Luận văn
Thiết kế hệ thống
dẫn động băng tải
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
L I NÓI Đ UỜ Ầ
Đ án môn h c ồ ọ chi ti t máyế là m t môn h c r t c n thi t cho sinh viên nghànhộ ọ ấ ầ ế
c khí nói chung đ gi i quy t m t v n đ t ng h p v công ngh c khí, chơ ể ả ế ộ ấ ề ổ ợ ề ệ ơ ế
t o máy. M c đích là giúp sinh viên h th ng l i nh ng ki n th c đã h c,ạ ụ ệ ố ạ ữ ế ứ ọ
nghiên c u và làm quen v i công vi c thi t k ch t o trong th c t s n xu tứ ớ ệ ế ế ế ạ ự ế ả ấ
c khí hi n nay.ơ ệ
Trong ch ng trình đào t o cho sinh viên, nhà tr ng đã t o đi u ki n choươ ạ ườ ạ ề ệ
chúng em đ c ti p xúc và làm quen v i vi c nghiên c u : “ ượ ế ớ ệ ứ thi t k h th ngế ế ệ ố
d n đ ng băng t i”. ẫ ộ ả Do l n đ u tiên làm quen thi t k v i kh i l ng ki nầ ầ ế ế ớ ố ượ ế
th c t ng h p, còn có nh ng m ng ch a n m v ng cho nên dù đã r t c g ng,ứ ổ ợ ữ ả ư ắ ữ ấ ố ắ
song bài làm c a em không th tránh kh i nh ng sai sót. Em r t mong nh nủ ể ỏ ữ ấ ậ
đ c s đóng góp ý ki n c a th y cô, giúp em có đ c nh ng ki n th c th tượ ự ế ủ ầ ượ ữ ế ứ ậ
c n thi t đ sau này ra tr ng có th ng d ng trong công vi c c th c a s nầ ế ể ườ ể ứ ụ ệ ụ ể ủ ả
xu t.ấ
Cu i cùng em xin chân thành c m n các th y, các cô trong b môn và đ cố ả ơ ầ ộ ặ
bi t là th y ệ ầ H Duy Li n ồ ễ đã t n tình giúp đ em hoàn thành nhi m v c aậ ỡ ệ ụ ủ
mình.
Em xin chân thành c m n !ả ơ
H ng Yên ngày tháng nămư
2008
Sinh viên: Nguy n Hùng C ng.ễ ườ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 1 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H NG D NẬ Ủ ƯỚ Ẫ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 2 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
H ng Yên ngày tháng năm 2008ư
Giáo viên h ng d n:ướ ẫ
THI T K H TH NG D N Đ NG BĂNG T IẾ Ế Ệ Ố Ẫ Ộ Ả
L c đ d n đ ngượ ồ ẫ ộ
1- Đ ng c đi nộ ơ ệ 2- B truy n đai thangộ ề 3- H p gi m t cộ ả ố 4- N i tr cố ụ
5- Băng t iả
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 3 -
1
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
S đ t i tr ngơ ồ ả ọ
S li u cho tr cố ệ ướ
1 L c vòng trên băng t iự ả F 4600 N
2 V n t c băng t iậ ố ả V 0,96 m\s
3 Đ ng kính tang quayườ D 300 mm
4 S nămố 9
5 S ngày trong thángố 26
6 S ca trong ngàyố 3
7 S gi m t caố ờ ộ 6
8 Chi u cao băng t iề ả h 2500 mm
Kh i l ng thi t kố ượ ế ế
1 01 B n thuy t minh ( Aả ế
4
)
2 01 B n v l p h p gi m t c ( Aả ẽ ắ ộ ả ố
0
)
3 01 B n v ch t o ( Aả ẽ ế ạ
3
) : N p trên tr c Iắ ổ ụ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 4 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
PH N I : CH N Đ NG C VÀ PHÂN PH I T SẦ Ọ Ộ Ơ Ố Ỷ Ố
TRUY NỀ
1.1. Công su t c n thi tấ ầ ế
G i Pọ
t
là công su t tính toán trên tr c máy công tác ( KW )ấ ụ
P
đt
là công su t đ ng c ( KW )ấ ộ ơ
η
là hi u su t truy n đ ng.ệ ấ ề ộ
Ta có: P
đt
=
η
β
t
P
(1)
Trong đó :
β
- h s đ ng tr .ệ ố ẳ ị
P
t
=
1000
.VF
=
1000
96,0.4600
= 4,416 (KW)
•
4
3
3
2
21
ηηηηη
=
94,0
1
=
η
- Hi u su t b truy n đaiệ ấ ộ ề
97,0
2
=
η
- Hi u su t b truy n bánh răngệ ấ ộ ề
995,0
3
=
η
- Hi u su t c a m t c p lănệ ấ ủ ộ ặ ổ
1
4
=
η
- Hi u su t kh p n i.ệ ấ ớ ố
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 5 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
η
= 0,94.0,97
2
.0,995
3
= 0,87
•
∑
=
t
t
T
T
ii
2
β
Theo đ ta có :ề
+ t = 6 h s gi m t caố ờ ộ
+ t
1
= 60%t = 0,6.6 = 3,6 gi .ờ
+ t
2
= 40%t = 0,4.6 = 2,4 gi .ờ
+ T
1
= T
+ T
2
= 0,8T.
V y:ậ
( ) ( ) ( )
+++
+++
=
n
nn
ttt
tTtTtT
21
2
2
2
21
2
1
β
=
+
t
t
T
T
t
t
T
T .4,0
.
.8,0.6,0
.
22
=
0,9252
Thay các s li u tính toán đ c vào (1) ta đ c:ố ệ ượ ượ
P
đt
=
87,0
416,4.9252,0
= 4,6962 (KW).
V y là ta c n ch n đ ng c đi n có Pậ ầ ọ ộ ơ ệ
đm
≥ P
đt
• Ki m tra đi u ki n m máy:ể ề ệ ở
dm
mmm
M
M
T
T
≤
⇒
dm
m
M
M
T
T
≤
4,1
⇒
dm
m
M
M
≤4,1
• Ki m tra đi u ki n quá t i:ể ề ệ ả
dm
qt
M
M
T
T
max
≤
⇒
dm
M
M
T
T
max
4,1
≤
⇒
dm
M
M
max
4,1 ≤
1.2. Ch n đ ng cọ ộ ơ
Đ ng c ph i có Pộ ơ ả
đm
≥
P
đt
; k t h p các k t qu trên, tra (b ng 2P ) ta tìm đ cế ợ ế ả ả ượ
đ ng c đi n AO2 – 42 – 2 ( đ ng c đi n không đ ng b ba pha ) công su tộ ơ ệ ộ ơ ệ ồ ộ ấ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 6 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
đ ng c Pộ ơ
dc
= 5,5 KW; s vòng quay c a đ ng c : nố ủ ộ ơ
dc
= 2910 vg/ ph ( sách thi tế
k chi ti t máy b ng 2P trang 322 ).ế ế ả
V i ớ
4,16,1 ≥=
dm
m
M
M
và:
4,12,2
max
≥=
dm
M
M
1.3. Tính s vòng quay trên tr c c a tangố ụ ủ
Ta có s vòng quay c a tr c tang là:ố ủ ụ
n
t
=
300.14,3
96.0.10.60
.
.10.60
33
=
D
V
π
= 61 vg/ ph
1.4. Phân ph i t s truy nố ỷ ố ề
V i đ ng c đã ch n ta có: nớ ộ ơ ọ
dc
= 2910 vg/ ph
P
dc
= 5,5 KW
Theo công th c tính t s truy n ta có: iứ ỷ ố ề
c
=
61
2910
=
t
dc
n
n
= 47,7
i
c
= i
d
.i
bn
.i
bc
Trong đó:
i
c
- T s truy n chungỷ ố ề
i
d
- T s truy n c a b truy n đaiỷ ố ề ủ ộ ề
i
nh
- T s truy n c a b truy n bánh răng tr c p nhanhỷ ố ề ủ ộ ề ụ ấ
i
ch
- T s truy n c a b truy n bánh răng nghiêng c p ch mỷ ố ề ủ ộ ề ấ ậ
Ch n tr c iọ ướ
d
= 2 theo ( b ng 2-2)ả
⇒ i
nh
.i
ch
=
d
c
i
i
=
2
7,47
= 23,85
V i l c đ d n đ ng nh đ cho ta ch n iớ ượ ồ ẫ ộ ư ề ọ
nh
= 1,3.i
ch
⇒ i
ch
=
3,1
85,23
= 4,3
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 7 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
⇒ i
nh
= 1,3.4,3 = 5,6
1.5. Công su t đ ng c trên các tr cấ ộ ơ ụ
- Công su t đ ng c trên tr c I ( tr c d n) là:ấ ộ ơ ụ ụ ẫ
P
I
= P
ct
.
1
η
= 4,6962.0,94 = 4,4144 ( KW)
- Công su t đ ng c trên tr c II là :ấ ộ ơ ụ
P
II
= P
I
.
32
.
ηη
= 4,4144.0,97.0,995 = 4.26 ( KW)
- Công su t đ ng c trên tr c III là:ấ ộ ơ ụ
P
III
= P
II
.
32
.
ηη
= 4,26.0,97.0,995 = 4,1115 ( KW)
1.6 t c đ quay trên các tr cố ộ ụ
- T c đ quay trên tr c I là: nố ộ ụ
1
2
2910
==
d
dc
i
n
= 1455 ( vg/ ph)
- T c đ quay trên tr c II là : nố ộ ụ
2
=
6,5
1455
1
=
nh
i
n
= 259,8 ( vg/ ph)
- T c đ quay trên tr c III là : nố ộ ụ
3
=
3,4
8,259
2
=
ch
i
n
= 60,42 ( vg/ ph)
1.7. Xác đ nh mômen xo n trên các tr cị ắ ụ
- Mômen xo n trên tr c đ ng c theo công th c :ắ ụ ộ ơ ứ
M
dc
= 9,55.10
6
.
dc
ct
n
P
= 9,55.10
6
.
2910
6962,4
= 15412 ( N.mm)
- Mômen xo n trên tr c I là:ắ ụ
M
1
= 9,55.10
6
.
1
n
P
I
= 9,55.10
6
.
1450
4144,4
= 29074 ( N.mm)
- Mômen xo n trên tr c II là:ắ ụ
M
2
= 9,55.10
6
.
2
2
n
P
= 9,55.10
6
.
8,259
26,4
= 156594 ( N.mm)
- Mômen xo n trên tr c III là:ắ ụ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 8 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
M
3
= 9,55.10
6
.
3
3
n
P
= 9,55.10
6
.
