ĐỂ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Đề số 4ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁYĐỂ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢISinh viên : Võ Thế TuấnLớp : DHCTMCK13BI . Sơ đồ hệ thống: II. Số liệu cho trước: 1. Lực kéo băng tải: P = 5K N 2. Vận tốc băng tải: V = 1,5 ms 3. Đường kính tang quay: D = 350 mm4. Tính chất tải trọng: Thay đổi. Bộ truyền làm việc hai chiều5. Thời gian làm việc : T = 7 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 16 giờGhi chú:1 – Động cơ điện2 – Hộp giảm tốc3 – Khớp nối4 – Băng tảiIII. Khối lượng thiết kế: A. Thuyết minh: 1. Chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền 2. Thiết kế các bộ truyền trong và ngoài hộp giảm tốc 3. Tính trục, chọn then, khớp nối Chọn, tính kiểm nghiệm khớp nối. Tính sơ bộ, gần đúng và kiểm nghiệm các trục trong hộp giảm tốc. Tính các mối ghép then, chọn then theo tiêu chuẩn. 4. Tính chọn ổ lăn trong hộp giảm tốc. 5. Chọn kết cấu vỏ hộp và các chi tiết máy tiêu chuẩn. 6. Chọn chế độ bôi trơn và lắp ghép. B. Bản vẽ : 1. Bản vẽ lắp hộp giảm tốc : 01 bản vẽ A0 2. Bản vẽ chế tạo chi tiết : 01 bản vẽ A4 hoặc A3

- 

 -ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Đề tài: Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải

Giáo viên hướng dẫn: Ngô Văn Giang Sinh viên thực hiện : Võ Thế Tuấn

Mã sinh viên: 1305180407 Lớp: DHCTMCK13B

Vinh 2021

 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

o0o

-Đề số

4

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

ĐỂ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Sinh viên : Võ Thế Tuấn

II Số liệu cho trước:

1 Lực kéo băng tải: P = 5K N

2 Vận tốc băng tải: V = 1,5 m/s

3 Đường kính tang quay: D = 350 mm

4 Tính chất tải trọng: Thay đổi Bộ truyền làm việc hai

ngày 16 giờ

III Khối lượng thiết kế:

A Thuyết minh:

1 Chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền

2 Thiết kế các bộ truyền trong và ngoài hộp giảm tốc

3 Tính trục, chọn then, khớp nối

- Chọn, tính kiểm nghiệm khớp nối

- Tính sơ bộ, gần đúng và kiểm nghiệm các trục trong hộp giảm tốc

- Tính các mối ghép then, chọn then theo tiêu chuẩn

4 Tính chọn ổ lăn trong hộp giảm tốc

5 Chọn kết cấu vỏ hộp và các chi tiết máy tiêu chuẩn

6 Chọn chế độ bôi trơn và lắp ghép

B Bản vẽ :

1 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc : 01 bản vẽ A0

2 Bản vẽ chế tạo chi tiết : 01 bản vẽ A4 hoặc A3

Giáo viên hướng dẫn

Ngô Văn Giang

Trưởng Bộ môn

TS Lê Thái Sơn

LỜI NÓI ĐẦUChi tiết máy là môn học cơ bản của ngành cơ khí môn học này không những giúp cho sinh viên có một cỏi nhỡn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức

đó được học, mà nó cũn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này

Đề tài mà em được giao thiết kế hệ dẫn động tời kéo gồm có bộ hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng và bộ truyền xích Hệ thống được dẫn động bằng động

cơ điện thông qua khớp nối hộp giảm tốc và bộ truyền xích sẽ truyền chuyển động tới tời kéo trong quá tính toàn và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đó sử dụng và sử dụng các tài liệu sau:

+ Tính tóan thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và 2 của nhà xuất bản giáo dục (Trịnh Chất – Lê Văn Uyển)

+ Thiết kế chi tiết Máy NXB GD (Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lâm) + Dung sai lắp ghép của nhà xuất bản xuất bản giáo dục

+ Máy cắt kim loại

Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế đồ án chi tiết máy cùng với sự hiểubiết cũng hạn chế cho nên do đó rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tỡnh của các thầy cô trong bộ môn giúp cho những sinh viên chúng em ngày càng tiến bộ trong học tập

