Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Đồ án môn học Chi tiết máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ...

KHOA ...



Đề số 11:

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

Mục Lục

I , Ph ươ ng pháp ch ọ n độ ng c ơ v à phan ph ố i t ỷ s ố truy ề n...........................................4

1, tính công c ầ n thi ế t c ủ a độ ng c ơ ...........................................................................4

2,tính s ơ b ộ s ố vòng quay đồ ng b ộ ...........................................................................4

3,Tính toán các thông s ố độ ng h ọ c ...........................................................................5

II , Thi ế t k ế b ộ ngo à i (b ộ truy ề n xích ) ........................................................................6

1,ch ọ n lo ạ i xích .........................................................................................................6

2,xác đị nh các thông s ố c ủ a b ộ truy ề n xích..............................................................7

3, xác đị nh các b ướ c xích p ......................................................................................7

III, Thi ế t k ế b ộ truy ề n độ ng trong truy ề n độ ng bánh r ă ng ........................................11

1, Ch ọ n v ậ t li ệ u ........................................................................................................11

2, Xác đị nh các ứ ng su ấ t cho phé p ..........................................................................11

3,tính thi ế t k ế s ơ b ộ ................................................................................................11

4, tính thi ế t k ế (b ộ truy ề n bánh r ă ng tr ụ r ă ng nghiêng c ấ p ch ầ m ).......................14

5,Tính b ộ truy ề n bánh r ă ng tr ụ r ă ng th ẳ ng c ấ p nhanh ..........................................18

IV, tính toán ph ầ n tr ụ c.................................................................................................21

1,S ơ đồ phân tích l ự c ..............................................................................................21

V,tính toán ch ọ n ổ l ă n cho 3 tr ụ c ................................................................................32

VII.chọn cấp chính xác,Lắp ghép .....................................................................38

1 . Chọn cấp chính xá c .........................................................................................38

2 . Chọn kiểu lắp ...................................................................................................38

3 . Dung sai ..........................................................................................................38

VII

Bôi tr ơ n.............................................................................................................40

1. Bôi tr ơ n ổ l ă n .......................................................................................................40

2. Bôi tr ơ n h ộ p gi ả m t ố c ..........................................................................................40

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

Sơ đồ của động cơ điện

1: Động cơ

2 : Nối trục đàn hồi

3 :Hộp giảm tốc

4 :Bộ truyề xích

với số liệu cho trước

F=6000N

v=0,4m/s

D=350mm

5: Băng tải

1:lực kéo băng tải

2:Vận tốc băng tải

3:Đường kính tang

4:Thời hạn phục vụ

5:Số ca làm việc

I_h=15000giờ

số ca =2

6:Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài 30⁰

7đặc tính làm việc :

va đập vừa

Khối lượng thiết kế

1: Một Bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A₀

2:Một bản vẽ chế tạo chi tiết khổ A₃

3:một bản thuyết minh

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

I , Phương pháp chọn động cơ và phan phối tỷ số truyền

1, tính công cần thiết của động cơ

+xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

+ dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết họp với yêu cầu và độ quá tải

, momen mở máy, phương pháp lắp đặt kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu tính

thiết kế

a, công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức 2.8 (sgk)

p_t

p_ct=

1.1



trong đó

p_ct:công suất cần thiết trên trục động cơ ,kw

p_t:Công suất tình toán trên trục máy công tác ,kw

 :hiệu suất truyền động

tải trọng thay đổi

p_t=p_lv*

1.2

FV

6000.0,4

1000

p_lv=

=

 2,4

1000



²

T_i

t_i





tính =

_



T₁t_ck







²





²

T

t₁

T₂

t₂



¹





=



T₁t_ck









5

2



1 ²







0,6



=0.85

8

thay vào 1.2 ta có

p_t=0.85*2,4=2,04

tính hiệu suất truyền động

=_k³²_ot_x

ol br

1*0,99³*0,98²*0,99*0,97=0,87

thay vào 1.1 ta có

2,04

p_ct=

 2.34(kw)

0,87

2,tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ

n_sb=n_đb

n_sb=n_lv*u_t

trong đó

60000* v

n_lv=

1.3

D

(vì đối với băng tải )

trong đó :

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

v :vận tốc băng tải, m/s

D :đường kính tang quay, mm

Thay số vào 1.3 ta có

60000*0,4

n_lv=

=21,84(v/p)

3,14.350

Chọn sơ bộ tỷ số truyền

u_t=u_ng*u_h

vì là loại truyền động là bánh răng trụ cấp 2 nên theo bảng 2.4 u_h=(840)

chọn u_h=20

tỷ só truyền u_nglà truyền động xích

nên u_ng=u_x=(25)

chọn u_x=2,2

thay vào 1.4

u_t=20*2,2=44

n_sb=21,84*44=960(v/p)

tra bảng P 1.3 chọn động cơ điện có công suất là :

p_đc=3 kw

T_max

T_k

Kiểu động cơ

Vận tốc vòng quay

T_dn

4A112MA6Y3

Theo bài ra

945

2,2

2

T_mm

1,3

T₁

T_kT_mm

>

(thoả mãn điều kiện bài ra )

T_dn

T₁

tính lại tỷ số truyền

n_dc

945

u_th=

=

 43,27

n_lv21,84

mặt khác u_th=u_ng*u_h

trong đó u_ng=u_x= (25)

chọn u_x=2,2

u_th

43,27

u_h=

=

19,67

u_ng

2,2

vì hộp giảm tốc là đồng trục nên

u₁=u₂= u_h19,67  4,43

=

3,Tính toán các thông số động học

tính công suất và số vòng quay , mômen xoắn trên các trục

p₄=p_lv=2,4 kw

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

p_lv

2,4

_x_ot0,93* 0,99

p₃

_br_ol0,98* 0,99

p₂

_br_ol0,98* 0,99

p₁

p₃=

p₂=

p₁=

p₀=



 2,6 kw

2,6



 2,68kw

2,68



 2,76 kw

2,76



 2,79kw

_ol_k0,99

tính toán số vòng quay trên các trục

n₁=n₀= n_đc=945 v/p

n₁

945

n₂=

n₃=

n₄=



 213 v/p

 48 v/p

 22 v/p

u₁4,43

n₂

213



u₂4,43

n₃

48



u_x2,2

tính mômem xoắn trên các trục

p₀

n₀

p₁

n₁

3

 9,5510⁶

 30318

T₀=9,5510⁶

T₁=9,5510⁶

T₂=9,5510⁶

T₃=9,5510⁶

T₄=9,5510⁶

v/p

945

2,76

945

 27892

p₂

2,68

213

2,6

119991

v/p

n₂

p₃

n₃

p₄

n₄

 515145

v/p

48

2,4

22

1.046.575

v/p

Trục

động cơ

1

2

3

4

thông số

U

P(v/p)

N(v/p)

T(Nmm)

U_k=1

2.79

945

U₁=4,43

U₂=4,43

U_x=2,2

2.76

945

27892

2.68

213

2.6

48

2.4

22

1046575

30318

119991

515145

Tra bảng 1.7 phân phụ lục sgk tâp 1 ta có d_đc=32mm khối lượng 56kg

II , Thiết kế bộ ngoài (bộ truyền xích )

1,chọn loại xích

do điều kiện bộ truyền tải trọng nhỏ nên ta chọn xích con lăn có độ bền cao chế

tạo không phức tạp

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

2,xác định các thông số của bộ truyền xích

U_x=2,2

Z₁>z_min(17 19 răng)

đối với tỷ số truyền u_x=2,2 tra bảng 5.4 sgk đối với xích con lăn ta chọn được

z₁=28 (số răng đĩa nhỏ)

từ số răng đĩa nhỏ ta tính được số răng đĩa lớn z₂

z₂=u z₁=2,2*28=61< z_max=120

khi đó ta tính lại

tỷ số truyền của bộ truyền xích

z₂

61

u_x=



 2,18

z₁28

3, xác định các bước xích p

Bước xích p được tính từ chỉ tiêu độ bền mòn của bản lề muốn vậy phải thoả

mãn điều kiện

P_t=p_k*k_z*k_n<[p]

Trong đó :

P_t:công suất tính toán ,kw

[P]: công suất cho phép ,kw

p : công suất cần truyền ,kw

z₀₁

25

k_z=



=0,89

z₁28

n₀₁

k_n=

:hệ số vòng quay với n₀₁=50,200,400 ...

n₁

chọn n₀₁=50 ,n₁=48

50

k_n= 1.04

48

k=k₀*k_a*k_đc*k_btk_d*k_c

trong đó:

k₀: hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí của bộ truyền

k_a: hệ số kể đến ảnh hưởng khoảng cách truch và chiều dài xích

k_đc: hệ số kể đến ảnh hưởngđiều chỉnh lực căng xích

k_bt: hệ số kể đến ảnh hưởngbôi trơn

k_đ: hệ số tải động kể đến tính chất của tải trọng

k_c: hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

với k₀=1 (đường tâm các đĩa xích làm với phương ngang một góc <40⁰)

k_a=1 a=(30  50)p

k_đc=1 (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích )

k_đ=1,2 tải trọng va đập vừa

k_c=1,25 số ca làm việc là 2

k_bt=1,3 môi trường làm việc có bụi

tất cả thông số trên tra trong bảng 5.6 sgk tập 1

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

thay các số và ta có:

k=1*1*1*1,3*1.25*1.2=1,95

p_t=2,6*1,95*1,89*1,04=4,7 kw

tra bảng 5.5 với n₀₁=50 ta có bước xích p=25.4mm

4,tính khoảng cách trục a

a=(3050)p=(30 50)*25,4=7681280

chọn a=1000mm

tính số mắt xích

z₁ z₂



z₁ z₂

²p



2a

x=



4 ²a

28  61 ²

*25.4

p

2

2*1000 28  61







 123.3 mắt (vì số mắt xích là chẵn nên ta

25,4

2

4*3.14*1000

chọn x=122 mắt)

tính khoảng cách trục a theo mắt xích chẵn

2



z₁ z₂

 ²



2

a^*=0.25p{x_c-0.5(z₁+z₂)+ x_c 0.5



z₁ z₂





}

2

61 28

3.14





a^*=0.25*25.6{122-0.5*89+ 122  0.5*89² 2

 982mm









để xích không chịu lức căng quá lớn khoảng cách trúc a cần giảm bớt một lượng

là:

a=(0.0020.004)*a=(0.0020.004)*982=1.9643.93

số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây

n₁z₁

i=





i



15* x

28* 48

i=

 0.73

15*122

tra bảng 5.9 với bước xích p=25.6 mm [i]=30

vậyi[i] (thoả mãn điều kiện đầu bài về số lần va đập)

