1 NGÔ MINH tân

LỜI NÓI ĐẦU Hiện giới ngành chế tạo máy phát triển chiếm vai trò quan trọng Thiết kế ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY môn học sơ ngành khí Môn học giúp cho sinh viên có nhìn cụ thể , thực tế với kiến thức học, mà sở quan trọng môn chuyên ngành học sau Đề tài giao thiết kế hệ dẫn đông băng tải gồm có hộp giảm tốc hai cấp bánh côn trụ thẳng truyền đai Do lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy với hiểu biết hạn chế, nên tránh khỏi sai sót kính mong hướng hẫn bảo tận tình thầy VŨ THẾ TRUYỀN thầy môn Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn , đặc biệt thầy VŨ THẾ TRUYỀN trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình để em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Thái Nguyên, ngày 23 tháng 11 năm 2016 Sinh viên Ngô Minh Tân MỤC LỤC Chương 1: Tính động phân phối tỉ số truyền 1.1 Tính chọn động 1.1.1 Xác định công suất làm việc Plv = = = 5,65 (Kw) F : lực kéo băng tải xích tải v : vận tốc băng tải xích tải 1.1.2 Xác định hiệu suất truyền động Ƞ: tính theo công thức: ƞ= η d ηbr η kn ηol3 = 0,95 0,96 0,99 = 0,87 ƞđ : hiệu suất truyền đai ηbr η kn : hiệu suất ƞ truyền bánh : hiệu suất truyền khớp nối ηol 1.1.3 Tính công suất cần thiết trục động Pct Pct : hiệu suất truyền cặp ổ lăn = = = 6,49 (Kw) : công suất cần thiết trục động Pt : công suất tính toán trục máy ƞ : hiệu suất truyền động 1.1.4 Tính số vòng quay trục công tác N lv = = = 45,9 V : vận tốc băng tải D : đường kính tang 1.1.5 Tính chọn tỉ số truyền sơ U sb = U hgt U đt U hgt U đt = = 16 : tỉ số truyền động bánh trụ hộp giảm tốc cấp : tỉ số truyền động đai thang 1.1.6 Tính số vòng quay trục dộng N sb : số vòng quay sơ N sb = U t N lv = 16 45,9 = 735,6 (vg/ph) 1.1.7 Tính chọn số vòng quay đồng dộng → chọn N đb = 750 vg/ph 1.1.8 Chọn động Ta có Pct = 6,49Kw N đb = 750 vg/ph tra bảng (1.3) ta dùng động 4A160S8Y3 có Pđc = 7,5Kw N đc = 730vg/ph 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.2.1 tỉ số truyền chung Ut = nđc nlv = = 15,9 Theo công thức 3.24 ta có: ut = Chọn Uh u1 = u1 = 3,97 un uh U đt = uh U đ = => uh = = = 3,97 → : tỉ số truyền nhanh 1.2.2 Tính công suất động trục P2 = P1 = Pđc Plv ηôl η kn Plv ηôl ηbr = = 5,76 Kw = 5,94 Kw = 7,5 Kw N đc = 1.2.3 Xác định tốc độ quay trục: N1 = = =182,5 vg/ph N2 = = = 45,96 vg/ph 1.2.4 Xác định mômen xoắn trục Tđc T1 T2 = 9,55 = 98116,4 (Nmm) = 9,55 = 310832,8 (Nmm) =9,55 = 1196866,8 (Nmm) Ta có bảng thông số sau: Trục