Đồ án thông tin đến các bạn với các nội dung chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền ; tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí; xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục; thiết kế các bộ truyền; thiết kế trục và chọn ổ lăn; tính toán các yếu tố của vỏ hộp và các chi tiết khác.
Mục lục Phần I Chọn động phân phối tỉ số truyền Chọn động Tr3 Tính toán động học hệ thống dẫn động khí Tr5 Xác định công suất, momen số vòng quay trục Tr6 Phần II Thiết kế truyền A) Bộ truyền hộp Chọn vật liệu Tr8 Xác định loại ứng suất cho phép Tr8 Tính toán cho cấp nhanh Tr11 Tính toán cho cấp chậm Tr17 Bảng thông số truyền bánh hộp B) Bộ truyền xích Chọn loại xích Tr24 Xác định thông số xích truyền xích Tr24 Bảng thông số truyền xích Tr27 Phần III Thiết kế trục chọn ổ lăn A) Thiết kế trục Sơ đồ phân tích lực hệ dẫn động Tr28 Giá trị lực ăn khớp Tr28 Tính sơ trục Tr30 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Tr30 Xác định đờng kính chiều dài đoạn trục Tr31 Tính kiểm nghiệm trục vỊ ®é bỊn mái Tr35 TÝnh kiĨm nghiƯm ®é bỊn then Tr37 B) Chọn ổ lăn Tr23 Chọn ổ lăn cho trục I Tr38 Chọn ổ lăn cho trục II Tr39 Chọn ổ lăn cho trục III Tr40 Phần IV Tính toán yếu tố vỏ hộp chi tiết khác Tính toán yếu tố vỏ hộp Tr42 Bôi trơn điều chỉnh ăn khớp Tr43 Bảng kê kiểu lắp Tr44 Tài liệu tham khảo tra cứu Đồ án đợc thiết kế dựa tài liệu sau : + Chi tiÕt m¸y T , T - Nguyễn Trọng Hiệp (1999) + Hỡng dẫn hoàn thành đồ ¸n m«n häc Chi tiÕt m¸y (1979) + TÝnh to¸n thiết kế hệ thống dẫn động khí T ,T - Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển ( 2000) Các số liệu đợc tra qúa trình thiết kế tính toán dựa bảng Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí T1,T2 - Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển (2000) Đồ Đề số : án môn học chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải Sơ đồ hƯ thèng dÉn ®éng: T m m = 1,4T T = 0,6T t = (h) t = (h) t c k = (h) Trong đó: Động Nối trục đàn hồi Hép gi¶m tèc Bé trun xÝch Băng tải Số liệu thiết kế: Nhiệm vụ thiết Lực kéo băng tải : F = 3000 (N) Vận tốc băng tải : v = 1,35 (m/s) §êng kÝnh tang : D = 280 (mm) Ti thä hƯ thèng : t h = 6500 (h) Sè ca lµm viƯc : Sè ca = Đặc tính làm việc : Va đập nhẹ Góc nghiêng đờng nối tâm truyền : kế: 25 * Bản thuyết minh thiết kế tính toán (Khổ A ) * Bản vẽ hộp giảm tốc * Bản vẽ chế tạo chi tiết (Khổ A3) Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động Phần I Chọn động phân phối tỉ số truyền 1).Chọn động a)-Tính công suất cần thiết Chọn động điện công việc qúa trình tính toán, thiết kế máy Nó có ảnh hởng lớn đến việc lựa chọn thiết kế hộp giảm tốc nh truyền hộp Để chọn đợc động phải dựa đặc tính phạm vi sử dụng chúng với yêu cầu thiết kế từ lựa chọn động động phù hợp kinh tế Muốn ta phải tính đợc công suất cần thiết động Công suất cần thiết động đợc xác định theo công thức (2.8): Pct Pt kW Trong đó: P c t (kW)là công suất cần thiết trục động P t (kW)là công suất tính toán trục máy công tác hiệu suất truyền động Để xác định đ ợc công suất P c t cần xác định đ ợc công suất tính toán P t Công suất tính toán đ ợc xác định dựa vào chế độ làm việc hệ thống dẫn