Đồ án môn học chi tiết máy: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Trục 2:Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, nói một cách khác là để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then... Để cố định bánh răng theo phư

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN

MỤC LỤC

1 Phân phối tỉ số truyền 5

1.1 Chọn động cơ 5

1.2 Phân phối tỉ số truyền 5

2 Thiết kế bộ truyền bánh răng 6

2.1 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 6

2.2 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 10

3 Thiết kế bộ truyền xích 14

4 Tính toán thiết kế trục 16

4.1 Tính sơ bộ trục 16

4.2 Tính gần đúng trục 17

4.2.1 Trục 1 17

4.2.2 Trục 2 19

4.2.3 Trục 3 21

5 Tính chính xác trục 23

5.1 Trục 1 23

5.2 Trục 2 24

5.3 Trục 3 25

6 Tính then 27

7 Thiết kế gối đỡ 29

8 Bôi trơn hộp giảm tốc 29

9 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 31

10 Các chi tiết phụ 32

ĐỀ 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Truïc 2 Truïc 3

Truïc 3 Truïc 2

Truïc 4

T1 T2 t1 t2

T

t

SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

Công suất trên băng tải:4KW

Số vòng quay trên trục tang dẫn:45 vòng/phút

Thời gian phục vụ:6 năm

Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tài va đập nhẹ

(1 năm làm 300 ngày, ngày 2 ca, 1 ca 8 tiếng)

Chế độ tải: T1= T, T2=0,85T; t1=31, t2=24

PHẦN 1.CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi N là côngsuất trên băng tải,  là hiệu suất chung Nct công suất cần thiết thì :

Nct = NVới    1  2  3  4 :

1 phút) = 1450 vòng , chiều dài trục L = 506, B1 = 274, B4 =216, B5 = 143, H=

310, L8 =89, b= 10, l = 80, 2c = 216, 2c2 = 178, d =132, d4 = 12, h =132, t1 =35.5

1.2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

I =ix.ibn.ibtChọn Ix = 3

Để tiện cho việc bôi trơn nên chọn ibn = 1.3 Ibt

Phần 2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

2.1THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

1.Chọn vật liệu:

Bánh nhỏ :chọn thép 45 thường hoá b  600N/mm2,ch  300N/2

mm

HB =200 phôi rèn ( đk <100 mm)Bánh lớn : chọn thép thường hoá b  500N/mm2,ch  260N/2

mm

HB= 170 phôi rèn (đk 100<d<300 )

2.Định ứng suất cho phép:

a) Tính ứng suất tiếp cho phép

Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

NTD= 60u i n i T i

M

M

) (

max



= 60.1.392.6.300.2.8.(1 55)

24 85 0 55

Giới hạn mỏi uốn cho phép của thép CT45

k n

.

'' ) 6 , 1 4 , 1 (  1Bánh lớn:

[ ] 2=11,,55..2151,8 =119,4 N/mm2

Vì bộ truyền chiu tải trọng trung bình nên chọn a= b A =0,4

5.Xác định khoảng cách trục theo công thức 3 – 10

A  (I + 1)3

2 2

6

'.

) ] [

10 05 , 1 (

n

N k

  ( 3 7  1 )

392 3 , 1 4 , 0

7 , 4 35 , 1 ) 7 , 3 442

10 05 , 1

1

1n d



v=602.3.1000,14.110.(3,.714501)=3,6 m/sTra bảng 3 – 11 ta chọn cấp chính xác = 9

7.Định chính xác hệ số tải trọng K

Chiều rộng bánh răng:

b=  A A = 0,4.110 = 44 mm  45mmĐường kính vòng lăn nhỏ:

Kd = 1,4K=Ktt.Kd =1,04.1,4=1,456  K dự đoán Tính lại A :

A= 3

35 , 1

456 , 1

8 Xác định số răng nghiêng của bánh răng:

Modul pháp :

mn =(0,01-0,02)A = 1,14 – 2,28Vậy lấy mn = 2 mm

Sơ bộ chọn góc nghiêng   10o cos = 0,985Tổng số răng 2 bánh

Zt=Z1 +Z2 =

n m

A cos 

2

Chiều rộng bánh răng phải thoả:

b=45 >



sin

5 ,

Kiểm nghiệm ứng suất uốn theo công thức 3 – 34

N K n

u

] [ 

10.Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu tải đột ngột:

Ứng suất tiếp xúc cho phép theo công thức 3-43

'.

) 3 (

.

10 05 , 1

n b

i N K i

A tx



] [

tx txqt  k 

Chọn Kqt 1 , 8

392 45 3 , 1

) 1 7 , 3 (

35 , 1 8 , 1 7 , 4 7 , 3 114

10 05 ,

10 1 , 19

2 6





b n z m y

N K n

24 2

982 , 0

88 2

Chiều rộng bánh răng b=45 mm

Đường kính vòng đỉnh răng Dc1= 48 + 2.2 = 52 mm

Dc2 =180 + 2.2 = 184 mmĐường kính vòng chân răng Di1 = 48 - 2.2,5 = 43 mm

7 , 4 10 55 , 9

a)định ứng suất tiếp cho phép:

Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

N2=60.135.6.300.8.(31/55+24/55.0,853)=96.106>N0

Số chu kỳ lảm việc cùa bánh nhỏ:

N1=iN2  N 1 N0Vậy lấy K'

N = 1 Ứng suất tiếp cho phép của bánh lớn theo công thức 3-9

2 2 , 6 160 416 /

Ứng suất tiếp cho phép của bánh nhỏ theo công thức 3-9

2 2 , 6 190 494 /

b.định ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

N2=60.135.6.300.8.(31/55+24/55.0,856) = 85.106>N0

Số chu kỳ lảm việc cùa bánh nhỏ:

N1=iN2  N 1 N0( N0 là số chu kỳ của đường cong mỏi uốn tiếp xúc )

Giới hạn mỏi uốn cho phép của thép CT45

k n

.

'' ) 6 , 1 4 , 1 (  1

Vì bộ truyền chiu tải trọng trung bình nên chọn a= b A =0,4

5.Xác định khoảng cách trục theo công thức 3 – 9

A  (I + 1)3

2 2

6

.

) ] [

10 05 , 1 (

n

N k

  ( 2 , 9  1 ) 3 2

6

135

4 , 0

4 , 4 3 , 1 ) 9 , 2 416

10 05 , 1 (

 168mm 170 mm

6 Tính vận tốc bánh răng và cấp chính xác:

v=

1000 60

1

1n d



v=602..31000,14.170.(2,.93921)=1,8 m/sTra bảng 3 – 11 ta chọn cấp chính xác = 9

7.Định chính xác hệ số tải trọng K

Chiều rộng bánh răng:

b=  A A = 0,4.170 = 68 mm Đường kính vòng lăn nhỏ:

=1,124Tra bảng 3 – 14

Kd = 1,45K=Ktt.Kd =1,124.1,45=1,5  K dự đoán Tính lại A :

3 , 1

5 , 1

170 = 180 mm

8.Xác định modul

mn = (0,01-0,01)A = 1,8 – 3,6

lấy mn = 2,5

9.Kiểm nghiệm sức bền uốn:

Hệ số răng tra bảng 7-18 nên ta có

y1=0,466 (bánh nhỏ)

y2=0,517 (bánh lớn)Lấy  '  ' 1 , 5

Kiểm nghiệm ứng suất uốn theo công thức 3 – 33

2

6

u

] [ 

5 , 1 4 , 4 10 1 , 19

2 6

Đường kính vòng chân răng Di1 = 90 - 2.2,5 = 85 mm

4 , 4 10 55 , 9

K2= 1

25

25 1

01





Z Z

25 75 ( 40 2 2

135 25

25 75 (

8 ) 2

75 25 132 ( 2

75 25 132 ( 4

4 ,

4 , 25



Đĩa bị dẫn:

2

180 sin

4 , 25



6 Lực tác dụng lên trục theo công thức 6-17

n t z

N

K t

3381 135

4 , 25 25

2 , 4 15 , 1 10 6

.

10

120 3



Để chuẩn bị cho bước tính gẩn đúng, trong bốn trị số vừa tính ở trên ta lấy trị

số d = 27 để chọn loại ổ lăn và ta chọn ổ 205 với B = 15 cho trong bảng 14 – p

Tính gần đúng trục:

Để tính các kích thưóc chiều dài trục ta phải chọn sơ bộ các kích thước sau:

Khe hở giữa các bánh răng = 10mm

Khoảng cách giữa bánh răng và thành trong của hộp = 10 mm

Khoảng cách từ thành trong đến mặt bên của ổ lăn = 10 mm

Chiều rộng ổ lăn = 15mm

Đường kính bulong để ghép nắp với thân hgt = 16 mm

Khe hỡ giữa mặt bên và xích =20 mm

Chiều rộng bánh răng cấp chậm = 68mm

Chiều rộng bánh răng cấp nhanh = 45 mm

Tổng hợp các kích thước ta được chiều dài các đoạn truc cần thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ:

a = 55 mm b = 133 mm l = 96 mm

TRỤC 1:

hình4.1 biểu đổ nội lực trục 1

Tìm phản lực liên kết tại các gối trục:

) 2 (

) (

Pr

) ( 224 2

) 2 (

b a

b a P

224 N

R Ay 



0 ) 2 ( ) 2 (



) ( 664

M 17768 ( / )

2

48 227 55 224 2

1 , 0

u M M =40612 (Nmm)

 Mtđ =48684 (Nmm)

50 1 , 0

u M M =40612 (Nmm)

 Mtđ =48684 (Nmm)

50 1 , 0

hình 4.2 biểu đồ nội lưc trục 2

Tính các phản lực ở các gối trục:

) 2 (

) 2 (

Pr ) (

Pr

) ( 199 2

) 2 (

) 2 (

Pr2 1

N b

a

b a P

b a

199 N

R Cy 



0 ) 2 ( ) 2 ( ) 2

1836 N

R Dx 



) (

.

P a

1

1 b P d N mm

b a

1 , 0

u M M =105742 (Nmm)

 Mtđ =106148 (Nmm)

50 1 , 0

u M M =118620(Nmm)

 Mtđ =150628(Nmm)

50 1 , 0

u M M =105742 (Nmm)

 Mtđ =106148 (Nmm)

50 1 , 0

106148



Vậy trục 2 ta sẽ lấy đường kính ở tiết diện 1-1 và 3-3 là 28 mm và đường kính

ở tiết diện 2-2 là 32 mm đường kính ở 2 ngõng trục để lắp ổ lăn là 25 mm

TRỤC 3:

hình 4.3 biểu đồ nội lực trục 3

Tính các phản lực ở các gối trục:

) 2 (

) 2 (

) ( 2160 2

) 2 (

Pr2

N b

a

l R b a

) (

4675 N

R Fy 



0 ) 2 ( ) 2

1191 N

R Dx 



) (

1 , 0

u M M =231860 (Nmm)

 Mtđ =346360 (Nmm)

50 1 , 0

u M M =324576 (Nmm)

 Mtđ =414193 (Nmm)

50 1 , 0

Tính chính xác trục theo công thức 7-5:

] [

.

2

n n

n n

, 0

 b

150 25

, 0

48 , 1

19 , 1

4 8

, 0

 b

150 25

, 0

63 , 1

5 , 1

4 , 2 43 6 , 2

3 , 8 4 , 2

, 0

 b

150 25

, 0

63 , 1

5 , 1

7 , 2 36 7 , 2

6 , 5 7 , 2

có b = 6 h = 6 t=3,5 t1=2,6 k=2,9 lm = 36

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức 7 – 11

2

/ ] [

2

mm N dkl

d

36 9 , 2 20

31000 2

31000 2



Trục 2:

Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, nói một cách khác là để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then Theo đường kính trục 2 để lắp then là 28 mm, tra bảng 7 – 23 chọn then

2

mm N dkl

d

36 5 , 3 28

107194

dbl

M

] [

2

mm N dkl

d

2 , 4 64 32

107194

dbl

M

] [

2107194



Trục 3:

Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến, nói một cách khác là để truyền momen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then Theo đường kính trục 1 để lắp then là 45 mm, tra bảng 7 – 23 chọn then

có b = 12 h = 8 t=4,5 k=3,6 lm = 54

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức 7 – 11

2

/ ] [

2

mm N dkl

d

54 4 , 4 45

297111

297111

R

R A  AX  AY 

681 2

14400 1450 (

Trục 2

Sơ đồ chọn ổ lăn cho trục 2:

) ( 1846 2

R

R A  AX  AY 

1846 2

14400 392 (

R

R A  AX  AY 

4824 2

14400 135 (

Tra bảng 8-16 chọn kiểu lắp L2ô

Cố định trục ta dùng bạc.

Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bánh răng thấp, không thểdùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60-1000C và vận tốc dưới

1500 vòng/phút (bảng 8-28)

Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rỗng của bộ phận ổ Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho lượng dầu rơi vào bộ phận ổ, nên ta làm vòng chắn dầu

Che kín ổ lăn

Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ cũng như để ngăn không cho mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt đơn giản nhất

Phần 8.Bôi trơn trong hộp giảm tốc:

1.Chọn dầu bôi trơn cho bánh răng:

Vật liệu bánh răng là thép C45 thường hoá có độ rắn HB =160 và 200

Do vận tốc nhỏ chọn giải pháp ngâm các bánh răng ngập trong dầu sự chênh lệch về bán kính giữa các bán răng bị dẫn ở cấp nhanh và cấp chậm là

42 mm Vì mức dầu thấp nhất phải ngập bánh răng lớn cấp nhanh cho nên bánh răng lớn cấp chậm sẽ phải ngâm sâu trong dầu nhưng vì vận tốc nhỏ nêncũng không bị ảnh hưởng đến công suất nhiều

Theo bảng 10-17, chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng ở nhiệt độ

600C là 116 centitoc hoặc 16 độ Engle và theo bảng 16-20 chọn loại dầu AK20

Phần 9.Thiết kế vỏ hộp giảm tốc:

- Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ và độ cứng cao

- Hộp giảm tốc bao gồm: thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ,

…

- Vật liệu phổ biến: GX15-32

- Chọn bề mặt ghép nắp và thân: song song mặt đế

Các kích thước cơ bản của vỏ hộp:

1 Chiều dày:

- Thân hộp:  = 9 mm

4 Mặt bích chiều dài nắp và thân:

- Chiều dày bích thân hộp: S3 =15 mm

- Chiều dày bích nắp hộp : S4 = 13 mm

- Bề rộng bích nắp và thân: K3 = 50 mm

5 Kích thước gối trục:

- Bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 = 55 mm

7 Khe hở giữa các chi tiết:

- Bánh răng với thành trong hộp:  = 12 mm

- Giữa đỉnh bánh răng lớn và đáy hộp: 1 = 30 mm

8 Số lượng bulông nền Z = 6

Phần 10: CÁC CHI TIẾT PHỤ

1.Vòng phớt : không cho dầu hoặc mỡ chảy ra ngoài hộp giảm tốc và

ngăn không cho bụi từ bên ngoài vào hộp giảm tốc

hình 10.1 : vòng phớt 2.Vòng chắn dầu: không cho dầu trong hộp giảm tốc bắn vào ổ

bi và có tác dụng ngăn cách và cố định các ổ bi với bánh răng

hình 10.2 vòng chắn dầu 3.Chốt định vị: dùng định vị chính xác vị trí của nắp hộp và thân hộp

giảm tốc, tạo thuận lợi cho việc cố định khi lắp chi tiết

4.Nút thông hơi: làm giảm áp suất, điều hoà không khí bên trong và bên

ngoài hộp giảm tốc, và cũng có thể dùng để thay dầu làm việc khi dầu cũ

bị dơ

Hình 10.4 Nút thông hơi

Nút thông hơi để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và bên

ngoài hộp giảm tốc Nút thông hơi được chọn theo tiêu chuẩn Bảng 18–6[4].

Bảng 10.2:Thông số nắp quan sát

6.Que thăm dầu: kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc.

hình 10.5: que thăm dầu

7 Nút tháo dầu:Cĩ tác dụng để tháo dầu cũ vì sau một thời gian làm

việc,dầu bơi trơn chứa trong hộp bị bẩn do bụi hoặc do hạt mài hoặc bị biến chất

Chọn M16x1.5 Các thơng số tra trong bảng 18-7 , tài liệu [1]

Hình 10.6 Nút tháo dầu Nút tháo dầu được đặt ở đáy hộp dùng để tháo dầu cũ Lúc làm việc, lỗđược bịt kín bằng nút tháo dầu Kết cấu và kích thước nút tháo dầu chọn

Tài liệu tham khảo:

[1] Trịnh Chất, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí , Tập 1 và 2, NXB

[6] Nguyễn Hữu Lộc, Sử dụng AutoCAD 2000, Tập 1 và 2, NXB TP Hồ

Chí Minh, 1999

[7] Nguyễn Hữu Lộc, Thiết kế cơ khí với AutoCAD Mechanical, NXB TP.

Hồ Chí Minh, 2003