Tính toán thiết kế hệ dẫn động băng tải

Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
-----------------------------------Số liệu cho trước:
1.Lực kéo băng tải F = 3500 (N)
2. Vận tốc băng tải v = 2,02 (m/s)
3. Đường kính tang D = 405 (mm)
4. Thời gian phục vụ lh = 17500 giờ
5. Số ca làm việc
soca = 2 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài: @=120o
7. Đặc tính làm việc va đập vừa
PHẦN1. TÍNH ĐỘNG HỌC
1.1 .CHỌN ĐỘNG CƠ
1.1.1. xác định công suất yêu cầu trên trên động cơ
Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi PCT – công suất trên
băng tải, C – hiệu suất chung toàn hệ thống, PYC – công suất cần thiết, thì :
PCT
PYC = C
Trong đó :

Fv
3500.2,02
 7,07(kW )
PCT = 1000 = 1000
nCT nBT
3

Tv 
K

 C  CT  BT  OLĐ

  K = 0,99 - hiệu suất khớp nối
 OL = 0,99- hiệu suất 1 cặp ổ lăn
 Tv = 0,75- hiệu suất bộ truyền trục vít
Page 1


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo
  Đ = 0,95- hiệu suất bộ truyền đai
 C = 0,993.0,75.0,95.0,99 �0,684
PCT
7,07
PYC = C = 0,684 = 10,34(kW)
1.1.2. xác định số vòng quay yêu cầu của động cơ
Số vòng quay yêu cầu động cơ (sơ bộ) : n SB  n CT .u SB
Số vòng quay trên trục công tác là n CT
60.1000.v 60.1000.2,02
nCT 
 D = 3,14.405 =95,3(vg/ ph)
D. đường kính tang
Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống là u SB
u SB = u SBN u SBH
Theo bảng 2.4[1] tr 21
Chọn sơ bộ:
tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài (đai) uSBN =2,5
tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền trong hộp giảm tốc cấp 1 truyền động trục vít bánh
vít
u SBH =12

u SB = u SBN u SBH =2,5.12=30
Suy ra: n SB  n CT .u SB =95,3.30=2859 (vg/ ph)
1.1.3. chọn động cơ điện
Tra bảng phụ lục trong tài liệu [1] chọn động cơ thỏa mãn
�PDC �PYC  10,34(kW )
�
�nDC �nSB  2859(vg / ph)
ký hiêu : 3K160S 2
�
�
�PDC  11(kW )
�
nDC  2940(vg / ph)
�
Page 2


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHO CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỆ
THỐNG
n
uC  ĐC
nCT
Tỷ số truyền chung hệ thống :
Trong đó :

nCT =95,3(vg/ ph) – số vòng quay ở trục ra
nĐC =2940 (vg/ ph)

Tỷ số truyền :

nĐC 2940
nCT = 95,3 =30,85
uC = u N .u H

uC 

Với
u N –tỷsố truyền của bộ truyền ngoài (đai) hộp giảm tốc

u H –tỉ số truyền của hộp giảm tốc
Chọn trước: u H =12
30,85
u N = 12 =2,57
1.3. TÍNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC
1.3.1. tính số vòng quay trên các trục
nĐC =2940 (vg/ph)
Số vòng quay động cơ:
Số vòng quay trục I:
Số vòng quay trục II:

nĐC 2940
nI = u Đ = 2,57 =1143,97(vg/ph)
nI 1143,97
nII = uH = 12 =95,33(vg/ph)

nII 95,33
nCT = uK = 1 =95,33(vg/ph)
Số vòng quay trục làm việc:

1.3.2. tính công suất trên các trục
PCT =7,07 (kW)
Công suất trên trục công tác
Công suất trên trục II:

PCT
7,07

PII = OL K 0,99.0,99 =7,21(kW)
Page 3


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Công suất trên trục I:

PII
7,21

PI = OLTv 0,99.0,75 =9,71 (kW)
PI
9,71

PĐC = OLĐ
0,99.0,95 = 10,32 (kW)

Công suất trên trục động cơ:
1.3.3. tính mômen trên các trục
Mô men xoắn trên trục động cơ:
P

