Đồ án Trục vít Bánh vít BKHN

Đồ án chi tiết máy Hộp giảm tốc trục vít bánh vít do chính mình làm. Rất chi tiết và kì công. Đây là đồ án chi tiết máy của Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đồ án gồm có những phần tổng quát sau. Thiết kế các chi tiết cụm chi tiết A.Thiết kế các Bộ truyền cơ khí  Dữ liệu thiết kế chính (lấy từ phần thiết kế hệ thống):  Mômen xoắn (công suất)  Tỉ số truyền  Tốc độB.Thiết kế các Trục (kèm theo chọn Ổ lăn và Nối trục)  Dữ liệu thiết kế chính:  Mômen xoắn (lấy từ phần thiết kế hệ thống) Tải trọng từ các bộ truyền cơ khí (lấy từ phần thiết kế các bộ truyền)  Tải trọng từ nối trục  Kích thước của tiết máy quay (lấy từ phần thiết kế các bộ truyền). Các bạn có thể liên hệ với mình qua sđt: 0395112623 để mua trực tiếp.

1

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 = 4570 (N)

2 Vận tốc băng tải v = 0.58 (m/s)

3 Đường kính tang D = 390 (mm)

4 Thời gian phục vụ lh = 15000 (giờ)

5 Số ca làm việc soca = 2 (ca)

6 Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: β= 180 o - @ = 0o

7 Đặc tính làm việc: Va đập vừa

PHẦN1 TÍNH ĐỘNG HỌC

1.1 CHỌN ĐỘNG C

1.1.1 xác định công suất yêu cầu trên trên động cơ

Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi P CT – công suất trên băng tải, C – hiệu suất chung toàn hệ thống,P YC– công suất cần thiết, thì :

K = 0,99 - hiệu suất khớp nối

OL= 0,99 - hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Tv= 0,82 - hiệu suất bộ truyền trục vít

Đ= 0,95 - hiệu suất bộ truyền đai

C = 0,993.0,95.0,82.0,990,748

1.1.2 xác định số vòng quay yêu cầu của động cơ

Số vòng quay yêu cầu động cơ (sơ bộ) : nSB n uCT SB

Số vòng quay trên trục công tác là: nCT

60.1000

CT

v n

Chọn sơ bộ:

tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài (đai)u SBN= 2,5

tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền trong hộp giảm tốc cấp 1 truyền động trục vít bánh vít

Bảng thông số của động cơ điện

Kiểu động cơ Công suất

P đc (kW)

Số vòng quay

n đc (v/ph)

Khối lượng (kg)

Đường kính trục (mm)

1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỆ THỐNG

Tỷ số truyền chung hệ thống : ĐC

C CT

n u n



Tỷ số truyền : ĐC

C CT

n u n

 = 1420

28, 403= 49,99 Với u C=u u N H

1.3.2 tính công suất trên các trục

Công suất trên trục công tác P CT =2,6506 (kW)

Công suất trên trục II: P II= 2,6506

1.3.3 tính mômen trên các trục

Mô men xoắn trên trục động cơ:

69,55.10 ĐC

ĐC

ĐC

P T

I

I

P T

II

II

P T

CT

P T

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC BỘ TRUYỀN

A Tính toán bộ truyền ngoài

Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt:

Thông số yêu cầu:

Công suất trên trục chủ động: PI=Pđc= 3,51 (kW)

Mô men xoắn trên trục chủ động: T1=Tđc= 23584 (N.mm)

Số vòng quay trên trục chủ động: n1=nđc= 1420 (v/ph)

Tỉ số truyền bộ truyền đai: u=ud= 2,4495

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài : β=0o

2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai

Chọn đai vải cao su

2.2.Chọn đường kính hai đai

Chiều dài đai :

t d F

t

P F

40

m

d d

K và K2 là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu 0 và loại đai

Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền 0

60

  và định kỳ điều chỉnh khoảng cách trục  0  1,8 (Mpa)

2

1

10.4, 0 [ ] 2,5 2, 25(Mpa)

160

F

K K d

P b

2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu :

0 0 1,8.4.63 453, 6(N)

F   b 

Lực tác dụng lên trục:

0 1

28, 41 /20

15000

II I II TV h

Chọn vật liệu trục vít là: Thép 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45

