ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

MỤC LỤC

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
------------------------------------

CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
Thông số đầu vào:
1. Lực kéo băng tải : F = 7450 (N)
2. Vận tốc băng tải : v = 0.52(m/s)
3. Đường kính tang: D = 380 (mm)
4. Thời gian phục vụ lh: 13000 giờ
5. Số ca làm việc : soca =2 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngồi: 135o
7. Đặc tính làm việc: va đập vừa

1.1 Chọn động cơ
1.1.1Công suất làm việc lên trục máy cơng tác:

1.1.2.Hiệu suất chung tồn hệ thống:
o
• Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta được:
• Hiệu suất bộ truyền trục vít : với

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:1


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

• Hiệu suất bộ truyền xích để hở:
• Hiệu suất ổ lăn:
• Hiệu suất khớp nối
1.1.3.Công suất yêu cầu trên trục động cơ:

1.1.4 Số vịn g quay trên trục cơng tác:

1.1.5 Chọn tỉ số truyền sơ bộ:

Theo bảng 2.4[1] tr 21 Chọn sơ bộ
Tỉ số truyền bộ truyền xích:
Tỉ số truyền bộ truyền trục vít

1.1.6 Số vịng quay trên trục động cơ:

1.1.7 Chọn động cơ:
Tra bảng phụ lục trong tài liệu [1] chọn động cơ thỏa mãn
Tra bảng trong tài liệu động cơ của cơng ty VietHung Ta có :
Ký hiệu động cơ : 3K132Mb6
=5,5(kW)
=980

1.2 Phân phối tỉ số truyền
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:2


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Tỉ số truyền của hệ:

Chọn sơ bộ :,34
= = 16

1.3 Tính tốn các thơng số trên các trục hệ dẫn động
• Cơng suất trên trục cơng tác :
• Cơng suất trên trục II
• Cơng suất trên trục I
• Cơng suất trên trục của động cơ:
• Số vịng quay trên trục động cơ:
• Số vịng quay trên trục I:
• Số vịng quay trên trục II:

• Số vịng quay trên trục cơng tác:

 Mơ 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:

1.4 Bảng thông số

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:3


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Trục:
Thông số

Động cơ

Trục I

Trục II

Trục cơng tác

P(KW)

5,421

5,313

4,208

3,874

n(v/ph)

980

980

61,25

26,133

T(N.mm)

52875,816

51774,643

656104,49

1413436,485

,34

PHẦN 2 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 Tính tốn thiết kế bộ truyền xích:
Thơng số u cầu
Thơng Số

Kí hiệu

Tỉ số truyền
Vận tốc quay trục chủ động
Công suất cần truyền
Momen xoắn trên trục chủ động
Số ca làm việc
Góc nghiêng đường nối tâm với bộ
truyền ngoài
Chế độ làm việc

Đơn vị

Giá Trị

Soca
@

v/ph
KW
Nmm
Độ

2,34
61,25
4,208

656104
2
135

-

-

Va đập vừa

2.1.1 Chọn loại xích:
Chọn loại xích phổ biến là xích ống con lăn.

2.1.1Chọn số răng đĩa xích:

Chọn

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:4

Ghi
chú


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Vậy chọn
-Tỉ số truyền thực tế :

-Sai lệch tỉ số truyền: 0,84%

2.1.3 Xác định bước xích:
Bước xích p đước tra bảng 5.5[1] tr 81 với điều kiện: trong đó:
-Cơng suất tính tốn =P.K..
Ta có :
Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn,có số răng và vận tốc vịng đĩa
xích nhỏ là

Do vậy ta tính được:
: Hệ số răng
Hệ số vịng quay:

 trong đó:
: Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: Tra bảng 5.6[1]tr 82
Với , ta được 1,25
-Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích
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)
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:5

Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

:hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được ,3
: Hệ số tải trọng động : Tra bảng 5.6[1]tr 82 ta được ,2(Chế độ làm việc va đập
nhẹ)
-Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Tra bảng 5.6[1]tr 82 với số ca làm
việc là 1 ta được =1,25

Cơng suất tính tốn:
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)
Cơng suất cho phép :[P]=10,5 (Kw)

2.1.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích:
Chọn sơ bộ : a=35p=35.38,5=1333,5
Chọn a= 1333,5
Số mắt xích :

Lấy x=112

Chiều dài xích L=x.p=112.38,1=4267,2
Tính lại khoảng cách trục:

1317,37Để xích khơng q căng thì cần giảm a một lượng:
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:6


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

=0,003.1317,37=3,952(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

2.1.5 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=127(kN)
• Khối lượng 1 mét xích: q=5,5(Kg)
-Hệ số tải trọng động:
Do chế độ làm việc trung bình

-Lực căng do lực li tâm gây ra

-Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra

Trong đó:

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:7


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Hệ số an toàn cho phép:Tra bảng 5.10[1]tr 86 với p = 38,1 (mm);
ta được [s] = 8,5
Do vậy:

Thỏa mãn.

