Thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

V m/sĐường kính tang Dmm Thời hạn phục vụ lh Giờ Số ca làm việc Soca Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài α o Đặc tính làm việc 1.1.1Chọn công suất động cơ điện  Tính toán cô

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng

Khoa Cơ Khí

Thuyết minh

Đồ án môn học Chi Tiết Máy

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Sinh viên: Phạm Ngọc Viễn

Lớp hp: 122DACTM01

Mã sinh viên: 2050411200253

GVHD: Nguyễn Thái Dương

Đà Nẵng, năm 2022

V (m/s)

Đường kính tang D(mm)

Thời hạn phục vụ

lh (Giờ)

Số ca làm việc Soca

Góc nghiêng đường nối tâm

bộ truyền ngoài α (o )

Đặc tính làm việc

1.1.1Chọn công suất động cơ điện

 Tính toán công suất cần thiết cho động cơ điện:

η: hiệu suất truyền động chung của hệ thống

η noitruc: hiệu suất khớp nối.

η br: hiệu suất bộ truyền bánh răng

η capo: hiệu suất của một cặp ổ lăn.

η xich: hiệu suất bộ truyền xích.

 Chọn công suất động cơ điện N đc

Chọn động cơ điện có công suất định mức N đc lớn hơn hay bằng công suất cần thiết N ct (N đc ≥ N CT), trong tiêu chẩn chọn động cơ điện

có nhiều loại thỏa mãn điều kiện này.

- Số vòng quay của tang:

Theo bảng p1.3: Các thông số kỹ thuật của động cơ 4A

Kiểu động cơ Côn

g suất độn

g cơ

Vận tốc quay(vg/p h)

2, 0

1.2Phân phối tỷ số truyền

- Tính tỉ số truyền ngoài : i hop

i hop=i chung

i ngoai=64 , 26

5 =12 , 85

Với tỷ số truyền i hop= ¿ 12,85

 Tỉ số truyền cấp nhanh : i nhanh =1 , 2.i cham =3 , 92

 Tỉ số truyền cấp chậm : i cham=√12 , 85

1 , 2 =3 , 27

Trong đó:

i nhanh: tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng nghiêng

i cham: tỷ số truyền của cặp bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm.

- Kiểm tra sai số cho phép về tỉ số truyền:

i chung =i nhanh i cham.i ngoai=3,92.3,27.5=64,1

1.1.1 Thông số của xích và bộ truyền:

- Tỉ số truyền i x=5 , chọn số răng đĩa nhỏ z1=21 ,do đó số răng đĩa lớn là:

z2=i x z1=5.21=105

- Tìm bước xích t

k= k đ k A k đc k o k c k b = 1,2.1.1.1.1,25.1,3=1,95

Trong đó:

k đ = 1,2 tải trọng va đập nhẹ

k A = 1 hệ số xét đến chiều dài xích,A=(30÷50)t

k đc = 1 trục có đĩa xích điều chỉnh được

Từ bảng trên ta tìm được tải trọng phá hỏng là: Q=70000(N), khối lượng

Với bảng trên ta chọn [u]=25 thỏa điều kiện u≤[u]

2.2: Thiết kế bộ truyền bên trong hộp giảm tốc:

Thiết kế bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp nhanh :

+ Công suất: N I =7 , 35(κW )

+ Số vòng quay: n I= 29 22(vòng/phút)

+ Tỉ số truyền: i nhanh= 3 , 92

1: Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa: σ b =600 N /mm2; σ ch 300 N /mm2; HB=190, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 100÷300)

Bánh lớn: thép 35 thường hóa: σ b =480 N /mm2; σ b =240 N mm2; HB=160, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 300÷500)

Giới hạn mỏi của thép 50: σ-1 = 0,43.600 = 258N/mm2

Giới hạn mỏi của thép 45: σ-1 = 0,43.480 = 206,4 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

[σ]u1 = 258.1 ,5 1 ,5.1 , 8 = 143,333N/mm2

Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:

[σ]u2 = 206 , 4 1 , 5 1 , 8.1 , 8 = 95,556 N/mm2

3: Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K= 1,3

4: Chọn hệ số chiều rộng của bánh răng:

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng nhỏ hơn 350 HB nên Ktt = 1.

Tính số răng tương đương của bánh nhỏ

Z td1= 24(0,983) 3=25 ,26

σu2 = σu1 y1

y2 = 31,57 0,4510,511 ≈ 27,8N/mm2 < [σ]u210: Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Lực dọc trục: P a =1000 ,91 0,171=171 , 2 N

Thiết kế bộ truyền bánh trụ răng thẳng cấp chậm:

+ Công suất: N II =7, 05 (κW )

+ Số vòng quay: n II= 745 , 41 (vòng/phút)+ Tỉ số truyền: i chậm=3,37

1: Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa: σ b =580 N /mm2; σ ch 290 N /mm2; HB=220, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 100÷300)

Bánh lớn: thép 35 thường hóa: σ b =480 N /mm2; σ b =240 N /mm2; HB=190, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 300÷500)

2: Định ứng suất cho phép

Số chu kỳ làm việc của bánh lớn

N2=60.2 27 , 9.20000 =27,34.10 7

>10 7

Giới hạn mỏi của thép 50: σ-1 = 0,43.580 = 249,4 N/mm2.

Giới hạn mỏi của thép 45: σ-1 = 0,43.480 = 206,4 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

[σ]u1 = 249 , 4.1 ,5 1 ,5.1 , 8 = 138,556 N/mm2

Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:

[σ]u2 = 206 , 4 1 , 5 1 , 8.1 , 8 = 95,556 N/mm2

3: Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K= 1,3

4: Chọn hệ số chiều rộng của bánh răng:

σu2 = σu1 y1

y2 = 46,55 0,4760,517 ≈ 42,85N/mm2 < [σ]u2Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

Lực hướng tâm: Pr1 = P1 tg α =2230,191 0,364 ≈ 811,78 N Đối với bánh lớn:

Lực vòng: P2 = P1 = 2230,191 N

Lực hướng tâm: Pr2 = Pr1 = 811,78 N

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN

1.Chọn Vật Liệu

Hộp giảm tốc chịu tải trung bình ta chọn vật liệu cho các trục là thép 45

thường hóa có: σ b = 600 mpa ; σ ch = 340 mpa ; hb = 170217 mpa

Trong đó: T – mômen xoắn, Nmm

[τ ] - ứng suất cho phép, với [τ ]= 15 30 Mpa

Chọn [τ ]:

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

Từ đường kính sơ bộ của trục, sử dụng bảng 10.2 xác định chiều rộng ổ lăn b 0 tương ứng

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: k3= 15.

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông:h n= 20 (mm).

5 Xác định khoảng cách giũa các gối đỡ trục và điểm đặt lực (10.10)

+Chiều dài mayo bánh răng trụ:

6 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục

+ Trên bộ truyền cấp nhanh:

Lực vòng : F t 1 =F t 2= 2 M x

d = 2.9 ,55 10 m Z 6 N

1 n = 2.9 ,55 10 2.24 29226.7 ,35 ≈1000,92Lực hướng tâm: F r 1 =F r 2 = P tg0,985∝= 1000 ,92 0,3640,985 ≈ 369,88 N

Lực dọc trục: Fa1 =Fa2=1000 , 92.0,171 ≈ 171 ,15 N + Trên bộ truyền cấp chậm:

Ft = 6.107 N III

z1 t n =25.31 ,75 227 , 96 107.6 ,78 =2677 ,15N

Trục I:

Momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm bánh 1-1:

Với [σ]=63 Mpa bảng 10.5 trang 195(1)

Đường kính tiết diện bánh răng trụ răng nghiêng bánh nhỏ I lấy 30mm lớn hơn giá trị tính được vì trục có rãnh then.

Tại hai vị trí lắp ổ bi lấy d=25mm

Momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm 2-2:

Với [σ]=63 Mpa bảng 10.5 trang 195(1)

Đường kính tiết diện bánh răng trụ răng nghiêng bánh lớn lấy 35 mm lớn hơn giá trị tính được vì trục có rãnh then.

Tại hai vị trí lắp ổ bi lấy d=30mm

Momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm 3-3:

Với [σ]=63 Mpa bảng 10.5 trang 195(1)

Đường kính tiết diện bánh răng trụ răng thẳng bánh nhỏ lấy 35 mm lớn hơn giá trị tính được vì trục có rãnh then.

Tại hai vị trí lắp ổ bi lấy d=30mm

=>R XB =5901 ,71 N

Chọn d4−4=45 mm

Với [σ]=58 Mpa bảng 10.5 trang 195(1)

Đường kính tiết diện bánh răng trụ răng thẳng bánh lớn lấy 45 mm lớn hơn giá trị tính được vì trục có rãnh then.

Tại hai vị trí lắp ổ bi lấy d=40mm

Momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm 5-5:

Với [σ]=58 Mpa bảng 10.5 trang 195(1)

Đường kính tiết diện B của trục III lấy 45 mm lớn hơn giá trị tính được vì trục

Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp xúc (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động:

Hệ số an toàn cho phép n thường lấy bằng 1,5÷2,5

-Đối với trục II: xét tại tiết diện bánh răng trụ răng thẳng bánh nhỏ

Tra bảng 7-12 [1]/129 áp suất trên bề mặt lắp có độ dôi giữa trục và vòng trong của ổ lăn với kiểu lắp T3 áp suất sinh ra trên bề mặt ghép ≥30 N/m m2 tra bảng 7-

Hệ số an toàn cho phép n thường lấy bằng 1,5÷2,5

-Đối với trục III: xét tại tiết diện B của trục III

Giới hạn mỏi uốn và xoắn

Thay các trị số vừa tìm được vào công thức tính n σ v à n τ:

-Tại vị trí bánh răng trụ răng nghiêng ta dùng then bằng

Kích thước then theo đường kính trục Ф35:

`Kiểm nghiệm then tại vị trí lắp bánh răng (tại C) [σd] = 100 Mpa

(Bảng 9.1a trang 173 [1]), [τc] = 60 Mpa (trang174)

Điều kiện bền dập:

σd=2T2/[(dC.l.(h-t1)] = 2 164645,113/ [35.35.(8-5)] = 89,60 [σd] =100Mpa

Điều kiện bền cắt:

τc=2T2/ (dC.l.b) = 2 164645,113 / (35.35.10) = 26,88 [τc] = 60 MPa -Tại vị trí bánh răng trụ răng thẳng ta dùng then bằng

Kích thước then theo đường kính trục Ф35:

`Kiểm nghiệm then tại vị trí lắp bánh răng (tại C) [σd] = 100 Mpa

(Bảng 9.1a trang 173 [1]), [τc] = 60 Mpa (trang174)

Điều kiện bền dập:

σd=2T2/[(dC.l.(h-t1)] = 2 164645,113/ [35.48.(8-5)] = 65,33 [σd] =100Mpa

Điều kiện bền cắt:

- Dự kiến chọn trước góc β=16 °(kiểu 36000)

- hệ số khả năng làm việc được tính theo công thức

- Kn=1 nhiệt độ làm việc dưới 100°c(bảng 8-4)

- Kv=1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

- SA=1,3.RA.tagβ=1,3 741,42.tan12= 204,87 N

- SB=1,3.RB.tagβ=1,3 326,78.tan12= 90,3 N

- Như vậy lực A t hướng về gối trục bên trái, vì lực hướng tâm ở hai gối trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính đối với gối trục bên trái (ở đấy lực Q lớn hơn) và chọn ổ cho gối trục này, còn gối trục kia ổ cùng loại

- Với ổ bi đỡ chặn: Q = (X V Fr + Y Fa) Kt Kd

=> QA = (1 741,42 + 1,5.171 ,15 ) 1 1 = 998,14 N hoặc bằng 0,998 kN

- Gọi L là tuổi thọ của ổ lăn tính bằng giờ thì:

F rB = √X2B +Y B

2 = √1025 ,332+253 ,0582 =1056,1(N)

- Dự kiến chọn trước góc β=16 °(kiểu 36000)

- hệ số khả năng làm việc được tính theo công thức

- Kn=1 nhiệt độ làm việc dưới 100°c(bảng 8-4)

- Kv=1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

- SA=1,3.RA.tagβ=1,3 1374,18.tan12= 379,71 N

- SB=1,3.RB.tagβ=1,3 1056,1.tan12= 291,82 N

- Như vậy lực A t hướng về gối trục bên trái, vì lực hướng tâm ở hai gối trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính đối với gối trục bên trái (ở đấy lực Q lớn hơn) và chọn ổ cho gối trục này, còn gối trục kia ổ cùng loại

- Tính cho 1 trong 2 gối đỡ

- Tính C theo công thức và Q theo công thức A=0 nên

- Tải trọng động quy ước: theo công thức 11.3 [I] trang 214 đối với ổ bi đỡ ta có:

- Trong đó: Q – Tải trọng động quy ước

với ổ bi

- L – Tuổi thọ: L = 60 n l h

106 = 60 227 ,9 20000106 = 273,48(triệu vòng)

Ø Chọn khớp nối cho đầu vào trục I Để đảm bảo cho việc truyền momen xoắn từ trục động cơ sang trục I ổn định ta chọn khớp nối đàn hồi.

Nhờ có bộ phận đàn hồi có khả năng giảm va đập và chấn động,

đề phòng cộng hưởng do dao động xoắn gây nên và bù lại độ lệch trục

Chọn vật liệu làm khớp nối trục là thép rèn 35

Ø Tính toán theo momen ta có theo công thức 9-1[III] trang 221 ta

có :

T t = k T≤ [T]

Trong đó : T – momen xoắn danh nghĩa,T= 24022,074 (Nmm)

k - hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy công tác

Tra bảng 16-1[II] trang 58 : với máy công tác là băng tải ta chọn k = 1,3

 T t = 1,3.24022 , 074= 31228,696 (N.mm)Tra bảng 16-10a[II] trang 68 : với d = 20 mm, ta có :

[T] = 63 (N.m) = 63000 N.mm

 T t = 24022,074 (N.mm) ≤ [T] = 63000 N.mm

Vậy, ta chọn nối trục vòng đàn hồi với những thông số sau :

Theo bảng 16-10a[II] trang 68, ta có :

Ø Kiểm nghiệm điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi và chốt :

 Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi theo công thức 22[III] ta có :

l3 – chiều dài toàn bộ của vòng đàn hồi

[σ ] d - ứng suất dập cho phép của vòng cao su

 σ u = 1, 3 24022 ,074 25 0 ,1 6 103 71 = 18 , 32≤ [σ ] u

Như vậy, vòng đàn hồi thỏa mãn điều kiện bền dập và chốt thỏa mãn điều kiện bền uốn

Vậy, khớp nối đã chọn thoải mãn

CHƯƠNG 6 : CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY

6.1:Thiết kế các kích thước của vỏ hộp

6.1.1 Chọn vật liệu, bề mặt nắp và thân

- Vật liệu làm hộp giảm tốc ta chọn là gang xám GX 15-32.

- Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua đường tâm trục vì khi đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuận lợi hơn

6.1.2 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp

7 Chiều dày thành thân hộp: δ = 0,025A +

3mm=0,025.202+3=8,05mm

9 - Chiều dày thành nắp: δ1= 0,02A + 3mm=0,02.202+3=7,04mm

10 chọn δ1=8 , 5 mm

11 -Chiều dày mặt bích dưới b = 1,5δ=12mm (của thân hộp)

12 -Chiều dày mặt bích trên b1=1,5δ1=12,75mm (của nắp hộp)

13 -Chiều dày mặt đế: Không có phần lồi: p = 2,35.δ=18,8mm

20 +ghép các mặt bích nắp và thân d2= (0 ,5 ÷ 0 , 6)d n =9 , 3 ÷ 11, 3mm lấy

d2= ¿12mm

21 +ghép nắp ổ vào HGT d3= (0 , 4 ÷ 0 , 5)d n =7 , 5÷ 9 ,5mm lấy d3=9mm

22 +ghép nắp cửa thăm: d4= (0 , 3 ÷ 0 , 4)d n= ¿5,7÷7,6mm lấy d4=7mm

23 -Khoảng cách từ mặt ngoài của vỏ đến tâm bu lông d n , d1, d2:

29 - Khoảng cách từ mép lỗ lắp ổ đến tâm bu lông d1:

30 e=(1÷1,2)d=19÷22,8(cần kiểm tra bằng hình vẽ sao cho các lỗ bu lông d1và d2 không cắt nhau)

39 (L và B là chiều dài và chiều rộng của vỏ)

40 Trong đó D e 2 n: đường kính vòng đỉnh của bánh răng cấp nhanh

41 D e 2 c: đường kính vòng đỉnh của bánh răng cấp chậm

42 ∆ =1 ,2 δ=9 , 6 mm Khoảng cách giữa đỉnh bánh răng với thành trong của hộp

43 -Quan hệ giữa các chỗ chuyển tiếp trên thân hộp và nắp hộp:

44 + Bề mặt cảu thành hộp không nên làm gấp khúc mà nên làm cóphần chuyển tiếp với bán kính r và R: r=0,5 δ=4mm và R=1,5

49 Với: +D: đường kính lỗ lắp ổ lăn

50 + D3 - đường kính ngoài gối trục.

65 -Nút tháo dầu và lỗ tháo dầu:

66 +nút tháo dầu: (tra bảng 10-14[1]/278)

70 + ống lót làm bằng gang GX15-32 với chiều dày δ =C D

71 Trong đó D: đường kính trong ống lót cũng chính là đường kính ngoài ổ

75 Trục I: C=0,11

76 Trục III: C=0,09

77 ống lót trên trục I có δ =C D=0 ,11.62=6 , 82 mm

78 ống lót trên trục III có δ =C D=0 , 09.80=7 ,2 mm

79 +nắp ổ làm bằng gang GX15-32, dùng nắp ổ thủng để trục lắp xuyên qua

80 Tra bảng 10-10b[1]/270 và xem các kích thước ở hình 10-28[1]/270