thiết kế hệ dẫn động băng tải, chương 2 pps

Ch-ơng 2: Bộ truyền trong hộpBộ truyền trục vít 2.1.. Chọn vật liệu: +Trục vít: do đặc điểm của bộ truyền trục vít có tỉ số truyền u lớn nên tần số chịu tải của trục vít lớn hơn bánh ví

Ch-ơng 2: Bộ truyền trong hộp

(Bộ truyền trục vít)

2.1 Chọn vật liệu:

+Trục vít: do đặc điểm của bộ truyền trục vít có tỉ số truyền u lớn

nên tần số chịu tải của trục vít lớn hơn bánh vít, do đó trục vít phải có cơ tính cao hơn bánh vít ở đây ta chọn vật liệu làm trục vít là thép 45 có thể tăng bền bằng ph-ơng pháp nhiệt luyện hoá tốt và đ-ợc gia công bề mặt

+Bánh vít: làm bằng các vật liệu có khả năng chống dính và có

khả năng giảm ma sát chống mài mòn Ta lựa chọn vật liệu làm bánh vít trên cơ sở công thức 7.1 [1]:

59 , 4 66 , 355218

1440 10 5 , 4

10 5 ,

2 1

Trong đó:

1440

1 

66 , 355218

2 

Vậy vật liệu có thể dùng để chế tạo bánh vít là đồng thanh không thiếc hoặc đồng thau Cụ thể là ta chọn đồng thanh nhôm sắt БрА Ж 9-4 và bánh vít đ-ợc chế tạo bằng ph-ơng pháp đúc li tâm và đ-ợc gia công cẩn thận và đ-ợc mài nhẵn bề mặt

b  500 MPa  ch  200 MP

2.2 Xác định ứng suất cho phép:

2.2.1 ứng suất tiếp xúc cho phép:

Vì bánh vít đ-ợc chế tạo bằng đồng thanh không thiếc БрА Ж 9-4 nên theo bảng 7.2 [1]:  H  148 MPa

2.2.2 ứng suất uốn cho phép:

Theo công thức 7.6 [1] ứng suất uốn cho phép đ-ợc xác định nh- sau:

   F  FO .K FL

 FO là ứng suất uốn cho phép với 106 chu kì, với điều kiện trục vít không tôi và chỉ quay theo một chiều theo công thức 7.7 [1]:

 FO  0 , 25 b  0 , 08 ch  0 , 25 500  0 , 08 200  141MPa

FL

K là hệ số tuổi thọ

9 6

10

FE FL

N

   











2 9

max 2

10 52 , 71 14000 72 , 88 1 60

T

T

62 , 0 10 52 , 71

10

9

6

6





FL

K

 F  141 0 , 62  87 , 51 MPa

2.2.3 ứng suất cho phép khi quá tải:

Theo 7.14 [1] ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn lớn nhất cho phép khi quá tải là:

 H max  2 ch  2 200  400 MPa  F max  0 , 8 ch  0 , 8 200  160 MPa

2.3 Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền:

2.3.1 Khoảng cách trục:

Khoảng cách trục aw của bộ truyền trục vít đ-ợc tính theo công thức 7.16 [1]:

2

2 2

170

q

K T z

q z

H

w      Trong đó:

z2 là số răng bánh vít z2  z u. 116,36.233

q là hệ số đ-ờng kính trục vít q0,25z2 0,25.338,25

Chọn q=8

ứng suất tiếp xúc cho phép  H  148 MPa

T2 là momen xoắn trên trục bánh vít

39 , 361951 36

, 16 8 , 0 21 , 27655 ,

.

1

KH = 1,2 là hệ số tải trọng

8

2 , 1 39 , 361951

148 33

170

8

2



















w

Làm tròn giá trị aw ta có aw = 166 mm

2.3.2 Modun:

Theo công thức 7.17 [1] modun dọc của trục vít đ-ợc xác định thông qua giá trị aw:

1 , 8 8 33

166 2 2

2











q z

a

Chọn giá trị m theo tiêu chuẩn cho trong bảng 7.3 [1] ta có m= 8

2.3.3 Hệ số dịch chỉnh:

Để đảm bảo khoảng cách trục aw định tr-ớc khi cắt bánh vít cần dịch chỉnh dao cắt một l-ợng tính theo công thức 7.18 [1]:

8

166 5

,



m

a

2.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít:

2.4.1 Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc:

ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít của bộ truyền trục vít phải thỏa mãn điều kiện 7.19 [1]:

 H

H w

K T a

q z









2 2 2

170

Để xác định chính xác  H ta phải xác định lại chính xác vận tốc tr-ợt vs của bộ truyền theo công thức 7.20 [1]:

w

w s

n d v



 cos 60000

.

 Trong đó:

w: Góc vít lăn

231 , 0 25 , 0 2 8

2

2





























x q

z arctg

w

 2 . 8 2 0 , 25 8 66

1  q x m  

91 , 4 231 , 0 cos 60000

1440 66

s

Nh- vậy ta thấy rằng vs < 5m/s thoả mãn điều kiện đã chọn ban

đầu

Hiệu suất  của bộ truyền:

231 , 0

95 , 0 95

,









tg

tg tg

tg

w

w









Trong đó   2 0  0 , 035rad là góc ma sát, đ-ợc xác định theo bảng 7.4 [1] phụ thuộc vào giá trị vận tốc tr-ợt vs, vật liệu chế tạo bánh vít và độ rắn của mặt ren

Momen xoắn trên trục bánh vít:

371000 36

, 16 82 , 0 21 , 27655

.

1

Hệ số tải trọng KH: K H  K H.K Hv

Vì bộ truyền làm việc trong điều kiện tải trọng ổn định nên hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng K H  1

Vì bộ truyền có vận tốc tr-ợt vs< 5 m/s nên cấp chính xác tối thiểu

để chế tạo bộ truyền là 8 Tuy nhiên, để nâng cao chất l-ợng bộ truyền,

truyền là 7 Vậy trị số của hệ số tải trọng động của bộ truyền là K HV  1

1 1

.



2 , 136 8

1 371000

166

8 33 33











Vậy độ bền tiếp xúc của răng bánh vít là đảm bảo yêu cầu

2.4.2 Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn:

Để đảm bảo độ bền uốn của răng bánh vít, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít phải thoả măn công thức 7.19 [1]:

 F

n

F F F

m d b

K Y

.

4 , 1

2 2 2

Trong đó:

79 , 7 231 , 0 cos 8 cos

m n

Với  là góc vít chia

rad arctg

q

z

8

2





Fv F

F K K

K  . là hệ số tải trọng, vớiK F  K H  1và K Fv K Hv  1nên

1



F K

d2:là đ-ờng kính vòng chia bánh vít

mm z

m

d2  2  8 33  264

b2:là chiều rộng vành răng bánh vít

m d

b2 0 , 75 a1 0 , 75  2  0 , 75 8 8  2  60 b2 = 60 mm

614 , 1



F

245 , 0 cos

33





z

z v

  87 , 51 8

, 6 79 , 7 264 60

1 614 , 1 371000

4 ,



Vậy độ bền uốn của răng bánh vít là đảm bảo

2.4.3 Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải:

Để tránh biến dạng d- hoặc dính bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại không đ-ợc v-ợt quá một giá trị cho phép:

Hmax  H K qt  H max

296 4

max    H 



Để tránh biến dạng d- hoặc phá hỏng tĩnh chân răng bánh vít, ứng suất uốn cực đại không đ-ợc v-ợt quá một giá trị cho phép:

Fmax  F K qt  F max

Chương 3: Kích th-ớc hình học của bộ

truyền

Căn cứ vào các thông số aw, m, q, x,  đã xác định đ-ợc ở trên ta

có thể tính toán các thông số hình học còn lại của bộ truyền trục vít theo bảng sau:

Bảng 3 Thông số hình học của bộ truyền trục vít

Hệ số dịch chỉnh x 0,25

Đ-ờng kính vòng chia d d1=64 d2=264

Đ-ờng kính vòng đỉnh da da1=80 da2=284

Đ-ờng kính vòng đáy df df1=44,8 df2=248,8

Góc ôm  0,85 rad

Góc vít  0,245 rad

2.6 Tính toán nhiệt truyền trong truyền động trục vít:

Bộ truyền trục vít đã đ-ợc thiết kế trên đây có thể làm việc không

ổn định, thậm chí bị h- hỏng, biến dạng nếu trong quá trình làm việc, nhiệt độ sinh ra quá cao và không đ-ợc toả đi kịp thời Vì vậy, việc kiểm nghiệm nhiệt đối với truyền động trục vít nhằm bảo đảm nhiệt l-ợng sinh ra trong hộp cân bằng với l-ợng nhiệt thoát đi Trong tr-ờng hợp , nhiệt đ-ợc truyền một cách tự nhiên qua vách hộp để thoát ra ngoài nhiệt độ dầu trong hộp phải thoả mãn điều kiện 7.29 [1]:

q tq q

t

A K A

A K

P t

















 1

1

0

trong đó:

t0 = 25 0C là nhiệt độ môi tr-ờng xung quanh

74

,

0



46 , 4 74 , 0

3 , 3

2

1   



P

Kt=17,5 W/m2K là hệ số toả nhiệt khi ta có lắp quạt làm mát

 





0

1

3 , 0 1

7

,

0

1 1000

t t K K

P A

d tq

0 , 7 17 , 5 1 0 3 0 , 3 29  1 90 25 1,03 2

46 , 4 74 , 0 1







là diện tích mặt thoát nhiệt của hộp, với A1 là diện tích bề mặt hộp giảm

tốc không có gân

A q:diện tích bề mặt hộp đ-ợc quạt làm nguội Aq= 0,3A =0,3.1,03 =

0,31 m2

3

,

0



1



do làm việc ngắt quãng hoặc do tải trọng làm việc giảm so với tải

trọng danh nghĩa

 t d  90 0C là nhiệt độ cho phép đối với dầu trong tr-ờng hợp trục vít

đặt d-ới bánh vít

17 , 5 1 , 03 0 , 31 1 0 , 3 29 0 , 31 1 70,7 90

46 , 4 74 , 0 1 1000













d

t

-nhiệt độ trong hộp là đ-ợc thoả mãn