2.1.6 Xác định các thông số của đĩa xích:

*Đường kính vịng 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:
Kđ là hệ số tải trọng động Kđ=1,2
A-Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng 5.12[1] tr 87 với p=38,1(mm)
A=395 ()
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:8


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

-Hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích tra bảng ở trang 87

-Hệ số tải phân bố tải trọng không đều giữa các dãy =1
E-Môdun đàn hồi :

Lực va đập trên m dãy xích:

Vậy chọn vật liệu Thép C45 (Tơi cải thiện) đạt độ rắn bề mặt HB170

2.1.7 Xác định lực dọc trục:
Trong đó:

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:9


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

2.1.8 Tổng hợp các thơng số của bộ truyền xích:

Thơng số

Kí hiệu

Giá trị

1. Loại xích

-------

Xích ống con lăn

2. Bước xích

p

38,1 mm)

3. Số mắt xích

x

112

4. Chiều dài xích

L

4267,2

5. Khoảng cách trục

a

1313,418(mm)

6. Số răng đĩa xích nhỏ

25

7. Số răng đĩa xích lớn

59

8. Vật liệu đĩa xích

----

Thép C45(Tơi cải thiện)

9. Đường kính vịng chia đĩa xích nhỏ

(mm)

10. Đường kính vịng chia đĩa xích lớn

715,867 (mm)

11. Đường kính vịng đỉnh đĩa xích nhỏ

(mm)

12. Đường kính vịng đỉnh đĩa xích lớn

(mm)

13. Bán kính đáy

r

11,22 (mm)

14. Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ

(mm)

15. Đường kính chân răng đĩa xích lớn

(mm)

16. Lực tác dụng dọc trục

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

(N)

Lớp: CKĐL 2

Trang:10


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

2.2 Thiết kế bộ truyền trục vít:
Thơng số u cầu:

2.2.1Chọn vật liệu:
Tính sơ bộ vận tốc trượt: Theo công thức 7.1[1]

−Chọn vật liệu cho trục vít là thép 45,tơi bề mặt đạt độ rắn 50 HRC
−Chọn vật liệu cho bánh vít:

Vận tốc trượt vs<5 m/s nên ta chọn vật liệu là đồng thanh không thiếc và đồng thau

2.2.2Xác định ứng suất cho phép
2.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:
−Vật liệu làm trục vít là thép 45 được tơi bề mặt có [σH]=203 MPa (tra bảng 7.2[1]
tr148).
Trong đó:
[σHO]=0,9.σb=0,9.150=135 (Mpa) (Tra bảng 7.1[1]tr146 σb=150 MPa)
8

KHL=

10 7 / N HE

-Hệ số tuổi thọ

Với NHE là số chu kì thay đổi ứng suất tương đương:
NHE=60.∑(T2i/T2max)4.n2i.ti
NHE=60.14.61,25.13000 =4,778. <25.107
KHL=

=0,822

=> [σH2]=0,822.135=110,97(MPa)

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:11

Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

2.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép [σF]:
−Đối với bánh vít: [σF]= [σFO].KFL
Trong đó:
+ [σFO] : ưs uốn cho phép ứng với 106 chu kì.
Bộ truyền quay 1 chiều nên [σFO] =0,25.σb+0,08. σch
[σFO] =0,25.150+0,08. 320=63,1 (MPa)
9

+ KFL=

10 6 / N FE

:Hệ số tuổi thọ.

Với : NFE=60.∑(T2i/T2max)9.n2i.ti
NFE=60.19.61,25.13000 =4,778.107<25.107
Lấy NFE=4,778.107 chu kì
=> KFL==0,65
=>[σF]=63,1.0,65=41,015 (MPa)

2.2.2.3 Ứng suất cho phép khi q tải
−Bánh vít làm bằng đồng thanh khơng thiếc:
[σH]max=4. σch=4.320=1280 (MPa)
[σF]max=0,8. σch=0,8.320=256 (MPa)

2.2.3 Các thông số cơ bản
2.2.3.1 Xác định khoảng cách trục aw
3

(

170 2 T2 .K H
) .
Z 2 .[σ H ]
q

aw=(Z2+q).
− Trong đó: Z2=u.Z1
Chọn Z1=2 ,hiệu suất η=0,8 => Z2=16.2=32
Chọn Z2=32 .Tính lại u : u=Z2/Z1=32/2=16
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:12


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

−Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:
q=0,3.Z2=0,3.32=9,6
Chọn q theo bảng 7.3[1] tr150 => q=8

−KH: hệ số tải trọng .Chọn sơ bộ KH=1,1
aw ==159 (mm)
=> Chọn aw=160 (mm)

2.2.3.2Tính mơ đun m :
m=2.aw/(q+Z2)=2.160/(8+32)=8
−Tra bảng 7.3[1] tr150 ,chọn m=10
−Tính lại aw: aw=m.(q+Z2)/2=10.(8+32)/2=200
Lấy aw=200 (mm)

2.2.3.3 Hệ số dịch chỉnh:

x=

aw
m

−0,5.(q+Z2)= 0,5.(8+32)= 0

2.2.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít
2.2.4.1 Kiểm nghiệm độ bên tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc của bánh vít phải thoả mãn điều kiện:

σH=

170
Z2

3

.

 Z 2 + q  T2 .K H

 .
q
 aw 

−Vận tốc trượt : vs=

≤[σH]

(5)

π .d w1 .n1
60000. cos(γ w )

Trong đó
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:13


Đồ án Chi tiết máy

+Góc vít lăn: γw=arctg(

Đề số: 5

Z1
q + 2.x

)=arctg []=14,04

+Đường kính vịng lăn: dw1=(q+2.x).m=(8+2.0).10=80 (mm)
vs=(m/s)
vs <5 m/s →chọn lại vật liệu làm bánh vít là đồng thanh khơng thiếc là đúng
−Tính lại hiệu suất:

Trong đó góc ma sát φ=2,2o (tra theo bảng 7.4 [1 ]tr152 )
−Hệ số tải trọng KH=KHβ.KHv
+Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành khăn K Hβ: KHβ=1 (tải
trọng không đổi)
+Hệ số tải trọng động KHv=1,1 (tra theo bảng 7.7[1]tr153)
=> KH=1.1,1=1,1
Thay vào cơng thức (5) ta có :

σH= (MPa)≤[σH]=1280 (MPa)
2.2.4.2Kiểm nghiệm độ bền uốn σF

Trong đó:
:Mơdun pháp của răng bánh vít:

Đk vịng chia bánh vít

Họ tên – MSSV: Lê Xn Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:14


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Chiều rộng bánh vít bảng

Tra bảng 7.8[1]
Vậy ứng suất sinh ra là:

2.2.6 Xác định các kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục
Moodun

m =10

Hệ số đường kính q= 8
Tỉ số truyền thực tế

u =16

Số ren trục vít
Số ren bánh vít
Hệ số dịch chỉnh x= 0
Chiều dài phần cắt ren trục vít
(11 + 0,06 .32).10 = 129,2 (mm)
Chọn = 130 (mm)

Đường kính vịng chia:
d1=q.m=8.10=80(mm)
d2=m.Z2=10.32=320(mm)

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:15


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Đường kính vịng đỉnh:

Đường kính vịng đáy:
m.(q-2,4)=10.(8-2,4)=56
m(Z2-2,4+2x)=10(32-2,4+2.0)=296
Chiều rộng bánh vít: =0,75.100=75 chọn =75
Đường kính ngồi của bánh vít +1,5m=340+1,5.10=355
Chọn =350

Góc ơm:=52,14

2.2.7Tính lực tác dụng lên trục
Lực vịng trên bánh vít có trị số bằng lực dọc trục trên trục vít

Lực vịng trên trục vít có trị số bằng lực dọc trục trên bánh vít

Lực hướng tâm trên trục vítcó trị số bằng lực hướng tâm trên bánh vít

Góc ăn khớp

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:16


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

2.2.8 Bảng thông số
Thông số cơ bản
Số ren trục vít
Số răng bánh vít
Tỉ số truyền thực tế
Mơdun
Hệ số đường kính
Hệ số dịch chỉnh
Góc vít
Vận tốc trượt
Hiệu suất bộ truyền
Mô men xoắn trên trục bánh vít
Cấp chính xác
Thơng số hình học

Khoảng cách trục
Đường kính vịng chia trục vít
Đường kính vịng chia bánh vít
Đường kính vịng đỉnh trục vít
Đường kính vịng đỉnh bánh vít
Đường kính vịng đáy trục vít
Đường kính vịng đáy bánh vít
Chiều dài phần cắt ren trục vít
Chiều rộng bánh vít
Góc ơm

