Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1

Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam toc,Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam tocThiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam tocThiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam tocThiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam tocvThiết kế hệ thống dẫn động băng tải 1thiiet ke hop giam tocv

KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ

BỘ MÔN CÔNG NGHÊ KIM LOẠI



ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

ĐỀ BÀI

1

Đề số 10: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Số ngày làm việc trong năm, (ngày) 220

Số ca làm trong ngày, (ca) 3 Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ.

5 4

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHÔI TỶ SỐ TRUYỀN 4

I Chọn đông cơ điẹn 4

II.Phân phối tỷ số truyền 4

PHÂN 2 : THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 5

I Thiết kế bộ truyền xích ống con lăn 5

II Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 6

II Thiết kế bộ truyền bánh răng – trục vít 10

PHẦN 3: THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN – KHỚP NỐI - Ổ LĂN 12

I.ThiÕt kÕ trôc - then 12

II Chọn khớp nối 22

PHẦN 4 : TÍNH TOÁN VÀ CHỌN Ổ LĂN 23

I Trục 1 .23

II Trục 2 24

II Trục 3 26

PHẦN 5: KT HGT ĐÚC,CHỌN CÁC CT PHỤ, BẢNG DS LẮP GHÉP 28

I Kích thước hộp giảm tốc đúc 28 II Chọn các chi tiết phụ. 29

III Dung sai lắp ghép. 32

IV Kết cấu bánh răng. 33

V Mối ghép ren. 33

VI Bảng vật liệu. 34

VII Bản đặc tính HGT. 34

PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN

I Chọn động cơ điện

- Công suất sơ bộ của động cơ: Psb=Plv/Ση

+ Công suất ra trên trục làm việc (công tác):

6

t lv

F v

→ Công suât sơ b cua đ ng cơ: Psb=Plv/Ση=6/0,633=9,48kW ô ô

+ Hiệu suât chung cua hệ thống

→ Ta chọn động cơ 4A132M2Y3 có

II Phân phối tỉ số truyền

+ Như phân bố như trước ta chọn ux=2,2 và uh=90

+ Đây là hgt bánh răng – trục vít ta chọn ubr=3,075; utv=30

BẢNG KẾT QUẢ

Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục côngtácCông suất P

Số vòng quay n

(vòng/phút) 2907 2907 945,37 31,51 14,3239Momen xoắn T

(N.mm) 31176 30848 91119 1894240 4000363

PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

I Thiết kế bộ truyền xích ống con lăn

Thông số kĩ thuật: P3 = 6,25 (kW) ; n3 = 31,51 (vòng/phút) ; ux = 2,2

1 Chọn số răng đĩa xích dẫn: z1=25 răng

Số răng đĩa xích bị dẫn: z2=z1u=2,2.25=55 Lấy z2=55 răng

2 Xác định thông số xích

Th«ng sè

Trục

+ Theo B5.8 số vòng quay tới hạn của xích có pmax=44,45mm là 400vg/ph, nênđiều kiện n<nth thỏa mãn

4 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục

+ Đường kính vòng chia của cặp đĩa xích: d1= pz1/π =354,65mm;

d2=pz2/π=778,61mm

+ Lực tác dụng lên trục: Fr = kmFt = 1,15.10702 = 12307,3N

II ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng.

Th«ng sè ban ®Çu:

P1 = 9,39 (kW) , n1= 2907 (vßng/phót) , ubr= 3,075 ; L = 3.8.220.7 =

36960 giê

1.Chän vËt liÖu (B6.1)

Bánh nhỏ: C45 tôi cải thiện, độ cứng 245HB, σb1=850MPa, σch1=580MPa

Bánh lớn: C45 tôi cải thiện, độ cứng 230HB, σb2=750MPa, σch2=450MPa Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn H1 ≥ H2+(1015)

2 Xác định ứng suất cho phép

 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

+ Bánh răng nhỏ:

=(560/1,1)1.1.1.1=509,1MPaTrong đó:

Sau cùng: → [σH] = min[[σH1], [σH2]] = 481,82 (MPa)

 Ứng suất uốn cho phép

+ Bánh răng nhỏ:

Trong đó:

+ Bánh răng lớn:

Trong đó:

 Ứng suất quá tải cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép: [σH]max=2,8σch2=2,8.450=1260MPa+ Ứng suất uốn quá tải cho phép: [σF1]max=0,8σch1=0,8.580=464MPa

 Xác định các thông số ăn khớp

+ Mô đun sơ bộ: m=(0,014-0,02)a →chọn m=2mm

Ta cần dịch chỉnh răng để đảm bảo khoảng cách trục 106mm

Hệ số dịch tâm: y = a/m-0,5(z1+z2) = 106/2-0,5(26+79) = 0,5

Hệ số: ky=1000y/(z1+z2)=4,76

Tra B6.10a tìm được kx= 0,174

Hệ số giảm đỉnh răng: Δy=kx(z1+z2)/1000=0,018

Tổng hệ số dịch chỉnh: xt=y+ Δy=0,5+0,018=0,518

Hệ số dịch chỉnh br 1: x1=0,5[xt-(z2-z1)y/(z1+z2)]=0,13

Hệ số dịch chỉnh br 2: x2=xt-x1=0,39

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc làm việc:

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Ứng suất uốn sinh ra:

6 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Quá tải khi tính về tiếp xúc:

Quá tải khi tính về uốn:

7 Các thông số và kích thước bộ truyền

+ Đường kính lăn: d1=2a/(u+1)=52mm, d2=d1u=160mm

+ Đường kính đỉnh răng: da1=d1+2(1+x1-Δy)m=56mm; da2=164mm+ Đường kính đáy răng: df1=d1-(2,5-2x1)m=47mm; df2=155mm

C.Thiết kế bộ truyền trục vít.

→Theo bảng 7.1[1] Với vsb<5m/s ta chọn vật liệu làm bánh vít là

đồng thanh không thiếc và đồng thau Cụ thể là dùng đồng thanh

nhôm _sắt_niken БpA ЖH 10_4_4 để chế tạo bánh vít Tải trọng là trung bình →chọn vật liệu làm trục vít là thép 45,tôi bề mặt đạt

độ rắn HRC = 45

2.Xác định ứng suất cho phép ( bánh vít)

 Ứng suất tiếp xúc cho phộp: Theo B7.2 với cặp vật liệu ƂpAЖH 10-4-4 và thộp tụi,

vsb=1,9m/s ta tra được [σH]=252 MPa

 Ứng suất uốn cho phộp: [σF]=[σFO]KFL=166.0,457=75,862MPa

Trong đó: [σFO]=0,25σb+0,08σch=166MPa (quay 1 chiều)

KFL==0,457Với: NFE=60n2Lh=60+0,69.0,45)=116.107 chu kỳ

3 Tớnh toỏn bộ truyền

- Khoảng cỏch trục sơ bộ:

2 2 3

2

2 2 3

 Kiờ̉m nghiệm độ bền uốn

Ứng suất uốn sinh ra: σF=1,4T2YFKF/(b2d2mcosγ)

+Số răng: z2 = 60 răng

+Tỉ số truyền: u=z2/z1=30

+Góc nâng ren: γ=arctan(z1/q)=6,34o

+Chiều dài phần cắt ren trục vít: b1(11+0,06z2)m=73 Lấy b1=85mm+Chiều rộng bánh vít: b2≤0,75da1=0,75m(q+2)=67,5 Lấy b2=68mm+Đk ngoài bánh vít: daM2≤da2+1,5m=310+1,5.6,3=261,45mm

+Đk chia: d1 = mq = 80mm; d2 = mz2 =300mm

+Đk đỉnh: da1 = m(q+2) = 90 mm; da2 = m(z2+2) =310 mm

+Đk đáy: df1= m(q-2,4) = 68mm; df2=m(z2-2,4)=288mm

Phần 3: THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN – KHỚP NỐI - Ổ LĂN

I Thiết kế trục - then :

 Trục 1: n1= 2907 (vòng/phút); P1 = 9,39 (kW); T1 = 30848

(N.mm)

1 Chọn vật liệu: Các trục chế tạo bằng vật liệu thép 45 có b=

600Mpa, ứng suất xoắn cho phép    = 12�20 Mpa

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

Đờng kính trục sơ bộ

3 3

63

dc k

4 Xác định đờng kính các đoạn trục

Sơ đồ tính: Tính phản lực rồi ghi giá trị trực tiếp vào sơ đồ, chiều phản lực đúng nh hình vẽ:

- Mô men uốn tương đương tại các đoạn trục (10.16)+ M tdC  0,75.T12  0,75.308482 26715( N mm).

= 8,2 = 0,54m < 2,5m/cosβ nên ta không phải gia công bánh răng liền trục

5 Kiểm nghiệm độ bền của then

Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф16: b=5mm , h=5mm , t1=3mm ¬,

t2=2,3mm ; lthen=(0,8÷0,9) lm12=(0,8÷0,9) 40 =32÷36mm,ta chän

lthen=34mm (theo chuẩn)

Điều kiện bền dập: σd=2T/[(dl(h-t1)]=2.30848/[16.34(5-3)] = 57MPa[σd]=100MPaĐiều kiện bền cắt: τc = 2T/(dlb) = 2.30848/(16.34.5) = 2 ≤ [τc]=60MPa

6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại tiết diện A

sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j

sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j

Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa

 Trục 2: n2= 945,37 (vòng/phút); P2 = 9,01 (kW); T2 = 91119 (N.mm)

1 Chọn vật liệu: Các trục chế tạo bằng vật liệu thép 45 có b=

600Mpa, ứng suất xoắn cho phép    = 12�20 Mpa

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

Đờng kính trục sơ bộ:

3 3

Sơ đồ tính: Tính phản lực rồi ghi giá trị trực tiếp vào sơ đồ, chiều phản lực đúng nh hình vẽ:

- Mụ men uốn tương đương tại cỏc đoạn trục (10.16)

+ M tdC  0,75.T22M x2M2y  0,75.911192  0 078911( N mm)

+M tdA M tdB  0,75.T22M y2M x2  0,75.911192735322267842 111137( N mm)

- Ứng suất uốn cho phộp của trục (B10.5) (d=20mm và C45 có σb=600MPa)

[σ]=63MPa

- Đường kớnh trục tối thiểu tại cỏc tiết diện (10.17):

dA = dB = 26,3mm; dC =25 mm

- Kết cấu trục:

5 Kiờ̉m nghiệm độ bền của then

Chọn kớch thước then theo đường kớnh trục Ф25: b=18mm , h=7mm , t1=4mm,

t2=2,3mm ; lthen=(0,8ữ0,9) lm13 =(0,8ữ0,9) 28= 22,4 ữ 25,2 mm lấy

lthen=23(mm)

Điều kiện bền dập: σd=2T/[(dl(h-t1)]=2.30848/[25.23(7-4)] = 60MPa[σd]=100MPaĐiều kiện bền cắt: τc = 2T/(dlb) = 2.30848/(25.23.8) = 13,4 ≤ [τc]=60MPa

6 Kiờ̉m nghiệm trục về độ bền mỏi tại tiết diện A

sσj-hs an toàn chỉ xột riờng ứng suất phỏp tại tiết diện j

sτj- hs an toàn chỉ xột riờng ứng suất tiếp tại tiết diện j

Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa

1 Chọn vật liệu: Các trục chế tạo bằng vật liệu thép 45 có b=

600Mpa, ứng suất xoắn cho phép    = 12�20 Mpa

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

Đờng kính trục sơ bộ: d3  3T3 / 0,2[ ]  31894240 / 0,2(12 20) 78 92�  � mm

Chọn d3 = 90mm

4 Xác định đờng kính các đoạn trục

Sơ đồ tính: Tính phản lực rồi ghi giá trị trực tiếp vào sơ đồ, chiều phản lực đúng nh hình vẽ:

- Mụ men uốn tương đương tại cỏc đoạn trục (10.16)

+ M tdC  0,75.T32M2x M2y  0,75.1894240 404760 12499202 2 2 2101723( N mm).+ M tdB  0,75.T32M y2  0,75.1894240 18171002 2 2448053( N mm).

5 Kiểm nghiệm độ bền của then

Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф95: b=28mm , h=16mm , t1=10mm ,

t2=6,4mm ; lthen=(0,8÷0,9) lm13 =(0,8÷0,9) 150= 120 ÷ 135 mm lÊy

lthen=130(mm)

Điều kiện bền dập: σd=2T/[(dl(h-t1)]=2.1894240/[95.130(16 - 10)] =

51MPa[σd]=600MPa

Điều kiện bền cắt: τc = 2T/(dlb) = 2.1894240/(95.130.28) = 11 ≤ [τc]=60MPa

6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại tiết diện A

sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j

sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j

Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa

l3=15mm: chiều dài đoạn chốt bị dập

lo=l1+l2/2=25mm: chiều dài chịu uốn của chốt

k=1,8: hs chế độ làm việc của xích tải

Điều kiện bền dập của vòng đàn hồi:

Lực hướng tõm tại cỏc ổ: FroA= 9872 2162 1010N, FroB=520N, Fa=0

Xột tỉ số: ΣFa/FroA=0/1010=0 Ta sẽ dựng ổ bi đỡ 1 dãy (P2.12)

Đường kớnh ngõng trục d=20mm Ta chọn ổ 403 có d=20mm, [C]=17,8kN,

Q E Q �Q L i i �L i   Kiểm tra khả năng tải động: C=Qtd(thỏa)

Trong đó: L=Lh60n/106=6447 triệu vũng quay

 Kiểm tra ổ theo khả năng tải tĩnh

Ổ A

Tải trọng tĩnh tớnh toỏn:

Co=XoFroA =1,01kN và Co=FroA=1,01<[Co]=12,1kN(thỏa)

Xét tỉ số: ΣFa/FroB=12628/4136=3,05 Ta sẽ dùng æ bi c«n 2 d·y (P2.12)

Đường kính ngõng trục d=30mm Ta chọn ổ 7606 có d=90mm, [C]=61,3kN, [Co]=51kN

 Kiểm tra ổ theo khả năng tải động

Ta thấy FroA <FroB nờn bố trớ ổ như trờn hình vẽ để FaoA>FaoB

FaoB=S A   =12315N > SF a B Lấy FaoB=12315N

Ổ A

Xột FaoA/VFroA=13040/1178=11>e→X=0,4; Y = 2

Tải trọng động qui ước: Q=(XVFroA+YFaoA ) KtKd =1,178 kN

Trong đó: V=1 ; Kt=1 ; Kđ=1 ; X=0,4 ; Y=2

Tải trọng tơng đơng:

10/3 10/3 10/3

Q td Q �Q L i i �L i   Kiểm tra khả năng tải động: C=Qtd(thỏa)

Trong đó: L=Lh60n/106=2096 triệu vũng quay

Ổ B

Xột FaoB/VFroB=12315/2038=6,04>e→X=1; Y = 1,5tg120=0,32

Tải trọng động qui ước: Q=(XVFroB+YFaoB ) KtKd = 6,2 kN

Trong đó: V=1 ; Kt=1 ; Kđ=1 ; X=1 ; Y=0,32

Tải trọng tơng đơng:

10/3 10/3

Q td Q �Q L i i �L i   Kiểm tra khả năng tải động: C=Qtd(thỏa)

Trong đó: L=Lh60n/106=2096 triệu vũng quay

 Kiểm tra ổ theo khả năng tải tĩnh

Lực hướng tâm tại các ổ: FroA= 104162 33732 10949N, FroB=10169N, Fa=1720N

Xét tỉ số: ΣFa/FroA=1720/10949=1,16 Ta sẽ dùng æ bi c«n 1 d·y (P2.12)

Đường kính ngõng trục d=90mm Ta chọn ổ 2007118 có d=90mm, [C]=111kN, [Co]=111kN

Xét tỉ số: ΣFa/FroB=1720/10169=1,16 Ta sẽ dùng æ bi c«n 1 d·y (P2.12)

Đường kính ngõng trục d=90mm Ta chọn ổ 2007118 có d=90mm, [C]=111kN, [Co]=111kN

 Kiểm tra ổ theo khả năng tải động

Ta thấy FroA >FroB nên bố trí ổ như trên hình vẽ để FaoA<FaoB

Lực dọc trục tác dụng lên các ổ:

FaoA= SB- ΣFa =2870 - 1720=1150N < SA Lấy FaoA=3090N

FaoB=S A  F a =4810N > SB Lấy FaoB=4810N

eA,B= 1,5.tg() =1,5.tg(12,830)= 0,34

Ổ A

Xột FaoA/VFroA=1150/10949=0,1<e→X=1; Y =0

Q td Q �Q L i i �L i   

Kiểm tra khả năng tải động: C=Qtd(thỏa)

Trong đó: L=Lh60n/106=51 triệu vũng quay

Ổ B

Xột FaoB/VFroB=4810/10169=0,5>e→X=0,4; Y =1,76

Tải trọng động qui ước: Q=(XVFroB+YFaoB)KtKd =12,5 kN

Trong đó: V=1 ; Kt=1 ; Kđ=1

Tải trọng tơng đơng:

10/3 10/3 10/3

Q E Q �Q L i i �L i   Kiểm tra khả năng tải động: C=Qtd(thỏa)

Trong đó: L=Lh60n/106=51 triệu vũng quay

 Kiểm tra ổ theo khả năng tải tĩnh

PHẦN 5: KÍCH THƯỚC HỘP GIẢM TỐC ĐÚC CHỌN CÁC CHI TIẾT PHỤ, BẢNG DUNG SAI LẮP GHẫP

mmChiều dày bích nắp hộp S4 = (0,9  1 ) S3 15

C  D3/2 nhng phải

đảm bảo k  1,2d2

E2=22

R2=18

Chiều cao gối trục Xác định theo kết

cấu

40mm

mm

Bề rộng mặt đế hộp K1  3 d1 , q  K1 +2 K1 =

54Khe hở giữa bánh răng và thành

trong hộp

mmKhe hở giữa đỉnh bánh răng lớn tới

đáy hộp

mmKhe hở giữa mặt bên các bánh răng

L,B :Chiều dài vàchiều rộng của hộp

6

Điều kiện ngõm dõ̀u (đối với 2 bỏnh răng bị động): Mức dõ̀u phải cao hơn bỏnh răngnhỏ 2h (4,5mt , khụng thấp hơn 10mm), đối với bỏnh răng cụn thì ngập hết chiều rộngvành răng; nhưng khụng cao hơn 1/3 bỏn kớnh bỏnh răng lớn

II.Chọn cỏc chi tiết phụ.

1 Nắp quan sỏt (B18.5)

Cửa thăm dùng để quan sát và kiểm tra các chi tiết máy trong hộpkhi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp.Cửa thăm đợc đậy bằngnắp Trên nắp có thể đợc nắp nút thông hơi.Kích thớc cửa thămchọn theo bảng18.5 [2]

dầu để kiểm tra mức dầu trong hộp Kết cấu và kích thớc của quethăm dầu Xem hình dới.

5 Đai ốc hãm

Để cố định trục ta dùng đai ốc hãm Kết cấu và kích thớc của đai

ốc hãm ta tra bảng 15.1 [2]

6.Vòng chắn mỡ dầu

Để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp, ta dùng vòngchắn Kết cấu và kích thớc của vòng chắn

7 Chốt định vị

Để bảo đảm vị trí tơng đối giữa nắp và thân trớc và sau khi giacông cũng nh khi lắp ghép ta dùng hai chốt định vị hình trụ Kíchthớc của chốt xem hình dới

III Dung sai lắp ghép

Các kiểu lắp ghép cần nắm:

Vị trí lắp Kiểu lắp

Bánh răng, bánh vít, xích, trục

VII Bảng đặc tính HGT

HỘP GIẢM TỐC BÁNH RĂNG – TRỤC VÍT

Tỉ số truyền Đk trục vào Đk trục ra Khoảng cách trục Kích thước Trọng lượng

PHẦN 6: TÀI LIÊU THAM KHẢO

[1] TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP MỘT“ TRỊNH CHẤT-

LÊ VĂN UYỂN” Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam

[2] TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ – TẬP HAI“ TRỊNH CHẤT-

LÊ VĂN UYỂN” Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam