đồ án chi tiết máy hộp giảm tốc 2 cấp ồng trục, bôn truyền đai thang

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI


A.TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
I. Chọn động cơ:
Thông số đầu vào:
1.Lực kéo băng tải F = 9700 (N)
2. Vận tốc băng tải v = 0.49(m/s)
3. Đường kính tang D = 460 (mm)
4. Thời gian phục vụ l
h
= 18000 giờ
5. Số ca làm việc soca = 2 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: 0
o
7. Đặc tính làm việc va đập êm.
1.Công suất làm việc :
2.Hiệu suất hệ dẫn động:
o
• Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta được:
• Hiệu suất bộ truyền trục vít : với
• Hiệu suất bộ truyền xích để hở:
• Hiệu suất ổ lăn:
• Hiệu suất khớp nối
•
1
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường

SHSV:20072634
3.Công suất cần thiết trên trục động cơ
4.Số vòng quay trên trục công tác:
5.Chọn tỉ số truyền sơ bộ
Theo bảng 2.4[1] tr 21
Tỉ số truyền bộ truyền xích:
Tỉ số truyền bộ truyền trục vít

6.Số vòng quay trên trục động cơ:
7.Tính vòng quay đồng bộ của động cơ:
‘Chọn :
8.Chọn động cơ:
Tra bảng phụ lục trong tài liệu [1] chọn động cơ thỏa mãn

II,Phân phối tỉ số truyền
Tỉ số truyền của hệ:
Tỉ số truyền của hộp giảm tốc :
Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài :
2
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
III.Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động
1.Các thông số trên trục:
• Công suất trên trục công tác :
• Công suất trên trục II
• Công suất trên trục I
• Công suất trên trục của động cơ:
• Số vòng quay trên trục động cơ:
• Số vòng quay trên trục I:

• Số vòng quay trên trục II:
• Số vòng quay trên trục công tác:
 Mô men xoắn trên trục động cơ:
 Mô men xoắn trên trục I:
 Mô men xoắn trên trục II:
 Mô men xoắn trên trục công tác:
Trục:
Thông số
Động cơ Trục I Trục II Trục công tác

P(KW) 6,6 6,55 5,2 4,75
n(v/ph) 968 968 48,4 20,34
T(N.mm) 65114 64620 1026033 2230211
B.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
I.Tính toán thiết kế bộ truyền xích:
Thông số yêu cầu:
3
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
1.Chọn loại xích:
Chọn loại xích ống con lăn.
2.Chọn số răng đĩa xích:
Chọn
Vậy chọn
-Tỉ số truyền thực tế :
-Sai lệch tỉ số truyền: 0,8%
3.Xác định bước xích:
Bước xích p đước tra bảng 5.5[1] tr 81 với điều kiện: trong đó:
Ta có :

Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn,có số răng và vận tốc vòng
đĩa xích nhỏ là
Do vậy ta tính được:
: Hệ số răng
Hệ số vòng quay:
 trong đó:
: Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: Tra bảng 5.6[1]tr 82
4
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Với , ta được 1
Chọn ta được
: Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: Tra bảng 5.6[1]tr 82
(Vị trí trục được điều chỉnh bằng đĩa căng hoặc con lăn căng xích)
:: Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được
: Hệ số tải trọng động : Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được (Chế độ làm việc êm)
-Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Tra bảng 5.6[1]tr 82 với số ca
làm việc là 2 ta được =1,25

Công suất tính toán:
Tra bảng 5.5[1]tr 81 với điều kiên:
Ta được:
 Bước xích : p=38,1(mm)
 Đường kính chốt:
 Chiều dài ống:B=35,46(mm)
 Công suất cho phép :[P]=10,5(Kw)
4.Xác định khoảng cách trục và số mắt xích:
Chọn sơ bộ : a=34.p=1295,4(mm)
Số mắt xích :

Lấy x=110
Tính lại khoảng cách trục:
5
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Để xích không quá căng thì cần giảm a một lượng:
=0,003.1278,8=3,84(mm)
Do đó:a=
Số lần va đập của xích i:
Tra bảng 5.9[1] tr 85 với loại xích ống con lăn,bước xích p=38,1(mm)
Số lần va đập cho phép của xích:[i]=20
Thỏa mãn
5.Kiểm nghiệm xích về độ bền:
Q-Tải trọng phá hỏng:Tra bảng 5.2[1]tr 78 với p=38,1(mm) ta được:
• Q=127000(N)
• Khối lượng 1 mét xích: q=5,5(Kg)
-Hệ số tải trọng động:
Do chế độ làm việc trung bình



Trong đó:
6
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634

Hệ số an toàn cho phép:Tra bảng 5.10[1]tr 86 với p=38,1(mm); ta được [s]=7,8
Do vậy:

Thỏa mãn.
6.Xác định các thông số của đĩa xích:
*Đường kính vòng chia:
*Đường kính đỉnh răng:
*Bán kính đáy:

với ta được:

*Đường kính chân răng:
Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc:
Trong đó:

A-Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng 5.12[1] tr 87 với p=38,1(mm)
7
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
A=395()


E-Môdun đàn hồi :
Lực va đập trên m dãy xích:
Vậy chọn vật liệu Thép C45 (Tôi,ram)
7.Xác định lực dọc trục:
Trong đó:



8.Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Kí hiệu Giá trị

1. Loại xích Xích ống con lăn
2. Bước xích p 38,1(mm)
3. Số mắt xích x 110
4. Chiều dài xích L
5. Khoảng cách trục a 1275(mm)
6. Số răng đĩa xích nhỏ

25
7. Số răng đĩa xích lớn

59
8
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
8. Vật liệu đĩa xích Thép C45(Tôi,ram)
9. Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ 304(mm)
10. Đường kính vòng chia đĩa xích lớn 715,87(mm)
11. Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ 320,64(mm)
12. Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn 733,90(mm)
13. Bán kính đáy r 11,22(mm)
14. Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ

281,56(mm)
15. Đường kính chân răng đĩa xích lớn

693,43(mm)
16. Lực tác dụng dọc trục

7766(N)

II.Thiết kế bộ truyền trục vít:
1.Thông số yêu cầu:
2.Chọn vật liệu:
Tính sơ bộ vận tốc trượt: Theo công thức 7.1[1]
Chọn vật liệu là đồng thanh ko thiếc : 10-4-4
Theo bảng 7.1[1]
Tra bảng: 7.2[1] Chọn vật liệu là thép C45 tôi đến độ cứng 50HRC.Bề mặt ren
được mài,đánh bóng.
Tra bảng ta được:
Ứng suất tiếp xúc cho phép :
3.Xác định ứng suất cho phép:
Bộ truyền làm việc một chiều:
=0,25.600+0.08.200=166(Mpa)
Hệ số tuổi thọ:
9
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Trong đó:
Do đó theo công thức 7.6[1]
Từ công thức 7.14[1]
Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :
Ứng suất uốn cho phép khi quá tải :
4.Tính toán thiết kế bộ truyền
a.Tính toán thiết kế
Với tỉ số truyền
Tính sơ bộ q. Ta có
Vậy chọn Hệ số đường kính q=10 tra bảng 7.3[1]
Theo công thức 7.16[1]
Hệ số tải trọng

Chọn
Môdun của trục vít là (c.t7.17[1]):
10
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Tính chính xác lại
Hệ số dịch chỉnh:
b. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc:
Tính chính xác vận tốc trượt:
Trong đó
Hệ số tải trọng
• Tải trọng tĩnh
• Tra bảng 7.6[1] chọn cấp chính xác bộ truyền là 8
• Tra bảng 7.7[1] hệ số tải trọng động
Tra bảng được
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít:
11
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Vậy không cần chọn lại vật liệu.
Hiệu suất bộ truyền trục vít (ct 7.22[1]):

c.Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn:
Trong đó:

Tra bảng 7.8[1]
Vậy ứng suất sinh ra là:
5.Tính lực tác dụng lên trục
Lực vòng trên bánh vít có trị số bằng lực dọc trục trên trục vít
Lực vòng trên trục vít có trị số bằng lực dọc trục trên bánh vít
12
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Lực hướng tâm trên trục vítcó trị số bằng lực hướng tâm trên bánh vít
Góc ăn khớp
6.Bảng thông số
Thông số cơ bản
Số ren trục vít 2
Số răng bánh vít

40
Tỉ số truyền thực tế u 20
Môdun m 8 mm
Hệ số đường kính q 10
Hệ số dịch chỉnh x 0 mm
Góc vít 11.3 rad
13
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Vận tốc trượt 4.135 m/s
Hiệu suất bộ truyền hs 78,84 %

Mô men xoắn trên trục bánh vít 1026033 Nmm
Cấp chính xác 8
Thông số hình học
Khoảng cách trục 200 mm
Đường kính vòng chia trục vít 80 mm
Đường kính vòng chia bánh vít 320 mm
Đường kính vòng đỉnh trục vít 96 mm
Đường kính vòng đỉnh bánh vít 336 mm
Đường kính vòng đáy trục vít 60.8 mm
Đường kính vòng đáy bánh vít 300.8 mm
Đường kính ngoài bánh vít 344 mm
Chiều dài phần cắt ren trục vít 105 mm
Chiều rộng bánh vít 70 mm
Góc ôm 49.5 Độ
C.Tính toán thiết kế trục
I.Tính chọn khớp nối
Thông số đầu vào:
Mômen cần truyền :
Đường kính trục động cơ
1.Chọn khớp nối:
Ta sử dunhj khớp nối vòng đàn hồi đẻ nối trục
Chọn khớp nối theo điều kiện:
Trong đó - Đường kính trục cần nối

–Mômen xoắn tính toán
k-Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1[2] tr 58 lấy k=1,2
14
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634

T- Momen xoắn danh nghĩa trên trục:
Do vậy
Tra bảng 16.10a[2] tr 68 với điều kiện
Ta được:
Tra bảng 16.10b[2] tr 69 với
2.Kiển nghiệm khớp nối
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:
a)Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi
-Ứng suất dập cho phép của vòng cao su
Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:
Thỏa mãn.
b)Điều kiện bền của chốt:
Trong đó:
[]- Ứng suất uốn cho phép của chôt.Ta lấy []=(60) MPa;
Do vậy,ứng suất sinh ra trên chốt:
15
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Thỏa mãn.
3.Lực tác dụng lên trục
Ta có

Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
Thông số Kí hiệu Giá trị
Môment xoắn lớn nhất có thể truyền được 250(N.m)
Đường kính lớn nhất có thể của nối trục 40 (mm)
Số chốt Z 6
Đường kính vòng tâm chốt

105 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi

15 (mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt

34 (mm)
Đường kính của chôt đàn hồi

14 (mm)
16
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
II.Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục:
1.Sơ đồ phân bố lực chung:
 Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích
 Lực tác dụng từ khớp nối
 Lực tác dụng lên trục từ trục vít :
2.Xác định sơ bộ đường kính trục
Theo công thức 10.9[1] tr 188
Trong đó:
T- Môment xoắn , Nmm
-Ứng suất xoắn cho phép,Mpa Lấy =20 Mpa
17
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Trục II( Trục bánh vít):
Chọn

Tra bảng 10.2[1] tr 189
Với thì chiều rộng ổ lăn
3.Xác định khỏang cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Các trị số chọn theo bảng 10.3[1]


*Trục II
• Chiều dài mayơ đĩa xích.(c.t.10.10[1] tr 189)

Chọn
• Chiều dài mayơ bánh vít .(c.t.10.11[1] tr 189)

Chọn
• Tra theo bảng 10.4[1] tr 191
Ta có


18
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634

Sơ đồ tính khoảng cách:
4.Tính cho trục 2
a)Xác định các phản lực tại các gối đỡ.
Chọn hệ tọa độ hình vẽ.
19
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634

Xét trong mặt phẳng yOz


Xét trong mặt phẳng x0z

b)Tính môment uốn tại các thiết diện
• Tại gối đỡ 1 =0
• Tại gối đỡ 2

TẠi vị trí giữa bánh vít:



c)Vẽ biểu đồ môment:
20
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
21
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
d)Mômen uốn tổng và mômen tương đương tại các tiết diện:
Tại gối đỡ


Tại vị trí giữa bánh vít


Tại vị trí lắp đĩa xích: Do

e).Đường kính trục sơ bộ tại các tiết diện:
• Tại gối đỡ 2
• Tại bánh vít
• Tại vị trí đĩa xích
f)Chọn đường kính trục tại các tiết diện





22
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
g)Chon then:
Chọn loại then bằng cao.
• Then lắp tại bánh vít

Theo tiêu chuẩn chọn
• Then lắp tại đĩa xích

Theo tiêu chẩn chọn
Chọn then lắp tại trục bánh vít
Chọn then lắp tại đĩa xích
5.Kiểm nghiệm độ bền then
Điều kiện bền dập
Điều kiện bền cắt:
Ứng suất dập cho phép []=50 Mpa
Ứng suất uốn cho phép []=60 Mpa

• Then tại bánh vít:
Ứng suất dập tính toán:
Ứng suất cắt tính toán:
23
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Vậy then tại bánh vít đủ điều kiện bền.
• Then tại đĩa xích
Ứng suất dập tính toán:
Vậy cần phải sử dụng 2 then cách nhau 180
Ứng suất cắt tính toán:
Vậy then tại đĩa xích đủ điều kiện bền.
6.Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
a)Trục I coi như đảm bảo đọ bền mỏi
b)Tính cho trục II:
Điều kiện để đảm bảo độ bền mỏi của trục:
Trong đó:
[s]: Hệ số an toàn cho phép [s]=3
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất
tiếp.
Với - Giới hạn mỏi uốn ứng với chu kì đối xứng
24
Đồ án chi tiết máy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thái Giáo viên hướng dẫn: Đào Trọng Thường
SHSV:20072634
Với - Giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kì đối xứng
Trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động:
Chọn lắp ghép ổ lăn trên trục theo k6,bánh vít,đĩa xích lắp theo k6 và kết hợp với
lắp then.

• Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại tiết diện lắp ổ lăn

• tra bảng 10.7[1]
• Ta có :
25
Đồ án chi tiết máy