5 ,kiểm nghiệm về độ bền

Q

s=

[s]

k_F_t F₀ F_v

trong đó :

Q :tải trọng phá hỏng tra bảng 5.2 5.3 sgk Q=56.710³N

K_đ:tải trong động k_đ=1,2

F_t:lực vòng

1000 * p

F_t=

v

z₁pn₃

Mà v=

 0.57

60000

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

1000 * 2.6

F_t=

 4561N

0.57

F_v:lực căng li tâm sinh ra

F_v=q*v²=2.6*0.57²=0.84

q:khối lượng một mét xích

F₀=9.81*k_f*q*a

Trong đó

a :khoảng cách trục

k_f:hệ số phụ thuộc độ võng của xích

k_f=4 với độ nghiêng một góc là <40⁰so với phương ngang

F₀=9.81*4*2.6*0.982=100

s=

56700

10.17

1.2 * 4561100  0.84

theo bảng 5.10 [s]=7

vậy s[s] (bộ truyề xích được đảm bảo đủ độ bền)

6,đường kính đĩa xích

p

25.6

d₁=



 228 mm



z₁

180

sin

28

25.6

p

d₂=



497 mm



180

sin

z₂

61



180

28

d_a1=p(0.5+cotg(

))=25.6(0.5+cotg(

))=240 mm

z₁



z₂

180

61

d_a2=p(0.5+cotg( ))=25.6(0.5+cotg(

))=509 mm

d_f1=d₁-2r=228-2*114=0

r=0.5d₁+0.05=114mm

kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc của xích

0.42(F_tk_d F_vd)E

 _h 0.47

[_h]

a * k_d

F_t:lực vòng F_t=4561N

[_h]:ứng suất tiếp xúc cho phép,.mpa

F_vđ:lực va đập

F_vđ=13.10^-7*n₁*p³*m=13.10^-7*48*2.6³*1=0.42N

K_d:hệ số phân bố tải không đều tải cho các dẫy k_đ=1

K_đ:hệ số tải trọng động tra bảng 5.6 sgk tập 1 ,k_đ=1,2

k_r:hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ thuộc z

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

E: môđun đàn hồi đối với thép e=2.110⁵

A :diện tích chiếu bản lề

M: số dẫy xích

Thay số và ta có:

0.42(4561*1.2  0.42) * 21.10⁵

 _H 0.47

 567mpa

180

như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện có

_H=600mpa

như vậy độ bền tiếp xúc của đĩa xích được thoả mãn

_H[_H]

xác định lực tác dụng lên trục

F_r=k_x*F_t=1.15*4561=5245 N

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

III, Thiết kế bộ truyền động trong truyền động bánh răng

1, Chọn vật liệu

Chọn theo bảng 6.1 trang 92 sgk ta có hộp giảm tốc chịu công suất trung bình

nên chọn vật liệu nhóm 1

+Bánh nhỏ chọn thép 45 tôi cải thiện có độ cứng

HB =(241-285) _b1=850 mpa ;_ch1=580 mpa

+Bánh lớn thép 45 tôi cải thiện có độ cứng là:

BH = (192-290) ; _b2=750 mpa ;_ch1=450 mpa

Theo yêu cầu bôi trơn ta có tỷ số truyền u₁=u₂=4,43

2, Xác định các ứng suất cho phép

 ⁰

H lim

_H=

z_rz_vk_xHk_Hl

s_H

trong đó:

z_r: hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

z_v: hệ số xét đến độ ảnh hưởng của vận tốc vòng

k_xH: hệ số xét đến độ ảnh hưởng kích thước cảu bánh răng

k_HL:hệ số tuổi thọ xté đến ảnh hưởng cảu thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng bộ

truyền

 ⁰_{H lim}:ứng xuất tiếp xúc cho phép

s_H:hệ số an toạn khi tính về độ tiếp xúc

 ⁰

F lim

_F=

y_ûy_ýk_üúk_Fck_FL

s_F

y_r:hệ số ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt lượn chân răng

y_s: hệ số ảnh hưởng đến độ nhậy cảu vật liệu

k_xF: hệ số ảnh hưởng đến kích thước của bánh răng đến độ bền uốn

k_Fc: hệ số ảnh hưởng đến việc đặt tải

k_FL: hệ số tuổi thọ

3,tính thiết kế sơ bộ

chọn

z_rz_vk_xH=1

y_ry_sk_xF=1

N_{H 0}

m_H

tính k_HL=

N_HE

N_Ìm0

m_F

k_FL=

N_FE

trong đó :

m_F=m_H=6 theo bngr 6.4 sgk tập 1

vì độ cứng bề mặt 350 mpa

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

N_H0=30H^2,4

HB

N_H0: là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về tiếp xúc

N_F0: là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi tính về uốn

N_F0=4.10⁶

m_H

2

T_i

N_HE=60.c

n_i.t_i

_T

max

Chọn c=1 vì số lần ăn khớp của bánh răng là 1

T_i,n_i,t_i:lần lượt là mômen xoắn ,số vòng quay , tổng thời gian làm việc của bánh

răng đang xét

N_FE2=60*1*15000*48[1³+0.6³]=5.2 10⁷

(vì ứng suất tỉ lệ với căn bậc 2 của mômen xoắn)

tra bảng 6.2 sgk tập 1 với thép 45 tôi cải thiện để chọn độ cứng

⁰_Hlim=2HB+70 ;s_H=1.1

⁰_Flim=1,8HB

;s_H=1.75

chọn độ cứng của bánh nhỏ

HB₁=250

độ cứng của bánh lớn

HB₂=235

Vì HB₁=HB₂+(10-15)

Thay vào công thức trên ta tính được:

⁰_Hlim=2HB+70=2*250+70=570 mpa

⁰_Hlim=2HB+70=2*235+70=540 mpa

⁰_Flim=1,8HB=1.8*250=450 mpa

⁰_Flim=1,8HB=1.8*235=423 mpa

N_H01=30H^2,4_HB=30*250^2.4=1.7 10⁷

N_H0=30H^2,4

HB

=30H^2,4_HB=30*235^2.4=1.4 10⁷

N_HE2> N_H02do đó chọn k_HL2=1 tương tự ta tính N_HE1

N_HE1> N_H01do đó chọn k_HL1=1

Thay vào công thức

 _H⁰_limk_Hl

[_H]=

s_H

 _H⁰_lim1k_Hl1

s_H

 _H⁰_{lim 2}k_Hl2

s_H

570*1

[_H]₁=

[_H]₂=

=

 515.18 mpa

 490.90mpa

1.1

540*1

1.1



với cấp chậm sử dụng bánh răng nghiêng



 _H



₁



 _H₂

518.18  490.9

[_H]=



 504 mpa

2

với cấp nhanh sử dụng bánh răng thẳng

Chọn vật liệu cho bánh răng cấp nhanh

chọn độ cứng của bánh nhỏ

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

HB₁=215

độ cứng của bánh lớn

HB₂=200

Vì HB₁=HB₂+(10-15)

Thay vào công thức trên ta tính được:

⁰_Hlim=2HB+70=2*215+70=500 mpa

⁰_Hlim=2HB+70=2*200+70=470 mpa

⁰_Flim=1,8HB=1.8*215=387 mpa

⁰_Flim=1,8HB=1.8*200=360 mpa

N_H01=30H^2,4_HB=30*250^2.4=1.7 10⁷

N_H0=30H^2,4

HB

=30H^2,4_HB=30*235^2.4=1.4 10⁷

N_HE2> N_H02do đó chọn k_HL2=1 tương tự ta tính N_HE1

N_HE1> N_H01do đó chọn k_HL1=1

Thay vào công thức

 _H⁰_limk_Hl

[_H]=

s_H

 _H⁰_lim1k_Hl1

s_H

 _H⁰_{lim 2}k_Hl2

s_H

500*1

[_H]₁=

[_H]₂=

=

 454,54 mpa

 427,27mpa

1.1

540*1

1.1



_H=_H2=427,27 mpa

6

T_i

tính N_FE2=60.c

n_i.t_i

_T

max

thay số vào ta có:

N_FE2=60*1*15000*48[1⁶+0.6⁶]=4.7 10⁷

Mà N_F0=4 10⁶

N_FE2> N_F0nên chọn k_FL=1 tương tự tính N_FE1

N_FE1> N_F0nên chọn k_FL2=1

 ⁰

F lim

[_F]=

k_Fck_FL

s_F

k_Fc=1 vì đặt tải một phía

 ⁰

s_F

 ⁰

450*1*1

F lim

[_F]₁=

[_F]₂=

k_Fck_FL

=

 257 mpa

1.75

*423*1*1

1.75

F lim

k_Fck_FL

 241 mpa

s_F

ứng suất tải cho phép

[_H]_max=2.8*_ch2=2.8*450=1260 mpa

[_F1]_max=0.8*_ch1=0.8*580=464 mpa

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

[_F2]_max=0.8*_ch2=0.8*450=360 mpa

4, tính thiết kế (bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chầm)

+ xác định các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng(cấp

chậm)

xác định sơ bộ khoảng cách trục a

T₂k_H

a_w=k_a(u₂+1)



 _H

²u₂ _ba



trong đó :

k_a: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng chọn theo bảng

6.5 sgk tập 1

k_a=43 đối với bánh răng nghiêng k_a=49,5 với bánh răng thẳng

T₂: mômen xoắn trên trục chủ động

_H: ứng suất tiếp xúc cho phép

_ba:hệ số tra bảng 6.6 sgk tập 1 các ổ trong trường hơp giảm tốc không đối xứng

_ba=(0.25-0.4)

chon _batrong khoảng trên nên chọn _ba=0.4

_bd=0.5_ba(u₂+1)=0.5*0.3(4.43+1)=0.81

tra bảng 6.7 ta có k_H=1.08

119991*1.08

504²*4.43*0.4

3

a_w=43(4.43+1)

