đồ-án-chi-tiết-máy-của-chuẩn

KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc... KxH KHL Zv – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng... KF = KFβ KFα KFv - hệ số tải trọng khi tính về uốn Với KFβ là hệ số xét đến sự phân

Đề số V

Thiết kế trạm dẫn động băng tải

I.Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.Các thông số cho trước

-Lực vòng trên băng tải : 110(kG)

-Vận tốc băng tải : 1,2(m/s)

-Đường kính trong D :400(mm)

-Chiều rộng băng tải :400(mm)

-Thời gian phục vụ :5 năm

-Tỉ số M1/M :0,5

-Sai số vận tốc cho phép :5%

2.Chọn trị số hiệu suất các bộ truyền

-Hiệu suất chung của hệ thống:

η=¿η k η3o l.η br4

Với : η k=0,99 hiệu suất nối trục

η ol =0,99 hiệu suất 1 cặp ổ lăn

η br=0,96 hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ

-Kiểu động cơ : 4A90L6Y3

-Công suất động cơ: 936 (vòng/phút)

-cosφ= 0,76

-n %=75

-Tmax/ Tdn = 2,2

-Tk/ Tdn=2,0

4.Phân phối tỉ số truyền

-Theo công thức tỉ số truyền ta có

ut = n đc

n lv = 57,32936 = 16,32

ut=uh mà uh=u1.u2

Với u1 – tỷ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

u2 – tỷ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đồng trục bằng phương pháp ngâm dầu ta chọn u1 = u2

+Momen xoắn :T3 = 9,55.106.P 3 n 3 = 9,55.106.1,2858,8 = 208957,26Nmm

-Trục II :

+Công suất : P2 = 2.η P 3

ol η br = 2.0,99.0,961,287 = 0,677 kw+Số vòng quay : n2 = n 1 u1 = 9364 = 234 vòng/phút

+Momen xoắn : T2 = 9,55.106.P 2 n 2 = 9,55.106.0,677234 = 27629,7 Nmm

-Trục I :

+Công suất : P1 = η 2 P 2

ol η br = 0,99.0,962.0,677 = 1,424 kw

giới hạn chảy : σch2 =450 MPa

 Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện

đạt độ rắn HB241… 285 ta chọn HB1 = 245

giới hạn bền : σb1 = 850 MPa ;

giới hạn chảy : σch1 =580 Mpa

2 Xác định ứng suất cho phép :

Theo bảng 6-2 ‘trị số của σ0

Hlim và σ0

Flim ’ sách TKHDDCK trang 94Với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180… 350 ta có :

[σσH]2 = 530.1/1,1 = 481,82 MPa

Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng do đó theo 6-12 :

[σH] = ([σH]1 + [σH]2)/2 = 509,09+481,822 = 495,46 MPa

 [σH] < 1,25 min( [σH]1 ; [σH]2 ) = 1,25.481,82 = 602,28 MPa

Với Cấp chậm sử dụng răng thẳng và tính ra NHE đều lớn hơn NHO nên KHL =1 do

đó : [σH]’ =[σH]2 = 481,82 MPaTheo (6-7) : NEF = 60c.∑ ( T i

(Đối với tất cả các loại thép: NFO =4.106 )

NFE1 = u NFE2 = 4.6,84.108 = 27,36 108 > NFO  do đó lấy KLF1 =1

Theo 6.2a: [σF] = ❑Flim o KFC KFL / SF

𝜓ba = bw/aw tra bảng 6-6 ta chọn 𝜓ba = 0,3

Theo công thức(6-16)ta có:𝜓bd = 0,53 𝜓ba(u2+1) = 0,53.0,3.(4+1) = 0,795

KHβ – hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trong trên chiều rộng vành răngkhi tính về tiếp xúc Với 𝜓bd = 0,9699 kết hợp tra bảng 6-7 sách TKHDCKtrang 98 ta chọn KHβ =1,03 ứng với sơ đồ 6

Thay số vào ta có: aw2 = 49,5.(4+1)3

√481,8227629 1,032 4 0,3 = 115,69 (mm)Lấy aw2 = 120 mm

 số răng bánh lớn theo công thức (6-20) ta có :

c.Kiểm nghiệm bánh răng về sức bền tiếp xúc của răng : (chưa sửa)

Theo (6-33) ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt làm việc của răng :

σH = ZM ZH Zε √2 T1.K H(u2+1)

b w .u2 d w 12 ≤ [σσH ]trong đó : ZM - hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớptra bảng (6-5) chọn ZM = 274 MPa1/3

ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH =√2 cos β b

sin2 α t w

Zε – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

T1 = mô men xoắn trên trục bánh chủ động

KH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

bw - chiều rộng vành răng

dw1 - đường kính vòng lăn bánh nhỏ

Đối với bánh răng trụ răng thẳng ta có :

Góc prôfin răng arctg (tgα / cosβ) = arctg(tg20 / cos00) = 200

Theo công thức hệ số trùng khớp dọc : εβ = bw sinβ / mπ = 36 sin00 / 2π = 0

Theo công thức 6-36a ta có : Zε = √4−ε α

 dựa theo vận tốc và bảng 6-13 thì cấp chính xác của bánh răng là 9

Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức (6- 39) ta có :

δ H – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.Tra bảng 6-15 ta chọn δ H=0,006

g0 – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và bánh 2 Tra bảng 6- 16 ta chọn g0 = 73

 v H = 0,006 73 0,587 √1204 = 1,408

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo công thức (6-1) [σσH] = (σ Hlim o / SH ).ZR Zv KxH KHL

Zv – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng Do v = 0,587 m/s nên lấy Zv =1Với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 ,khi đó cần gia công độ nhám Ra = 2,5 … 1,25 μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,95

với da <700mm, KxH = 1 do đó theo (6-1) và (6-1a)

Vậy [σσH] = 481,82× 1×0,95×1 =457,73 MPa

ta thấy σH = 293,91 < [σσH] = 457,73 MPa

Vậy các thông số của bộ truyền là hợp lí theo độ bền tiếp xúc

d.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

ứng suất uốn sinh ra tại chân răng : theo công thức (6-43) và (6-44)

F1 = 2T1 K F Y ε Y β Y F 1

b w d w1 m ≤ [σF1 ]

F2 = ❑F 1 Y F 2

Y F 1 ≤ [σF2]Trong đó :

T1 – mô men xoắn trên bánh chủ động Nmm

KF = KFβ KFα KFv - hệ số tải trọng khi tính về uốn

Với KFβ là hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về uốn tra bảng 6-7 ta chọn KFβ = 1,07

KFα – là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời an khớp khi tính về uốn vì bộ truyền cấp chậm là bánh răng thẳng nên KFα =1

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

KFv = 1+ v F b w d w 1

2T1K Fβ K Fα

Trong đó : v F= δ F g o v.√a w

u = 0,016 73 0,587 √1204 = 3.755( Tra bảng 6-15 và bảng 6-16 ta chọn δ F= 0,016 ; g o = 73 )

 KFv = 1+ v F b w d w 1

2T1K Fβ K Fα = 1+ 2 14529,05 1,07 13.755 36.48 = 1,208Vậy hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KFβ KFα KFv =1,07 1 1,208 = 1,292

Yβ - hệ số kể đến độ nghiêng của răng vì bộ truyền răng thẳng nên Yβ =1

YF1 ; YF2– hệ số dạng răng của bánh 1và bánh 2 phụ thuộc vào số răng tương đương zv1 và zv2 của bánh 1 ;2 và hệ số dịch chỉnh

Ta có zv1 = z1 / cos3β = 24 ; zv2 = z2 / cos3β = 96 (do β = 00 )

Trong đó : YR =1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys - hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

e.Kiểm nghiệm răng về quá tải

Ta có hệ số quá tải Kqt = T max

T = 1,4 M M =1,4ứng suất tiếp xúc cực đại theo công thức (6-48) :

Ta thấy H1max < [σH]max = 1260 MPaứng suất uốn cực đại tạ mạt lượn chân răng theo công thức (6-49 ) ta có

Fmax = F Kqt

 F1max = F1 Kqt = 24,7 1,4 = 34,58 (MPa) < [σF1]max

F2max = F2 Kqt= 22,8.1,4 = 31,92 (MPa ) < [σF2]max

f.Các thông số và kích thước của bộ truyền :

da2 = d2 + 2.(1+x2- Δ Y).m =192 + 2.(1+0-0).2 =196 mm

đường kính đáy răng : df1 = d1 - (2,5- 2.x1).m = 48 - (2,5- 0) 2 = 43 mm

df2 = d2 - (2,5- 2.x2).m = 192 - (2,5- 0) 2 = 187 mm

Ta có bảng các thông số của bộ truyền bánh răng cấp chậm :

Đường kính đáy răng bánh lớn 187 mm

4.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH

Chọn sơ bộ góc nghiêng răng :  = 100  cos = 0,985

Theo công thức (6-18) tính số răng bánh nhỏ;

z1 = 2 a w cosβ

m.(u1+1) = 2 120 0,9852.(4 +1) = 23,64lấy z1 = 23

 số răng bánh lớn theo công thức (6-32) ta có :

c.Kiểm nghiệm bánh răng về sức bền tiếp xúc của răng :

Theo công thức (6-33) ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt làm việc củarăng :

σH = ZM ZH Zε √2 T1.K H(u2+1)

b w 1 .u2 d w 12 ≤ [σσH ]

trong đó : ZM - hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớptra bảng (6-5) chọn ZM = 274 MPa1/3

ZH – hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH =√2 cos β b

sin2 α t w

Zε – hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

T1 = mô men xoắn trên trục bánh chủ động

aKH – hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

bw - chiều rộng vành răng

dw1 - đường kính vòng lăn bánh nhỏ

Đối với bánh răng trụ răng nghiêng không dịch chỉnh ta có :

Góc prôfin răng : at = arctg (tgα / cosβ) = arctg(tg20 / cos16,590) = 20,790

Theo công thức hệ số trùng khớp dọc :