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là thầy Ngô Văn Giang đó trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tỡnh để em có thể làm tốt

nhiệm vụ được giao Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh,ngày tháng 7 năm 2021

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN BẢO VỆ

MỤC LỤC

Chương 1: Tính toán các thong số cơ bản của hệ thống dẫn động 7

1.1 Tính chọn động cơ 7

1.1.1 Xác định công suất P 7

-1.1.3 Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ điện, n sb 8

1.1.4 Chọn động cơ 8

1.2 Xác định tỉ số truyền 9

1.2.1 Xác định tỉ số truyền chung 9

1.2.2 Xác đỉnh tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp 9

1.3 Tính các thông số trên các trục 9

Chương 2: Thiết kế bộ truyền trục vít, bánh vít 11

2.1 Chọn vật liệu 11

2.2 Ứng suất cho phép 11

2.3.Tính toán các thông số bánh răng 12

2.3.1.Kiểm nghiệm ứng suất uốn 14

2.3.2.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 14

2.4 Các thông số bộ truyền 15

2.5.Tính nhiệt truyền động trục vít 16

2.6.Tính lực tác dụng lên bộ truyền 16

Chương 3 Thiết kế bộ truyền xích 16

3.1 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài (Bộ truyền xích) 16

3.2 Chọn loại xích: 16

3.2.1 Chọn số răng đĩa xích: 17

3.2.2.Xác định bước xích: 17

3.3 Xác định khoảng cách trục a và số mắt xích: 18

3.3.1 Kiểm nghiệm xích về độ bền: 19

3.3.2 Xác định thông số của đĩa xích: 20

3.3.3 Xác định lực tác dụng lên trục: 22

3.3.4 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích: 22

Chươn 4: Tính chọn ổ lăn trong hộp giảm tốc 23

4.1.Tính toán thiết kế trục 23

4.1.1.Chọn vật liệu: 23

4.1.2Tính sơ bộ đường kính trục 23

4.1.3.Đường kính trục được xác định: 23

4.2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực: 23

4.2.1.Trục 1: 24

4.3 Xác định lực trên các gối đỡ: 26

4.3.1.Trên trục 1: 26

4.3.2.Tính chính xác đường kính trục 1: 29

4.3.3.Trên trục 2: 29

4.3.4.Tính chính xác đường kính trục 2 33

4.4.Kiểm ngiệm hệ số an toàn 33

4.4.1.Trục 1: 35

4.4.2.Xét tại ổ trục B: 36

4.4.3.Trục 2: 37

4.4.4.Xét các mặt cắt nguy hiểm : 38

bảng 4 1 số liệu đường kính các trục: 39

4.5.Chọn ổ lăn 39

4.5.1.Chọn ổ cho trục 1 39

4.5.2.Chọn loại ổ: 40

4.5.3.Kiểm nghiệm độ bền 40

4.5.4.Chọn ổ cho trục 2: 42

Chương 5: chọn kết cấu vỏ hộp và chi tiết máy tiêu chuẩn 45

5.1.Tính kết cấu của vỏ hộp: 45

5.2.Bôi trơn trong hộp giảm tốc: 45

5.3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc: 45

5.4.Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp: 45

5.6.Bôi trơn ổ lăn 45

5.7.Một số chi tiết khác 47

5.7.1 Kích thước gối trục 47

5.7.2 Kích thước hộp giảm tốc 48

5.7.3.Chốt định vị 48

5.7.4 Cửa thăm 48

5.7.5 Nút thông hơi 49

5.7.6 Nút tháo dầu 49

5.7.7.Kích thước rãnh lắp vòng phớt và vòng phớt 50

5.7.8.Kích thước nắp ổ 50

5.7.9.Bánh răng 51

5.7.10 Bạc lót 51

Chương 6: lựa chọn kiểu lắp ghép và phườn pháp bôi trơn 52

6.1 chọn kiểu lắp ghép 52

6.2 Chế độ bôi trơ hộp giảm tốc 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

-PHỤ

bảng 1 1 Các thông số trên các trục 10

-Ybảng 3 1 các thông số của bộ truyền xích……… - 22

-Ybảng 4 1 số liệu đường kính các trục:……….- 39

-Ybảng 5 1 Các kích thước của các chi tiết cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc:………-

47 -Ybảng 6 1 kê các kiểu lắp, trị số của sai lệch giới hạn và dung sai kiểu lắp……….- 53