động tính chất tải trọng Theo yêu cầu thiết kế, hệ thống dẫn động băng tải đ ợc tính toán điều kiện làm việc lâu dài tải trọng tác dụng thay ®ỉi theo chu kú Do ®ã ta coi ®éng c¬ làm việc với công suất t ơng đơng không đổi (thay cho trình làm việc động lúc tải, lúc non tải) đ ợc tính theo c«ng thøc (2.13) P t = P t d víi Ptd P1 i Pi P1 ti ( kW ) ti i Trong ®ã: Ptd (kW) công suất tơng đơng động P (kW) công suất lớn công suất tác dụng lâu dài trục máy công tác P i (kW) công suất tác dụng lâu dài thời gian ( t i ) Theo biểu đồ tải trọng ta thấy thời gian mở máy nhỏ (3s) không coi công suất tác dụng lâu dài trục máy công tác, nên ta có: Ptd P1 P1 P1 P2 P1 t t1 t2 t kW T =0,6T => P >P F.v VËy ta cã theo c«ng thøc (2.11): P1 Plv kW 1000 Víi : F=3000(N) lực kéo băng tải v=1,35(m/s) vận tốc băng tải 3000.1,35 => P1 4,05 kW 1000 Từ biểu đồ tải trọng ta có: Ta lại có: P2 P1 T2 T1 0,6 t = 2(h) vµ t = 5(h) ; t c k = t +t =2+5=7(h) Vậy ta có công suất t ơng đơng lµ: Ptd P1 P1 P1 t t1 P2 P1 t2 t 4,05 2 0,6 5 2,984 kW => P t = P t d =2,984(kW) Mà hiệu suất truyền động ( ) đợc tính dựa hiệu suất truyền hệ thống dẫn động theo công thức (2.9): = k ol br1 br2 x Trong trị số hiệu suất loại truyền ổ đ ợc tra bảng 2-3 (Tr.19 ) k 1là hiệu suất truyền khớp nối trục từ trục động sang trục I hiệu suất cặp ổ lăn o l =(0,99) đợc làm việc điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn đây, sử dụng cặp ổ lăn trục, cặp ổ có hiệu suất riêng ( * o l =0,99) b r =0,97là hiệu suất truyền bánh trụ thẳng làm việc điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn (cấp nhanh) b r =0,97 hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng làm việc điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn (cấp chậm) hiệu suất truyền xích làm việc điều kiện che kín x =0,96 đủ dầu bôi trơn Vậy ta có: = k o l b r b r x = 1 0.99 0,97 0,97 0,96 = 0,8677 => = 0,8677 Pt 2,984 Pct 3,44 kW 0,8677 P c t =3,44(kW) b)-Xác định sơ số vòng quay ®ång bé *) Chän s¬ bé tØ sè trun Dùa vào bảng 2.4(TR.21,TTTKHTDĐCK- T1 )chọn: Tỉ số truyền trun xÝch u n = 2 (lÇn) TØ sè trun cđa hép giảm tốc u h =15(lần) Tỉ số truyền sơ hệ thống dẫn động là: u s b =u h u n =2.15=30 (lần) *) Số vòng quay trục băng tải tính theo công thức (2.16): 60.v v n lv p D Trong ®ã: v = 1,35(m/s) vËn tèc băng tải D= 280(mm)=0,28 (m) đờng kính tang quay băng tải 60.v 60.1,35 92 v ; p D 0,28 Vậy số vòng quay sơ trục động là: n c t = 2760(v/p) => n c t = n l v u s b = 92.30 = 2760(v/p) ; n đ b =3000(v/p) Chọn đợc số vòng quay đồng động là: *) Chọn động Dựa yêu cầu động momen mở máy công suất cần thiết để đảm bảo động làm việc tốt là: Pđc Pct nđb nct Tmm Tk 1,4 T Tdn Với T momen tải träng lín nhÊt T=T => n lv Tra bảng P 1.2; P 1.2; P 1.3 với động đồng 3000(v/p) ta chọn đ ợc động điện K nhà máy Động cơViệt-Hung chế tạo với kiểu động K132S2 có thông số sau: C«ng suÊt VËn tèc I K /I d n Cos (kW) (v/p) 4,0 2890 0,90 6,8 T K /T d n 2,5 Đ/k trục độngKhối lợng (mm) (kg) 32 60 2).Tính toán động học hệ thống dẫn động khí Tính toán hệ thống dẫn động khí theo thông số động điện chọn đợc *)-Xác định tỉ số truyền u t hệ thống dÉn ®éng TØ sè trun cđa hƯ thèng dÉn ®éng đợc