CÔN RĂNG THẲNG ĐAI THANG phần tổng quan inbox để nhận bản vẽ

PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNGI.. Xác định số vòng quay đồng bộ: Số vòng quay sơ bộ của động cơ: =.. 2 Trong đó: Tốc độ quay của trục công tác v/ph... Tính thông số hình học và lập b

PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

I. Chọn động cơ:

1. Xác định công suất cần thiết của động cơ:

(1)

Trong đó: Công suất cần thiết

Công suất tính toán

� Hiệu suất của hệ dẫn động

+ Tính :

= (kw)

=

11000.0,55 1000

= 6,05 (kw) + Tính � :

� =

= 0,99.0,95.0,95.0,98 = 0,86

Trong đó:

Hiệu suất khớp nối trục

Hiệu suất ổ lăn

Hiệu suất bánh răng côn răng thẳng

Hiệu suất bộ truyền đai

Hiệu suất ổ trượt

(Bảng 2.3 – trang 19/TL1)

Thay vào (1) ta được:

= 0,86

22

,

3

= 7,03 (kw)

2. Xác định số vòng quay đồng bộ:

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

= (2)

Trong đó:

Tốc độ quay của trục công tác (v/ph)

Hệ số truyền tổng

+ Tính :

= =

60000.0,55

3,14.160

= 71,65 (v/ph) Trong đó:

V Vận tốc băng tải (m/s)

D: Đường kính tang (mm)

+ Tính :

= = 5.4=20

Trong đó: Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ

= 4 Tỷ số truyền hộp giảm tốc

= 5 Tỷ số truyền đai thang

(Bảng 2.4 – trang 21/Q1)

Thay vào (2) ta được:

= 71,65.20=1433(v/ph)

3. Chọn động cơ:

=7,03kw)

1433(v/ph)

Ta chọn:

Kiểu động cơ: 4A132S4Y3

Công suất: 7,5(kw)

= 1455 (v/ph)

φ: 0,86

: 2,2

(Bảng P.13- trang 237/TL1)

II. Phân phối tỷ số truyền:

==

1455

71,65

= 20,3

=

Chọn =5 VậyUbr=

20,3 5

= 4,06 III. Tính thông số hình học và lập bảng tính:

1. Tính thông số động học:

Ta có:

+ == 7,5(kw)

== 1455(v/ph)

== 9,55 =9,55

7,5 1455

= 64521.16 N.mm + = = 7,5.0,95.0,99=6,15(kw)

==

1455

5

= 291(v/ph) = 9,55 =9,55

6,15 291

=463763,7 (N.mm) + = = 6,15.0,99.0,95=5,78(kw)

==

291

4,06

= 71,6(v/ph)

= 9,55 =9,55 71,6

78 , 5

= 1840997,1 (N.mm)

2. Lập bảng:

Trục T.Số

Công suất

P ,Kw

Tỷ số truyền

U

Số vòng quay

N , v/ph

Momen xoắn

T , N.mm

64521,16 463763,7 1840997,1

PHẨN II: TÍNH TOÁN CHI TIẾT

A. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN:

I. Bộ truyền đai det:

1.1,Chọn loại đai

Căn cứ công suất động cơ P = 7,5kw, tỷ số truyền U đ = 5 và điều kiện làm việc êm

Loại đai là đại vải cao su

2.2,Xác định các thông số bộ truyền

2.2.1,Đường kính bánh đai nhỏ

Theo công thức thực nghiệm ta có : d 1 = (5.2 6.4)

3

đc T

trong đó : mômen xoắn trên trục động cơ T 1 = 64521,16.mm

đường kính bánh đai nhỏ d1

 d 1 = (5.2 6.4)

3 64521,16

=217,02 267,1 mm Theo tiêu chuẩn bảng 15_tập bảng tra chi tiết máy ta chọn :d 1 = 225 mm

2.2.2,Đường kính bánh đai lớn

d 2 = 1 − ξ

.