10,32
TĐC  9,55.106. ĐC
nĐC =9,55.106. 2940 =33522,4(N.mm)
Mô men xoắn trên trục I:
P
9,71
TI  9,55.106. I 9,55.106.
nI =
1143,97 =81060(N.mm)
Mô men xoắn trên trục II:
P
7, 21
TII  9,55.106. II 9,55.106.
nII =
95,33 =722286(N.mm)
Mô men xoắn trên trục công tác:
P
7,07
TCT  9,55.106. CT 9,55.106.
nCT =
95,33 =708261(N.mm)
1.3.4. lập bảng các thông số động học
TRỤC
ĐỘNG CƠ
I
T.SỐ
TST
n(vg/ ph)
P(kW)
T(N.mm)

2,57
2940
10,32
33522,4

II
12

1143,97
9,71
81060

Page 4

CÔNG TÁC
1

95,33
7,21
722286

95,33
7,07
708261


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾCÁC BỘ TRUYỀN

A. Tính toán bộ truyền ngoài.
Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt:
Thông số yêu cầu:
PI=Pđc=10,32 (kW)
Công suất trên trục chủ động:
Mô men xoắn trên trục chủ động:
T1=Tđc=33522,4 (N.mm)
Số vòng quay trên trục chủ động:
n1=nđc=2940(v/ph)
u=ud=2,57
Tỉ số truyền bộ truyền đai:
Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài :β=60o
2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai vải cao su.
2.2.Chọn đường kính hai đai

d1   5, 2 �6, 4  . 3 T1   5, 2 �6, 4  3 33522, 4   167,67 �206,36   mm 

Chọn d1 theo tiêu chuẩn ta được d1  180  mm 
Vận tốc đai :
 .d1.n1  .180.2940
v

 27,69  m / s 
60000
60000
d 2  u.d1. 1     u.d1. 1  0,02   2,57.180.(1  0,02)  453,35  mm 
Trong đó hệ số trượt   0,01 �0,02 , ta chọn   0,02 .
Chọn d 2  450  mm 
Tỉ số truyền thực tế :

ut 

d2
450

 2,55
d1  1    180. 1  0,02 
Page 5


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Sai lệch tỉ số truyền :
u u
2,55  2,57
u | t
| .100% |
| .100%  0,78%
u
2,57
< 4% � Thỏa mãn.
2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảng cách trục :
a   1,5 �2,0   d1  d 2    1,5 �2,0  . 180  450    945 �1260   mm 
Chọn a = 1200 (mm)
Chiều dài đai :
d  d2  d 2  d1 
180  450  450  180 
L  2.a   . 1


 2.1200   .

 3404,3
2
4.a
2
4.1200
2

Chọn

2

L  3500  mm 

 

v 27, 69
�1 �
1
� imax   3 �5  s
1 s  i  L  3,5  7,9 �
s
�
�
Số vòng chạy của đai trong
.

v 27,69

lmin � 
 9,23
�
i
3
lấy l= 9230 mm
Xác định lại khoảng cách trục:
a  (   2  8 2 ) / 4

 (d  d )
1 2  9230   (180  450)  8240,9
2
2
(d  d ) 450 180
 2 1 
 135
2
2

 l

   2  8 2 8240,9  8240,92  8.1352

 4118,2
4
4
Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ:
a

1  180� 57�.

d 2  d1
450  180
 180� 57�.
 176,3  150
a
4118, 2

Suy ra thỏa mãn
2.4 Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai
Diện tích đai :
Page 6


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

A  b. 

Ft .K d
[ F ]

Trong đó :
Ft

: lực vòng
Ft 

1000.P 1000.10, 32

 372, 7 (N)

v
27, 69

4.7
[1]
: hệ số tải trọng động. Tra bảng 55 ta được : K d  1, 2

4.8
B
[1]
d
 : chiều dày đai được xác định theo 1 tra bảng 55
với loại đai vải cao
B

Kd


1
]max 
40
su ta chọn d1
[

Do vậy :
 �d1.[


1
]max  180.