Động Thông số Công suất P, Kw 7,5 Tỉ số truyền U Số vòng quay n 590 (vg/ph) Mômen xoắn T, 98116,4 (Nmm) 5,94 5,76 3,97 182,5 45,96 310832,8 1196866,8 Chương 2: Tính toán thiết kế truyền Điều kiện làm việc: P1 = Pđc = 7,5 Kw N1 = Nđc = 730 vg/ph U = Uđ = T = 98116,4 2.1 Tính toán thiết kế truyền đai 2.1.1 Chọn loại đai Điều kiện làm việc: Va đập nhẹ Chọn đai cao su : gồm nhiều lớp vải cao su sunfat hóa xếp lớp cuộn tường vòng kín cuộn xoắn ốc nhờ đặc tính bền dẻo ảnh hưởng độ ẩm thay đổi nhiệt độ 2.1.2 Các thống số truyền 2.1.2.1 Đường kính bánh dẫn : d1 = (5, ÷ 6, 4) 98116 = (239,83 ÷ 295,18) (mm) Theo tiêu chuẩn ta chọn : d1 = 250 (mm) 2.1.2.2 ε Đường kính bánh bị dẫn = 0,02 d2 = u.d1 (1 − ε ) = = 1020 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d2= 1000 mm Như tỉ số truyền thực tế Ut = ∆u = d2 d1 (1 − ε ) 4,08 − ut − u = u → = =4.08 =0,02 100%= 2% < 4% Ta chọn loại đai hình thang thường Ký hiệu B, diện tích tiết diện A = 230 , d1 = (200÷400) Và chiều dài giới hạn l= (1800÷10600) 2.1.2.2 Khoảng cách trục : a ≥ (1,5 2).( d1 + d ) = → a=2000 mm 2.1.2.3 (1,5…2).(250+1000)= 1875÷2500 Chiều dài dây đai (d − d1 )2 l = 2a + 0,5π (d1 + d ) + 4a = 4000 + 0,5π.(1000+250)+ = 6033,8 mm Ta tính vận tốc đai : v= π d1 n1 250.730.π = = 9,55 60000 60000 m/s Số vòng chạy đai: i= → v 9,55 = l 6033,8 = 1,6 ( s −1 ) ≤ i max = ÷ 5( s −1 ) Thỏa mãn 2.1.2.4 Góc ôm đai : α1 = 180 − 57 d − d1 1000 − 250 = 180 − 57 = 158.620 a 2000 → α > α = 150o → thỏa mãn 2.1.2.5 Xác định tiết diện đai chiều rộng bánh đai z= P1.K đ 7,5.1,25 ([P0 ].Cα Cl Cu Cz ) (6,02.0,95.1,6.1,14.0,98) → z =1 = = 0,917 đai Trong : P1: Công suất trục bánh đai nhỏ [P0] = 6,02 : Công suất cho phép Kđ = 1,25 : Hệ số tải trọng (bảng 4.7) Cα = 0,95 : Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm α1(bảng 4.1) Cl = : hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (bảng 4.16) Cu = 1,14 : hệ số kể đến ảnh hưởng tỉ số truyền Cz = 0.98 : hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng cho dây đai Chiều rộng bánh đai: B = (z – 1).t + 2e =( – 1).25,5 + 34 = 34 mm Đường kính bánh đai: da = d + 2h0 = 250 + 11,4 = 261,4 mm 2.1.2.6 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: F0 = 780 P1.K đ (v.Cα z ) + Fv Trong đó: Fv = qm , với qm = 0,3 k/m Fv = 0,3 = 27,3 N Do đó: F0 = = = 201 N Lực tác dụng lên trục: sin( Fr = 2F0.z α1 ) = 402.1.0,98.0,44= 176 N Thông số Đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai lớn Chiều rộng đai Ký hiệu d1 d2 b Giá trị 250 1000 22 2.2 : Thiết kế truyền bánh 2.2.1 Chọn vật liệu a Bánh 1: Thép 45 cải thiện, kích thước 60mm, độ cứng HB 241…285, giới hạn bền σ b = 850 MPa , giới hạn chảy σ ch = 450 MPa b Bánh 2: Thép 45 cải thiện, kích thước 100mm, độ cứng HB 192…240 giới hạn bền σ b = 750 MPa , giới hạn chảy σ ch = 450 MPa 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép 2.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc giới hạn cho phép [σ h ] = σ H lim σ H lim SH K LH SH : ứng suất tiếp xúc cho phép (6.2) : hệ số an toàn tính tiếp xúc K LH : hệ số an toàn xét đến ảnh hưởng thời gian phục vụ K LH = N HO N HE 2,4 N HO 30 H HB = N HO1 30.2502,4 = N HO 30.200 2,4 = =17067789 =9990638 N HE1 = N FE = N = 60.c.n.t∑ = 60.1.182.5.24000 = 268200000 N HE = N FE = N = 60.c.n.t∑ = 60 45,96 24000 = 66182400 Vì N FE > N HO ⇒ K LH = σ Ho lim1 = HB + 70 = 2.250 + 70 = 570 σ Ho lim = HB + 70 = 2.200 + 70 = 470 σ H lim1 = 518 Sh σ [σ H ]2 = H lim = 427, 27 Sh ⇒ 1, 25[σ H ] = 534 [σ H ]1 = [σ H ] == 472,63 [σ H ] 1,25[σ H ] < (t/m) 2.2.2.2 Ứng suất uốn giới hạn cho phép [σ F ] = σ F lim K FC K FL SF σ F lim1 = 1,8σ ch1 = 1,8.580 = 1044 σ F lim = 1,8σ ch = 1,8.200 = 360 Vì N FE > N FO ⇒ K FL = σ Fo lim1 ⇒ [σ F ]1 = = 596,57 1,75 σ Fo lim ⇒ [σ F ]2 = = 205,71 1,75 10 Đường kính lắp ổ bi = 30 Tại tiết diện – = = 15167,25 N.mm = = 145596,16 N.mm Đường kính lắp bánh trụ = 30 Mặt cắt nguy hiểm ; 1-1 Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn d = 40 mm b) kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Ta có công thức : = : = Thép bon : = 0,436 = 0,436.600 = 261,6 Mpa = 0,25 = 0,25.600 = 150 Mpa Ta có : , , , biên độ trung bình úng suất Ta có công thức : = = = = = 44590/ 0,1.64000 =6,96(Mpa) = = = 310832,8/ 0,2.64000 = 24,28 MPa 20 Trục làm việc chiều : =0 = = / = 12,14 MPa Tra bảng 10.12 bảng 1.10 ta có : = 1,76 = 1,54 = 0,88 ; = 0,77 Tra bảng 10.16 ta có kiểu : k6 Thay vào công thức ta có : trị số bền mõi thép = 0,1 ; = 0,05 = = 261,6 / (1,76/0,88).6,69+ 0,1.0 = 1,34 = = 150 / ( 1,54/ 0,77) 12,14 + 0,05.12,14= 6,5 S = 1,71 Ta chọn đường kính trục làm ổ bi : = 30 mm Bánh trụ : = 35mm c) Chọn then lắp ghép giữ khớp nối với bánh trục : Với d = 25 mm ta chọ then lắp ghép : b = : h = : = 4,2 = 5,5 Chiều dài then : l = 0,8 lm13 = 29,2 Kiểm nghiệm ; = = 168080 /25.29,2 (6- 4,2 ) = 255,8 MPa = = 2.168080 / 25 29,2 =76,74 Mpa 21 28980 Mx 28980 192782,715167,25 My 120577,99 Mz 22 2.4.2 Tính Trục : • Tính lực a) Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm Mặt cắt 1-1 = 421,6 (238 – 131,5 ) =44900,4 N.mm = = 2199,61.( 238 – 131,5 ) = 234258,4 N.mm Moomen trung tâm ; = = 833,4 100/2 =41670 N.mm Mặt cắt 2-2 chổ lắp bánh trụ = = 1288 75,5 = 97244 N.mm = = 2324 75,5= 175462 N.mm = = 1110,6 66,67 / = 37021,85 Moomen xoắn = 1196866,8 Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16 Tại tiết diện -1 = = 3242,5 N.mm 23 = = 917038,3 N.mm Đường kính lắp ổ bi = 65 Tại tiết diện – = = 3564,81 N.mm = = 917039,4 N.mm Đường kính lắp bánh trụ = 60 Mặt cắt nguy hiểm ; -2 Tra bảng 10.5 chọn đường kính tiêu chuẩn d = 70mm b) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Ta có công thức : = : = Thép bon : = 0,436 = 0,436.600 = 261,6 Mpa = 0,25 = 0,25.600 = 150 Mpa 24 Ta có : , , , biên độ trung bình úng suất Ta có công thức : = = = = 161172,65/ 0,1.64000=25(Mpa) = = = 1058898/ 0,2.64000 = 82,72 MPa Trục làm việc chiều : =0 = = / = 41,36 MPa Tra bảng 10.12 bảng 1.10 ta có : = 1,46 = 1,54 = 0,89 = 0,76 Tra bảng 10.16 ta có kiểu nắm : k6 Thay vào công thức ta có : trị số bền mõi thép = 0,1 ; = 0,05 = = 261,6 / (1,76/0,89).25+ 0,1.0 = 5,29 = = 150 / ( 1,54/ 0,76) 53,5 + 0,05.0 = 1,38 S = 1,8 Ta chọn đường kính lắp trục : d = 65 mm Ta chọn đường kính trục làm ổ bi : = 60 mm c) Chọn then lắp ghép giữ khớp nối với bánh trục : Với d = 40 mm ta chọ then lắp ghép : Chiều dài then : l b = 10 : h = : = : = 3,4 = 0,8 lm23 = 61,6 = 0,8 lm22 = 25,8 Kiểm nghiệm ; Tại chổ bánh trụ : Chiều dài then : l = = 1196866,8 /35.25,8 (8- ) = 781,76 MPa 25 = = 1196866,8 / 35 25,8 10 =234,52 Mpa 26 44900,4 Mx 97244 234258,4 175462 My 498691,85 Mz 27 2.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ LĂN 2.5.1 Trục 2.5.1.1 Chọn loại ổ trượt Tổng lực dọc tác dụng lên trục Fat = Fa − Fa Khá nhỏ so với trục hướng tâm , tải lớn yêu cầu nâng cao độ cứng , chọn ổ đửa côn bố trí ổ hình 11.1a 2.5.1.2 Chọn sơ ổ cỡ trung: kí hiệu 7306 có C = 40,4kN , = 29,9 kN Góc tiếp xúc = 13,50 2.5.1.3 Tính kiểm nghiệm khả chịu động ổ : _ theo bảng 11.4 với ổ đũa đỡ - chặn e = 1,5 Theo (11.7 ) ; tga = 1,5.tg(13,50 ) = 0,3601 lực dọc trụng hướng tâm sinh ổ : = = 1788,3 N = = 2633,8 N = 0,83e = 445,2 N = 0,83e = 655,8 N - Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đũa chọn h 11.1a = - = 655,8 - 106,7 = 549,1 > Do : = = 549,1 N = - = 445,2 – 106,7 = 338,5 < 28 Vậy : = = 655,8 N Xác định X Y : / ( V.) = : 0,307 / ( V.) = Do tra bảng 11.4 X = [...]