1U d d

=

225.5

1 0,01 −

= 1252,27 mm Theo tiêu chuẩn bảng 15_ tập bảng tra chi tiết máy ta chọn :d 2 = 1250 mm

Tỷ số truyền thực tế :

U tt=

) 01 0 1 225

1250 )

1 ( 1

2

−

=

− ξ

d d

= 5.61

 Sai lệch tỷ số truyền :

5 5,61

5

đ tt

đ

U U

U

U

% < 5% ⇒

đảm bảo

2.2.3,Khoảng cách trục và chiều dài đai

• khoảng cách trục :

a≥(1,5 2)(d1+d2)

=1,5.(225 + 1250) = 2212,5 mm

• chiều dài đai :

) 225 1250 ( 2

) 225 1250 (

14 , 3 5 , 2212 2 4

) (

) (

2 2

2 2

1 2 2 1

− +

+ +

=

− + + +

=

a

d d d d

a π

= 6860,64 mm

• tăng dây đai lên một lượng l = 139,36 mm để dễ nối đai.Vậy chiều dài của đai là L = 7m

• Nghiệm đai về tuổi thọ : L

v

i=

Với chiều dài của đai L = 7m

vận tốc đai v =

1

8,435 /

đc

d n

m s



⇒

<

=

= 1 , 205 5

7

435

,

8

i

đảm bảo độ bền của đai

• Nghiệm góc ôm α 1:

°

=

−

−

°

=

−

−

°

5 , 2212

225 1250 57 180

57

1

a

d d

α

> [ ]α1 = 150 °

Thỏa mãn điều kiện góc ôm

2.3,Xác định tiết diện đai

• Diện tích tiết diện đai dẹt được xác định từ chỉ tiêu về khả năng kéo của đai :

[ ]F

đ

t k F b

A

δ

=

.

F

đ

t k F

b=

⇒

Trong đó :δ

là chiều dày của đai.Với đai vải cao su

mm d

225 40

1 40

1

1 1

=

=

≤

⇒

δ

Theo bảng tra 4.1_TTTKHTDĐCK ta chọn δ

= 6 ⇒z=4

Lưc vòng Ft = V

P ct

1000

Với vận tốc đai V = 1

8,435 /

đc

d n

m s

 Ft =

652 8,435

đc

P

N

• Theo bảng 4.7_TTTKHTDĐCK ta có :Hệ số tải trọng động kđ = 1,1

• Ứng suất có ích cho phép[ ]δF

xác định theo công thức:

[ ] [ ]δF = δF 0 Cα.C v.C0

Trong đó:

 Ứng suất có ích cho phép xác định bằng thực nghiệm

[ ]

1

2 1

k k F

δ

 Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài là 55°⇒Ứng suất căng ban đầu

MPa

8 1

0 =

σ

Theo bảng 4.9_TTTKHTDĐCK ta chọn : k1 = 2,5; k2 = 10

=>

225

5 , 5 10 5 ,

0 = − =

F

δ

(MPa) Theo bảng 4.10_TTTKHTDĐCK Bằng phương pháp nội suy ta có:

− Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm :Cα =0,9208

Theo bảng 4.11_TTTKHTDĐCK Bằng phương pháp nội suy ta có:

− Hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc góc :Cv =1,0094 Theo bảng 4.12_TTTKHTDĐCK với Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài là 55°

− Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

1

0 =

C

⇒[ ]δF = 2 , 256 0 , 9208 1 , 0094 1 = 2 , 09

(MPa)

Hệ số tải trọng động kđ = 1,35

=> b F[ ]k F mm

đ

09 , 2 6

35 , 1 652

.

=

=

= δ δ

Theo tiêu chuẩn bảng 21_tập bảng tra chi tiết máy : b = 75 (mm)

( )mm

B 85=

⇒

2.4,Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

− Lực căng ban đầu :

8 , 1 0

0 = σ bδ =

F

75.6=810 (N)

− Lực tác dụng lên trục:













=













=

2

6 , 153 sin 810 2 2 sin

0

α

F

F r

= 1577,19 (N)

II. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN – RĂNG THẲNG

1 C họn vật liệu

Theo bảng

6.1 trg92 TL1

−

, chọn:

- Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện, HB 241 285, σb1 = 850 MPa, σch1 = 580 MPa

- Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện, HB 192 240, σb2 = 750 MPa, σch2 = 450 MPa

2 Xác định ứng suất cho phép :

Theo bảng

6.2 trg94 TL1

−

, với thép 45 tôi cải thiện:

σ°Hlim = 2HB + 70 ; SH = 1,1

σ°Flim = 1,8HB ; SF = 1,75 Chọn độ rắn bánh chủ động( bánh nhỏ) HB1 = 245, bánh bị động( bánh lớn) HB2 = 230, ta có :

σ°Hlim1 = 2HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; σ°Flim 1= 1,8HB1 = 1,8.245 =

441 MPa

σ°Hlim2 = 2HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; σ°Flim 2= 1,8HB2 = 1,8.230 =

414 MPa

♦ Ứng suất tiếp xỳc cho phộp:

6

FO FO

số chu ki thay đổi ứng suất cơ sở khi tửh về tiếp xúc với tất cả các loại thép

Theo công thức

6.5 trg93 TL1

−

: NHO =

2,4 HB

H

30

: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

⇒ NHO1 =

2,4 HB1

H

30

= 30.2452,4 = 1,6.107

⇒ NHO2 =

2,4 HB2

H

30

= 30.2302,4 = 1,39.107

Số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng đợc tính theo công thức

6.7 trg93 TL1

−

: = NHE2 = 60 C n1.Lh ∑t = 60.1.291.11000.(1,73.3,4/8+0,63.4,2/8)=11,66.107

NFE1 = NFE2 = 60.1.291.11000.(1,76.3,4/8+0,66.4,2/8)=27,7.107

Với c =1 là số lần ăn khớp trong 1 vòng quay

Suy ra : NHE1 > NHO1⇒ lấy HE1 HO1

N =N →

KHL1 = 1

1

1 1 1 1 1

1

1

FE FO FE FO FL

Ứng suất tiếp xỳc cho phộp:

[σH] =

HL xH V R H

o lim

S Z Z

σ

Trong đó : ZR: Hệ số xột đến độ nhỏm mặt răng làm việc

Zv : Hệ số xột đến vận tốc vũng

KxH: Hệ số xột đến ảnh hưởng kớch thước răng Chọn sơ bộ ZR.Zv.KxH = 1

⇒ Theo công thức

6.1a trg93 TL1

−

, định sơ bộ :

[σH1] =

HL1 Hlim1 H1

.K S

σ°

=

560.1 1,1 = 509,09 MPa

[σH2] =

HL2 Hlim2 H2

.K S

σ°

=

530.1 1,1 = 481,82 Mpa

Do đây là bộ truyền bánh răng côn thẳng nên

[ ] σH = min( [ σ σH1, H2] = 481,82 MPa

♦ ứng suất uốn cho phép :

Theo công thức

6.2a trg93 TL1

−

: Bộ truyền quay 1 chiều : [σF] =

σ°Flim.KFC.KFL/SF

Với KFC : Hệ số ảnh hởng của đặt tải : quay 1 chiều ⇒ KFC = 1

⇒ [σF1] = 441.1.1/1,75 = 252 MPa

[σF2] = 414.1.1/1,75 = 236,57 MPa

♦ ứng suất quá tải cho phép :

Theo công thức

6.10 trg95 TL1

−

và

6.11 trg95 TL1

−

,:

[σH]max = 2,8σCH2 = 2,8.450 = 1260 MPa [σF1]max = 0,8σCH1 = 0,8.580 = 464 MPa [σF2]max = 0,8σCH2 = 0,8.450 = 360 Mpa

3 - Xác định khoảng cách trục sơ bộ :

♦ Chiều dài côn ngoài : Theo công thức

6.52a trg112 TL1

−

:

Re =

σ

1 H 2

R

H

be be

T K

K u + 1

(1- K )K u[ ]2

Trong đó : + KR : Hệ số phụ thuộc vật liệu, loại răng : KR = 0,5Kđ

Kđ : Hệ số phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm bằng thép

⇒ Kđ = 100 MPa1/3

⇒ KR = 0,5.100 = 50 MPa1/3

+ Kbe : Hệ số chiều rộng vành răng ⇒ Chọn Kbe = 0,25 + KH β : Hệ số xét đến sự phân bố không đều tảI trọng trên chiều rộng vành răng

Với bánh răng côn , có

be be

K u

2 - K

= 0,713⇒ Theo bảng

6.21 trg113 TL1

−

⇒ KH β= 1,18 + T1 = 463763,7 Nmm : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động

Suy ra : Re =

σ

1 H 2

R

H

be be

T K

K u + 1

(1- K )K u[ ]2

=196,6 mm

4 - Xác định các thông số :

♦ Số răng bánh nhỏ :

Đờng kính chia ngoài bánh nhỏ : de1 =

e 2

2.R

u +1 = 90,66 mm

⇒ Tra bảng

6.22 trg114 TL1

−

: Z1P = 17 ⇒ Với HB < 350 :

Z1 = 1,6Z1P = 1,6.17 = 27,2 ⇒ Lấy Z1 = 27 Dựa vào bảng 6.20 chọn hệ số dịch chỉnh đối xứng

x1 = 0,33 : x2 = -0,33

♦ Đờng kính trung bình và môđun trung bình :

dm1 = (1-0,5Kbe)de1 = 79,3 mm

mtm = dm1/Z1 = 2,94 mm

♦ Môđun vòng ngoài : Tính theo công thức

6.56 trg115 TL1

−

:

mte =

tm be

m (1- 0,5K )

= 3,36 mm

Theo bảng

6.8 trg99 TL1

−

, lấy mte theo tiêu chuẩn : mte = 4 mm

Do đó: mtm = mte(1-0,5Kbe) = 2,94 mm

• Xác định số răng:

♦ Số răng bánh lớn :

Vì Z1 =

1

m tm

d m

=26,97 , lấy 1

Z

=27 răng ⇒ Số răng bánh lớn

Z2 = uZ1 = 4,06.27=109,6=110

Lấy Z2 = 114 răng ⇒ Tỷ số truyền thực : ut = Z2/Z1 = 110/27 = 4,07 Sai lệch tỉ số truyền

.100%

t

u u u

−

=0,24% < 4% vây thỏa mãn ♦ Góc côn chia :

δ1 = arctg(Z1/Z2 ) = arctg(27/110) = 13,8°

δ2 =90° - δ1 = 90° - 13,8° = 76,2°

• Đờng kính trung bình

m tm

=2,94.27=79,38 mm

2 2

m tm

d =m Z

=2,94 110 = 335,16 mm

♦ Chiều dài côn ngoài : Re = 0,5mte

2 2

1 2

Z + Z

= 234,3 mm ♦ Chiều rộng vành răng b

b = Re Kbe =49,15mm

Lấy b = 50 mm

5 - Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng côn :

♦ Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc

Theo công thức

6.58 trg115 TL1

−

: σH = ZMZHZε

2

1 H 2 m1

2T K u +1 0,85bd u

≤ [σH]’

Trong đó : + ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu làm bánh răng ⇒ Theo bảng

6.5 trg96

TL1

−

, với bánh

răng làm bằng thép : ZM = 274 MPa 1/3

+ ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc : Theo bảng

6.12 trg106 TL1

−

, với

xt = x1+x2 = 0

⇒ ZH = 1,76

+ Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp răng : Zε =

(4 - )

3α

ε

Với εα : Hệ số trùng khớp ngang : εα =

m

1 2

+ )]cos

[1,88 -3, 2( β

=

) 114

1 27

1 ( 2 , 3 88 ,

= 1,73 ⇒ Zε = 0,87

+ Theo công thức

6.61 trg116 TL1

−

: KH = KH αKH βKHv : Hệ số tải trọng tiếp xúc

KH α : Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trong các đôi răng đồng thời ăn khớp

⇒ Bánh răng côn răng thẳng nên : KH α = 1

KH β : Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng

Theo bảng

6.21 trg113 TL1

−

: KH β = 1,18

KHv : Hệ số tải trọng động : KHv = 1 +

H m1

1 H H

bd 2T K K

v

v H : Tính theo công thức

6.64 trg116 TL1

−

: vH =δHgov

m1

d (u +1) u

Với v=

m1

d n

6000 0

π

=0,6 m/s

⇒ Theo bảng

6.13 trg106 TL1

−

chọn cấp chính xác 9

Theo bảng

6.15 trg107 TL1

−

: δH = 0,006

Theo bảng

6.16 trg107 TL1

−

: go = 73

⇒ vH = 2,6

⇒ KHv = 1 +

H m1

1 H H

bd 2T K K

v

= 1,009 Suy ra : KH = KH αKH βKHv = 1.1,18.1,009 = 1,19Thay số vào công thức

6.58 trg115

TL1

−

, ta đợc :

