Tài liệu đồ án thiết kế dẫn động băng tải

Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y Lêi nãi ®Çu N−íc ta ®ang trªn con ®−êng tiÕn lªn c«ng nghiÖp ho¸ - HiÖn ®¹i ho¸ víi ®−êng lèi x©y dùng chñ nghÜa x· héi. §¶ng ta ®· ®Ò ra 3 cuéc c¸ch m¹ng, trong ®ã cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt lµ then chèt ®Ó t¹o ra cña c¶i cho x· héi. Do ®ã ph¶i −u tiªn c«ng nghiÖp nÆng mét c¸ch hîp lý. Trong giai ®o¹n c«ng nghiÖp ho¸ - HiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc, con ng−êi kh«ng thÓ thiÕu m¸y mãc bëi v× nã lµ mét ph−¬ng tiÖn tõ tr−íc ®Õn nay ®· gióp ®ì con ng−êi gi¶i quyÕt ®−îc nhiÒu vÊn ®Ò mµ con ng−êi kh«ng cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ®−îc. HiÖn lµ mét sinh viªn ®ang theo häc t¹i tr−êng ®−îc trang bÞ nh÷ng kiÕn thøc cÊn thiÕt vÒ lý thuyÕt lÉn tay nghÒ. §Ó sau nµy víi vèn kiÕn thøc ®· ®−îc trang bÞ em cã thÓ gãp mét phÇn nhá bÐ ®Ó lµm giÇu cho ®Êt n−íc. Thêi gian võa qua em ®−îc giao ®Ò tµi: “ThiÕt kÕ dÉn ®éng b¨ng t¶i”. Sau khi nhËn ®Ò tµi víi sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy gi¸o h−íng dÉn vµ c¸c thÇy trong khoa cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp vµ sù nç lùc cña b¶n th©n em ®· hoµn thµnh ®Ò tµi. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc mÆc dï ®· cè g¾ng hÕt søc nh−ng do tr×nh ®é cã h¹n vµ cßn Ýt kinh nghiÖm nªn kh«ng thÓ tr¸nh sai sãt. VËy em kÝnh mong sù chØ b¶o cña thÇy c« ®Ó ®Ò tµi cña em ®−îc hoµn thiÖn h¬n. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o ®· gióp ®ì em hoµn thµnh ®Ò tµi nµy. H¶i D−¬ng, ngµy….th¸ng ....n¨m 2008 Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 1 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y NhËn xÐt cña gi¸o viªn h−íng dÉn ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. H¶i D−¬ng, ngµy….th¸ng ....n¨m 2008 Gi¸o viªn h−íng dÉn Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 2 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n §å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y §Ò sè: 10 ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i 1. §éng c¬ 4.Nèi trôc 1 2 3 4 5 6 3. Hép gi¶m tèc 5. B¨ng t¶i Sè LiÖu cho tr−íc Lùc kÐo b¨ng t¶i VËn tèc b¨ng t¶i §−êng kÝnh b¨ng t¶i Thêi gian phôc vô Gãc nghiªng cña ®ai so víi ph−¬ng ngang §Æc tÝnh lµm viÖc: ªm 2. Bé truyÒn ®ai thang F V D Th α 7800 0,85 320 15500 20 N m/s mm Giê ®é Khèi l−îng thiÕt kÕ 1 2 3 01 B¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc trªn phÇn mÒm Autocad 01 B¶n vÏ chÕ t¹o chi tiÕt: B¸nh r¨ng sè 2 01 B¶n thuyÕt minh Sinh viªn thiÕt kÕ: Lª V¨n HiÕu_Líp C§K5LC Gi¸o viªn h−íng dÉn: NguyÔn V¨n HuyÕn NguyÔn TiÒn Phong Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 3 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y Môc lôc Lêi nãi ®Çu ...................................................................................................... 1 PhÇn I: Chän ®éng c¬ vµ ph©n phèi tû sè truyÒn ...................... 6 1.1. C«ng suÊt cÇn thiÕt ................................................................................... 6 1.2. TÝnh sè vßng quay trªn trôc cña tang ....................................................... 6 1.3. Chän sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ ..................................................... 7 1.4. Chän ®éng c¬ ........................................................................................... 7 1.5. Ph©n phèi tû sè truyÒn.............................................................................. 7 1.6. C«ng suÊt ®éng c¬ trªn c¸c trôc ............................................................... 8 1.7. Tèc ®é quay trªn c¸c trôc ......................................................................... 8 1.8. X¸c ®Þnh m«men xo¾n trªn c¸c trôc ........................................................ 8 PhÇn II: TÝnh to¸n bé truyÒn ®ai ..................................................... 10 2.1. Chän lo¹i ®ai .......................................................................................... 10 2.2. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé truyÒn ®ai................... 10 2.2.1. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh b¸nh ®ai nhá D1 ............................................ 10 2.2.2. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh b¸nh ®ai lín D2 ............................................. 10 2.2.3. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn ®ai ...................................................................... 11 2.3. Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc A ............................................................. 11 2.4. TÝnh chiÒu dµi ®ai L theo kho¶ng c¸ch s¬ bé A..................................... 11 2.5. X¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A theo L=2800mm .................... 12 2.6. KiÓm nghiÖm gãc «m ............................................................................. 12 2.7. X¸c ®Þnh sè ®ai cÇn thiÕt ........................................................................ 12 2.8. §Þnh c¸c kÝch th−íc chñ yÕu cña b¸nh ®ai............................................. 13 2.9. TÝnh lùc c¨ng ban ®Çu vµ lùc t¸c dông lªn trôc...................................... 13 PhÇn III: ThiÕt kÕ Bé truyÒn b¸nh r¨ng ....................................... 15 3.1. TÝnh to¸n bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng........................................ 15 3.1.1. Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn ................................................... 15 3.1.2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc, øng suÊt uèn cho phÐp víi bé truyÒn cÊp nhanh .................................................................................................. 15 3.1.3. TÝnh kho¶ng c¸ch trôc A................................................................. 17 3.1.4. TÝnh vËn tèc vßng v cña b¸nh r¨ng vµ chän cÊp chÝnh x¸c chÕ t¹o b¸nh r¨ng................................................................................................... 17 3.1.5. TÝnh hÖ sè t¶i träng k ...................................................................... 17 3.1.6. X¸c ®Þnh m« ®un, sè r¨ng vµ chiÒu réng b¸nh r¨ng ....................... 18 3.1.7. KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn cña r¨ng................................................ 18 3.1.8. KiÓm nghiÖm søc bÒn b¸nh r¨ng khi chÞu qu¸ t¶i ®ét ngét ........... 19 3.1.9. C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng.......................................................................................................... 20 3.1.10. Lùc t¸c dông lªn trôc .................................................................... 21 3.2. TÝnh to¸n bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng ngiªng...................................... 21 3.2.1. Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn cho b¸nh r¨ng cÊp chËm ........... 21 3.2.2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp, øng suÊt uèn cho phÐp ........ 21 3.2.3. TÝnh kho¶ng c¸ch s¬ bé trôc A ....................................................... 22 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 4 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y 3.2.4. TÝnh vËn tèc vßng v cña b¸nh r¨ng vµ chän cÊp chÝnh x¸c chÕ t¹o b¸nh r¨ng................................................................................................... 23 3.2.5. TÝnh chÝnh x¸c hÖ sè t¶i träng K vµ kho¶ng c¸ch trôc A................ 23 3.2.6. X¸c ®Þnh m« ®un, sè r¨ng vµ chiÒu réng b¸nh r¨ng ....................... 23 3.2.7. KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn cña r¨ng................................................ 24 3.2.8. KiÓm nghiÖm søc bÒn b¸nh r¨ng khi chÞu qu¸ t¶i ®ét ngét ............ 25 3.2.9. C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng...................................................................................................... 26 3.2.10. Lùc t¸c dông lªn trôc .................................................................... 27 PhÇn IV: TÝnh to¸n trôc ........................................................................ 28 4.1. Chän vËt liÖu cho trôc ............................................................................ 28 4.2. TÝnh søc bÒn trôc .................................................................................... 28 4.2.1. TÝnh ®−êng kÝnh s¬ bé cña trôc....................................................... 28 4.2.2. TÝnh gÇn ®óng c¸c trôc.................................................................... 28 4.2.3. TÝnh chÝnh x¸c trôc ......................................................................... 35 PhÇn V: TÝnh Then...................................................................................... 40 5.1. TÝnh then l¾p trªn trôc I.......................................................................... 40 5.2. TÝnh then l¾p trªn trôc II ........................................................................ 40 5.3. TÝnh then l¾p trªn trôc III ....................................................................... 41 PhÇn VI: ThiÕt kÕ gèi ®ì trôc ............................................................. 43 6.1. Chän æ l¨n .............................................................................................. 43 6.2. Chän kiÓu l¾p æ l¨n................................................................................. 45 6.3. Cè ®Þnh trôc theo ph−¬ng däc trôc ......................................................... 45 6.4. Che kÝn æ l¨n .......................................................................................... 45 6.5. B«i tr¬n ë l¨n. ......................................................................................... 45 PhÇn VII: CÊu t¹o vá hép vµ c¸c chi tiÕt m¸y kh¸c............... 46 PhÇn VIII: Nèi trôc .................................................................................... 47 PhÇn IX: B«i tr¬n hép gi¶m tèc ......................................................... 48 Lêi kÕt.............................................................................................................. 49 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 5 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n PhÇn I: Chän ®éng c¬ vμ ph©n phèi tû sè truyÒn 1.1. C«ng suÊt cÇn thiÕt Gäi Pt lµ c«ng suÊt tÝnh to¸n trªn trôc m¸y c«ng t¸c (KW) Pct lµ c«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ (KW) η lµ hiÖu suÊt truyÒn ®éng. Ta cã : F .V F=7800 N : Lùc kÐo b¨ng t¶i Pt = V= 0,85 m/s : VËn tèc b¨ng t¶i 1000 → Pt = 7800 .0,85 = 6,63( kw ) 1000 Nh− vËy c«ng suÊt tÝnh to¸n trªn trôc m¸y c«ng t¸c lµ. Pt = 6,63(kw) ¸p dông c«ng thøc : Pct = Pt η víi : η = η1 .η 2 .η 34 .η 4 2 Trong ®ã η1, η2, η3, η4 ®−îc tra b¶ng (2.3) b¶ng trÞ sè hiÖu suÊt cña c¸c lo¹i bé truyÒn vµ æ. η1=0,96: HiÖu suÊt bé truyÒn ®ai η2=0,98: HiÖu suÊt bé truyÒn b¸nh r¨ng trô η3=0,99: HiÖu suÊt cña mét cÆp æ l¨n. η4= 1: HiÖu suÊt cña khíp nèi . → Pct = 6 ,63 = 7 , 49 ( KW ) 0,96 .0,98 2 .0 ,99 4.1 VËy c«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ lµ: Pct = 7 , 49 ( KW ) 1.2. TÝnh sè vßng quay trªn trôc cña tang Ta cã sè vßng quay cña trôc tang lµ : 60.10 3.V nt = π .D → nt = nt : Tèc ®é quay cña trôc tang (V/P) V = 0,85 m/s:VËn tèc b¨ng t¶i D = 320mm: §−êng kÝnh tang t¶i 60000.0,85 = 50,76(V / P) 3,14.320 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 6 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n 1.3. Chän sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ Tõ b¶ng (2.4 s¸ch TK HD§CK) Chän s¬ bé tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc 2 cÊp ta cã sè vßng quay s¬ bé cña ®éng c¬ lµ: ¸p dông c«ng thøc: nSb= nt. ihgt.i® =50,76.20.2,9 =2944(V/P) Trong ®ã i®: lµ tû sè truyÒn cña ®ai thang ihgt: lµ tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc i® vµ ihgt ®−îc tra trong b¶ng (2.4) b¶ng tû sè truyÒn vµ ta chän ihgt=20; i®=2,9 1.4. Chän ®éng c¬ §éng c¬ cÇn chän lµm viÖc ë chÕ ®é dµi víi phô t¶i kh«ng thay ®æi nªn ®éng c¬ ph¶i cã P®m ≥ Pct=7,49(KW) Theo b¶ng P1.3 (TKHD§CK) ta chän ®éng c¬ cã sè hiÖu 4A112M2Y3 cã th«ng sè kÜ thuËt: + C«ng suÊt ®Þnh møc: P®m= 7,5 (KW) + Tèc ®é quay: n®c= 2922 (v/p) 1.5. Ph©n phèi tû sè truyÒn - Víi ®éng c¬ ®· chän ta cã : n®c = 2922 vßng/phót P®c = 7,5 (KW) Theo c«ng thøc tÝnh tû sè truyÒn ta cã : ic = ndc 2922 = = 57,56 50,76 nt Ta cã : ic = ihgt.i® Trong ®ã : i c : tû sè truyÒn chung ihgt : tû sè truyÒn cña hép gi¶m tèc. i® : tû sè truyÒn cña bé truyÒn ®ai. Chän s¬ bé tû sè truyÒn hép gi¶m tèc ihgt =20 Do ®ã ta tÝnh ®−îc : id = ic 57,56 = = 2,878 ihgt 20 Khi ph©n phèi tØ sè truyÒn cho hép gi¶m tèc theo yªu cÇu b«i tr¬n cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm : ihgt=inh.ich=(1,2 ÷ 1,3)ich2 Trong ®ã: i nh tû sè truyÒn cÊp nhanh cña hép gi¶m tèc Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 7 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y i ch tû sè truyÒn cÊp chËm cña hép gi¶m tèc → ich= ihgt 1,25 = 20 =4 1,25 → inh= ihgt/ ich=20/4 =5 Ph©n phèi tû sè truyÒn nh− sau: Tû sè truyÒn cÊp nhanh cña hép gi¶m tèc : inh = 5 Tû sè truyÒn cÊp chËm cña hép gi¶m tèc : ich= 4 Tû sè truyÒn cña bé truyÒn ®ai : i®= 2,878 1.6. C«ng suÊt ®éng c¬ trªn c¸c trôc - C«ng suÊt ®éng c¬ trªn trôc I (trôc dÉn) lµ: PI = Pct.η1= 7,49.0,96 = 7,190 (KW) - C«ng suÊt ®éng c¬ trªn trôc II lµ: PII = PI.η2.η3 = 7,19.0,98.0,99 = 6,976 (KW) - C«ng suÊt ®éng c¬ trªn trôc III lµ: PIII = PII.η2 .η3 = 6,976.0,98.0,99 = 6,768 (KW) - C«ng suÊt ®éng c¬ trªn trôc c«ng t¸c lµ: PIV = PIII.η3 .η4 = 6,768.0,99.1 = 6,70 (KW) 1.7. Tèc ®é quay trªn c¸c trôc - Tèc ®é quay trªn trôc I lµ: n1 = n dc 2922 = = 1015 ( v / ph ) id 2 ,878 - Tèc ®é quay trªn trôc II lµ: n2 = n1 1015 = = 203(v / ph) inh 5 - Tèc ®é quay trªn trôc III lµ: n3 = n2 203 = = 50,75(v / ph) ich 4 1.8. X¸c ®Þnh m«men xo¾n trªn c¸c trôc M«men xo¾n trªn trôc ®éng c¬ theo c«ng thøc: M dc = 9 ,55 .10 6. Pct 7 , 49 = 9 ,55 .10 6. = 24480 ( N .mm ) n dc 2922 M«men xo¾n trªn trôc I lµ: Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 8 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n M 1 = 9 ,55 . 10 6. PI 7 ,19 = 9 ,55 . 10 6. = 67650 ( N .mm ) n1 1015 M«men xo¾n trªn trôc II lµ: M 2 = 9,55 .10 6. PII 6,976 = 9,55 .10 6. = 328181 ( N .mm ) n2 203 M«men xo¾n trªn trôc III lµ: PIII 6,768 = 9,55.10 6. = 1273584( N .mm) n3 50,75 M 3 = 9,55.10 6. M«men xo¾n trªn trôc c«ng t¸c lµ: M 4 = 9,55 .10 6 . PIV 6,70 = 9,55 .10 6 . = 1260788 ( N .mm ) n4 50 ,75 ♦ Ta cã b¶ng th«ng sè sau : B¶ng 1: Trôc Th«ng sè C«ng suÊt P (KW) TØ sè truyÒn i §éng c¬ I II III C«ng t¸c 7,49 7,190 6,976 6,768 6,70 2,878 5 4 1 VËn tèc vßng n(v/p) 2922 1015 203 50,75 50,75 M«men (N.mm) 24480 67650 328181 1273584 1260788 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 9 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y PhÇn II: TÝnh to¸n bé truyÒn ®ai (HÖ dÉn ®éng dïng bé truyÒn ®ai thang) 2.1. Chän lo¹i ®ai ThiÕt kÕ bé truyÒn ®ai cÇn ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc lo¹i ®ai, kÝch th−íc ®ai vµ b¸nh ®ai, kho¶ng c¸ch trôc A, chiÒu dµi ®ai L vµ lùc t¸c dông lªn trôc. Do c«ng suÊt ®éng c¬ Pct = 7,49 KW vµ i®= 2,878 < 10 vµ yªu cÇu lµm viÖc ªm nªn ta hoµn toµn cã thÓ chän ®ai thang. Ta nªn chän lo¹i ®ai lµm b»ng v¶i cao su v× chÊt liÖu v¶i cao su cã thÓ lµm viÖc ®−îc trong ®iÒu kiÖn m«i tr−êng Èm −ít (v¶i cao su Ýt chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é vµ ®é Èm), l¹i cã søc bÒn vµ tÝnh ®µn håi cao. §ai v¶i cao su thÝch hîp ë c¸c truyÒn ®éng cã vËn tèc cao, c«ng suÊt truyÒn ®éng nhá. 2.2. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé truyÒn ®ai 2.2.1. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh b¸nh ®ai nhá D1 Tõ c«ng thøc kiÓm nghiÖm vËn tèc: Vd= n1 .π .D1 ≤ V max =(30 ÷ 35)m/s 60.1000 → D1 ≤ 35.60.1000 = 229 mm 2922.3,14 Theo b¶ng (5-14) chän D1 = 220 mm KiÓm nghiÖm vËn tèc: Vd = 2922 .220 .3,14 = 33 ,6 ( m / s ) < V max = (30 m / s ÷ 35 m / s ) 60000 2.2.2. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh b¸nh ®ai lín D2 Theo c«ng thøc(5-4) ta cã ®−êng kÝnh ®ai lín: D2=i®.D1.(1- ε ) Trong ®ã: i® hÖ sè bé truyÒn ®ai ε : HÖ sè tr−ît bé truyÒn ®ai thang lÊy ε = 0,02 → D2 = 2,878.220.(1-0,02) = 620,5 (mm) Chän: D2 = 630 (mm) Sè vßng quay thùc cña trôc bÞ dÉn: Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 10 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n n ' 2 = (1 − 0 , 02 ). 2922 . KiÓm nghiÖm: Δn = 220 = 1000 (V / P ) 630 n1 − n'2 1015 − 1000 100% = 100% = 1,48(%) n1 1015 Sai sè Δn n»m trong ph¹m vi cho phÐp (3 ÷ 5)% 2.2.3. X¸c ®Þnh tiÕt diÖn ®ai Víi ®−êng kÝnh ®ai nhá D1=220 mm, vËn tèc ®ai V® =27,5m/s vµ Pct=7,49 (KW) tra b¶ng (5-13) ta chän ®ai lo¹i Б víi c¸c th«ng sè sau (b¶ng 5-11): S¬ ®å tiÕt diÖn ®ai KÝ hiÖu KÝch th−íc tiÕt diÖn ®ai a0 14 h 10,5 a 17 4,1 h0 2 F (mm ) 138 2.3. Chän s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc A Theo ®iÒu kiÖn : 0,55 ( D1 + D2 ) + h ≤ A ≤ 2( D1 + D2 ) (Víi h lµ chiÒu cao tiÕt diÖn ®ai) Theo b¶ng(5-16): Víi: i = 2,878 chän A = D2 = 630 ( mm ) 2.4. TÝnh chiÒu dµi ®ai L theo kho¶ng c¸ch s¬ bé A Theo c«ng thøc (5-1) π ( D2 − D1 ) 2 4A 2 (630 − 220) 2 3,14 = 2.630 + (220 + 630) + = 2661,2(mm) 4.630 2 L = 2A + ( D1 + D2 ) + Theo b¶ng (5-12) LÊy L = 2800 (mm) KiÓm nghiÖm sè vßng ch¹y cña ®ai trong 1 gi©y Theo CT (5-20): Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 11 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn ®å ¸n chi tiÕt m¸y Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n V 27,5 u= = = 9,8 (m/s) ≤ umax =10 (m/s) L 2800.10 −3 2.5. X¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch trôc A theo L = 2800mm Theo c«ng thøc (5-2): 1 2 A = ⎡2 L − π ( D1 + D2 ) + [2 L − π ( D1 + D2 )] − 8( D1 − D2 ) 2 ⎤ ⎢ ⎥⎦ 8⎣ 1 2 = ⎡2.2800 − 3,14(220 + 630) + [2.2800 − 3,14(220 + 630)] − 