Đồ Án Chi Tiết Máy: Thiết kế hệ dẫn động băng tải (Đề số 4)

ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang1




ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang2

Thông số đầu vào:1.Lựckéobăngtải  F=1500N
2.Vậntốcbăngtải  v=0,94m/s
  3.Đườngkínhtang  D=270mm
  4.Thờihạnphụcvụ  L
h
=18000giờ
  5.Sốcalàmviệc:  Sốca=3ca
  6.Gócnghiêngđườngnốitâmcủabộtruyềnngoài:60
o

  7.Đặctínhlàmviệc:Vađậpvừa

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ

ct
yc
P
P



TrongđóP
ct
:Côngsuấttrênmộttrụccôngtác
 P
yc
:Côngsuấttrêntrụcđộngcơ
P

=
F.v
1000
=
1500.0,94
1000
=1,41 kW 
Hiệusuấtcủabộtruyền:
   η=η


.η

.η


.η

 (1)
Trabảng
 
2.3
19
I
tacó:
Hiệusuấtcủamộtcặpổlăn: 
ol

=0,99
Hiệusuấtcủabộđai:  η

=0,96
Hiệusuấtcủabộtruyềnbánhrăng: η

= 0,97
Hiệusuấtcủakhớpnối:  
kn


1
Thaysốvào(1)tacó:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang3
3

. . .
i ol kn x brt
     
  
=0,99
3
.0,96.0,97.1=0,9
Vậycôngsuấtyêucầutrêntrụcđộngcơlà:
P

=
P

η
=
1,41
0,9
=1,57kW


1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ
Trêntrụccôngtáctacó:
n
lv
=
D.
v.

60000
=

60000.0,94
66,53
.270

 

( )
.
dc sb ct sb
n n u


Trongđó:
sb d h
u u u

    
(2)
Trabảng
 
2.4
21
B I
tachọnđượctỉsốtruyềnsơbộcủa:
Truyềnđộngđai:u

=3
Truyềnđộngbánhrăngtrụ:
h
u


4(hộpgiảmtốcmộtcấp)
Thaysốvào(2)tacó:
sb d h
u u u
 
3.4=12
Suyra:
( )
.
dc sb ct sb
n n u
 
66,53.12=798,56(v/ph)
Chọnsốvòngquayđồngbộcủađộngcơ:n
dc
=750(v/ph)
1.1.3.Chọn động cơ
TừP
yc
=1,57kW&n
dc
=750v/ph
Trabảngphụlục
 
1.3
238
P
I
tacóđộngcơđiện





ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang4
Kiểuđộngcơ

P
đc
(KW)

dc
( / )
v ph


4A112MA8Y3

2,2

705


1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theotínhtoánởtrêntacó:
dc

n

705(v/p)
n
ct
=66,53(v/ph)
Tỉsốtruyềnchungcủahệthốnglà:
u

=
n

n

=
705
66,53
=10,6

1.2.2 Phân phối tỉ số truyền cho hệ
c
dc
t
n 
n
705
10,6
66,53
ch
u   


Chọntrướctỉsốtruyềncủabộtruyềntrong
br
u
=4
u

=
u

u

=
10,6
4
=2,65

1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theotínhtoánởtrêntacó:n
dc
=705(vg/ph)
TỉsốtruyềntừđộngcơsangtrụcIquađailà:u

=2,65
n

=
n


u

=
705
2,65
=266 (v/ph )
n

=
n

u

=
266
4
=66,5 v/ph
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang5
Sốvòngquaythựccủatrụccôngtáclà:
n

=
n

u

=

66,5
1
=66,5 v/ph

1.3.2.Công suất
Côngsuấttrêntrụccôngtác(tínhởtrên)là:P
ct
=1,41(
W
K
)
CôngsuấttrêntrụcIIlà:
P

=
P

η

.η

=
1,41
.
=1,42 kW

CôngsuấttrêntrụcIlà:
P

=

P

η

.η

=
1,42
0,99.
=1,48 kw
Côngsuấtthựccủađộngcơlà:
P
đ
∗
=
P

η

.η
.
=
1,48
0,99.0,96
=1,56 kW



1.3.3.Mômen xoắn trên các trục


MômenxoắntrêntrụcIlà:
T

=9,55.10

.
P

η

=9,55.10

.
1,48
266
=53135 N.mm
MômenxoắntrêntrụcIIlà:
T

=9,55.10

.
P

n

=9,55.10

.
1,42

66,5
=203925 N.mm

Mômenxoắntrêntrụccôngtáclà:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang6

