BÁO cáo bài tập lớn môn CHI TIẾT máy đề số 1 THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG BĂNG tải phương án số 26

Tính toán các bộ truyền hở đai hoặc xích hoặc bánh răng b.. Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc bánh răng, trục vít c.. Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

- oOo

MÔN CHI TIẾT MÁY

2) SỐ LIỆU THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SỐ 11

Lực vòng trên xích tải : 3500 N

Vận tốc băng tải : 0,8 (m/s)

Đường kính tang dẫn D : 450 mm

Thời gian phục vụ L, năm : 5 năm

Số ngày làm việc : 320 ngày

Số ca làm việc : 3 ca

Đặc tính làm việc : Quay 1 chiều , tải tĩnh

3) NỘI DUNG THUYẾT MINH

3.1 Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

3.2 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

a Tính toán các bộ truyền hở (đai hoặc xích hoặc bánh răng)

b Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít)

c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực

d Tính toán thiết kế trục và then

e Chọn ổ lăn và nối trục

2

PHẦN 1 : TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 Chọn hiệu suất của hệ thống

Hiệu suất truyền động của hệ thống:

Trong đó:

�x =0,93: Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn

��� =0,99: Hiệu suất ổ lăn

���t =0,95: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ thẳng

���n =0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

��� =1: Hiệu suất nối trục đàn hồi

1.2 Chọn công suất của động cơ

 Công suất trên trục công tác :

 Công suất cần thiết trên trục động cơ

 Số vòng quay trên trục công tác :

 Số vòng quay của động cơ thông dụng hiện nay khi không có tải n =1500 v/phútđb

 Tra bảng P 1.3 trang 237, ta chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có kí hiệu

4A100L4Y3 có công suất 4 kW , có số vòng quay thực tế khi làm việc là 1422

vòng / phút

Kiểu động

cơ Công suất (kW)

Vận tốcquay(v/ph)

Cos φ η%

1.3 Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền chung của hệ thống truyền động

a) Tính toán công suất trên trục

b) Tính toán số vòng quay trên các trục

)

c) Tính momen xoắn trên các trục

Momen xoắn trên trục động cơ :

Momen xoắn trên trục 1 :

Momen xoắn trên trục 2 :

4

Momen xoắn trên trục 3 :

Momen xoắn trên trục công tác

- Điều kiện bôi trơn liên tục Kb = 0,8

- Bộ truyền xích làm việc 3 ca nên Klv = 2,4

- Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = 40pc nên Ka = 1

c) Công suất tính toán

 Chọn khoảng cách trục a sơ bộ bằng [theo điều kiện (30-50)pc.]

 Số mắt xích được tính theo công thức :

 (chọn theo mắt xích chẵn là 124 mắt xích)

 Chiều dài xích

 Tính chính xác khoảng cách trục :

6

Để bộ truyền xích làm việc có độ chùng bình thường không chịu lực căng quá lớn , ta giảm khoảng cách trục a 1 khoảng có giá trị bằng 0,002a Chọn a = 913,44 mm

(*) Thế số vào ta được

Hệ số an toàn

Như vậy : Hệ số an toàn 12,41 > 8,4 nên bộ truyền xích đảm bảo điều kiện bền

g) Kiểm Nghiệm Độ Bền Mòn Của Bộ Truyền Xích

Ta có Pt < [P ] 3,16 < 11 nên bộ truyền xích đảm bảo yêu cầu độ bền mòn0

8

Với Kr ta lấy giá trị xấp xỉ khoảng 0,25

Như vậy với , răng đĩa xích 2 đảm bảo được độ bền tiếp xúc và ta cũng sử dụng thép 45 tôi cải thiện để đạt độ bền như đĩa 1

Với giá trị k =1,15 do bộ truyền nằm ngang x

 Bảng tổng kết kết quả tính toán thiết kế bộ truyền xích ống con lăn

Công suất truyền P3 3,04 kW

Tốc độ vòng quay n3 177,8 vòng/phút

Tỉ số truyền uxích 2,19Vận tốc trung bình v 1,52 m/s

[ b] (MPa) Ϭ [ ch] (MPa) Ϭ Độ rắn (HB)

Bánh chủ động Thép 45 Tôi cải thiện 850 580 241… 285Bánh bị động Thép 45 Tôi cải thiện 750 450 192… 240Dựa theo bảng 6.1 : Cơ tính của một số vật liệu chế tạo bánh răng , ta chọn :

Bánh dẫn (bánh 1 ) : độ cứng trung bình HB = 245 1

Bánh bị dẫn (bánh 2) : độ cứng trung bình HB = 230 2

3.3 XÁC ĐỊNH SỐ CHU KÌ LÀM VIỆC :

Dựa vào bảng 6.2 : Trị số của và ứng với chu kì cơ sở của Thép 45 :

 Giới hạn độ bền mỏi tiếp xúc :

 Số Chu Kì Thay Đổi Ứng Suất Cơ Sở :

 Số Chu Kì Làm Việc Tương Đương :

Nên

Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh nên số chu kì thay đổi ứng suất tương đương được tính theo công thức :

Với :

_ c =1 (số lần ăn khớp trong 1 vòng quay)

_ n =1420 (v/p) (số vòng quay trong 1 phút)

_ = (tổng số giờ làm việc của bánh răng)

Thế số : > , ta được giá trị chế độ tải trọng của bộ truyền K = 1 FL1

> , ta được giá trị K = 1 FL2

 KFC = 1 (hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải - Bộ truyền quay 1 chiều

 Hệ số tuổi thọ , xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ của bộ truyền , được xác địnhtheo công thức sau :

 Xác Định Ứng Suất Uốn Cho Phép

 Xác Định Ứng Suất Tiếp Xúc Cho Phép Khi Quá Tải

 Xác Định Ứng Suất Uốn Cho Phép Khi Quá Tải

3.4 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Công thức 6.15 :

(Tra bảng 6.5 với răng nghiêng)

(Tra bảng 6.6 Do bánh răng có vị trí đối xứng với các ổ trục )

Ban đầu em làm tròn giá trị khoảng cách trục đến 100 mm nhưng bộ truyền không đảm bảo điều kiện tiếp xúc do nên em đã tăng khoảng cách trục đến giá trị 125 mm theo bảng giátrị tiêu chuẩn SEV229-75 để đảm bảo điều kiện tiếp xúc , em xin tiếp tục tính toán các thông số khác dựa trên khoảng cách trục 125 mm

b) Xác Định Các Thông Số Ăn Khớp

Module bánh răng tiêu chuẩn khi độ cứng bánh răng < 350 HB

Theo bảng 6.8 ta chọn module tiêu chuẩn là 2,5

c) Kiểm Nghiệm Độ Bền Tiếp Xúc

Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc :

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

- Vận tốc vòng :

- Dựa theo bảng 6.13 với vận tốc vòng là 4,32 m/s < 6 , ta chọn cấp chính xác động

học là cấp 8

- Dựa theo bảng 6.14, với cấp chính xác là cấp 8 và vận tốc vòng < 5, ta chọn hệ số

phân bố không đều tải trọng

nên bộ truyền thỏa mãn độ bền tiếp xúc

d) Kiểm Nghiệm Răng Về Độ Bền Uốn :

Tra bảng 6.18 ta có hệ số dạng răng

Với m=2,5

Theo CT (6,2) và (6,3)

Bộ truyền thỏa mãn độ bền uốn

e) Các Thông Số Hình Học Của Bánh Răng Trụ Răng Nghiêng

Tỷ số truyền ut ut = 3.3

- Như vậy, với thỏa mãn được độ bền tiếp xúc

d) Kiểm nghiệm độ bền uốn

Ứng suất uốn tại chân răng được tính theo công thức

Theo CT 6.43 :

và

T2 = (N.mm)

- Cường độ tải trọng động

- Hệ số tải trọng khi tính theo độ bền uốn

- Hệ số

- Hệ số dạng răng, tra bảng 6.18 ta có hệ số dạng răng

- Với m = 2,5 , ta có hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất

Theo CT (6,2) và (6,3) , ứng suất uốn cho phép

[ b] (MPa) Ϭ Ϭ ch] (MPa) (Mpa) Độ rắn (HB)

Thép 45 Tôi cải

thiện

600 340 15….30 170….217

4.2 Sơ đồ đặt lực

4.3 Tính toán sơ bộ kích thước các trục

Đường kính trục được xác định bằng CT 10.9 : với giá trị

Lấy giá trị cho :

4.4.1 Chiều dài Moay ơ của khớp nối và bánh răng trụ nghiêng 1 lắp trên trục 1

 Chiều dài nửa khớp nối (trục vòng đàn hồi)

 Chọn

 Chiều dài moay ơ bánh răng 1



 Chọn

 Khoảng chìa console trên trục thứ 1, tính từ khớp nối trục đến gối đỡ 0

4.4.2 Chiều dài moay ơ bánh răng 2 và bánh răng 3 lắp trên trục 2

- k = 15 (mm) Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp 1

hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

- k2 = 10 (mm) Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

- k3 = 15 (mm) Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ

- K4 = 10 (mm) Khoảng cách giữa các chi tiết quay

- hn = 15 (mm) Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông

4.4.5 Chiều dài các đoạn trục lk của các trục , tính theo bảng 10.4 xét trên trục 2 i

 Khoảng cách từ gối 0 đến bánh răng 2

 Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến gối đỡ 1

Dựa theo các vị trí tương đối trên hình vẽ phác thảo trục 2, ta có thể suy ra các giá trị của 2trục còn lại như sau

Trục 1Trục 3

4.5 Tính toán và biểu đồ momen trục I

Chiều của lực tác dụng tại khớp nối có chiều theo phương x và ngược chiều với lực vòng Fx12 Ta giả thiết chiều của phản lực liên kết tại 2 điểm A và C có chiều tương tự như hình phía trên

 Xét mặt phẳng YOZ :

 Xét mặt phẳng XOZ

24

 Lực tác dụng tại bánh răng trụ răng thẳng (3)

4.7 Tính toán và vẽ biểu đồ momen trục III :

 Biểu đồ momen

30