=154.1 mm

chọn a_w=150 vì thừa bền nên ta phải giảm a_wxuống nên ta chọn a_w=145 mm

xác định các thông số ăn khớp

m=(0.01-0.02)a_w=(0.01-0.02)*145=(1.45-2.9)

chọn mođun theo tiêu chuổn trong bản 6.8 sgk tập 1

m=2,5

tính góc nghiêng  lấy sơ bộ  trong khoảng(8-20⁰)

chọn  =10⁰

cos(10)=0.9848

theo bảng 6.31 sgk tâp1 số răng bánh nhỏ

2*a_wcos()

m(u₂1)

2*145*0.9848

z₁=



 21.6 vì số răng là nguyên nên ta chọn

2.5(4.43 1)

z₁=21 răng

tính số răng z₂=u₂*z₁=21*4.43=93.03

chọn z₂=93 răng

tính lại tỷ số truyền thực

z₂

93

u_t=



 4.426

z₁21

tính lại góc nghiêng của răng

m*(z₁ z₂)

2*a_w

2.5(93  21)

cos ()=



 0.9827

2*145

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

=10⁰39’

+kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

2T₂k_H(u₂1)

_H=z_mz_Hz_

b_wu₂d ²

w

trong đó

z_m: hệ số kể đến cơ tính của vật liệubánh răng ăn khớp ta bảng 6.5 sgk tập 1

z_m=274

z_H: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

2cos _b

sin 2_tw

z_H=

_b:góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

tg _b=cos_t*tg



với _t:và _twcông thức ở bảng 6.11 đối với bánh răng nghiêngkhông dịch

chỉnh( là góc prophin theo tiêu chuẩn VN 1065A)

tg

cos 

tg20









_tw=_t=arctg(

 arctg

 20.32

)





0.9827

tg _b=cos 20,32*tg 10.67=0.18

_b=10⁰

2cos10.67

z_H=

 1.74

sin 2*20.32

khi đó hoặc tra bảng 6.12

hệ số

b_wsinb

m

1

z_: hệ số kể đến sự trùng khớpcủa bánh răngvì _=

 1 nên z_=

_

tính _theo công thức

1

_=[1.88-3.2(



)cos]=1,66

z₁z₂

nên

1

z_=

 0.6

1,66

đường kính vòng lăn của bánh nhỏ

2a_w

2*145

d_w1=



 53.4

u₂1 4.43 1

theo công thức

d_w1n₂

60.000

3.14*53.4*213

60.000

v=



 0.6m / s

tra bảng 6.13 cấp chính xác 9 và bảng .14 ta có

v<2.5m/s khi đó k_H=1.13

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

a_aw

145

_H=_Hg₀v

=0.002*73*0.6*

 0.5

u₂

4.43

_H:hệ số sai số ảnh hưởng ăn khớp tra bảng 6.15

đối với bánh răng nghiêng

_H=0.002

g₀:hệ số ảnh hưởng sai lệch các bước răng b₁và b₂tra bảng 6.16 g₀=73

_Hb_wd_w1

2T₂k_Hk_H

0.5*53.4 * 60

k_Hv=1+

1

1

2 *119991*1.08*1.13

b_w=_ba*a_w=0.4*145=60

k_H= k_Hv*k_H*k_Hv=1.08*1*1.13=1.22

2 *119991*1.22 * (4.43 1)

_H=274*1.74*0.6

=456 mpa

60 * 4.43*53.4²

_H<[_H] thoa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc

[_H]=[ _H]*z_vz_rk_xh=504*0.97*1*1=489 mpa

kiểm nghiệm về độ bền uốn

2T₁k_Fy_y_y_F1

_F1=





 _F1



b_wd_w1m

trongđó:

T₁: mômen xoắn trên trục chủ động

M :môđun

D_w1:đường kinh vòng lăn bánh chủu động

1

y_= : hệ số kể đến sự trùng khớp

_



140

y_:=1-

hệ số kể đến độ nghiêng

y_F1y_F2: hệ số dạng răng của b₁và b₂

z₁

cos³ 0.9827³

z₂

cos³ 0.9827³

21

z_v1=

z_v2=



 22 răng

 98răng

93



tra bảng 6.18

k_Fhệ số tải trọng tính uốn

k_F=k_Fk_Fk_Fv

k_F: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng tra bảng 6.7 khi tính về uốn

k_F=1.17

k_F:hệ số kể đến sự phân bố cho cả đôi bánh răng đồng thời ăn khớp

k_F=1.37

k_Fv:hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

_Fb_wd_w1

2T₁k_Fk_Fv

k_Fv=1+

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

a_w

145

=_Fg₀v

=0.006*73*06*

=1.5

u₂

4.43

_Fg₀: tra bảng 6.15 và 6.16

_F=0.006

g₀=73

d_wn₂

60.000

v=

1.5*43.5*53.4

k_Fv=1+

 1

2*119991*1.37*1.17

k_F=k_Fk_Fk_Fv=1.17*1.37*1=1.6

_=1,6

1

y_=

=

 0.6

_1.6

=10⁰39’

10.39

y_=1-

 0.925

140

tra bản 6.18 ta có

y_F1=4

y_F2=3,6

2*119991*1.6*0.6*0.925*4

 _F1



 147   _{F 2}

43.5*53.4*2.5



_F1* y_ú2

147*3.6

4

 _{F 2}



 132

y_ú1

kiểm nghiệm về độ quả tải

T max

k_qt=

 1.3

T

 _H1max=[_H] k_qt 489* 1.3  557 < [ _H1max]=1260 mpa

 _F1max _F1*k_qt=147*1.3=191< _F1max=464 mpa

 _{F 2 max}

=

 _{F 2}*k_qt=132*1.3=171< _{F 2 max}=360 mpa

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

Khoảng cách trục

Mođun

a _w=145

m=2.5

Chiều rộng vành răng

Tỷ số truyền

Góc nghiêng

Số răng

Hệ số dịch chỉnh

đường kính vòng chia

b_w=60

u_t=4.428

=10⁰39’

z₁=21 và z₂=93

x₁=x₂=0

mz₁

d ₁=

 53.4 ;d₂=236

0.9827

đường kính đỉnh răng

đường kính đáy răng

d _a1=d₁+2(1+x₁-y)m=53.4+2*2.5=58mm

d _a1=240

d _a1=48

d _F2=230

5,Tính bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

Chọn a_w1=a_w2=145 mm

Với u₂=4,43

Chọn _ba=0,3 nên chiều rộng vành răng b_w=0,3*145=43,5mm

m=(0.01-0.02)a_w=(0.01-0.02)*145=(1.45-2.9)

chọn mođun theo tiêu chuẩn trong bản 6.8 sgk tập 1

m=2,5

theo bảng 6.31 sgk tâp1 số răng bánh nhỏ

2*a_w

2*145

m(u₂1) 2.5(4.43 1)

z₁=21 răng

z₁=



 21.3 vì số răng là nguyên nên ta chon

tính số răng z₂=u₂*z₁=21*4.43=93.03

chọn z₂=93 răng

m(z₁ z₂)

2.5*(21 93)

tính lại a_w=



 142.5 mm

2

vì lấy a_w=145 mm vì có sự chênh lệch nên ta cận dịch chỉnh để tăng khoảng

cách trục từ 142,5->145 mm

hệ số dịch chỉnh đươch tính như sau:

a_w

145

y=

 0.5(z₁ z₂) 

 0.5(21 93)  1

m

2.5

1000* y 1000*1

k_y=



 0.063

z_t

21 93

tổng hệ số dịch chỉnh

x_t=y+y=0.553+0.0063=0.616

hệ số dịch chỉnh bánh 1

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

1(x_t- (z₁ z₂))y

1*(0.616  (93  21)*1)

21 93

x₁=



 0.0115

z₁ z₂

hệ số dịch chỉnh bánh 2

x₂=x_t-x₁=0.616-(-0.0155)=0.6315

góc ăn khớp

z_tmcos

(93  21)*2.5*cos20

cos _tw=



 0.923

2a_w

2*145

_tw=22.56

kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

2T₁k_H(u₁1)

_H=z_mz_Hz_

b_wu₁d ²

w

trong đó

z_m: hệ số kể đến cơ tính của vật liệu bánh răng ăn khởp ta bảng 6.5 sgk tập 1

z_m=274

z_H: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

2cos _b

sin 2_tw

2*1

z_H=

=

=1.7

sin(2*22.56)

_b:góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

khi đó hoặc tra bảng 6.12

hệ số

b_wsinb

m

1

z_: hệ số kể đến sự trùng khớpcủa bánh răngvì _=

 1 nên z_=

_

tính _theo công thức

1

_=[1.88-3.2(



)]=1,66

z₁z₂

nên

4 1,68

z_=

3

 0.88

đường kính vòng lăn của bánh nhỏ

2a_w

2*145

d_w1=



 53.4

u₂1 4.43 1

theo công thức

d_w1n₂

60.000

3.14*53.4*945

60.000

v=



 2.6m / s

tra bảng 6.13 cấp chính xác 8 và bảng .14 ta có

v<2.5m/s khi đó k_H=1.08

a_aw

145

_H=_Hg₀v

=0.006*56*2.64*

 5 m/s

u₂

4.43

_H:hệ số sai số ảnh hưởng ăn khớp tra bảng 6.15

đối với bánh răng nghiêng

_H=0.006

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

g₀:hệ số ảnh hưởng sai lệch các bước răng b₁và b₂tra bảng 6.16

g₀=56

_Hb_wd_w1

2T₁k_Hk_H

5*53.4*43.5

k_Hv=1+

 1

 1,2

2*27892*1.08*1.03

b_w=_ba*a_w=0.3*145=43.5

k_H= k_Hv*k_H*k_Hv=1.08*1*1.2=1.3

2*27892*1.3*(4.43 1)

_H=274*1.7*0.88

=347,8 mpa

43.5*4.43*53.4²

_H<[_H] thoa mãn điều kiện về độ bền tiếp xúc

[_H]=[ _H]*z_vz_rk_xh=427,27*0.95*1*1=405.5 mpa

Khoảng cách trục

Mođun

a_w=145

m=2.5

Chiều rộng vành răng

Tỷ số truyền

b_w=43,5

u₂=4.43

Góc nghiêng

=0

Số răng

Hệ số dịch chỉnh

đường kính vòng chia

z₁=21 và z₂=93

x₁=0.0155 ;x₂=0.6315

mz₁

d ₁=

 53 ;d₂=236

1

đường kính đỉnh răng

đường kính đáy răng

d _a1=d₁+2(1+x₁-y)m=53+4.6=57mm

d _a1=240

d _a1=47

d _F2=229

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

IV, tính toán phần trục

1,Sơ đồ phân tích lực

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

Chọn vật liệu là thép c45 có _b=600 mpa

[]=(12-20)

chọn []=15

2,xác định đường kính sơ bộ của các trục

trên trục 1

T₁

0,2

T₂

27892

3

d₁=

d₂=

d₃=

=

 21,03 mm

 34,2 mm

 50,6 mm







0.2*15

119991

0.2*15



0,2 

T₃

515145

0.2*20



0,2 

đường kính sơ bộ các trục là

d₁=20 mm

d₂=35 mm

d₃=50 mm

3,tính chiều dài của các trục

+tính chiều dàI trục 1

theo hình vẽ 10.9 sgk tập 1 ta có

l_m12=(1,4-2,5)d₁=1,4-2,5)20=(28-50) chọn l_m12=40

chiều đài may ơ của bánh răng

l_m13=(1,2-1,5)d₂=(1,2-1,5)28=33,6-42 chọn l_m13=40

l₁₃=0,5(l_m12+b₀₁) +k₁+k₂

trong đó k₁và k₂được tra trong bảng 10.3 sgk tập 1

chọn k₁=k₂=10

với b₀₁=17 ứng với d=25

thay số vào ta có

l_m13=0,5(40+17)+10+10=48.5 chọn =48

vậy l_m13=48 mm

l₁₂=0,5(l_m12+b₀₁)+k₃+k_h

chọn k₃=15 mm và k_h=20 mm

thay số ta có :

l₁₂=0,5(40+17)+20+15=63,5 chọn 63 mm

l₁₁=2l₁₃=2*48=96 mm

+tính sơ bộ trục 2 và chiều dài

l_m22=(1,2-1,5)d₂=(1,2-1,5)35=42-52,5 chọn l_m22=44 mm

l₂₂=l₁₃=48 mm

l₂₃=l₁₁+l₃₂+k₁+b₀₃+b₀₁=96+68+10+(21+17)*0,5=197 mm

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

với b₀₃=29 ứng với d=50 mm

l₂₃=197 mm

l₂₁=l₂₃+l₃₂=197+68=265 mm

+tính sơ bộ và chiều dài trục 3

l_m33=(1,2-1,5)45=54-67,5 chọn l_m33=65 mm

chiều dài mày ơ của bánh răng

l_m32=(1,2-1,5)55=66-82 chọn l_m32=66

l₃₂=0,5(l_m32+b₀₃)+k₁+k₂=0,5(66+29)+10+10=68 mm

l₃₃=l₃₁+l_c33

mà l_c33=0,5(l_m33+b₀₃)+k_h+k₃=0,5(66+29)+20+15=82 mm

vậy l₃₃=136+82=218 mm

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

+vẽ biểu đồ mômen trên trục 1

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

chọn hệ toạ độ như hình vẽ

phương trình hình chiếu theo phương y ta có

y

=F_y10+F_y11-F_y12=0

1



phương trình mômen tai điểm 1 ta có:

₁=F_y10*96-F_y12*48=0

m

2



2*T₁

2*27892

53,4

với số liệu F_t1=F_t2=F_x12=



 1045 Nmm

d_w

F tg_tw

cos 

1045*tg20,32

t1

F_r1=F_r2=F_y12=



 387 Nmm

1

2*T_dc

F_k=(0,2-0,3)

với D_t=D₀=63 D_tđược tra bảng 16a sgk tập 2 thay số vào ta

D_t

có

2*30318

63

 (192,5  288,7) chọn F_k=240 Nmm

278*48

Từ phương trình 2 suy ra F_y10=

 189 Nmm

96

Thay vào phương trình 1 ta có

378

F_y11=F_y12-F_y10=

 189 Nmm

189

Phương trình hình chiếu theo phương x ta có

=-F_k-F_x10+F_x12-F_x11=0

x

3

4



phương trình mômen tại điềm 1 ta có:

₁=F_x12(l₁₁-l₁₃)-F_x10*96-F_k(l₁₁+l₁₂)=0

m



từ phương trình 3 ta có :

1045*48  240*159

F_x10=

 125 Nmm

96

Thay và phương trình 3 ta có:

F_x11=-240-125+1045=680 Nmm

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

+biểu đồ mômen trên trục 2

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

với số liệu F_t1=F_t2=F_x12=

2*T₁

2*27892

53,4



 1045 Nmm

d_w

F tg_tw

cos 

1045*tg20,32

t1

F_r1=F_r2=F_y12=



 387 Nmm

1

2*T₂

2*119991

53,4

với số liệu F_t3=F_t4=F_x23=



 4494 Nmm

d_w

F tg_tw

cos 

4494*tg20,32

t3

F_r3=F_r4=F_y23=



 1693Nmm

0,8927

F_a3=F_a4=F_t3*tg10,39=852 Nmm

Phương trình hình chiếu trục y

y

=-F_y2a+F_y21+F_y23-F_y2b=0

1

2



phương trình mômen tại a

_a=F_y21*l₂₂+F_y23*l₂₃+m_a-F_y2b*l₂₁=0

m



thay số vào ta có:

35

2

387*48 1693*197  852*

F_y2b=

 1383 Nmm

265

Thay vao phương trình 1 ta rút ra

F_y2a=387+1693-1383=643 Nmm

Phương trình hình chiếu theo phương x

=F_x2a-F_x21+F_x23-F_x2b=0

x

3

4



phương trình momen tại điểmA ta có

_A=F_x21*l₂₂-F_x23*l₂₃+F_x2b*l₂₁=0

m



thay số vào ta rút ra được

1045*48  4494*197

F_x2b=

265

 3152 Nmm

Thay và phương trình 3 ta có :

F_x2a=1045-4494+3152=-297 Nmm

Dấu trừ chứng tỏ rằng F_x2angược chiều

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

+vẽ biểu đồ momen trên trục 3

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

F_rx=F_r*sin =5245*sin30=2622Nmm

F_ry=F_r*cos=5245*cos30=4542Nmm

F_y32=F_r3=1693Nmm

F_x32=F_t3=4494Nmm

F_a4=852Nmm

Phương trình hình chiếu theo phương y ta có:

y

=F_y3c-F_y32+F_y3D-F_ry=0



Phương trình momen tại điểm C ta có:

=F_y32l₃₂-m_a-F_y3Dl₃₁+F_ryl₃₃=

M



c

1693*68 19170  4552*218

F_y3D

=

 7955 Nmm

136

Thay vào phương trình trên ta có:

F_y3c=-7955+1693+4552=-1720Nmm chứng tỏ ngược chiều với chiều đã chọn

Phương trình hình chiếu theo phương x ta có:

x

=F_x3c-F_x32+ F_y3D-F_rx=0



Phương trình momen tại C

=F₂l₃₂- F_y3Dl₃₁+F_rxl₃₃=0

M



c

thay số vào ta tìm được

4494*68  2622*218

F_y3D

=

 6450 Nmm

136

Thay vào phương trình trên ta có:

F_x3c=-4464+6450-2622=666Nmm

Xác định các đường kính và chiều dài các đợn trục bằng công thức

M_j= M ² M ²

yj

xj

M_tđ= M ²_j 0,75T_j²

Dựa vào biểu đồ momen ta tính

+trên trục 1:

M_tđ10

M₁= M _y²₁ M _x²₁

M_tđ11

M₂= 32640² 9072² 33877 Nmm

M_tđ12

33877² 0,75*27892² 41607 Nmm

=

0,75T₁²

=

0,75*27892²=24155Nmm

15120²=15120Nmm

=

M₁² 0,75T₁² 15120² 0,75*27892² 39875 Nmm

=

+trên trục 2

M_tđ20=M_tđ23=0

M₁= 14256² 30864² 33997 Nmm

M_tđ21=

33997² 0,75*119991² 109335 Nmm

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án môn học Chi tiết máy

M₂=240264Nmm

M_tđ22=

240264² 0,75*119991² 261756 Nmm

+ trục 3

M_tđ30=0

M₁=147514Nmm

M_tđ31

147514² 0,75*515145² 469884 Nmm

M₂=430048Nmm

=

M_tđ32

=

430048² 0,75*515145² 419654 Nmm

0,75*515145² 356128Nmm

M_tđ33

+Tính đường kính trục 1

M_td10

24155

3

d₁₀=

d₁₁=

d₁₂=



 15,6 mm chọn 18mm

 18,5 mm chọn 20 mm

 18,9 mm chọn 22 mm

0,1*[ ]

0,1*63

M_td11

39875

0,1*[ ]

0,1*63

M_td12

41607

0,1*[ ]

0,1*63

+tính đường kính trục 2

M_{td 21}

109335

0,1*50

3

d₂₁=



 27,9 mm chọn 30 mm

 34,8mm chọn 34mm

0,1*[ ]

M_{td 22}

216756

0,1*50

3

d₂₂=



0,1*[ ]

d₂₀=d₂₃=25mm

+tính đường kính trục 3

M_{td 31}

469884

0,1*63

3

d₃₁=

d₃₂=

d₃₃=



 42,09mm chọn 45 mm

 40,5 mm chọn 40 mm

 38,37 mm chọn 35 mm

0,1*[ ]

M_{td 32}

419625

0,1*63

0,1*[ ]

M_{td 33}

356128

0,1*63

0,1*[ ]

kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

+đối với thép 45 có _b=600Mpa

_-1=0,436_b=0,436*600=261Mpa

_-1=0,58_-1=0,58*261=151 Mpa

theo bảng 10.6 sgk to có

+các trục của hộp giảm tốc quay đều với ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng

+xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểmtheo hình vẽ ta thấy các tiết

diện sau đây là tiết diện nguy hiểm cần đwocj kiểm tra về độ bền

+trên trục 1

NguyÔn Ph-¬ng Th¾ng líp MTP K45 -§¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi

Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải - Nguyễn Phương Thắng