42,60
1115,4
= 649865 ( N.mm)
• Ta có b ng thông s sau:ả ố
B ng 1:ả
Tr cụ
Thông số
Đ ng cộ ơ I II III
Công su t P ( KW)ấ 5,5 4,4144 4,26 4,1115
T s truy n iỉ ố ề 2 5,6 4,3 1
V n t c vòng n ( vg/ ph)ậ ố 2910 1455 259,8 60,42
Mômen (N.mm) 15412 29074 156594 649865
PH N II: TÍNH TOÁN B TRUY N ĐAIẦ Ộ Ề
( H th ng d n đ ng dùng b truy n đai thang )ệ ố ẫ ộ ộ ề
2.1. Ch n lo i đaiọ ạ
Thi t k b truy n đai c n ph i xác đ nh đ c lo i đai, kích th c đai vàế ế ộ ề ầ ả ị ượ ạ ướ
bánh đai, kho ng cách tr c A, chi u dài đai L và l c tác d ng lên tr c.ả ụ ề ự ụ ụ
Do công su t đ ng c Pấ ộ ơ
ct
= 5,5 KW và i
d
= 2 và yêu c u làm vi c êm lên taầ ệ
hoàn toàn có th chon đai thang.ể
Ta nên chon lo i đai làm b ng v i cao su vì ch t li u v i cao su có thạ ằ ả ấ ệ ả ể
làm vi c đ c trong đi u ki n môi tr ng m t ( v i cao su ít ch u nhệ ượ ề ệ ườ ẩ ướ ả ị ả
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 9 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
h ng c a nhi t đ và đ m ), l i có s c b n và tính đàn h i cao. Đai v i caoưở ủ ệ ộ ộ ẩ ạ ứ ề ồ ả
su thích h p các truy n đ ng có v n t c cao, công su t truy n đ ng nh .ợ ở ề ộ ậ ố ấ ề ộ ỏ
2.2. Xác đ nh các thông s hình h c ch y u c a b truy n đaiị ố ọ ủ ế ủ ộ ề
2.2.1. Xác đ nh đ ng kính bánh đai nh Dị ườ ỏ
1
T công th c ki m nghi m v n t c:ừ ứ ể ệ ậ ố
V
d
=
≤
1000.60
1
Dn
dc
π
V
max
= ( 30 35 ) m/sữ
⇒ D
1
14,3.2910
1000.60.35
≤
= 230 mm
Theo ( b ng 5.14 ) và ( b ng 5.15 ) ch n Dả ả ọ
1
= 180 mm
⇒ V
d
=
60000
180.14,3.2910
= 27,41 ( m/s) < V
max
= ( 30 35 )ữ
2.2.2. Xác đ nh đ ng kính bánh đai l n Dị ườ ớ
2
Theo công th c ( 5 – 4 ) ta có đ ng kính đai l n:ứ ườ ớ
D
2
= i
d
.D
1
.(1 – x)
Trong đó : i
d
h s b truy n đaiệ ố ộ ề
x: h s tr t truy n đai thang l y ệ ố ượ ề ấ x = 0,02 ( trang 84 sách TKCTM )
⇒ D
2
= 2.180.( 1- 0,02) = 352,8 mm
Ch n Dọ
2
= 360 mm theo ( b ng 5.15 )ả
S vòng quay th c c a tr c b d n:ố ự ủ ụ ị ẫ
n’
2
= ( 1 – x ).
2
1
D
D
.n
dc
( công th c 5-8 trang 85 )ứ
n’
2
= ( 1 – 0,02 ).
360
180
.2910 = 1426 ( vg/ph)
Ki m nghi m: ể ệ
1
21
n
nn
n
′
−
=∆
.100% =
1455
14261455 −
.100% = 2 %
Sai s ố
n
∆
n m trong ph m vi cho phép ( 3 – 5 )%.ằ ạ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 10 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
2.2.3. Xác đ nh ti t di n đaiị ế ệ
V i đ ng kính đai nh Dớ ườ ỏ
1
= 180 mm, v n t c đai Vậ ố
d
= 27,41 (m/s) và P
ct
= 4,6962 (KW) tra b ng (5-13) ta ch n đai lo i Á v i các thông s sau (b ng 5-ả ọ ạ ớ ố ả
11):
S đ ti t di n đaiơ ồ ế ệ Ký hi uệ Kích th c ti t di n đaiướ ế ệ
a
0
14
h 10,5
a 17
h
0
4,1
F (mm
2
) 138
2.3. Ch n s b kho ng cách tr c Aọ ơ ộ ả ụ
Theo đi u ki n: 0,55.(Dề ệ
1
+D
2
) + h
≤
A
≤
2.(D
1
+D
2
)
( V i h là chi u cao c a ti t di n đai)ớ ề ủ ế ệ
Theo b ng (5-16) – trang 94, sách thi t k chi ti t máy.ả ế ế ế
V i : i = 2 ch n A = 1,2.Dớ ọ
2
= 1,2. 360 = 432 (mm)
2.4. Tính chi u dài đai L theo kho ng cách s b Aề ả ơ ộ
Theo công th c (5-1)ứ
L = 2.A +
2
π
(D
2
+ D
1
) +
( )
A
DD
.4
2
12
−
=2.432 +
2
14,3
.(360 + 180 ) +
( )
432.4
180360
2
−
= 1730,55 (mm)
L i có u= ạ
L
V
≤
u
max
= 10
K t h p theo b ng (5-12) l y L = 2800 (mm)ế ợ ả ấ
Ki m nghi m s vòng ch y c a đai trong 1 giâyể ệ ố ạ ủ
Theo CT (5-20):
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 11 -
h
0
a
0
h
a
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
u=
L
V
=
3
10.2800
41,27
−
= 9,79 < u
max
= 10 (m/s)
2.5. Xác đ nh chính xác kho ng cách tr c A theo L = 2800 mmị ả ụ
Theo công th c (5-2):ứ
A =
( ) ( )
[ ]
( )
−−+−++−
2
12
2
2121
.8 2 2.