2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít [ ]

a Ứng suất tiếp xúc cho phép

9 2

   

max max

2

170

với: KH - Hệ số tải trọng Chọn sơ bộ KH =1,2

Chọn số mối ren trục vít: Z1 = 2 Z2 = u.Z1 = 20.2 = 40

B , chọn q theo tiêu chuẩn q= 10

T2 - Môment trên trục bánh vít(trục II):T2= 900880 (Nmm)

8 Kiểm nghiệm răng bánh vít:

a Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

3

w 2

Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp) →K H=1

b Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

2

1, 4

[ ]

[F]- Ứng suất uốn cho phép của bánh răng vít: [F]= 82 (MPa)

KF = K F.K Fv, - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = K F.K Fv,

 [td]: nhiệt độ cao nhất của dầu Do trục vít đặt dưới bánh vít nên [td] = 90o

 to: nhiệt độ môi trường xung quanh; to=200C

 A: diện tích bề mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc, m2

 Kt: hệ số tỏa nhiệt Chọn Kt = 15 W/(m2oC)

  : hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy, lấy  =0,25

 : hiệu suất bộ truyền được tính theo công thức 7.22[1]:

0,95 ( w)

tg tg

0,95 ( ) 0,95 (11,31)

0, 7498 ( ) (11,31 2,9092)

P – Công suất trên trục vít: 2

Đường kính vòng đáy:

2, 4 80 2, 4.8 60,8( ) ( 2, 4 2 ) 8(40 2, 4 2.0) 300,8( )

o

o a

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:

cf

t kn cf

T d

0 3

2 2.1, 2.900880

0,853 [ ] 4 12.200.24.44

Giới hạn bền chảy: ch 400(Mpa)

Ứng suất xoắn cho phép: [ ] 15 30MPa 

T d





0, 2.[ ]

II II

T d



Trong đó: [ ]: ứng suất xoắn cho phép Chọn trục I [ ] 15(  MPa)

Trục II [ ]   30(MPa)

TI:Momen xoắn trên trục vít TI = 55440(Nmm)

TII:Momen xoắn trên trục bánh vít TII = T2 = 900880(Nmm)





1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục:

- Chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 10.2[1]

189 ta có:

19( ) 30

oI I

189 ta có:

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1=10

- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10

Phương trình cân bằng :

2 2

00

320

2(0) 1801,76.279,5 173 5630,5.86,5 0

2.1.3 Tính momen uốn tổng và momen tương đương

td

M M

3

3 1

3 2

0

780184, 97

54, 05( ) 0,1.[ ] 0,1.49, 4

803435, 98

54, 59( ) 0,1.[ ] 0,1.49, 4

874877, 55

56,16( ) 0,1 0,1.49, 4

Đường kính tại vị trí lắp khớp nối : d3  55(mm)

2.1.6 Chọn và kiểm nghiệm then

Chon l t = 100 mm

 

2.900880

65,52( ) 55.100 14 9

2.1.7 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi

Kết cấu thiết kế cần đảm bảo độ bền mỏi Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm phải thỏa mãn điều kiện:

    aj, aj, mj, mj : là biên độ và trị số trung bình của ứng suất

pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j:

max min

max min

22

     [10.22/196-1]

+) Trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch

động:

max aj

oj

j mj

T W



W , W :j oj là Momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j

của trục, được xác định theo bảng 10.6

  , :là hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi

y

K K K

y

K K K

+)K y:hệ số tăng bền bề mặt, do không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt nên K y  1

+) ,  :hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng cua kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi, theo bảng 10.10[1]:

+)K,K :Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

 Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại vị trí lắp ổ lăn 1

o Chọn lắp ghép: Các ổ lăn trên trục lắp ghép theo kiểu k6

+)

1

1

191887, 44( )900880

d

Nmm d

d d

K K

2, 23.12,39 0 10, 21.6, 41

Kiểm nghiệm tại tiết diện nắp khớp nối:

Ta có:

3

3

090088055

K

Kx K

12,75 1,08 1

2,83

12,31 1,08 1

2,39

K

Kx K

K

Kx K

Vậy trục đảm bảo an toàn về độ bền mỏi

2.1.8 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn:

