ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

−Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:2.2.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít 2.2.4.1 Kiểm nghiệm độ bên tiếp xúc: Ứng suất tiếp xúc của bánh vít phải thoả mãn điều kiện:... 3.2.3 Xác định k

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG 3

1.1 Chọn động cơ 3

1.1.1Công suất làm việc lên trục máy công tác: 3

1.1.2.Hiệu suất chung toàn hệ thống: 3

1.1.3.Công suất yêu cầu trên trục động cơ: 4

1.1.4 Số vòng quay trên trục công tác: 4

1.1.5 Chọn tỉ số truyền sơ bộ 4

1.1.6 Số vòng quay trên trục động cơ: 4

1.1.7 Chọn động cơ: 4

1.2 Phân phối tỉ số truyền 5

1.3 Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động 5

1.4 Bảng thông số 6

PHẦN 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 7

2.1 Tính toán thiết kế bộ truyền xích: 7

2.1.1 Chọn loại xích: 7

2.1.1 Chọn số răng đĩa xích: 7

2.1.3 Xác định bước xích: 8

2.1.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích: 9

2.1.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền: 10

2.1.6 Xác định các thông số của đĩa xích: 11

2.1.7 Xác định lực dọc trục: 13

2.1.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích: 14

2.2 Thiết kế bộ truyền trục vít: 15

2.2.1 Chọn vật liệu: 15

2.2.2 Xác định ứng suất cho phép 15

2.2.3 Các thông số cơ bản 16

2.2.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít 17

2.2.5 Tính nhiệt truyền động trục vít: 19

2.2.6 Xác định các kích thước bộ truyền 19

2.2.7 Tính lực tác dụng lên trục 20

2.2.8 Bảng thông số 21

PHẦN 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 22

3.1 Tính chọn khớp nối 22

3.1.1 Chọn khớp nối: 22

3.1.2.Kiểm nghiệm khớp nối 23

3.1.3 Lực tác dụng lên trục 23

3.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi: 24

3.2 Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục: 25

3.2.1 Sơ đồ phân bố lực chung: 25

3.2.2 Xác định sơ bộ đường kính trục 25

3.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục: 27

3.3 Tính chi tiết trục 2 30

3.3.1 Tính phản lực 30

3.3.2 Tính môment uốn tại các thiết diện 31

3.3.3 Vẽ biểu đồ môment 32

3.3.4 Mô men uốn tổng, mô men tương đương và đường kính: 33

3.3.5 Chọn và kiểm nghiệm then 34

3.3.6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 36

3.3.7 Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn 41

3.4 Tính chọn sơ bộ trục I 44

3.4.1 Chọn đường kính các đoạn trục dựa vào yếu tố công nghệ , lắp rắp 44

3.4.2 Chọn then 45

3.4.3 Chọn ổ lăn 45

3.4.4 Kết cấu trục 1 46

PHẦN 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 47

4.1 Kết cấu hộp giảm tốc 47

4.1.1 Chọn kết cấu: 47

4.1.1 Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp: 47

4.1.2 Kết cấu các bộ phận,chi tiết khác 50

4.2 Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 53

4.2.1 Bôi trơn 53

4.2.2 Điều chỉnh ăn khớp 53

4.3 Bảng kê các kiểu lắp,trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

-CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

Thông số đầu vào:

1 Lực kéo băng tải : F = 7450 (N)

 Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta được:

 Hiệu suất bộ truyền trục vít :η tv=0,8 với z1=2

 Hiệu suất bộ truyền xích để hở:η x=0,93

 Hiệu suất ổ lăn: η OL=0,99

 Hiệu suất khớp nối η kn=0.99

→ η=η tv η OL3 .η x η kn=0,8 (0,99)3.0,93.0 99=0,714

1.1.3.Công suất yêu cầu trên trục động cơ:

Ký hiệu động cơ : 3K132Mb6

Pđ c y =5,5(kW)

nb đ c=980

1.2 Phân phối tỉ số truyền

1.3 Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động

 Công suất trên trục công tác :P ct=P lv=3,874 (KW )

 Công suất trên trục II

P II= P ct

η OL η x=

3,8740,99.0,93=4,208(KW )

 Công suất trên trục I

P I= P II

η OL η tv=

4,2080,99.0,8=5,313(KW )

 Công suất trên trục của động cơ:

P đ c= P I

η OL η kn=

5,3130,99.0,99≈ 5,421(KW )

 Số vòng quay trên trục động cơ: n đ c=980(v / p h)

 Số vòng quay trên trục công tác:

n ct=n II

u x=

61,252,34 =26,133(v / p h)

 Mô men xoắn trên trục động cơ:

 Mô men xoắn trên trục công tác:

T ct=9,55.106 P ct

n ct =

9,55.106.3,87426,133 ≈ 1413436,485(N mm)

PHẦN 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 Tính toán thiết kế bộ truyền xích:

Thông số yêu cầu

chú

Bước xích p đước tra bảng 5.5[1] tr 81 với điều kiện: P t ≤[ P] trong đó:

P-Công suất tính toán P=P.K.K K

k a-Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích

Chọn a=(30 ÷50 ) p ⟹ Trab ả ng 5.6[1]tr 82 ta được k a=1

k đ c: Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: Tra bảng 5.6[1]tr 82

→ k đ c=1(Vị trí trục được điều chỉnh bằng đĩa căng hoặc con lăn căng xích)

k bt:hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được k bt=1,3

k đ : Hệ số tải trọng động : Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được k đ=1,2(Chế độ làm việc

va đập nhẹ)

k c-Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Tra bảng 5.6[1]tr 82 với số ca làm việc là 1 ta được k c =1,25

 k =k0k a k đ c k bt k đ k c=1,25.1.1 1,3.1,2 1=2,4375

Công suất tính toán: P t=P K K z K n=4,208.2,4375.1 0,816=8,37(Kw )

Tra bảng 5.5[1]tr 81 với điều kiên:{ P t ≤[P]

Số lần va đập của xích i:

Tra bảng 5.9[1] tr 85 với loại xích ống con lăn,bước xích p = 38,1(mm)

→Số lần va đập cho phép của xích:[i]=20

F v -Lực căng do lực li tâm gây ra

→ r=0,5025.22,23+0,05=11,22(mm)

*Đường kính chân răng:

k x=1,05 v ì@=135 độ

→ F r=1,05.4329,218=4545,679( N )

2.1.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:

9 Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ d1 303,99(mm)

10 Đường kính vòng chia đĩa xích lớn d2 715,867 (mm)

11 Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ d a 1 320,643(mm)

12 Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn d a 2 733,902 (mm)

14 Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ d f 1 281,55 (mm)

15 Đường kính chân răng đĩa xích lớn d f 2 693,427(mm)

2.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

−Vật liệu làm trục vít là thép 45 được tôi bề mặt có [σH]=203 MPa (tra bảng 7.2[1]tr148)

2.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép [σσF]:

−Đối với bánh vít: [σF]= [σFO].KFL

Trong đó:

+ [σFO] : ưs uốn cho phép ứng với 106 chu kì

Bộ truyền quay 1 chiều nên [σFO] =0,25.σb+0,08 σch

=0,65

=>[σF]=63,1.0,65=41,015 (MPa)

2.2.2.3 Ứng suất cho phép khi quá tải

−Bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc:

−Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:

2.2.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít

2.2.4.1 Kiểm nghiệm độ bên tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc của bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

+Góc vít lăn: γw=arctg(

Z1q+2.x )=arctg [

28+2.0]=14,04+Đường kính vòng lăn: dw1=(q+2.x).m=(8+2.0).10=80 (mm)

vs=60000.cos ⁡(14,04) π 80 980 =4,23(m/s)

vs <5 m/s →chọn lại vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc là đúng

−Tính lại hiệu suất:

→ η=0,95 tg γ w

tg(γ w+φ)=0,95

tg14,04 tg(14,04 +1,2°) ≈ 0,872

Trong đó góc ma sát φ=2,2o (tra theo bảng 7.4 [1 ]tr152 )

Ta sử dung khớp nối vòng đàn hồi đẻ nối trục

Chọn khớp nối theo điều kiện:{T t ≤ T kn cf

d t ≤ d kn cf

Trong đó d t- Đường kính trục cần nối

d t=d đc=38 mm

T t –Mômen xoắn tính toán T t=k T

k-Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1[2] tr 58 lấy k = 1,2

T- Momen xoắn danh nghĩa trên trục: T =T đc=52875,816(N mm)

D o=105 mm

Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:

3.1.2.1 Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

σ d= 2k T

Z D o d0l3≤ [σ d]

σ d -Ứng suất dập cho phép của vòng cao su [σ d]=2 ÷ 4 Mpa

Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:

σ d= 2 kT

Z D0d0l3=

2.1,2.52875,8166.105.14 28 =0,51<[σ d]

[σ u]- Ứng suất uốn cho phép của chôt.Ta lấy [σ u]=(60÷ 80) MPa;

Do vậy,ứng suất sinh ra trên chốt:

σ u= k T l1

0,1.d3o D0 Z=

1,2.52875,816 340,1.143.105 6 =12,48<[σu]

→ F kn=0,2 Ft=0,2.1007,16=201,432(N)

3.1.4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

Thông số Kí hiệu Giá trị

Môment xoắn lớn nhất có thể truyền được T kn cf 250(N.m)Đường kính lớn nhất có thể của nối trục d kn cf 40 (mm)

3.2 Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục:

3.2.1 Sơ đồ phân bố lực chung:

Fa1

Fr2

Ft1

Ft2 Fa2

Fr1 Fkn

3.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục:

 Chiều dài may ơ nửa khớp nối của vòng đàn hồi:

 Theo bảng

10.3[1]

189 ta có:

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1=10

- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10

Xác định đương kính của các đoạn trục

Tại điểm 0 Mtd0

=√(M0xz)2+(M¿¿0yz)2+0,75 T02¿=49737,67(N.mm)Tại điểm 1 Mtd1

=√(M1xz)2+(M¿¿1yz)2+0,75 T12¿=52282,98(N.mm)Tại điểm 2 Mtd2

=√(M2xz)2+(M¿¿2yz)2+0,75 T22¿=227522(N.mm)Tại điểm 3 Mtd3

=√(M3xz)2+(M¿¿3yz)2+0,75 T32¿=0Đường kính trục tại các tiết diện I được xác định theo công thức

√49737,670,1.56 =19,91 (mm)

√ M td10,1[σ ] =3

√52282,980,1.56 =21,056 (mm)

√ M td20,1[σ ] =3

√2275220,1.56 =34,37 (mm)

√ M td30,1[σ ] =3

√0,1.560 =0 (mm)

Theo tiêu chuẩn chọn l tbv=63 (mm)

Then lắp tại đĩa xích

Chọn then lắp tại đĩa xích {b ×h=18 ×11 t1=7 ;t2=4,4

3.3.5.2Kiểm nghiệm độ bền then

Điều kiện bền dập

σ d= 2T

d l t(h−t1)≤[σ d](công thức 9.1[1])

Điều kiện bền cắt:

τ c= 2 T

d l t b ≤[τ c](công thức 9.2[1])

Với T = T2 = 656104

Ứng suất dập cho phép [σ d] =100 Mpa

Ứng suất uốn cho phép [τ c] =60 Mpa

τ c= 2T

d l tbv b=

2.65610470.63.20≈ 14,88<[τ c]

Vậy then tại bánh vít đủ điều kiện bền

 Then tại đĩa xích

τ c= 2T

d dx l tdx b=

2.65610460.63 18 ≈19,29<[τ c]

Vậy then tại đĩa xích đủ điều kiện bền

3.3.6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Kết cấu thiết kế cần đảm bảo độ bền mỏi Hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm phải thỏa mãn điều kiện:

2 2

.

[s]

j j j

s s s

 1, 1:là giới hạn mỏi uốn ứng và xoắn với chu kì đối xứng

Lấy gần đúng:

1

0, 436 0, 436.600 261,6 0,58 0,58.261,6 151,7

[10.22/196-1]

+) Trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch

động:

max aj

oj

j mj

T W

y

K K K

y

K K K

+)K K,  :Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

 Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại vị trí lắp ổ lăn

o Chọn lắp ghép: Các ổ lăn trên trục lắp ghép theo kiểu k6

Lắp bánh đai theo kiểu

7 6

K σ;K τ :hệ số tập trungứng suất thực tế khiuốn xoắn

 Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại vị trí bánh vít

Tại thiết diện nguy hiểm 21

τ a 21=τ m 21= T21

2W021

Với T21=57432(N mm)

Với {K x=1,06 ; Ky=1

ε σ=0,77

ε τ=0,75Tra bảng 10.12 [1] với trục có rãnh then :

→ s21= s σ 2 s τ 21

√s σ 22 +s2τ 21

= 9,06.85,4

√9,062+85,42≈ 9>[s]=2,5 → Thỏamãn

* Giải bài toán 1

Chọn ổ bi đỡ 1 dãy

Chọn ổ theo khả năng tải động:

Khả năng tải động

C đ yc=Q m√L Trong đó:

Q: Tải trọng động quy ước (kN)

L:Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

M là bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn,m=3 đối với ổ bi,bằng 10/3 với ổ đũa

n th=5,5.105.1.1 0,85

Vậy khả năng quay nhanh thỏa mãn

* Giải bài toán 2

Đường kính tại vị trí lắp then với đĩa xích d = 60

Đường kính tại vị trí lắp ổ đũa d = 65

Dường kính tại lắp then với bánh vít d = 70

3.4.2 Chọn then

Xác định mối ghép then tại vị trí d = 60

Ta có thông số của then

Đường

kính

Kích thước tiết diện

then Chiều sâu rãnh then

Kích thước tiết diện

then Chiều sâu rãnh then

Bán kính goc lượn rãnh

then r

3.4.3 Chọn ổ lăn

Chọn ổ đũa côn cỡ trung 7307

KH

dmm

Dmm

C1

mm

Tmm

rmm

Co

kN

3.4.4 Kết cấu trục II

PHẦN 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC 4.1 Kết cấu hộp giảm tốc

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít:

 Khe hở giữa các chi tiết :

Giữa bánh vít với thành trong hộp

d=M 16x1,5 L=23 S=17 b=12 c=2

4.1.2.6 Kiểm tra mức dầu:

Dùng que thăm dầu tiêu chuẩn

4.1.2.7 Cốc lót:

Chọn chiều dày cốc lót δ=6 mm

Chiều dày vai và bích cốc lót δ1=δ2=6(mm)

Đường kính ngoài của cốc:

4.2.1.1 Phương pháp bôi trơn:

Ngâm trục vít trong dầu ,ngâm dầu ngập zen trục vít nhưng không vượt quá đường ngang tâm con lăn dưới cùng

Ổ lăn trên trục vít được bôi trơn do dầu bắn lên

Ổ lăn trên trục bánh vít được bôi trơn bằng mỡ,thay mở định kỳ

4.2.1.2 Chọn loại dầu bôi trơn

Tra bảng 18.12 , 18.13[1] chọn loại dầu bôi trơn là dầu ô tô máy kéo

AK 15 độ nhớt (50° C)≥ 135 centistoc

(100° C)≥ 15 centistoc

Khối lượng riêng: 0,886÷0,926 (g/c m3)

Lượng dầu V=0,6.N=0,6.6=3,6(lit)

4.3 Bảng kê các kiểu lắp,trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép

STT Mối ghép Kiểu lắp Dung sai Sai lệch

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Thiết kế chi tiết máy [ Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm]

2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (2 tập) [ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ]

3 Bài giảng và hương dẫn làm bài tập dung sai của Ninh Đức Tốn – ĐH Bách Khoa

Hà Nội