T

=9,55.10

.
P

n

=9,55.10

.
1,41
66,5
=202489 N.mm

Mômenxoắnthựctrêntrụcđộngcơlà:
T
đ
=9,55.10


.
P
đ
n
đ
=9,55.10

.
1,56
705
=21132 N.mm






1.3.4Bảng thông số động học

Thông
số/Trục

ĐộngCơ

I

II

CôngTác


U

2,65
d
U 

br
U
=4

kn
U
=1

n(v/ph)

705

266

66,5

66,5

P(KW)

2,2

1,48


1,42

1,41

T(N.mm)

21132

53135

203925

202489











ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang7



II.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt.
Cácthôngsốyêucầu:


 
 
*
1,56
21132 .
705
60
2,65
dc
dc
dc
d
P P KW
T T N mm
v
n n
p
U



 

 




 










2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọnđaivảicaosu
2.2.Chọn đường kính hai đai:
1 2
vàd
d

Chọn
1
d
theotiêuchuẩntheobảng:
 
4.21
1 :
63
B


d
1
=(5,2 6,4) =(5,2 6,4)
3
21132
=(143,8

176,94)chọnd=160mm

Kiểmtravậntốcđai:




1
ax
. . 3,14.160.705
5,9 25
60000 60000
m
d n
m m
v v
s s

    

thỏamãn.
Xácđịnh
2

d
:






2 1
. . 1 2,65.160. 1 0,02 415,52
d U d mm

    


:Hệsốtrượt,với
0,01 0,02

 
Chọn
0,02



Trabảng
 
4.26
1
63
B

tachọn
2
d
theotiêuchuẩn:


2
400
d mm


Tỷsốtruyềnthực:
   
2
1
400
2,55
. 1 160. 1 0,02
t
d
U
d

  
 

Sailệchtỷsốtruyền:
2,55 2,65
.100% .100% 3,77% 4%
2,65

t
U U
U
U
 
    


Thỏamãn.

2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảngcáchtrục


1 2
(1,5 2)( ) (1,5 2) 400 160 (840 1120)
a d d       

Vậy:chọn
900
sb
a 

Chiềudàiđai:
 
2
2 1
1 2
2. .
2 4.

sb
sb
d d
d d
L a
a



  

 
 
2
400 160
160 400
2.900 3,14. 2695
2 4.900
L mm


   


3



ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải



Trang8
Dựavàobảng
 
4.13
1
59
B
tachọnLtheotiêuchuẩn:Chọn


2800
L mm


Sốvòngchạycủađaitrong


1
s
.
 


ax
5,9 1
1
2,1 3 5
2800
m

v
i i
s
L s
 
     
 
 


Thỏamãn.
Xácđịnhgócômtrênbánhđainhỏ:
2 1
1
400 160
180 57 . 180 57 . 164,8 150
900
d d
a


    


     

Suyrathỏamãn

2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Diệntíchđai: 

.
.
[ ]
t d
F
F K
A b


 

Trongđó:
t
F
:lựcvòng
1000.1,56
264, 41(N)
5,9
t
F  

d
K
:hệsốtảitrọngđộng.Trabảng
4.7
[1]
55
B
tađược:
1,2

d
K 


:chiềudàyđaiđượcxácđịnhtheo
1
d

trabảng
4.8
[1]
55
B
vớiloạiđaivảicaosu
tachọn
ax
1
1
[ ]
40
m
d



Dovậy:
1 ax
1
1
.[ ] 160. 4(mm)

40
m
d
d


  

Trabảng
4.1
[1]
51
B
tadùngloạiđai
800
b

và
820
b

khôngcólớplót,chiềudàyđai
3,75(mm)


,
min
180
140
d 


Kiểmtra:
1 min
160
d d
 

 Thỏamãn
Ứngsuấtchophép:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang9
0
[ ] [ ]
F F v
C C C
 
 


2
0 1
1
[ ]
K
K
d



 

Trongđó:
1
K
và
2
K
làhệsốphụthuộcvàoứngsuấtcăngbanđầu
0

vàloạiđai
Tacó:dogócnghiêngcủabộtruyền
0
60


vàđịnhkỳđiềuchỉnhkhoảngcáchtrục
0
1,6(Mpa)

 

Trabảng
4.9
[1]
56
B
với
0

1,6(Mpa)


tađược
1
2
2,3
9,0
k
k






2
0 1
1
9,0.3,75
[ ] 2,3 2,089(Mpa)
160
K
K
d


    

C


:hệsốkểđếnảnhhưởngcủagócôm
1


0 0 0
1
1 0,003(180 ) 1 0,003(180 164,8 ) 0,954
C


      

V
C
:hệsốkểđếnảnhhưởngcủalựclytâmđếnđộbáncủađaitrênbánhđai
2
1 (0,01 1)
V V
C k V
  

Dosửdụngđaivảicaosu
0,04
V
k 

2
1 0,04(0,01.5,9 1) 1,026
V

C    

0
C
:hệsốkểđếnvịtrícủabộtruyềnvàphươngphápcăngđai.Trabảng
4.12
[1]
57
B
vớigócnghiêngcủabộtruyền
0
60


tađược
0
1
C


Dovậy:
0
[ ] [ ] 2,089.0,954.1,026.1 2,045(Mpa)
F F v
C C C
 
 
  

Chiềurộngđai:

264,41.1,0
34,48(mm)
[ ] 2,045.3,75
t t
F
F K
b
 
  

ChiềurộngbánhđaiB:
Trabảng
4.1
[1]
51
B
vớib=40(mm)trabảngB21.16tacóB=50(mm)
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang10
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lựccăngbanđầu:
0 0
. . 1,6.3,75.40 244,5(N)
F b
 
  

Lựctácdụnglêntrục:

0
1
0
164,8
2 .sin( ) 2.244,5.sin( ) 484,70(N)
2 2
r
F F

  

2.6 Bảng thông số
Thôngs
ố

Kýhi
ệu

Giátr
ị

Lo
ạiđai

b
-
800


Đư

ờng
kínhbánhđainh
ỏ

1
d

160
(mm)

Đư
ờngkínhbánhđailớn

2
d

400

(mm)

Chi
ềurộngđai

b

34,48
(mm)

Chi
ềud

àyđai



3,75

(mm)

Chi
ềurộngbánhđai

B

50

(mm)

Chi
ềud
àiđai

L

2800

(mm)

Kho
ảngcáchtrục


a

900

(mm)

Gócômbánhđainh
ỏ

1


0
164,8

L
ựccăngbanđầu

0
F

244,5

(N)

L
ựctácdụngl
êntr
ục


r
F

484,70

(N)





PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG
THẲNG
Thôngsốđầuvào:
P=P
I
=1,48(kW)
T
1
=T
I
=53135(Nmm)
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang11
n
1
=n
I

=266(vg/ph)
u=u
br
=4
L
h
=18000(giờ)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
 Trabảng
6.1
[1]
92
B
,tachọn:
 Vậtliệubánhrănglớn:
 Nhãnhiệuthép:45
 Chếđộnhiệtluyện:Tôicảithiện
 Độrắn:
:192 240
HB

TachọnHB
2
=230
 Giớihạnbềnσ
b2
=750(MPa)
 Giớihạnchảyσ
ch2
=450(MPa)

Vậtliệubánhrăngnhỏ:
 Nhãnhiệuthép:45
 Chếđộnhiệtluyện:Tôicảithiện
 Độrắn:HB=192÷240,tachọnHB
1
=245
 Giớihạnbềnσ
b1
=850(MPa)
 Giớihạnchảyσ
ch1
=580(MPa)

3.2.Xác định ứng suất cho phép
3.2.1.Ứng suất tiếp xúc cho phép[σ
H
] và ứng suất uốn cho phép [σ
F
]

 
0
lim
0
lim
[ ]
[ ]
H
H R v xH HL
H

F
F R S xF FL
F
Z Z K K
S
Y Y K K
S













,trongđó:
 Chọnsơbộ:
 
1
1
R v xH
R S xF
Z Z K
Y Y K







S
H
,S
F
–Hệsốantoànkhitínhtoánvềứngsuấttiếpxúcvàứngsuấtuốn:Tra
bảng
6.2
[1]
94
B
với:
 Bánhrăngchủđộng:S
H1
=1,1;S
F1
=1,75
 Bánhrăngbịđộng:S
H2
=1,1;S
F2
=1,75

0 0
lim lim
,

H F
 
-Ứngsuấttiếpxúcvàuốnchophépứngvớisốchukỳcơsở:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang12
 
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB



 





 =>
 Bánhchủđộng:
0

lim1 1
0
lim1 1
2 70 2.245 70 560( )
1,8 1,8.245 441( )
H
F
HB MPa
HB MPa



    


  



 Bánhbịđộng:
0
lim2 2
0
lim2 1
2 70 2.230 70 530( )
1,8 1,8.230 414( )
H
F
HB MPa
HB MPa




    


  



 K
HL
,K
FL
–Hệsốtuổithọ,xétđếnảnhhưởngcủathờigianphụcvụvàchếđộ
tải trọngcủabộtruyền:
 
0
0
E
H
F
H
m
HL
HE
F
m
FL
F

N
K
N
N
K
N









,trongđó:
m
H
,m
F
–Bậccủađườngcongmỏikhithửvềứngsuấttiếpxúc.Dobánhrăng
có HB<350=>m
H
=6vàm
F
=6
 N
HO
,N
FO

–Sốchukỳthayđổiứngsuấtkhithửvềứngsuấttiếpxúcvàứngsuất
 uốn:
 
2,4
6
30.
4.10
HO HB
HO
N H
N








 
2,4 2,4 6
1 1
2,4 2,4 6
2 2
6
O1 O2
30. 30.245 16,26.10
30. 30.245 13,97.10
4.10
HO HB

HO HB
F F
N H
N H
N N

  

  


 


 N
HE
,N
FE
–Sốchukỳthayđổiứngsuấttươngđương:Dobộtruyềnchịutải
trọngtĩnh=>N
HE
=N
FE
=60c.n.t
∑
,trongđó:
 c–Sốlầnănkhớptrong1vòngquay:c=1
 n–Vậntốcvòngcủabánhrăng
 t
∑

–tổngsốthờigianlàmviệccủabánhrăng

6
1 1 1
6
1
2 2 2
60. . . 60.1.266.18500 295,26.10
266
60. . . 60. . . 60.1. .18500 73,81.10
4
HE FE
HE FE
N N c n t
n
N N c n t c t
u

 

   


    



Tacó:N
HE1
>N

HO1
=>lấyN
HE1
=N
HO1
=>K
HL1
=1
 N
HE2
>N
HO2
=>lấyN
HE2
=N
HO2
=>K
HL2
=1
 N
FE1
>N
FO1
=>lấyN
FE1
=N
FO1
=>K
FL1
=1

 N
FE2
>N
FO2
=>lấyN
FE2
=N
FO2
=>K
FL2
=1
Dovậytacó:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang13

0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
0
lim1
1 1
1
0

lim2
2 2
2
560
[ ] .1.1 509,10 )
1,1
530
[ ] .1.1 481,82( )
1,1
441
[ ] .1.1 252( )
1,75
414
[ ] .1.1 236,57( )
1,75
H
H R v xH HL
H
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
F
F R S xF FL
F
Z Z K K MPa
S
Z Z K K MPa

S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K MPa
S









  
  

  
  













Dođâylàbộtruyềnbánhrăngcônrăngthẳng
=>
1 2
min( , ) 481,82
H H H
  
 
(MPa)

3.2.2.Ứng suất cho phép khi quá tải
ax 1 2
1 ax 1
2 ax 2
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.580 1624( )
[ ] 0,8. 0,8.580 464( )
[ ] 0,8. 0,8.450 360( )
H m ch ch
F m ch
F m ch
m MPa
MPa
MPa
  
 
 
  


  



  


3.2.3.Xácđịnhchiềudàicônngoài 
Theocôngthức(6.15a):
 
 
1
2
3
2
.
1 .
.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u


 


Với
▪T
1

làmômenxoắntrêntrụcchủđộng.T
1
= T
I
=53135(N.mm)
▪[σ
H
]-ứngsuấttiếpxúcchophép;[σ
H
]=481,82(MPa).
▪K
R
–hệsốphụthuộcvàovậtliệulàmbánhrăngvàloạibánhrăng:Đốivớibánh
răngcônrăngthẳnglàmbằngthép=>
1 3
50
R
K MPA


U-Tỉsốtruyềnu=4
be
K
-Hệsốchiềurộngvànhrăng:chọnsơbộ
0,25
be
K 

=>
. 0,25.4

0,57
2 2 0,25
be
be
K u
K
 
 

K
Hβ
,K
Fβ
–Hệsốkểđếnsựphânbốkhôngđềutảitrọngtrênchiềurộngvànhrăng
 khitínhvềứngsuấttiếpxúcvàuốn:Trabảng
6.21
[1]
113
B
với
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang14
-
.
2
be
be
K u

K


0,57
-SơđồbốtrílàsơđồI
-HB<350
-Loạirăngthẳng
-Tađược
1,12
1,24
H
F
K
K










Dovậy
 
 
1
2 2
3

3
2
2
.
53132.1,12
1 . 50. 4 1 144
0,25(1 0,25).4.481,82
.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u


    



3.4 Xác định các thông số ăn khớp.
3.4.1 Đường kính vòng chia ngoài
1
2 2
2. 2.144
69,85
1 1 4
e
e
R

d
u
  
 
(mm)
TrabảngB
6.22
114
[1]với
1
e
d
=69,85vàtỉsốtruyềnlàu=4.tađượcsốrăng
1
17
p
Z


TacóHB<350=>Z
1
=1,6.17=27.2chọnZ
1
=27
Đườngkínhvòngtrungbìnhvàmôduntrungbình
1 1
(1 0,5. ). (1 0,5.0,25)69,85 61,12
m be e
d K d    
(mm)

m
tm
=d
m1
/Z
1
=61,12/27=2,26
Môdunvòngngoài
M
te
=
 
tm
be
m
1 – 0,5.K
=
 
2,26
 2,58
1 – 0,5.0,25

(mm)
TrabảngB
6.8
99
[1]chọn
te
M
theotiêuchuẩn

te
M
=2,5(mm)
Môdunvòngtrungbình
(1 0,5. ) (1 0,5.0, 25).2,5 2,19
tm be te
M K m    
(mm)
3.4.2Xácđịnhsốrăng:
1
1
61,12
27,91
2,19
m
tm
d
Z
m
  
chọn
1
Z
=27
2 1
. 4.27 108
Z u Z  

Suyratỉsốtruyềnthựctế:
u


=
Z

Z

=
108
27
=4
ΔU=
u

− u
u
.100% = 
4 −4
4
.100% =0%
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang15
VìU=0%<4%,suyrathoảmãn.
3.4.3Xácđịnhgóccôn
1
(27 /108) 14,04
o
arctg


 

2
90 14,04 75,96

     

3.4.4xácđịnhhệsốdịchchỉnh:
Đốivớibộtruyềnbánhrăngcônrăngthẳngtasửdụngchếđộdịchchỉnhđều:
1 2
0
X X
 

TrabảngB
6.20
112
[1]với
1
Z
=27;
t
U
=4,tađượcx1=0,36;x1=-x2=0,36
3.4.5xácđịnhđườngkínhtrungbìnhvàchiềudàicônngoài:
Đườngkínhtrungbình


 
1 1

2 2
. 2,19.27 59,13 mm
. 2,19.108 236,52 mm
m tm
m tm
d m Z
d m Z
  


  



Chiềudàicônngoài:
2 2 2 2
e 1 2
2,5
R . 27 108 139,15
2 2
te
m
Z Z    
(mm)
3.5. Xác định các hệ số và một số thông số động học
Tỷsốtruyềnthựctế:u
t
=4
Vậntốctrungbìnhcủabánhrăng:
v=

πd

n

60000
=
3,14.59,13.266
0,82
60000

(m/s)
Vớibánhrăngtrụrăngnghiêngvàv=0,82(m/s)trabảng
.

[1]tađựoccấpchính
xáccủavbộtruyềnlà:CCX=9.
Traphụlục2.3/250[1],với:+CCX=9
+HB<350
+v=0,82(m/s)
Nộisuytuyếntínhtađược:
K
Hv
=1,01
 K
Fv
=1,03
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang16

Vớicấpđộchínhxác9,khiđócầngiacôngđạtđộnhámR
a
=2,5 1,25(m)

Z
R
=
0,95.
HB<350,v=0,82(m/s)<5m/s;suyraZ
V
=1.
vớid
m2
=237(mm)<700mmsuyraK
xH
=1
ChọnY
R
=1
Y
S
=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln(3)=1,0036
Dobộtruyềnbánhrănglàbánhrăngcônrăngthẳngnên

H
K
=1

F
K

=1
Hệsốtậptrungtảitrọng:

H
K
=1,12;

F
K
=1,24(chọnởmục2.3).
3.6.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng.
3.6.1.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
2
1
2
1
2. . . 1
. . . [ ].
0,85 . .
H t
H M H H
t m
T K u
Z Z Z
b u d

 

 


Z
M
–Hệsốxétđếncơtínhcủavậtliệubánhrăng
Bảng6.5-T96:Z
M
=274[MPa]
1/3
.
Z
H
–hệsốkểđếnhìnhdạngbềmặttiếpxúctrabảng
6.12
[1]
106
B
Vớix1+x2=0vàđược
suyraZ
H
=1.76

Z
ε
-hệsốxétđếnsựtrùngkhớpcủahaibánhrăng:
4
3
Z






.
vàhệsốtrùngkhớpngangε
α
cóthểtínhgầnđúngtheocôngthức:
ε

=1,88 − 3,2
1
Z

+
1
Z

=1,88 − 3,2
1
27
+
1
108
=1,73
Suyra:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang17
4
4 1,73
0,87

3 3
Z





  


K
H
–hệsốtảitrọngkhitínhtoántiếpxúc

HvHHH
KKKK



K

=1,12.1.1,01=1.13
Chiềurộngvànhrăng
.
be e
b K R

=0,25.140=35
Thayvàotađược:
2

2
2.53135.1,13. 4 1
274.1,76.0,87. 457,68
0,85.35.4.59,13
H


 

Xácđịnhchínhxácứngsuấttiếpxúcchophép;
Ứngsuấttiếpxúcchophép[σ
H
]đượctínhtheocôngthức


 
481,82 457,68
.100% .100% 5% 10%
481,82
H H
H
 



  

 ĐủbềnvàThỏamãn
3.6.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn .
Côngthức:

 
1. 1
1 1
1
2. . . . .
0,85. . .
F F
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
 
 
 

][
2
1
21
2
F
F
FF
F
Y
Y






1 2
[ ],[ ]
F F
 
-Ứngsuấtuốnchophépcủabánhchủđộngvàbịđộng:
 
1 1
2 1
[ ] [ ]. 252.1,006.1 252( )
[ ] [ ]. 236,57.1,006.1 237( )
F F R S xF
F F R S xF
Y Y K MPa
Y Y K MPa
 
 
  


  



trongđó
Y

=
1
ε


=
1
1,73
=0,58
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang18
Hệsốkểđếnđộnghiêngcủarăng:
1
Y


Dolàbánhrăngthẳng
(hệsốkểđếnđộnghiêngcủarăng).
21
,
FF
YY
-hệsốdạngrăngcủabánh1và2phụthuộcvàosốrăngtươngđương
1
1
1
27
27,83
os os14,04
V
o
Z

Z
c c

  

2
2
2
108
445,18
os os75,96
V
o
Z
Z
c c

  

.Trabảng:
 
6.18
1
109
B
,vớihệsốdịchchỉnh
X1=
Y
F1
=3,45;Y

F2
=3,53
F
K
-hệsốtảitrọngkhitínhvềuốn.
FvFFF
KKKK


.
K

=1,24.1.1,03=1,28
Vậy:
σ

=
1 1
1
2. . . . .
2.53135.1,28.0,58.3,45
70,65
0,85 . . 0,85.35.59,13.2,19
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
 
 


σ

=
70,65.3,53
3,45
=72,29
Do: 
F1
=70,65MPa<[
F1
]=252Mpa;

F2
=72,29MPa <[
F2
]=237Mpa
Dovậybánhrăngđảmbảođiềukiệnbềnvềuốn.
3.6.3.Kiểm nghiệm về quá tải:
 
 
 
ax
ax
ax1 1 1
ax
ax2 2 2
ax
.
.
Hm H qt H

m
Fm qt F F
m
Fm qt F F
m
K
K
K
  
  
  

 


 


 



 K
qt
–Hệsốquátải:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang19
 

ax ax
2,2
m m
qt
dn
T T
K
T T
  

 Dovậy:
 
 
 
 
ax
ax
ax1 1 1
ax
ax2 2 2
ax
463,71 2,2 687,79( ) 1624( )
. 2, 2.70,65 155,43( ) 464( )
. 2, 2.72, 29 159,04( ) 360( )
Hm H qt H
m
Fm qt F F
m
Fm qt F F
m

K MPa MPa
K MPa MPa
K MPa MPa
  
  
  

    


    


    




3.7. Các thông số hình học của cặp bánh răng:
-Đườngkínhvòngchia:
1 1
2 2
. 2,5.27 67,5( )
. 2,5.108 270( )
e te
e te
d m Z mm
d m Z mm
  
  


-chiềucaorăngngoài
2,2. 2,2.2,5 5,5( )
e te
h m mm
  

-chiềucaođầurăngngoài:

1 1
2 2
( ) (1 0,38).2,5 3,45( )
( ) (1 0,38).2,5 1,55( )
ae te te
ae te te
h h X m mm
h h X m mm
    


    


Chiềucaochânrăngngoài
1 1
2 2
(5,5 3, 45) 2,05( )
(5,5 1,55) 3,95( )
fe te ae
fe te ae

h h h mm
h h h mm
    



    



Đườngkínhđỉnhrăngngoài


 
1 1 1 1
2 2 2 2
2 . os 67,5 2.3, 45. os14,04 74,19
2 . os 270 2.1,55. os75,96 270,80
ae e ae
ae e ae
h d h c c mm
h d h c c mm


    


    




3.8. Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng nghiêng

Nhưvậytacóbảngthôngsốchínhcủabộtruyền:





ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang20
Thôngs
ố

Kíhi
ệu

Giátr
ị

Chi
ềud
àicônngoài

e
R

139,5


Môdunvòngngoài

te
m

2,5

Chi
ềurộngv
ànhrăng

b

35

T
ỉsốtruyền

t
u

4

Gócnghiêngc
ủarăng



0


S
ốrăngcủabánhrăng

1
Z

27

2
Z

108

H
ệsốdịchchỉnhchiều
cao
1
X

0,38

2
X

-
0,38

Đư
ờngkínhv

òngchia
ngoài
1
e
d

67,5

2
e
d

270

Gócchiacôn
1


14,04

2


75,96

Chiềucaorăngngoài
e
h

h

e
=2h
te
m
te
+c;m
te
=2,5
h
te
=cosβ=1(mm);c=0,2m
te
=0,5
(mm)
→h
e
=2×1×2,5+0,5=5,5(mm)