σH = 863,5 Mpa < [σH] = 1260 Mpa

⇒ Thỏa món độ bền tiếp xỳc

♦ Kiểm nghiệm theo độ bền uốn

Theo công thức

6.65 trg116 TL1

−

1 β ε 1

85 , 0

2

m nm

F F

d m b

Y Y Y K T

Trong đó: nm tm

=2,94 mm + K

F = K K K Fβ Fα Fv

: Hệ số tải trọng khi tớnh về uốn

KF α : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên các đôi răng cùng ăn khớp đồng thời

⇒ Bánh răng côn, răng thẳng ⇒ KF α = 1

KF β : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng :

Theo bảng , với

be be

K u

2 - K

= 0, 6 ⇒ KF β = 1,92

KFv : Hệ số tải trọng động tính theo độ bền uốn : KFv = 1 +

F m1

1 Fβ Fα

.b.d 2T K K

v

Với

m1

F F 0

d ( u +1)

ν = δ g v

u

: δF : tra bảng

6.15 trg107 TL1

−

: δF = 0,016

go : tra bảng

6.16 trg107 TL1

−

: go = 73

⇒ vF = 6,94

⇒ KFv = 1,02

Suy ra : KF = 1,96

+ Yβ : Hệ số xét đến độ nghiêng của răng : Bánh răng côn răng thẳng ⇒

Yβ=1

+ Yε : Hệ số xét đến sự trùng khớp răng : εα = 1,75⇒ Yε = 1/εα = 0,57

+ YF1,YF2 : Hệ số dạng răng của bánh dẫn và bánh bị dẫn :

tra bảng

6.18 trg109 TL1

−

với

1 1

1

cos

v

z Z

δ

=

= 27,75

Z2v = 494,8

ta đợc :YF1 = 3,7 ; YF 2 = 3,58

Suy ra : σF1 = 386,6 MPa

σF2 =

F2 F1 F1

Y

Y σ

= 358 MPa Suy ra : σF1 < [σF1]’=464 MPa

σF2 < [σF2]’=360MPa ⇒ Điều kiện bền uốn đợc đảm bảo

♦Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Theo công thức

6.48 trg110 TL1

−

,với : Kqt = Tmax/T1 = 1,4

σHmax = σ H =570 Mpa < [σH]Max =1260 MPa

Theo công thức

6.49 trg110 TL1

−

:

σF1max =σF1 = 457,4MPa < [σF1]max = 464 MPa

F2max

σ

= σF2 = 358 MPa<[ ]σF1 max = 360 MPa

⇒ Đạt yêu cầu về khả năng quá tải

6 - Tính lực ăn khớp

Ft1 = Ft2=

1 m1

2.T d = 11684,6 N

Fr1 = Fa2= Ft1.tg20.cos11,380 =4138,4 N

Fr2 = Fa1= Ft1.tg20.sin 11,38 = 979,8 N

7 - Bảng thông số

Chiều dài côn ngoài Re

Re = 0,5mte

2 2

1 2

Chiều dài côn trung

bình

Môđun vòng trung

bình

mtm mtm = mte.Rm/Re 2,94mm

Môđun vòng ngoài mte

mte =

tm be

m (1- 0,5K )

4 mm

Fa2 = Fr1

Fa1 = Fr2

11684,6 N 4138,4 N 979,8 N Góc côn chia δ1

δ2

δ1 = arctg(Z1/Z2 )

δ2 = 90° - δ1

13,8°

76,2°

đờng kính chia ngoài de1 ; de2 de1 = mteZ1 ;

de2 =mteZ2

108 mm ; 456mm Chiều cao răng ngoài he he=2hte.mte + c

với c=0,2mte ; hte = cosβm

8,8 mm

Chiều cao đầu răng

ngoài

hae hae1 = (hte +xn1.cosβ)mte

với xn1 tra bảng 6.20

hae2 = 2hte.mte – hae1

5,32 mm

2,68 mm Chiều cao chân răng

ngoài

hfe1; hfe2 hfe1(2) = he – hae1(2) 3,48mm;

6,12 mm

Đờng kính đỉnh răng

ngoài

dae1 ; dae2 dae1(2) = de1(2) + 2hae1(2).cosδ1(2) 118,4 mm;

457,2 mm

Số răng của các bánh Z1 ; Z2 Z1 = dm1/mtn ;

Z2 = u.Z1

27 răng ;

110 răng