Thiết kế máy ép nước mía 3 lô

- Phân loại theo công suất : + Máy ép nước mía công nghiệp được sử dụng trong các nhà máy mía đường để ép và tinh luyện đường từ mía.. + Máy ép nước mía kiểu mới sử dụng động cơ với 3, 4

Lời nói đầu

Trên thị trường việt nam hiện nay có rất nhiều loại nước để đáp ứngnhu cầu giải khát của con người như các sản phẩm của Pepsi, Coca, Tribeco…nhưng những thành phần hóa học trong các loại nước này ít nhiều gây ảnhhưởng không tốt đến sức khỏe của mọi người Bới vậy, người sử dụng hiệnnay đang hướng đến những loại nước có nguồn gốc xuất xứ từ thiên nhiên.Nước mía chính là loại nước ép được nhiều người Việt Nam sử dụng bởi chấtlượng và hương vị của chúng

Chính vì vậy, em đã chọn đề tài “Thiết kế máy ép nước mía 3 lô” đểlàm đề tài đồ án tốt nghiệp Thông qua đồ án tốt nghiệp, em cùng những sinhviên khác được hệ thống lại những kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế

hệ thống máy theo chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấumáy, các hệ thống dẫn động và phương pháp tính và các số liệu tra cứukhác… Nhờ việc tra cứu, tham khảo lại kiến thức các môn đã học như:Truyền động cơ khí, Kỹ thuật chế tạo máy, Vẽ kỹ thuật cơ khí… từng bướcgiúp sinh viên làm quen và định hướng được việc mình phải làm trong tươnglại

Bởi vì đây là lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, phải tổnghợp lại kiến thức đã học, tham khảo các quá trình thực tế, đồng thời phải thuthập kiến thức từ nhiều nguồn khác nhau song khó tránh khỏi việc thiết sóttrong khi thực hiện Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của GVHD

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô đặc biệt là thầy Trần QuốcHùng đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báo cho việt hoànthành đồ án tốt nghiệp này

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

Lời nói đầu 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUANG VỀ MÁY ÉP NƯỚC MÍA 4

1.1 Giới thiệu máy ép nước mía 1.1.1 Sơ lược về máy ép nước mía 4

1.1.2 Phân loại máy ép nước mía 4

1.2 Các bộ phân chính của máy ép nước mía 6

1.2.1 Nguồn động lực 6

1.2.2 Rulo 6

1.2.3 Vỏ, khung máy 6

1.2.4 Các bộ phận khác 6

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ 7

2.1 Nhiệm vụ thiết kế 7

2.2 Nguyên lý làm việc và yêu cầu thiết kế 7

2.2.1 Nguyên lý làm việc 7

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 7

2.2.3 Yêu cầu thiết kế 9

2.3 Lựa chọn phương án thiết kế 9

2.3.1 Phương án 1: Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài xích9 2.3.2 Phương án 2: Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài đai 10