8(220 − 630) 2 ⎤ ⎥⎦ ⎢ ⎣ 8 A = 703(mm) KiÓm tra ®iÒu kiÖn (5-19): 0,55 ( D1 + D2 ) + h ≤ A ≤ 2( D1 + D2 ) 0,55 ( 220 + 630 ) + 10 ,5 ≤ 703 ≤ 2 ( 220 + 630 ) 478 ( mm ) ≤ 703 ( mm ) ≤ 1700 ( mm ) Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt m¾c ®ai : Amin = A- 0,015L = 703- 0,015.2800 = 661(mm) Kho¶ng c¸ch lín nhÊt ®Ó t¹o lùc c¨ng: Amax= A + 0,03L = 703 + 0,03.2800 = 787 (mm) 2.6. KiÓm nghiÖm gãc «m Theo c«ng thøc (5-3) ta cã: α1 = 180 0 − = 180 0 − 1 ( D2 − D1 ).57 0 A 1 (630 − 220).57 0 = 146,80 > α 0 = 120 0 703 ⇒ Tháa m·n 2.7. X¸c ®Þnh sè ®ai cÇn thiÕt Sè ®ai ®−îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn tr¸nh x¶y ra tr−ît tr¬n gi÷a ®ai vµ b¸nh ®ai. ¾ Chän øng suÊt c¨ng ban ®Çu δ 0 = 1,2 N / mm 2 vµ theo chØ sè D1 tra b¶ng ta cã c¸c hÖ sè: [σp]o =1,74 : øng suÊt cã Ých cho phÐp (b¶ng 5-17) Cα = 0,95 :HÖ sè ¶nh h−ëng gãc «m (b¶ng 5-18) Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 12 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n Ct= 0,8 :HÖ sè ¶nh h−ëng chÕ ®é t¶i träng (b¶ng 5-6) Cv= 0,74 :HÖ sè ¶nh h−ëng vËn tèc (b¶ng 5-19) F = 138 mm2 :DiÖn tÝch tiÕt diÖn ®ai (b¶ng 5-11) V = 27,5 (m/s) :VËn tèc ®ai ¾ Sè ®ai cÇn thiÕt: Theo c«ng thøc ( 5-22) cã: Z≥ 1000 .Pct 1000 .7,49 = = 2,01 V .[σ p ]0 Ct .Cv .Cα .F 27,5.1,74.0,8.0,95.0,74.138 LÊy sè ®ai : Z = 2 2.8. §Þnh c¸c kÝch th−íc chñ yÕu cña b¸nh ®ai ¾ ChiÒu réng b¸nh ®ai: Theo c«ng thøc (5-23): B = (Z-1).t + 2.S Theo b¶ng (10-3 ) cã: t = 20; S =12,5 → B = ( 2-1).20 + 2.12,5 = 45 (mm) ¾ §−êng kÝnh ngoµi cña b¸nh ®ai: Theo c«ng thøc (5-24): + Víi b¸nh dÉn: Dn1=D1+2h0=220+2.4,1 =228,2(mm) + Víi b¸nh bÞ dÉn: Dn2=D2+2h0=630+2.4,1=638,2(mm) 2.9. TÝnh lùc c¨ng ban ®Çu vµ lùc t¸c dông lªn trôc ¾ Lùc c¨ng ban ®Çu víi mçi ®ai: Theo c«ng thøc(5-25) ta cã: S0 = σ 0 . F Trong ®ã: σ 0 =1,2 N/mm2 øng suÊt c¨ng ban ®Çu F=138 mm2 :DiÖn tÝch tiÕt diÖn ®ai → S0= 1,2. 138 =165,6 (N) ¾ Lùc t¸c dông lªn trôc: Theo c«ng thøc (5-26): R® ≈ 3.S0.Z sin( α1 2 ) Víi : α1 = 146,80 ; Z=2 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 13 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n → Rd = 3.165,6.2. sin( 146,80 ) = 976,3( N ) 2 B¶ng 2: C¸c th«ng sè bé truyÒn ®ai Gi¸ trÞ Th«ng sè B¸nh ®ai nhá B¸nh ®ai lín §−êng kÝnh b¸nh ®ai D1=220 (mm) D2=630 (mm) §−êng kÝnh ngoµi b¸nh ®ai Dn1=228,2 (mm) Dn2=638,2 (mm) ChiÒu réng b¸nh ®ai B = 45 (mm) Sè ®ai Z = 2 ®ai ChiÒu dµi ®ai L = 2800 (mm) Kho¶ng c¸ch trôc A = 703 (mm) Gãc «m α1 = 146,80 Lùc t¸c dông lªn trôc R® = 976,3 (N) Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 14 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y PhÇn III: ThiÕt kÕ Bé truyÒn b¸nh r¨ng 3.1. TÝnh to¸n bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng 3.1.1. Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn Do hép gi¶m tèc 2 cÊp chÞu t¶i träng trung b×nh nªn chän vËt liÖu lµm b¸nh r¨ng cã ®é r¾n bÒ mÆt r¨ng HB < 350. §ång thêi ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng ch¹y mßn cña r¨ng chän ®é r¾n b¸nh r¨ng nhá lín h¬n ®é r¾n cña b¸nh r¨ng lín kho¶ng 25 ÷ 50 HB HB 1 = HB 2 + (25 ÷ 50)HB ¾ B¸nh r¨ng nhá thÐp 45 th−êng hãa (b¶ng3-6) (gi¶ thiÕt ®−êng kÝnh ph«i 100 ÷ 300mm) Tra b¶ng (3-8) ta cã c¸c th«ng sè cña thÐp nh− sau: + Giíi h¹n bÒn kÐo: σbk = 580 N/mm2 + Giíi h¹n ch¶y σch= 290 N/mm2 + §é r¾n : HB = 170 ÷ 220 (Chän HB 1 =190) ¾ B¸nh r¨ng lín thÐp 35 th−êng ho¸ (b¶ng3-7) (gi¶ thiÕt ®−êng kÝnh ph«i 300 ÷ 500mm) Tra b¶ng (3-8) ta cã c¸c th«ng sè cña thÐp nh− sau: + Giíi h¹n bÒn kÐo: σbk= 480N/mm2 + Giíi h¹n ch¶y σch= 240 N/mm2 + §é r¾n : HB = 140 ÷190 (Chän HB 2 =160) (víi c¶ b¸nh r¨ng nhá vµ b¸nh r¨ng lín ta chän ph«i lµ ph«i rÌn) 3.1.2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc, øng suÊt uèn cho phÐp víi bé truyÒn cÊp nhanh Theo c«ng thøc (3-3) sè chu k× lµm viÖc t−¬ng ®−¬ng cña b¸nh r¨ng Ntd=60.u.Th.n Trong ®ã: n: sè vßng quay trong 1phót cña b¸nh r¨ng Th: thêi gian lµm viÖc cña m¸y u: sè lÇn ¨n khíp cña 1 r¨ng khi b¸nh r¨ng qay mét vßng, u=1 - Sè chu k× lµm viÖc cña b¸nh r¨ng nhá: Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 15 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n Ntd1= 60.u.Th .n1 = 60.1.15500.1015 = 99,4.107 - Sè chu k× lµm viÖc cña b¸nh lín: Ntd2= 60.u.Th .n2= 60.1.15500.203 = 18,9.10 7 Theo b¶ng (3-9) ta chän sè chu k× c¬ së N0 = 107 → Ntd1 > N0 Ntd2 > N0 Do ®ã víi c¶ 2 b¸nh r¨ng kN’=kN’’=1 • X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: [σ ] = [σ ] p tx 0 N 0tx .k' N theo b¶ng (3-9) ta cã [σ 0 ]N0tx = 2,6 HB VËy øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp cña b¸nh nhá: [σ ] p N tx 1 = 2,6.190 = 494 N / mm 2 øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp cña b¸nh lín: [σ ] p N tx 2 = 2,6.160 = 416 N / mm 2 §Ó kiÓm tra bÒn ta dïng trÞ sè nhá lµ : [σ ] p N tx 2 = 416 N / mm 2 • X¸c ®Þnh øng suÊt uèn cho phÐp: V× ph«i rÌn, thÐp th−êng ho¸ nªn lÊy hÖ sè an toµn n =1,5 vµ hÖ sè tËp trung øng suÊt ch©n r¨ng k σ = 1,8 + Giíi h¹n mái cña b¸nh r¨ng nhá: σ −1 = 0,43.580 = 249,4 N / mm 2 + Giíi h¹n mái cña b¸nh r¨ng lín: σ −1 = 0,43.480 = 206,4 N / mm2 V× b¸nh r¨ng quay mét chiÒu nªn theo c«ng thøc (3-5) cã: - [σ ] u1 øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh nhá: σ 0 .k N (1,4 ÷ 1,6).σ −1 .k N' 1,5.249 ,4.1 = = = = 138,5( N / mm 2 ) n.kσ n.kσ 1,5.1,8 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 16 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n - øng suÊt uèn cho phÐp cña b¸nh lín: [σ ] (1, 4 ÷ 1, 6 ).σ −1 .k '' N 1,5 . 206 , 4 . 1 = = = 115 ( N / mm 2 ) n.k σ 1,5 . 1,8 u2 3.1.3. TÝnh kho¶ng c¸ch trôc A - Chän s¬ bé hÖ sè t¶i träng: k = 1,55 - Chän hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng: ψ A = 0,4 ¸p dông CT (3-9): Trong ®ã: i = ⎛ 1,05.10 6 3 A ≥ (i ± 1). ⎜⎜ ⎝ [σ ]tx .i 2 ⎞ k .N ⎟⎟ . ⎠ ψ A .n2 n1 = 5 : TØ sè truyÒn n2 n2 = 203 (v/p) sè vßng quay trong 1 phót cña b¸nh r¨ng bÞ dÉn N = 7,19 (KW) : c«ng suÊt trªn trôc I 2 ⎛ 1,05 .10 6 ⎞ 1,55 .7 ,19 3 → A ≥ (5 + 1) ⎜ = 196 , 22 ( mm ) ⎟ . ⎝ 416 .5 ⎠ 0, 4 .203 Chän A= 200 (mm) 3.1.4. TÝnh vËn tèc vßng v cña b¸nh r¨ng vµ chän cÊp chÝnh x¸c chÕ t¹o b¸nh r¨ng -VËn tèc vßng cña b¸nh r¨ng trô ¨n khíp ngoµi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc : (3-17) V= π .d1.n1 60.1000 = 2π . A.n1 (m / s ) 60.1000(i ± 1) víi n1 sè vßng quay trong 1 phót cña b¸nh dÉn: 2.3,14.200.1015 V= = 3,54(m / s ) 60.1000(5 + 1) Theo b¶ng (3-11) ta chän cÊp chÝnh x¸c ®Ó chÕ t¹o b¸nh r¨ng lµ cÊp 8 3.1.5. TÝnh hÖ sè t¶i träng k V× c¸c b¸nh r¨ng cã ®é cøng HB < 350 vµ t¶i träng kh«ng ®æi nªn cã: ktt=1. Theo b¶ng (3-13) t×m ®−îc hÖ sè t¶i träng ®éng k®=1,55 VËy hÖ sè t¶i träng tÝnh theo c«ng thøc (3-19): k = ktt.k®= 1. 1,55 = 1,55 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 17 Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n ®å ¸n chi tiÕt m¸y ThÊy hÖ sè t¶i träng k=1,55 kh«ng kh¸c so víi hÖ sè t¶i träng s¬ bé ksb=1,55 nªn kh«ng cÇn tÝnh l¹i A 3.1.6. X¸c ®Þnh m« ®un, sè r¨ng vµ chiÒu réng b¸nh r¨ng V× ®©y lµ b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng nªn ta tÝnh m« ®un ph¸p: ¾ X¸c ®Þnh m« ®un : m = (0,01 ÷ 0,02).A → m = (0,01 ÷ 0,02).200 = 2 ÷ 4 Theo b¶ng (3-1) chän m = 3 ¾ TÝnh sè r¨ng: 2.200 2A = = 22,2(r¨ng) m(i + 1) 3(5 + 1) - Sè r¨ng b¸nh nhá: Z 1 = → Chän Z 1= 23 (r¨ng) - Sè r¨ng b¸nh lín: Z2= Z 1 .i =23.5= 115 (r¨ng) → chän Z2 =115 (r¨ng) ¾ ChiÒu réng b¸nh r¨ng nhá: b1 = ψ A . A = 0,4.200 = 80(mm) - Chän b 1 = 80 (mm) - ChiÒu réng b¸nh r¨ng lín nhá h¬n chiÒu réng b¸nh r¨ng nhá kho¶ng 5 ÷ 10mm nªn chän b 2 = 75 (mm) 3.1.7. KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn cña r¨ng 19,1.10 6.K .N Theo c«ng thøc (3-33) cã : σ u = 2 y.mn .Z td .n.b Trong ®ã: k=1,55: HÖ sè t¶i träng N: C«ng suÊt bé truyÒn (KW) y: HÖ sè d¹ng r¨ng n: Sè vßng quay trong mét phót cña b¸nh r¨ng ®ang tÝnh m : M« ®un Z td : Sè r¨ng t−¬ng ®−¬ng trªn b¸nh b, σ u: BÒ réng vµ øng suÊt t¹i ch©n r¨ng Theo b¶ng (3-18): - Sè r¨ng t−¬ng ®−¬ng cña b¸nh nhá: Z td 1 = Z = 23 (r¨ng) → HÖ sè d¹ng r¨ng b¸nh nhá: y1= 0,429 - Sè r¨ng t−¬ng ®−¬ng cña b¸nh lín: Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 18 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n Z td 2 = 115 (r¨ng) → HÖ sè d¹ng r¨ng b¸nh lín: y2 = 0,517 - Nh− vËy øng xuÊt t¹i ch©n r¨ng b¸nh nhá lµ : σ u1 19 ,1 . 10 6 . 1,55 . 7 ,19 = = 29 ,5 ( N / mm 2 ) 2 0 , 429 . 3 . 23 . 1015 . 80 Ta thÊy σU1< [σ]U1=138,5 → Tho¶ m·n - øng xuÊt t¹i ch©n r¨ng b¸nh r¨ng lín lµ: y 0 , 429 σ u 2 = σ u 1 . 1 = 29 , 5 . = 24 , 5 ( N / mm 2 ) y2 0 , 517 → σU2< [σ]U2=115 N/mm2 → Tho¶ m·n 3.1.8. KiÓm nghiÖm søc bÒn b¸nh r¨ng khi chÞu qu¸ t¶i ®ét ngét - KiÓm nghiÖm øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp khi qu¸ t¶i (3-43) +B¸nh r¨ng nhá [σ ]txqt1 =2,5 .494 =1235 (N/mm 2 ) +B¸nh r¨ng lín [σ ]txqt 2 =2,5 .416 =1040 (N/mm 2 ) Víi: σ txqt = 1,05.106 (i ±1)3 K.N 1,05.106 (5 +1)3 .1,55.6,976 = = 411(N/mm2 ) A.i b.n2 200.5 75.203 → øng suÊt tiÕp xóc qu¸ t¶i nhá h¬n øng suÊt cho phÐp trªn b¸nh r¨ng nhá vµ b¸nh r¨ng lín - KiÓm ngiÖm øng suÊt uèn cho phÐp khi qu¸ t¶i : + B¸nh r¨ng nhá [σ ]uqt1 = 0,8. σ ch =0,8.290 = 232(N/mm 2 ) 6 19,1.10 .1,55.7,19 19,1.10 6.K .N σ uqt1 = = = 25,74(N/mm 2 ) 2 2 ym znb 0,492.3 .23.1015.80 → σ uqt1 < [σ ]uqt1 Tháa m·n + B¸nh r¨ng lín [σ ]uqt 2 = 0,8. σ ch =0,8.240 = 192(N/mm 2 ) σ uqt 2 = σ u1 . → σ uqt 2 y1 0,429 = 25,74 . = 24 ,5( N / mm 2 ) y2 0,517 < [σ ]uqt 2 Tháa m·n Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 19 ®å ¸n chi tiÕt m¸y Tr−êng §¹i Häc SPKT H−ng Yªn Khoa: Khoa Häc C¬ B¶n 3.1.9. C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng • M« ®un ph¸p mn=3 • Sè r¨ng Z1=23 r¨ng ; Z2=115 r¨ng • Gãc ¨n khíp α 0 = 20 0 • ChiÒu réng r¨ng: b 1 = 80 (mm) b 2 =75(mm) • §−êng kÝnh vßng chia: dc1 = m.z 1 = 3.23= 69 (mm) dc2 = m.z 2 = 3.115 = 345 (mm) d c 1 + d c 2 69 + 345 = = 207 ( mm ) 2 2 • Kho¶ng c¸ch trôc: A= • ChiÒu cao r¨ng: h = 2,25.m = 2,25.3 = 6,75 (mm) • §é hë h−íng t©m: c= 0,25.m = 0,25.3 = 0.75 (mm) • §−êng kÝnh vßng ®Ønh r¨ng : D e1 = dc1 +2m n =69 +2.3 = 75 (mm) D e 2 = dc2 +2m n =345+2.3 = 351 (mm) • §−êng kÝnh vßng ch©n r¨ng: Di1 = dc1 - 2m n - 2c =69 - 2.3 - 2.0,75 = 61,5 (mm) Di2 = dc2 - 2m n - 2c =345 - 2.3 - 2.0,75 = 337,5 (mm) B¶ng3 : C¸c th«ng sè bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng Th«ng sè Gi¸ trÞ B¸nh r¨ng nhá B¸nh r¨ng lín Sè r¨ng Z1=23 r¨ng Z2=115 r¨ng §−êng kÝnh vßng chia dc1=69 mm dc2=345 mm §−êng kÝnh vßng ®Ønh r¨ng De1=75 mm De2=351 mm §−êng kÝnh vßng ch©n r¨ng Di1=61,5 mm Di2=337,5 mm ChiÒu réng r¨ng b 1 =80 mm b 2 =75 mm M«®un m n= 3 Kho¶ng c¸ch trôc A= 207 mm ChiÒu cao r¨ng h= 6,75 mm §é hë h−íng t©m c= 0,75 mm Gãc ¨n khíp α 0 = 20 0 Gi¸o viªn h−íng dÉn : NguyÔn V¨n HuyÕn & NguyÔn TiÒn Phong Sinh viªn thùc hiÖn: Lª V¨n HiÕu 20