xác định tỉ số số vòng quay đầu vào truyền số vòng quay đầu cđa bé trun n dc ut (lÇn) n lv Với: n d c =2890(v/p) số vòng quay động điện chọn đ ợc n l v =92(v/p) số vòng quay trục băng tải n dc 2890 ut 31,52 (lÇn); u t = 31,52 (lÇn ) => n lv 92 *)-Ph©n phèi tØ sè trun u t hệ thống dẫn động cho trun TØ sè trun cđa hƯ thèng dÉn ®éng ® ợc phân phối cho truyền hộp giảm tốc vµ bétrun ngoµi (bé trun xÝch & bé trun khíp) ut=uh.un=31,52 (lần) Tỉ số truyền truyền khớp là: uk 1(lÇn) Chän tØ sè trun cđa bé trun xÝch là: ux=2,5(lần) Vậy ta có tỉ số truyền hộp giảm tốc là: uh ut un ut u k u x 31,52 12,6 1.2,5 (lần) Đây hộp giảm tốc khai triển, tính toán theo điều kiện bôi trơn yêu cầu thể tích hộp nhỏ đợc Do ®ã chän tØ sè trun cđa cÊp nhanh ( u ) lín h¬n tØ sè trun cđa cÊp chËm ( u ) Ta dïng c«ng thøc thùc nghiƯm sau: u = (1,2 1,3)u => u h = u u = (1,2 1,3)u u = (1,2 1,3) (u ) = 12,6(lÇn ) => u = (3,1 3,24) chän u = 3,17( lÇn ) => u = (1,2 1,3)u = (3,804 4,121) chän u = 4,121( lÇn ) VËy ta cã tØ sè trun thùc cđa hép gi¶m tốc là: u h =u u =3,17.4,121=13,06( lần ) TØ sè trun thùc cđa bé trun xÝch lµ : ut 31,52 ux 2,413 (lÇn) u h u k 13,06.1 u = 4,121 (lÇn ) u = 3,17 (lÇn ) u x =2,413(lần ) 3).Xác định công suất, momen số vòng quay trục Dựa sơ đồ thiết kế công suất cần thiết P c t động ta tính đợc công suất, momen, số vòng quay trục hệ thống dẫn động nh sau: a) Trên trục động cơ: Số vòng quay: n đ c =2900(v/p) Công suất trục động công suất cần thiết: P c t =3,44(kW) Momen xo¾n: P 3,44 Tdc 9,55.10 ct 9,55.10 11367( Nmm) n dc 2890 b) Trên trục 1: Số vòng quay: n n dc uk 2890 2890( v / p) P = P c t k o l = 3,44.1.0,99 = 3,4(kW) 3,4 P1 9,55.10 Momen xoắn trục: T1 9,55.10 n 2890 Công st trªn trơc: 11235( Nmm) c) Trªn trơc 2: Sè vòng quay: n n1 u1 Công suất trục: 2890 701,3( v / p) 4,121 P = P br1 ol =3,4.0,97.0,99=3,269(kW) Momen xoắn trục: T2 9,55.10 P2 n2 3,269 9,55.10 701,3 44516( Nmm) d) Trên trục 3: Số vòng quay: n n2 u2 701,3 3,17 221,23( v / p) P = P Công suất trục: Momen xoắn trục: T3 o l = 3,269.0,97.0,99 = 3,14(kW) P 3,14 9,55.10 9,55.10 135547( Nmm) n 221,23 br2 e) Trªn trục công tác: Số vòng quay: n lv n3 ux Công suất trục: Momen xoắn trục: 221,23 2,413 92( v / p) P l v = P Tlv = 3,14.0,96.0,99 = 2,98(kW) P 2,98 9,55.10 lv 9,55.10 309337( Nmm) n lv 92 x ol Tõ kÕt qu¶ tính toán ta có bảng thông số sau: Trục T.số u(lần) P(kW) n(v/p) T(Nmm) Động 3,44 2890 11367 Công tác 4,121 3,17 2,413 3,4 3,269 3,14 2,98 2890 701,3 221,23 92 11235 44516 135547 309337 Phần II Thiết kế truyền A).Bé trun hép I)–Chän vËt liƯu Theo yªu cầu thiết kế tính toán động hộp giảm tốc bánh hai cấp công suất trung bình Do cặp bánh cấp nhanh chịu tải nhỏ cặp bánh cấp chậm, nên ta phải chọn vật liệu chế tạo bánh cấp nhanh có tính vật liệu cặp bánh cấp chậm, để tránh lÃng phí.Tuy nhiên, sản xuất loạt nhỏ, để đơn giản cho việc cung cấp vật liệu chế tạo, nh công nghệ chế tạo bánh ta chọn chung loại vật liệu cho hai cấp nh Theo yêu cầu thiết kế với vận tốc băng tải v=1,35(m/s) tải F=3000(N)ta chọn vật liệu thông thờng (nhóm I) có độ rắn HB 350 Bánh đợc thờng hoá cải thiện Theo bảng 6.1(Tr 92,TTTKHTDĐCK-T1) ta chọn đợc loại vật liệu cho bánh dẫnvà bánh bị dẫn nh sau: Thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB241285 Giới hạn bền: b=850(MPa) Giới hạn chảy: ch=580(MPa) II)Xác định loại ứng suất cho phép.(sơ bộ) Đây hộp giảm tốc bánh trụ thẳng nghiêng làm việc điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn, dạng hỏng chủ yếu tróc rỗ bề mặt Đó phá hỏng mỏi tác dụng dài hạn ứng suất tiếp xúc thay đổi có chu kỳ gây Ngoài ra, bị biến dạng d gẫy dòn lớp bề mặt phá huỷ tĩnh chân tải Do ta xác định ứng suất cho phép kiĨm nghiƯm nã øng st tiÕp xóc cho phÐp H ứng suất tiếp xúc cho phép H đợc xác định theo công thức (6.1): H o H lim SH Z R Z v K xH K HL Trong ®ã: ZR – HÖ sè xÐt đến độ nhám mặt làm việc ZvHệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng KxH Hệ số xét đến ảnh hởng kích thớc bánh o Hlim – øng st tiÕp xóc cho phÐp øng víi số chu kỳ sở SHHệ số an toàn tÝnh vỊ tiÕp xóc KHL – HƯ sè ti thä, xÐt đến ảnh hởng thời gian phục vụ chế độ tải trọng truyền Với bớc tính sơ lấy ZR.Zv.KxH=1 Hệ số KHL đợc xác định theo c«ng thøc (6.3): N K HL m H HO N HE Trong ®ã: mH – BËc cđa ®êng cong mái thử tiếp xúc, vớiđộ rắn mặt HB 350ta có mH=6 NHO Số chu kì thay đổi øng st c¬ së thư vỊ tiÕp xóc NHO=30.(HHB)2,4 HHB Độ rắn Brinen NHE Số chu kì thay đổi ứng suất tơng đơng ứng với trờng hợp tải trọng thay đổi theo chu kì NHEđợc tính theo c«ng thøc (6.7) : N HE 60.c Ti Tmax n i t i Trong đó: Ti,ni,ti:lần lợt momen xoắn số vòng quay số làm việc chế độ i bánh xét Tmax:momen xoắn lớn c:số lần ăn khớp vòng quay(c=1) Với vật liệu đà chọn thép 45 cải thiện đạt độ rắn (HB241285) Theo bảng 6.2 (TR.94,TTTKHTDĐCK-T1) ta có: o Hlim=2.HB+70;SH=1,1 Do bánh dẫn quay nhanh, nên số chu kì chịu tải lớn dẫn ®Õn mßn nhanh, theo thut søc bỊn ®Ịu ta nhiƯt luyện bánh dẫn có độ rắn lớn bánh bị dẫn H1 H2+(10 15)HB Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=265 ,độ rắn bánh lớn HB2=255 ứng suất tiếp xúc cho phép o Hlim1=2.HB1+70=2.265+70=600(MPa) o Hlim2=2.HB2+70=2.255+70=580(MPa) Số chu kì thay đổi øng suÊt c¬ së NHO1=30.(HHB1)2,4=30.(265)2,4=1,96.107 NHO2=30.(HHB2)2,4=30.(255)2,4=1,79.107 Do c¬ tÝnh vËt liệu bánh dẫn tốt vật liệu bánh bị dẫn => NHE1> NHE2 Vậy ta cần xác định NHE2: Ti t N HE 60.c.n t h i Tmax ti 60.1.703,7.6500 13 N HE 2 0,6 1,159.10 = => NHE2>NHO2=1,79.107=>NHE1>NHO1=1,96.107 Do đờng cong mỏi từ sau số chu kì thay đổi ứng suất NHO có dạng gần đờng thẳng song song với trục hoành tức khoảng giới hạn mỏi tiếp xúc không thay ®ỉi.V× vËy ta lÊy NHE=NHO ®Ĩ tÝnh, ®ã KHL=1 => NHE2=NHO2;NHE1=NHO1 => KHL=KHL1=KHL2=1 Thay giá trị KHL,ZR.Zv.Kxvào công thức tÝnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp ta cã: H H o H lim SH o H lim SH Z R Z v K xH K HL 600 1,1 o H lim SH 1.1 o H lim SH 545,45( MPa ) o H lim 580 527,27(MPa ) SH 1,1 Cấp nhanh sử dụng cặp bánh trụ thẳng ứng suất tiếp xúc cho phép H lµ: = H 2 = 527,27(MPa) CÊp chËm sư dơng cặp bánh trụ nghiêng ứng suất tiÕp xóc cho phÐp H n lµ: =( H 1 + H 2)/2=(545,45+527,27)/2=536,36(MPa) =0,436 = 0,436.600= 261,6(MPa) 1 b =0,58 = 0,58.261,6 =151,73(MPa) 1 1 , Là biên độ trị số trung bình ứng suất pháp tiết mi diện i , mi Là biên độ trị số trung bình