εβ = bw sinβ / mπ = 36 sin16,590 / 2π = 1,63

nên theo công thức (6-38) ta có Zε = √ε1α

Với εα – là hệ số trùng khớp ngang Theo công thức 6-38b ta có :

 dựa theo vận tốc và bảng 6-13 thì cấp chính xác của bánh răng là 9

Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc theo công thức (6- 39) ta có :

KH = KHβ KHα KHv

Trong đó : KHβ – hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng KHβ = 1,03

KHα – hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn khớp Với bánh răng nghiêng tra bảng 6-14 chọn KHα =1,13

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

Theo công thức (6-41) ta có: KHv = 1+ v H b w d w1

2.T1 K Hβ K Hα

Trong đó : v H = δ H.g0.v√aw u

δ H – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp.Tra bảng 6-15 ta chọn δ H=0,002

g0 – hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và bánh 2 Tra bảng 6- 16 ta chọn g0 = 73

Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo công thức (6-1) [σσH] = (σ Hlim o / SH ).ZR Zv KxH KHL

Zv – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng Do v = 2,35 m/s nên lấy Zv =1Với cấp chính xác động học là 9 , chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 ,khi đó cần gia công độ nhám Ra = 2,5 … 1,25 μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,95

với da <700mm, KxH = 1 do đó theo (6-1) và (6-1a)

Vậy [σσH] = 481,82× 1×0,95×1 =457,73 MPa

ta thấy σH = 242,79 < [σσH] = 457,73 MPa

Vậy các thông số của bộ truyền là hợp lí theo độ bền tiếp xúc

d.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

ứng suất uốn sinh ra tại chân răng : theo công thức (6-43) và (6-44)

F1 = 2T1 K F Y ε Y β Y F 1

b w d w1 m ≤ [σF1 ]

F2 = ❑F 1 Y F 2

Y F 1 ≤ [σF2]Trong đó :

T1 – mô men xoắn trên bánh chủ động Nmm

KF = KFβ KFα KFv - hệ số tải trọng khi tính về uốn

Với KFβ là hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răngkhi tính về uốn tra bảng 6-7 ta chọn KFβ = 1,07

KFα – là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời an khớp khi tính về uốn vì bộ truyền cấp nhanh là bánh răng nghiêng nên tra bảng 6-

 KFv = 1+ 2T v F b w d w 1

1K Fβ K Fα = 1+ 2 14529,05 1,07 1,375,63.36 48 = 1,228Vậy hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF = KFβ KFα KFv =1,07 1,37 1,228 = 1,8

Yβ - hệ số kể đến độ nghiêng của răng

Trong đó : YR =1 hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

Ys - hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

e.Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Ta có hệ số quá tải Kqt = T max

T = 1,4 M M =1,4ứng suất tiếp xúc cực đại theo công thức (6-48) :

Ta thấy H1max < [σH]max = 1260 MPa

ứng suất uốn cực đại tạ mạt lượn chân răng theo công thức (6-49 ) ta có

Fmax = F Kqt

 F1max = F1 Kqt = 30,82 1,4 = 43,14 (MPa) < [σF1]max

F2max = F2 Kqt= 29,19 1,4 = 40,86 (MPa) < [σF2]max

f.Các thông số và kích thước của bộ truyền :

da2 = d2 + 2.(1+x2- Δ Y).m =192 + 2.(1+0-0).2 =196 mm

đừng kính đáy răng : df1 = d1 - (2,5- 2.x1).m = 48 - (2,5- 0) 2 = 43 mm

df2 = d2 - (2,5- 2.x2).m = 192 - (2,5- 0) 2 = 187 mm

Ta có bảng các thông số của bộ truyền bánh răng cấp nhanh :

dk : đường kính trục thứ k (mm)

T : momen xoắn trên trục thứ k (Nm)

  :Ứng suất xoắn cho phép trên trục (MPa)

-Trục I: TI =14529,05 (Nmm) ;   =20 MPa

=> d1 = 3

√14529,050,2.20 = 15,37 (mm)

Lấy d1 = 20 (mm)

-Trục II (II’): TII = 27629 (Nmm) ;   = 20 (MPa)

=> d2= 3

√276290,2.20 = 19,04 (mm) Lấy d2 = 20 (mm)

-Trục III : T3 = 208957,26 (Nmm ) ;   = 30 (MPa)

=> d3 = 3

√208957,260,2.30 = 32,65 (mm) Lấy d3 = 35 (mm)

3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ

-Tra bảng (10.2) để xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn

-Chọn các kích thước như sau:

k1 = 10 : Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp,hoặc giữa các chi tiết quay

k2 = 10 : Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp

k3 = 15 : Khoảng cách giữa mặt mút của chi tiết quay đến nắp hộp

hn = 15 : Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

-Chiều dài may ơ bánh răng trụ:

lm = (1,2 …1,5)d lấy lm =1,5d

-Chiều dài may ơ nửa khớp nối trục vòng đàn hồi:

lm = (1,4 … 2,5)d lấy lm = 2d

-Khoảng cách lki trên trục k như sau : theo bảng (10.4)

-Trục I: bánh răng nắp trên trục động cơ và nắp chìa nên: