ban thuyet minh tien

đồ án môn học chi TIếT MáY Thiết kế hệ dẫn dộng băng tải Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong Sinh viên thực hiện : Đỗ Thế Tiến Hng Yên 20 tháng 05 năm 2007... Lời nói đầuĐồ án môn h

đồ án môn học chi TIếT MáY

Thiết kế hệ dẫn dộng băng tải

Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Tiền Phong

Sinh viên thực hiện : Đỗ Thế Tiến

Hng Yên 20 tháng 05 năm 2007.

Lời nói đầu

Đồ án môn học chi tiết máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo Sau khi thiết kế đồ án môn học chi tiết máy, sinh viên đợc làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết và thực tế sản xuất, độc lập trong sáng tạo để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể.

Đồ án môn học Chi tiết máy là môn học giúp cho sinh viên có thể

hệ thống hoá lại các kiến thức cũng nh nắm vững thêm về môn học Chi tiết máy và các môn học khác nh Sức bền vật liệu, Dung sai, Vẽ kỹ thuật, đồng thời làm quen dẫn với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị chi việc thiết kế đồ án Tốt nghiệp sau này.

cố và hiểu sâu hơn, nẵm vững hơn về những kiến thức đã học.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn,

đặc biệt là sự giúp dỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Tiền Phong.

Đến nay cơ bản em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy còn nhiều thiếu sót trong quâ trình làm đồ án, em kính mong sự chỉ bảo của các thầy cô để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên:

Đỗ Thế Tiến

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

4.Nèi trôc 5 B¨ng t¶i

Sè LiÖu cho tr íc

2 Vận tốc băng tải V 0,7 m/s

5 Góc nghiêng của đai so với

Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Tiền Phong

Mục lục

Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau

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

- Phần II: Tính toán bộ truyền đai thang.

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

- 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

Chơng I

Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền I- chọn động cơ

1 Xác định công suất cần thiết của động cơ.

-Gọi N: Công suất trên băng tải.(kw)

η : Hiệu suất chung của hệ dẫn

N F v 5 , 81 kw

1000

7 , 0 8300 1000

Tra b¶ng 2.3[1] ta cã c¸c hiÖu suÊt :

η1=0,99 – HiÖu suÊt bé truyÒn ®ai.

η2=0,96- HiÖu suÊt bé truyÒn b¸nh r¨ng.

η3=0,99 – HiÖu suÊt cña mét cÆp æ l¨n.

η 4 =0,96 – HiÖu suÊt khíp nèi.

 η=0,99.0,96 2 0,99 4 0,96=0,841

Suy ra :

N ct 6 , 91 kw

841 , 0

81 , 5

33 , 44 ( / )

400 14 , 3

7 , 0 1000 60

p v



Tỉ số truyền chung đợc xác định i=

t

dc

n n

Tỉ số truyền nhỏ nhất: Utmin=2.8 = 16

Tỉ số truyền lớn nhất: Utmax=160

Số vòng quay trên trục máy công tác đợc tính theo công thức (2.16):

7 , 0 60000

Víi: nsbmax= 47,7.Utmax=33,44.160 = 5350,4 (v/p)

nsbmin= 47,7.Utmin=33,44.16 = 535,04 (v/p)

nsbmin nsb nsbmax  535,04nsb 5350,4MÆt kh¸c, kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta cã: Pct = 5,81 (Kw)

Ut= 43 , 36

44 , 33

Theo bảng 2.4, chọn Ubt=13 khi đó Uđ= 3 , 34

13

36 , 43

i=iđ.ibt.ibn= 4.5.iđ=43,36

Trong đó: iđ - là tỉ số truyền của bộ truyền đai

ibt- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răngcấp nhanh

ibn- là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm

i®= 1 , 672 2 4

20

44 , 33

81 , 5

93 , 5 3

24 , 6 3

57 , 6 1

1450 785

, 2

 Trôc II : n n 104 , 12vg/ ph

5

6 , 520 5

57 , 6 10 55 , 9 10 55 ,

1

1 6

24 , 6 10 55 , 9 10

55 ,

2

2 6

93 , 5 10 55 , 9 10

55 ,

3

3 6

Chän D1=180 mm

2175624,28 572339,6

1 120521,51

45510,69

26,03 104,1

2

520,6 1450

5,93

6,24

6,57 6,91

ibn=4

ibt=5

III II

Vận tốc vòng :

v D n 13 , 659m/s 25 30m/s

1000 60

1450 180 14 , 3 1000 60

. 1 1

6 , 520

1450 1

1 1

2

1

Sai số về số vòng quay so với yêu cầu

6 , 520

6 , 520 78 , 516

nằm trong phạm vi cho phép ( 35)% do đó không cần chọn lại đờng kính D2

4 chiều dài tối thiểu của đai [ công thức (5-9)]

max min    ( umax=35)Chọn Lmin=4800 mm

Tính A theo công thức (5-2):

D L D

D L

A

1 , 3674 8

180 500 8 500 180 14 , 3 4800 2 500 180 14 , 3 4800

.

2

8

8 2

2

2 2

2 1 2

2 1 2 1

3700 8

180 500 500

180 2

14 , 3 3700 2 4

2 2

2 2

1 2 2



điều kiện (5-11) đợc thoả mãn

6.Định tiết diện đai :

Chiều dài đai đợc chọn theo tỷ số 401

91 , 6 1000

] [

.

1000

0

mm c

c c c v

N b

b v t p

II-Tính các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc:

A Tính toán bộ truyền cấp chậm (bánh răng trụ răng nghiêng )

1 Chọn vật liệu

 Bánh nhỏ : Thép 45 thờng hoá, σb=580(N/mm2);

σch=290(N/mm2).HB=190, phôi rèn ( giả thiết đờng kính phôi dới 100mm)

n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng

 Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:

Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5

và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kσ=1,8 ( vì phôi rèn, thép thờng hoá ), giới hạn mỏi của thép 45 là:

4 , 249 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

4 , 206 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

9 , 6 3 , 1 5 416

10 05 , 1 ) 1 5 ( ]

[

10 05 , 1 )

1

2 6 3

2

2 6

mm n

K i

i

A

A tx

    1 , 14 ( / )

1 5 1000 60

9 , 238 4 , 274 14 , 3 2 1 1000 60

.

2 1

s m i

n A

5 ,

2



n t

m

A Z

Z

LÊy Zt=138

 Sè r¨ng b¸nh nhá:

1 5

138 1

4 115 23

2

cos    

4 5 , 2 sin

5 , 2

23 )

115 )

KiÓm nghiÖm øng suÊt uèn t¹i ch©n r¨ng b¸nh nhá [tÝnh theo c«ng thøc (3-34)]:

1

2 2

6 2

6

] [ ) / ( 3 , 24 9 , 238 23 112 5 , 1 4 44 , 0

9 , 6 2 , 1 10 1 , 19

.

10 1 , 19

u n

b n Z m y

N K

2

1 1

517 , 0

44 , 0 3 , 24

§êng kÝnh vßng chia (vßng l¨n):

) ( 67 , 466 9857 , 0

115 4 cos

.

) ( 3 , 93 9857 , 0

23 4 cos

.

2 2

1 1

mm Z

m d

mm Z

m d

 Lùc vßng:

5925 ( )

3 , 93

7 , 275826

2

2

N d

20 5925 cos

N tg

tg F

n: số vòng quay trong 1 phút của bánh răng

 Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:

Để định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n=1,5 và

hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kσ=1,8 ( vì phôi rèn, thép thờng hoá ), giới hạn mỏi của thép 45 là:

σ-1=0,43.600=258(N/mm2)

của thép 35 σ-1=0,43.480=206,4(N/mm2)

Vì bánh răng quay 1 chiều nên

 øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh nhá:

  143( / )

8 , 1 5 , 1

258 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

4 , 206 5 , 1

6 , 1 4 , 1 ]

K n

18 , 7 3 , 1 076 , 4 416

10 05 , 1 ) 1 076 , 4 ( ]

[

10 05 , 1 )

1

2 6 3

2

2 6

mm n

K i

i

A

A tx

3 , 973 9 , 186 14 , 3 2 1 1000 60

.

2 1

s m i

n A

55 , 1 9 , 186

K

K A

200 2 1

2

A Z

10 KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn cña r¨ng:

- HÖ sè d¹ng r¨ng cña b¸nh nhá y1=0,46; b¸nh lín y2=0,517 KiÓm nghiÖm øng suÊt uèn t¹i ch©n r¨ng b¸nh nhá [tÝnh theo c«ng thøc (3-33)]:

6 2

6

] [ ) / ( 8 , 33 3 , 973 60 26 3 46 , 0

18 , 7 45 , 1 10 1 , 19

10 1 , 19

u n

b n Z m y

N K



- T¹i ch©n r¨ng b¸nh 2 [Theo c«ng thøc (3-40)] :

2 2

2

1 1

517 , 0

46 , 0 8 , 33

) ( 78 3 26

2 2

1 1

mm Z

m d

mm Z

m d

18 , 7 10 55 , 9 2

N d

2 ,

0 

T

d 

Trong đó: T- Mômen xoắn cho phép (àpa)

[τ]- ứng suất xoắn cho phép (àpa)

[τ]=( 15  50) àpa

 Đờng kính trục I :

34 ( )

15 2 , 0

120521,51

3

d   chọn d1=35 (mm)

 Đờng kính trục II :

58 ( )

15 2 , 0

k1=10 (mm) – Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khe hở giữa các chi tiết máy.

k2= 10 (mm) – Khoảng cách từ mặt mút ổ đến

thành trong của hộp

k3= 14 (mm)- Khoảng cách từ chi tiết quay đến nắp

ổ

h=16 (mm)- Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

Theo công thức (10.10) ta có chiều dài mayơ bánh đai, mayơ đĩa xích, mayơ bánh răng trụ :

Sơ đồ khoảng cách đối với hộp giảm tốc 2 cấp:

3 Tính toán kiểm nghiệm trục:

A : Tính toán kiểm nghiệm trục I:

- Với góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài so với phơng ngang là α=600

1806 ( )

78

70450 2 2

1

1 2

d

T F

F

w t

) ( 87 , 666 9857 , 0

364 , 0 1806 2

9 cos

20 1806 cos

1 2

5 , 59 5 , 55 1

N F

, 174 5 , 59

5 , 55 5 , 59

- Tæng m«men uèn tÝnh theo c«ng thøc (10.15):

uy ux n

n

xj yj

j

M M M

M M

Muy=F®y.55,5=1051,3.55,5= 58347,15 (Nmm)

1 , 0

50 1 , 0

uy ux n

un

xj yj

j

M M M

M M

Muy=RBy.174,5=418,9.174,5= 73098 (Nmm)

Mux=RBx.174,5=315,25.174,5= 55011,1 (Nmm)

 M umm  55011 , 1 2  73098 2  91485 , 2 (Nmm)

 Tính đờng kính trục theo công thức(7-3):

] [

1 , 0

50 1 , 0

5 , 255792

Chọn đờng kính trục tại tiết diện n-n bằng 35 (mm)

đờng kính trục tại tiết diện m-m bằng 40 (mm)

2 Kiểm nghiệm trục :

KiÓm nghiÖm trôc theo c«ng thøc( 7-5)

2. 2 [n]

n n

n n

91485 2

mm N W

5 , 97 ( / )

11790

70450 2

2 0

mm N W

63 , 1

5 , 1

, 0 1

1 6

, 0 1

3 , 3

k

Thay c¸c trÞ sè vµo c«ng thøc tÝnh nσ vµ nτ:

974 , 9 6 , 16 05 , 0 97 , 5 38 , 2

150

93 , 4 6 , 16 3 , 3 270

974 , 9 93 , 4

B- TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm trôc II:

- Lùc t¸c dông lªn bé truyÒn b¸nh r¨ng TÝnh theo c«ng

thøc(10.1):

3 , 93

7 , 275826

2 2

3

2 4

d

T F F

w t

2183 , 26 ( )

9857 , 0

364 , 0 68 , 5912 2

9 cos

20 68 , 5912 cos

3 4

3 4

F a  a  t    

Trong đó: T2=275826 N/mm - Mômen xoắn trên trục II

dw3=93,3 mm - Đờng kính vòng lăn bánh 3 α=200

β=9042’

Ta có:

      234  0

2 ) 5 , 59 5 , 92 ( 5 , 59

3 3

2

3 , 93 78 , 1010 152

26 , 2183 5

, 59 87 , 666 234

2 152 5 , 59

3 3

2

N

d F F

M Cx F t2 59 , 5 F t3 152  R Dx 234  0

234

152 68 , 5912 5

, 59 1806 234

152 5 , 59 3

 Tính mômen:

Tổng mômen uốn tính theo công thức (10.15):

uy ux n

n

xj yj

j

M M M

M M

Muy=RCy.59,5=2966,39.59,5= 176500,2(Nmm)

Mux=RCx.59,5=3418,68.59,5=203411,46 (Nmm)

 M uee  203411 , 46 2  176500 , 2 2  269311 , 2 (Nmm)

 Tính đờng kính trục theo công thức(7-3):

( )

] [

1 , 0

[σ]=50(N/mm2) tra bảng 7-2

Suy ra 41 , 6 ( )

50 1 , 0

5 , 359984

b Tiết diện i-i

- Tổng mômen uốn tính theo công thức (10.15):

uy ux n

un

xj yj

j

M M M

M M

Muy=RDy.82 – Fa3.d3/2=1450.82-1010,78.93,3/2= 71783,5 (Nmm)

1 , 0

6 , 431902

Chọn đờng kính trục tại tiết diện e-e bằng 45 (mm)

đờng kính trục tại tiết diện i-i bằng 50 (mm)

2 Kiểm nghiệm trục :

 Kiểm nghiệm trục theo công thức( 7-5) tại tiết diện e-e:

2. 2 [n]

n n

n n

1





Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiép (xoắn) biến

đổi theo chu kỳ mạch động

269311 2

mm N W

2 0

mm N W

Trong đó : Mx- Mômen xoắn trên trục II

63 , 1

5 , 1

, 0 1

1 6

, 0 1

3 , 3

k

Thay các trị số vào công thức tính nσ và nτ:

3 75 , 41 05 , 0 1 , 20 38 , 2

150

96 , 1 75 , 41 3 , 3 270

1,64 [ ]

3 96 , 1

3 96 , 1

n n

1





Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiép (xoắn) biến

đổi theo chu kỳ mạch động

42 , 94 ( / )

8380

359832,78 2

mm N W

2 0

mm N W

63 , 1

5 , 1

3 , 3 1 2 , 38 6

, 0 1

1 6

, 0 1

3 , 3

k

Thay c¸c trÞ sè vµo c«ng thøc tÝnh nσ vµ nτ:

87 , 3 94 , 42 05 , 0 38 , 15 38 , 2

150

9 , 1 94 , 42 3 , 3 270

87 , 3 9 , 1

152 26 , 2183 2

67 , 466 78 , 1010 234

152 2

4 44

N F

d F

) ( 7 , 3840 234

152 68 , 5912 234

152

n

xj yj

j

M M M

M M

1 , 0

6 , 1266993

Vậy chọn đờng kính trục tại tiết diện j-j bằng 65(mm)

đờng kính ngõng trục bằng 60 mm

đờng kính đầu trục ra bằng 55 mm

2 Kiểm nghiệm trục :

 Kiểm nghiệm trục theo công thức( 7-5) tại tiết diện j-j:

2. 2 [n]

n n

n n

1





Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiép (xoắn) biến

đổi theo chu kỳ mạch động

VËy :

m a

536862 2

mm N W

2 0

mm N W

63 , 1

5 , 1

Tập trung ứng suất do lắp căng, với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra trên bề mặt ghép 30(N/mm2) , tra bảng 7-10 ta có:

3 , 3 1 2 , 38 6

, 0 1

1 6

, 0 1

3 , 3

k

Thay các trị số vào công thức tính nσ và nτ:

39 , 2 1 , 22 05 , 0 88 , 25 38 , 2

150

7 , 3 1 , 22 3 , 3 270

7 , 3 39 , 2

t h l d

2

1 1

- Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo côngthức 7-12

Thay số vào công thức trên ta có:

 d

t d

t h l d

70450 2 ) (

2

1 1

Vậy then thoả mãn về độ bền dập

 c t

c

b l d

T



    6 , 38 

12 46 40

70450 2

.

2 1

Vậy then thoả mãn về độ bền cắt

Nh vậy then trên trục I đợc thoả mãn các điều kiện về độ bền

2.Trục II:

- Trên trục II ta lắp then có thông số : b x h x t1 x t2 = 14x9x5x4,1 ( Tra bảng 723)

- Công thức kiểm nghiệm then về độ bền dập: Tính theo côngthức 7-11

 d

t d

t h l d

2

1 2

- Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo côngthức 7-12

 c t

c

b l d

T



  

.

lt1 = (0,8 0.9)lm = (0,8  0.9).55 = 44  49,5Chọn lt1 = 46 mm

Chiều dài then bánh dẫn:

lt2 = (0,8 0.9)lm = (0,8  0.9).60 = 48  54Chọn lt2 = 50 mm

Thay số vào công thức trên ta có:

Với trục bánh bị dẫn:

 d t

d

t h l d

275826,7

2 ) (

2

1 2

Với trục bánh dẫn:

 d

t d

t h l d

275826,7

2 ) (

2

1 2

Vậy then thoả mãn về độ bền dập

- Độ bền cắt với trục bánh bị dẫn:

 c

t c

b l d

T



    20 , 39 

14 46 42

275826,7

2

b l d

T



    17 , 13 

14 50 46

275826,7

2

.

2 2

- Vậy then thoả mãn về độ bền cắt

- Nh vậy then trên trục II đợc thoả mãn các điều kiện về độ bền

t h l d

2

1 3

- Công thức kiểm nghiệm then về độ bền cắt: Tính theo côngthức 7-12

 c t

c

b l d

T



  

.

Thay số vào công thức trên ta có:

 d

t d

t h l d

1325167,4

2 ) (

2

1 3

Vậy then thoả mãn về độ bền dập

 c

t c

b l d

T



    26 , 1 

20 78 65

1325167,4

2

.

2 3

Vậy then thoả mãn về độ bền cắt

Chơng IV :Thiết kế gối đỡ trục

I Chọn ổ lăn:

Trục II và III có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Còn đối với trục I chọn ổ bi đỡ.

 Sơ đồ chọn ổ cho trục I:

) ( 27 , 524 9

, 418 25

, 315

) ( 36 , 1571 3

, 1299 75

, 883

2 2

2 2

2 2

2 2

N R

R R

N R

R R

By Bx B

Ay Ax A

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục I (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Q- Tải trọng tơng đơng, daN và đợc tính theo công thức (8-2)

Q=( Kv.R+m.A).Kn.Kt

R- tải trọng hớng tâm (Tổng phản lực gối đỡ), daN

A- T¶i träng däc trôc, daN

m- hÖ sè chuyÓn, t¶i träng däc trôc vÒ t¶i träng híng t©m b¶ng (8-2)

 Sơ đồ chọn ổ cho trục II:

Dự kiến chọn trớc góc β=160 ( kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức( 8-1):

CQn.h0,3 C bang

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục II (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Q- TảI trọng tơng đơng, daN và đợc tính theo công thức (8-6)

Q=( Kv.R+m.At).Kn.Kt

R- tảI trọng hớng tâm (Tổng phản lực gối đỡ), daN

At- Tải trọng dọc trục, daN m- hệ số chuyển, tải trọng dọc trục về tải trọng hớng tâm bảng (8-2)

4300

) ( 2 , 4526 39

, 2966 68

, 3418

2 2

2 2

2 2

2 2

N R

R R

N R

R R

Dy Dx

D

Cy Cx C

Vậy lực At hớng về gối trục bên phải

- Tính đối với gối trục bên phảI và chọn ổ cho gối trục này còn gối trục kia lấy ổ cùng loại :

QD=(1.4538,9+1,5.1006).1.1=6047,9 (N)= 604,79 daN

n=238,9 (vg/ph)h=16000 giờ C=604,79( 238,9.16000)0,3=57000

Tra bảng 17P ứng với d=40 mm chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung có ký hiệu 36308 có Cbảng=60000

- Đờng kính ngoài D=90 mm

- Chiều rộng B=23 mm

 Sơ đồ chọn ổ cho trục III:

Dự kiến chọn trớc góc β=160 ( kiểu 36000)

Hệ số khả năng làm việc tính theo công thức( 8-1):

CQn.h0,3 C bang

Trong đó: n- Số vòng quay trên trục III (vg/ph)

h- Thời gian phục vụ ( giờ)

Q- Tải trọng tơng đơng, daN và đợc tính theo công thức (8-6)

Q=( Kv.R+m.At).Kn.Kt

R- tải trọng hớng tâm (Tổng phản lực gối đỡ), daN

At- Tải trọng dọc trục, daN

m- hệ số chuyển, tải trọng dọc trục về tải trọng hớng tâm bảng (8-2)