thuyet minh quan

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢIhộp giảm tốc 2 cấp tốc độ Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN TIỀN PHONG.. Là sinh viên, ai cũng vậy luôn luôn theo đuổi một mục tiêucho riêng mình,

Trang 1

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

(hộp giảm tốc 2 cấp tốc độ)

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN TIỀN PHONG.

Sinh viên thực hiện : HOÀNG NGỌC QUẢN.

Lớp : CKK4LC

Hưng yên ngày 18 - 5 - 2007

Trang 2

Khoa Khoa học cơ bản chi tiết máy

Nhận xét , đánh giá của giáo viên hướng dẫn :

………

Hưng Yên, ngày tháng năm 2007

Giáo viên hướng dẫn:

NGUYỄN TIỀN PHONG

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước ,hiện nay mỗibước chúng ta đi đều gắn liền với thành tựu khoa học kỹ thuật của nhân loại Cuộc cáchmạng khoa học kỹ thuật đã và đang làm cuộc sống của chúng ta ngày càng trở nên tốthơn, trong cuộc cách mạng này con người không thể thiếu đi máy móc bởi vì nó chính là

“con tim”

Mọi lúc mọi nơi kiến thức khoa học luôn là hành trang giúp mỗi con người chúng ta

tự tin bước vào cuộc sống Là sinh viên, ai cũng vậy luôn luôn theo đuổi một mục tiêucho riêng mình, tiếp thu vốn tri thức của nhân loại, không ngừng học tập để nâng caotrình độ tích luỹ tiềm năng góp phần phục vụ lợi ích của mình, gia đình và toàn xã hội.Giới tri thức ngày nay lại càng phải năng động hơn nữa, rèn đức luyện tài phục vụ sựnghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

Trong thời gian qua em đã được giao đề tài “ thiết kế hệ thống dẫn động băng tải “,sau

khi nhận đề tài với sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Tiền Phong, cũng như các thầy

trong khoa và các bạn đồng nghiệp, em đã hoàn thành xong đề tài.Tuy nhiên trong quátrình hoàn thiện đề tài không thể tránh khỏi những thiếu xót, vậy mong quý thầy cô cùng

các bạn đóng góp thêm ý kiến, chỉ dẫn, để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn!

TRƯỜNG ĐHSP KT HƯNG YÊN

Ngày 18 tháng 05 năm 2007

Sinh viên:

HOÀNG NGỌC QUẢN _CKK4LC

Trang 4

MỤC LỤC

Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:

Trang 5

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

ĐỀ SỐ 54 (Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải)

Trang 6

PHẦN 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.Công suất cần thiết :

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

Nct Công suất cần thiết trên trục động cơ ( kw)

η.hiệu suất đông cơ.

7800

s m V

N F

1000

75,0

2 2

1 η η ηη

η= × × × Trong đó η1 ,η2 ,η3 ,η4.Tra bảng 2-1 (thiết kế chi tiết máy): là hiệu suất các bộ truyền và ổ:

85,5

Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là N ct = 6,607 kw.

2.Tính số vòng quay trên trục của tang:

3

1060

với nt: tốc độ quay của trục tang, V=0,75m/s , D = 320 mm

⇒ nt =

32014,3

75,010

3.Chọn số vòng quay sơ bộ của động cơ

Từ bảng 2-2,chọn sơ bộ tỷ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp ta có số vòng quay sơ bộ của

động cơ Áp dụng công thức : n sb = n t i hgt i đ

Trong đó iđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai thang,chọn sơ bộ iđ = 3

ihgt : tỷ số truyền của hộp giảm tốc,chọn sơ bộ ihgt = 20

Trang 7

( Với Nđm , nđm : là công suất định mức và số vòng quay định mức của đ/cơ )

Theo bảng 2P ta chọn động cơ có số hiệu A 02 -51 – 2 có thông số kỹ thuật như sau:-công suất : Nđm = 7,5(kw)

-số vòng quay: nđc = 2910 (v/p)

5.Phân phối tỷ số truyền

Với động cơ đã chọn như trên ,theo công thức tính tỷ số truyền ta có :

2910

= 64,98Trong đó: ic : tỷ số truyền chung Với: ic = ihgt.iđ

ihgt: tỷ số truyền của hộp giảm tốc

iđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai

chọn ihgt = 20 ( bảng 2-2), →iđ =

20

98,64

inh : tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc

ich : tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc

425,1

2025

 Tỷ số bộ truyền đai : iđ = 3,25

6.Tính toán tốc độ quay, mô men, công suất trên các trục:

Trang 8

311,61055,

1

1 6

091,61055,

2

2 6

878,51055,

3

3 6

85,51055,

4

4 6

n

N

1247878(N.mm)

Trang 9

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI

(Hệ dẫn động băng tải dùng bộ truyền đai thang)

1.Tóm tắt

-tốc độ quay của bánh đai nhỏ nđ1 = nđc = 2910 (v/p)

1

1000.60.35

14,32202910

Theo công thức 5-4 ta có D2 = iđ×D1(1−ε).Trong đó ε là hệ số trượt bộ truyền đai

thang lấy ε= 0,02.⇒D2 =220×3,25×(1−0,02)= 700,7 (mm) Lấy theo bảng 5-14 Chọn

02,01

38,895

165,88338,895100

n

∆

C).Xác định tiết diện đai.

6,603 ta chọn loại đai theo bảng 5-14 : chọn loại đai B với các thông số kỹ thuật như sau:

ao= 14; h = 10,5; a = 17; h0 = 4,1; F = 138

3.Chọn sơ bộ khoảng cách trục A.

Trang 10

Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện sau:

O,55(D1 + D2 ) + h ≤ A≤2(D1 +D2) (điều kiện 5-19)

Trong đó : h - chiều cao của tiết diện đai Có thể chọn A theo tỷ số truyền i và

4.Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A.

Theo công thức 5-1 ta có :

L = 2A +

A

D D D D

4

)(

2

2 1 2 1

2

−++

π = 2 (710 220) (710 220) /4.710

2

14,3

×

L = 2964,6 (mm)

Theo bảng 5-12 chọn chiều dài tiêu chuẩn L = 3550 mm

55,3

5,33

max m s U

s m L

8_)(

2)(

1 2

2 1 2 1

2 D L D D D D D

L−π + + −π + −

Thay số ta được A = 1015,4 (mm)

Kiểm nghiệm điều kiện 5-19 thấy thoả mãn

6.Tính góc ôm.

4,1015

220710180

số đai z được xác định theo điều kiện tránh xảy ra trượt trơn giữa đai và bánh đai

Trang 11

Z V[ ] c c c F

N

v t

Với N = 6,603 công suất cần thiết và V =33,5m/s

9.Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

6 , 0

92 , 0

74 , 10

Trang 12

Bảng 2 :các thông số bộ truyền đai thang

Z=2 L=3550(mm) A=1015,4(mm)

5,152

=

α độ

R=965 (N)

Trang 13

PHẦN 3 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

A.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

1.Chọn vật liệu.

Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình ,tải trọng không thay đổi nên chọn

vật liệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350 Đồng thời để tăng khả năng chạy

mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn bánh răng lớn khoảng 25 – 50HB

HB1 = HB2 + (25 ÷50)HB

(giả thiết đường kính phôi từ 100 đến 300 mm)

- Giới hạn bền kéo : σbk =580N/mm2

- Giới hạn chảy : σch =290N/mm2

- Độ rắn HB : HB = 170 ÷ 220 Chọn HB1 = 200

(giả thiết đường kính phôi từ 300 đến 500 mm )

-Giới hạn bền kéo : σbk =480N/mm2

Giới hạn chảy : σch=240N/mm2

Độ rắn HB : HB = 140 – 190 Chọn HB2 = 160

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

Theo công thức 3-3 :số chu kỳ làm việc tương đương của bánh răng

Ntđ = 60.u.n.Th

Trong đó : - n: số vòng quay trong một phút của bánh răng

- u: số lần ăn khớp của bánh răng khi quay một vòng , u = 1

Nt1 = 60.U.Th.n1 = 60.1.18000.895,38 = 96,7.107

Nt2 = 60.U.Th.n2 = 60.1.18000.179,08 = 19,34.107

Trang 14

Ntđ1 > N0 , Ntđ2 > N0 Như vậy theo công thức 3-2 thì hệ số chu kỳ ứng suất tiếpxúc k,=1;k ,, =1

Vì là phôi rèn ,thép thường hoá nên lấy hệ số an toàn n= 1,5,và hệ số tập trung ứng

 Giới hạn mỏi của bánh răng nhỏ: σ−1=(0,4÷0,45).[ ]σ0 N0tx

Vì bánh răng quay một chiều nên theo công thức 3-5 ta có:

,

0 138,5 /

8,1.5,1

1.4,249.5,1

.)6,14,1(

k n

k k

n

σ σ

σσ

1.4,206.5,1

.)6,14,1(

mm N k

n

k k

n

σ σ

σσ

)

10.05,1()1(

n

N k i

Trang 15

Trong đó : - i= n1/n2 = 5 tỷ số bộ truyền

- N = 6,183 (kw),số vòng quay trong một phút của bánh lớn

- [ ]σ tx =416.ứng suất tiếp xúc cho phép

- dấu “ + “ứng với bánh răng chịu tải không đổi

6

08,179.4,0

311,6.4,1.)5.416

10.05,1()15( +

10.60

210

.60

3

1 3

1

1 m s

i

n A d

10.60

38,895.190.14,3.2

Như vậy không cần tính lại khoảng cách trục A

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

- xác định mô đun : m = (0,01 ÷0,02)A→m=(0,01÷0,02)189=1,89÷3,78.Theobảng 3-1 chọn m = 3

- Tính số răng :

)15(3

190.2)1(

+

=+

i m A

(răng)

Trang 16

N k

Trong đó : + N : công suất bộ truyền

+ n : số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính

311,645,1101,19

392,0

2

1 1

8.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu quá tải đột ngột.

- kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43):

+ ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

áp dụng công thức (3-43) : [ ]σ txqt =2,5.[ ]σ tx(N/mm2)

1 N mm

txqt = =σ

2 N mm

txrt = =σ

+ kiểm nghiệm : Chỉ cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn do có

σtxqt nhỏ hơn

Trang 17

Theo công thức 3-13 và 3-41 có:

σtxqt =σtx Kqt ≤[ ]σ txqt ;

2

3 6

)1(10.05,1

n b

N K i

K

08,179.76

311,6.8,1.4,1.)15(5.190

10.05,1

)1(10.05,

2

3 6

mm N n

b

N K i

2 N mm

uqt = =σ

+ kiểm nghiệm :

Theo công thức 3-42 và 3-33 có: σuqt =σu.Kqt≤[ ]σ uqt ;

b n z m y

N k

u

10.1,19

2

6

=σ



[ ] 1 1

2 2

6 2

6

1 1,8 62,4( / )

76.38,895.21.3.392,0

311,6.45,1.10.1,198,1

10.1,19

uqt uqt

b n z m y

392,0.4,62

2

1 1

y

uqt uqt =σ = =

σ →σuqt2 <[ ]σ uqt2

Như vậy sức bền uốn thoả mãn

9.Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ (bảng 3-2)

Trang 18

• đường kính vòng đỉnh răng : De1 = dc1 + 2m = 63 + 2.3 = 69(mm); De2 = dc2 +2m = 315 + 2.3 =321 (mm)

)(213663

.38,895

311,6.10.55,9.2

.10.55,9

N n

d

+ lực hướng tâm : pr = p.tgα=2136.tg200 =777(N)

Trang 19

B.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG

1.Chọn vật liệu : chọn vật liệu giống như phần chọn vật liệu của bánh răng trụ

răng thẳng

(giả thiết đường kính phôi từ 100 đến 300 mm)

-Giới hạn bền kéo : σbk =580N/mm2

-Giới hạn chảy : σch =290N/mm2

(giả thiết đường kính phôi từ 300 đến 500 mm )-Giới hạn bền kéo : σbk =480N/mm2

-Giới hạn chảy : σch=240N/mm2

-Độ rắn HB : HB = 140 – 190 Chọn HB2 = 160

2 xác định ứng suất uốn cho phép , và ứng suất tiếp xúc cho phép.

Theo công thức 3-3 số chu kỳ làm việc tương của bánh răng :

Ntđ = 60.u.Th.n

- n : số vòng quay trong một phút

- Th : Thời gian làm việc của máy

- U : số lần ăn khớp của 1 răng , u = 1

Ntđ1 = 60.u.Th.n2 = 60.1.18000.179,08 = 19,34.107

Ntđ2 = 60.u.Th.n3 = 60.1.18000.44,77 = 4,84.107

Theo bảng 3-9 chọn số chu kỳ cơ sở N0 = 107

Ntđ1 > N0 , Ntđ2 > N0 Như vậy theo công thức 3-2 thì hệ số chu kỳ ứng suất tiếpxúc k,=1;k ,, =1

[ ]p tx [ ]N tx.k,.n

0 0

σ

Trang 20

1 2,6.200 520N/mm

tx

p = =σ

2 2,6.160 416N/mm

tx

p = =σ

1.4,249.5,1

.)6,14,1(

1 0

k n

N k k

n

N k

σ σ

σσ

σ

8,1.5,1

4,206.5,1

.)6,14,1(

1 0

k n

N k k

n

N k

σ σ

σσ

10.05,1)1(

n

N k i

091,6.4,1)4.416

10.05,1()14

π

)14.(

1000.60

08,179.268.14,3.2

s m

=+

Theo bảng 3-11 ta chọn được cấp chính xác chế tạo là cấp 9

Trang 21

> 5 o dẫn đến cần tính lại khoảng cách A sơ bộ.

)(3,2474,1

1,1

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

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

mn = (0,01÷0,02)A⇒m n =(0,01÷0,02)248=2,48÷4,96.Theo bảng 3-1 chọn mn = 3

)14(3

15cos.248.2)1.(

cos

=+

i m

3)

12832(2

N k

n u

10.1,19

,, 2

6

θ

σ =

Trong đó : - N = 6,091: công suất bộ truyền

- n : số vòng quay trong một phút của bánh răng đang tính

Trang 22

- y :hệ số dạng răng

- θ ,, : hệ số ảnh hưởng khả năng tải θ ,, = 1,5

96774,0

32cos2 = 2 =β

z

(răng)

lấy Ztđ1= 34 răng.⇒ hệ số dạng răng y của bánh nhỏ theo bảng 3-18 là : y1 = 0,451

96774,0

128cos2 = 2 =β

z

(răng)

lấy Ztđ1= 138 răng.⇒ hệ số dạng răng y2 = 0,517.

Như vậy ứng suất tại chân răng bánh nhỏ là :

34.98.08,179.5,1.9.451,0

091,6.1,1.10.1,

451,022,

2

1 1

8.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng khi chịu quá tải đột ngột

Kiểm nghịêm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43):

1 N mm

txqt = =σ

2 N mm

txrt = =σ

+ Chỉ cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn do có σtxqt nhỏ hơn

Theo công thức 3-14 và 3-41 có:

σtxqt =σtx Kqt ≤[ ]σ txqt ;

2

3 6

)1(10.05,1

n b

N K i

K

08,179.98

8,1.091,6.1,1.)5(4.248

10.05,1

8,1 )1(10.05,

2

3 6

mm N n

b

N K i

Trang 23

 Bánh răng lớn : [ ] 0,8 0,8.240 192( / 2)

2 ch N mm

uqt = σ = =σ

+ kiểm nghiệm :

Theo công thức 3-42 và 3-34 có: σuqt =σu.Kqt≤[ ]σ uqt; 2 ''

6

10.1,19

θ

σ

b n z m y

N K

n

u =

6 ''

2

6

1 1,8 83,6( / )

5,1.98.08,179.34.3.451,0

091,6.45,1.10.1,198

,1

10.1,19

uqt n

b n z m y

N K

σθ

517,0

451,0.6,83

2

1 1

y

uqt uqt =σ = =

σ →σuqt2 <[ ]σ uqt2

Vậy cả hai giá trị sức bền uốn đều thoả mãn

9.Các thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng.

2

1+ c = + =

c d d

Trang 24

Bảng 4 : các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

=β

091,6.10.55,9.2

.10.55,9.2

N d

n

N d

3514cos

20.6767cos

' 0

0

N tg

tg

p n = =β

α

 Lực dọc trục : pa = p.tgβ =6767.tg14035' =1761(N)

Trang 25

PHẦN 4 : TÍNH TRỤC VÀ THEN

1.chọn vật liệu : chọn thép 45 thường hoá bảng 3-8

2.Tính đường kính sơ bộ của trục :

n

N C

≥

xoắn cho phép , đối với đầu trục vào và trục truyền chung có thể lấy c = 120

)(01,2338,895

311,6

091,6

878,5

1203

3 Tính gần đúng trục :

Để tính gần đúng trục ta tham khảo bảng 7-1 và chọn các kích thước sau:

- khe hở giữa các chi tiết quay và thành trong cuả hộp giảm tốc a = 12 mm

- khe hở giữa các bánh răng c = 12 mm

- khoảng cách giữa mặt bên của ổ lăn và thành trong của hộp giảm tốc

Trang 26

Như vậy tổng hợp các kích thước trên ta có :

a p l R

R c

b a R a p l R

m AY dy r BY BY dy r

++

+

=

⇒

=++

−+

=

Trang 27

.(

0 1

1

l R

a p R c b a R l R a

p

BX BX

- đường kính trục tại tiết diện n1 – n1

1,

0 σtd

M

≥ = 26,85( )

48.1,0

0 σtd

M

≥ = 33,03( )

48.1,0173012

3 = mm

Trang 28

Trang 29

 Tính phản lực tại các ổ:

c b a

a p

d p b a p R c

b a R

d P b a p a

P

++

−+

+

=

⇒

=+++

−+

−

=

2)

.(

2 3 3

a p b a p R

c b a R b a p a

P

++

=

⇒

=++

−++

=

∑ ( ) ( ) 0 3( ) 2.

3 2

⇒ RDX = 5186( )

5,825,955,74

)5,955,74(67675

,74.2136

N

=+

+

++

⇒RCX = p2 – RDX + p3 = 2136 – 5186 + 6767 = 3717 (N)

+, Tại tiết diện n2-n2 : Mu = 2 2

- đường kính trục tại tiết diện n2 – n2

1,

0 σtd

M

≥ = 43,58( )

48.1,0397489

3 = mm .

Trang 30

- đường kính trục tại tiết diện m2-m 2 :

Mtd = M u2 +0,75.M x2 = 4290742 +0,75.3214222 =513066(N.mm)

⇒ d 3 [ ]

1,

0 σtd

M

≥ = 47,46( )

48.1,0

Trang 31

d p b a p R c

b a R

d P b a p

++

−

−+

=

2)

.(

3 4 4

4 4 4

⇒ R FYcó chiều như hình vẽ

+ REY = Pr4 – RFY = 2545 – 374 = 2171 N ⇒REY có chiều như hình vẽ:

c b a

b a p R c

b a R b a p

++

+

=

⇒

=++

−+

=

5,825,955,74

)5,955,74(6767

N

=+

++

)

(22114556

0 σtd

M

≥ = 63,11( )

48.1,0

1206896

3 = mm

chọn d = 65 mm Đường kính ngõng trục d = 55 mm

Trang 32

Biểu đồ nội lực như hình vẽ:

n n

≥+ 2 2

τ σ

.Trong đó : nσlà hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp

nτlà hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp [ ]n là hệ số an toàn cho phép = ( 1,5 – 2,5 )

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn ) biến đổi theo chu kỳ đối xứng

Trang 33

m m

u

w

M

σσ

1

m a

k

n

σψσβε

σ

σ σ

k

n

τψτβε

τ

τ τ

τ

τ : biên độ ứng suất tiếp và phát sinh trong tiết diện của trục.

β: hệ số tăng bền mặt trục

x

a/ Trục I: xét tại tiết diện m 1 -m 1

).(162896

)/(150600.25,0.25,

0

)/(270600.45,0.45,0

1

mm N M

mm N

x

u

b b

σσ

Trang 34

Với ψσ =0,1;ψτ =0,05;β =1. Theo bảng 7-4 ta có :εσ =0,86;ετ =0,75.

Tra bảng 7-8 có : kσ =1,63;kτ =1,5;⇒tỷ số :

275,0

5,1

;895,186,0

63,

σ

εε

k k

Ta có :

96,1)16,2(6,01)1(6,01

6,2

=

−+

=

−+

=

σ

σ τ

τ σ σ

εε

ε

k k

67312

2

2 0

mm N w

M x

a = = =

τ

04,1992,3.05,092,3.96

,

1

150

56,26,40.6,2270

=+

2

04,19.56,2

).(280830

)/(150600.25,

0

)/(270600.45,0

1

mm N M

mm N

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	1,32 MB