ĐỒ án CHI TIẾT máy THIẾT kế hệ THỐNG dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Khác với các máy vận chuyển gián đoạn, các thiết bị của máy vận chuyển liên tục có thể làm việc trong thời gian dài, chuyển vật liệu theo hướng đã định sẵn một cách liên tục có năng suất

Mục lục

Trang

Lời nói đầu 4

Phần 1: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 5

I Chọn động cơ điên 5

II Phân phối tỉ số truyền 7

III Lập bảng đặc tính 7

Phần 2: Thiết kế các bộ truyền 9

a Thiết kế Xích ống con lăn 9

b Thiết kế Bánh răng – Trục vít 13

I Thiết kế Bánh răng trụ răng thẳng 13

II Thiết kế Trục vít – bánh vít 19

Phần 3: Thiết kế trục 25

I Thông số kĩ thuât 25

II Chọn vật liệu 25

III Tính sơ bộ đường kính trục 26

IV Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 26

V Biểu đồ mômen 28

VI Kiểm nghiêm 34

Phần 4: Tính toán chọn ổ lăn 45

I Tính toán ổ lăn cho trục I 45

II Tính toán ổ lăn cho trục II 46

III Tính toán ổ lăn cho trục III 50

Phần 5: Thiết kế kết cấu và dung sai lắp ghép 52

I Kết cấu vỏ hộp 52

II Kết cấu một số chi tiết 53

III Bảng dung sai lắp ghép 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện : Lê Công Đoàn

Hệ thống dẫn động băng tải gồm:

1 Động cơ điện 3 pha không đồng bộ

2 Nối trục đàn hồi

3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển

4 Bộ truyền xích ống con lăn

Thời gian phục vụ : L = 6 (năm)

Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ

(1 năm làm việc 220 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

Chế độ tải: T1 = T T2 = 0,6T

t1 = 27s t2 = 20s

Lời nói đầu

Môn học Chi tiết máy là một trong những môn cơ sở giúp cho sinh viên khoa cơ khí

nói riêng và sinh viên khoa khác nói chung có một cách nhìn tổng quan về nên công

nghiệp đang phát triển như vũ bão Và là cơ sở để học nhưng môn như dao cắt, công

nghệ…

Thiết kế đồ án chi tiết là một việc rất quan trọng, từ đó sinh viên có cơ hội tổng kết lại

những kiến thức lý thuyết và làm quen với việc thiết kế

Trong nhà máy xí nghiệp sản xuất, khi cần vận chuyển vật liệu rời (khối hạt, bao gói)

chủ yếu sử dụng các máy vận chuyển gián đoạn, các máy vận chuyển liên tục Khác với

các máy vận chuyển gián đoạn, các thiết bị của máy vận chuyển liên tục có thể làm việc

trong thời gian dài, chuyển vật liệu theo hướng đã định sẵn một cách liên tục có năng suất

cao và được ứng dụng rộng rãi khi cần vận chuyển vật liệu rời Băng tải là một loại máy

thường được sử dụng khi vận chuyển các loại vật liệu như : than đá, cát, sỏi, thóc…

Băng tải thường được cấu tạo bởi ba bộ phận chính: Động cơ truyền lực và mô men

xoắn đến hộp giảm tốc tiếp đó đến băng tải Hộp giảm tốc thường dùng cho băng tải là

hộp giảm tốc bánh răng trụ một, hai cấp, bánh vít – trục vít, bánh răng – trục vít

Ưu nhược điểm băng tải: Băng tải cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật

liệu theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng (hay kết hợp cả hai) với khoảng cách lớn, làm

việc êm, năng suất tiêu hao không lớn Nhưng băng tải còn có một số hạn chế như: tốc độ

vận chuyển không cao, độ nghiêng băng tải nhỏ(< 240), không vận chuyển được theo

hướng đường cong

Để làm quen với việc đó em được giao Thiết kế dẫn động băng tải(xích tải), với những

kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy

cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của bạn bè Em đã hoàn thành được đồ án được

giao

Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ

án của em không tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn Thiết kế máy để đồ án của

em được hoàn thiện hơn

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em

đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Bùi Trọng Hiếu

PHẦN 1: Chọn công suất động cơ và phân phối tỉ số

truyền cho hệ thống

I CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN:

1 Chọn hiệu suất của hệ thống:

 Hiệu suất chung của hệ thống:

 Trong đó:

= 0,93 : Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn (để hở)

= 0,97 : Hiệu suất bánh răng trụ răng thẳng

= 0,82 : Hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít

= 1 : Hiệu suất nối trục đàn hồi

= 0,99 : Hiệu suất ổ lăn

 Ta đƣợc:

= 0,93.0,97.0,82.1.0,993 = 0,71

2 Tính công suất đẳng trị (công suất tính toán):

 Công suất cực đại trên băng tải:

( )

√( ) ( )

 Công suất cần thiết trên trục động cơ:

3 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:

 Số vòng quay của trục công tác:

 Tỉ số truyền :  Chọn sơ bộ tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trục vít:

 Chọn sơ bộ tỉ số truyền của bộ truyền xích ống con lăn:

 Tỉ số truyền chung sơ bộ:

 Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

4 Chọn động cơ điện: Dựa vào Bảng các thông số kỹ thuật của động cơ 4A và việc tính toán sơ bộ Ta chọn động cơ 4A160M8Y3 có các thông số: Kiểu động cơ Đường kính trục ra Công suất (kW) Vận tốc quay (vp/ph) cos

4A132M4Y3 42 11 1458 0,87 87,5 2,2 2 II PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN  Chọn tỉ số truyền của hệ thống dẫn động:

 Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc



 Chọn tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh:

 Tỉ số truyền của trục vít – bánh vít:

III LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH:

1 Tính toán công suất trên trục:

2 Tính toán số vòng quay các trục:

⁄

⁄

3 Tính toán momen xoắn trên các trục:

BẢNG ĐẶC TÍNH:

Số vòng quay n

Moment xoắn T

PHẦN 2a: Tính toán bộ truyền hở

Bộ truyền xích ống con lăn

I Thông số kĩ thuật thiết kế bộ truyền xích ống con lăn:

 Công suất bộ truyền :

 Số vòng quay bánh dẫn :

 Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ

II Thiết kế bộ truyền:

 : Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt)

 : Hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc hai ca)

5 Công suất tính toán:

Chọn

 ⁄ ⁄

6 Kiểm tra số vòng quay tới hạn:

Tương ứng với bước xích , số vòng quay tới hạn

Do nên điều kiện được thoả

8 Tính toán các công thức:

 Vận tốc trung bình

(

Chọn mắt xích

 Chiều dài xích:

 Tính chính xác khoảng cách trục:

[ √( ) (

) ]

[ √( ) (

) ]

Để bộ truyền xích làm việc có độ chùng bình thường, ta giảm khoảng cách trục a

một khoảng

Vậy khoảng cách trục

9 Số lần va đập xích trong một giây:

[ ] Theo bảng 5.6 (Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc), với bước xích

trong bảng 5.7 (Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc)

 Lực tác dụng lên trục:

Trong đó: : Hệ số trọng lượng xích (Bộ xích đặt nằm ngang)

11 Đường kính đĩa xích:

 Bánh xích dẫn:

PHẦN 2b: Thiết kế Bánh răng – Trục vít

I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

Các thông số kĩ thuật :

 Công suất bộ truyền :

 Tỉ số truyền :

 Số vòng quay bánh dẫn :

 Moment xoắn :

1 Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn: Chọn thép C45 đƣợc tôi cải thiện Theo bảng 6.13 ta có:  Đối với bánh dẫn:

 Đối với bánh bị dẫn:

2 Xác định sơ bộ ứng suất tiếp xúc cho phép [ σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ]: a Số chu kì làm việc cơ sở:

b Số chu kì làm việc tương đương: Số lần ăn khớp của răng 1 vòng quay: ;

Tuổi thọ:

∑

[( )

(

) ]

∑

[( )

(

) ]

c Hệ số tuổi thọ: Do

nên chọn

d Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép: [ ]

[ ]

[ ]

[ ]

3 Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ]: Chọn [ ] [ ]

4 Chọn hệ số tải trọng tính:

Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên chọn

, chọn theo tiêu chuẩn

8 Tính lại tỉ số truyền:

9 Xác định các kích thước bộ truyền bánh răng:

 Đường kính vòng chia:

Tra bảng 6.3 ta chọn cấp chính xác bộ truyền là 8;

11 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền:

12 Chọn hệ số tải trọng động K HV và K FV :

Ta có cấp chính xác là 8 và vận tốc Tra bảng 6.5 chọn:

13 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:

[ ( )]

√ √

√ √

( bánh răng thẳng)

√

√

 Ứng suất tiếp xúc cho phép [ ]

 Hệ số ảnh hưởng độ nhám bề mặt:

 Hệ số ảnh hưởng vận tốc vòng, do

 Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn, chọn

 Hệ số ảnh hưởng kích thước răng: √

√

[ ] [ ]

[ ] [ ]

Vì bánh răng trụ răng thẳng nên ta chọn = min [ ; ] =463,36 Mpa Ta có [ ]

 Vậy thỏa điều kiện độ bền tiếp xúc

 Ứng suất uốn cho phép:

[ ]

 Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi:

khi quay một chiều  Hệ số ảnh hưởng đến độ nhám: khi phay và mài răng

 Hệ số kích thước:

 Hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung ứng suất:

Suy ra: [ ] [ ]

[ ] [ ]

 Hệ số dạng răng:

Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng (độ bền uốn): [ ]

[ ]

69,78 > 71,5 bánh răng bị dẫn kém bền hơn  Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn là bánh có độ bền thấp hơn  Ứng suất uốn được tính theo: Hệ số tải trọng tính:

Ứng suất uốn tính toán:

[ ]

 Vậy độ bền uốn được thỏa

15 Bảng thống kê các thông số bộ truyền:

Môđun

Khoảng cách trục

Góc biên dạng ren 

Bánh dẫn Số răng

Đường kính vòng chia

Đường kính vòng đỉnh

Bề rộng vành răng

Bánh bị dẫn Số răng

Đường kính vòng chia

Đường kính vòng đỉnh

Bề rộng vành răng

II BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM TRỤC VÍT – BÁNH VÍT:

Các thông số kĩ thuật :

 Công suất trên trục vít :

 Tỉ số truyền :

 Số vòng quay trục vít :

 Moment xoắn trên trục vít :

 Moment xoắn trên bánh vít:

1 Dự đoán vận tốc trượt :

√

√

Tương ứng vận tốc trượt ta chọn cấp chính xác 8 2 Chọn vật liệu:  Đối với bánh vít: Vì ta chọn vật liệu là đồng thanh không thiếc Br AlFe9-4, đúc trong khuôn kim loại với

 Đối với trục vít: Chọn vật liệu cho trục vít là thép 40Cr được tôi với độ rắn 45HRC, sau đó được mài và đánh bóng ren vít 3 Ứng suất cho phép của bánh vít:  Ứng suất tiếp xúc cho phép: [ ]

 Ứng suất uốn cho phép: [ ] √

√

– Số chu kì làm việc tương đương xác định theo công thức:

∑

[( )

(

) ]

4 Chọn số răng trục vít – bánh vít: Chọn số mối răng với

Số răng bánh vít

Chọn hệ số đường kính chọn

5 Chọn sơ bộ theo công thức: (

) (

)

6 Tính khoảng cách trục ( ) √(

[ ]) ⁄ (

) √( )

⁄

Với hệ số tải trọng động :

Tính môđun theo công thức:

Ta chọn theo tiêu chuẩn Tính lại khoảng cách trục thực:

Do không thể chọng hệ số dịch chuyển để chọn khoảng cách trục tiêu chuẩn nên ta có thể lấy giá trị khoảng cách trục này 7 Các kích thước chính của bộ truyền: Tên thông số Công thức Hệ số đường kính

Môđun

Khoảng cách trục

Góc biên dạng ren

√

 Hiệu suất được tính theo công thức:

Với góc ma sát

 Tính toán lại ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ ] Giá trị này phù hợp với giá trị đã chọn

 Xác định số răng tương đương bánh vít:

Chọn hệ số

 Kiểm nghiệm độ bền uốn của bánh vít theo công thức:

[ ]

 Vậy bánh vít thoả điều kiện bền uốn

 Xác định giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền:

√( ) ( )

√( ) ( )

Với vật liệu chế tạo trục vít là thép 40Cr được tôi với độ rắn 45HRC, ta chọn [ ]

- khoảng cách giữa 2 ổ, sơ bộ chọn

- môđun đàn hồi của trục vít,

- mômen quá tính tương đương mặt cắt trục vít, (

)

( )

Với độ võng cho phép:

[ ]

 Vậy thoả điều kiện độ cứng trục vít

[ ]

 Vậy nhiệt độ nằm trong phạm vi cho phép

9 Kiểm tra điều kiện bôi trơn:

Ta cho dầu ngập ren trục vít Lúc này ta có mức dầu ngập bánh răng bị

II Chọn vật liệu :

Chọn vật liệu chế tạo là thép C45 thường hóa có:

√

[ ] √

Chọn

√

[ ] √

Chọn

IV Chọn nối trục đàn hồi có D0 = 90mm (Bảng 16-10a sách Trịnh chất )

1 Xác định độ dài trục vào động cơ:

Vì đường kính sơ bộ của trục 1 Tra bảng ta được bề rộng ổ lăn sơ

Kiểm nghiệm:

Chọn đường kính sơ bộ các đoạn trục:

Công thức tính sơ bộ đường kính trục:

√ [ ]Tra bảng 10.5 vì , thép là C45 nên[ ]

+ Tính đường kính khớp nối

√ √

√

+ Tại tiết diện lắp ổ lăn

√ √

√

√ √

√

Vậy để đảm bảo về độ bền và kết cấu lắp ghép ta chọn:

a) Chọn then và kiểm nghiệm then:

 Chọn then tại chỗ lắp bánh răng:

 Vì đoạn trục lắp bánh răng ta cần lắp then để truyền mô men xoắn,và

dbr=45 (mm),tra bảng 9.1a ta chọn then

 Chiều dài then

Ta lấy

 Chiều sâu rãnh then trên trục

 Chiều sâu rãnh then trên lỗ

Kiểm nghiệm then:

 Theo độ bền dập

[ ] [ ]

Ta có chọn [ ]=100(MPa)

[ ] [ ]

 Theo độ bền cắt

[ ]

Ta chọn [ ] (Tải chịu va đập nhẹ)

[ ]

Vậy then thoả mãn điều kiện bền

 Chọn then cho chỗ lắp khớp nối:

 Đường kính của chỗ lắp then ,tra bảng ta chọn loại then

có kích thước như sau: