Đồ án chi tiết máy - Đề 2 Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Đề tài mà em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền đai .Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp

Lời Nói Đầu

Thiết  Kế Đồ án Chi Tiết Máy  là  một  môn  học cơ bản của  ngành cơ khí. Môn  học này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này. 

Đề tài  mà em được giao  là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ hộp  giảm tốc  bánh răng trụ răng  nghiêng  và bộ truyền đai .Trong quá trình tính toán  và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu một số những tài liệu sau: 

-Chi tiết máy tập 1 và 2  của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp. 

-Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1 và 2 của PGS.TS Trịnh Chất và 

TS Lê Văn Uyển. 

Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót. Kính  mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong 

bộ môn giúp cho những sinh viên như chúng em ngày càng tiến bộ trong học tập. Cuối  cùng  em  xin  chân  thành  cảm  ơn  các  thầy  trong  bộ  môn,  đặc  biệt  là  thầy 

Trịnh Đồng Tính đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em có thể hoàn thành 

tốt nhiệm vụ được giao .Em xin chân  thành cảm ơn! 

Sinh viên : Nguyễn Văn Đoàn 

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 

ĐỀ SỐ 2: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI



        

Trong đó   Pct : Công suất trên một trục công tác  

P = P

η =0,890,9 = 0,99kW 

1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ 

Trên trục công tác ta có: 

nlv = 

D

v

1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ

1.3.Tính các thông số trên các trục

1.3.1.Số vòng quay

Theo tính toán ở trên ta có:  ndc = 920(vg/ph) 

Tỉ số truyền từ động cơ sang trục I qua đai là:  u = 3,44 

n = n

9203,44 = 267,44 (v/ph ) 

 Công suất trên trục I là  :  

η η =

10,99 0,97 = 1,04kw  Công suất thực của động cơ là:  

Pđ∗ = P

η η

.

= 1,040,99.0,96= 1,09 kW  

1.3.3.Mômen xoắn trên các trục

T = 9,55 10 P

n = 9,55 10

166,86 = 142836 N mm        

Tđ = 9,55 10 Pđ

nđ = 9,55 10

1,09

920 = 11315 N mm  

PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt:

2 1



 Suy ra thỏa mãn

2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai

.

t d F

 Thỏa mãn 

Ứng suất cho phép :  

0

[F] [  F]C C C v   2, 075.0,94.0,997.1 1,945(Mpa)   Chiều rộng đai: 

161, 72.1, 0

23, 75(mm) [ ] 1,945.3,5

t t F

F K b

0 1

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG

3.2 Xác định ứng suất cho phép

   a. Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép: 

0 lim

0 lim

F

Z Z K K S

Y Y K K S

1,8

H F

HB HB

0

0 E

H

F

H m HL

HE

F m FL

F

N K

N N K

2,4 6

Ta có: NHE1> NHO1 => lấy NHE1= NHO1 => KHL1= 1 

   NHE2> NHO2 => lấy NHE2= NHO2 => KHL2= 1 

   NFE1> NFO1 => lấy NFE1= NFO1 => KFL1= 1 

   NFE2> NFO2 => lấy NFE2= NFO2 => KFL2= 1 

0 lim1

1 0 lim 2

2 0 lim1

1 0 lim 2

1,1 342

1, 75 324

H F

F F

H a

  Tra bảng  6.6 1

97

B với bộ truyền đối xứng, HB < 350 ta chọn được ba  0, 4   bd  0,5ba(u 1)  0,5.0,3(4 1)   0, 75 

  KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng   khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn: Tra bảng  6.7[1]

K K

1

2 cos 2.125.cos14

24, 26 ( 1) 2(4 1)

a Z

  Tỷ số truyền thực tế:  2

1

98 3,92 25

t

Z u Z

  Tra phụ lục  2.3[1]

250

PL  với: 

 CCX= 9 

 HB < 350 

 Răng thẳng 

 V =0,70(m/s) Nội suy tuyến tính ta được: 

1, 03

Hv Fv

K K

K K

107

X = 9

v m s CC

1, 74 sin(2 ) sin(2.20, 30 )

b H

102,86 cos cos 10, 26

v

v

Z Z

Z Z

Y Y

K K K

3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng

Bảng kết quả tính toán: 

Thông số  Kí hiệu  Công thức tính 

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Tính toán khớp nối

T d



    Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với: 

    k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng      16.1 2

cf kn cf kn

d mm Z

34( ) 28( ) 14( )

  Chọn  vật  liệu  chế  tạo  trục  là  thép  45  có  σb  =  600  MPa,  ứng  suất  xoắn  cho phép 

  - Lực hướng tâm:  1 2 1 w

( ) os

0, 2.

I sb

T d

0, 2.

II sb

T d

  Ta chọn:  1

2

30( ) 35( )

sb sb

chiều dài phần chìa trục I 

(1, 4 2, 5)

mc

Sơ đồ lực tác dụng lên trục II:

0,1 [σ] =

128807,360,1.50 = 29,53mm -Tại tiết diện bánh răng: 

0,1 [σ] =

138869,430,1.50 = 30,28mm -Tại tiết diện lắp ổ lăn: 

0,1 [σ] =

00,1.50 = 0 mm 

 Chọn then: 

+Do các trục nằm trong hộp giảm tốc nên ta chọn loại then bằng. Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn loại then giống nhau trên cùng một trục. 

Khi đó, theo TCVN 2261- 77 ta có thông số của các loại then được sử dụng như sau: 

 Chiều sâu rãnh then 

 Bán kính góc lượn của rãnh 

 Lớn nhất  

 0.25 

 0.4 

+Kiểm nghiệm độ bền của then: 

a Tại tiết diện 2-2 (tiết diện lắp bánh răng)

-Kiểm tra độ bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then. Chọn lt=(0,8…0,9)lm12= (0,8…0,9)50 = 45 mm. chọn lt=45 

4.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi

Với thép 45 có: b  600MPa , 1  0 , 436 b  0 , 436 600  261 , 6MPa 

MPa

728,1516,261.58,0

j

d

t d bt d W

2

32

j j

j j aj

d

t d t b d

M W

M

2

32

j j aj

mj

W

T

2 2

j

d

t d bt d W

2

16

j oj

j j aj

mj

d

t d bt d

T W

T

2

16

2

2

1 1

3 max

kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hế số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm đó thỏa mãn điều kiện sau:  

 s s s

Trong đó :-1, -1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng   a, avà  m, 

m  là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diên xét  . 

x

M W

d = 25 mm ; D= 62 mm ; b= 17 mm ; r= 2 mm ;  

C= 21,1  kN ; C0 =14,9 kN. 

5.2.Chọn ổ lăn cho trục II

5.2.1.Chọn loại ổ lăn

5.2.2.Chọn kích thước ổ lăn

Chọn theo khả năng tải động. Đường kính trục tại chỗ lắp ổ lăn : 

D21= d23  = 35 mm. 

Tra bảng P2.12/264, với loại ổ cỡ trung hẹp, ta chọn được loại ổ bi đỡ chặn có kí hiệu là 46307 có các thông số sau : 

d= 35mm ; D=80 mm ; b =21 mm ; r= 2,5mm ; 

 C= 33,4 kN ; C0 =25,2 kN. 

Tính tỉ số : i.Fa1 / C0  với : +i : số dãy con lăn, i= 1 

+C0 =25,2 kN 

5.2.7 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động

6.1.1Tính kết cấu của vỏ hộp

Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ.Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32. 

δ1 = 0,9.7 = 0,9.8 = 7,2 (mm) chọn 1 7 Gân tăng cứng:    Chiều dày, e 

      Chiều cao, h 

      Độ dốc 

e = (0,8÷1)δ = 5,6÷ 7 mm  Chọn e = 8 (mm) 

h < 58 mm = 5. =5.7=35   khoảng 20 

d2  =  (0,7÷0,8)d1  =  11,2÷12,8  mm  chọn  d2  = 12(mm) 

d3 = (0,8÷0,9)d2 = 9,6÷10,8 mm chọn d3 = 10 (mm) 

     Vít ghép nắp của thăm, d5  d2 = (0,6÷0,7)d2 = 7,2÷8,4 chọn d4 = 8 (mm) 

d2 = (0,5÷0,6)d2 = 6÷7,2 chọn d2 = 6 (mm) Mặt bích ghép nắp và thân: 

S4 = (0,9÷1)S3 = 15,3÷17 mm chọn S4 = 16,5 (mm) 

K3 = K2 - (3÷5) = 38- (3÷5)= 34÷36 mm  chọn K3 = 35  (mm) 

K2 = E2+R2+(3÷5)=19+16+3=38 (mm) 

E2 = 1,6d2 = 1,6.12=19,2(mm) chọn E2 =  19 (mm) 

R2 = 1,3d2 =1,3.12=15,6 (mm) chọn R2 = 16 (mm) 

=24(mm) 

S2=(1,0  1,1)d2=(16  17,6)  chọn  S2=17 

     Bề rộng mặt đế hộp, K1 và q  (mm)  

K1 = 3d1 = 3.16=48 (mm),  

q ≥ K1 + 2δ =48+2.7= 62 (mm) Khe hở giữa các chi tiết: 

     Giữa  bánh  răng  với  thành  trong 

Δ2   =7 chọn  2=8 (mm)  

Số lượng bulông nền, Z 

L: chiều dài vở hộp  

B:chiều rộng vỏ hộp 

Z=4  

B (mm) 

C (mm) 

1

C (mm) 

K (mm) 

R (mm) 

Vít (mm) 

Số lượng 

6.2.4.Nút thông hơi 

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông hơi thường được lắp 

trên nắp cửa thăm. Tra bảng  18.6 2

93

B  ta có kích thước nút thông hơi 

A  B  C  D  E  G  H  I  K  L  M  N  O  P  Q  R  S M27×2  15  30  15  45  36  32  6  4  10  8  22  6  32  18  36  32 

6.2.5.Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp, bị bẩn (do bụi bặm và do hạt mài), hoặc bị biết chất, do đó cần phải thay dầu mới.Để thay dầu cũ, ở đáy hộp 

6.2.7.Chốt định vị

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ lắp ở thân hộp & trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ các 

6.2.9.Bulông vòng  

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulong vòng. Kích thước bulong vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc. Với a= 

105 mm , hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp, tra bảng  18.3  2

89

b

B  ta có Q = 40(Kg), ta chọn bulông vòng M8. 

6.3 BÔI TRƠN VÀ ĐIỀU CHỈNH ĂN KHỚP

6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Bảng thống kê dành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc 

mỡ 

Thiết bị cần bôi trơn 

Lượng dầu hoặc 

mỡ 

Thời giant hay dầu hoặc mỡ Dầu ôtô máy 

6.3.4 Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai:

Tại các tiết diện lắp bánh răng không yêu cầu tháo lắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp H7/k6, tiết diện lắp trục với ổ lăn, khớp nối, đĩa xích được chọn trong bảng sau : 

D k

D k

MỤC LỤC

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1.Chọn động cơ điện………

1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ………

1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ………

1.1.3.Chọn động cơ………

1.2.Phân phối tỉ số truyền………

1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống………

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ………

1.3.Tính các thông số trên các trục………

1.3.1.Số vòng quay………

1.3.2.Công suất………

1.3.3.Mômen xoắn trên các trục………

1.3.4Bảng thông số động học………

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 2.1.chọn vật liệu bánh răng………

2.2.xác định ứng suất cho phép………

2.3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục………

2.4.xác định thông số ăn khớp……….……….………

2.5.xác định các hệ số và thông số hình học……… …………

2.6.kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng……… ………

2.7.một vài thông số hình học của bánh răng………. 

2.8.Tổngkết các thông số của bộ truyền bánh răng………

PHẦN 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG 3.1.Chọn vật liệu bánh răng……….………

3.2.Xác định ứng suất cho phép………

3.3.Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức sau………

3.4.Xác định các thông số ăn khớp………

3.4.1. Xác định mô đun pháp………

3.4.2. Xác định số răng ……….…….….………

3.4.3. Xác định góc nghiêng của răng………

3.5.Xác định các hệ số và một số thông số động học……… …………

3.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng ………

3.6.1 Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc ………

3.6.1 Chiều rộng vành răng……… …

3.6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn………

3.6.3 Kiểm nghiệm về quá tải ………

3.7.Một vài thông số hình học của cặp bánh răng……… ………

3.8.Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng………

PHẦN 4 : CHỌN KHỚP NỐI & THIẾT KẾ TRỤC 4.1. Chọn khớp nối  4.1.1.Chọn khớp nối ……….………

4.1.2.Chọn vật liệu ……… …

4.2.Tính trục ………

4.2.1Sơ đồ đặt lực ………

4.2.2.Chọn vật liệu chế tạo trục………

4.2.3.Xác định sơ bộ đường kính trục………

4.2.4Chọn sơ bộ ổ lăn………

4.2.5.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ & điểm đặt lực………

4.2.6Tính phản lực và vẽ biểu đồ mô men ………

4.2.7.Tính mô men tổng tương đương………

4.2.8.Xác định đường kính các đoạn trục……… ………

4.2.9.Chọn then và kiểm nghiệm độ bền của then……….………

4.2.10.Kiểm nghiêm trục về độ bền mỏi……… ………

PHẦN 5 : TÍNH CHỌN VÀ KIỂM NGHIỆM Ổ LĂN 5.1.Chọn loại ổ lăn ……… ………

5.2.Chọn cấp chính xác ổ lăn ……… ………

5.3.Chọn kích thước theo khả năng tải động……… ………

PHẦN 6: TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 6.1.Tính toán vỏ hộp giảm tốc……… ………

6.2.Tính toán kết cấu các chi tiết khác………

6.2.1.Kết cấu bánh răng………

6.2.2.Cửa thăm……… ……

6.2.3.Nút thông hơi………

6.2.4.Nút tháo dầu ……….……

6.2.5.Kiểm tra mức dầu ……….……

6.2.6.Chốt định vị……… …

6.2.7.Ống lót và lắp ổ……… …

6.2.8.Bulông vòng ……….………

6.3.Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp  6.3.1.Bôi trơn trong hộp giảm tốc ……… ……… …

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

1.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập 1,2 – NXB KH&KT, Hà Nội,2007 

2.Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy, tập 1,2 – NXB GD, Hà Nội,2006 

3.Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép – NXB GD, Hà Nội, 2004