THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyềnThông số đầu vào: - Lực kéo băng tải: Trong đó, tra bảng ta được:  Hiệu suất bộ truyền trục vít :  Hiệu suất bộ truy

THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

Thông số đầu vào:

- Lực kéo băng tải:

Trong đó, tra bảng ta được:

 Hiệu suất bộ truyền trục vít :

 Hiệu suất bộ truyền xích:

 Hiệu suất ổ lăn:

 Hiệu suất khớp nối:

3 Công suất cần thiết trên trục động cơ

4 Số vòng quay trên trục công tác

5 Chọn tỷ số truyền sơ bộ

Theo bảng chọn sơ bộ :

 Tỷ số truyền bộ truyền xích:

 Tỷ số truyền bộ truyền trục vít:

6 Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ

7 Tính số vòng quay đồng bộ của động cơ

9 Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền của hệ:

Chọn tỷ số truyền của hộp giảm tốc:

Tỷ đô truyền của bộ truyền ngoài:

Vậy ta có :

10.Tính các thông số trên trục

Công suất trên trục công tác:

Công suất trên trục 2:

Công suất trên trục 1:

Công suất trên trục động cơ:

Số vòng quay trên trục động cơ:

Số vòng quay trên trục 1:

Số vòng quay trên trục 2:

Số vòng quay trên trục công tác:

Mô-ment xoắn trên trục động cơ:

Mô-ment xoắn trên trục 1:

Mô-ment xoắn trên trục 2 :

Mô-ment xoắn trên trục công tác:

(v/ph)

Chọn vật liệu trục vít là : Thép 45, được tôi bề mặt đạt độ rắn 5055 HRC.

2 Xác định ứng suất cho phép của bánh vít

2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Với : chọn vật liệu làm răng bánh vít là phù hợp.

Góc ma sát của bộ truyền trục vít- bánh vít : Tra bảng với:

- Hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng:

Khi tải trọng không đổi:

- Hệ số tải trọng động: Phụ thuộc vào cấp chính xác của bộ truyền trục vít Tra bảng , với ta được cấp chính xác (CCX) của bộ truyền trục vít là : 7

Tra bảng , với và CCX=7 ta được :

7 Kiểm nghiệm răng bánh vít

7.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của răng bánh vít :

7.2 Kiểm nghiệm về độ bến uốn

- Ứng suất uốn cho phép của răng bánh vít:

- Hệ số tải trọng khi tính về uốn:

- Mô-đun pháp của răng bánh vít:

- Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương :

Tra bảng , với ta được

- Hiệu suất bộ truyền:

- Hệ số tỏa nhiệt:

Chọn

- Nhiệt độ môi trường xung quanh: Thường lấy

- Nhiệt độ cao nhất cho phép của dầu: Do trục vít đặt dưới

- Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt: Tra bảng trang 157[1], với số vòng quay của quạt

- Hệ số kể đến sự thoát nhiệt xuống đáy hộp:

- Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng:

Ký hiệu

CCX

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI

Bước xích được tra bảng , với điều kiện , trong đó:

- Công suất tính toán:

- Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

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

- Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

- Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn

- Lực căng do lực ly tâm sinh ra:

- Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:

- Hệ số an toàn cho phép : Tra bảng , với

Bán kính đáy: , với tra theo bảng , ta được:

Đường kính chân răng:

Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc:

, trong đó:

- Hệ số tải trọng động:

- Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng , với ta được (xích con lăn 1 dãy)

- Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích, tra bảng ở trang 87 theo số răng , ta

được

- Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, , với 1 dãy xích

- Lực va đập trên m dãy xích:

- Mô-đun đàn hồi:

, do (cả hai đĩa xích đều làm bằng thép)

Tra bảng , ta chọn vật liệu làm đĩa xích là Thép 45 (Tôi ram), Độ rắn bề mặt ,

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

Ta chọn khớp theo điều kiện:

Trong đó:

- Đường kính trục cần nối:

- Mô-ment xoắn tính toán: , với:

- Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Tra bảng , ta lấy

- Mô-ment xoắn danh nghĩa trên trục:

T (N.mm)

2 Kiểm nghiệm khớp nối

Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện bền:

2.1 Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

, trong đó:

- Ứng suất dập cho phép của vòng cao su Ta lấy

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

Thỏa mãn

2.2 Điều kiện sức bền của chốt

, trong đó:

- Ứng suất uốn cho phép của chốt Ta lấy

Do đó, ứng suất sinh ra trên chốt :

Thỏa mãn

3 Lực tác dụng lên trục

Ta có :

, trong đó:

4 Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi

Mô-ment xoắn lớn nhất có thể truyền được

Đường kính lớn nhất có thể của nối trục

Số chốt

Đường kính vòng tâm chốt

Chiều dài phần tử đàn hồi

Chiều dài đoạn công-xôn của chốt

Đường kính của chốt đàn hồi

Chiều dài khớp nối đàn hồi

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC II

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

1 Sơ đồ phân bố lực chung

Tra bảng , ta chọn được chiều rộng ổ lăn theo các đường kính trục:

Chiều dài may-ơ đĩa xích:

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp :

- Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp :

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ :

- Chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông :

Giải hệ trên ta được :

Vẽ lại sơ đồ lực :

Xác định mô-ment tại các tiết diện :

• Xác định

- Tại tiết diện 3 :

- Tại tiết diện 1 :

- Tại tiết diện 2 :

Tại vị trí này xuất hiện bước nhảy do lực gây ra, và

- Tại tiết diện 0 :

• Xác định

- Tại tiết diện 3 :

- Tại tiết diện 1 :

- Tại tiết diện 2 :

- Tại tiết diện 0 :

• Vẽ biểu đồ mô-ment :

5 Xác định mô-ment uốn tổng và mô-ment tương đương

Mô-ment uốn tổng và mô-ment tương đương tại các tiết diện trục được xác định, trong đó : - Mô-ment uốn trong mặt phẳng yOz và xOz tại các tiết diện j

• Tại tiết diện 3

Mô-ment uốn tổng :

Mô-ment tương đương :

• Tại tiết diện 1

Mô-ment uốn tổng :

Mô-ment tương đương :

• Tại tiết diện 2

Mô-ment uốn tổng :

Mô-ment tương đương :

• Tại tiết diện 0

Mô-ment uốn tổng :

Mô-ment tương đương :

6 Tính các đường kính tại các tiết diện

, trong đó :- Ứng suất cho phép chế tạo trục.

Tra bảng , ta được

• Tại tiết diện 3

• Tại tiết diện 1

• Tại tiết diện 2

• Tại tiết diện 0

Chọn then là then bằng cao

Tra bảng , ta có các thông số của then:

Đường kính trục

, mm

Kích thước tiếtdiện then

Chiều sâu rãnhthen

Bán kính góc lượncủa rãnh rTrên

trục t1

Trên lỗt2 Nhỏ nhất Lớn nhất

• Then tại vị trí đĩa xích

Chiều dài then:

Chọn

• Then tại vị trí bánh vít

Chiều dài then:

Chọn

2 Kiểm nghiệm độ bền then

Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt có dạng sau đây:

Thỏa mãn điều kiện bền

V Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Do những đặc tính thay đổi của chu kỳ ứng suất, sự tập trung ứng suất, yếu tốkích thước và chất lượng bề mặt, ta cần xét sự ảnh hưởng đến độ bền mỏi của trục

Với vật liệu là thép 45 có :

- Giới hạn bền : ;

- Giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ đối xứng :;

- Giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng :

Hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau :

Trong đó :

- Hệ số an toàn cho phép, lấy ;

và- Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j:Trong đó: và - Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng ;

- Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j:

Đối với trục quay ứng suất luôn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:

Khi trục quay theo 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động dođó:

Với: - Mô-ment uốn tổng tại tiết diện j;

và - Mô-ment cản uốn và mô-ment cản xoắn tại tiết diện j;

- Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, trabảng với , ta được:;

- Hệ số, xác định như sau:

Trong đó:

- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương phápgia công và độ nhẵn bề mặt, tra bảng , với phương pháp gia công tiện Ra , tađược ;

- Hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơtính vật liệu, do không tăng bền bề mặt nên lấy ;

và - Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giớihạn mỏi;

và - Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

Dựa theo biểu đồ mô-ment và kết cấu trục ta thấy các tiết diện số 1, 2, 3 là cáctiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi

• Tại tiết diện lắp ổ lăn 1

Các ổ lăn lắp trên trục theo kiểu k6

Ta có:

Mô-ment cản uốn và mô-ment cản xoắn tại tiết diện tròn theo bảng , ta có:Biên độ, trị số trung bình ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Tại bề mặt trục lắp ổ lăn có độ dôi, tra bảng với , ta được :

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Thỏa mãn.

• Tại tiết diện lắp bánh vít 2

Bánh vít lắp trên trục theo kiểu k6 kết hợp với then

Ta có:

Mô-ment cản uốn và mô-ment cản xoắn tại trục có 1 rãnh then theo bảng ,

ta có:

Biên độ, trị số trung bình ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Tại bề mặt trục lắp bánh vít có độ dôi, tra bảng với , ta được :

Tại bề mặt trục lắp bánh vít có rãnh then, tra bảng , với , và trục cắt bằngdao phay đĩa, ta được Tra bảng , với , ta được

Lấy trị số của và lớn hơn:

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Thỏa mãn

• Tại tiết diện lắp đĩa xích 3

Đĩa xích lắp trên trục theo kiểu k6 kết hợp với then

Ta có:

Mô-ment cản uốn và mô-ment cản xoắn tại trục có 1 rãnh then theo bảng ,

ta có:

Biên độ, trị số trung bình ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Tại bề mặt trục lắp đĩa xích có độ dôi, tra bảng với , ta được :

Tại bề mặt trục lắp đĩa xích có rãnh then, tra bảng , với , và trục cắt bằngdao phay đĩa, ta được Tra bảng , với , ta được

Lấy trị số của và lớn hơn:

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Do , nên chỉ xét đến ứng suất tiếp

Do , nên ta chọn 2 ổ đũa côn đối nhau tại vị trí 0

, nên ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy tại vị trí 1

, mm

, mm

B, mm

, mm

T, mm

r, mm

, mm

Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên ổ:

Trong đó : - Tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục, kN ;

- Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ, lấy ;

- Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, tra bảng , với va đập vừa, chọn ;

-Hệ số kể đến vòng quay ; khi vòng trong quay

Kiểm nghiệm khả năng tải của ổ lăn :

Tuổi thọ của ổ lăn :

Khả năng tải động yêu cầu của ổ lăn :

Thỏa mãn

Khả năng tải tĩnh của ổ lăn :

Trong đó : - Hệ số tải trọng hướng tâm và hệ số tải trọng dọc trục, tra bảng , ta được

Thỏa mãn

Khả năng quay nhanh của ổ :

Số vòng quay tới hạn của ổ được xác định:

Trong đó:- Thông số vận tốc quy ước, , tra bảng , ta được

- Đường kính vòng tròn qua tâm các con lăn: ;

B, mm

Tải trọng động quy ước của ổ bi đỡ 1:

Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn:

Số vòng quay tới hạn của ổ được xác định:

Trong đó:- Thông số vận tốc quy ước, , tra bảng , ta được

- Đường kính vòng tròn qua tâm các con lăn: ;

- Hệ số kích thước; ;

- Hệ số cỡ ổ, tra bảng , ta được ;

- Hệ số tuổi thọ, do

Thỏa mãn

- Đường kính tại vị trí khớp nối: ;

- Đường kính tại vị trí lắp ổ lăn: ;

- Đường kính tại vị trí trục vít:

II Chọn then

• Chọn then tại vị trí lắp khớp nối

Chọn then là then bằng Tra bảng , ta được các thông số:

Đường kính trục

, mm

Kích thước tiếtdiện then

Chiều sâu rãnhthen

Bán kính góc lượncủa rãnh rTrên

trục t1

Trên lỗt2 Nhỏ nhất Lớn nhấtChiều dài then:

, mm

, mm

B, mm

, mm

T, mm

r, mm

, mm

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít:

Tại gối trục ổ bi đỡ 1 dãy ():

• Khe hở giữa các chi tiết

Giữa bánh răng với thành trong hộp:

Chọn

Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp

Chọn

• Số lượng bu-lông nền Z:

• Kiểm tra mức dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp, ta sử dụng bộ phận kiểm tra mức dầu là que thăm dầu Tra bảng , ta được kích thước que thăm dầu như sau:

Kích thước (mm)

Chiều dày: , trong đó: - Hệ số phụ thuộc vào đường kính lỗ

- Đường kính trong ống lót cũng chính là đường kính ngoài ổ lăn

• Chọn phương pháp bôi trơn

Bôi trơn ngâm dầu: trục vít được ngâm trong dầu chứa ở hộp, mức dầu phảingập ren trục vít nhưng không được vượt quá đường ngang tâm con lăn dướicùng

Bôi trơn ổ lăn trục vít do dầu bắn lên

Bôi trơn ổ lăn bánh vít dùng mỡ, thay mở định kỳ.

• Chọn dầu bôi trơn

Tra bảng và , ta chọn được dầu ô tô máy kéo AK-20 có các thông số sau:

- Độ nhớt: Centistoc tại và tại

- Khối lượng riêng :

- Lượng dầu bôi trơn :

- Đối với các vòng không quay chịu tải cục bộ, sử dụng các kiểu lắp có độ

hở Nhờ độ hở, ổ có thể di chuyển dọc trục khi nở nhiệt, tránh cho ổkhông bị kẹt bi, đông thời cũng nhờ có độ hở mà từng thời gian vòng ổ cóthể xoay quanh chi tiết cố định, đưa một đoạn khác của đường lăn vàovùng chịu tải cục bộ, do đó co thể làm tăng tuổi thọ ổ lăn

Vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn kiểu k6, còn khi lắp vào vỏ chọn kiểu H7

3 Điều chỉnh ăn khớp

Để đảm bảo ăn khớp chính xác giữa ren của trục vít và răng bánh vít, cầnđảm bảo khoảng cách trục, góc giữa trục bánh vít và trục vít, và bảo đảm mặttrung bình của bánh vít đi qua trục của trục bánh vít

Có hai phương pháp điều chỉnh:

- Dịch chuyển trục cùng với bánh răng đã cố định trên nó nhờ bộ đệm điềuchỉnh có chiều dày khác nhau giữa nắp ổ và vỏ hộp

- Dịch chuyển các bánh răng trên trục đã cố định, sau đó định vị lần lượttừng bánh một

Ở đây ta chọn phương pháp dịch chuyển trục cùng với bán răng đã cố địnhtrên trục

4 Bảng tổng kết các kiểu lắp, dung sai và sai lệch giới hạn

Kiểu lắp