cđa øng st tiÕp t¹i tiÕt diƯn i mi max i i max i i §èi víi trơc quay, øng st n thay ®ỉi theo chu kú ®èi xøng, ®ã: m i = 0 ; a i = m a x i = M i /W i Trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, đó: = a i = m a x i /2 = Ti/W o i M i ,T i – Lµ momen n tỉng vµ momen xoắn tiết diện i W i ,W o i Là momen cản uốn momen cản xoắn tiết diện i trục, đợc xác định theo bảng 10.6 (TR.196,TTTKHTDĐCK- T1) Hệ số kể đến ảnh h ởng trị số ứng suất trung bình , đến độ bền mỏi Theo bảng 10.7 (TR.197,TTTKHTDĐCK- T1 )với b =600MPa => = 0,05, =0 K d i , K d i L hệ số đ ợc xác định theo công thức (10.25) & (10.26) K d i =( K / +K x 1)K y K d i =( K / +K x 1)K y K x Hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Theo bảng 10.8 ứng với ph ơng pháp tiện đạt Ra(2,5 0,63)v b =600Mpa=>K x =1,06 K y Hệ số tăng bền bề mặt Không dùng biện pháp tăng bền => K y =1 , Hệ số kích th ớc kể đến ảnh h ởng kích th ớc tiết diện đến giới hạn mỏi K , K – HÖ sè tËp trung øng suÊt thùc tÕ uốn xoắn phụ thuộc vào loại yếu tố gây tập trung ứng suất Trị số K / ,K / tra theo bảng 10.11 (TR.198,TTTKHTDĐCK- T1) bề mặt trục lắp có độ dôi Tại tiết diện chọn kiểu lắp k6 với b =600Mpa ,đờng kÝnh 30mm =0,88, =0,81 RÃnh then trục đ ợc cắt b»ng dao phay ngãn vãi b = 600Mpa => K = 1,76, K =1,54 =>K / =1,76/0,88=2;K / =1,54/0,81=1,9 mi Vậy giá trị K / K / dùng để tính K di ,K di lµ: K / =2,06 , K / =1,9 a) b) Các hệ số K d ,K d đợc xác ®Þnh K d = ( K / +K x 1)K y = (2,06+1,061)/1 = 2,12 K d = ( K / +K x ư1)K y =(1,9+1,06ư1)/1=1,96 Tại tiết diện lắp ổ lăn (0) d =30mm Ta có momen uốn tỉng M=111178 Nmm Momen xo¾n T = T =135547Nmm Víi tiÕt diƯn tròn: Momen cản uốn W: W= (d ) /32= 30 /32=2650,7 Momen cản xoắn W o : W o = (d ) /16 = 30 /16=5301,4 Biên độ trị số trung bình ứng suÊt ph¸p m = 0 ; a = m a x =M/W=111178/2650,7=41,943(MPa) Biên độ trị số trung bình øng suÊt tiÕp m = a = m a x /2 = T/2W o =135547/2.5301,4 = 12,78(MPa) HÖ sè an toàn xét đến ứng suất pháp đ ợc xác định: 261,6 s 2,956 K d0 a m 2,12.41,943 0,05.0 HÖ sè an toàn xét đến ứng suất tiếp đ ợc xác ®Þnh: 151,73 s 6,057 K d0 a m 1,96.12,78 0.12,78 VËy hÖ sè an toàn s đ ợc xác định: s s 2,956.6,057 s0 2,656 s 2 s s 2,956 3,027 Tại tiết diện lắp bánh (2) d =32mm Ta cã momen uèn tæng M= 79142Nmm Momen xo¾n T = T =135547Nmm Víi tiÕt diƯn trơc cã 1rÃnh then đ ờng kính trục chỗ lắp bánh d =32mm Theo bảng 9.1a (TR.173,TTTKHTDĐCK- T1) ta cã c¸c kÝch th íc cđa then: b=10mm ; h=8mm ; t =5mm Momen c¶n uèn W: d 32 bt (d t ) 32 2d Momen cản xoắn W o : W 32 32 10.5.(32 5) 2.32 2647,5 d 32 bt (d t ) 32 10.5.(32 5) 5864,45 16 2d 16 2.32 Biên độ trị số trung bình ứng suất pháp m = 0 ; a = m a x = M/W= 79142/2647,50 = 29,9(MPa) Biªn độ trị số trung bình ứng suất tiếp m = a = m a x /2 = T/2W o =135547/2.5864,45 = 11,55(MPa) HƯ sè an toµn chØ xét đến ứng suất pháp đ ợc xác định: W s K d2 a m2 261,6 2,12.29,9 0,05.0 4,127 HƯ sè an toµn chØ xÐt đến ứng suất tiếp đ ợc xác định: 151,73 s 6,7 K d2 a2 m 1,96.11,55 0.11,55 Hệ số an toàn s đ ợc xác ®Þnh: s s 4,127.6,7 s2 3,5 s s 2 s 22 4,127 6,7 VËy trôc III đảm bảo độ bền mỏi 7)- Tính kiểm nghiệm ®é bỊn cđa then Mèi ghÐp then dïng ®Ĩ trun momen xắn từ trục tới chi tiết lắp trục hay ng ợc lại Các then dùng truyền then Trong trình làm việc mối ghép then bị hỏng dập bề mặt làm việc, then hỏng bị cắt.