Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3)

2- Bộ truyền đai thang.. 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển... Công suất tương đương đẳng trị của động cơ : a... Thông số thiế t kế bộ truyề n bánh răng côn, răng thẳ ng...

1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ

2- Bộ truyền đai thang

3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển

1 Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ :

a Công suấ t đẳ ng trị trên xích tả i:

F v P

Pdt = Pmax√(𝑇1𝑇 )2× 𝑡1 +(𝑇2

𝑇 )2× 𝑡2+(𝑇3

𝑇 )2× 𝑡3 𝑡1+𝑡2+𝑡3

3

Pdt = 9,75√12× 17 +0.82×17+0,72×10

17+17+10 3

Page | 3

Pdt = 8,8387 (KW)

b Hiệ u suấ t củ a toàn bộ hệ thố ng:

ηΣ = ηđ ηbr1 ηbr2 ηkn (ηol)3

tra bả ng 3.3 tài liệ u [1] ta có:

ηđ = 0.95 hiệ u suấ t bộ truyề n đai

ηbr1 = ηbr2 = 0.95 hiệ u suấ t bộ truyề n bánh răng trụ răng nghiêng

ηol = 0.99 hiệ u suấ t ổ lăn

dt ct

P P



d Số vòng quay trên trụ c độ ng cơ :

Số vòng quay củ a đĩa xích tả i ( công thứ c 2.17 tài

liệ u [2] )

60000 60000.1,5

74,38 11.110

xt

v n

Page | 4

3 Phân phố i tỉ số truyề n:

Độ ng cơ

Số vòng quay

Tỷ số truyề n chung

Tỷ số truyề n

hộ p giả m

tố c

Tỷ số truyề n

bộ truyề n đai

Tỷ số truyề n bánh răng 1

Tỷ số truyề n

cặ p bánh răng 2

II

P T

b Trụ c sI:

 

  4,64 4,88 0,96.0,99

II I

I

P T

dc

P T

Tỉ số truyề n 3,25 4,32 2,78

Page | 6

2 Tính d1

3 1

1

5,5(1100 1300) (1100 1300)

716

P d

900

4.(1 ) 225.(1 0,01)

d

d u

d

5 Tính chiề u dài đai L

- Tính sơ bộ khoả ng cách trụ c:

a > 2(d1 + d2)=2250 mm chọ n a sơ bộ = 2250 mm

- chiề u dài đai:

P b

Page | 8



1 0

 Giớ i hạ n mỏ i: H olim12HB170 2 250 70 570    Mpa

 Giớ i hạ n mỏ i uố n: H olim11,8HB11,8.250 450 Mpa

 Hệ số an toàn: SH = 1,1

SF = 1,75

o Bánh bị dẫ n là thép C45 thư ờ ng hóa,

 độ rắ n 235 HB

 Giớ i hạ n mỏ i: H olim12HB170 2 235 70 540    Mpa

 Giớ i hạ n mỏ i uố n: H olim2 1,8HB21,8.235 423 Mpa

 Hệ số an toàn: SH = 1,1

SF = 1,75 (bả ng 6.13 trang 220 tài liệ u [1] )

HO HL

HE

N K

HO HL

HE

N K

o H

o H

Do đó H   H2441,8 Mpa

950,85(1 0,5 )

255379.1,281

0,85(1 0,5.0,285) 441,8 3,25.0,285

H e

be be H

T K d

u

Trong đó:

e e

d m

arctg arctg u

m

T F

F F

6 Kiể m nghiệ m ứ ng suấ t

a Kiể m nghiệ m ứ ng suấ t tiế p xúc

Vớ i v = 1,03 m/s, cấ p chính xác 8, tra bả ng 6.17 tài liệ u [1] ta có :

2 1

Page | 14

Vậ y H 301,39 [ H]=441,8 nên bánh răng đủ bề n tiế p xúc

7 Kiể m nghiệ m ứ ng suấ t uố n

a Số răng tư ơ ng đư ơ ng:

F F

F F

m

Y F K

b m

Vậ y F 131,19 [ F]=257,14 nên bánh răng đủ bề n uố n

8 Thông số thiế t kế bộ truyề n bánh răng côn, răng thẳ ng Công suấ t trên trụ c bánh răng dẫ n P1(kW) = 4,88

Page | 15

Số vòng quay trụ c bánh răng dẫ n n1(v/ph) = 179

Mômen xoắ n trên trụ c bánh răng dẫ n T1(Nmm) = 260358

Tỉ số truyề n bộ truyề n bánh răng nón

răng thẳ ng

ubr = 3,25

Tổ ng số giờ làm việ c Lh(giờ ) = 24000

Vậ t liệ u bánh dẫ n - Độ rắ n HRC = 250

Vậ t liệ u bánh dẫ n - Giớ i hạ n bề n b(MPa) = 1,8

Vậ t liệ u bánh dẫ n - Giớ i hạ n chả y ch(MPa) =

Ứ ng suấ t tiế p xúc cho phép tính toán [0H](MPa) = 441,8

Ứ ng suấ t uố n cho phép tính toán [0F](MPa) = 241,7

Page | 17

o Trục I truyền moment xoắn từ bánh đai đến bánh dẫn của hộp giảm tốc một cấp, có bánh đai và bánh răng côn răng thẳng ở ngoài, cặp ổ lăn ở giữa

o Khoảng cách trục theo chiều dài

Tra bảng 10.2 tài liệu [1] với T = 260358 N.mm ta chọ n:

f = 80 mm khoả ng cách giữ a bánh đai vớ i ổ lăn 1

e = 95 mm khoả ng cách giữ a 2 ổ lăn

u = 85 mm khoả ng cách giữ a ổ lăn 2 và bánh răng

x = 10 mm

w = 40 mm bề rộ ng ổ lăn

Page | 19

  3 3

.75 (95 80)

952403.75 1618,83.175 31872

r

a r By

Page | 20

d Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:

 Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại B

Moment uốn tại B:

M d

M d

M d

Page | 22

 Điề u kiệ n làm việ c: tả i va đậ p nhẹ

o Vậ t liệ u: chọ n vậ t liệ u là thép 45 có:

 ứ ng suấ t cắ t cho phép: [ ] 90 MPac 

 ứ ng suấ t dậ p cho phép: [d] 150 MPa

o chọ n then bằ ng tạ i vị trí lắ p bánh đai:

chọ n then 2 đầ u bằ ng ( vì nế u chọ n then 2 đầ u tròn tính không đủ bề n ) vớ i các thông số :

b = 10 mm, h = 8 mm, l = 40 mm kiể m tra ứ ng suấ t cắ t:

d d

T

d l b b

Kiể m tra ứ ng suấ t dậ p:

( Tạ i tiế t diệ n nguy hiể m )

o Hệ số an toàn khi xét đế n ứ ng suấ t pháp:

1

a

m

s K

 1 0.5b 280 Mpa

Page | 23



  ( tra bả ng 10.11 sách Trị nh Chấ t )

 m 0Mpa ( vì trụ c quay nên ứ ng suấ t

thay đổ i theo chu kì đố i xứ ng)

a

m

s K

 1 0.25b 140 Mpa



  ( tra bả ng 10.11 sách Trị nh Chấ t )



  0 ( thép cacbon mề m )

o Trục I truyền moment xoắn từ bánh đai đến bánh dẫn của hộp giảm tốc

một cấp, có bánh đai và bánh răng côn răng thẳng ở ngoài, cặp ổ lăn ở giữa

o Chọn vật liệu

2541618,83.75 103584 70,19 N

1618,83 70,19 1548, 64 N

Page | 27

o Biể u đồ moment:

d Moment tương đương tại tiết diện nguy hiểm:

 Dựa vào biểu đồ moment ta thấy tiết diền nguy hiểm tại D

Moment uốn tại D:

M d

Do tạ i tiế t diệ n nguy hiể m có rãnh then nên ta tăng đư ờ ng kính thêm 5 10 %, kế t hợ p vớ i điề u kiệ n (1) ta chọ n d D 60 mm

M d

 Chiề u dài mayơ : l br 85 mm

 Điề u kiệ n làm việ c: tả i va đậ p nhẹ

o Vậ t liệ u: chọ n vậ t liệ u là thép 45 có:

 ứ ng suấ t cắ t cho phép: [ ] 90 MPac 

 ứ ng suấ t dậ p cho phép: [d] 150 MPa

o then bằ ng tạ i vị trí lắ p bánh răng:

Page | 29

chọ n then 2 đầ u tròn vớ i các thông số :

b = 16 mm, h = 10 mm, l = 70 mm kiể m tra ứ ng suấ t cắ t:

a

m

s K

m

s K

Page | 31

h Chọ n nố i trụ c:

Do các trụ c có sự lệ ch tâm nên ta chọ n nố i trụ c đàn hồ i:

Tra bả ng 16.10a tài liệ u [2] ta chọ n nố i trụ c có các thông số như sau:

T

(N.m)

d D d1 D0 nmax B l1 D3 l2

1000 50 210 90 160 2850 6 40 36 40

RCy = 4543,7 N RCx =

8572 N

Lự c dọ c trụ c : Fa1 = 498 N

Ta có: FrB = √𝑅𝐵𝑥2 + 𝑅𝐵𝑦2 = √3918,652+ 5327,872 = 6313,77 N

x y

z

Page | 33

FrC = √𝑅𝐶𝑥2+ 𝑅𝐶𝑦2 = √85722 + 4543,72 = 9701,77 N

Vì FrC > FrB nên ta chọ n ổ lăn C để tính

⇒ Fr = 9701,77 N Fa = 498 N

Vì Fa = 498 N < 0.3 Fr = 2910,5 N nên ta tính theo công thứ c củ a ổ đỡ : Q = (X.V.Fr+ Y.Fa) Kd.Kt

trong đó:

 V = 1 (vì vòng trong quay)

 X = 1 , Y = 0 (vì Fa / (V.Fr) = 0.0513 < e )

 Chọ n Kd = 1 (vì làm việ c hai ca tả i trọ ng va đậ p nhẹ )

409 45 120 29 3 23,02 60,4 53

2 thiế t kế cặ p ổ lăn trên trụ c II:

Page | 34

o Số liệ u tính toán:

RBy = 1548,64 N RDy = 70,19 N

RBx = 1128,5 N RDx = 1990,3 N

Lự c dọ c trụ c : Fa2 = 498 N

Ta có: FrB = √𝑅𝐵𝑥2 + 𝑅𝐵𝑦2 = √1548,642+ 1128,52 = 1916,19 N

FrD = √𝑅𝐷𝑥2 + 𝑅𝐷𝑦2 = √70,192 + 1990,32 = 1991,5 N

Ta chọ n ổ đũa côn để lắ p, ta có

Lự c dọ c trụ c phụ do lự c hư ớ ng tâm gây ra tạ i B là:

SB = 0.83(1.5tan𝛼)FrB = 507,09 N (chọ n 𝛼=120)

Lự c dọ c trụ c phụ do Lự c hư ớ ng tâm gây ra tạ i C là:

SD = 0.83(1.5tan𝛼)FrD = 527,02 N (chọ n 𝛼=120)

 TH1 : tính toán ổ lăn tạ i B:

Ta có : FrB = 1737.9 N Fa = 498 N

∑ 𝐹𝑎𝐵 = - Fa + SD = 9,09 < SB nên ta chọ n :

∑ 𝐹𝑎𝐵 = SA = 507,09 N

ta tính theo công thứ c củ a ổ đỡ chặ n: Q = (X.V.FrB + Y.∑ 𝐹𝑎) Kd.Kt

Page | 35

X = 0.4 , Y = 1.88 (tra bả ng 11.3 tài liệ u [1] )

V = 1 (vòng trong quay) , FrB = 1916,19 N Chọ n Kd = 1 (vì làm việ c hai ca tả i

trọ ng va đậ p nhẹ ) Chọ n Kt = 1 (vì nhiệ t độ làm việ c

∑ 𝐹𝑎𝐷 = 1005,09 N

ta tính theo công thứ c củ a ổ đỡ chặ n: Q = (X.V.FrD + Y.∑ 𝐹𝑎) Kd.Kt

X = 0.4 , Y = 1.88 (tra bả ng 11.3 tài liệ u [1] )

V = 1 (vòng trong quay) , FrB = 1916,19 N Chọ n Kd = 1 (vì làm việ c hai ca tả i

trọ ng va đậ p nhẹ ) Chọ n Kt = 1 (vì nhiệ t độ làm việ c

 Chọ n [C] =16.5 kN > Cd = 11,535 kN

Đư ờ ng kính trong củ a ổ lăn là: 55 mm

 ta chọ n hai ổ lăn có ký hiệ u là: 409 để lắ p trên trụ c I vớ i các thông số :

Page | 36

Kí hiệu ổ

d, m

m

D, m

m

D1, m

m

r m

2