Chiềucaođầurăngngoài
ea
h

h
ae1
=(h
te
+x
n1
cosβ)m
te

=3,45(mm)
x
n1
=x
1
=0,38
h
ae2
=2h
te
m
te
–h
ae1
=1,55(mm)

Chiềucaochânrăngngoài

1
fe
h

2,05

2
fe
h

3,95


Đườngkínhđỉnhrăng
ngoài
1
ea
d

74,19

2
ea
d

270,80


ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang21
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
 Thôngsốđầuvào:


4.1.1Chọnkhớpnối:
 Tasửdụngkhớpnốivòngđànhồiđểnốitrục:
 Tachọnkhớptheođiềukiện:
 
cf
t kn

cf
t kn
T T
d d








 Trongđó:
 
 
3
3
203925
40,81
0,2 0, 2.15
II
sb
T
d

  

  T
t
–Mômenxoắntínhtoán:T

t
=k.Tvới:
  k–Hệsốchếđộlàmviệc,phụthuộcvàoloạimáy.Trabảng 

 
16.1
2
58
B
talấyk=1,2
  T–Mômenxoắndanhnghĩatrêntrục:
  T=T
II
=203925(N.mm)
 Dovậy:
  T
t
=k.T=1,2.203925=244710(N.mm)
 Trabảng
 
16.10a
2
68
B
vớiđiềukiện:
244710( . )
32( )
cf
t kn
cf

t kn
T N mm T
d mm d

 


 



 Tađượccácthôngsốkhớpnốinhưsau:
 
0
250( . )
32( )
6
105( )
cf
kn
cf
kn
T N m
d mm
Z
D mm













 Trabảng
 
16.10b
2
69
B
với:
250( . )
cf
kn
T N m

tađược:
 
1
3
0
34( )
28( )
14( )
l mm
l mm

d mm










4.1.2Kiểmnghiệmkhớpnối
 a.Kiểmnghiệmsứcbềndậpcủavòngđànhồi:
 
 
0 0 3
2. .
. . .
d d
k T
Z D d l
 
 
,trongđó:



d

-Ứngsuấtdậpchophépcủavòngcaosu.Talấy



(2 4)
d
MPa

 
;
Mômencầntruyền:T=T
II
=203925(N.mm)

ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang22
 Dovậy,ứngsuấtdậpsinhratrênvùngđànhồi:
 
 
0 0 3
2. . 2.1,2.203925
1,98( )
. . . 6.105.14.28
d d
k T
MPa
Z D d l
 
   


 b.Điềukiệnbềncủachốt:
 
 
1
3
0 0
. .
0,1. . .
u u
k T l
d D Z
 
 
,trongđó:



u

-Ứngsuấtchophépcủachốt.Talấy


(60 80) ;
u
MPa

 

 Dovậyứngsuấtsinhratrênchốt:
 

 
1
3 3
0 0
. . 1,2.203925.34
48,12( )
0,1. . . 0,1.14 .105.6
u u
k T l
MPa
d D Z
 
   

 
4.1.3Lựctácdụnglêntrục
 Tacó:
(0,1 0,3)
kn t
F F
 
;lấy
0,2
kn t
F F

trongđó:
 
2 2.203925
3884,29( )

105
t
o
T
F N
D
  

 
0,2 0,2.3884,29 776,86( )
kn t
F F N
  


4.1.4Cácthôngsốcơbảncủanốitrụcvòngđànhồi:
Thôngsố Kýhiệu Giátrị
Mômenxoắnlớnnhấtcóthểtruyềnđược

cf
kn
T

250(N.m)

Đườngkínhlớnnhấtcóthểcủatrụcnối

cf
kn
d


32(mm)

Sốchốt

Z

6

Đườngkínhvòngtâmchốt

D
0

105(mm)

Chiềudàiphầntửđànhồi

l
3

28(mm)

Chiềudàiđoạncôngxôncủachốt

l
1

34(mm)


Đườngkínhcủachốtđànhồi

d
0

14(mm)



4.2. Thiết kế trục
4.2.1Chọnvậtliệu
 Chọnvậtliệuchếtạotrụclàthép45cóσ
b
=600MPa,ứngsuấtxoắnchophép
 [τ]=12÷30Mpa.

4.2.2Xácđịnhlựctácdụng
 b.Xácđịnhgiátrịcáclựctácdụnglêntrục,bánhrăng:
 Lựctácdụnglêntrụctừbộtruyềnđai:F
d
=484,70(N)(N)
 Lựctácdụnglêntrụctừkhớpnối:F
kn
=776,86(N)
 Lựctácdụnglênbộtruyềnbánhrăng:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang23
 -Lựcvòng:

1 2
m1
2
2.53135
1797,22
59,13
I
t t
T
F F
d
   
(N)
 -Lựchướngtâm
1 2 1 1
.tan . os 1797,22.tan 20. os14,04 634,59
r r t
F F F c c
 
   

  
 -Lựcdọctrục
1 2 1 2
.tan . os 1797,22.tan 20. os75,96 158,96( )
a a t
F F F c c N
 
   


4.2.3Xácđịnhsơbộđườngkínhtrục
 -VớitrụcI:
 
3
1
0,2.
I
sb
T
d


,trongđó:
 T
I
–MômenxoắndanhnghĩatrêntrụcI:T
I
=53135(N.mm)
 [τ]-Ứngsuấtxoắnchophép[τ]=15÷30(MPa)vớitrụcvàohộpgiảmtốcta
 chọn[τ]=15(MPa)
 
3
1
53135
26,07( )
0,2.15
sb
d mm
 


 -VớitrụcII:
 
3
2
0,2.
II
sb
T
d



 T
II
–MômenxoắndanhnghĩatrêntrụcII:T
II
=203925(N.mm)
 [τ]-Ứngsuấtxoắnchophép[τ]=15÷30(MPa)vớitrụcvàohộpgiảmtốcta
 chọn[τ]=25(MPa)
 
3
2
203925
34,42
0,2.25
sb
d  
(mm)
 Tachọn:
1

2
30( )
35( )
sb
sb
d mm
d mm







4.2.4Xácđịnhsơbộkhoảngcáchgiữacácgốiđỡvàđiểmđặtlực
 a.Xácđịnhchiềurộngổlăntrêntrục
 Trabảng
 
10.2
1
189
B
với:
1
2
30( )
35( )
d mm
d mm







 Tađượcchiềurộngổlăntrêncáctrục:
01
02
19( )
21( )
b mm
b mm






 b.Xácđịnhkhoảngcáchtrục
 TrụcI:
 Trabảng
 
10.3
1
189
B
tađược:
 4.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải



Trang24
Bánh răng côn
- trêntrụcI:
 



13 1
1,2 1,4 (1,2 1, 4)30 36 42
m
l d
    

Chọn


13
40
m
L mm


- trêntrụcII


23 2
1,2 1,4 (1,2 1,4)35 42 49
m
l d

    

Dođóchọn
23
45( )
m
l mm


Giảsửcóbánhrăngtrụ
- bánhrăngtrụ:+trêntrụcII
22 2
(1,2 1,4) (1, 2 1, 4).35 42 52,5( )
m
l d mm
  

Dođóchọn


22
50
m
l mm


+khớpđànhồi:







12
1,2 2,5 1 1,2 2,5 30 36 75
m
l d mm
  

Dođóchọn


12
45
m
l mm


+Đĩaxích:






31 2
1,2 1,5 1,2 2,5 35 42 52,5
m
l d mm
  


Dođóchọn


31
45
m
l mm


Xácđịnhkhoảngcáchgiữacácgốiđỡvàđiểmđặtlực
Cáckíchthướckhácliênquanđếnchiềudàitrục,chọntheobảng
 
10.3
1
189
B

-Khoảngcáchtừmặtmútcủachitiếtquayđếnthànhtrongcủahộp,hoặckhoảng
cáchgiữacácchitiếtquay:k
1
=8mm;
-Khoảngcáchtừmặtmútổđếnthànhtrongcủahộp:k
2
=5mm;
-Khoảngcáchtừmặtmútcủachitiếtquayđếnnắpổk
3
=15mm;
-Chiềucaonắpổvàđầubulông:h
n

=20mm
Suyra




12 12 12 01 3
0,5 0,5 45 19 15 20 67
c m n
l l l b k h mm
          

Chọn70mm


11 1
2,5 3 (2,5 3).30 75 90
l d mm
  

DođóChọn
11
80
l mm


ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang25





13 11 1 2 13 01 13 1
0,5 . os 80 8 5 40 0,5 19 40. os14,04 132,98
m
l l k k l b b c c mm

            

Chọn
12
133
l mm


TrụcII




22 22 02 1 2
0,5 0,5 50 21 5 8 48,5
m
l l b k k mm
        

Chọn
22

50
l mm






23 22 22 13 2 1
0,5 . os 50 0,5 50 43.cos75,96 8 88
m
l l l b c k mm

        

21 22 23 02 1 2
3 2 50 45 21 3.8 2.5 150
m m
l l l b k k mm
          





31 31 02 3
0,5 0,5 45 21 15 20 70
c m n
l l b k h mm
        