Điều kiện để đảm bảo độ bền dập độ bền cắt theo công thức (9.1 & 9.2) : 2T d d d.l t (h t ) 2T c c d.l t b Trong ®ã: d , c – Là ứng suất dập ứng suất cắt tính toán (Mpa) [ d ] – Lµ øng suÊt dËp cho phép (Mpa) [ c ] Là ứng suất cắt cho phÐp (Mpa) d – §êng kÝnh trơc (mm) T Momen xoắn trục (Nmm) b,h,t Kích thớc then(mm) Tra bảng 9.1 (TR.173,TTTKHTDĐCK- T1) l t Chiều dài then đ ợc xác định theo công thức l t =(0,8 0,9)l m Với dạng lắp cố định, vật liệu mayơ thép , tải trọng tĩnh Theo bảng 9.5 (TR.178,TTTKHTDĐCK- T1) ta có [ d ]=150(Mpa);[ c ]= 60 90(Mpa) a) KiĨm nghiƯm ®é bỊn cđa then trªn trơc I Then cđa nưa khíp nèi trơc d =22mm theo b¶ng 9.1 ta cã : KÝch thíc tiÕt diƯn then : b=6mm ; h=6mm ChiỊu s©u tiÕt diƯn then : t =3,5mm ; t =2,8mm ChiỊu dµi then : l t =(0,8 0,9)l k =(0,8 0,9).39=(31,2 35,1)mm => LÊy l t k =33mm ứng suất dập ứng suất cắt tÝnh to¸n: 2T1 2.11235 12,38 MPa d d d l t (h t ) 22 33 (6 3,5) 2T1 2.11235 5,16 c d l tk b 22.33.6 Kiểm nghiệm độ bền then trục II Then bánh 2, d =28mm theo bảng 9.1 ta cã : KÝch thíc tiÕt diƯn then : b=8mm ; h=7mm ChiỊu s©u tiÕt diƯn then : t =4mm ; t =2,8mm ChiỊu dµi then : l t =(0,8 0,9)l m =(0,8 0,9).29=(23,2 26,1)mm => l t =25mm øng suÊt dập ứng suất cắt tính toán: 2T2 2.44516 42,4MPa d d d l t (h t ) 28.25(7 4) 2T1 2.44516 15,9MPa c c d l t b 28.25.8 Then bánh 3, d =28mm theo b¶ng 9.1 ta cã : KÝch thíc tiÕt diƯn then : b=8mm ; h=7mm ChiỊu s©u tiÕt diƯn then : t =4mm ; t =2,8mm ChiỊu dµi then : l t =(0,8 0,9)l m =(0,8 0,9).41=(32,8 36,9)mm => l t =34mm øng suÊt dËp vµ øng suÊt cắt tính toán: 2T2 2.44516 31,17 MPa d d d l t ( h t ) 28.34(7 4) 2T2 2.44516 11,69MPa c c d l t b 28.34.8 Kiểm nghiệm độ bền then trục III Then bánh 4, d =32mm theo b¶ng 9.1 ta cã : KÝch thíc tiÕt diƯn then : b=10mm ; h=8mm ChiỊu s©u tiÕt diƯn then : t =5mm ; t =3,3mm ChiỊu dµi then : l t =(0,8 0,9)l m =(0,8 0,9).39=(31,2 35,1)mm => l t =34mm ứng suất dập ứng suất cắt tính toán: 2T3 2.135547 83MPa d d d l t ( h t ) 32.34(8 5) 2T3 2.135547 24,9MPa c c d l t b 32.34.10 Then bánh đĩa xích, d =28mm theo bảng 9.1 ta cã : KÝch thíc tiÕt diƯn then : b=8mm ; h=7mm ChiỊu s©u tiÕt diƯn then : t =4mm ; t =2,8mm ChiỊu dµi then : l t =(0,8 0,9)l m x =(0,8 0,9).39=(31,2 35,1)mm => l t x =34mm øng suất dập ứng suất cắt tính toán: 2T3 2.135547 94,9MPa d d d l tx (h t ) 28.34(7 4) 2T3 2.135547 35,6MPa c c d l tx b 28.34.8 c b) LÊy LÊy c) LÊy Lấy Vậy then đảm bảo điều kiện bền dập điều kiện bền cắt B).Tính toán chọn ổ lăn 1)-Chọn ổ lăn cho trục I Chọn loại ổ lăn Tải trọng hớng tâm nhỏ, có lực h ớng tâm ,dùng ổ bi đỡ dÃy cho gối đỡ b) Chọn sơ kích th ớc ổ Với đờng kính ngõng trục d=25mm kết cấu trục hình vẽ 3, chọn sơ ổ cì trung kÝ hiƯu305 cã ® êng kÝnh d=25mm, đ ờng kính D=62mm, khả tải động C=17,6(kN), khả tải tĩnh C o =11,60(kN) (bảng P2.7 phụ lục) c) Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ Vì đầu vào trục I có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều F t k ngợc với chiều đà chọn tính trục Khi phản lực mặt phẳng z0xđ ợc tÝnh l¹i nh sau: F x = [F t l + F t k (l 1 +l k )]/l 1 = [651,3.85+63.(121+53)]/121 = 548,1(N) F x = F t F x + F t k =651,3ư548,1+63=166,2(N) Phản lực tổng hai ổ: a) F F02x F02y 166,2 F F12x F12y 548,12 70,5 180,5( N) 166,5 572,8( N ) Ph¶n lùc tỉng trªn hai ỉ tÝnh trơc I F = 232,3(N) ; F = 403(N) VËy ta tiÕn hµnh tÝnh kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn với F r =F =572,8(N) Tải trọng động quy ớc Q ổ bi đỡ đ ợc xác định theo c«ng thøc (11.3): Q= (XVF r + YF a )k t k d Trong : X Hệ số tải trọng h ớng tâm Y Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng11.4 (TR.215,TTTKHTDĐCK- T1) với ổ lăn dÃy iF a /C o = 0 vµ F a /VF r = 0 X=1,Y=0 F r ,F a – T¶i trọng h ớng tâm tải trọng dọc trục F a =0(N) V Hệ số kể đến vòng quay Vßng quay V=1 k t – HƯ sè kĨ ®Õn ¶nh h ëng cđa nhiƯt ®é k t =1(nhiƯt ®é t 100 C) k d – HƯ sè kĨ ®Õn đặc tính tải trọng Theo bảng 11.3 ta có k d =1,2(tải trọng va đập nhẹ ) Vậy tải trọng ®éng quy íc : Q= XVF r k t k d =1.1.572,8.1.1,2=687,36(N) Tải trọng động t ơng đ ơng đợc xác định theo công thức (11.13) QE m Q im L i Li Q.m Q1 Q1 m L h1 Lh Q2 Q1 m L h2 Lh Trong ®ã: m – BËc cđa ® êng cong mái thư ổ lăn với ổ bi m=3 L i Thời hạn chịu tải trọng Q i (triệu vòng quay) Thời hạnL i chịu tải trọng Q i đợc xác định theo công thức (11.14): L i =60n.L h i /10 Thêi h¹n L h i chịu tải trọng Q i (giờ) đợc xác định theo sơ đồ tải trọng thời hạn phục vụ Với tổng thêi h¹n phơc vơ L h =6500(giê) T = 0,6T ; t = 2 (h) ; t = 5(h) ; t c k = 7 (h) => Q = 0,6Q ;L h = 1857 (h) ; L h = 4643 (h) Kh¶ tải động ổ đ ợc xác định theo công thức (11.1): C d Qm L Tải trọng động t ơng đ ơng: Q= Q E Q.m Q1 Q1 m L h1 Lh Q2 Q1 m L h2 Lh 687,36.3 13 0,6 523N L = 60.10 n L h = 60.10 2890.10000 = 1734 (triƯu vßng) => C d Q E m L 0,523.3 1734 6,3kN < C =17,6(kN) Ta thÊy kh¶ tải động ổ thừa nhiều, ta cã thĨ chän cì ỉ nhĐ h¬n Chän ỉ cì nhĐ 205, theo b¶ng P 2.7 phơ lơc: d = 25mm ; C = 11kN ; C =7,09kN;D=52mm;B=15mm d) Tính kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Theo bảng 11.6, với ổ bi đỡ d·y X o = 0,6, Y o = 0,5 Theo c«ng thøc (11.19): Q t = X o F r +Y o F a = 0,6.527 + 0,5.0 = 316,2N Q t = F r = 527N e = 0,54 Theo c«ng thøc 11.8 lùc däc trơc lực h ớng tâm sinh (đối với ổ bi đỡ chặn) ổ là: F s = e.F r = 0,54.1493 = 806N F s =e.F r =0,54.1100=594N Theo bảng 11.5 ứng với sơ đồ bố trí ổ nh hình bên ta có: Tổng lực dọc trục F a tác dụng vào ổ 0: F a = F s + F a = 594+541= 1135N > F s = 806N => F a = F a = 1135N Tỉng lùc däc trơc F a t¸c dơng vµo ỉ 1: F a = F s F a = 806541,6 = 265,4N F a =F s =594N Xác định X Y theo bảng 11.4 với ổ bi đỡ chặn d·y gãc tiÕp xóc =12 : F a /(V. F r ) = 1135/(1.1493) = 0,76>e = 0,54 => X=0,45,Y=1,01 F a /(V. F r )=594/(1.1100)=0,54=e =>X=1,Y=0 Theo công thức 11.3 ta có tải trọng động quy ớc ổ là: Q = (XVF r + YF a ).k t k d = (0,45.1.1493+1,01.1135).1.1,2 = 2183N Q = (XVF r + YF a ).k t k d =(1.1.1493+0.594).1.1,2=1320N Từ kết ta tính cho ổ chịu tải lớn Tải trọng động t ơng đ ơng đợc xác định theo công thøc (11.13) QE QE Q E0 Q m m Q1 Q1 m Q im L i Li L h1 Lh Q1 Q1 Q.m Q2 Q1 m L h2 Lh m L h1 Lh Q2 Q1 2183.3 13 m L h2 Lh 0,6 