... + 12 7 = 15 9 aw = m Z t 3 .15 9 = = 238,5 2 2 aw Chọn = 239 Hệ số dịch tâm : y= aw − 0,5.(z1 + z2 ) m = 12 Ky = Theo 6.23 : 10 00 y 10 00.0 ,16 = =1 zt 15 9 Kx Theo bảng 6 .10 a tra được = 0,009 Do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng: K x zt = 0,0 014 10 00 ∆y = Theo 6.25 tổng hệ số dịch chỉnh : xt = y + ∆ y = 0 ,16 + 0,0 014 = 0 ,16 14 x1 = 0,5.( xt − ( z2 − z1 ) y ) zt = 0,5.(0 ,16 -) =0,032 x2 = xt − x1 = 0 ,16 14... =76,74 Mpa 21 28980 Mx 28980 19 2782, 715 167,25 My 12 0577,99 Mz 22 2.4.2 Tính Trục 2 : • Tính lực a) Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm Mặt cắt 1- 1 = 4 21, 6 (238 – 13 1,5 ) =44900,4 N.mm = = 219 9, 61. ( 238 – 13 1,5 ) = 234258,4 N.mm Moomen trung tâm ; = = 833,4 10 0/2 = 416 70 N.mm Mặt cắt 2-2 tại chổ lắp bánh răng trụ = = 12 88 75,5 = 97244 N.mm = = 2324 75,5= 17 5462 N.mm = = 11 10,6 66,67 / 2 = 370 21, 85 Moomen... = [1, 88 − 3, 2( mà 1 1 + )] = 1, 75 z1 z2 4 − 1, 75 = 0,86 3 Theo (6.40) v= π d w1.n1 60000 d w1 = 250 + v= 250.π 18 2,5 60000 2 y 2.0 ,16 = 250 + = 250 z2 + z1 12 7 + 32 = 2,38 14 Vì bánh răng thẳng v < 2,5 nên lấy cấp chính xác bằng 8 bảng 6 .14 Theo ct vH = δ H g o v aw u =0,006.56.2,38 239 4 = 6 ,18 Trong đó theo bảng 6 .15 =0,006 theo bảng 6 .16 cấp chính xác bằng 8 răng thẳng = 56.Theo ct = 1+ =1+ = 1. 22... xúc là = 13 ,50 2.5 .1. 3 Tính kiểm nghiệm khả năng chịu tại động của ổ : _ theo bảng 11 .4 với ổ đũa đỡ - chặn e = 1, 5 Theo (11 .7 ) ; tga = 1, 5.tg (13 ,50 ) = 0,36 01 lực dọc trụng do hướng tâm sinh ra trên ổ : = = 17 88,3 N = = 2633,8 N = 0,83e = 445,2 N = 0,83e = 655,8 N - Theo bảng 11 .5 với sơ đồ bố trí ổ đũa đã chọn trên h 11 .1a = - = 655,8 - 10 6,7 = 549 ,1 > Do đó : = = 549 ,1 N = - = 445,2 – 10 6,7 = 338,5... tiếp xúc là = 10 ,50 2.5.2.3 Tính kiểm nghiệm khả năng chịu tại động của ổ : _ theo bảng 11 .4 với ổ đũa đỡ - chặn e = 1, 5 Theo (11 .7 ) ; tga = 1, 5.tg (10 ,50 ) = 0, 31 lực dọc trụng do hướng tâm sinh ra trên ổ : = = 2273,0 N = = 3902 N = 0,83e = 18 86,59 = 0,83e = 3238,66 Theo bảng 11 .5 với sơ đồ bố trí ổ đũa đã chọn trên h 11 .1a = - = 313 1,96 30 Do đó : = = 3238,66 = + = 19 93,32 Vậy : = = 19 93,32 Xác định... p2 .11 , ) phụ lục d = 30mm , D = 72mm , T = 18 ,25 mm , C = 40mm , mm 2.4 .1. 4 kiểm nghiểm khả năng chịu tải tĩnh : Theo bảng 11 .6 với ổ đũa côn = 0,5 , = 0,22 cotga = 0, 912 0,22.cotg (11 ,66 ) ; theo công thứ 11 .19 khả năng tải tĩnh = + = 13 88,34 Như vậy ; = = 17 88,3 Fa2 Fro Fso Fs1 Fr1 0 1 29 = 29,9 2.5.2 Trục 2  ∑ Fx = x3 + x4 − Ft 2 − Ft 3 = 0  ∑ Fy = y3 − y4 + Fr 2 − Fr 3 = 0  ∑ M x = y4 l 21. .. 