thuyet minh bui van khoan

- Phần III: Tính toán bộ truyền trong bánh răng trụ răng Thẳng Tính toán bộ truyền trong bánh răng trụ răng ngiêng - Phần IV: Tính toán và kiểm nghiệm trục.. Khoa: Khoa Hoc Cơ BảnPhần

Trang 1

Khoa: Khoa Hoc Cơ Bản

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo

đại học s phạm kĩ thuật hng yên

= = =  = = =

Thuyết minh

đồ án chi tiết máy Giáo viên hớng dẫn : nguyễn tiền phong

Sinh viên thực hiện : Bùi văn khoản

Lớp : ckk4lc

Trang 2

Đồ án môn học chi tiết máy

Đề số: 25

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1 Động cơ 3 Hộp giảm tốc 2 Bộ

truyền đai thang

4.Nối trục 5 Băng tải

Số Liệu cho tr ớc

5 Góc nghiêng của đai so với phơng

Trang 3

Sinh viên thiết kế: Bùi Văn khoản Lớp: CTK 4 LC

Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Tiền Phong

Lời nói đầu

Nớc ta đang trên con đờng tiến lên công nghiệp hoá - Hiện đại hoá với đờng lối xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đã đề ra 3 cuộc cách mạng, trong đó cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của cải cho xã hội Do đó phải u tiên công

nghiệp nặng một cách hợp lý

Trong giai đoạn công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nớc, con ngời không thể thiếu máy móc bởi vì nó là một phơng tiện từ trớc đến nay đã giúp đỡ con ngời giải quyết đợc nhiều vấn đề mà con ngời không có khả năng làm việc đợc

Hiện là một sinh viên đang theo học tại Trờng đợc trang bịnhững kiến thức cấn thiết về lý thuyết lẫn tay nghề Để sau nàyvới vốn kiến thức đã đợc trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé

để làm giầu cho đất nớc Thời gian vừa qua em đợc giao đề tài: “Thiết kế hệdẫn động băng tải” Sau khi nhận đề tài với sự chỉbảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn và các thầy trong khoa cùngcác bạn đồng nghiệp và sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành

đề tài Tuy nhiên trong quá trình làm việc mặc dù đã cố gắng hếtsức do trình độ có hạn và còn ít kinh nghiệm, nên không thểtránh sai sót Vậy em tha thiết kính mong sự chỉ bảo của thầy cô

để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

Trang 4

Hng Yên tháng 5 năm

2007 Sinh viên:

- Phần II: Tính toán bộ truyền đai thang.

- Phần III: Tính toán bộ truyền trong bánh răng trụ răng Thẳng

Tính toán bộ truyền trong bánh răng trụ răng ngiêng

- Phần IV: Tính toán và kiểm nghiệm trục.

- Phần V: Tính then.

- Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục.

- Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.

- Phần VIII: Bôi trơn hộp giảm tốc

Trang 5

Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.Công suất cần thiết:

Gọi N : là công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)

Nct : là công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)

η : là hiệu suất truyền động

2 2

1 η η η η

η =

F=8200 N : Lực kéo băng tải

Trang 6

Trong đó η1, η2, η3, η4 đợc tra bảng (2-1)bảng trị số hiệu suất củacác loại bộ truyền và ổ

η1=0,94: Hiệu suất bộ truyền đai

η2=0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

η3=0,995: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

η4= 1: Hiệu suất của khớp nối

η=η1. η2. η3.η4=0,94.0,97.0,995.1=0,87

→

Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là:

2 Tính số vòng quay trên trục của tang:

Ta có số vòng quay của trục tang là :

340 14 , 3

7 , 0 60000

P V

-Đảm bảo tính kinh tế và không gian làm việc của động cơ , căn cứ vào bảng phụ lục “3p” và số liệu tính toán trên ta chọn động cơ không đồng bộ có mô men mở máy hơi cao ,

đợc che kín quạt gió kiếu AOπ2- 51- 4 có các thông số sau : + Công suất định mức: Nđm=7,5(KW)

) (

6 , 6 87

, 0

74 , 5

KW

) (

6 ,

60 3

π

= n (V/P)t : Tốc độ quay của trục tang

V= 0,7 m/s:Vận tốc băng tải

Trang 7

n

Ta có : i = iđ ibn .ibt

Trong đó : i : tỷ số truyền chung

ihn : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng nghiêng cấp chậm

iđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai.