2
32
16
10
8
0
14,04
4,23
88,2
656104
7

u
m
q
x
hs

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

200
80
320
100
340
56
296
130
75
52,14

Lớp: CKĐL 2

mm
mm
Độ
m/s
%
Nmm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
Độ

Trang:17


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

PHẦN 3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC
3.1Tính chọn khớp nối
Thơng số đầu vào:
Mơmen cần truyền :
Đường kính trục động cơ

3.1.1 Chọn khớp nối:
Ta sử dung khớp nối vòng đàn hồi đẻ nối trục
Chọn khớp nối theo điều kiện:
Trong đó - Đường kính trục cần nối

–Mơmen xoắn tính tốn
k-Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1[2] tr 58 lấy k = 1,2
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

3.1.2.Kiểmnghiệm khớp nối
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:18


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

3.1.2.1 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.

3.1.2.2 Điều kiện bền của chốt:

Trong đó:
[]- Ứng suất uốn cho phép của chơt.Ta lấy []=(60) MPa;
Do vậy,ứng suất sinh ra trên chốt:

Thỏa mãn.

3.1.3 Lực tác dụng lên trục
Ta có

3.1.4 Các thơng số cơ bản của nối trục vịng đàn hồi:
Thơng số

Kí hiệu

Mơment xoắn lớn nhất có thể truyền được

250(N.m)

Đường kính lớn nhất có thể của nối trục
Số chốt

40 (mm)
Z

Đường kính vịng tâm chốt

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Giá trị

6
105 (mm)

Lớp: CKĐL 2

Trang:19


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

Chiều dài phần tử đàn hồi

28 (mm)

Chiều dài đoạn công xôn của chốt

34 (mm)

Đường kính của chơt đàn hồi

14 (mm)

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:20


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

3.2 Xác định lực và sơ đồ phân bố lực tác dụng lên trục:
3.2.1 Sơ đồ phân bố lực chung:

y

o

Fr2

z
Fr

x

Fr.sin45

n2
Fa2
Ft2

Fr.cos45

Fa1

Fkn

n1

Ft1
l12

Fr1

l13
l11

Fr
Fr.sin45

n2

Fr.cos45

Fr2
Fa2
Ft2
l22

l23
l21

 Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích
Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:21


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

 Lực tác dụng từ khớp nối
 Lực tác dụng lên trục từ trục vít :

3.2.2 Xác định sơ bộ đường kính trục
Theo cơng thức 10.9[1] tr 188

Trong đó:
T- Mơment xoắn , Nmm
-Ứng suất xoắn cho phép,Mpa Lấy =15 Mpa
Trục I( Trục vít):

Chọn d1 = 38 mm
Trục II( Trục bánh vít):

Chọn

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:22


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5

3.2.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục:

• Chiều dài may ơ nửa khớp nối của vòng đàn hồi:
=(1,4-2,5)=(1,4 -2,5).38=(53,2 -95) (mm)

lm12 = 65(mm)

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

Chọn
• Chiều dài may đĩa xích :

Chọn

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:23


Đồ án Chi tiết máy

• Theo bảng

Đề số: 5
10.3
[1]
189

ta có:

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến thành trong của hộp k1=10
- Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp: k2 = 10

- Khoảng cách từ mặt nút của bánh vít đến lắp ổ: k3 =15
- Chiều cao lắp ổ và đầu bu lông: hn =20
Xét trục I
= 0,5(+ ) +
= 0,5 (65+ 19) + 15 + 20 =77 (mm).Chon =80
=(0,9 1) = (0,9 1).350 =315
Chọn
Với dam2 là đường kính ngồi của bánh vít:
dam2 ≤ da2 + 1,5m = 340 + 1,5.10 = 355 (mm)
= 160 (mm)
Xét trục II
Ta có

.Chon

Chon

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:24


Đồ án Chi tiết máy

Đề số: 5
=80

=160

• Bảng tóm tắt lực tác dụng lên trục và kích thước các đoạn trục.
Thông số

Trục I

Trục II

= 51774,643(N)

= 656104 (N)

Lực

Momen
Chiều dài
mayo

= 80 (mm)

Chiều dài
đoạn trục

= 160(mm)

3.3)Tính chi tiết trục I

Họ tên – MSSV: Lê Xuân Mạnh – 20120594

Lớp: CKĐL 2

Trang:25