đồ án: thiết kế trạm dẫn động băng tải, chương 3 pdf

Chng 3:
Xác định lực căng ban đầu và lực tác
dụng lên trục
Lực căng trên 1 đai đ-ợc xác định theo công thức 4.19
F
0
= 780P
đ
.K
đ
/(v.C

.z) + F
v
(N)
Trong đó:
F
v
: Lực căng do lực ly tâm sinh ra, đ-ợc tính theo
công thức 4.20
F
v
= q
m
.v
2
= 0,105.10,4
2
= 11,36
(N)
Với : q

m
= 0,105 : Khối l-ợng 1 mét chiều dài, tra
theo bảng 4.22
F
0
= 780.4.1,2/(10,4.0,88.2) + 11,36 = 216
(N)
Lực tác dụng lên trục tính theo công thức 4.21
F
r
= 2F
0
.z.sin(
1
/2) = 2.216.2.sin(138
0
/2) = 806,6
(N)
B. thiết kế bộ truyền bánh răng
1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
Vì bộ truyền chịu tải trọng va đập nhẹ và không có yêu cầu gì
đặc biệt nên ta có thể chọn vật liệu 2 cấp bánh răng tra theo bảng
6.1
+) Bánh nhỏ: chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ (241

285)HB, có

b1
= 850 MPa
(N/mm

2
)

ch1
= 580 MPa
(N/mm
2
)
+) Bánh lớn: chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ (192

240)HB, có

b2
= 570 MPa
(N/mm
2
)

ch2
= 450 MPa
(N/mm
2
)
2. Xác định ứng suất cho phép
ứng suất tiếp xúc cho phép [
H
] và ứng suất uốn cho phép
[

F

] đ-ợc xác định theo công thức 6.1 và công thức 6.2
HLxHvR
H
o
H
H
KKZZ
S
][
lim











(N/mm
2
)
FLFCxFsR
F
o
F
F
KKKYY

S
][
lim











(N/mm
2
)
Trong đó:
0
lim
H

,
0
lim
F

: ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép
đối với chu kỳ cơ sở
Z

R
: Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
Z
v
: Hệ số xét đến ảnh h-ởng của vận tốc vòng
K
xH
: Hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc bánh
răng
Y
R
: Hệ số xét đến ảnh h-ởng của độ nhám mặt l-ợn
chân răng
Y
s
: Hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập
chung ứng suất
K
xF
: Hệ số xét đến kích th-ớc bánh răng ảnh h-ởng
đến độ bền uốn
K
FC
: Hệ số xét đến ảnh h-ởng đặt tải
S
H
, S
F
: Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
K

HL
, K
FL
: Hệ số tuổi thọ
Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn từ (180

350)HB ta có
0
lim
H

= 2HB + 70; S
H
= 1,1
0
lim
F

= 1,8HB ; S
H
= 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB
1
= 285; độ rắn bánh lớn HB
2
=
230, khi đó
0
1lim
H

= 2HB
1
+ 70 = 2.285 + 70 = 640
(MPa)
0
1lim
F

= 1,8.HB
1
= 1,8.245 = 513
(MPa)
0
2lim
H

= 2HB
2
+ 70 = 2.230 + 70 = 530
(MPa)
0
2lim
F

= 1,8.HB
2
= 1,8.230 = 414
(MPa)
Theo công thức 6.5 ta có

N
HO
= 30.
4,2
HB
H
Trong đó
N
HO
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về ứng
suất tiếp xúc
H
HB
: Độ rắn Brinen
N
HO1
= 30.285
2,4
= 2,34.10
7
; N
HO2
= 30.230
2,4
= 1,39.10
7
Do có tải trọng thay đổi, theo công thức 6.7 ta có
N
HE
= 60c(T

i
/T
max
)
3
n
i
t
i
Trong đó:
c = 1 : Số lần ăn khớp trong một lần quay
T
i
, n
i
, t
i
: Lần l-ợt là mô men xoắn, số vòng quay và
tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng
đang xét
N
HE2
= 60c.(n
1
/i
1
).t.(T
i
/T
max

)
3
.t
i
/t
i
Thay số vào ta đ-ợc
N
HE2
= 60.1.(507/3,56).(4.250.2.8).(1
3
.0,5 + 0,6
3
.0,25 +
0,4
3
.0,25)
= 7,793.10
7
> N
HO2
K
HL2
= 1
N
HE1
= 60.1.(1420/2,8).(4.250.2.8).(1
3
.0,5 + 0,6
3

.0,25 +
0,4
3
.0,25)
= 27,75.10
7
> N
HO1
K
HL1
= 1
Nh- vậy theo công thức 6.1a, sơ bộ xác định đ-ợc
[

H
] =
0
lim
H

.K
HL
/S
H
[
H
]
1
=
0

1lim
H

.K
HL1
/S
H
= 640.1/1,1 = 581,8
(MPa)
[
H
]
2
=
0
2lim
H

.K
HL2
/S
H
= 530.1/1,1 = 481,8
(MPa)
Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo công thức
6.12 ta có
MPaMPa
H
HH
H

25,602][25,18,531
2
8,4818,581
2
][][
][
2
21









Với cấp chậm dùng răng thẳng và tính ra N
HE
đều lớn hơn
N
HO
nên K
HL
= 1, do đó
MPa
HH
8,481][][
2
'

2


Theo công thức 6.8 ta có
N
FE
= 60c(T
i
/T
max
)
6
n
i
t
i
N
FE2
= 60c.(n
1
/i
1
).t.(T
i
/T
max
)
6
.t
i

/t
i
N
HE2
= 60c.(n
1
/i
1
).t.(T
i
/T
max
)
3
.t
i
/t
i
Thay số vào ta đ-ợc
N
FE2
= 60.1.(507/3,56).(4.250.2.8).(1
6
.0,5 + 0,6
6
.0,25 +
0,4
6
.0,25)
= 7,016.10

7
> N
FO
= 4.10
6
K
FL2
= 1
N
FE1
= 60.1.(1420/2,8).(4.250.2.8).(1
6
.0,5 + 0,6
6
.0,25 +
0,4
6
.0,25)
= 24,98.10
7
> N
FO
= 4.10
6
K
FL1
= 1
Do đó theo công thức 6.2a với bộ truyền quay 1 chiều (K
FC
=

1), ta đ-ợc:
[

F
] =
0
lim
F

.K
FC
.K
FL
/S
H
[
F
]
1
=
0
1lim
F

.K
FC
.K
FL1
/S
H

= 441.1.1/1,75 = 252
(MPa)
[
F
]
2
=
0
2lim
F

.K
FC
.K
FL2
/S
H
= 414.1.1/1,75 = 236,5
(MPa)
ứng suất quá tải cho phép: theo công thức 6.13 và 6.14 ta có:
[
H
]
max
= 2,8.
ch2
= 2,8.450 = 1260
(MPa)
[


F
]
1max
= 0,8.
ch1
= 0,8.580 = 464
(MPa)
[

F
]
2max
= 0,8.
ch2
= 0,8.450 = 360
(MPa)