8
1
DDDDLDDL
ππ
=
( ) ( )
[ ]
( )
−−+−++−
22
180360.8180360.14,32800.2360180.14,32800.2.
8
1
= 972 (mm)
Ki m tra đi u ki n (5-19):ể ề ệ
0,55.(D
1
+ D
2
) + h
≤
A
≤
2.( D
1
+ D
2
)
0,55.(180 + 360) + 10,5
≤
972
≤
2.(180 + 360)
307,5 (mm)
≤
972 (mm)
≤
1080 (mm)
Kho ng cách nh nh t m c đai:ả ỏ ấ ắ
A
min
= A – 0,015.L = 972 – 0,015.2800 = 930 (mm)
Kho ng cách l n nh t đ t o l c căng:ả ớ ấ ể ạ ự
A
max
= A + 0,03.L = 972 + 0,03.2800 = 1056 (mm)
2.6. Ki m nghi m góc ômể ệ
Theo công th c (5-3) ta có:ứ
α
1
= 180
0
-
.
12
A
DD −
57
0
= 180
0
-
972
180360 −
.57
0
= 169,44
0
> 120
0
⇒ Tho mãnả
2.7. Xác đ nh s đai c n thi tị ố ầ ế
S đai c n thi t đ c xác đ nh theo đi u ki n tránh x y ra tr t tr n gi aố ầ ế ượ ị ề ệ ả ượ ơ ữ
đai và bánh đai.
• Ch n ng su t căng ban đ u ọ ứ ấ ầ σ
o
= 1,2 N/mm
2
và theo ch s Dỉ ố
1
tra b ng ta cóả
các h s :ệ ố
[σ
p
]
o
= 1,74: ng su t có ích cho phép ( b ng 5-17)ứ ấ ả
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 12 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
C
α
= 0,98: H s nh h ng góc ôm ( b ng 5-18)ệ ố ả ưở ả
C
t
= 0,4: H s nh h ng ch đ t i tr ng (b ng 5-6)ệ ố ả ưở ế ộ ả ọ ả
C
v
= 0,74: H s nh h ng v n t c (b ng 5-19)ệ ố ả ưở ậ ố ả
F = 138 mm
2
: Di n tích ti t di n đai (b ng 5-11)ệ ế ệ ả
V = 27,41 (m/s): V n t c đaiậ ố
⇒ S đai c n thi t:ố ầ ế
Theo công th c (5-22) có:ứ
Z ≥
[ ]
138.98,0.74,0.4,0.74,1.41,27
6962,4.1000
.1000
=
FCCCV
P
vt
o
p
ct
α
σ
= 2,46
L y s đai Z = 3ấ ố
2.8. Đ nh các kích th c ch y u c a bánh đaiị ướ ủ ế ủ
• Chi u r ng bánh đai:ề ộ
Theo công th c (5-23): B = (Z-1).t + 2.Sứ
Theo b ng (10-3) có : t = 20; S = 12,5ả
⇒ B = (3-1).20 + 2.12,5 = 65 (mm)
• Đ ng kính bánh đai:ườ
Theo công th c (5-24):ứ
+ V i bánh d n: Dớ ẫ
n1
= D
1
+ 2.h
o
= 180 + 2.4,1 = 188,2 (mm)
+ V i bánh b đ n: Dớ ị ẫ
n2
= D
2
+ 2.h
o
= 360 + 2.4,1 = 368,2 (mm)
2.9. Tính l c căng ban đ u và l c tác d ng lên tr cự ầ ự ụ ụ
• L c căng ban đ u v i m i đai:ự ầ ớ ỗ
Theo công th c (5-25) ta có : Sứ
o
= σ
o
.F
Trong đó: σ
o
: ng su t căng ban đ u, N/mmứ ấ ầ
2
F: di n tích 1 đai, mmệ
2
.
⇒ S
o
= 1,2.138 = 165,6 (N)
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 13 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
• L c tác d ng lên tr c:ự ụ ụ
Theo công th c (5-26): Rứ
d
≈ 3.S
o
.Z.sin(
2
1
α
)
V i ớ α
1
= 169,44
o
; Z = 3
⇒ R
d
= 3.165,6.3.sin(
2
44,169
) = 3105,26 (N)
B ng 2: các thông s c a b tru n đaiả ố ủ ộ ề
Thông số Giá trị
Bánh đai nhỏ Bánh đai l nớ
Đ ng kính bánh đaiườ D
1
= 180 (mm) D
2
= 360 (mm)
Đ ng kính ngoài bánh đaiườ D
n1
= 182,2 (mm) D
n2
= 368,2 (mm)
Chi u r ng bánh đaiề ộ B = 65 (mm)
S đaiố Z = 3 đai
Chi u dài đaiề L = 2800 (mm)
Kho ng cách tr cả ụ A = 972 (mm)
Góc ôm
α
1
= 169,44
o
L c tác d ng lên tr cự ụ ụ R
d
= 3105,26 (N))
PH N III: THI T K B TRUY N BÁNH RĂNGẦ Ế Ế Ộ Ề
3.1. Tính toán b truy n bánh răng tr răng th ngộ ề ụ ẳ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 14 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
3.1.1. Ch n v t li u và cách nhi t luy nọ ậ ệ ệ ệ
Do h p gi m t c 2 c p ch t i tr ng trung bình, nên ch n v t li u làmộ ả ố ấ ị ả ọ ọ ậ ệ
bánh răng có đ r n b m t răng HB < 350; t i tr ng va đ p nh , thay đ i, bộ ắ ề ặ ả ọ ậ ẹ ổ ộ
truy n bánh răng quay 2 chi u th i gian s d ng là 9 năm. Đ ng th i đ tăngề ề ờ ử ụ ồ ờ ể
kh năng chày mòn c a răng chon đ r n bánh răng nh l n h n đ r n c aả ủ ộ ắ ỏ ớ ơ ộ ắ ủ
bánh răng l n kho ng 25 50 HB. Ch n:ớ ả ữ ọ
• Bánh răng nh thép 45 tôi c i thi n. Tra (b ng 3-8) ta có các thông s c a thépỏ ả ệ ả ố ủ
nh sau: gi thi t đ ng kính phôi: 60 90 ch n 90 mmư ả ế ườ ữ ọ
+ Gi i h n b n kéo: ớ ạ ề σ
bk
= 750 850 N/mmữ
2
ch n ọ σ
bk
= 850 N/mm
2
+ Gi i h n ch y: ớ ạ ả σ
ch
= 450 N/mm
2
+ Đ r n HB = 210 240 ( ch n HB = 240)ộ ắ ữ ọ
• Bánh răng l n thép 45 th ng hoá. Tra (b ng 3-8) ta có các thông s thép nhớ ườ ả ố ư
sau:
Gi thi t đ ng kính phôi d i 100 mmả ế ườ ướ
+ Gi i h n b n kéo: ớ ạ ề σ
k
= 600 N/mm
2
+ Gi i h n ch y: ớ ạ ả σ
ch
= 300 N/mm
2
+ Đ r n HB = 170 210 ( ch n HB = 210)ộ ắ ữ ọ
(V i c hai bánh răng ta ch n phôi đúc)ớ ả ọ
3.1.2. Xác đ nh ng su t ti p xúc, ng su t u n cho phép v i b truy n c pị ứ ấ ế ứ ấ ố ớ ộ ề ấ
nhanh
Bánh răng ch u t i thay đ i, áp d ng công th c (3-4) ta có:ị ả ổ ụ ứ
N
td
= 60.u.
∑
ii
i
Tn
M
M
2
max
Trong đó: M
i
, n
i
, T
i
: mômen xo n, s vòng quay trong m t phút và t ng s giắ ố ộ ổ ố ờ
bánh răng làm vi c ch đ i;ệ ở ế ộ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 15 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
M
max
: Mômen xo n l n nh t tác d ng lên bánh răng ( đây không tínhắ ớ ấ ụ ở
đ n mômen xo n do quá t i trong th i gian r t ng n)ế ắ ả ờ ấ ắ
U: s l n ăn kh p c a 1 bánh răng khi bánh răng quay m t vòng ( tr ngố ầ ớ ủ ộ ườ
h p này u = 1)ợ
- S chu kỳ làm vi c c a bánh răng nh :ố ệ ủ ỏ
N
td1
= 60.1.[ 1
2
.1455.0,6.50544 + 0,8
2
.1455.0,4.50544] = 377,72.10
7
- S chu kỳ làm vi c c a bánh răng l n:ố ệ ủ ớ
N
td2
= 60.1.[1
2
.259,8.0,6.50544 + 0.8
2
.259,8.0,4.50544] = 67,44.10
7
Theo b ng (3-9) ta chon s chu kỳ c s Nả ố ơ ở
o
= 10
7
⇒ N
td1
> N
o
N
td2
> N
o
L i có:ạ K’
N
=
6
td
o
N
N
K”
N
=
m
td
o
N
N
, chon m = 6
T trên ừ ⇒ K’
N
= K”
N
= 1
• Xác đ nh ng su t ti p xúc cho phép:ị ứ ấ ế
[σ]
tx
=[σ]
Notx
.K’
N
Theo b ng (3-9) ta có ả [σ]
Notx
= 2,6 HB
V y ng su t ti p xúc cho phép c a bánh nh :ậ ứ ấ ế ủ ỏ
[σ]
N1tx
= 2,6.240 = 624 N/mm
2
ng su t ti p xúc cho phép c a bánh l n:ứ ấ ế ủ ớ
[σ]
N2tx
= 2,6.210 = 546 N/mm
2
• Xác đ nh ng su t u n cho phép:ị ứ ấ ố
Vì phôi đúc, thép tôi c i thi n và th ng hoá nên n ả ệ ườ ≈ 1,8 và h s t p trung ngệ ố ậ ứ
su t chân răng Kấ
σ
= 1,8 ( th ng hoá ho c tôi c i thi n trang 44 sách TKCTM)ườ ặ ả ệ
• Đ i v i thép ố ớ σ
-1
= (0,4 0,45)ữ σ
bk
, ch n ọ σ
-1
= 0,45σ
bk
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 16 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
• Răng làm vi c hai m t ( răng ch u ng su t thay đ i, đ i chi u) nên:ệ ặ ị ứ ấ ổ ổ ề
[σ]
u
σ
σ
Kn
K
N
.
".
1−
=
ng su t u n cho phép c aỨ ấ ố ủ
+ Bánh nh :ỏ [σ]
u1
=
8,1.8,1
1.850.45,0
= 118 N/mm
2
+ Bánh l n: ớ [σ]
u2
8,1.8,1
1.600.45,0
=
= 83 N/mm
2
3.1.3. Tính kho ng cách tr c Aả ụ
- Ch n s b h s t i tr ng: K = 1,4ọ ơ ộ ệ ố ả ọ
- ch n h s chi u r ng bánh răng: ọ ệ ố ề ộ ψ
A
= 0,3
áp d ng công th c (3-9): Aụ ứ
( )
[ ]
3
2
2
6
.