Ibt tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ cấp nhanh.

bn i i

Lấy ibn=3,9 3,13

9,3

2,12

=

⇒i bn

6 Công suất trên trục các trục :

- Công suất động cơ trên trục I (trục dẫn ) là:

d

=

Trang 8

- Tốc độ quay trên trục II là: 2 1 4863,9,7 124,8(v/ ph)

i

n n

ch

=

8 Xác định momen xoắn trên các trục:

Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức (3_53)

13 , 6 10 55 , 9

10 55 ,

95,5.10.55,9

10.55,

Trang 9

Phần II : Tính toán bộ truyền đai

( Hệ dẫn động dùng bộ truyền đai thang)

a.Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D 1

-Đờng kính bánh đai nhỏ đợc tính theo công thức xavê rin (CT 5-6sách thiết kế chi tiết máy ) :

-n1 : số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn ( n1=1460 v/ph)

1

1460

V s

m

b.Xác định đờng kính bánh đai lớn D2

Trang 10

Theo công thức(5-4) ta có đờng kính đai lớn:

Kiểm nghiệm lai D1, D2 :

Số vòng quay thực của trục bị dẫn trong một phút :

) / ( 7 , 504 630

220 1460 ).

1 (

7,504

7,4867,504

%100'1

Sai số ∆n nằm trong phạm vi cho phép (3 ữ5)%

c Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L , từ điều kiệnhạn chế của số vòng quay v của đai trong 1 giây (để đai có thếlàm việc đợc tơng đối lâu ) tìm đợc chiều dài tối thiểu Lmin của

đai theo công thức (5-9) :

( Umax= 3:5 , chon Umax=3 )

- Xác định sơ bộ A theo công thức 5-2 ta đợc :

)(21228

)420(8)850.14,3560.2()630220(14,3560

2

8

)(

8))(

2()(

2

2 2

1 2

2 1 2 1

2

mm

D D D

D L D D L

A

=

−

−+

−

=

−

−+

1000.8,16

Trang 11

)220630()850(2

)(

2

2 1

mm

A

D D D

+

=

−+++

1 2

2

0 0

1 2 0

1

1911118057

.180

9,16857

.2122

)220630(18057

)(

180

=+

=

−+

A

D D

α

Kiểm nghiệm góc ôm theo điều kiện (5-11) thoả mãn

Để hạn chế ứng suất uốn và tăng ứng suất có ích cho phép của đai ,

chiều dày đai đợc chọn tuỳ theo tỷ số

1

=δ

PhảI quy tròn δ theo trị số tiêu chuẩn cho trong bảng 5-3 vậy δ = 6(mm)

Trang 12

-sau khi xác định đợc chiều dày δ có thể tính đợc chiều rộng của

đai để tránh xảy ra trợt trơn giữa đai và bánh đai theo công thức5-13 v [ ]p C t C C v C b

N b

.1000

δδ

+Cα:hệ số xét đến sự ảnh hởng góc ôm Cα=0,97 (theo bảng 5-7trang 80 sách TKCTM)

Cv:hệ số xét đến sự ảnh hởng của vận tốc Cv=0,95 ( tra theo bảng5-8 trang 90 sách TKCTM)

Cb: hệ số kể đến sự bố trí chuyển động Cb=0,8 ( tra theo bảng 5-9 trang 91 sách TKCTM).

N: công suất trục dẫn N=7,5 (KW)

Trang 13

δ : chiều dày đai : δ =6 (mm)

8,0.95,0.97,0.8,0.2,2.6.8,16

5,7.1000

mm

Chiều rộng b lấy theo bảng tiêu chuẩn 5-4 ta đợc :b=60 (mm)

d Định chiều rộngB của bánh đai:

chiều rộng B của bánh đai chon theo chiều rộng b của đai , có thểtra theo bảng 5-10 sách TKCTM hoặc tính theo công thức :B=1,1b+(10:15) (mm)

648.32

L=5600(mm)A=2122(mm)

0

1 =168,9

α

Rđ=1924,56 (N)

Trang 14

δ =6 (mm)

Phần III : Thiết kế Bộ truyền bánh răng

I Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

1.Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện :

Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vậtliệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350 Đồng thời đểtăng khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớnhơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 ữ50 HB

Trang 15

Khoa: Khoa Hoc C¬ B¶n

, 6 0

td N

Trang 16

V× ph«i rÌn, thÐp thêng ho¸ nªn lÊy hÖ sè an toµn n=1,5

1 258 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1 (

k n

k k

n

σ σ

σ

- øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh lín:

8 , 1 5 , 1

1 4 , 206 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

σ

σ σ

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

Trang 17

8 , 124 3 , 0

13 , 6 45 , 1 9 , 3 416

10 05 , 1 1 9 ,

2 6

≥

→

4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.

-Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức : (3-17)

với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn

Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánhrăng là cấp 9

Thấy hệ số tải trọng k=1,2 không khác so với hệ số tải trọng sơ bộ

ksb=1,45 nên không cần tính lại A ,lấy A=220 (mm)

6 Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng:

Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính môđun :

 Xác định mô đun : mn=(0,01ữ0,02) A

4 , 4 2 , 2 220 ).

02 , 0 01 , 0

.

60

7 , 486 219 14

+

=

) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V

±

=

Trang 18

- Z1 = m(2i A+1) = 3(23.,2209+1) = 29,9(răng)

→ Chọn Z1= 30 (răng)

- Số răng bánh lớn theo công thức 3-27 trang 50 sáchTKCTM ta có:

N K

td n

u

10.1,19

2

6

=σ

Trong đó: N: Công suất bộ truyền (KW)n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính

13 , 6 2 , 1 10 1 ,

( 3 , 31 517 , 0

392 , 0 3 , 41

Trang 19

.)1(10

N K i

Ai

±

8,124.66

13,6.2,1)19,3(9,3.220

10.05,

mm N

=+

N K

2

6 .10.1,19

=

66.7,486.30.3.397,0

13,6.2,1.10.1,19

392 , 0 3 , 41

2

1 1

9 C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng:

• M« ®un ph¸p mn=3

• Sè r¨ng Z1=30 r¨ng ; Z2=117 r¨ng

• Gãc ¨n khíp α0 = 200

• ChiÒu réng r¨ng: b= 66 (mm)

Trang 20

Di2 = dc2 - 2mn- 2c =357 - 2.3 -2.0,75 =343,5 (mm)

13,6.10.55,

9

= (N)-Lùc vßng :

P1=P.tagα =2673.tag200=973 (N)

Trang 21

B¶ng3 : C¸c th«ng sè bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng

h=6,75mmb=66 mm

II TÝnh to¸n bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng ngiªng

1.Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn cho b¸nh r¨ng cÊp chËm:

Trang 22

2.Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép:

Theo công thức(3-3) số chu kì làm việc tơng đơng củabánh răng

Ntd=600.u.Th.nTrong đó: n: số vòng quay trong 1phút

Th: thời gian làm việc của máyu: số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng qay mộtvòng, u=1

- Số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:

- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:

Trang 23

ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

• Xác định ứng suất uốn cho phép:

Vì phôi rèn, thép thờng hoá nên lấy hệ số an toàn n=1,5

5 , 1 43 , 0 600

).

