Tính toán máy vận chuyển liên tục - Chương 3 pptx

Tính toán máy vận chuyển liên tục - Chương 3


10

Chơng III - tính chính xác
1.Xác định lc căng băng :


Hình 3.1 : Sơ đồ tính lực căng băng
Chia dây băng thành các đoạn từ 1 7 nh hình vẽ , S
1
S
7
thứ tự là lực căng tại các
điểm đó
- Theo công thức : S
i+1
= S
i
W

i+
(
i+1
)

Trong đó : +) S
i
, S
i+1
: Lực căng của dây băng tại hai thứ i và thứ (i+1)
+) W
i
(i+1) : Lực cản tại đoạn giữa hai điểm kế tiếp nhau thứ i và thứ (i+1)
- Theo công thức trong bảng trang 103 - [1]
H

=
. .
x n
b
q L
q


Trong đó : +)
x
q
: là khối lợng trên 1 dơn vị chiều dài nhánh không tải
q
x

=q
b
+ q
k
= 5,5 + 3,83 = 9,33 (KG/m)
+) : là hệ số cản chuyển động = 0,035
+) L
n
: chiều dài của băng theo phơng ngang L
n
= 22,4 (m)
H =
( ) ( )
9,33.0,035.22,4
1,33 6
5,5
m H m
= < =

Ta có lực căng tại các điểm xác định theo S
1
nh sau :
S
1
: coi là ẩn
Lực căng tại điểm 2 :

(
)
(

)
2 1 1 1 1 1
1 1,05 1 1,05
q
S S S k S S S
= + = + =
(CT 5.23 - [1])
15
22,4 m

6m
6

1

2

3

W
12

W

2,3

W
56

W

4,1

4

W
67

5

7

W
12

W
34



11

k
q
: Hệ số tăng lực căng của bộ phận kéo do lực cản tại chi tiết quay k
q
=
1,05 với góc ôm giũa băng và tang là 90
0

Lực căng tại điểm 3 :
S
3
= S
2
+ W
2,3
W
2,3
: Lực căng trên đoạn không tải :
W
1,2
= q
x.
L
2,3
.(.cos - sin) (CT 5.20 - [1])
Trong đó :
+)q
x
= 9,63 - khối lợng phần chuyển động của nhánh băng không tải
+)L : Chiều dài của dây băng L = 23,2 m
+)

: Hệ số cản chuyển động = 0,04 đối với ổ lăn (Bảng 6.16 - [1])
+) : là góc nghiêng của băng = 15
0

W
1,2

= 9,63.23,2.( 0,04.cos15
0
sin15
0
) = - 49 (KG)
Vậy S
3
= S
2
+ W
2,3
= 1,05S
1
49
Lực căng tại điểm 4 :
S
4
= S
3
+ S
3
(k
q
1 ) (CT 5.23 - [1])

= S
3
+ S
3
.(1,05 1) = 1,05S

3
= 1,05(1,05S
1
49) = 1,11S
1
51,5
Lực căng tại điểm 5 :
S
5
= S
4
+ S
4
(k
q
1 ) (CT 5.23 - [1])

= S
4
+ S
4
.(1,07 1) = 1,07S
4
= 1,07.(1,11S
1
49) = 1,19S
1
52
k
q

= 1,07 với góc ôm của dây băng vào tang là 180
0

Lực căng tại điểm 6 :
S
6
= S
5
+ W
5,6
Trong đó :
* W
V
: Lực cản tại vị trí vào tải để truyền cho hàng có tốc độ của bộ phận kéo
W
V
=
36
.vQ
(CT 5.24 - [1])
Trong đó : +) Q : Năng suất tính toán Q = 120 T/h
+) v : vận tốc của dây băng v = 1,25 m/s
W
v
=
120.1, 25
4,167
36
=
(KG)

* W
m
: Lực cản do thành dẫn hớng của máng vào tải
W
m
= 5.l = 5.1,2 = 6 (KG) (CT 5.25 - [1])



12

W
5,6
= W
m
+ W
V
= 4,167 + 6 = 10,167 (KG)
Vậy : S
6
= S
5
+ W
5,6
= S
5
+10,167 = 1,19S
1
52 + 10,167 = 1,19S
1

42,167
Lực căng tại điểm 7 :
S
7
= S
6
+ W
6,7

W
6,7
= (q + q
bl
).(.L
n
+ H) (CT 5.17 - [1])
= (26,67 + 8,2 + 5,5)(0,04.22,4 + 6) = 297 (KG)

Vậy: S
7
= S
6
+ W
6,7
= S
6
+ 297 = 1,19S
1
42,167 + 297 = 1,19S
1

+ 255 (1)
Mặt khác : ta có quan hệ giữ lực căng tại điểm đầu và cuối trên dây băng theo CT ơle :
S
7
= S
1
.e
à
= S
1
.e

0,25.3,5
= 2,4 S
1

à : Hệ số bám giữ dây băng cao su với tamg thép
= 200
0
= 3,5 rad: Góc ôm của dây băng trên tang (2)
Từ (1)&(2) suy ra : S
1
= 211 (KG)
S
7
= 506 (KG)
S
2
= 1,05.S
1

= 222 (KG)
S
3
= 1,05S
1
49 = 222 49 = 173 (KG)
S
4
= 1,11S
1
51,5 = 1,11.211 51,5 = 183(KG)
S
5
= 1,19S
1
52 = 1,19.211 52 = 199 (KG)
S
6
= 1,19S
1
42,167 = 1,19.211 42,167 = 209 (KG)
Kiểm tra độ võng của dây băng :
Độ võng cho phép của dây băng nhánh có tải:

(
)
[ ]
2
max
min

0,025
8.
v l b cl
cl
q q q l
y y l
S
+ +
= =

(
)
(
)
[ ]
2
2
max
min
26,67 8,2 5,5 1, 4
0,034 0,025.1, 4 0,035
8. 8.173
v l b cl
q q q l
y y
S
+ +
+ +
= = = < = =

Độ võng cho phép của dây băng nhánh không tải:

(
)
[ ]
2
max
min
.
0,025
8.
k b cl
cl
q q l
y y l
S
+
= =


(
)
(
)
[ ]
2
2
max
min
.

4,1 5,5 2,8
0,04 0,025.2,8 0,07
8. 8.173
k b cl
q q l
y y
S
+
+
= = = < = =

Vậy dây băng thỏa mn yêu cầu về độ võng cho phép




13


2. biểu đồ lực căng băng theo chu vi
S
1
S
7
S
4
S
5
S
2

S
3
S
6
S
1
S
2
S
3
S
4
S
5
S
6
S
7
S
1
211
222
173
183
299
209
506
211

Hình 3.2 : Biểu đồ lực căng trên băng

3. Kiểm tra các chi tiết đã chọn
3.1 / Kiểm tra dây băng
- Lực căng dây băng lớn nhất S
max
= S
7
= 506 (KG)
- Số lớp màng cốt cần thiết để chịu lực lớn nhất S
4
là :
max 0
.
.
C
S n
i
k B
=

Trong đó : +)
0
n
: Hệ số dự chữ độ bền chọn theo bảng n
0
= 9
+)
C
k
: Giới hạn bền của lớp màng cốt :
k

C
= 55 (KG/cm) với vải bạt - 820 (Bảng 4.7 [1])
+) B : Chiều rộng dây băng tính bằng cm B = 50 cm
Vậy
max 0
.
506.9
1,7 4
. 55.50
C
S n
i
k B
= = = <

- Số màng cốt đ chọn i = 4 > 1,7
Vậy băng đ chọn thoả mn và đảm bảo đủ bền


14


3.2/ Lực kéo cần thiết ở tang truyền động
W = S
V
S
R
= S
4
S

1

= 506 211 = 295 (KG)
3.3/ Kiểm tra đờng kính tang truyền động
- Đờng kính tang truyền động đợc kiểm tra theo áp lực dây băng lên tang
D
t

à

.360
t
PB
W
(CT 6-4 - [1])
Trong đó : +) W: Lực kéo
+)
t
p
: áp lực cho phép của dây băng P
t
= 10000 KG/m
2

+) : Góc ôm của băng lên tang = 180
0

+)
à
: Hệ số ma sát giữa băng và tang à = 0,25 (Bảng 6.6 [1])

D
t

360.295
0,15
0,5.10000.3,14.180.0,25
=
(m)
Đờng kính cần thiết nhỏ nhất là : 0,15 (m)
Đờng kính tang đ chọn D = 0,5 > 0,15 m
Đờng kính tang đ chọn thoả mn yêu cầu làm việc
4 . Tính công suất cần thiết của động cơ
4.1/ Hiệu suất tang truyền động

1 1
0,86
1 .(2. 1) 1 0,05(2.2,14 1)
t
t s
k


= = =
+ +
(CT 6.13 - [1])
Trong đó : +)
t

: Hệ số cản của tang
t

= 0,05
+) k
s
:hệ số kể đến ảnh hởng của truyền động ma sát phụ thuộc vào góc ôm
0,25.3,14
0,25.3,14
2,718
2,14
1 2,718 1
s
e
k
e
à
à
= = =


4.2/ Công suất cần thiết của đông cơ
Công suất trên trục truyền động của băng (kW) ,
N
o
=

t
vW
.102
.
0
(CT 6.12 - [1])

Trong đó: +) W
0
: lực kéo ; W
0
= 259 (KG)
+) v : vận tốc của dây băng; v = 1,25 (m/s) ;
+)

t
: hiệu suất tang truyền động ,

t
=0,9


15

N
o
=
( )
259.1, 25
3,5
102.0,9
kW
=

Công suất trên trục động cơ
N =
( )

0
. 1,15.3,5
4,0
0,96
k N
kW

= =
( CT 6.15 [1])
Trong đó : +) k: hệ số dự trữ công suất chọn k = 1,15 ;
+)

: hiệu suất bộ truyền từ động cơ đến trục tang truyền động tra theo

=

0,96 (bảng 5.1 [1] )

Tra bảng III.19.2 [1] chọn động cơ :
Kiểu động cơ Công suất định mức
trên trục (kW)
Tốc độ quay
của trục (v/p)
Hiệu suất
(%)
Khối lợng
(kg)
A02 42 6

4,0 955 83 65

C
b
d
t
1
3
2
2
4
1
45
2C
B
h
H
BB
L
C
l L
d
2C

Hình 3.3 Động cơ điện
Kích thớc động cơ điện :

L(mm)

B

1
(mm) B
4
(mm) B
5
(mm) H(mm)
576 318 232 165 361

Kích thớc lắp :(mm)
L
3
l b 2C 2C
2
d d
4
h t
1
108 80 12 254 210 38 14 160 41,5



16

4.3/ Tỷ số truyền cầ thiết :
* Tốc độ quay của tang truyền động tính theo công thức 6.16-[1] :
n
t
=
60.
.

t
v
D

=
( )
60.1,25
47,77 /
3,14.0,5
v p
=

* Tỷ số truyền cân thiết của bộ truyền :
i
t
=
nt
nd
=
( )
850
18 /
47,77
v p
=

5. Thành lập sơ đồ truyền động và tính toán bộ truyền
5.1 Sơ đồ truyền động

1: Động cơ

2 : Bánh đai

3 : Tang truyền động

4 : Cặp bánh răng hở



Hình 3.4 Sơ đồ động học hệ truyền động
5.2 Tính toán bộ truyền động
*) Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền tổng : i
t
= i
br
. i
d

Trong đó : +) i
d
là tỷ số truyền của bộ truyền đai. Chọn i
d
= 4
+) i
br
là tỷ số truyền của cặp bánh răng ăn khớp i
br
= i

t
/i
d
= 18/4 = 4,5
*) Xác định thông số trên các trục

brt

: hiu sut ca bánh răng thẳng chn :
0,98
brt

=

ol

: hiu sut ca lăn chn :
0,995
ol

=

+) Trục 1 :
. Công suất :
(
)
1
. . 4,0.0,96.0,995 3,9
dc d ol
P P kW

= = =

.
Tốc độ :
(
)
1
/ 955/ 4 212,5 /
dc d
n n i v p
= = =

. Mô men :
(
)
6 6
1 1 1
9,55.10 . / 9,55.10 .3,9 / 212,5 175270
T P n Nmm
= = =

+) Trục 2 :


17

. Công suất :
(
)

2 1
. . 3,9.0,96.0,995 3,7
d ol
P P kW

= = =

.
Tốc độ :
(
)
1 1
/ 212,5 / 4,5 47,2 /
br
n n i v p
= = =

. Mô men :
(
)
6 6
2 2 2
9,55.10 . / 9,55.10 .3,7 / 47, 2 728890
T P n Nmm
= = =

a/ Tính toán bộ truyền đai :
Chọn loại đai thang thờng có kí hiệu A

Kớch th

c ti

t
di

n(mm)

Lo

i

ai
Kớ
hi

u
t
b


b

h

0
y

Di

n
tớch ti

t
di

n A
(
2
mm
)

k
bỏnh

ai
nh


Chi

u di
gi

i
h

n(mm)

A 11 13 8 2,8 81 100-

200
560-4000

+) Đờng kính bánh đai nhỏ : d
1
= 100 (mm) theo tiêu chuẩn
+) Vận tốc đai :
( )
1
4 4
. .
3,14.100.955
4,5 /
6.10 6.10
dc
d n
v m s

= = =

+) Đờng kính bánh đai lớn :
(
)
2 1
. .(1 ) 4.100.(1 0,01) 396
d
d i d mm

= = =

Trong đó : hệ số trựơt
0,01

=

chọn theo tiêu chuẩn d
2
= 400(mm)
+) Tỉ số truyền thực tế : i
t
=
2
1
400
4,04
.(1 ) 100.(1 0,01)
d
d

= =


+) Sai số tỉ số truyền
4,04 4
.100% .100% 1%
4
t
i
i i
i

= = =

thoả mn điều kiện
+) Chọn sơ bộ tỷ số a/d
2
= 1,2
Vậy khoảng cách trục là : a = 1,2 d
2
= 1,2 . 400 = 480(mm)
+) Chiều dài đai :
( ) ( )
( ) ( )
( )
2
1 2 1 2
2
2
2 4
3,14 100 400 400 100
2.400 1641
2 4.400
d d d d
l a
a
mm
p + -
= + +

+ -
= + + =
(CT 4.14 [2] )
Theo tiêu chuẩn chọn : l = 1800 (mm)
Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ i = v/l = 4,5/1,8 = 2,5 s
-1

1
max
10

= si


18

+) Tính lại khoảng cách trục :
( )
2 2 2 2
8 1015 1015 8.150
650
4 4
a mm
l l+ - D + -
= = =

Trong ó:
( ) ( )
1 2
3,14 100 400

1800 1015
2 2
d d
l
p
l
+ +
= - = - =


( ) ( )
2 1
400 100
150
2 2
d d- -
D = = =

+) Góc ôm trên bánh đai nhỏ :
0 0
2 1
1 min
180 57 145 120
d d
tm
a


= = =

+) Xác định số dây đai :
[ ]
0 1
.
. . . .
d
u z
N k
Z
P C C C C


(CT 4.16 [2] )
Trong đó : . K
đ
= 1,1 hệ số tải trọng động (bảng 4.7 [2] )

. C

: hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
Với
1

= 145
0
C

= 0,88 (bảng 4.15 [2] )
. C
1

hệ số kể để ảnh hởng của chiều dài đai

1
0
1800
1, 05 1,08
1700
l
C
l
= = =

. C
u
: hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền C
u
= 1,14
. C
z
: hệ số kể đến ảnh hởng của sự phan bố không đều tải trọng cho
các dây đai
0,9
Z
C
=


4,1.1,1
4,7
0,89.0,88.1, 08.1,14.0,9

Z
=

Vậy chọn số dây đai là Z = 5
+) Kết cấu bánh đai : Theo bảng 4.21 [2] ta có kích thớc bánh đai





Hình 3.5 : các kích thớc của đai

Kí hiệu H h
0
t e
A 12,5 3,3 15 10
bt
b
1
t
h
0
d
d
a
H

e
B

19

- Chiều rộng
(
)
(
)
(
)
1 2 5 1 .15 2.10 80
B Z t e mm
= - + = - + =

- Đờng kính ngoài bánh đai :
. Bánh đai lớn :
(
)
2 2 0
2 400 2.3,3 406,6
a
d d h mm
= + = + =

. Bánh đai nhỏ:
(
)
1 1 0
2 100 2.3,3 106, 6
a

d d h mm
= + = + =

- Lc cng ai bn u:
780
ct d
o v
P K
F F
C Z
a
n
= + =


v
F
: lc cng ph do lc ly tõm gõy ra

2
v m
F q v
=

m
q
: khi lng 1 một chiu di ai tra bng 4.22 cú
0,105
m
q =

2 2
0,105.4,5 2,12
v m
F q vị = = =

( )
1
780
780.3,9.1,5
2,12 154
24,28.0,98.5
d
o v
PK
F F N
C Z
a
n
ị = + = + =

(
)
(
)
(
)
1
2 . .sin / 2 2.154.5sin 150 / 2 1488
r o

F F Z N
a= = =


b/ Tính toán bộ truyền bánh răng :
- Chọn vật liệu :


Vật liệu Chế độ nhiệt
luyện
ứng suất bền

(
)
b
Nmm


ứng suất chảy
ch

(Nmm)
Độ cứng
HB
Bánh nhỏ(1)

thép 45 Thờng hóa

580 290 190
Bánh lớn(2)

thép 45 Thờng hóa

540 270 170

- theo bảng 6.2 trang 92 - [2]

0
HLim
= 2.HB +70 ;
0
FLim
= 1,8.HB
S
H
= 1,1 ; S
F
= 1,75

0
Hlim1
= 2.190 +70 = 450 Mpa

0
Hlim2
= 2.170 +70 = 450 Mpa

0
Flim1
= 1,8.190 = 342 Mpa

0
Flim2
= 1,8.170 = 324 Mpa

- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :
N
HO
= 30H
2,4
HB
( CT - 6.5 -[4])



20

N
1
HO
= 30.190
2,4
= 8,8.10
6

N
2
HO
= 30.170
2,4

= 6,8.10
6

N
FO
= 4.10
6
: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn
- Số chu kỳ thay đổi về ứng suất tơng đơng :
N
HE
= N
FE
= N = 60.C.n.t

( CT - 6.7 - [4])
Trong đó : +) c : là số lần ăn khớp trong một vòng quay
+) n : là số vòng quay trong một phức
+) t

: tổng số giờ làm việc của bánh răng
N
2
HE
= N
2
HE
= 60.18,96.8.200.1,5 = 9,1.10
6

N
1
HE
= N
1
HE
= 6.9,1.10
6
= 5.10
6

N
1
HE
N
1
HO
K
1
HL
= 1
N
2
HE
N
2
HO
K
2
HL

= 1
N
1
FE
N
1
FO
K
1
FL
= 1
N
2
FE
N
2
FO
K
2
FL
= 1
- Xác định ứng suất :
[
H
]
1
= 410
1,1
450
.

10
1lim
==
H
HLH
S
K

( MPa )
[
H
]
2
= 373
1,1
410
.
20
2lim
==
H
HLH
S
K

( MPa )
[
F
]
1

= 195
75,1
342

10
1lim
==
F
FCFEF
S
KK

( MPa )
[
F
]
2
= 185
75,1
324

20
2
==
F
FCFEFLim
S
KK

( MPa )

K
FC
: hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải K
FC
= 1
- ứng suất quá tải cho phép :
[
H1
]
max
= 2,8.
ch
= 2,8.290 = 812 ( MPa )
[
H2
]
max
= 2,8.
ch
= 2,8.270 = 756 ( MPa )
[
F1
]
max
= 0,8.
ch
= 0,8.290 = 232 ( MPa )
[
F2
]

max
= 0,8.
ch
= 0,8.270 = 216 ( MPa )
- Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a

= k
a
.(i
br
+ 1).
[ ]
3
2
1

.
babrH
H
i
KM


( CT-6.15a [2])


21

Chọn sơ bộ : +)

ba
= 0,3
+)
bđ
= 0,5.
ba
( i + 1 )
+) Với răng thẳng k
a
= 49,5 ; k
H

= 1,07
+) [
H
] = [
H
]
2
= 373 ( MPa )
+) M
1
= 399303 ( N.mm )
a

= 49,5.(6 + 1).
3
2
3,0.6.373
07,1.399303

= 370 mm
- Xác định các thông số ăn khớp :
+) Môđun : m = ( 0,01 4 0,02 ).a

= 3,7 4 7,4
Chọn m = 6
- Vậy số răng của bánh 1 :
Z
1
=
)1.(
.2
+
br
im
a

=
2.370
24,6
6.(4 1)
=
+
chọn Z
1
= 25
Số răng của bánh 2 :
Z
2
= i

br
.Z
1
= 4.25 = 100
- Do đó : a

=
( )
1 2
.( ) 6.(25 100)
375
2 2
m Z Z
mm
+ +
= =

Vậy ta lấy a

= 380 (mm)
- Tỷ số truyền thực tế : i =
2
1
100
4
25
Z
Z
= =

*) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt răng của bộ truyền phải thoả mn điều kiện

H
= Z
M
.Z
H
.Z

.
[ ]
1
1
2. . .( 1)
. .
H
M K i
b i d


+


Theo bảng 6.5 [2] Z
M
= 274 ( MPa
1/3
) : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh
răng ăn khớp

+) Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Z
H
=
76,1
40sin
1.2
2sin
cos.2
0
==



+) Z

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng với bánh răng thẳng
P
= 0
Z

=
3
4

22



: hệ số trùng khớp ngang


= [1,88 3,2.(
21
11
ZZ
+
)].cos = 1,88 3,2(
108
1
18
1
+
) = 1,63
Z

=
3
63,14
= 0,88
+) Đờng kính vòng lăn của bánh nhỏ :
d

1
=
( )
2.
2.380
152
1 4 1
a
mm
i

= =
+ +

Tra bảng (6.13 [2]) chọn cấp chính xác 9 do đó theo bảng 6.16 chọn đợc hệ số kể
đến ảnh hởng của sự sai lệch các bớc răng bánh 1 và 2 g
0
= 82
+) K
H
: hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
K
H
= K
H

.K
H

.K

HV

. K
H

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp
đồng thời với răng thẳng K
H

= 1
. K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
tra bảng K
H

= 1,06
. K
HV
: hệ số kể đén tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
K
HV
=
1
1
. .
1
(2. . . )
H

H H
b d
M K K



+

Trong đó :
H
=
H
.g
0
.v.
a
i

= 0,006.82.0,65
6
380
= 2,5

H
: hệ số kể đến ảnh hởng của ác sai số ăn khớp
b

: chiều rộng vành răng
b

=
ba
.a

= 0,3.380 = 114 mm
+) M
1
: mômeb xoắn trên trục bánh chủ động M
1
= 175270 ( N.mm )
K
HV
=
2,5.114.152
1 1,12
2.175270.1,06.1
+ =

K
H
= 1.1,06.1,12 = 1,18
Thay tất cả các giá trị vào ta có

H
= 274.1,76.0,88
2
2.175270.1,18.(4 1)
150
114.6.152
+

=

- ứng suất tiếp xúc cho phép


23

[
H
] = [
H
].Z
R
.Z
V
.K
XH

+) Z
V
: hệ số kể đến ảnh hởng của vận tốc vòng
+) V = 0,6 < 5 m/s Z
0
= 1
+) Z
R
: hệ số kể đến độ nhám của mặt răng làm việc
Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9
khi đó gia công độ nhám R
Z

= 10 ữ 40 àm Z
R
= 0,9
+)K
XH
: hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng
d
a1
= m.Z
1
+ 2.m = 6.25 + 2.6 = 162 ( mm )
d
a2
= m.Z
2
+ 2.m = 6.100 + 2.6 = 612 ( mm )
d
a
< 700 mm K
XH
= 1
[
H
] = 373.1.0,9.1 = 335,7

H
=
[
]
335

3357,335
=

H
HH


.100% = 0,2% < [
H
] = 4%
*) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

F1
=
mdb
YYYK
FF

2
1
1

à



Trong đó : +) Y

: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
+) Y

: hệ số kể đến độ nghiêng của răng với răng thẳng Y

= 1
+) Y
F1
: hệ số dạng răng của bánh 1 Y
F1
= 4,08
+) K
F
: hệ số tải trọng khi tính về uốn
+) K
F
= K
F

.K
F

.K
FV
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng khi tính về uốn .K
F

= 1,14

K
F

: hệ số tính đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp với răng thẳng .K
F

= 1
K
FV
: hệ số kể đến tải trọng xuất hiện không cùng ăn khớp khi tính
toán về uốn K
FV
= 1 +



FF
F
KKM
db
2
.
1
1.

Với
F
=
F

.G
0
.v.
i
a


Chọn
F
= 0,016 ; g
0
= 82


24


F
= 0.016.82.0,65
6
380
= 6,7
K
FV
= 1 +
1.1,1.399303.2
110.114.6
= 1,1
Do đó : K
F

= 1,14.1.1,1 = 1,3

F1
=
6
.
110
.
114
08,4.1.6,0.3,1.399303.2
= 28 ( MPa )

F1
< [
F1
] = 195 ( MPa )

F2
=
25
08,4
6,3.28
.
1
21
==
F
FF
Y
Y

( MPa )

F2
< [
F2
] = 185 ( MPa )
*) Kiểm nghiệm răng về quá tải

Hmax
=
H
.
qt
K
[
H
]
max

K
qt
: hệ số quá tải K
qt
= 2

Hmax
= 335.
2
= 472,4 < 756 (MPa)

Fmax
=
F
.K
qt
[
F
]
max

F1max
=
F1
.K
qt
= 28.2 = 56 [
F1
]
max
=232 (MPa)

F2max
=
F2
.K
qt
= 25.2 = 50 [
F2
]

max
=216 (MPa)
*) Tính lực tác dụng lên trục
+ Lực vòng :
F
t1
=
( )
1
1
2. 2.175270
2306
152
M
N
d

= =
( N ) = F
t2

+ Lực hớng tâm :
F
r1
=



cos
.

1
tt
tgF
= 2306tg20 = 840 ( N ) = F
r2

+ Lực dọc trục :
F
a1
= F
a2
= 0 (vì đây bánh răng thẳng )

6. Xác định tốc độ và năng suất thực tế của băng
6.1. Tốc độ thực của bộ phận công tác
v
t
=
3,14.0,5.850
1,16( / )
60 60.18
t d
t
D n
m s
i

= =
(CT- 6.18 [1] )
Với : i

t
- tỉ số truyền chung thực tế của bộ truyền .


25

v
t
không khác nhiều so với tốc độ đ chọn
( kiểm tra theo v
t
=
%10%2,7
25,1
25,116,1
<=

) .
6.2. Năng suất thực của băng
Q = k.k

( 0,9.B 0.05 )
2
. v
t
. (CT- 6.19 [1] )
Ttrong đó :+) k = 470 (bảng 6.13 [1] )
+) k

= 0,92 hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng của băng (bảng 6.14 [1] )

+) B = 0,5( m ) ;
+) = 1.6 ( T/ m
3
) .
vậy:
Q = 470.0,92 ( 0,9.0,5 0.05)
2
.1,16.1,6 = 128 (T/h) .
( kiểm tra theo v
t
=
128 120
.100% 6% 10%
120
t
Q Q
Q


= = <
) .
Vậy các thông số đ chọn của bộ truyền thõa mn yêu cầu thiết kế

7. Kiểm tra bộ phận công tác trong thời gian khởi động
Kiểm tra độ bền dây băng trong thời gian khởi động
Số lớp màng cốt cần thiết của dây băng :
i
k
=
dnc

kd
kkBk
S

.5,1
( CT- 6.24 [1] )
trong đó :
+) S
kđ
là lực căng trong dây băng trong thời gian khởi động ;
Theo công thức 6-23 [1] khi hệ số tỉ số giữa mômen khởi động và mômen định
mức của động cơ điện:

k m
kd
102.N .K 102.5,5.0,98.1,2
S = + Sr = + 211 = 783,7 (KG)
v 1,16

Với : N
k
= 5,5 KW là công suất định mức của động cơ
= 0,98 là hiệu suất của bộ truyền (bảng 5.1 [1])
v = 1,16 m/s là tốc độ thực của dây băng
S
r
= 211 là lực căng ở nhánh dây băng đi ra khỏi tang truyền động
+) k
c
= 55 (kG/cm) là giới hạn bền của màng cốt (bảng 4.7 [1] )

+) k
n
= 0,75 là hệ số độ bền chỗ nối dây băng (bảng 6.20 [1])

+) k
đ
1- 0,03.i = 1- 0,03.4 = 0,88 là hệ số làm việc không đều của các lớp
màng cốt trong dây băng ( CT- 6.25 [1] )


26

Thay số ta đợc
i
k
=
1,5.783,7
0,81 4
55.40.0,75.0,88
= <
.
Nh vậy dây băng đ chọn đảm bảo điều kiện làm việc ở chế độ khởi động .
8. Tính chọn các chi tiết khác
8.1/ Tính trục tang chủ động
a)Chọn vật liệu
Thép 45 có giới hạn
b
= 600 MPa

-1

= 0,436.
b
= 0,436.600 = 261,6 (N / mm
2
)

-1
-1
= 0,58.
-1
= 0,58.261,6 = 151,7 ( N/ mm
2
)
[] - ứng suất cho phép = 66,7 N/mm
2

b)Tính sơ bộ:
*) Sơ đồ tính :

Hình 3.8 Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mômen và kết cấu trục tang chủ động
*) Lực tác dụng lên tang bao gồm :


27

+)Trọng lợng tang theo phơng thẳng đứng G = 196kg ;
+) Lực căng của dây băng ở nhánh vào và nhánh ra ;
+) mô men xoắn do động cơ truyền đến, dời 2 lực căng của băng về trục tang :
M = (S
v

-S
r
).D
t
/2 = (506 - 211).500/2 =73750(kGmm) = 737500 (Nmm) .
Trục tang chịu tác dụng của các lực này truyền lên moayơ và tác dụng lên trục tang.
Ta có : R
1
= R
2
= (S
1
+ S
7
)/2 =(211 + 506 )/2 = 358,5 (kG) = 3585(N) .
*) Phản lực gối trục :
Y
A
= Y
B
= G/2 = 196/2 = 98 (kG) = 980 (N)
X
A
= X
B
= R
1
= R
2
= 3585(N) .

*) Mômen uốn tổng tác dụng lên trục:
Tại mặt cắt số 1 & 2:
( )
2 2 2 2
1 2
122500 896250 904583
u u x y
M M M M Nmm
= = + = + =

Tại mặt cắt A, B & 3 : M
u
= 0
*) Mômen tơng đơng tác dụng lên trục
M
tđ
=
2 2
0,75
u
M T
+
(CT 10.16 [2])
Nếu kể đến tác dụng của tải trọng động :
2 2
max
0,75
d u
M k M T
= +

Trong đó k
d
= 1,5 : hệ số tải trọng động
+)Tại mặt cắt 1 :
( )
2 2
max1
1,5 904583 0,75.368750 1438947
M Nmm
= + =

+)Tại mặt cắt 2 :
( )
2 2
max 2
1,5 904583 0,75.737500 1661008
M Nmm
= + =

+)Tại mặt cắt B & 3:
( )
2
max max 3
1,5 0 0,75.737500 613869, 4
B
M M Nmm
= = + =

*) Đờng kính trục tại các mặt cắt đ xét :

Đờng kính trục tính theo công thức :
[ ]
max
3
0,1
M
d

(CT 10.117 [2])
[] - ứng suất cho phép = 66,7 N/mm
2

+)Tại mặt cắt 1 :
( )
3
1
1438947
60
0,1.66,7
d mm
=
+)Tại mặt cắt 2 :
( )
3
2
1661008
63
0,1.66,7
d mm
=

+)Tại mặt cắt B &3:
( )
3
3
638694
46
0,1.66,7
b
d d mm
= =


28

Từ kết quả tính toán trên và dựa trên kết cấu thực của kết cấu. Đờng kính các tiết
diện trục đợc chọn theo dy chuẩn nh sau :
(
)
(
)
(
)
1 2 3
65 ; 60 ; 50
A B
d d mm d d mm d mm
= = = = =

c) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đợc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diên

nguy hiểm thỏa mn điều kiện sau :

[ ]
2 2
. / 3
j j j j j
s s s s s s

= + =

Từ biểu đò mô men và kết cấu trục nhận thấy tiết diện nguy hiểm trên trục là tiết diện
3, chịu tác dụng của mô men uốn và xoắn có trị số lớn nhất. Vì vậy ta chỉ kiểm
nghiệm cho tiết diện 3 .
*)Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp :
1
.
d a m
s
K





=
+
(CT 10.20 [2])
Đối với trục quay ứng suất uốn biến đổi theo chu kì đối xứng nên :
Giá trị trung bình ứng suất pháp :
0

m

=

+)Biên độ ứng suất pháp :
( )
904583
42,7
21195
u
a
M
MPa
W

= = =
+) W - mômen cản uốn
( )
3 3
3
3,14.60
21195
32 32
d
W mm

= = =

+)

:Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi với
(
)
600
b
MPa

=
có :


=
0,05
(Bảng 10.7 [2])
+)


1
: giới hạn mỏi uốn ứng với chu kì đối xứng:

-1
= 0,436.
b
= 0,436.600 = 261,6 (N / mm
2
)
+)
(
)

= +
/ 1 /
d X Y
K K K K

.
=
1,5
Y
K
: Hệ số tăng bền bề mặt trục (Bảng 10.9 [2])
.
=
1,06
X
K
: Hệ số tập chung ứng suất do trạng thái bề mặt (Bảng 10.8 [2])
.


Hệ số kích thớc (Bảng 10.10 [2])
.


=
/ 2,52
K

(Bảng 10.11 [2])
.
(
)

= + =
2,52 1,06 1 /1,5 1,72
d
K

Vậy
1
261,6
3,6
. 1,72.42,7 0,05.0
d a m
s
K





= = =
+ +



29

*)Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp :
1
d a m
s
K





=
+
(CT 10.20 [2])
+)
-1
-1
= 0,58.
-1
= 0,58.261,6 = 151,7 ( N/ mm
2
)
Do trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu ki mạch động nên:
+)
2
max
0
737500
8,6( / )
2. 2.42390
a m

N mm
W


= = = =


3 3
3,14.60
42390
16 16
o
d
W

= = =
(mm
3
)
+)


:Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi với
+)
(
)
600
b
MPa

=
có :


=
0
(Bảng 10.7 [2])
+)
(
)
(
)


= + = + =
/ 1 / 2,52 1,06 1 /1,5 1,72
di X Y
K K K K
+)


=
/ 2,52
K

(Bảng 10.11 [2])
Vậy
1
151,7
10,2

1,72.8,6 0
d a m
s
K





= = =
+ +

Suy ra :
[ ]
2 2 2 2
. / 3,6.10,2 / 3,6 10,2 3.4 3
j j j j j
s s s s s s

= + = + > =

Nh vậy trục đảm bảo độ bền .
8.2. Tính trục tang bị động
a. Chọn vật liệu
Chọn thép 45 có : giới hạn
b
= 600 MPa

-1
=261,6(N/mm

2
)

-1
=151,7(N/mm
2
[] - ứng suất cho phép = 66,7 N/mm
2

b. Tính sơ bộ
*) Lực tác dụng lên tang bao gồm :
+)Trọng lợng tang theo phơng thẳng đứng G = 51kg ;
+) Lực căng của dây băng ở nhánh vào và nhánh ra ;
+) mô men xoắn do động cơ truyền đến, dời 2 lực căng của băng về trục tang :
M = (S
5
- S
4
).D
t
/2 = (199 - 183).400/2 =3200(kGmm) = 32000 (Nmm) .
Trục tang chịu tác dụng của các lực này truyền lên moayơ và tác dụng lên trục tang.
Ta có : R
1
= R
2
= (S
4
+ S
5

)/2 =(183 + 199 )/2 = 191 (kG) = 1910(N) .



30


Hình 3.9 Sơ đồ đặt lực, biểu đồ mômen và kết cấu trục tang bị động
*) Phản lực gối trục :
Y
A
= Y
B
= G/2 = 51/2 = 25,5 (kG) = 255 (N)
X
A
= X
B
= R
1
= R
2
= 1910(N) .
*)Vẽ biểu đồ mômen uốn dựa vào phơng pháp mặt cắt
Từ biểu đồ ta nhận thấy mặt cắt A & B không chịu lực, mặt cắt 1&2 chịu lực giống hệt
nhau. Do vậy ta chỉ xét mặt cắt 1.
*) Mômen tơng đơng tác dụng lên trục
M
tđ
=

2 2
0,75
u
M T
+
(CT 10.16 [2])
Nếu kể đến tác dụng của tải trọng động :
2 2
max
0,75
d u
M k M T
= +

( )
2 2 2 2 2
max
2 2 2
0,75 1,5 0,75
1,5 25500 191000 0,7532000 292016
d u x y
M k M T M M T
Nmm
= + = + +
= + + =

với k
đ
= 1,5 là hệ số tải trọng động .
Đờng kính trục đợc tính theo công thức :

[ ]
max
3
3
292016
35, 2( )
0,1 0,1.66,7
M
d mm

= =
(CT 10.117 [2])


31

Dựa và kết quả tính toán và kết cấu thực đờng kính các tiết diện đợc chọn theo tiêu
chuẩn nh sau: d
1
= d
2
= 40 mm d
A
= d
B
= 35 mm
c) Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn
Vì trục chỉ chịu uốn nên ta xét hệ số an toàn xét riêng /s pháp :
*)Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp :

1
.
d a m
s
K





=
+
(CT 10.20 [2])
Đối với trục quay ứng suất uốn biến đổi theo chu kì đối xứng nên :
Giá trị trung bình ứng suất pháp :
0
m

=


+)Biên độ ứng suất pháp :
( )
2 2
2 2
25500 191000
30,7
6280
x y
u

a
M M
M
Nmm
W W

+
+
= = = =

+) W - mômen cản uốn
( )
3 3
3
3,14.40
6280
32 32
d
W mm

= = =

+)


:Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi với
(
)
600
b

MPa

=
có :


=
0,05
(Bảng 10.7 [2])
+)


1
: giới hạn mỏi uốn ứng với chu kì đối xứng:

-1
= 0,436.
b
= 0,436.600 = 261,6 (N / mm
2
)
+)
(
)


= +
/ 1 /
d X Y
K K K K

.
=
1,5
Y
K
: Hệ số tăng bền bề mặt trục (Bảng 10.9 [2])
.
=
1,06
X
K
: Hệ số tập chung ứng suất do trạng thái bề mặt (Bảng 10.8 [2])
.


Hệ số kích thớc (Bảng 10.10 [2])
.


=
/ 1,64
K

(Bảng 10.11 [2])
.
(
)

= + =

1,64 1,06 1 /1,5 1,13
d
K

Vậy
[ ]
1
261,6
4,6 3
. 1,13.30,7 0,05.0
d a m
s s
K





= = = > =
+ +

Vậy trục đảm bảo điều kiện bền mỏi
8.3. Tính then trên trục tang chủ động
Vì điều kiện trục lắp then là 60 mm, tra (bảng 9.1a [1]) chọn then bằng có kích thớc
b x h x t
1
x t
2
x l
t

= 18 x 11x 7 x 4,4 x 90 .


32


Hình 3.10 Thông số và kích thớc then

Đờng kính trục d (mm) b(mm) h(mm)

t
1
(mm) t
2
(mm) l
t
(mm)
60 18 11 7 4.4 90

a) Kiểm nghiệm về sức bền dập

d
=
[ ]
1
2.
. ( )
x
d
M

d l h t

<

( CT 9.1 [2 ])
Trong đó : +) M
x
= 737500 Nmm là mômen xoắn cần truyền ;
+) d = 60 mm là đờng kính trục ;
+) l = 90 mm là chiều dài then ;
+) [
d
] = 100 N/mm
2
là ứng suất dập cho phép ;

d
=
2.737500
68,3( / )
60.90.(11 7)
N mm
= <

[
d
] .
Vậy then thỏa mn điều kiện bền dập
b) Kiểm nghiệm về sức bền cắt

c
=
2.
2.737500
15, 2
. . 60.90.18
x
t
M
d l b
= =
[
c
] ( CT 9.2 [ 3 ] )
Trong đó : [
c
] = 70 (N/mm
2
) là ứng suất cắt cho phép ;
b = 18 mm là chiều rộng then ;
Vậy then đảm bảo độ bền.
8.4. Tính chon ổ đỡ
a) ổ đỡ trục tang chủ động
*)Lực hớng tâm tác dụng vào ổ :
( ) ( ) ( )
2
2 2 2
1
/ 2 358,5 98 371,6 3716
r

F R G kG N
= + = + = =

*)Lực dọc trục tác dụng vào ổ : F
a
= 0

l

t

t

b

h

d

t

t
1

t
2
l

33

Chọn ổ bi đỡ lòng cầu 2 dy








Hình 3.11: ổ bi đỡ lòng cầu hai dy
*) Tải trong tơng đơng :
Với ổ bi đỡ :
(
)
r a t d
Q XVF YF k k
= +
(CT 11.3 [2])
Trong đó : V : Hệ số kể đến vòng nào quay , vì vòng trong quay nên V= 1
k
t
: Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ k
t
= 1
k
đ
: Hệ số kể đến đặc tính của tải trọng, chọn k
đ

= 1,3 (bảng 11.3 [2])
X, Y : Hệ số tải trọng hớng tâm và dọc trục
tra (bảng 11.4 [2]) chọn X = 1

0,42cot 0, 42.cot 7,02 3, 4
Y g g

= = =


(
)
(
)
(
)
1.1.3716 3, 4.0 1.1,3 4830 4,83
Q N kN
= + = =

*)Khả năng tải động :
m
d
C Q L
=

Trong đó : đối với ổ bi
L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
60 /10
h

L nL
=
(triệu vòng)
n : tốc độ quay của ổ
( )
60 60.1, 25
47,7 /
.0,5
t
v
n v p
D

= = =

chọn L
h
= 12.10
3
(h)

6 3
60 /10 60.47,7.12.10 /10 63 34,344
h
L nL h= = =

Suy ra :
(
)
(

)
3
4,83 34,344 15,7 23,8
m
d
C Q L kN C kN tm
= = = < =

*) Khả năng tải tĩnh :
t
Q
là giá trị lớn hơn trong hai giá trị sau :
(
)
(
)
0 0
0,5.3716 0,22 cot 7,03.0 1858 1,858
t r a
Q X F Y F g N kN
= + = + = =

(
)
3716
t r
Q F N
= =

Kí

hiệu ổ

D
(mm)

D
(mm)

B
(mm)

R
(mm)


0
C
(KN)

C
o

(KN)

1212

60 110 22 2,5 7,03

23,8

15,8

B

r



D