 4,5 (mm)
d1
40

4.1
[1]
Tra bảng 51 ta dùng loại đai Б- 800 và Б-820 có lớp lót , chiều dày đai
  4, 0 (mm)
B

Kiểm tra : d1  180 �d min
 Thỏa mãn
Ứng suất cho phép :
[ F ]  [ F ]0C CvC
[ F ]0  K1 

K 2
d1

Trong đó:
K1

và K 2 là hệ số phụ thuộc vào ứng suất căng ban đầu  0 và loại đai

0
Ta có : do góc nghiêng của bộ truyền  �60 và định kỳ điều chỉnh khoảng cách

trục �  0  1, 6 (Mpa)
�k1  2,3
4.9

�
B
[1]

 1,6 (Mpa)
0
56
Tra bảng
với
ta được �k2  9, 0
K
9, 0.4, 0
[ F ]0  K1  2  2,3 
 2,1(Mpa)
d1
180

Page 7


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

C

: hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 1
C  1  0, 003(1800  1 )  1  0, 003(1800  176,30 )  0,99

CV

: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực ly tâm đến độ bán của đai trên bánh đai

CV  1  kV (0, 01V 2  1)

Do sử dụng đai vải cao su � kV  0, 04
CV  1  0, 04(0, 01.27, 692  1)  0, 733

C0
B

: hệ số kể đến vị trí của bộ truyền và phương pháp căng đai. Tra bảng

4.12
[1]
0
57
với góc nghiêng của bộ truyền  �60 ta được C0  1

Do vậy :
[ F ]  [ F ]0C Cv C  2,1.0,99.0, 733.1  1,52(Mpa)

Chiều rộng đai:
b

Ft K t
372, 7.1, 2

 73,55(mm)
[ F ] 
1, 52.4, 0

Chiều rộng bánh đai B:

Tra bảng

B

4.1
[1]
51
với b=75(mm)

2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực căng ban đầu :
F0   0 . .b  1, 6.4, 0.75  480(N)

Lực tác dụng lên trục:
Fr  2 F0 .sin(

1
176,30
)  2.480.sin(
)  959,5 (N)
2
2

2.6 Bảng thông số
Thông số
Loại đai

Ký hiệu
Б-800 và Б820

Giá trị

Đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Chiều rộng đai

d1

180(mm)
450 (mm)
75(mm)

d2

b
Page 8


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo



Chiều dày đai
Chiều dài đai
Khoảng cách trục
Góc ôm bánh đai nhỏ

L
a

1

Lực căng ban đầu
Lực tác dụng lên trục

F0
Fr

4,0 (mm)
9230 (mm)
4118,2 (mm)
176,3
480 (N)
959,5(N)

B. Tính toán bộ truyền trong hộp.
 Tính toán truyền động trục vít - bánh vít.
Thông số đầu vào:
�
T2  TII  722286  N .mm 
�
n1  nI  1143,97  v / ph  ; n2  nII  95,33  v / ph 
�
�
u  uTV  12
�
�L  17500  h 
�h

1. Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít:

a. Xác định sơ bộ vận tốc trượt:
vs  4,5.105.n1 3 T2  4,5.105.1143,97. 3 722286  4, 62  m / s 

b. Xác định vật liệu:
vs=4,62(m/s) < 5(m/s)→ Chọn vật liệu răng bánh vít là đồng thanh nhôm sắt
Tra bảng B7.1/146[1] với:
Vật liệu bánh vít: Đồng thanh nhôm sắt
 Ký hiệu: БpA ЖH 9-4
 Cách đúc: đúc li tâm
 σb = 500 (MPa)
 σch = 200 (MPa)
Chọn vật liệu trục vít là: Thép 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45
2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít []
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép
7.2
 1
Theo bảng 148 với vs  4, 62(m / s) � []=150(MPa)

Page 9


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

b. Xác định ứng suất uốn cho phép []
Ta có :
[σF]=[σFo ].KFL
trong đó:
 σFo : là ứng suất uốn cho phép ứng với 106 chu kì,phụ
thuộc vào số chiều quay.Bộ truyền quay một chiều nên ta có:
σFo= 0,25σb +0,08 σch=0,25.500 + 0,08.200=141 MPa

 KFL hệ số tuổi thọ theo công thức 7.9 T1
9

106
N FE

KFL=
với NFE : số chu kì tương đương được xác định theo công thức:
9

�T �
60�� 2i �n2i ti
�T2max �
NFE=

Vì tải trọng là không đổi nên:
NFE= 60.n2.tΣ
Với n2 : số vòng quay trong một phút của bánh vít :
n2= 95,33 v/ph
tΣ : tổng số giờ làm việc của bộ truyền
tΣ=Lh=17500 h
 NFE =60.n2.tΣ=60.95,33.17500=10.107 chu kì
Do đó:
106
7
KFL= 10.10 =0,6 MPa
9