1659 N Khả tải động ổ đ ợc xác định theo công thức (11.1): C d Qm L Víi : Q = Q E = 1,659kN L = 60.10 n L h = 60.10 701,3.10000 = 420,78 (triÖu vßng) => Cd Q E m L 1,659.3 420,78 12,4kN < C=21,1(kN) Ta thấy khả tải động ổ thừa nhiều, ta chọn cỡ ỉ nhĐ h¬n Chän ỉ cì nhĐ hĐp 46205, theo b¶ng P 2.12 phơ lơc: d = 25mm ; C =12,4kN ; C = 8,5kN ; D = 52mm ; B = 15mm d) Tính kiểm nghiệm khả tải tĩnh ổ Theo bảng 11.6, với ổ bi đỡ chặn dÃy có gãc tiÕp xóc =12 => X o = 0,5, Y o = 0,47 Theo c«ng thøc (11.19): Q t = X o F r +Y o F a = 0,5.1493 + 0,47.1135 =1280N Q t = F r = 1493N e = 0,52 Theo c«ng thøc 11.8 lùc däc trơc lực h ớng tâm sinh (đối với ổ bi đỡ chặn) ổ là: F s =e.F r = 0,52.4065 = 2113,7N F s =e.F r =0,52.1002.=521N Theo bảng 11.5 ứng với sơ đồ bố trí ổ nh hình bên ta có: Tổng lực dọc trục F a tác dụng vào ổ 0: F a = F s + F a = 521541,6= 19,4N F a = F s = 2113,7N Tổng lực dọc trục F a tác dụng vào æ 1: F a = F s + F a = 2113,7+541,6 = 2655,3N>F s =521N => F a = F a =2655,3N Xác định X Y theo bảng 11.4 với ổ bi đỡ chặn dÃy góc tiếp xóc =12 : F a /(V. F r ) = 2113,7/(1.4065) = 0,52 = e => X=1 ,Y=0 F a /(V. F r ) = 2655,3/(1.1002) = 2,65 > e => X=0,45 , Y=1,04 Theo công thức 11.3 ta có tải trọng động quy ớc ổ là: Q =(XVF r + YF a ).k t k d = (1.1.4065+0.2113,7).1.1,2 = 4877,8N Q = (XVF r + YF a ).k t k d =(1.1.1002+1,04.2655,3).1.1,2=3212,3N Từ kết ta tính cho ổ chịu tải lớn Tải trọng động t ơng đ ơng đợc xác định theo công thức (11.13) QE QE Q E0 Q m Q1 Q1 m m Q im L i Li L h1 Lh Q1 Q1 Q.m Q2 Q1 m L h2 Lh m L h1 Lh Q2 Q1 4877,8.3 13 m L h2 Lh 0,6 3707 N Khả tải động ổ đ ợc xác định theo công thức (11.1): C d Qm L Với : Q = Q E = 3,707kN L = 60.10 n L h = 60.10 221,3.10000 = 132,78 (triƯu vßng) => C d Q E m L 3,707.3 132,78 18,9kN < C =25,6(kN) Vậy ổ đà chọn đảm bảo khả tải động Chän ỉ cì nhĐ hĐp 46205, theo b¶ng P 2.12 phơ lơc: d = 30mm ; C =25,6kN ; C = 18,17kN ; D = 72mm ; B = 19mm d) TÝnh kiĨm nghiƯm khả tải tĩnh ổ Theo bảng 11.6, với ổ bi đỡ chặn dÃy có góc tiếp xúc =12 => X o = 0,5, Y o = 0,47 4065N Theo c«ng thøc (11.19): Q t = X o F r +Y o F a = 0,5.4065 + 0,47.2113,7 = 3025,8N Q t =F r =4065N5m/s vật liệu bánh thép có b=850Mpa chọn đợc loại dầu bôi trơn hộp có độ nhớt ỏ 50 C 43/6(bảng 18.11 TTTKHTDĐCK-T2) Từ theo bảng 18.13 ta chọn đợc dầu công nghiệp 50 dùng để bôi trơn hộp d) Bôi trơn ổ lăn Do bánh có vận tốc vòng v1=5,22m/s lên bôi trơn cho ổ lăn dầu Bánh đợc ngâm dầukhi quay làm cho dầu đợc bắn toé lên bôi trơn chi tiết khác ... Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí T1,T2 - Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển (2000) Đồ Đề số : án môn học chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải Sơ đồ hệ thống dẫn động: T m m = 1,4T... đồ án môn học Chi tiết máy (1979) + Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động khí T ,T - Trịnh Chất ,Lê Văn Uyển ( 2000) Các số liệu đợc tra qúa trình thiết kế tính toán dựa bảng Tính toán thiết kế. .. xác định dựa vào chế độ làm việc hệ thống dẫn động tính chất tải trọng Theo yêu cầu thiết kế, hệ thống dẫn động băng tải đ ợc tính toán điều kiện làm việc lâu dài tải trọng tác dụng thay ®ỉi theo