Thiết kế hệ dẫn động băng tải (2)

Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền Lập bảng thông số 4 B.. Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài 5 Bảng tổng hợp các thông số bộ truyền đai dẹt 7 C.. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ r

A Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

Lập bảng thông số 4

B Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài 5

Bảng tổng hợp các thông số bộ truyền đai dẹt 7 C Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 8 C.1 Chọn vật liệu bánh răng 8

C.2 Xác định ứng suất cho phép 8

C.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 10

C.4 Xác định các thông số ăn khớp 11

C.5 Xác định các hệ số và thông số động học 11

C.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 12

C.7 Một số thông số hình học của cặp bánh răng 14

C.8 Bảng tổng kết các thông số của bánh răng 15

D Tính thiết kế trục 16

I Tính chọn khớp nối 16

II Xác định lực, sơ đồ tác dụng lên trục 17

III Xác định đường kính sơ bộ của trục 18

IV Trục I tính theo chi tiết 21

A.Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

Thông số đầu vào

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1.Lực kéo băng tải F= 850 (N)

• Hiệu suất bộ truyền bánh răng: ηbr= 0,97

• Hiệu suất bộ truyền đai: ηđ= 0,96

• Hiệu suất ổ lăn : ηol = 0,99

• Hiệu suất khớp nối: ηkn = 1

• Tỉ số truyền bộ truyền đai: uđ = 3

• Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng : ubr = 4

=> usb = uđ ubr = 3.4 = 12

6. Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ

+ Công suất trên trục công tác: Pct = Plv = 1,879 (kw)

+ Công suất trên trục II: PII =

+ Công suất trên trục I: PI = = 1,976 (kw)

+ Công suất trên trục động cơ: Pđc = (kw)

+ Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 1420 (vòng/phút)

+ Số vòng quay trên trục I: nI = (vòng/phút)

+ Số vòng quay trên trục II: nII = (vòng/phút)

+ Số vòng quay trên trục công tác: nct = (vòng/phút)

+ Momen xoắn trên trục động cơ:

Tđc = 9,55.106 6 = 13982 (N.mm) Momen xoắn trên trục I:

TI = 9,55.106 6 = 35216,57 (N.mm)Moment xoắn trên trục II:

TII = 9,55.106 6 = 135308,30 (N.mm)Moment xoắn trên trục công tác:

Tct = 9,55.106 6 = 133953,79 (N.mm)

11. Lập bảng thông số

Thông số Động cơ I II Công tác

B Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài

Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt

Thông số yêu cầu

P = Pđc = 2,078 (kw)

T1 = Tđc = 13982 (N.mm)

theo tiêu chuẩn thuộc dãy sau

50, 55, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160,… và lớn hơn dmin ghi trong bảng 4.6

Chọn d1 = 140 (mm)

+ Kiểm tra về vận tốc đai

v = (m/s)+ Xác định d2

d2 = u.d1.(1–ε) = 2,650.140.(1–0,015) = 365,44 (mm)

ε = 0,01÷0,02 hệ số trượt chọn ε= 0,015Chọn d2 theo tiêu chuẩn bảng ta được d2 = 355 (mm)

+ Tỉ số truyền thực tế

utt = = = 2,57+ Sai lệch tỉ số truyền

•kđ Hệ số tải trọng động: tra bảng B kđ = 1,35+ δ Chiều dày đai được xác định theo : Tra bảng B với loại đai dẹt chọn max =

6 Tính lực tác dụng

+ Lực căng ban đầu:

F0 = σ0.δ.b = 1,8.3,5.40 = 252 (N)

- Lực tác dụng lên trục:

C.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Thông số đầu vào

Độ rắn : HB = 192÷240 (MPa) → HB2 = 210Giới hạn bền : = 750 (MPa)

Giới hạn chảy : = 450 (MPa)

Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện

Độ rắn : HB = 192÷240 (MPa) → HB1 = 220Giới hạn bền : = 750 (MPa)

Giới hạn chảy : = 450 (MPa)C.2 Xác định ứng suất cho phép

• Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

Chọn sơ bộ = 1; = 1

Sh, Sf hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn Tra bảng B

Bánh răng chủ động: = 1,1; = 1,75Bánh răng bị động : = 1,1; = 1,75 ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở

→ mH = 6, mF= 6, lần lượt số chu kỳ thay đổi ứng suất khi ứng suất tiếp xúc

và ứng suất uốn = = = 4.106

= 30 2,4 = 30.2202,4 = 12558439,82

= 30 2,4 = 30.2102,4 = 11231753,46

NHE và NFE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh

→ NHE = NFE = 60.c.n

Trong đó c=1 số lần ăn khớp trong 1 vòng quay

n số vòng quay bánh răng trong một phút

- tổng số giờ làm việc của bánh răng

• Ứng suất cho phép khi quá tải do HB< 350

+ []max = 2,8.max(= 2,8.450 = 1260 (MPa)

+ []max = 0,8 = 0,8.450 = 360 (MPa)

+ []max = 0,8 = 0,8.450 = 360 (MPa)C.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục

aw = Ka.(u+1) , với Trong đó Ka hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng

Tra bảng B → Ka = 43(MPa)1/3

T1- momen xoắn trên trục chủ động: T1 = 35216,57 (MPa)

[σH]- ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 454,546 (MPa)

u tỉ số truyền: u = 4

+ , hệ số chiều rộng vành răng

Tra bảng B với bộ truyền HB< 350, chọn = 0,45

=0,5 .(u+1) = 0,5.0,45.(4+1) = 1,125

Tra bảng B với = 1,125 và sơ đồ vị trí 6

lấy theo nội tuyến tính

Tra phụ lục PL với: CCX = 9

HB < 350 Bánh răng nghiêng

v = 1,11 (m/s)

→ ( Hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp)

+ Từ thông tin trang 91, 92

suất tiếp xúc và uốn

+ Hệ số tập trung tải trọng:

+ KHα, KFα Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn

Tra bảng B với ta được

C.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

a Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc

→ σH = 274.1,706.0,789 = 451,93

σH < [σH]’= 454,546 (MPa)

b Kiểm nghiệm về độ bền uốn

- , lần lượt ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động

- KF hệ số tải trọng khi tính về uốn

Thay số vào ta được:

1 Chọn khớp nối sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

• Kiểm nghiệm khớp nối

≤ []

ứng suất dập cho phép vòng cao su [] = 2÷4 []

X O

Y Z

Fa1

Fa2

Fd

2 Xác định các giá trị của các lực tác dụng lên trục và bánh răng

+ Lực tác dụng của khớp nối lên trục Fkn = 0,2.Ft = 515,46 (N)

Vật liệu chế tạo trục là thép 45 có = 600 (MPa)

ứng suất cho phép = 15÷30 (MPa)

+ Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

• Trục I là chiều dài mayo bánh răng d1= 25 (mm)

+ Khoảng cách từ gối đỡ A đến thiết diện bánh răng C

- k2 là khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp

k2= 5÷15 chọn k2= 5 + Khoảng cách từ gối đỡ A đến thiết diện đai D

lm12 = (1,2÷1,5).d1 = 30÷35,5 chọn lm12= 35 (mm)

lc12= 0.5.(lm12+b01)+k3+kn =0,5.(35 + 17) + 20 + 20 = 66 (mm)

- lc12 là khoảng công xôn trên trục thứ 1 tính từ chiều dài mayo chi tiết quay thứ 2 ổ ngoài hộp giảm tốc đến gốc đỡ

- lm12 là chiều dài mayo chi tiết quay thứ 2 lên trục 1

- k3 là khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến nắp ổ k3= 10÷20

- kn là chiều cao nắp ổ và đầu bu lông kn= 15÷20chọn

+ Khoảng cách từ gối đỡ A đến gối đỡ B

l11= 2.l13= 2.46= 92 (mm)

• Trục II là chiều dài mayo bánh răng d2= 35 (mm), b02=21 (mm)

+ Khoảng cách từ gối đỡ B’ đến thiết diện bánh răng C’

IV Trục I tính theo chi tiết

AB

+ Momen tổng, momen uốn tương đương và đường kính

+m=3: bậc của đường cong mỏi

+Q: tải trọng động quy ước

+L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

L= (triệu vòng quay)

-Xác định tải trọng động quy ước:

Q= (X.V.Fr+Y.Fai).kt.kđ

V= 1: hệ số kể đấn vòng trong quay

kt=1: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ

kđ : hệ số kể đến đặc tính của tải trọng, tra bảng B kđ= 1

X,Y : hệ số tải trong hướng tâm và dọc trục

FsA= e.FrA=0,68.1084,20= 737,256 (N) α= 260; tra bảng B → e= 0,68

> kiểm nghiệm cho ổ B, )

 Khả năng tải động được đảm bảo

IV.4 Kiểm nghiệm trục I

- về độ bền mỏi và độ bền trục bảo đảm hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm

Sj=

[S] hệ số an toàn cho phép: [S]= 1,5÷2,5

Sσj- hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp

Sτj- hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

- Đối với trục quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng:

tiết diện cần được kiểm tra là:

Tiết diện ổ lăn A,B

Tiết diện bánh răng C

Tiết diện bánh đai D

Do dùng biện pháp tăng bền bề mặt nên chọn Ky= 2

Ta có

→

→ Sj= → thỏa mãn

• Xét tiết diện bánh đai D

Do Mj = 0 chỉ kiểm tra hệ số an toàn khi tính riêng ứng suất tiếp

• Xét tại tiết diện ổ lăn dA=dB= 25 mm

Đổi chiều RyA’

(4)→FxB’=- =- =

FxB’=-1745,39 (N)

Đổi chiều RxB’

(1) → FxA’= Fkn+ Ft2 – FxB’ = 515,46 + 1779,06 + 1745,39 = 3439,91 (N)

- Vị trí lắp bánh răng dC’= 36 (mm)

- Vị trí lắp ổ lăn dA’ = dB’ = 30 (mm)

- Vị trí lắp khớp nối dD’ = 28 (mm) V.2 Tính ổ lăn

E.2 Một số chi tiết khác

+ Chốt định vị hình trụ

Các thông số của chốt định vị:

d=6; c=1; l=12÷120

+ Cửa thăm Các thông số của cửa thăm

+ Kiểm tra mức dầu

- Do v< 12 (m/s) nên bánh răng ngâm trong dầu, chiều cao mức dầu

trong hộp được kiểm tra qua thiết bị chỉ dầu, chọn kiểm tra bằng que

thăm dầu

+ Nút tháo dầu

E.3 Bôi trơn các bộ truyền

1 Bôi trơn hộp giảm tốc

- Do bánh răng trong hộp giảm tốc đều có vận tốc v= 1,11 (m/s) < 12 (m/s) nên bôi trơn với phương pháp ngâm trong dầu

Độ nhớt bôi trơn

Tra bảng B chọn loại dầu AK-20

- Bôi trơn ngoài hộp bôi trơn định kỳ, bôi trơn ổ lăn

Trục Vị trí lắp Kiểu lắp Sai lệch giới hạn

+65

+15 +2

+65

+15 +2

2 Bảng kê kiểu lắp sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép

TÀI LIỆU THAM KHẢO