6 , 1 4 , 1 (

k n

k k

n

σ σ

σ

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:

8 , 1 5 , 1

480 43 , 0 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

σ

σ σ

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

Trang 24

n2 : số vòng quay của bánh bị dẫn n2=40 (v/p)

θ= 1,25 Hệ số ảnh hởng khả năng tảI tính theosức bền tiếp xúc của bánh răng nghiêng

25 , 1 40 3 , 0

95 , 5 3 , 1 13

, 3 416

10 05 , 1 1 13 ,

2 6

≥

→

4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

-Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức : (3-17)

với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn n1=124,8 (v/p)

Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánhrăng là cấp 9

5 Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục

.

60

8 , 124 9 , 286 14

+

=

) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V

±

=

Trang 25

Vì đây là bánh răng trụ răng nghiêng nên ta tính môđun pháp:

• Xác định mô đun pháp: mn=(0,01ữ0,02) A

76 , 5 88 , 2 288 ).

02 , 0 01 , 0

2

)( 1+ 2 =

288.2

4)10834( +

=0,986 → β ≈9033’

• Chiều rộng bánh lớn : b2 = ψA A = 0 , 3 288 = 86 , 4 ( mm )

)(60'339sin

4.5,2sin

.5,2

y

N K

n

u

'

10.1,19

- Số răng tơng đơng của bánh nhỏ:

Trang 26

- Số răng tơng đơng của bánh lớn:

=2

85 , 5 2 , 1 10 1 ,

( 5 , 29 517 , 0

46 , 0 33

2

1 1

Trang 27

• §êng kÝnh vßng chia: dc1= 137,9

cos

1

=β

Z m

Di2 = dc2 - 2mn- 2c = 1,5=428,6(mm)

B¶ng4 : C¸c th«ng sè bé truyÒn b¸nh r¨ng trô

r¨ng nghiªng

Trang 28

h=6,75mmb=87mm

' 33

13,6.10.55,9

.10.55,9.2

N d

n

N d

Phần IV : Tính toán trục

1- Chọn vật liệu cho trục:

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít nhạy với tập trung ứngsuất, có thể nhiệt luyện đợc và dễ gia công Thép các bon và hợpkim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Vì hộp giảm tốcchịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại thép 45 (thờng hóa) cógiới hạn bền: δb=600 (N/mm2) , δch=300 (N/mm)

2- Tính sức bền trục:

a- Tính đờng kính sơ bộ của trục theo công thức (7-2)

Ta có

Trang 29

d - là đờng kính trục (mm)

C- hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục vào vàtrục truyền chung, lấy C = 120

N- công suất truyền của trục

n- số vòng quay trong 1 phút của trục

• Đối với trục I :

44 8

, 124

95 , 5

dII ≥ =

→

) ( 63 40

79 , 5

Trang 30

Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên các bánh răng

Để tính các kích thớc chiều dài của trục tham khảo bảng 7_1.Ta chọn các

Trang 31

P1 RAy

RAx Rdy Rdx

Các lực tác dụng lên trục I bao gồm : Rđ = 1925(N) l

=85(mm)

Pr1 = 973(N) b+a=163(mm)

P1 = 2673 (N) c= 63 (mm) Tính phản lực ở các gối đỡ:

0 ) (

.

N c

b a

l R P

+ +

c P

+ +

=

RAX = P1 - RBX = 2402(N)

Trang 32

Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:

226 (

2 , 271 )

1

75 , 0

) ( 78 , 30 50

1 , 0

145797

Trục ở tiết diện m-m lấy dm-m=38 mm

Trục ở tiết diện n-n lấy dn-n=42 mm

Chọn đờng kính lắp ổ lăn : d = 25 mm

Trang 33

Muy (N.mm)

a=76 b=87

c=63

9066

.(

1 3

−

=

Trang 34

c b a

c b P c P

d P

+ +

−

=

1 1

) ( 737 76

87 63

63 973 2

138 572 )

87 63

.(

1256

N

= +

+

− +

3402 2673

( 3003

) ( 3003 63

76 87

) 63 87 (

3402 63

2673 )

(

3 2

N P

R P R

N c

b a

b c P c P R

DX CX

DX

−

= +

−

=

− +

−

=

→

= +

+

+ +

= +

+

+ +

=

→

VËy chiÒu Rcx cã chiÒu ngîc l¹i so víi chiÒu ë h×nh vÏ ban ®Çu

TÝnh momen uèn t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm

- T¹i tiÕt diÖn e-e

2 2

uy ux

) ( 193536 63

3072

) ( 28602 63

454

mm N c

R

M

mm N c

.

P a

R

) ( 247395 228228

0 tdσ

e e

124

95,5.10

=

Trang 35

Mx (N.mm)1377588

a=76mm b+c=87+63

4 75 , 0 195638

75 ,

1 , 0

4 75 , 0 247395

75 , 0

td

td i

i

= +

=

≥

) ( 46 50

1

Trang 36

76

438 572 )

150 ( 1256 2

)

3 4

N c

b a

d P b c

P

+ +

+

= +

) 150 ( 3002 )

.(

c b a

b c P

+ +

= + +

1992 (

VËy chiÒu cña REX cã chiÒu nh h×nh vÏ trªn

-TÝnh momen uèn ë tiÕt diÖn chÞu t¶i lín nhÊt:

2 2

uy ux

) ( 19800 )

150 ( 132 )

.(

) ( 105488 )

76 (

1388 )

.(

mm N b

c R

M

mm N a

=

) ( 1197844 1377588

75 , 0 107330

75 ,

M

Trang 37

) ( 62 50

1 , 0

kiểm tra hệ số an toàn của trục tại những tiết diện nguy hiểm

Hệ số an toàn tính theo công thức (7-5) trang 120 sách TKCTM:

Trong đó : nσ hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất pháp

nτ hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất tiếp

Trong đó τ-1: là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với 1 chu kỳ đối xứng

τa: Biên độ ứng xuất tiếp và phát sinh ra trong tiết diện của trục

W : mô men cản uốn của tiết diện

[ ]n n n

n n

+

=

2 2

.τ σ

τ σ

δδ

m a

K

n

δψδβε

δ

δ σ

σ

δ

2 W

M X

m

a =τ =τ =τ

m a

n

τψτβε

τ

τ τ

τ

1

+

Trang 38

W0: mô men cản xoắn của tiết diện

Kτ:hệ số tập trung ứng xuất thực tế khi uốn và xoắn tra bảng 6)ữ(7-13))

((7-β : hệ số tăng bền bề mặt trục

ψτ :hệ số xét đến ảnh hởng của trị số ứng xuất trung bình đến sức bền mỏi

τm : là trị số trung bình của ứng xuất tiếp

MU, MX : là mô men uốn và mô mem xoắn

 Trục I:

Xét tại tiết diện (i-i) của trục II :

Đờng kính trục d=50mm tra bảng (7-3b) ta có :

τ

εε

k k

)

/(2022900

455308

2

)

/(2310650247395

2 0

2

mm N w

M

mm N w

M

X m

U a

14,270,0

5,1

;98,182,0

63,

=

τ

τ σ

σ

εε

K K

3,3

=σ

σε

K

65,323.3,3

1

270 =

=

nσ

Trang 39

Nh vậy tiết diện (i-i) đảm bảo độ an toàn cho phép

τ

εε

k k

3,88

75,25.7,2

270 =

=σ

n

)/(1210040

120282

2

)/(75,254660120009

2 0

2

mm N w

M

mm N w

M

X a

U a

05,273,0

5,1

92,185,0

63,1

ε

K K

7,2

=σ

σε

K

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	1,1 MB