2 310 832,8 / 75 = 8288,87 là đường kính vòng tròn qua tâm : tra bảng (15 .10 ) = 13 44 D, lực tác dụng lên bộ truyền đai = 12 89, 71 sin 20 = 4 41 là góc nội bộ tâm ngoài 18 2.4 tính toán thiết kế trục 2.4 .1 Tính trục 1 • Tính lực a) Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm Mặt cắt 1- 1 =0 = = 414 70 = 28980 N.mm Đường kính lắp ổ bi = 30 Mặt cắt 2-2 = = 214 2,03 90 = 19 2782,7 N.mm = = 8288,87 (260- 70 ) = 11 574885,3... g o v = aw u 15 = 0, 016 .56.2,38 239 4 = 16 ,48 - = 1+ = 1, 22 K F = K F β K FV K Fα = 1, 1 1, 22 1 = 1, 34 -số răng tương đương =23 , = 11 5 Theo bảng 6 .18 ta có = 3,9 ,=3,6 với hệ dịch chỉnh Và với m=2,5 thì độ nhạy vật liệu tập trung ứng suất = 1 độ nhám bề mặt lượn chân răng =1 [= [ = 464 MPa )= = 20,07 < [=464MPa = = 18 ,5 < [= 360 MPa 2.2.4.5 Kiểm nghiệm độ bền quá tải Theo 6.48 với == 1, 7 [ = =490,75... 0,436.600 = 2 61, 6 Mpa = 0,25 = 0,25.600 = 15 0 Mpa 24 Ta có : , , , biên độ trung bình của các úng suất Ta có công thức : = = = = 16 117 2,65/ 0 ,1. 64000=25(Mpa) = = = 10 58898/ 0,2.64000 = 82,72 MPa Trục một làm việc một chiều : =0 = = / 2 = 41, 36 MPa Tra bảng 10 .12 và bảng 1. 10 ta có : = 1, 46 = 1, 54 = 0,89 = 0,76 Tra bảng 10 .16 ta có kiểu nắm : k6 Thay vào công thức ta có : trị số bền mõi của thép = 0 ,1 ; =... = 0 ,16 14 − 0,032 = 0 ,15 8 góc ăn khớp zt m.cos α 15 9.3.cos30o cos α tw = = = 0,86 2 aw 2.239 α tw = 30,6o 2.2.4.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Yêu câu phải đảm bảo σ H ≤ [σ H ] σ H = Z m Z H Z ε 2.T1.K H (u1 + u ) 2 bw u1d w1 13 Trong đó T1 = 310 832,8 bw = ψ ba aw d w1 = Zε = zε = => = 0,4.239 = 95,6 mm; u1 = 3,97 2 aw 2.239 = = 96 ,17 u1 + 1 3,97 + 1 Z m = 274 MPa Z H = 1, 48 N.mm Tra bảng 6.5 ... FC K FL SF σ F lim1 = 1, 8σ ch1 = 1, 8.580 = 10 44 σ F lim = 1, 8σ ch = 1, 8.200 = 360 Vì N FE > N FO ⇒ K FL = σ Fo lim1 ⇒ [σ F ]1 = = 596,57 1, 75 σ Fo lim ⇒ [σ F ]2 = = 205, 71 1,75 10 a Ứng suất cho... bánh trụ ε α = [1, 88 − 3, 2( mà 1 + )] = 1, 75 z1 z2 − 1, 75 = 0,86 Theo (6.40) v= π d w1.n1 60000 d w1 = 250 + v= 250.π 18 2,5 60000 y 2.0 ,16 = 250 + = 250 z2 + z1 12 7 + 32 = 2,38 14 Vì bánh thẳng... công thức ta có : trị số bền mõi thép = 0 ,1 ; = 0,05 = = 2 61, 6 / (1, 76/0,88).6,69+ 0 ,1. 0 = 1, 34 = = 15 0 / ( 1, 54/ 0,77) 12 ,14 + 0,05 .12 ,14 = 6,5 S = 1, 71 Ta chọn đường kính trục làm ổ bi : = 30