đô án bánh răng Côn trụ

Đồ án thiết kế hộp giảm tôc hộp giảm tốc bánh răng côn trụ thiệt kế hệ thống dẫn động băng tảiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

Trang 1

ĐỀ TÀI

Đề số 15: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Phương án số: 2

Hệ thống dẫn động băng tải gồm: 1 – Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2 –

Bộ truyền đai thang; 3 – Hộp giảm tốc bánh răng hai cấp côn trụ; 4 – Nối trục đàn hồi; 5 – Băng tải (Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ)

Trang 2

Mục Lục

Trang 3

Mục Lục bảng

Trang 4

Chương I TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ

TRUYỀN

1 Xác định công suất và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động 1.1 Chọn động cơ và phân bố tỉ số truyền:

• Hệ thống dẫn động băng tải hoạt động với thông số:

Lực vòng trên băng tải Vận tốc băng tải

Đường kính tang dẫn

• Công suất làm việc băng tải:

Do tải tác động lên hệ thống là thay đổi nên công suất tính toán của động

cơ bằng công tương đương:

• Công suất cần thiết động cơ:

Tra bảng 2.3 - [1]:

: Hiệu suất bộ truyền đai

: Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn (được che kín)

: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên (được che kín)

: Hiệu suất ổ lăn

: Hiệu suất khớp nối

• Hiệu suất chung của cả hệ thống:

• Số vòng quay của trục công tác:

Dựa vào công suất cần thiết ta chọn được các động cơ theo P1.2 - [1] với :

Bảng 1: Chọn động cơ và phân bố tỉ số truyền:

Trang 5

(Tỉ số truyền bánh răng cấp nhanh tra biều đồ Quan hệ giữa tỷ số truyền bộ truyền bánh răng côn và hộp giảm tốc)

Động cơ có số vòng quay trục càng nhỏ càng đắt tiền và nên chọn tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cộn , do đó theo bảng 1 ta chọn động cơ Dk.63-4, với công suất , vận tốc quay với tỷ số truyền các bộ truyền:

1.1 Công suất, moment và số vòng quay các trục:

• Xác định công suất tác dụng lên các trục :

Tỉ số truyềnĐai, Hộp giảmtốc,

Bánhrăng câpnhanh,

Bánhrăng cấpchậm, Dk.63-2 2930 76,66 3,15 24,34 5,5 4,43Dk.63-4 1460 38,2 3,15 12,13 3,15 3,85Dk.72-6 980 25,64 3,15 8,14 2,5 3,26

Trang 7

Chương II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY

1 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

1.1 Tính toán bộ truyền đai:

• Thông số ban đầu:

Làm việc 3 ca/ngàyTheo đề bài thì dạng đai là đai thang, ta chọn loại đai thang thường

Theo hình 4.1 – [1] ta chọn loại tiết diện đai là

Chọn đường kính bánh đai nhỏ , theo bảng 4.13 – [1]

• Tỉ số truyền trung bình bộ truyền đai:

Sai lệch so với giá trị chọn trước:

• Chọn sơ bộ khoảng cách trục theo bảng 4.14 – [1]:

• Chiều dài dây đai:

Chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.13 – [1]:

• Kiểm tra lại số vòng chạy i của đai trong 1s:

• Tính góc ôm đai theo công thức 4.3 – [1]:

• Tính lại khoảng cách trục a:

Trang 8

Với:

• Xác định số đai z:

Chọn

Trong đó:

: Công suất trên trục bánh đai chủ động

: Công suất cho phép, chọn theo bảng 4.19 – [1]

: Hệ số tải trọng động, chọn theo bảng 4.7 – [1]

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai, chọn theo bảng 4.16 – [1]

: Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền, chọn theo bảng 4.17 – [1].: Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trong trọng cho các dây đai

Chọn

: Lực căng do lực ly tâm sinh ra (điều chỉnh định kì):

: Khối lượng 1m dây đai, tra bảng 4.2 – [1]

• Lực tác dụng lên trục:

• Lực vòng có ích trên 1 dây đai:

Trang 9

• Ứng suất lớn nhất trong dây đai:

thỏa điều kiện

Trong đó:

: Diện tích tiết diện đai theo bảng 4.13 – [1]

: Khối lượng riêng của dây đai: Tra bảng 4.13 – [1]

Bảng 3: Thông số bộ truyền đai thang:

Trang 11

Chương III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

1 Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng).

1.1 Chọn vật liệu và tính ứng suất cho phép các bộ truyền bánh răng.

• Thông số ban đầu:

Công suất: , Moment xoắn: ,

Số vòng quay: ,

Tỉ số truyền:

Tỉ số các bộ truyền trong hộp: , Thời gian phục vụ:

Số ngày làm việc trong năm:

Độ rắn HB , chọn Giới hạn bền Giới hạn chảy

• Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép ứng với chu kì cơ sở là:

Theo bảng 6.2 – [1] ta có:

Trang 12

• Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn :

• Tính số chu kì làm việc:

chu kì chu kì chu kỳ

• Số chu kỳ làm việc tương đương của bộ truyền bánh răng cấp nhanh, xác định theo sơ đồ tải trọng:

chu kỳTrong đó:

, giờ , chù kỳTương tự:

chu kỳchù kỳVì:

Cho nên:

• Số chu kỳ làm việc tương đương của bộ truyền bánh răng cấp chậm, xác định theo sơ đồ tải trọng:

chu kỳchù kỳ

Trang 13

Tương tự:

chu kỳchù kỳVì:

Cho nên:

• Ứng suất tiếp xúc cho phép

• Ứng suất uốn cho phép:

: Hệ số xét đếm ảnh hưởng đặt tải – quay một chiều

Với cấp nhanh sử dụng bộ truyền bánh răng côn - trụ răng thẳng do đó:

Với cấp chậm sử dụng bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên do đó:

• Ứng suất quá tải cho phép:

1.2 Tính toán cấp nhanh: bộ truyền bánh răng côn – trụ răng thẳng.

• Xác định chiều dài côn ngoài:

• Đường kính vòng chia:

Trang 14

Trong đó:

: Hệ số phụ thuộc vật liệu và loại răng – Bánh răng thép

: Hệ số sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng – chọn theo bảng 6.21

Trang 15

(Thỏa điều kiện)

: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

: Hệ số kể đến sự phân bố tải trong không đều trên chiều rộng vành răng Tra bảng 6.21 – [1]

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp – bánh răng côn răng thẳng

: Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp

Trong đó:

Trang 16

: Hệ số kể đến độ nghiên của răng – răng thẳng.

: Hệ số dạng răng – Tra bảng 6.18 – [1]

• Số răng tương đương:

• Hệ số dịch chỉnh:

: Hệ số tải trọng khi tính về uốn

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp – bánh răng côn răng thẳng

Chiều cao đầu răng ngoài

Chiều cao chân răng ngoài

Đường kính đỉnh răng ngoài

Trang 17

1.1 Tính toán cấp chậm: bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên.

• Tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm khi

• Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng:

Theo tiêu chuẩn ta chọn = 300 mm

Trang 18

: Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Tra bảng 6.12 – [1].

Suy ra Với : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp

Đường kính vòng lăn bánh dẫn:

Vận tốc vòng:

Tính lại Theo bảng 6.13 và 6.14 – [1] chọn : Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp

: Các hệ số tra trong bảng 6.15 và 6.16 – [1]

• Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép

Trong đó:

Trang 19

: Hệ số xét đến vận tốc vòng (): Hệ số xét đến độ nhám mặt răng.

: Hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh răng ()

• Kiểm nghiêm răng về dộ bền uốn

Trong đó:

: Hệ số kể đến độ nghiên của răng

: Hệ số dạng răng – Tra bảng 6.18 – [1]

Số răng tương đương:

: Hệ số tải trọng khi tính về uốn

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp - Tra bảng 6.14 – [1]

Trang 20

Đường kính chân răng

1.1 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hợp giảm tốc:

Bảng 6: Thông số các bộ truyền bánh răng.

Trang 21

Vậy, hộp giảm tốc thỏa điều kiện bôi trơn.

Hình 1: Bôi trơn ngập dầu.

Trang 22

Chương IV THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

Chọn sơ bộ ứng suất xoắn (lấy trị số nhỏ và trục vào và trị số lớn với trục

Ở đây lắp bánh đai lên đầu vào của trục do đó không cần quan tâm đến đường kính trục động cơ

1.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặc lực.

Dựa vào đường kính sơ bộ chọn:

• Sơ bộ chiều rộng ổ lăn trên trục:

Chọn Chọn Chọn

• Chiều dài mayơ:

Mayơ bánh đai:

Chọn

Trang 23

Chọn

• Các kích thước khác liên quan chiều dài trục – [1]:

: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

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

: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ

: Chiều cao nắp ổ và đầu bulong

• Chiều dài trục và kích thước các điểm đặt lực:

Xét trục I:

Hình 2: Kích thước trục I

: Khoảng cách tâm 2 ổ lăn trục I

Chọn

Lấy

Trang 25

• Lực tác dụng từ bộ truyền đai:

• Lực tác dụng từ khớp nối:

Với: đường kình vòng tron qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi tra bảng 16.10a – [2]

1.5 Sơ đồ lực và phản lực tại các gối đỡ.

Vẽ sơ đồ lực và tính phản lực tại các gối đỡ:

Phân tích chiều xoay các trục:

Trang 29

• Xét trục I:

Hình 9: Biểu đồ moment trục I

Theo biểu đồ moment, moment tương đương tại các tiết diện là:

• Xác định đường kính tại các tiết diện:

Chọn theo bảng 10.5 – [1]

Suy ra:

Trang 30

Do tại tiết diện D trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 10%:

5-Theo tiêu chuẩn ta chọn:

• Trục có một then tại D, với đường kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ;chiều sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo – [4]

• Kiểm tra bền theo độ bền mỏi:

Hệ số an toàn:

s = Xác định hệ số an toàn chỉ xet riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp:

Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng:

Ứng suất pháp tại tiệt diện:

= = Trục có then:

Trục đặc:

Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động khi trục quay một chiều:

Trong đó momen cản xoắn:

Trục đặc:

Trục có then:

Hệ số = 0,1 và = 0,05 tra theo bảng 10.7 - [1]

Hệ số:

Chọn các trục được gia công tiện với

Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt nên:

Trang 31

Hệ số = 0,85 và = 0,78 tại C và = 0,88 và = 0,81 tại A, D chọn theo bảng10.10

Hệ số ; , chọn theo bảng 10.12 (chọn gia công bằng dao phay ngón) – [1]Kiểm nghiệm tại các tiết diện nguy hiểm A, C, D

Bảng 7: Kết quả tính toán kiểm nghiệm trục I

Trang 32

Suy ra:

Do tại tiết diện F, G trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 10%:

• Trục có 2 then tại F và G, với đường kính , , ta chọn then có chiều rộng: ; chiềucao ; chiều sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo – [4]

Hệ số an toàn:

Trang 33

Trục đặc:

Trục có then:

Hệ số = 0,1 và = 0,05 tra theo bảng 10.7 – [1]

Hệ số:

Chọn các trục được gia công tiện với

Trang 34

Hình 11: Biểu đồ moment trục III

Theo biểu đồ moment, moment tương đương tại các tiết diện là:

Suy ra:

Trang 35

Do tại tiết diện M trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính trục lên 10%:

• Trục có một then tại M, với đường kính , ta chọn then có chiều rộng ; chiều cao ;chiều sâu rãnh then trên trục ; chiều sâu rãnh then mayo – [4]

Hệ số an toàn:

Trục đặc:

Trang 36

Sau tính toán trục thỏa điều kiện bền

1.1 Kiểm nghiệm then

Kiểm tra độ bền dập và điều kiện bền cắt – [2]:

Trong đó:

: Chiều dài của then (): Bề rộng then

: Chiều cao then

: Chiều sâu của then trên trục

Bảng 10: Kết quả tính toán kiểm nghiệm thenTrục Vị trí tiết diện Nmm T Then

II G F 696353,35 7281 66,1380,6

17,9114,7

III M 2574526,28 90 134,62 30,59

Trang 37

Theo bảng ta thấy then ở trục I và III không thỏa điều kiện độ bền dập Nên

ta sẽ dùng thêm 1 then tại 2 vị trí này Các then cách nhau

Trang 38

Chương V CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC

1 Chọn ổ lăn và nối trục.

1.1 Chọn ổ lăn trục I

• Tải trọng hướng tâm tác dụng lên trục:

Do nên ta chọn tính toán ổ cho tiết diện C

• Tải trọng dọc trục:

• Chọn sơ bộ ổ

Ta có:

Mặc dù nhưng trục I là trục bánh răng côn có yêu cầu cao về độ cứng của

ổ nên ta chọn ở đũa côn để đảm bảo độ cứng vững và cố định chính xác vị trí trục và chi tiết quay theo phương dọc trục

Do ổ lăn được dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường (0) có độ đảo hướng tâm 20 giá thành thấp

Dựa vào đường kính ta chọn sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung ký hiệu 7308 có đường kính trong , đường kính ngoài , khả năng tải động , khả năng tải động , góc côn – [1], [4]

• Do dùng ổ đũa côn nên cần xác định lại lực với điểm đặt phản lực cách mặt mút vòng ngoài 1 khoảng k:

Với các thông số tra phụ lục P2.11 – [1]:

: Đường kính trong ổ lăn

: Đường kính ngoài ổ lăn

Trang 39

Lực hướng tâm tác dụng lên ổ:

Chọn tính toán ổ lăn tại C

• Xác định tải trọng động quy ước:

Trang 40

Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ:

Do ta lấy:

Ta có , theo bảng 11.4 – [1] chọn:

;

• Thời gian làm việc tính bằng giờ:

• Thời hạn làm việc tính bằng triệu vòng quay:

• Do tải trong thay đổi theo bậc nên tương đương tính theo công thức là:

Với:

,

; Khả năng tải động tính toán

Trang 41

Tương tự ta có:

Hình 13: Sơ đồ lực trục I

Chọn tính toán ổ lăn tại C

Trang 42

;

• Tải trọng động quy ước:

• Khả năng tải động tính toán

Vì vậy ổ đũa côn cỡ trung rộng ký hiệu 7608 không thỏa điều kiện tải động

• Ta chọn lại thời gian làm việc của ổ bằng 1 nữa thời gian ban đầu:

• Tuổi thộ tính theo số vòng quay là:

• Khả năng tải động tính toán

Vì vậy ổ đũa côn cỡ trung rộng ký hiệu 7608 thỏa điều kiện tải động

• Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Với:

Suy ra

Vậy chọn ổ đũa côn cỡ trung rộng ký hiệu 7608 là hợp lý

1.2 Chọn ổ lăn trục II

Do nên ta chọn tính toán ổ cho tiết diện H

Trang 43

Do ổ lăn được dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường (0) có độ đảo hướng tâm 20 giá thành thấp.

Dựa vào đường kính ta chọn sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung ký hiệu 7311 có đường kính trong , đường kính ngoài , khả năng tải động , khả năng tải động , góc côn – [1], [4]

• Xác định lại lực với điểm đặt phản lực cách mặt mút vòng ngoài 1 khoảng k:

Với các thông số tra phụ lục P2.11 – [1]:

Hình 14: Sơ đồ lực trục II

Xét mặt phẳng Oyz và Oxz:

Suy ra:

Trang 44

Với:

,

Vì Vậy ổ đũa côn ký hiệu 7311 thỏa điều kiện tải động

• Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Với:

Suy ra

Trang 45

Vậy ta chọn ổ đũa côn ký hiệu 7311 là hợp lý.

Do nên ta chọn tính toán ổ cho tiết diện K

• Tải trọng dọc trục:

Trang 46

• Chọn sơ bộ ổ

Ta có:

Do và không có yêu cầu đặc biệt ta chọn ổ bi đỡ 1 dãy

Do ổ lăn được dùng trong hộp giảm tốc nên ta chọn cấp chính xác bình thường (0) có độ đảo hướng tâm 20 giá thành thấp

Dựa vào đường kính ta chọn sơ bộ ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 316 có đường kính trong , đường kính ngoài , khả năng tải động , khả năng tải động – [1], [4]

Với:

,

Vì Vậy ta chọn ổ bi đỡ ký hiệu 316 là chưa hợp lý

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	467,04 KB