2.4 Thiết kế động lực học 11

2.4.1 Chọn động cơ điện : 11

2.4.2 Phân phối tỷ số truyền 14

2.4.3 Đại lượng và thông số đặc trưng cho quá trính ép mía 15

2.5 Thiết kế bộ truyền xích 18

2.6 Thiết kế bộ truyền bánh răng 23

2.6.1 Bộ truyền bánh răng to. 23

2.7 Tính toán trục 32

2.7.1 chọn vật liệu 32

2.7.2 xác định sơ bộ đường kính trục 32

2.7.3 xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 32

2.7.4 Tính các lực tác dụng lên trục I. 34

2.7.5 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN 49

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT CÁC CHI TIẾT 53

3.1 Chi tiết bánh răng 53

3.1.1 Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 53

3.1.2 Ph©n tÝch yªu cÇu kü thuËt chi tiÕt b¸nh r¨ng: 53 3.1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 54

3.1.4 Xác định dạng sản xuất 55

3.1.5 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 55

3.3.SƠ BỘ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 7 110

3.3.1 Gia công truyền thống. 110

3.3.2 Gia công truyền thống có kết hợp CNC 111

3.4 Thiết kế đồ gá phay rãnh then 125

3.4.1 Vị trí và vai trò của đồ gá: 125

3.4.2 Giới thiệu đồ gá phay: 125

3.4.3 Tính toán lực kẹp: 127

3.4.4 Tính sai số cho phép của đồ gá 130

TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

CHƯƠNG 1: TỔNG QUANG VỀ MÁY ÉP NƯỚC MÍA

1.1 Giới thiệu máy ép nước mía

1.1.1 Sơ lược về máy ép nước mía

Máy ép nước mía là thiết bị được dùng để ép cây mía đường lấy nước

Máy ép nước mía siêu sạch

1.1.2 Phân loại máy ép nước mía

Máy ép nước mía hiện nay được thế kế và chế tạo đa dạng và phong phú với nhiều kiểu dáng và chủng loại khác nhau phù hợp với mục đích của người sử dụng

- Phân loại theo công suất :

+ Máy ép nước mía công nghiệp được sử dụng trong các nhà máy mía đường để ép và tinh luyện đường từ mía

+ Máy ép nước mía dân dụng : để ép mía thành nước giải khát sửdụng hằng ngày ( Đây là loại máy ép nước mía được thiết kế trong đồ án này)

- Máy ép nước mía dân dụng có nhiều loại với nhiều mẫu mã kiểu dángkhác nhau nhưng chủ yếu có hai loại chính là:

+ Máy ép nước mía kiểu cũ có tay quay ở bên ngoài có thể sử dụng động cơ hoặc quay bằng tay để ép nước mía Loại này chỉ có 2 trục ép – hay còn gọi là rulo to để ép mía đồng thời khoảng cách giữa 2 trục ép lớn nên không thể ép kiệt mía trong một lần ép

+ Máy ép nước mía kiểu mới sử dụng động cơ với 3, 4 hay 5 rulo… đồng thời khoảng cách của 2 rulo nhỏ nên có thể ép kiệt mía trong mộtlần ép.Chính vì vậy em chọn thiết kế máy ép mía kiểu mới trong đề tài này.

1.2 Các bộ phân chính của máy ép nước mía

1.2.1 Nguồn động lực

Nguồn động lực có vai trò quan trọng trong tất cả các hệ thống truyền động Nó cung cấp toàn bộ năng lượng cho cả hệ thống hoạt động Bởi vậy việc lựa chọn động cơ cho máy ép nước mía cũng phải đảm bảo các điều kiện sau:

- Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết của cả hệ thống

- Tốc độ động cơ phải phù hợp để đảm bảo về tốc độ ép mía đề bài giao

- Động cơ ổn định khi làm việc trong thời gian dài

- Momen làm việc đủ lớn để thắng được momen cản ban đầu

1.2.2 Rulo

Là thành phần quan trọng của máy ép nước mía được làm bằng inox để tránh rỉ sét Rulo được xẻ nhiều rãnh nhỏ trên bề mặt để tăng độ ma sát giúp mía tự “ăn” vào đồng thời để giúp mía được ép kiệt nước chỉ trong một lần ép

Máy ép nước mía càng nhiều rulo thì mía ép càng kiệt nước nhưng giá thành cùng công suất động cơ sẽ tăng lên, hiện nay trên thị trường đa số sản xuất loại máy ép mía có 3 rulo

1.2.3 Vỏ, khung máy

Thường được làm bằng sắt hoặc inox Vỏ thường có độ dày từ 0.8 - 1mm để che chắn tránh bụi vào các cơ cấu làm việc

1.2.4 Các bộ phận khác

Tấm lọc được đặt dưới các quả rulo

nhằm giữ lại cặn mía chỉ cho nước mía chảy

ra phía dưới, tấm lọc được đặt vị trí dễ tháo

lắp để có thể dễ dàng vệ sinh khi cần thiết

Có một số loại máy ép nước mía được

trang bị thêm các máy ép bao bì để trang trí

cho ly nước mía thêm sinh động, tiện lợi

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ 2.1 Nhiệm vụ thiết kế

- Nhiệm vụ : Thiết kế máy ép nước mía 3 quả lô ( quả lô tháo rời)

