THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Trong học phần Chi tiết máy, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, em đã được giao đề tài: “THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI” với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên Nguyễn Văn Huyến.Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyền xích. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, qua bộ truyền đai, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến băng tải. Mục lụcTTNội dungTrang1Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền32Phần II : Tính toán bộ truyền ngoài83Phần III : Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng224Phần IV : Tính toán và kiểm nghiệm trục345Phần V : Tính chọn then546Phần VI: Tính chọn ổ trục587Phần VII : Chọn khớp nối638Phần VIII : Bôi trơn ăn khớp và bôi trơn ổ trục659Phần IX : Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết máy khác6610Phần X : Xây dựng bản vẽ lắp và chọn kiểu lắp ghép70 Chú thích: Tài liệu 1 : Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí tập 1 Tài liệu 2 : Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí tập 2 Tài liệu 3 : Hướng dẫn đồ án cơ sở thiết kế máyPhần I Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền1.1Chọn động cơCông suất làm việc trên trục tang quay (trục máy công tác)Theo công thức 2.11 tài liệu I Trong đó:F=3000 N Lực kéo băng tảiV=1,6 ms Vận tốc băng tảiCông suất tương đương β: hệ số xét đến sự thay đổi tải trọng không đềuTheo công thức 2.14 tài liệu I Vậy Công suất cần thiết trên trục động cơTheo công thức 2.8 tài liệu I η: hiệu suất truyền độngTheo công thức 2.9 tài liệu I là hiệu suất của các bộ truyềnTheo đề bài thì: Tra bảng 2.3 tài liệu I hiệu suất một cặp ổ lăn hiệu suất một cặp bánh răng hiệu suất bộ truyền xích hiệu suất bộ truyền đai hiệu suất của khớpVậy Công suất cần thiết trên trục động cơ Số vòng quay trên trục tang quay ( trục máy công tác )Theo công thức 2.16 tài liệu I Trong đó:V=1,6ms Vận tốc băng tảiD=380 mm Đường kính trục tang quay tỉ số truyền toàn bộ của hệ dẫn độngTheo công thức 2.15 tài liệu I là tỉ số truyền của từng bộ phận Theo đề bài thì: Tra bảng 2.4 tài liệu I tỉ số truyền động đai tỉ số truyền động bánh răng số truyền động xích Số vòng quay sơ bộ của động cơTheo công thức 2.18 tài liệu I Chọn động cơ Chọn động cơ loại 4A112M4Y3

Trang 1

Lời nói đầu

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ

sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy

Thông qua đồ án môn học Cơ sở thiết kế máy, mỗi sinh viên được hệ thống lạicác kiến thức đó học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu

về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấpchính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều sốliệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác.Trong học phần Chi tiết máy, nhằm củng cố kiến thức cho sinh viên, em đã được

giao đề tài: “THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI” với sự hướng dẫn tận tình

của giảng viên Nguyễn Văn Huyến.Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động băngtải gồm có bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng và bộ truyềnxích Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, qua bộ truyền đai,hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến băng tải

Với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắmvững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án, trong tính toán khôngthể tránh được những thiếu sót.Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy côgiáo và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa, đặc biệt là thầyNguyễn Văn Huyến đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu choviệc hoàn thành đồ án môn học này

Hưng Yên, ngày 01/6/2016

Sinh viên

Trang 2

Mục lục

1 Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 3

3 Phần III : Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 22

4 Phần IV : Tính toán và kiểm nghiệm trục 34

8 Phần VIII : Bôi trơn ăn khớp và bôi trơn ổ trục 65

9 Phần IX : Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết máy khác 66

10 Phần X : Xây dựng bản vẽ lắp và chọn kiểu lắp ghép 70

Chú thích: Tài liệu [1] : Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí tập 1

Tài liệu [2] : Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí tập 2

Tài liệu [3] : Hướng dẫn đồ án cơ sở thiết kế máy

Trang 3

Phần I - Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền1.1 Chọn động cơ

- Công suất làm việc trên trục tang quay (trục máy công tác)

Theo công thức 2.11 tài liệu [I]

Trong đó:

F=3000 N Lực kéo băng tải

V=1,6 m/s Vận tốc băng tải

- Công suất tương đương

β: hệ số xét đến sự thay đổi tải trọng không đều

Vậy

- Công suất cần thiết trên trục động cơ

η: hiệu suất truyền động

là hiệu suất của các bộ truyềnTheo đề bài thì:

Tra bảng 2.3 tài liệu [I]

hiệu suất một cặp ổ lăn hiệu suất một cặp bánh răng hiệu suất bộ truyền xích

Trang 4

hiệu suất bộ truyền đai hiệu suất của khớpVậy

Công suất cần thiết trên trục động cơ

- Số vòng quay trên trục tang quay ( trục máy công tác )

Trong đó:

V=1,6m/s Vận tốc băng tải

D=380 mm Đường kính trục tang quay

- tỉ số truyền toàn bộ của hệ dẫn động

là tỉ số truyền của từng bộ phận Theo đề bài thì:

tỉ số truyền động đai

tỉ số truyền động bánh răng

số truyền động xích

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ

- Chọn động cơ

Trang 5

Chọn động cơ loại 4A112M4Y3

Bảng thông số động cơ

Kiểu động

cơ

Công suất p(kw)

Vận tốc quay n(v/ph)

số vòng quay của động cơ đã chọn v/ph

số vòng quay của trục tang quay (trục máy công tác ) v/ph

- Phân tỉ số truyền của hệ dẫn động cho các bộ truyền

1.3 Tính số vòng quay trên các trục

Trục động cơ

Trang 6

1.5 Tính momen xoắn trên các trục

Theo công thức sau trang 49 tài liệu [I]

Trục động cơ

Trục I

Trục II

Trục tang quay

Trang 9

Phần II - Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài

2.1 Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang

2.1.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

- Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ đai

- Do không có yêu cầu nào nên ta chọn đai hình thang thường loại A

- Tra bảng 4.13 tài liệu [I] ta chọn như sau:

Loại đai Kích thước mặt cắt (mm) Diện tích A (

Thang A

- Hình vẽ dưới đây thể hiện kích thước mặt cắt ngang của dây đai

2.1.2 Xác định các thông số của bộ truyền đai

- Đường kính bánh đai nhỏ :

Theo công thức 4.1 tai liệu [I]

13 11

40 0

Trang 10

theo dãy tiêu chuẩn chọn

- Tính vận tốc bánh đai:

nhỏ hơn vận tốc đai cho phép

- Chọn

- Từ tính đường kính bánh đai lớn

Trong đó: là tỉ số truyền , là hệ số trượt

Theo dãy tiêu chuẩn bảng 4.21 tài liệu [I] chọn

Suy ra tỉ số truyền thực tế

[

là sai số tỉ số truyền

- Xác định khoảng cách trục a

Trị số a tính cần phải thỏa mãn điều kiện sau:

Công thức 4.14 tài liệu [I]

Trang 11

Dựa vào tỉ số truyền và đường kính chọn chiều dài sơ bộ khoảng cách trục a theo bảng 4.14 tài liệu [I]

- Chiều dài đai sơ bộ l

Theo dãy tiêu chuẩn bảng 4.13 tài liệu [I] chọn

- Số vòng chạy của đai

- Từ chiều dài đai tiêu chuẩn cần tính chính xác khoảng cách trục a theo công thức 4.6 tài liệu [I]

Trong đó:

- Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục a

thỏa mãn điều kiện

- Góc ôm xác định theo công thức 4.7 tài liệu [I] với điều kiện

Trang 12

Góc thỏa mãn điều kiện

2.1.3 Xác định số đai

Số đai z được tính theo công thức 4.16 tài liệu [I]

Trong đó:

- công suất trên bánh đai chủ động

- Tra bảng 4.19 tài liệu [I]

công suất cho phép

hệ số tải trọng tĩnh

- hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm , tính theo công thức

hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đa

hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền

số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải

trọng cho các dây đai

Trang 13

Chọn số đai

- Từ số đai xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức 4.17 tài lệu [I]

, với

- Đường kính ngoài của bánh đai tính theo công thức 4.18 tài liệu [I]

Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ :

Đường kính ngoài của bánh đai lớn :

2.1.4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

- Lực căng ban đầu được xác định theo công thức 4.19 tài liệu [I]

Trong đó:

lực căng do ly tâm sinh ra

Trong đó:

Trang 14

khối lượng 1m chiều dài đai

vận tốc vòng đai

công suất trên trục bánh đai chủ độngVậy lực căng ban đầu

- Lực tác dụng lên trục tính theo công thức 4.21 tài liệu [I]

Bảng thông số bộ truyền đai:

thông số bộ truyền đaiĐường kính bánh đai nhỏ (mm)

Đường kính bánh đai lớn (mm)

Chiều rộng của bánh đai (mm)

Lực căng ban đầu (N)

Lực tác dụng lên trục (N)

Trang 15

2.2 Thiết kế bộ truyền xích

2.2.1 Chọn loại xích

- Chọn xích ống con lăn hay gọi tắt là xích con lăn có độ bền mòn cao hơn xíchống, chế tạo đơn giản không phức tạp bằng xích răng, giá thành hạ do đó xích conlăn được sử dụng rộng dãi

- Do bộ truyền không lớn nên ta chọn loại xích này

2.2.2 Xác định các thông số của bộ truyền xích

Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích

Trang 16

Trong đó:

hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

hệ số kể đến khoảng cách trục và chiề dài xích

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

vị trí trục không điều chỉnh được

hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn

môi trường làm việc có bụi

hệ số tải trọng động

va đập vừa

hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

làm việc caVậy :

Theo bảng 5.5 tài liệu [I] chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích thỏa mãn điều kiện bền mỏi

Đồng thời theo bảng 5.8 tài liệu [I]

2.2.2.3 Xác định khoảng cách trục a

Trang 17

Số lần va đập của xích trong 1 giây tính theo công thức 5.14 tài liệu [I]

Trong đó : số lần va đập cho phép trong 1 giây

Trang 19

lực căng do lực ly tâm gây ra N

q là khối lượng một m xích (m là dãy xích ở đây m = 1)

tra bảng 5.2 tài liệu [I]

Vậy

lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra N

Trang 20

- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích

Trong đó:

ứng suất tiếp xúc cho phép MPa

lực vòng N

Trang 21

lực va đập trên m dãy xích (ở đây m=1)

hệ số tải trọng phân bố không đều

xích một dãy

hệ số tải trọng ,2

do

E môđun đàn hồi MPa

môđun đàn hồi của vật liệu con lăn và đĩa xích

A diện tích chiếu bề mặt bản lền

- Kiểm nghiệm đĩa xích 1

- Vậy ta có thể sử dụng gang xám để chế tạo đĩa xích bằng phương pháp nhiệt luyện để đạt độ rắn bề mặt HB=321÷429

2.2.2.6 Xác định lực tác dụng lên trục lực căng trên bánh xích chủ động F1 và bị động F2

trong thực tế tính toán có thể bỏ qua nên

Trang 22

Vậy lực tác dụng lên trục được xác định theo công thức

Trong đó:

hệ số kể đến ảnh hưởng của trọng lượng xíchKhi bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn

vì lực vòng trên đĩa xíchSuy ra

Trang 23

Đường kính vòng chân của đĩa bị

động

Bước xích

Trang 24

Phần III-Thiết bộ truyền trong bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 3.1.Chọn vật liệu:

Theo bảng 6.1 tài liệu [I] ta chọn như sau:

+ Bánh nhỏ: chọn vật liệu thép 45 tôi cải thiện có độ cứng, giới hạn bền, giới hạn bền chảy như sau:

Chọn độ cứng bánh nhỏ:

+ Bánh lớn: chọn vật liệu thép 40X tôi cải thiện có độ cứng; giới hạn bền, giới hạn chảy như sau;

Chọn độ cứng bánh lớn:

3.2.Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép , ứng suất uấn cho phép

Theo công thức 6.1a và 6.2a tài liệu [I] :

Trong đó:

hệ số xét đến nhám của răng làm việc

hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

hệ số xét đến độ nhám mặt lượn chân răng

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

Trang 25

m :là môđum (mm)

hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước banh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.Trong tính toán thiết kế lấy sơ bộ

Theo công thức 6.1a và 6.2a tài liệu [I] :

ứng suất tiếp xúc cho phép

ứng suất uốn cho phép

, hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn

Tra bảng 6.2 tài liệu [I] ta có;

Trang 26

Trong đó: bậc của đường công mỏi khi thử về tiếp xúc uốn

số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc, theo công thức 6.5 tài liệu [I];

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn, đối với các loại thếp thì:

số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Theo công thức 6.7 tài liệu (I)

Trong đó: lần lượt là mômen xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ I của bánh răng đang xét

Trang 28

Theo công thức 6.12 tài liệu [I], ứng suất tiếp xúc cho phép là giá trị trung bình của hai ứng suất tiếp xúc , , đối với bánh răng trụ răng nghiêng, và nhỏ hơn 1,25 min

Theo công thức 6.2a tài liệu [I] :

Vậy:

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép

+ Ứng suất uốn cho phép

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép, theo công thức 6.13 tài liệu [I]:

+ Ứng suất uốn quá tải cho phép

3.3.Xác định thông số cơ bản của bộ truyền

Xác định sơ bộ khoảng cách trục , Theo công thức 6.15a tài liệu [I] :

Trang 29

Trong đó:

hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, tra bảng 6.5 tài liệu [I] :

mômen xoắn trên trục bánh chủ động Nmm,

ứng suất tiếp xúc cho phép,

là tỉ số truyền

chiều rộng vành răng

Tra bảng 6.6 tài liệu [I] : chọn 6

Theo công thức 6.16 tài liệu [I] :

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng tính về tiếp xúc

Tra bảng 6.7 tài liệu [I]:

Chọn

Trang 30

3.4 Xác định các thông số ăn khớp.

- Xác định môđum theo công thức 6.17 tài liệu [I]:

Theo bảng 6.8 tài liệu [I]: chọn m =1,5

- Xác định số răng , góc nghiêng hệ số dịch chỉnh x, theo công thức6.18 tài liệu [I]:

Chọn sơ bộ

Theo công thức 6.31 tài liệu [I]:

Tỷ số truyền thực tế:

Tính lại góc β theo công thức 6.32 tài liệu [I]:

- Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc, theo công thức 6.33 tài liệu [I]:ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc

Trang 31

góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở, theo công thức 6.35 tài liệu [I]:

Đối với bánh răng nhiêng không dịch chỉnh theo công thức bảng 6.11

Theo công thức 6.35 tài liệu [I], theoTCVN 1065_71

Vậy

hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, theo công thức 6.37 tài liệu [I],

Trong đó

là hệ số trùng khớp ngang tính theo công thức 6.38 tài liệu [I],

theo công thức 6.36c tài liệu [I],

khi

hệ số tải trọng khi tính toán tiếp xúc theo công thức 6.39 tài liệu [I],

Trang 32

Với : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 tài liệu [I]:

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 tài liệu [I]: Vì đường kính vòng lăn bánh nhỏ, tính theo công thức 6.11 tài liệu [I]:

theo công thức 6.40 tài liệu [I],

Theo bảng 6.13 tài liệu [I]:v = 1,85 cấp chính xác 9

hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, theo công thức 6.41 tài liệu [I],

theo công thức 6.42 tài liệu [I],

hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 tài liệu [I]:

hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng 1 và 2, tra bảng 6.16 tài liệu [I]:

khoảng cách trục

momen xoắn trên bánh chủ động

Trang 33

ứng suất tiếp xúc cho phép Mpa

- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Đảm bảo độ bền uốn cho răng phải thỏa mãn điều kiện sau, theo công thức 6.43 tài liệu [I]:

Trong đó:

mômen xoắn trên bánh chủ động môđum

Trang 34

hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, với hệ số trùng khớp ngang

hệ số kể đến độ nghiêng của răng

hệ số dạng răng của bành 1 và bánh 2 phụ thuộc vào số răng tương đương

và hệ số dịch chỉnh,tra bảng 6.18 với:

tra bảng 6.18 tài liệu [I]:

hệ số tải trọng khi tính toán uốn,

Với hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khitính về uốn, tra bảng 6.7 tài liệu [I]:

hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp tính về uốn, với v =1,85 cấp chính xác 9 tra bảng 6.14 tài liệu [I]:

hệ số kể đến tait trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn, theocông thức 6.46 tài liệu [I]:

Trang 35

Theo công thức 6.46 tài liệu [I]:

Với tra bảng 6.15 và 6.16 tài liệu [I]:

Vậy

theo công thức 6.45 tài liệu [I]:

Thay các giá trị vừa tính được vào công thức 6.43 tài liệu [I]:

Thay các giá trị vừa tính được vào công thức 6.44 tài liệu [I]:

Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép

hệ số xét đến độ nhám của mặt lượn chân răng

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

hệ số ảnh hưởng của kích thước bánh răng tới độ bền uốn,

Vậy

Ta thấy:

Bánh răng đủ bền về độ uốn

Trang 36

- Kiểm nghiệm răng về quá tải

- Theo (6.48) tài liệu [I] có : Kqt = Tmax / T = 1,4

Kiểm nghiệm răng quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại theo công thức 6.48 tài liệu [I]:

theo công thức 6.48 tài liệu [I]:

Theo các công thức trong bảng 6.11 tài liệu [I], ta tính được:

df2 = d2 (2,5 2 2 )m = (2,5 2 ) = 151,25Bảng các thông số kích thước bộ truyền:

Thông số

Trang 38

PHẦN IV: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM TRỤC

1.1.Chọn vật liệu

Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có độ bền cao, ít nhạy cảm với sự tập trung ứng suất dễ gia công và có thể nhiệt luyện dễ dàng Cho nên thép cacbon và thép hợp kim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Việc lựa chọn thép hợp kim hay thép cacbon tuy thuộc điều kiện làm việc trục đó có chịu tải trọng lớn hay không Đối với trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục là thép 45 nhiệt luyện thường hoá có cơ tính như sau :

b= 600 Mpa; ch= 340 Mpa; Với độ cứng là 200 HB

Sơ đồ sơ bộ bộ truyền trong hộp giảm tốc (Hình 1)

Hình 6.1 Khoảng cách giữa các gối đỡ

Trang 39

Hình 6.2: Chiều quay của các trục

Hình 6.3 Chiều quay và lực tác dụng lên trục khi bánh răng làm việc

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	9,47 MB