thuyet minh nop

Bảng I : TrụcThông số Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định đợc loại đai, kích thớc đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều dài đai L và lực tác dụng lên trục.. Ta nên chọn loại đa

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 mạngkhoa 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 phơngtiện từ trớc đến nay đã giúp đỡ con ngời giải quyết đợcnhiều vấn đề mà con ngời không có khả năng làm việc đợc.Hiện nay là một sinh viên đã và đang theo học tại tr-

kiến thức cần thiết về lý thuyết lẫn tay nghề Để sau này vớivốn 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 dẫn động băng tải” Sau khi nhận đề tài với

sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Nguyễn Tiền Phong vàcác thầy trong khoa cùng các bạn đồng nghiệp và sự nỗ lựccủa bản thân em đã hoàn thành đề tài Tuy nhiên trong quátrình làm việc mặc dù đã cố gắng hết sức do trình độ cóhạn và còn ít kinh nghiệm, nên không thể tránh sai sót Vậy

em tha thiết kính mong sự chỉ bảo của thầy cô để đề tàicủa em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp đỡ

em hoàn thành đề tài này

Trờng đhspkt hng yên

Ngày 29 tháng 05 năm 2007

Ph¹m Ngäc T©m

Đồ án môn học chi ti ết máy

Đề số: 41

Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1 Động cơ 3 Hộp giảm tốc 2 Bộ truyền đai dẹt

4.Nối trục 5 Băng tải

Số liệu cho trớc

Sinh viªn thiÕt kÕ: Ph¹m Ngäc T©m Líp:

CKK4LC

Gi¸o viªn híng dÉn: NguyÔn TiÒn Phong

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

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

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

 là hiệu suất truyền động

.V

F N

=> 7 , 56 ( )

1000

9 , 0 8400

1=0,96: Hiệu suất bộ truyền đai

2=0,98: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

3=0,99 : Hiệu suất của một cặp ổ lăn

4= 1: Hiệu suất của khớp nối Trong đó hiệu suất bộ truyền đợc tính theo công thứcsau:

η = η1 η22. η34 η4

1.955,0.98,0.96,0

56,7

V= 0,9 m/s : Vận tốc

Gọi Ndm là công suất động cơ ta có Ndm Nct = 9,858

Nh vậy ta chọn Ndm= 13 KW

2 Tính số vòng quay trên trục của tang:

Ta có số vòng quay của trục tang là :

) / ( 26 , 45 380 14 , 3

9 , 0 60000 60000

p v D

KW và vận tốc quay là 1460 vòng/phút ký hiệu A02-61-4

chọn id = 3,2

2,3

26,32







d br

i

i i

Theo điều kiện bôi trơn ta có nh sau:

icn=(1,21,3) icc

icn :tỉ số truyền cặp bánh răng trụ răng thẳng

icc:tỉ số truyền cặp bánh răng trụ răng nghiêng

từ điều kiên nh trên ta chọn đợc nh sau

icn =3,5 , icc =2,88

6 Công xuất động cơ trên các trục là

- Công xuất động cơ trên trục III là:

)(957,9995,0

858,92 3

957,9 3

211,10 3

,3

25,456

1

i

n n

,2

357,130

2

i

n n

Bảng I :

TrụcThông số

Thiết kế bộ truyền đai cần phải xác định đợc loại

đai, kích thớc đai và bánh đai, khoảng cách trục A, chiều

dài đai L và lực tác dụng lên trục

Do công suất động cơ N = 7,5 kW và in = 3,1 < 5 nên

ta hoàn toàn có thể chọn đai dẹt vì đai dẹt đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp, khi bị đứt cha có điều kiện thay thế thì ta có thể nối đai để sử dụng tiếp một cách dễ

dàng

II.1.1 Chọn loại đai.

Ta nên chọn loại đai làm bầng vải cao su vì chất liệu vảicao su có thể làm việc đợc trong điều kiện môi trờng ẩm ớt (vải cao su ít chịu ảnh hởng của nhiệt độ và độ ẩm), lại

có sức bền và tính đàn hồi cao Đai vải cao su thích hợp ở

các truyền động có vận tốc cao, công ssuất truyền động

nhỏ

II.1.2.Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai:

II.1.2.1 Xác định đờng kính đai nhỏ

Đờng kính bánh đai nhỏ đợc xác định theo công thứcXavêrin

D 1 =(1100  1300) 3

n N

=> D1=(215 254) (mm) Theo bảng 5-1 (TKCTM trang 85 – NXBGD 1999) ta chọn

D1=220 mm

Kiểm nghiệm lại vận tốc đai:

Theo công thức (5 – 7) ta có v =

1000.60

D1n



Thay số đợc v =

1000

60

1460

220

14,3

= 16,81 m/s  (25 30) m/s  thoả mãn

 Vậy ta chọn đờng kính bánh đai nhỏ D1 = 220 (mm)

II.1.2.2 Xác định đờng kính bánh đai lớn:

chọn  = 0,01 (Hệ số trợt)

 D2= 220 ( 1  0 , 01 ) 

25 , 456

1460

696,96 (mm)Theo bảng (5- 1) (TKCTM trang 85-NXBGD 1999) chọn

87,44725,456

II.1.2.3 Định khoảng cách trục A và chiều dài l:

Từ điều kiện hạn chế số vòng chạy u của đai trong 1

giây (để đai có thể làm việc tơng đối dài lâu) ADCT: lmin

5

81,16

= 3,362 ( m )Chọn lmin = 3,362 m = 3362 (mm) chọn lmin

8 ) (

2 ) (

.

1 2

2 2 1 2

1000 mm không thoả mãn điều kiện Cần chọn lại A

Khoảng cách trục A =1800 mm quá lớn, giả sử ta lấy

A=1600 để kiểm nghiệm điều kiện góc ôm

Theo công thức (5 - 1) tính lại L

A

D D D D

4 )

.(

2

2 1 2 1

.220710.)220710

Do ta phải thêm vào chiều dài đai một đoạn là 100 

400(mm) để nối đai vậy chọn L = 4800

Ta thấy 1= 162,540  1500 đã thoả mãn điều kiện

II.1.2.5 Xác đinh tiết diện đai

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

của đai, chiều dày đai đợc chọn theo tỷ số

1

D

 Chọn

=36,67

.1000

b C C C c V

N b





Theo bảng (5-4) chọn chiều rộng của đai b = 65 (mm)

II.1.2.6 Định chiều rộng B của bánh đai:

Chiều rộng B của bánh đai đợc chọn theo chiều rộng b của

162,54 0

) = 2081,6(N)

Bảng 2: Thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai:

II.1.2.7 Các phơng pháp nối đai:

Dây đai bị đứt nếu còn tốt ta có thể nối đai tiếp tục sửdụng Nối đai bằng cách vát nghiêng hai đàu rồi dán lạihoặc khâu bằng chỉ Các đờngchỉ khâu dọc theo đai

Ngoài ra ta cũng có thể dùng dây kim loại hoặc bản lềkim loại đển nối đai Tuy nhiên khi đó mối nối không mềmdẫn đến va đập trong quá trình làm việc

II.2 : Thiết kế bộ truyền trong hộp - Bộ truyền bánh răng

Truyền động bánh răng đợc dùng rất nhiều trong cácngành chế tạo máy vì nó có nhiều u điểm nh: kích thớcnhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất truyền cao, làm việc chắcchắn , bền lâu…

Với bộ truyền trong hộp giảm tốc 2 cấp của “hệ thống dẫn

động băng tải” ta dùng bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

và răng nghiêng (cấp nhanh và cấp chậm) Sau đay ta sẽ đichọn vật liệu và tính toán các thông số hình học chủ yếucủa bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng

II.2.1.tính toán cặp bánh răng trụ răng thẳng:

II.2.1.1.Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện:

Khi chọn vật liệu để làm bánh răng ta cần phải chú ý

đến chu kì làm việc của bánh răng Bánh răng nào có chukì làm việc nhiều hơn thì cần đợc chế tạo bằng vật liệutốt hơn và ngợc lại Trong hộp giảm tốc, bánh răng nhỏ có chukì làm việc lớn hơn bánh răng lớn (gấp i lần với i

= icn = 3,5) cho nên bánh răng nhỏ cần đợc chế tạo bằng vậtliệu tốt hơn bánh răng lớn Cụ thể:

Giả thiết đờng kính phôi < (300  500) mm

II.2.2.2.Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

a) ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép :

- áp dụng công thức (3-3):

N2 = N = 600 u n TTrong đó:

n - Là số vòng quay trong một phút của bánh răng

T- Tổng số thời gian làm việc

u- Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vònglấy u=1

Vì N1, N2 đều lớn N0 cho nên hệ số chu kỳ ứng suất tiếp

xúc của cả 2 bánh răng đều lấy K’ N=K ’’ N =1

b) ứng xuất uốn cho phép

Vì ứng suất thay đổi theo chu kì mạch động nên ADCT (3–5) ta có:

K K

6,14,1(

  u là ứng suất uốn cho phép

  1 và  0 là giới hạn mỏi uốn trong chu kì mạch động và trong chu kì đối xứng

1.4,249.5,

1.215.5

II.2.5 Xác định khoảng cách trục A:

Theo công thức (3-9) ta có:

)

10 05 , 1 ( ) 1

2 2 6

n

N K i

i A

A cn tx

471,10.3,1.)5,3416

10.05,1()15,3

1000.60

21000

.60

s m i

n A n

d V

1000

60

25,456.255.14,3.2

II.2.7 Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục

-Với bộ truyền có khả năng chạy mòn(HB <350 và V< 15

m/s )tải trọng không đổi hoặc thay đổi ít lây Ktt =1

-Gi¶ sö b

 sin

5 ,

45 , 1

2

1

cn

n i m

A

1)5,3.(

4

260.2

N K



10.1,19

2 6

471,10.45,1.10.2,19

2

6

43 , 0 276 , 45

Trờng hợp bánh răng chịu quá tải (ví dụ lúc mở máy, hãm

máy…) với hệ số quá tải Kqt =

M

M qt

trong đó M là mô menxoắn danh nghĩa; Mqt là mô men xoắn quá tải

- ứng xuất tiếp xúc cho phép khi quá tải

 

M

M K

n b

N K i

i A

qt qt

cn cn

.

1

.

10 05 , 1



Kqt -là hệ số quá tải, vì đặc tính làm việc êm => Kqt=1,8

M, Mqt Momen xoắn danh nghĩa và momen xoắn qúa tải

N K K

u

uqt qt

u uqt

.

10 1 , 19

) / ( 24 , 572 135

75

471 , 10 45 , 1 8 , 1 ) 1 5 , 3 ( 5 , 3 260

10 05 ,

m N K

mm N

qt tx txqt

Ta thấy σuqt1<[σ]uqt1 = 232 N/mm2

σuqt2<[σ]uqt2 =208 N/mm2

Nh vậy: Sức bền uốn thoả mãn

II.2.11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

c = 420 (mm)

- Đờng kính vòng đỉnh răng

De1= d1

c + 2 m = 120 + 2.4 = 128 (mm) De2= d2

c + 2.m = 420 + 2.4 = 428(mm)

- Đờng hình vòng chân răng:

Di1= d1

c - 2 m - 2.C = 120– 2.4 - 2.1= 110 (mm) Di2= d2

c - 2 m - 2.C = 420 – 2.4 – 2.1= 410 (mm)

Bảng 3 : Bảng thông số của bộ truyền bánh răng.

Thông số

Giá trị Bánh

răng nhỏ

Bánh răng lơn

Di1= 110 Di2= 410

Đờng kính vòng đỉnhrăng

Theo công thức (3 – 49)ta có :

- Lực vòng

P = 3652,897( )

120.25,456

471,10.10.55,9.2

.10.55,9.2

1 1

6

1

N d

n

N d

II.2.1.tính toán cặp bánh răng trụ răng nghiêng:

II.2.1.1.Chọn vật liệu cho cặp bánh răng:

Giả thiết đờng kính phôi từ (300  500) mm

II.2.2.2.Xác định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

a) ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép :

- áp dụng công thức (3-3):

N2 = N = 600 u n TTrong đó:

n- Là số vòng quay trong một phút của bánh răng

T- Tổng số thời gian làm việc

u- Số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vònglấy u=1

Vì N1, N2 đều lớn N0 cho nên hệ số chu kỳ ứng suất tiếp

xúc của cả 2 bánh răng đều lấy K’ N=K ’’ N =1

b) ứng xuất uốn cho phép

Vì ứng suất thay đổi theo chu kì mạch động nên ADCT (3–5) ta có:

K K

6,14,1(

  1 và  0 là giới hạn mỏi uốn trong chu kì mạch động và trong chu kì đối xứng.

1.4,249.5,

1.4,206.5

II.2.5 Xác định khoảng cách trục A:

Theo công thức (3-9) ta có:

 

3

2 ' 2

6

.

)

10 05 , 1 ( ) 1 (

n

N K i

i A

A cc tx

957,9.4,1.)88,2.416

10.05,1()188,2

21000

.60

s m i

n A n

d V

357,130.330.14,3.2

s m



Theo bảng (3-11) ta chọn chính xác để chế tạo bánh răng làcấp 9

II.2.7 Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng

-Với bộ truyền có khả năng chạy mòn(HB <350 và V< 15

m/s )tải trọng không đổi hoặc thay đổi ít lây Ktt =1

-Giả sử b >

 sin

5 ,

2 , 1 4 ,

cos

2

1

cc

n i m

A

1)88,2.(

4

985,0.320.2

40,62

Chọn Z1 = 41 răng

- Số răng bánh lớn theo công thức

4 ).

118 41 ( 2



=>  6 0 24 , 6 '

c) ChiÒu réng cña b¸nh r¨ng lµ

Ta cã b = A A = 0,35.320 = 112 (mm) Chän b =110mm

II.2 9.KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn cña r¨ng:

Theo c«ng thøc (3-34) ta cã

 n

n u

b n Z m y

N K

10 1 , 19

110.357,130.41.4483,0

211,10.2,1.10.2,

- ứng xuất tại chân răng bánh răng lớn là :

áp dụng công thức (3-40) ta có

) / (

25 , 32 517 , 0

483 , 0 521 , 34

Trờng hợp bánh răng chịu quá tải (ví dụ lúc mở máy, hãm

máy…) với hệ số quá tải Kqt =

M

M qt

trong đó M là mô menxoắn danh nghĩa; Mqt là mô men xoắn quá tải

- ứng xuất tiếp xúc cho phép khi quá tải

n b

N K i

i A

qt qt

cc cc

.

1

.

10 05 , 1



Kqt -là hệ số quá tải, vì đặc tính làm việc êm => Kqt=1,8

M, Mqt Momen xoắn danh nghĩa và momen xoắn qúa tải

Nhận xét thấy σtxqt = 390,725 (N/mm2) <  txqt2=1235(N/mm2)  Thoả mãn

) / ( 229 , 294 26

, 45 110

211 , 10 2 , 1 8 , 1 ) 1 88 , 2 ( 88 , 2 320

10 05 ,

m N K

mm N

qt tx txqt

 

'' 2

6

.

10 1 , 19

N K K

n u

uqt qt

u uqt

Nh vËy: Søc bÒn uèn tho¶ m·n

II.2 11 C¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé truyÒn

41 4 cos

118 4 cos

c + 2.mn = 478,46 + 2.4 = 486,46(mm)

- §êng h×nh vßng ch©n r¨ng:

Di1= d1

c - 2.mn - 2.C =166,24– 2.4 - 2.1= 156,24 (mm) Di2= d2

c - 2.mn - 2.C = 478,46 – 2.4 – 2.1= 468,46 (mm)

Bảng 3: Bảng thông số của bộ truyền bánh răng.

Thông số

Giá trị Bánh

răng nhỏ

Bánh răng lơn

Di1= 174,24 Di2=

468,46

Đờng kính vòng đỉnhrăng

II.2.12 lực tác dụng lên trục

+ Lực tác dụng lên bánh răng trụ răng nghiêng gồm có :

- Lực vòng P

-Lực hớng tâm Pr-Lực dọc trục Pa + Lực tác dụng lên các trục :

Theo công thức (3 – 49)ta có :

- Lực vòng

P = 8999,78( )

24,166.357,130

211,10.10.55,9.2

.10.55,9.2

2

1 1 1

N d

n

N d

20 78 8999 cos

Pa =P1.tgβ =8999,78.tang6025’ =1010,44

Phần III: Thiết kế trục và tính then:

III.1 Chọn vật liệu cho trục:

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít nhạy với tập trungứng suất, có thể nhiệt luyện đợc, ít gia công Thép các bon

và hợp kim là những vật liệu chủ yếu đợc dùng để chế tạotrục Vì loại máy có tải trọng trung bình nên ta chọn thép

45 nhiệt luyện có giới hạn bền σ b = 600 N/mm2

d là đờng kính trục (mm)

N- công suất truyền của trục

n- số vòng quay trong vòng 1 phút của trục

C- hệ số tính toán phụ thuộc   x

471 , 10

957 , 9

211 , 10

120 3



ChiÒu dµi phÇn moay¬ l¾pvíi trôc

l5 = (1,21,5) d l51= (4252,5)mm chän l51= 45 mml53= (90112.5)mmchän l52= 100 mm

l1 Khoảng cách giữa gối đỡ trục

của bánh răng và điểm đặtlực của bánh đai tác dụng lên

l1= Bđ/2+l4+l3+B/2l1= 85/2+16+20+29/2 = 93 mm

Sơ đồ phân bố lực

* Với trục I:

a P l

88.55,132973

.60sin.6,2081

P y= R® sin600 - RAy + Pr1 - RBy = 0

 RAy =R®sin600 + Pr1 - RBy = 2081,6.sin60 + 1329,55 -49,32

= 3082,95(N)

 RBx =

b a

l R

5,0.6,208188

.897,3652





= 1086,35(N)

Px = - RAx-RBx+P1+Rd.cos300 =0

2

n n Uy n

n

M    = 131598,52 75978,42 = 151956,84 (N.mm)

- Tiết diện (m-m):

MUx(m-m) = RBx.b = 1086,35.208=225960,8 (N.mm)MUy(m-m)=RBy b = 49,32.208= 10258,56 (N.mm)

MU (m-m) = M2Ux(mm)  MUy2 (mm) = 225960,82 10258,562

= 225193,55 (N.mm)

Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mô men và sơ đồ kết cấu của trục I

+ §êng kÝnh trôc ë tiÕt diÖn (n-n); (m-m):

2U n n 0,75M x

M   = 225960,8 2 0,75.219173,812 = 243143,48 (N.mm)

 d(n-n) 3

50 1 , 0

243143,48

2U m m 0,75M x

M   = 66119,5520,75.219173,812 = 295062,28(N.mm)

 d(m-m) 3

50.1,0

211,10

= 747958,2

(N.mm)

c P c b P

, 105 5 , 102 88

5 , 105 3296,25 )

5 , 105 5 , 102 (

3652,897 2

24 , 166 44 , 1011

 RCy= Pr3 + RDy- Pr2 =3296,25 +1676,08 -3652,897 = 1319,433 (N)

mCx P3 c + P2 (c + b) – RDx (a +b +c ) = 0

5 , 105 5 , 102 88

) 50 , 105 5 , 102 (

8999,78 105,5

3296,25 )

c b P c P

+ TÝnh m« men uèn ë nh÷ng tiÕt diÖn nguy hiÓm:

- TiÕt diÖn (e - e):

MUy (e - e) = RCy c=1319,433 105,5 =139200,18 (N.mm)

MUx (e - e) = RCx c = 4797,03.105,5 = 506086,665

(N.mm)

MU (e-e) = 2

) ( )

(

2

e e Uy e

= 524881,32 (N.mm)

- TiÕt diÖn (i-i):

MUx(i-i ) = RDx.a = 7499.88 = 659912 (N.mm)MUy(i-i)=RDy a = 1676,08.88 = 15974,07 (N.mm)

MU (i-i) = 2

) ( )

(

2

i i Uy i

i

M    = 287350.,412 15974.,072 = 147459,04 (N.mm)

+ §êng kÝnh trôc ë tiÕt diÖn (e-e); (i-i):

2U e e 0,75M x

M   = 524881,32 2 0,75.747958,2 2 = 833717,48 (N.mm)

 d( e – e ) 3

50.1,0

833717,48

Chän d(e – e ) = 55 (mm)

- TiÕt diÖn (i - i)

Mtd = 2

) (

2U i 0,75M x

M   = 147459,04 2 0,75.747958,22 = 664323,17 (N.mm)

 d(i-i) 3

50.1,0

664323,17

 = 51,03 (mm)

V× trôc cã r·nh then nªn chän d(i-i) = 52(mm)

* Víi trôc III :

957,9