- Các thông số sau khi khảo sát thực tế và lựa chọn :

+ Vận tốc trục ép: tối thiểu 2,5-3 m/phút+ Nguồn cung cấp 220V, 50HZ

+ Thời gian làm việc 5 năm, mỗi năm làm việc 300 ngày( tương đương 18000 giờ)

2.2 Nguyên lý làm việc và yêu cầu thiết kế

2.2.1 Nguyên lý làm việc

Máy ép nước mía làm việc theo nguyên lý cán

Về cơ bản quá trình ép nước mía là làm cho cây mía bị biến dạng giữa

2 trục cán quay ngược chiều nhau có khe hở nhỏ hơn đường kính của cây mía,kết quả làm cho đường kính theo chiều dọc của mía giảm, chiều dài và đường kính theo chiều rộng tăng lên để ép lượng nước trong mía ra ngoài

Để tăng năng suất ép mía, người ta thường làm trục cán hay rulo được khứa nhiều rãnh để tăng diện tích tiếp xúc , tăng ma sát để cây mía tự ăn vào rulo đồng thời cũng giúp cho nước mía được ép ra dễ dàng chảy ra ngoài theo rãnh

Trục cán của nước mía thường có vận tốc chậm để giảm công suất của động cơ đồng thời tránh nguy hiểm cho người sử dụng

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Động cơ được sử dụng để tạo nguồn động lực Thông qua hộp giảm tốc

sẽ đưa tốc độ động cơ xuống mức phù hợp với tải Tốc độ và momen xoắn sẽ đưa đến rulo thông qua một bộ bánh răng

2.2.3 Yêu cầu thiết kế

- Có độ bền, kết cấu vững chắc

- Đảm bảo an toàn, thân thiện, đảm bảo vệ sinh

- Phải có kích thước hợp lý, gọn gàng dễ di chuyển

- Sửa chữa bảo trì dễ dàng, thuận lợi

- Thiết kế phải có tính kinh tế, nguyên liệu dễ kiếm trên thị trường

- Đảm bảo được các chỉ tiêu về đánh giá thiết kế

2.3 Lựa chọn phương án thiết kế

Hệ thống máy ép nước mía dân dụng có nhiều kiểu thiết kế bao gồm động

cơ điện có hộp giảm tốc, bộ truyền răng, bộ truyền xích, bộ truyền đai…

Các phương án thiết kế :

 Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài xích

 Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền đai

 Trong máy ép mía này sử dụng bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng có đường thân khai vì loại bánh răng này có những ưu điểm phù hợp với máy ép mía này

- Truyền động bánh răng thân khai được sử dụng nhiều hơn cả vì vận tốc trượt nhỏ nên tổn thất do ma sát ít, hiệu suất cao

- bán kính cong ở vùng tiếp xúc đủ lớn nên khả năng tải lớn đồng thời dụng cụ cắt có cạnh thẳng dễ đảm bảo độ chính xác cao

2.3.1 Phương án 1: Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài xích

 Ưu điểm:

+ Truyền được mô men xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau

+ Có chuyển động bằng xích nên tỉ số truyền cao hơn truyền động bằng

đai và có thể làm việc được khi quá tải

+ Không có hiện tượng trượt, có thể làm việc khi quá tải đột ngột

+ Thích hợp với chuyển động chậm

 Nhược điểm:

+ Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn

+ Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi

+ Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích

+ Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt + Phải căng lại xích khi chạy thời gian dài

2.3.2 Phương án 2: Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài đai

Ưu điểm:

+ Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m)

+ Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẽo của đai nên có thể truyền động với vận tốc lớn

+ Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh được dao động sinh ra do tải trọng thay đổi tác dụng lên cơ cấu

+ Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phòng sự quá tải xảy ra trên động cơ+ Kết cấu và vận hành đơn giản

Nhược điểm:

+ Kích thước bộ tuyền đai lớn so với các bộ truyền khác: xích, bánh răng.+ Tỉ số truyền thay đổi do hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai (ngoại trừ đai răng)

+ Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2-3 lần so với bộ truỵền bánh răng) do phải có lực căng đai ban đầu (tạo áp lực pháp tuyến lên đai tạo lực ma sát)

+ Tuổi thọ của bộ truyền thấp

=> Như vậy, qua phân tích ưu nhược điểm của các phương án, ta chọn

cách thiết kế theo phương án thứ 1:Động cơ giảm tốc, sử dụng bộ truyền ngoài xích

μ = k1k2k3(1,05-0.05T)

k1= 1,0

k2= 0,9

k3= 1.0,9,1μ=1.(1,05-0,005.29) = 0,905

F = bcpl =

� = �o.nktkε.ku=0.21.0,7.1,02.0,8 = 0,123

2.4.1.2 Xác định công suất đặt trên trục động cơ

Công suất ép mía tính theo momen cán:

a

R : bán kính rulo ép

: lượng ép mía

Để chọn động cơ điện, ta dựa vào công suất cần thiết của động cơ:

Trong đó:

– hiệu suất bộ truyền xích

_ hiệu suất của một cặp ổ bi

– hiệu suất khớp nối

Vậy

Dựa vào công suất cần thiết ta chọn động cơ giảm tốc, có các thông số

kỹ thuật của động cơ:

+ Công suất động cơ Nđc = 0,75Kw

Trong đó: : tỷ số truyền của xích

Do ta sử dụng động cơ giảm tốc lên tỉ số truyền động chung bằng tỷ số truyềncủa xích

2.4.3 Các đại lượng và thông số đặc trưng cho quá trính ép mía.

Khi ép thân cây mía được ăn vào trục, dưới tác dụng của lực cán thân cây mía

bị biến dạng tại vùng biến dạng thân cây bị biến dạng và tạo hình mãnh liệt Sau khi ép thân cây mía rộng ra chiều cao cây mía giảm nên ta sẽ đưa ra một vài đại lượng và thông số đặc trưng cho quá trình ép mía

Hình 3.1: Sơ đồ vùng biến dạng khi ép mía

1 Thân mía, 2 Quả lô, 3 Vùng biến dạng, 4 Tiết diện chung hòa

- h1, h2 : chiều cao thân mía trước và sau khi ép (mm)

B1, B2 : chiều rộng của thân mía trước và sau khi ép (mm)

- l1,l2 : chiều dài của thân mía trước và sau khi ép (mm)

- R,D : bán kính và đường kính của trục ép (mm)

2.4.3.1 Các thông số đặc trưng cho vùng biến dạng.

- Góc ăn mía : α (Rad/độ)

Góc chắn bởi cung AB va CD gọi là góc ăn và kí hiệu là α

- Lượng ép tuyệt đối ∆h (mm)

Là hiệu số chiều cao ( còn gọi là chiều dầy ) của thân mía sau khi ép

∆h1= h1 - h2 = 40-8 = 32 (mm)

Trong đó : h1 là chiều dầy của thân mía trước khi ép

h2 là chiều dầy của thân mía sau khi ép giữa quả lô 2 và 3

∆h2= h2 – h3 = 8-1 = 7(mm)

Trong đó : h2 là chiều dày của thân mía sau khi ép giữa quả lô 2 và 3

h3 là chiều dày của thân mía sau khi ép giữa quả lô 1 và 3

Từ đó ta tính được lượng ép tương đối ε %

Là tỷ số giữa lượng ép tuyệt đối với chiều cao ban đầu của thân mía đem nhân với 100%

ε1==

ε2==

Lượng ép mía tổng ∑∆h%

Từ những thông số tính toán bên trên ta chọn khoảng cách quả lô 2 và 3 là

8 (mm) và quả lô 1 và 2 là 1 (mm) Với khoảng cách trên đảm bảo mía được ép kiệt nước

- Lượng dãn rộng tuyệt đối : ∆b (mm)

Là hiệu số giữa chiều rộng của thân mía trước và sau khi ép

∆b = B2 – B1 (mm)

Trong đó : B1 chiều rộng của thân mía trước khi ép

B2 chiều rông của thân mía sau khi ép

Ta có ∆b = 80 – 40 = 40 ( mm)

Từ đó ta chọn được chiều dài của lô lơn hơn B2 là 94 (mm)

2.4.3.2 Quan hệ giữa các thông số trong vùng biến dạng khi ép mía.

Góc ăn α : α = (rad)

2.4.3.3 Điều kiện thân mía ăn vào quả lô.

Khi máy ép mía làm việc nhờ ma sát giữa bề mặt nhờ ma sát giữa bề mặt trục

ép và thân mía, trục ép quay và lôi thân mía vào trục để ép làm cho nó biến

dạng Thực tế không phải thật mạnh thân mía vào trục hoặc dùng thân mía thật dày đem vào ép để có năng suất cao, qua thực nghiệm thân mía muốn ăn vào trục cần phải có điều kiện của nó.

Hình 3.2 : Sơ đồ phân bố lực khi thân mía tiếp xúc với trục ép.( xem lại hình

này thầy bảo vẽ sai)Muốn thân mía ăn vào trục ép cần có điều kiện : lực ma sát tiếp tuyến T phải lơn hơn lực cản pháp tuyến N, nghĩa là

2Tx > 2Nx → Tx > Nx

Mặt khác ta lại có Nx = N.sinα

Tx = T.cosα = T.f ( f là hệ số ma sát )

Suy ra : T.f.cosα > N.sinα → f > tanα

Vì α quá nhỏ nên ta có tanα = α → F > α

α là góc ăn kim loại α = → f >

∆h < R.f2

Trong đó :

- f là hệ số ma sát phụ thuộc vào bề mặt trục cán, chon f = 0,9.

Vậy để đảm bảo trong quá trính ép mía, mía tự đi vào không cần lực đẩy thì

là số răng đĩa nhỏ ( để tránh bánh xích quá lớn)

Từ số răng đĩa nhỏ tính ra số răng đĩa lớn :

– Công suất tính toán;

P – Công suất cần truyền, PI = 0,72 kW

Với theo bảng (5.5) (sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1)có kết quả – công suất cho phép; =

Hệ số k được xác định theo công thức:

Các hệ số thành phần lấy trong bảng (5.6 – thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1)

hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền; ( đường nối tâm 2 đĩa xích hợp với phương nằm ngang 1 góc lớn hơn 600)

– hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

( a = 20)

kđc – hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng

kđc = 1,1 (điều chỉnh bằng đĩa căng xích hoặc con lăn xích)

kbt – hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

kbt = 1(môi trường làm việc có bụi,chất lượng bôi trơn đạt yêu cầu, nhỏ giọt)

Thay số vào ta được:

Lấy số mắt xích chẵn xc = 74 , tính lại khoảng cách trục theo công thưc:

a* =

thay trị số tương ứng vào công thức trên có kết quả:

Trong đó :

Q – tải trọng phá hỏng, Q = 22,7 kN = 22700N ( tra bảng 5.2 sách hệ dẫn động cơ khí tập 1)

Kd – hệ số tải trọng tĩnh, làm việc êm Chọn kd = 1( bảng 5.6 sách hệ dẫn động

kf = 6, 4, 2 và 1 ứng với bộ truyền nằm ngang, nghiêng 1 góc dưới 400 trên

400 so với phương nằm ngang và bộ truyền thẳng đứng:

của ta dùng bộ truyền thẳng đứng lên chọn kf = 1

df2 = d2 – 2.r = 278 – 2.5,15 = 267,7 lấy df2 = 268 mm

trông đó : r = 0,5025.d1 + 0,05 = 0,5025.10,16 + 0,05 = 5,15 mm

theo bảng 5.2 ( sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí) d1 = 10,16 mm

5)Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích:

Trong đó : - ứng suất tiếp xúc cho phép, theo bảng (5.11) sách thiết kế hệ dẫnđộng cơ khí

Kđ = 1 ( tải trọng làm việc êm)

kr – hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích; phụ thuộc z:

E = – mô đun đàn hồi, với E1, E2 lần lượt là mô đun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa, lấy E = 2,1.105 MPa;

A – diện tích chiếu của bản lề, theo bảng 5.12 sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí

A = 51,5 mm2

2.6 Thiết kế bộ truyền bánh răng.

2.6.1 Bộ truyền bánh răng to.

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ứng suất uốn cho phép :

Trong đó:

= 18HRC12 + 150 = 18.48 + 150 =1014 (MPa)

hệ số an toàn khi tính về tiếp súc và uốn:

Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền, được xác định theo công thức sau

NFO – số chu kì thay đổi ứng suất cơ sởkhi thửu về uốn;

NFO = 4.106 đối với tất cả các loại thép,

NHE, NFE – số chu kì thay đổi ứng suất tương đương Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:

C – số lần ăn khớp trong 1 vòng, C = 1

nII – số vòng quay trong 1 phút nII = 12v/p

tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét= 27600 giờ

Thay số vào có kết quả:

Ta thấy NHE1 > NHO1 ; NHE2 > NHO2 do đó ta chọn KHL1 = KHL2 = 1

KFL = 1

Ta tính được =1014.1/1,1 = 921,82 (Mpa)

= 550.1.1/1,75 = 314,28 (MPa)

Với bộ truyền bánh răng trụ , ứng suất tiếp xúc cho phép [ là giá trị trung bìnhcủa [ và [ nhưng không vượt quá 1,25[min

[ == 1014 Mpa

Kiểm tra sơ bộ ứng suất:

1,25[min = 1,25.1014 = 1267,5 Mpa > [ = 1014Mpa

Vậy ứng suất tiếp xúc đảm bảo điều kiện

 Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

– hệ số kể đến sự phân bố không tải trọng trên chiều rộng vành răng,

Theo bảng 6.7 (sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí) có kết quả

Theo như thiết kế ta có khoảng cách 2 trục aw = 89 mm

 Mô men xoắn cần thiết trên trục là:

TII = = Nmm

b) Xác định đường kính vòng lăn bánh nhỏ

- Đường kính đáy răng:

5) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:

Với ố kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng Theo bảng (6.7)

v =

với v = 0,544 m/s theo bảng (6.13) ta dùng cấp chính xác 9.theo bảng (6.14)

( sách thiế kế hệ dẫn động cơ khí) với cấp chính xác 9 và v<2,5 m/s thì

KHv – hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp trị số của KHv

được tính theo công thức:

Trong đó:

Sách thiết kế hệ dẫn động cơ khí ( thẳng có vát đầu răng)

hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng 1 và bánh 2 tra bảng

Thỏa mãn điều kiện bền

6) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá 1 giá trị cho phép

- hệ số kể đến độ nghiêng của răng ,với răng thẳng

YF1, YF2 – hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 ( do 2 bánh bằng nhau) phụ thuộc vào số răng tương đương, tính theo công thức

Zv1 = Zv2 =

Theo bảng 6.18 thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1: ta có Zv1 = Zv2 = 30 vs hệ sốdịch chỉnh x = 0,1 => YF = 3,7

KF – hệ số tải trọng khi tính về uốn

Với – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn Theo bảng 6.7 thiết kế hệ dẫn động cơ khí

– hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôii răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn Theo bảng 6.14 thiết kế hệ dẫn động cơ khí

– hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn;

KF = 1,18.1,37.1,02 = 1,65

Từ các giá trị trên ta có:

= < = 314,28

7) Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

Có thể lấy hệ số qua tải: Kqt = 1,4

Để tránh biến dạng dư hoặc gẫy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại không được vượt quá một giá trị cho phép

Đồng thời để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại tại mặt lượn chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép:

Với - ứng suất tiếp xúc,= 1014 MPa

- ứng suất uốn,

- ứng suất tiếp xúc cực đại cho phép

= 1624 MPa

- ứng suất cực đại cho phép

Thay các giá trị vào ct :

Góc ăn khớp

Đường kính đáy răng 81,54 75,54

- k2 là khoảng cách từ ổ lăn tới thành trong của hộp Chọn k2 = 15 mm

- k3 là khoảng cách từ chi tiết quay tới nắp ổ hộp Chọn k3 = 15 mm

- hn là chiều cao nắp ổ và đầu bulông Chọn hn = 20 mm

Ta có chiều dài may ơ, bánh đai ,răng nối trục

Khoảng cách công xôn (khoảng chìa) để lắp bánh đai vào là :

l33 = 211mm

a các lực tác dung lên trục và biểu đồ mô men

- lực từ đấy theo truck tác dụng lên trục:

Thay số vào phương trình ta được

Sơ đồ đặt lực:

c, Tính chính xác trục I của máy ép mía

Theo công thức 10.15;10.16;10.17 ta tính được

Chọn dđ theo tiêu chuẩn ta được dđ = 35 mm

- Tại chỗ lắp ổ lăn (tiết diện A)Ta chọn [σ] = 50

FxC

FyC

Fr3 Ft3

d, Kiểm nghiệm về độ bền mỏi trục I

kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện

[s]

Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép ( [s] = 1,5 … 2,5 )

Khi cần tăng cứng thì [s] = 2,5 … 3( không cần kiểm tra độ bền cứng của trục)

sσ; sτ : hệ số an toàn chỉ xét riêng cho từng trường hợp ứng suất pháp hoặc ứngsuất tiếp: được tính theo công thức 10.20 ; 10.21

 Tại tiết diện E ( chỗ lắp bánh răng thẳng )

Các trục được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt

Ra= 2,5 … 0,63μm Do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt kx = 1,06 do không dùng phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ

số tăng bền ky = 1

Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay đĩa, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh thenứng với vật liệu có σb = 696 Mpa là kσ = 1,46 ; kτ = 1,54 theo bảng 10.10 tra được hệ số kích thước tai tiết diện D là :

vậy tiết diện D ( chỗ lắp bánh răng thỏa mãn điều kiện bền mỏi)

 Tại tiết diện G ( chỗ lắp quả lô )

có MG = 441000 (N.mm)

= -1621.(58,5+24+53)-8218.(24+53)+2492.53=-720355

MxG=-FyC.(58,5+24+53+77)-FyD.(24+53+77)+FyE.(53+77)+FyF.77

=-1621.(58,5+24+53+77)-8218.(24+53+77)+2492.(53+77)+2492.77=441000+,My

Sơ đồ đặt lực :

0 z

x

y

Fxx Fyx

FxC

FyC

Fr3 Ft3

c, Tính chính xác trục II của máy ép mía

Theo công thức 10.15;10.16;10.17 ta tính được

- Tại chỗ lắp bánh răng thẳng (tiết diện D):

- MD= (N.mm)

- MtdD= (N.mm)

=> dD = ( mm)

Ta chọn [σ] = 69 theo bảng 10.5

Chọn d theo tiêu chuẩn ta được dD = 38 mm

- Tại chỗ lắp bánh răng thẳng (tiết diện E)

Xuất phát từ yêu cầu lắp ghép ta chọn d = dE = 38 (mm)

Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn đường kính các đoạn trục như sau:

Đường kính chỗ lắp vòng bi dF = 40 mm

Đường kính chỗ lắp quả lô dG= 40 mm

Dựa vào bảng 9.1a sách [1] ta chọn then lắp bánh răng

- b =10 ; h = 8 ; t1 = 5 ; t2 = 3,3

ta chọn then lắp quả lô

- b =12 ; h = 8 ; t1 = 5 ; t2 = 3,3

d , Kiểm nghiệm về độ bền mỏi

kết cấu trục thiết kế phải thỏa mãn điều kiện

[s]

Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép ( [s] = 1,5 … 2,5 )

Khi cần tăng cứng thì [s] = 2,5 … 3( không cần kiểm tra độ bền cứng của trục)

sσ; sτ : hệ số an toàn chỉ xét riêng cho từng trường hợp ứng suất pháp hoặc ứngsuất tiếp: được tính theo công thức 10.20 ; 10.21