.
.
10.05,1
.1
n
K
i
i
A
tx
ψσ
Ν
+≥
Trong đó: i =
2
1
n
n
=
8,259
1455
= 5,6 : t s truy nỉ ố ề
n
2
= 259,8 (vg/ph) s vòng quay trong 1 phút c a bánh răng b d nố ủ ị ẫ
N = 4,4144 (KW): công su t trên tr c 1ấ ụ
⇒ A
≥
( )
3
2
6
8,259.3,0
4144,4.4,1
.
6,5.546
10.05,1
.16,5
+
= 139 (mm) ch n Aọ
sb
=145 (mm)
3.1.4. Tính v n t c vòng v c a bánh răng và ch n c p chính xác ch t oậ ố ủ ọ ấ ế ạ
bánh răng
- V n t c vòng c a bánh răng tr ăn kh p ngoài đ c tính theo công th c:ậ ố ủ ụ ớ ượ ứ
(3-17)
V =
( )
1.1000.60
2
1000.60
1
11
+
=
i
nA
nd
sb
π
π
(m/s)
V i nớ
1
s vòng quay trong 1 phút c a bánh d n:ố ủ ẫ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 17 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
V =
( )
16,5.1000.60
1455.145.14,3.2
+
= 3,35 (m/s)
Theo b ng (3-11) ta chon c p chính xác đ ch t o bánh răng là c p 8ả ấ ể ế ạ ấ
3.1.5. Tính h s t i tr ng K và kho ng cách tr c Aệ ố ả ọ ả ụ
H s t p trung t i tr ng: K = Kệ ố ậ ả ọ
tt
.K
d
Trong đó: K
tt
: H s t p trung t i tr ng;ệ ố ậ ả ọ K
tt
=
2
1+
ttb
K
K
ttb
: H s t p trung t i tr ng khi b truy n không ch y mònệ ố ậ ả ọ ộ ề ạ
K
d
: H s t i tr ng đ ng ; theo ( b ng 3-13) ch n Kệ ố ả ọ ộ ả ọ
d
= 1,55
•
2
16,5
.3,0
2
1
.
+
=
+
=
i
Ad
ψψ
= 0,99 ≈ 1
• Chon tr c đ i x ng sát bánh răng theo ( b ng 3-12) có Kổ ụ ố ứ ả
ttb
= 1,1
⇒ K
tt
=
2
11,1 +
= 1,05
⇒ K = 1,05.1,55 = 1,63
Ch n h s t i tr ng s b Kọ ệ ố ả ọ ơ ộ
sb
= 1,4 nên ta ch n l i A theo công th c:ọ ạ ứ
A = A
sb
.
3
sb
K
K
= 145.
3
4,1
63,1
= 152,54 (mm)
Ch n A = 153 (mm)ọ
3.1.6. Xác đ nh mô đun, s răng và chi u r ng bánh răngị ố ề ộ
Vì đây là bánh răng tr răng th ng nên ta tính mô đun pháp:ụ ẳ
• Xác đ nh mô đun : m = ( 0,01 0,02).Aị ữ
⇒ m = (0,01 0,02).153 = 1,53 3,06ữ ữ
Theo b ng (3-1) ch n m = 2ả ọ
• Tính s răng:ố
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 18 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
- S răng bánh nh : Zố ỏ
1
=
( )
1.
.2
+im
A
=
( )
16,5.2
153.2
+
= 23,18 (răng)
⇒ Ch n Zọ
1
= 23 (răng)
- S răng bánh l n: Zố ớ
2
= Z
1
.i = 23.5,6 = 128,8 (răng)
⇒ Ch n Zọ
2
= 129 ( răng)
• Chi u r ng bánh răng nh : bề ộ ỏ
1
= ψ
A
.A = 0,3.153 = 45,9 (mm)
- Ch n bọ
1
= 50 (mm)
- Chi u r ng bánh răng l n nh h n chi u r ng bánh răng nh kho ng 5 ề ộ ớ ỏ ơ ề ộ ỏ ả ữ
10 mm nên ch n bọ
2
= 45 (mm)
3.1.7. Ki m nghi m s c b n u n c a răngể ệ ứ ề ố ủ
Theo công th c (3-3) có: ứ σ
u
=
bnZmy
K
10.1,19
2
6
Ν
Trong đó : K = 1,63: H s t i tr ngệ ố ả ọ
N: Công su t c a b truy n (kW)ấ ủ ộ ề
y: H s d ng răngệ ố ạ
n: S vòng quay trong m t phút c a bánh răng đang tínhố ộ ủ
m: Mô đun
Z
td
: S răng t ng đ ng trên bánhố ươ ươ
b, σ
u
: B r ng và ng su t t i chân răngề ộ ứ ấ ạ
Theo b ng (3-18):ả
- S răng t ng đ ng c a bánh răng nh :ố ươ ươ ủ ỏ
Z
td1
= Z
1
= 23 (răng)
⇒ H s d ng răng bánh nh : yệ ố ạ ỏ
1
= 0,429
- S răng t ng đ ng c a bánh l n:ố ươ ươ ủ ớ
Z
td2
= 129 (răng)
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 19 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
⇒ H s d ng răng bánh l n: yệ ố ạ ớ
2
= 0,517
• Nh v y ng su t chân răng bánh nh là:ư ậ ứ ấ ỏ
σ
u1
=
50.1455.23.2.429,0
4144,4.63,1.10.1,19
2
6
= 47,86 (N/mm
2
)
Ta th y ấ σ
u1
< [σ]
u1
= 118 (N/mm
2
) ⇒ tho mãnả
• ng su t t i chân răng bánh răng l n là:ứ ấ ạ ớ
σ
u2
= σ
u1
.
2
1
y
y
= 47,86.
517,0
429,0
= 39,71 (N/mm
2
)
Ta th y ấ σ
u2
< [σ]
u2
= 83 (N/mm
2
) ⇒ tho mãnả
3.1.8. Ki m nghi m s c b n bánh răng khi ch u quá t i đ t ng tể ệ ứ ề ị ả ộ ộ
• Ki m nghi m ng su t ti p xúc cho phép khi quá t i (3-43)ể ệ ứ ấ ế ả
+ Bánh răng nhỏ
[σ]
txqt1
= 2,5.[σ]
Notx1
= 2,5.624 = 1560 (N/mm
2
)
+ Bánh răng l nớ
[σ]
txqt2
= 2,5.[σ]
Notx2
= 2,5.546 = 1365 (N/mm
2
)
V i: ớ σ
txqt
=
( )
2
3
6
.
1
.
10.05,1
nb
NKi
iA
+
=
( )
8,259.45
26,4.63,1.16,5
.
6,5.145
10.05,1
3
6
+
= 534,34 (N/mm
2
)
⇒ ng su t ti p xúc quá t i nh h n ng su t cho phép trên bánh răng nh vàứ ấ ế ả ỏ ơ ứ ấ ỏ
bánh răng l nớ
• Ki m nghi m ng su t u n cho phép khi quá t i:ể ệ ứ ấ ố ả
+ Bánh răng nhỏ
[σ]
uqt1
= 0,8.σ
ch
= 0,8.450 = 360 (N/mm
2
)
σ
uqt1
=
bnZmy
K
10.1,19
2
6
Ν
=
50.1455.23.2.429,0
4144,4.63,1.10.1,19
2
6
= 47,86 (N/mm
2
)
σ
uqt1
< [σ]
uqt1
⇒ tho mãnả
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 20 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
+ Bánh răng l nớ
[σ]
uqt2
= 0,8. σ
ch
= 0,8.300 = 240 (N/mm
2
)
σ
uqt2
= σ
u1
.
2
1
y
y
= 47,86.
517,0
429,0
= 39,71 (N/mm
2
)
⇒ σ
uqt2
< [σ]
uqt2
Tho mãnả
3.1.9. Các thông s hình h c c b n c a b truy n bánh răng tr răng th ngố ọ ơ ả ủ ộ ề ụ ẳ
• Mô đun pháp tuy nế m
n
= 2
• S răngố Z
1
= 23 răng; Z
2
= 129 răng
• Góc ăn kh pớ α
o
= 20
o
• Chi u r ng răngề ộ b
1
= 50 (mm)
b
2
= 45 (mm)
• Đ ng kính vòng chiaườ d
c1
= m.z
1
= 2.23 = 46 (mm)
d
c2
= m.z
2
= 2.129 = 258 (mm)
• Kho ng cách tr cả ụ A =
2
21 cc
dd +
=
2
25846 +
= 152 (mm)
• Chi u cao răng ề h = 2,25.m
n
= 2,25.2 = 4,5 (mm)
• Đ h h ng tâmộ ở ướ c = 0,25.m
n
= 0,25.2 = 0,5 (mm)
• Đ ng kính vòng đ nh răng:ườ ỉ
D
e1
= d
c1
+ 2.m
n
= 46 + 2.2 = 50 (mm)
D
e2
= d
c2
+ 2.m
n
= 258 + 2.2 = 262 (mm)
• Đ ng kính vòng chân răng:ườ
D
i1
= d
c1
– 2.m
n
- 2.c = 46 – 2.2 – 2.0,3 = 41,4 (mm)
D
i2
= d
c2
– 2.m
n
– 2.c = 258 – 2.2 – 2.0,3 = 253,4 (mm)
B ng 3:ả Các thông s b truy n bánh răng tr răng th ngố ộ ề ụ ẳ
Thông số Giá trị
Bánh răng nhỏ Bánh răng l nớ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 21 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
S răngố Z
1
= 23 răng Z
2
= 129 răng
Đ ng kính vòng chiaườ d
c1
= 46 mm đ
c2
= 258 mm
Đ ng kính vòng đ nh răngườ ỉ D
e1
= 50 mm D
e2
= 262 mm
Đ ng kính vòng chân răngườ D
i1
= 41,4 mm D
i2
= 253,4 mm
Chi u r ng răngề ộ b
1
= 50 mm b
2
= 45 mm
Môđun M = 2
Kho ng cách tr cả ụ A = 152 mm
Chi u cao răngề h= 4,5 mm
Đ h h ng tâmộ ở ướ c= 0,5 mm
Góc ăn kh pớ
α
o
= 20
o
3.1.10. L c tác d ng lên tr cự ụ ụ
B truy n bánh răng tr răng th ng nên l c d c tr c Pộ ề ụ ẳ ự ọ ụ
a
= 0
Theo công th c (3-49) ta có:ứ
- L c vòng: P = ự
d
M
x
.2
=
69.1455
4144,4.10.55,9.2
6
= 839,83 (N)
- L c h ng tâm Pự ướ
r
: P
r
= P.tgα
o
= 839,83.tg20
o
= 305,67 (N)
3.2. Tính toán b truy n bánh răng tr răng nghiêngộ ề ụ
3.2.1. Ch n v t li u và cách nhi t luy n cho bánh răng c p ch mọ ậ ệ ệ ệ ấ ậ
Ch n:ọ
• Bánh răng nh thép 45 tôi c i thi n. Tra (b ng 3-8) ta có các thông s c a thépỏ ả ệ ả ố ủ
nh sau: gi thi t đ ng kính phôi: 60 90 ch n 90 mmư ả ế ườ ữ ọ
+ Gi i h n b n kéo: ớ ạ ề σ
bk
= 750 850 N/mmữ
2
ch n ọ σ
bk
= 850 N/mm
2
+ Gi i h n ch y: ớ ạ ả σ
ch
= 450 N/mm
2
+ Đ r n HB = 210 240 ( ch n HB = 240)ộ ắ ữ ọ
• Bánh răng l n thép 45 th ng hoá. Tra (b ng 3-8) ta có các thông s thép nhớ ườ ả ố ư
sau:
Gi thi t đ ng kính phôi d i 100 mmả ế ườ ướ
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 22 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
+ Gi i h n b n kéo: ớ ạ ề σ
k
= 600 N/mm
2
+ Gi i h n ch y: ớ ạ ả σ
ch
= 300 N/mm
2
+ Đ r n HB = 170 210 ( ch n HB = 210)ộ ắ ữ ọ
(V i c hai bánh răng ta ch n phôi đúc)ớ ả ọ
3.2.2. Xác đ nh ng su t ti p xúc, ng su t u n cho phép v i b truy n c pị ứ ấ ế ứ ấ ố ớ ộ ề ấ
nhanh
Bánh răng ch u t i thay đ i, áp d ng công th c (3-4) ta có:ị ả ổ ụ ứ
N
td
= 60.u.
∑
ii
i
Tn
M
M
2
max
Trong đó: M
i
, n
i
, T
i
: mômen xo n, s vòng quay trong m t phút và t ng s giắ ố ộ ổ ố ờ
bánh răng làm vi c ch đ i;ệ ở ế ộ
M
max
: Mômen xo n l n nh t tác d ng lên bánh răng ( đây không tínhắ ớ ấ ụ ở
đ n mômen xo n do quá t i trong th i gian r t ng n)ế ắ ả ờ ấ ắ
U: s l n ăn kh p c a 1 bánh răng khi bánh răng quay m t vòng ( tr ngố ầ ớ ủ ộ ườ
h p này u = 1)ợ
- S chu kỳ làm vi c c a bánh răng nh :ố ệ ủ ỏ
N
td1
= 60.1.[ 1
2
.259,8.0,6.50544 + 0,8
2
.259,8.0,4.50544] = 67,44.10
7
- S chu kỳ làm vi c c a bánh răng l n:ố ệ ủ ớ
N
td2
= 60.1.[1
2
.60,42.0,6.50544 + 0.8
2
.60,42.0,4.50544] = 15,7.10
7
Theo b ng (3-9) ta chon s chu kỳ c s Nả ố ơ ở
o
= 10
7
⇒ N
td1
> N
o
N
td2
> N
o
L i có:ạ K’
N
=
6
td
o
N
N
K”
N
=
m
td
o
N
N
, ch n m = 6ọ
T trên ừ ⇒ K’
N
= K”
N
= 1
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 23 -
Tr ng ĐHSPKT H ng Yên – Khoa C Khí Đ ng L cườ ư ơ ộ ự
• Xác đ nh ng su t ti p xúc cho phép:ị ứ ấ ế
[σ]
tx
=[σ]
Notx
.K’
N
Theo b ng (3-9) ta có ả [σ]
Notx
= 2,6 HB
V y ng su t ti p xúc cho phép c a bánh nh :ậ ứ ấ ế ủ ỏ
[σ]
N1tx
= 2,6.240 = 624 N/mm
2
ng su t ti p xúc cho phép c a bánh l n:ứ ấ ế ủ ớ
[σ]
N2tx
= 2,6.210 = 546 N/mm
2
• Xác đ nh ng su t u n cho phép:ị ứ ấ ố
Vì phôi đúc, thép tôi c i thi n và th ng hoá nên n ả ệ ườ ≈ 1,8 và h s t p trung ngệ ố ậ ứ
su t chân răng Kấ
σ
= 1,8 ( th ng hoá ho c tôi c i thi n trang 44 sách TKCTM)ườ ặ ả ệ
• Đ i v i thép ố ớ σ
-1
= (0,4 0,45)ữ σ
bk
, ch n ọ σ
-1
= 0,45σ
bk
• Răng làm vi c hai m t ( răng ch u ng su t thay đ i, đ i chi u) nên:ệ ặ ị ứ ấ ổ ổ ề
[σ]
u
σ
σ
Kn
K
N
.
".
1−
=
ng su t u n cho phép c aỨ ấ ố ủ
+ Bánh nh :ỏ [σ]
u1
=
8,1.8,1
1.850.45,0
= 118 N/mm
2
+ Bánh l n: ớ [σ]
u2
8,1.8,1
1.600.45,0
=
= 83 N/mm
2
3.2.3. Tính kho ng cách tr c Aả ụ
- Ch n s b h s t i tr ng: K = 1,4ọ ơ ộ ệ ố ả ọ
- ch n h s chi u r ng bánh răng: ọ ệ ố ề ộ ψ
A
= 0,3
áp d ng công th c (3-9): Aụ ứ
( )
[ ]
3
2
2
6
.
.
10.05,1
.1
n
K
i
i
A
tx
θψσ
Ν
+≥
Giáo viên h ng d n : H Duy Li nướ ẫ ồ ễ
Sinh viên th c hi n : Nguy n Hùng C ngự ệ ễ ườ - 24 -