BẢN THUYẾT MINH đồ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Xác định công suất yêu cầu trên trên động cơ PYC = Plv +PYC – công suất yêu cầu trên trục động cơ điện... tính công suất trên các trục Công suất trên trục công tác Plv = 1,23 kW Công

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Số liệu cho trước:

1.Lực kéo băng tải : F = 950 (N)

2 Vận tốc băng tải : v = 1,29 (m/s)

3 Đường kính tang : D = 305 (mm)

4 Thời gian phục vụ : lh = 8000 giờ

5 Số ca làm việc : soca = 3 (ca)

6 Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: @= 120(độ)

7 Đặc tính làm việc: Êm

PHẦN I TÍNH ĐỘNG HỌC

1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ

1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trên trên động cơ

PYC = Plv +)PYC – công suất yêu cầu trên trục động cơ điện

+) Plv – công suất trên trục công tác

+ )  – hiệu suất chung toàn hệ thống

K = 1 - hiệu suất khớp nối

OL= 0,99- hiệu suất 1 cặp ổ lăn

OT= 0,99- hiệu suất 1 cặp ổ trượt

BR= 0,97- hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

Đ= 0,95- hiệu suất bộ truyền đai

 = 0,992.0,99.1.0,95.0,970,89

=> PYC= P lv

❑ =1,230,89 = 1,38 (kW)

1.1.2 xác định số vòng quay yêu cầu của động cơ

Số vòng quay yêu cầu động cơ (sơ bộ) : nyc n ulv SB

+)nlv :Số vòng quay trên trục công tác (v/ph)

+)uSB

: Tỷ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động

+)n lv = 60000 v π D =60000.1,29π 305 =80,78 (vg/ph)

+) D: đường kính tang (mm) +) v : vận tốc băng tải (m/s)

u t=u đ .u br

+) u đlà tỷ số truyền của bộ truyền ngoài ( Đai )

+) u brlà tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Chọn trước: u đ=2,5

u br=u t

u d= 12,132,5 =4,85 Vậy ta có : {u t=12,13

- Tỉ số truyền từ trục I sang trục II của HGT u I=¿II=u br=4,85

- Tỉ số truyền từ trục II sang bộ phận trục công tác : u II=>u lv=u k=1

Số vòng quay trục làm việc: nlv=u n II K =

80,8

1 = 80,8(vg/ph)

1.3.2 tính công suất trên các trục

Công suất trên trục công tác Plv = 1,23 (kW)

Công suất trên trục II: PII= P lv

ĐC

P T

PHẦN II TÍNH BỘ TRUYỀN

2.1 Tính bộ truyền ngoài (đai thang)

Thông số đầu vào¿5

2.1.1 chọn loại đai và thiết diện đai.

Tra bảng 4.1 1

59

ĐT

với các thông số ¿Chọn tiết diện đai thang thường loại A

2.1.2 chọn đường kính hai bánh đai d 1 và d 2

Chọn d1 theo tiêu chuẩn cho trong bảng 4.1359 [1] d1=160 (mm)

Số lần uốn của đai trong 1(s) là : i = v L = 8,212 =4,2(1/ ) s  imax  10( / ) m s

Lấy Z= 1 => cần dùng 1 đai cho bộ truyền

2.1.5 thông số cơ bản của bánh đai:

Chiều rộng bánh đai:

2.1.6 xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Lực căng ban đầu: Fo=

780 .

d v

P K

F

v C z  =

780.1,37.1,25 8,21.0,92.1 + 7,08 = 183,93 (N) Lực tác dụng lên trục bánh đai:

F r=2.F o z sin ( α 1

2 )=2. 183,93.1.sin(150

°

2 )=¿355,33 (N)

2.1.7 tổng hợp các thông số của bộ truyền đai:

2.2 Tính bộ truyền trong hộp (bánh răng trụ )

2.2.1 thông số đầu vào{ P n11==P n I I=1,29(kW )=392(vg ph)

 

0 lim

0 lim

H

H F

F

Z Z K K S

Z Z K K S

HL

HE F m

mH=6,mF=6 bậc của đường cong mỏi khi khử về ứng suất tiếp xúc

NH0,NF0:số chu kỳ thay đổi ứng suất khi khử về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn:

N HE1 >NH01 lấy N HE1 =NH01  K HL1 1

N HE2 >NH02 lấy N HE2 =NH02  K HL2 1

N FE1 >NF01 lấy N FE1 =NF01  K FL11

N FE2 >NF02 lấy N FE2 =NF02  K FL2 1

=> {[σ H 1]=σ Hlim10

S H Z R Z v K xH K HL 1=

570 1,1 .1.1=518,18(MPa)[σ H 2]=σ0Hlim2

   

1 2 ax

0,8 0,8.580 464( )0,8 0,8.450 360( )

98 [1]với ψ bd=1,4 →{K Fβ=1,19

K Hβ=1,07Tra bảng B

6.14

107 [1] với {v=0,88(m/s )

1,131,37

KHv KFv

2.2.7 kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

 Kiềm nghiệm về ứng suất tiếp xúc

1

2 1

K H K HK HK Hv

=1,13.1,06.1,05=1,26 Thay vào được:

σ H=274.1,68 0,88 √2 31427.1,26.(4,86+1) 56.4,86 42,72 = 391,74<[σ H]=486,83 (MPa)

 Thỏa mãnđiều kiệnbền do tiếp xúc

 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

Hệ số tải trọng khi tính về uốn: K F K FK FK Fv=1,37.1,14.1,13=1,76

Z v 2= Z2

cos3β=

102 cos30=102

1 1 1

F

Y Y



=

51,86.3,47 3,8 =47,36<F2 =360,00(MPa)

=> Thỏa mãn điều kiện bền uốn

 Kiềm nghiệm về về quá tải

=> Thỏa mãn điều kiện về quá tải

2.2.8.một vài thông số hình học của cặp bánh răng

 Đường kính vòng chia

{ d1=m Z1

cosβ=

2.21 cos 0=42(mm)

d2=m Z2

cosβ=

2.102 cos 0 =204(mm)

F r 1=F r 2=F t 1 tan α tw

1472 tan 22,4 cos 0 =606,7N

F a=0

2.2.9 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng:

3.1 Chọn khớp nối (không yêu cầu kiểm nghiệm).

Sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

Đường kính trục cần nối: d t=d sb=√3 T II

0,2.[τ ]=

3

√1465600,2.28 =29,69mm)

Mô men xoắn tính toán: T t k T

k hệ số làm việc phụ thuộc loại máy.tra bảng 16.1 2

Dựa vào trị số của T t và đường kính của trục chỗ có nối trục có thể tra kích thước

cơ bản của vòng đàn hồi theo bảng 16.10b69 [2] như sau :

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tôi cải thiện có  b 750 MPa,

ứng suất xoắn cho phép [ ]=15 30 MPa 

Trục II : d2=√3 T II

0,2.[τ2]=

3

√146560 0,2.28 =29,69 (mm) lấy d 2 = 30 mm

Theo bảng 10.2[1]

189 chọn chiều rộng ổ lăn :

Theo bảng (10.3_1/1) chọn :

k1 = 10 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp

k2= 10 là khoảng từ mút ô đến thành trong của vỏ hộp

k3= 5 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến nắp ổ

h n = 25 chiều cao nắp ổ và đầu bulong

Trục II lớn hơn trục I nên khoảng cách giữa các gối đỡ tính theo trục II và trục I lấy theo

2.31427 42,7 = 1472 N

3.3.1.2 Vẽ biểu đồ mô men

3.3.1.3 Tính mô men tương đương

Momen tổng,momen uốn tương đương:

Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau :

3.3.1.6 Chọn và kiểm nghiệm then

+Xác định mối ghép then cho trục 1 lắp bánh răng ,d11= 22(mm),chọn then bằng tra

 Chiều cao then:h=6(mm)

 Chiều sâu rãnh then trên trục t1=3,5 (mm)

 Chiều sâu rãnh then trên lỗ t2= 2,8 (mm)

 Chiều dài then:l=(0,8÷0,9).lm13= 28÷31,5(mm)

Vậy tại vị trí này ta làm bánh răng liền trục

+Xác định mối ghép then cho trục 3 lắp bánh đai:

d13= 18

Chọn then bằng tra bảng B

9.1( )173

a

[1] ta có:

 Chiều rộng then:b= 6 mm

 Chiều cao then : h= 6 mm

 Chiều sâu rãnh then trên tấm trục: t1= 3,5 (mm)

 Chiều dài then: l =(0,8÷0,9)lm12= 28÷31,5 (mm)

 Chọn l =28 (mm)

 +Kiểm nghiệm then:

Vậy tất cả các mối ghép then đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt.

3.3.1.7 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi

Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

sj và sj - hệ số an toàn chỉ xét đến riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j :

,aj,mj,mjlà biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp

tại tiết diện j,do quay trục một chiều:

trong đó : Kx - hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phươngpháp gia công và độ nhẵn bề mặt cho trong bảng 10.8 trang 197[1] , lấy Kx = 1, 1

Ky - hệ số tăng bề mặt trục, cho trong bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Ở đây ta không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó Ky = 1

εσ và ετ - hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục

đến giới hạn mỏi

K

σ và Kτ - hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, trị số của

chúng phụ thuộc vào các loại yếu tố gây tập trung ứng suất

Kiểm nghiệm tại tiết diện nắp bánh đai:

Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắp bánh đai là do rãnh then và do lắp ghép có

ảnh hưởng của rãnh then :

3 3.20

σ mj=0

τ aj=τ mj= T j

2.W 0 j=

31427 2.1570,8=10,00

Do tiết diện này lằm ở ổ lăn nên tiết diện bề mặt trục lắp có độ dôi ra.Chọn kiểu lỗ.Tra bẳng B10.11[1]

11,86 1,1 1 1,961

K τdj τ aj+ψ τ τ mj=

189,66 1,96.10+0,05.10=9,44

σ mj=0

τ aj=τ mj= T j

2.W 0 j=

31427 2.10591=1,48

Do tiết diện này nằm ở bánh răng

K τdj τ aj+ψ τ τ mj=

189,66 2,5.1,48+0,05.1,48=50,25

→ S j= S σj S τj

√s σj2+s τj2=

15,71.50,25

√15,712+50,252=14,99 ≥[ S]

Vậy trục đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

3.3.1.8 Chọn, kiểm nghiệm ổ lăn

Tính toán kiểm nghiệm khả năng chịu tải của ổ lăn:

Q- là tải trọng động quy ước kN

L- là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

m- là bậc đường cong mỏi khi thử về ổ lăn m=3 với ổ bi

Q XVF rYF k k a t d

Fr là tải trọng hướng tâm

Fa:là tải trọng dọc trục (Fa= 0 )

V là hệ số ảnh hưởng đến vòng nào quay, khi vòng trong quay V=1

kt:là hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ,ở đây chọn kt =1 do t<1000C

kđ:là hệ số ảnh hưởng đến đặc tính tải trọng Theo bảng B

11.3 [1]

215 ,ta chọn kđ =1 (êm)

X hệ số tải trọng hướng tâm đối với ổ đỡ chỉ chịu lực hương tâm X=1

3 m 1763,23 188,16 10104 10,1 12,5

0

0

0,60,5

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Qt=1,76kN < C0=7,94 kN thỏa mãn điều kiện bền

Vậy ổ thỏa mãn điều kiện bền khi chịu tải trọng động và tải trọng tĩnh

b Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn

 Tra bảng B11.6221[1] cho bi đỡ 1 dãy ta được:

Ta có : Chiều rộng then:b=12(mm)

 Chiều cao then:h=8(mm)

 Chiều sâu rãnh then trên trục t1=5 (mm)

 Chiều sâu rãnh then trên lỗ t2= 3,3 (mm)

 Chiều dài then:l=(0,8÷0,9).lm23= 36÷40,5 (mm)

Chọn l= 38(mm)

+Xác định mối ghép then cho trục 2 lắp khớp nối d20=32 chọn then bằng tra

 Chiều cao then : h= 8 mm

 Chiều sâu rãnh then trên tấm trục: t1= 5 (mm)

 Chiều dài then: l =(0,8÷0,9)lm12= 36÷40,5(mm)

Chi tiết cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ

Chọn vật liệu làm hộp giảm tốc là gang xám GX15-32

Chọn bề mặt ghép ráp và thân đi qua tâm trục song song với đáy

4.1.2 các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc

Chiều dày :thân hộp   =0,03a+3=0,03.125+3=6,75 (mm)

 >6 chọn  =7 (mm)

:Nắp hộp 1=0,9 =6,3 (mm)

Chọn 1=7 (mm)Gân tăng cứng: chiều dày e

q K     62 mm

Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh răng với thành trong

4.2 Tính, lựa chọn bôi trơn:

Bộ truyền bánh răng có vận tốc vòng v1,29 12( / ) m s nên ta chọn bôi trơn bằng cách ngâm trong dầu bằng

Do đáy hộp giảm tốc cách đỉnh răng bị động 1 khoảng 30 (mm)

Vậy chiều cao lớp dầu là 56 (mm)

Dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc:vận tốc vòng của bánh răng v 1,29và

chọn được loại dầu ô tô máy kéo AK-15

4.2.3 các kết cấu liên quan đến chế tạo vỏ hộp

Q K

Theo bảng 18.6[2] trang 93 ta được kích thước :

+ Kiểm tra mức dầu

Để kiểm tra mức dầu ta dùng que thăn dầu

+Các chi tiết liên quan khác

Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và cáctạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy ra ngoài

Vòng phớt được dùng để lót kín và là chi tiết được dùng khá rộng rãi do có kết cấuđơn giản, thay thế dễ dàng nhưng chóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt có độ nhámcao Ta chỉ cần chọn vòng phớt cho trục vào và ra và tra bảng 15-17 trang 50 Tratheo đường kính bạc

a

0

Để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp thường dùng các vòng chắn

mỡ (dầu) Kích thước vòng chắn mỡ (dầu) cho như hình vẽ

(+ dung sai lắp ghép bánh răng

Chịu tải trọng tĩnh không yêu cầu tháo nắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp trungH7/k6

+dung sai lắp bạc lót trục

Chọn kiểu lắp trung gian D11/k6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

+dung sai và lắp ghép ổ lăn

Để các vòng ổ không trơn trượt trên bề mặt trục hoặc lỗ khi làm việc cần chọn kiểulắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay

Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ dôi hở

Chính vì vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6,còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7

+dung sai lắp ghép nắp ổ lăn

Chọn kiểu lắp H7/d11 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

+dung sai khi lắp vòng chắn dầu

Chọn kiểu lắp trung gian F8/k6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

BẢNG KÊ KIỂU LẮP , SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI

Trục I

+1Trục và ổ

lăn

+2Trục và

bánh răng

22H7/k6 +21

+0

+15+2

+19-15Bạc – Trục 18D10/k6 +77

+50

+12+1

+76+38Nắp ổ và

thân hộp

52H7/d11 +30

+0

-100-290

+320+100

Vỏ hộp - ổlăn

Trục II

Trục và khớp nối

+2Trục và

bánh răng

40 H7/k6 -12 +18

+2

+18+2Nắp ổ và

thân hộp

 80H7/d11 +30

0

-120-340

+320+100

+95+30