-HÌ hình 4 1 Khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt 25

hình 4 2 Sơ đồ kết cấu trục 1 26

hình 4 3 Biểu đồ lực tác dụng và đường kính trục 1 27

hình 4 4 Biểu đồ mômen trục 1 29

hình 4 5 Biểu đồ lực tác dụng và đường kính trục 2 31

hình 4 6 Biểu đồ mômen truc 2 34

hình 4 7 Sơ đồ đặt ở trên trục 41

hình 4 8 Sơ đồ lắp ổ 44

-Yhinh 5 1 nút thong hơi……… - 50

hinh 5 2 Nút tháo dầu 50

hinh 5 3 Kích thước rãnh lắp vòng phớt 51

-Chương 1: Tính toán các thong số cơ bản của hệ thống dẫn động.

P P

ƞ1 = 0.96 – Hiệu suất bộ truyền xích

ƞ2 = 0,8– Hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít (bảng 2.1 trang27)

ƞ3 = 0.99 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn

Trong đó: F[N]: Lực kéo băng tải, F=5000[N]

V[m/s]: Vận tốc của băng tải, V= 1,5 [m/s]

- Công suất động cơ:

5,97

8,01 kW 0,745

td ct

P P

1000 60

ph v D

ubr: Là tỉ số truyền sơ bộ bộ truyền bánh vít trục vít ubr = 10 40

ux: Là tỉ số truyền sơ bộ bộ truyền xích ux = 2 5

Theo bảng P1.3 và nsb =1500 [v/ph] ta chọn được động cơ có các thông số:

Kiểu động cơ: 4A112M4Y3

nđc: là số vòng quay của động cơ đó chọn, nđc= 1425 [v/ph]

nct: là số vòng quay của trục máy công tác, nct= 81,85 [v/ph]

uc =81,851425 = 17,4Type equation here

1.2.2 Xác đỉnh tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp.

Dựa vào quan điểm Về mối tương quan kích thước giữa hộp giảm tốc và

bộ truyền ngoài ta chọn tỉ số truyền ux và tính uh:

u h: là tỉ số truyền của hộp giảm tốc:

Ta có: Công suất trên các trục

Công suất trên trục 2 :

Công suất trên trục động cơ:

Chương 2: Thiết kế bộ truyền trục vít, bánh vít

Các số liệu :

T2=542171,9 [Nmm]

n1=1425 [v/ph]

uH=10Thời gian sử dụng 7.300.16=33600 giờ

Bộ truyền trong hộp giảm tốc 1bộ truyền bánh răng, trục vít

i i

i T n t T

1

4 2

2 / ) (

Trong đó NI, T2I, số vòng quay trong 1 phút và mômen xoắn trên bánh vít trong chế độ thứ i ,i = 1,2 , N, N số thứ tự chế độ làm việc, tI số giờ làm việc trong chế

độ thứ i , T2I là trị số được dung để tính toán , T2 là mô men xoắn lớn nhất trong các trị số

Thay số ta có NHE= 60.33600 (14.3+ 0,64.4) = 7,158.10 6

i T n t T

1

9 2

2 / ) (

= 60.33600 1425.(19.3 + 0,69.4) = 6,908.106

KFL = 9106 /N FE 9106 /6,908.106 0,806

 [FO] = 0,25.B + 0,08.CH = 59,6 (MPA)

[F] = [FO] KFL= 59,6 0 806 = 48,08 (MPA)

Ứng suất quá tải

Với bánh vít bằng đồng thanh thiếc

Mômen xoắn trên trục 2 là T2 = 542171,9 (Nmm)

Tính q theo công thức thực nghiệm q=0,3.z2=0,3.20=6

Chọn theo tiêu chuẩn hệ số đường kính trục vít q = 6,3

] [

170 )

(

q

K K T z

Mô đun m = 2.a/(Z2 + q) = 2.170/(20+6,3)= 12,92

Lấy theo tiêu chẩn chọn mô đun m = 12,5

2.3.1.Kiểm nghiệm ứng suất uốn

Tính số răng tương đương

ztđ = z2/cos3() = 20/ cos3(17036’45’’) = 23,1răng

tra bảng 11.6 [CTMT1]/203 ta có hệ số dạng răng YF = 1,6

Đường kính vòng chia bánh vít : d2 = m.z2 = 12,5.20 = 250 (mm)

Đường kính vòng chia trục vít : d1 = m.q = 12,5 6,3= 78,75 (mm)

Đường kính vòng đỉnh trục vít : da1 = d1 + 2.m = 78,75 + 2.12,5 = 103,75 (mm)Chiều rộng b2 của bánh vít : b2 = 0,75.da1= 0,75.103,75 = 77,81 ( mm )ứng suất uốn trong răng bánh vít

F = n 

Fv F F

m d b

K K Y T

.