Cần đảo chiều khớp nối và tính lại xem trường hợp nào ổ chịu lực lớn hơn thì tính cho trường hợp đó

Phương trình cân bằng :

2 2

00

320(0) 173 2070,38.86,5 0

2(0) 1801,76.279,5 173 5630,5.86,5 0

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

Theo đường kính trục tại vị trí lắp ổ lăn là:d=60mm

Ta chọn ổ đũa côn 1 dãy cỡ nhẹ rộng 7512 (tra bảng P2.11 tr261T1)có:

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=10/3 với ổ đũa côn

Ta có

60 60.28,41.15000 6

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 B11.3[1]

215 ,ta chọn kđ =1,2 (va đập nhẹ)

X: hệ số tải trọng hướng tâm

Y: hệ số tải trọng dọc trục

{

Tải trọng động quy ước trên các ổ:

Hoặc Qt1= Fr1 =

Lấy Qt1=

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Qt = max( Qt0 , Qt1) = (N)

Qt= 6,191kN < C0= 61,60 kN thỏa mãn điều kiện bền

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

2.2 Trục I

2.2.1 Tính chọn kết cấu và ổ lăn cho trục I

 Đường kính trục động cơ: d sb1  30(mm)

Do các yếu tố lắp ráp và công nghệ, ta chọn sơ bộ trục có kết cấu như sau:

 Đường kính đoạn trục tại vị trí ổ lăn: d ol  35(mm)

 Đường kính đoạn trục tại vị trí lắp bánh đai: d bd  30(mm)

 Đường kính đoạn trục tại trục vít : d tv 40(mm)

 Bề mặt lắp ghép nắp với thân là bề mặt đi qua trục bánh vít để lắp bánh vít

và các chi tiết khác lên trục dễ dàng

b Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít

 Tại gối trục ổ bi đỡ 1 dãy (D 115mm )

4, 4 105 4, 4.10 149 (1, 6 2, 2) 105 (1, 6 2, 2).10 121 127

149 127

3 4

4, 4 115 4, 4.10 159 (1, 6 2, 2) 115 (1, 6 2, 2).10 131 137

159 137

 Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh vít với thành trong hộp

6 1 48

a) Phương pháp bôi trơn

- Ngâm trục vít trong dầu, ngâm dầu ngập ren trục vít nhưng không vượt quá đường ngang tâm con lăm dưới cùng

- Ổ lăn trục vít được bôi trơn do dầu bắn lên

- Ổ lăn trên trục bánh vít được bôi trơn bằng mỡ, thay mỡ định kỳ b) Chọn loại dầu bôi trơn

- Tra bảng 18.2,18.3/[2]: Chọn loại dầu bôi trơn ô tô máy kéo AK15

4.3 Đinh kiểu lắp, lập bảng dung sai

4.3.1 Chọn kiểu lắp ghép

Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:

 Lắp ổ lăn (vòng trong) trên trục theo hệ thống lỗ, vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục

 Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc nên chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay Mặt khác còn giảm bớt được chi phí gia công

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

Vậy khi lắp khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn kiểu H7

- Lắp ghép thân bánh vít lên trục chọn H7/k6

- Lắp ghép khớp nối lên trục H7/k6

- Lắp ghép vòng chắn mỡ với trục H7/k6

4.4 Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và

dung sai của các kiểu lắp

STT Kích thước Kiểu lắp Dung sai Vị trí lắp ghép

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí(tập 1+2)

Trịnh Chất -Lê Văn Uyển

2 Dung sai lắp ghép

Ninh Đức Tốn

3 Giáo trình chi tiết máy

MỤC LỤC Trang

PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG C VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 2

1 Chọn Động Cơ 2

1.1 Công suất yêu cầu của động cơ 2

1.2 Phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền trong hệ thống 4

1.3 Tính các thông số trên trục 4

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC BỘ TRUYỀN 5 A.Thiết kế bộ truyền ngoài 5

1 Chọn loại đai 5

2 Xác định đường kính bánh 6

3 Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục 6

4 Các thông số cơ bản của bánh đai 9

5 Thông số của bộ truyền đai 9 B Tính toán bộ truyền trong hộp 9

1 Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít 10

2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít 10

2.1.8 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn 34

4.4 Bảng thống kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và 46 dung sai của các kiểu lắp