ ] Suy : d1= 32384 =21,63 (mm) 0,2.16 Chọn d1=20 (mm) d2= 77821 =28,97 (mm) 0,2.16 Chọn d2=30 (mm) d3= 1124968 =70,57 (mm) 0,2.16 Chọn d3=70 (mm) Dựa vào bảng 10.2/187T1-1993, ta có chiều rộng ổ lăn : Với d1=20 (mm), có bo=15 (mm) Với d2=30 (mm), có bo=19 (mm) Với d3=70 (mm), có bo=35 (mm) II-1.5.3 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực : Dựa vào bảng 10.3/187T1-1993, có : k1=11 (mm) k2=10 (mm) k3=15 (mm) hn=17,5 (mm) 1) Trục I : Dựa vào sơ đồ 10.6/188T1 Dựa vào công thức 10.10 10.14/187,188T1-1993, ta có : Chiều dài mayơ bánh : lm13=1,35.d=1,35.20=27 (mm) Chiều dài mayơ nửa khớp nối : lm12=2.d=2.20=40 (mm) 19 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Các khoảng cách khác : l13=0,5.(lm13+bo)+k1+k2 =0,5.(27+15)+11+10=42 (mm) l11=2.l13=2.42=84 (mm) lc12=0,5.(lm12+bo)+k3+hn =0,5.(40+15)+15+17,5=60 (mm) l12=-lc12 Dựa vào tiêu chuẩn /193T1-1993, ta chọn đường kính đoạn trục : d01=d11=30 (mm) d12=0,8.dđ/c=0,8.32=25,6 d13=35 (mm) Chọn d12=26 (mm) 2) Trục II : Dựa vào sơ đồ 10.11/188T1-1993 Dựa vào công thức 10.10 10.14/187,188T1-1993, ta có : Chiều dài mayơ bánh : lm22=1,35.d=1,35.30=40,5 (mm) Chọn lm22=40 (mm) Các khoảng cách khác : lc22=0,5.(lm22+bo)+k3+hn =0,5.(40+19)+15+17,5=62 (mm) l22=-lc22 l21=0,95.daM2=0,95.320=304 (mm) l23=l21/2=304/2=152 (mm) 3) Trục III : Dựa vào sơ đồ 10.11/188T1 Dựa vào công thức 10.10 10.14/187,188T1-1993, ta có : Chiều dài mayơ bánh : lm32=1,5.d=1,5.70=105 (mm) Chiều dài mayơ đĩa xích : lm33=1,35.d=1,35.70=94,5 (mm) Chọn lm33=95 (mm) Các khoảng cách khác : l32=0,5.(lm32+bo)+k1+k2 =0,5.(105+35)+11+10=91 (mm) l22=-lc22 l31=2.l32=2.91=182 (mm) lc33=0,5.(lm33+bo)+k3+hn =0,5.(95+35)+15+17,5 =97,5 (mm) Chọn lc33=98 (mm) l33=l31+lc33=182+98=280 (mm) 4) Đặt lực : 20 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng 4.a) Trục I : Fy13 Mx13 Fx12 Y Mz13 Z Fx13 X Mx My T Dựa vào công thức 10.1/182T1-1993, ta có : 21 Đồ án môn học Chi tiết máy Fx13= SV : Hồ Trí Dũng 2T1 2.32384 = =1333 (N) dw1 48,57 Fy13=Fx13.tg(  tw )/cos(  ) =1333.tg(20,22o)/cos(8,811o) =497 (N) Fz13=Fx13.tg(  ) =1333.tg(8,811o) =207 (N) Fx12=0,25.Fx13=0,25.1333=333 (N) Mz13=Fz13.d3/2=207.48,75/2=5027 (Nmm) Có :  M ( Fk ) =Fx11.l11-Fx12.l12-Fx13.l13=0 Suy : Fx11= Fx12 l12  Fx13 l13 333.60  1333.42 = l11 84 =904 (N) Fx10=Fx13-Fx12-Fx11=1333-333-904 =96 (N) Có :  M ( Fk ) =Fy13.l13-Fy11.l11-Mz13=0 Suy : Fy11= Fy13 l13  M z13 l11 = 497.42  5027 84 =189 (N) Fy10=Fy13-Fy11=497-189 =308 (N) Kết cấu trục : Chọn then : 1) Then đường kính nối trục : Kích thước tiết diện then thường lấy 0,8…0,9 chiều dài mayơ Suy : lt=0,85.lm12=0,85.40=34 (mm) 22 Đồ án môn học Chi tiết máy SV : Hồ Trí Dũng Dựa vào bảng 9.1a/171T1-1993, với đường kính trục d12=26, ta có : b=8 (mm) h=7 (mm) t1=4 (mm) t2=2,8 (mm) Tra bảng 9.5/176T1-1993, ứng với dạng lắp cố định, vật liệu thép, đặc tính tải trọng va đập nhẹ, ta có : [d]=100 (MPa) Dựa vào công thức 9.1,9.2/171T1-1993, ta có: Điều kiện bền dập : 2.T d lt (h  t1 ) 2.32384 = =24,4 (MPa) < [d]=100 (MPa) 26.34.(7  4) d= Điều kiện cắt : 2.32384 2.T = d l t b 26.34.8 2.32384 = =24,4 (MPa) < [  c] 26.34.(7  4)  c= 2) Then đường kính bánh trụ : Kiểm nghiệm điều kiện bánh liền trục : Khoảng cách từ chân ren tới rãnh then : X= d f  d13  t2 44,82  35 =  2,8 =2,11 (mm)