4 , 1

2 2

T t





Đường kính đỉnh : da1=103,75 (mm); da2 =275 (mm)

Đường kính đáy : df1= 48,75 (mm); df2 = 220 (mm)

2.5.Tính nhiệt truyền động trục vít

Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc

) (

].

3 , 0 ) 1 ( 7

,

0

[

) 1 ( 1000

0

1

t t Ktq K

P A

82 , 0 1 (

Chương 3 Thiết kế bộ truyền xích

3.1 Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài (Bộ truyền xích)

Thông số yêu cầu:

3.2.1 Chọn số răng đĩa xích:

Z1=29-2.u=29-2.3,55=21,9≥Zmin=17-19  Z1=21

Z2=u Z1=1,74.21=36,54≤Zmax=140 Z2=37

3.2.2.Xác định bước xích:

Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện Pt≤[P],trong đó:

•Pt- Công suất tính toán: Pt=P.k.kZ.kn

k0- Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: ,ta được k0=1

ka- Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:

Chọn a=(30 50)p ka=1

kđc- Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: kđc=1

kbt- Hệ số ảnh hưởng của bơi trơn: kbt=1,3(Bộ truyền làm việc trong môi trường có bụi,chất lỏng bôi trơn đạt yêu cầu)

kđ- Hệ số tải trọng động: kđ=1,35

kc- Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền;với số ca làm việc l ta có

*0,003 0,003.1924 5( )

Do đó: a a *  a 1924 5 1919(  mm)

Số lần va đập của xích i:

Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống con lăn,bước xích p=31,75mm  Số lần

va đập cho phép của xích:[i]=15

2 226,5 2.12,9 202,4( )1

1

2 763,3 2.12,9 749,1( )2

3.3.3 Xác định lực tác dụng lên trục:

Fr=kx.FtTrong đó:

kx-Hệ số kể đến trọng lượng của xích: kx=1,15 do góc nghiêng nhỏ hơn 400

Ft-Lực vòng: Ft=1414,5(N)

 Fr=1,15.1414,5=1626,7(N)

3.3.4 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:

Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ df1 202,4mm

Đường kính chân răng đĩa xích lớn df2 749,1mm

Lực tác dụng lên trục F r 1626,7N

bảng 3 1 các thông số của bộ truyền xích.

Chươn 4: Tính chọn ổ lăn trong hộp giảm tốc.

4.1.Tính toán thiết kế trục

4.1.1.Chọn vật liệu:

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có b= 600 MPa

ứng suất xoắn cho phép [] = 18 Mpa

4.2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

+/Từ đường kính sơ bộ theo bảng 10.2 ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn:

k1 =12 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành

trong của hộp hoặc k/c giữa các chi tiết quay

k2 =12 :hoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp

k3 =15 :khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ

hn =18 :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông

k

m12

l

hình 4 1 Khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt

Từ đó ta có sơ đồ kết cấu động học trang sau

Ft1 = Fa2 = 2.T1/d1 = 2 68357,9/78,75 = 1736(N)

Ft2 = Fa1 = 2.T2/d2 = 2 542171,9/250 = 4337,4(N)

 N Y=FyB + FyD - Fr =0

=>FyB = Fr - FyD = 1626,3 +1428=198,3 N

D C

B A

∑X =F

XA -Ft2 + FXD = 0

=>FXA = Ft2 - FXD =2168,7

Biểu đồ như hình vẽ

64254,7 78412,5

hình 4 6 Biểu đồ mômen truc 2 4.3.4.Tính chính xác đường kính trục 2.

áp dụng công thức tinh mômen tại các tiết diện

4.4.Kiểm ngiệm hệ số an toàn.

Kết cấu trục cần thoả mãn điều kiện :

Mi : Mômen uốn tổng tại điểm i

+/Do trục quay một chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động: m = a=max/2=T/2.W0

+/Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số trung bỡnh đến độ bền mỏi

Ky : hệ số tăng bền bề mặt Ky=1,6 (Tôi bằng dòng điện tần số cao )

K : Hệ số tập trung ứng suất khi uốn

K : Hệ số tập trung ứng suất khi xoắn

4.4.3.Trục 2:

Với số liệu như sau:

dA = dD = 40 mm

dB = 45 mm Kết cấu trục cần thoả mãnn điều kiện :

s= s σ s τ

√s σ2 +s2τ≥[s] +/Xác định các hệ số Kdj , Kdj với các tiết diện nguy hiểm theo:

Kdj = ( Kj/ + Kx - 1)/Ky

Kdj = (Kj/ + Kx –1)/Ky

Phương pháp gia công là tiện Ra = 2,5 …0,63 m Tra bảng 10.8 (trang 197) 

Kx =1,06

Ky : hệ số tăng bền bề mặt Ky=1 (không tăng bền bề mặt)

K : hệ số tập trung ứng suất khi uốn

K : hệ số tập trung ứng suất khi xoắn

Bảng(10-12):dựng dao phay ngón,hệ số tập trung ứng suất tải rãnh ứng suất vật liệu: K =1,46 ; K =1,54

Bảng(10-10):tra được hệ số kích thước

Tại gối “0” (hai ổ đỡ chặn ghép với nhau)

hình 4 7 Sơ đồ đặt ở trên trục

Do tại gối “0” có lắp hai ổ bi đỡ chặn nên

kt =1 : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ

kđ =1,5 : hệ số ảnh hưởn của tải trọng (do tải trọng và đập vừa) Vậy tải trọng quy ước trên ổ 1:

=> Đảm bảo khả năng tải động.

Chương 5: chọn kết cấu vỏ hộp và chi tiết máy tiêu chuẩn.

5.1.Tính kết cấu của vỏ hộp:

Chỉ tiêu của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, do vậy chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu GX 15-32

Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục

5.2.Bôi trơn trong hộp giảm tốc:

Vậy vận tốc bộ truyền không lớn trục vít đặt dưới nếu lấy tâm con lăn thấp nhất để giới hạn mức dầu thỡ dầu ngập hết được ren phía dưới của trục vít, do

đó dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu trong khi bộ truyền làm việc ren trục vít cuốn dầu lên bôi trơn vùng ăn khớp khi đó hộp giảm tốc sẽ được bôi trơn đầy đủ

5.3.Dầu bôi trơn hộp giảm tốc:

Chọn dầu bôi trơn với vận tốc trượt của bộ truyền trục vít có vận tốc

v=11,81 m/s theo bảng 18.12 chọn loại dầu có độ nhớt là 116 ,độ nhớt Engle là

16 theo bảng 18.13 chọn loại dầu bôi trơn là dầu ô tô máy kéo AK-20

5.4.Lắp bánh răng lên trục và điều chỉnh sự ăn khớp:

Để lắp bánh răng lên trục ta dùng mối ghép then và chọn kiểu lắp là H7/k6

vỡ nú chịu tải vừa

5.5.Điều chỉnh sự ăn khớp:

Để điều chỉnh sự ăn khớp của hộp giảm tốc bánh răng trụ này ta chọn chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10 % so với chiều rộng bánh răng lớn

5.6.Bôi trơn ổ lăn.

Do xét tính kinh tế của bộ truyền ,nên chọn bôi trơn ổ bằng mỡ

Vận tốc bánh răng lớn

vt=.n3.dw/60.1000=3,14 71,7 285,6 /60000=1,072 m/s <3 m/s nên chọn bôi trơn ổ lăn bằng mỡ

Tên gọi Biểu thức tính toán

Chiều dày: Thân hộp, 

Nắp hộp, 1

 = 0,03 a+3 = 0,03 175+3= 8,25 Chọn  =8 > 6 mm

1 = 0,9 8 = 7,2 mmGân tăng cứng: Chiều dày, e

Chiều cao, h

Độ dốc

e =(0,8  1) = 6,4  8, chọn e = 7 mm

h < 5. = 40 chän h=38 mmKhoảng 2o

E2= 1,6.d2 = 1,6 14= 19,2 mm.LÊy E2=19

R2=1,3 d2 = 1,3 12 = 15,6mm.LÊy R2 =16