Vậy: [ σF]= [σ Fo].KFL =141.0,6 =84,6 MPa

c.Ứng suất cho phép khi quá tải:
Bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc
[ H ]max  2 ch  2.200  400( Mpa)
�
�
[ F ]max  0,8 ch  0,8.200  160( Mpa)
�

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Page 10


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

2

� 170 � T2 .K H
aw  ( Z 2  q ). 3 �
.
,
�Z .   �
�
� 2 H � q với:

KH- Hệ số tải trọng. Chọn sơ bộ KH=1,2
Chọn số mối ren trục vít Z1=4 � Z2= u.Z1=12.4=48
Chọn Z2= 48
Tỉ số truyền thực tế:
ut 

Z 2 48

 12
Z1
4

Sai lệch tỉ số truyền:
Vu 

ut  u
12  12
.100% 
.100%  0
u
12
%

q - hệ số dường kính trục
B

7.3
[1]
150
, chọn q theo tiêu chuẩn q=12,5

q �0,25.Z2=0,25.48=12; Tra bảng
T2 - Môment trên trục bánh vít(trục II):T2=722286 (Nmm)
Do vậy:
2

2

� 170 � T2 K H
� 170 � 722286.1, 2
aw  ( Z 2  q ). 3 �
 (48  12,5). 3 �
 204,6(mm)
�.
�.
Z
.[

]
q
48.150
12,5
�
�
�2 H �

Chọn aw= 205 (mm)
4. Xác định mô đun:
m

2.aw
2.205

 6, 77( mm)
q  Z 2 12,5  48

B

7.3
[1]
150
,chọn m theo tiêu chuẩn: m=8

Tra bảng
5. Tính chính xác khoảng cách trục aw
aw 

m( Z 2  q ) 8.(48  12,5)

 242(mm)
2
2

Chọn aw=240(mm).
6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh
Hệ số dịch chỉnh:
Page 11


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

x

aw
240

 0,5.( q  Z 2 ) 
 0,5.(12,5  48)  0, 25 � x  0, 7
m
8
thỏa mãn

7.Xác định các hệ số và một số thông số động học:
Tỉ số truyền thực tế: ut=12
� Z �
4
�
�
 w  arc tg � 1 � arc tg �
� 18, 43�
q

2.
x
12,5

2.0,
25
�
�
�
�
Góc vít lăn:

Đường kính vòng lăn của trục vít:
vs 

�
d w1  (q  2.x).m   12,5  2.0, 25 .8  96( mm)
�
�
d w2  2.aw  d w1  2.240  96  384( mm)
�

 .d w1.n1
 .96.1143,97

 6, 06
60000.cos  w 60000.cos18, 43o
(m/s) > 5m/s

Vận tốc trượt:
Chọn lại vật liệu làm bánh vít

1. Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít:
Chọn vật liệu răng bánh vít là đồng thanh thiếc kẽm chì
Tra bảng B7.1/146[1] với:
Vật liệu bánh vít: Đồng thanh thiếc kẽm chì
 Ký hiệu: БpOIIC 5-5-5
 Cách đúc: đúc trong khuôn kim loại
 σb = 240 (MPa)
 σch = 90 (MPa)
Chọn vật liệu trục vít là: Thép 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45
2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít []
 Ứng suất tiếp xúc cho phép [H]:
Theo công thức 7.2[1] ta có:

[H] = [H0].KHL
Trong đó:
 [H0] : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kỳ
[H0] = 0,9.b = 0,9.240 =216 (MPa)
 KHL: hệ số tuổi thọ:

Page 12


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

107
K
8
HL
N
HE
Với: NHE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:

� [H] =216.0,75 =162 (MPa)
 Ứng suất uốn cho phép [F]
Theo công thức 7.6[1], ta có:
[F] = [F0].KFL
Trong đó:
 [F0]: ứng suất uốn cho phép ứng với 106 chu kỳ
[F0] = 0,25b + 0,08ch = 0,25.240 + 0,08.90 = 67,2 (MPa).
 KFL: hệ số tuổi thọ
106
K
9

FL
N
FE
Với:

� [F] = 67,2.0,6 = 40,32 (MPa)
 Ứng suất cho phép khi quá tải
Với bánh vít là đồng thanh thiếc:
[H]max = 4ch = 4.90 = 360 (MPa)
[F]max = 0.8ch = 0,8.90 = 72 (MPa)
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
2

� 170 � T2 .K H
aw  ( Z 2  q ). 3 �
.
,
�Z .   �
�
� 2 H � q với:

KH- Hệ số tải trọng. Chọn sơ bộ KH=1,2
Chọn số mối ren trục vít Z1=4 � Z2= u.Z1=12.4=48
Chọn Z2= 48
Tỉ số truyền thực tế:
ut 

Z 2 48

 12

Z1
4

Page 13


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Sai lệch tỉ số truyền:
Vu 

ut  u
12  12
.100% 
.100%  0
u
12
%

q - hệ số dường kính trục
B

7.3
[1]
150
, chọn q theo tiêu chuẩn q=12,5

q �0,25.Z2=0,25.48=12; Tra bảng
T2 - Môment trên trục bánh vít(trục II):T2=722286 (Nmm)
Do vậy:

2

2

� 170 � T2 K H
� 170 � 722286.1, 2
aw  ( Z 2  q). 3 �
 (48  12,5). 3 �
 194,33(mm)
�.
�.
12,5
�48.162 �
�Z 2 .[ H ] � q

Chọn aw= 195 (mm)
4. Xác định mô đun:
m

2.aw
2.195

 6, 45( mm)
q  Z 2 12,5  48

B

7.3
[1]
150

,chọn m theo tiêu chuẩn: m=8

Tra bảng
5. Tính chính xác khoảng cách trục aw
aw 

m( Z 2  q ) 8.(48  12,5)

 242(mm)
2
2

Chọn aw=240(mm).
6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh
Hệ số dịch chỉnh:
x

aw
240
 0,5.( q  Z 2 ) 
 0,5.(12,5  48)  0, 25 � x  0, 7
m
8
thỏa mãn

7.Xác định các hệ số và một số thông số động học:
Tỉ số truyền thực tế: ut=12
� Z �
4
�

�
 w  arc tg � 1 � arc tg �
� 18, 43�
q

2.
x
12,5

2.0,
25
�
�
�
�
Góc vít lăn:

Đường kính vòng lăn của trục vít:

�
d w1  (q  2.x).m   12,5  2.0, 25 .8  96( mm)
�
�
d w2  2.aw  d w1  2.240  96  384( mm)
�

Page 14


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

vs 

 .d w1.n1
 .96.1143,97

 6, 06
60000.cos  w 60000.cos18, 43o
(m/s)

Vận tốc trượt:
=> Vật liệu đã chọn thích hợp
8. Kiểm nghiệm răng bánh vít:
a. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:

3
�Z 2  q �T2 K H
��
 �
�
�
�H �
�a
� q
� w �
K H  K H  .K Hv

170
 
H Z

2
KH

- Hệ số tải trọng:

KH

, trong đó:

- Hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng:

Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp) →
K HV 

KH 

=1

Hệ số tải trọng động:

Với vs =6,06(m/s) tra bảng
B

B

7.6
[1]
153
ta được: CCX của bộ truyền trục vít bằng 7.

7.7
[1]
153 với vs =6,06(m/s) và CCX=7 ta được K HV  1,1

Tra bảng
K  K H  .K Hv  1.1,1  1,1
Vậy H
3

3

170 �Z 2  q � T2 .K H 170 �48  12,5 � 722286.1,1
H 

 113
�
�.
�
�.
Z 2 � aw � q
48 � 240 � 12,5
<[H] =162 (MPa)

=>Thỏa mãn
b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
F 

1, 4T2 .K F .YF
�[ F ]
b2.d 2 .mn

[  F ]- Ứng suất uốn cho phép của bánh răng vít: [  F ]=40,32 (MPa)
KF =

K F  .K Fv

KF

=

KH

K Fv

= K Hv =1,1

�K

F

, - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF =

=1

 1.1,1  1,1

mn - Mô đun pháp của răng bánh vít:
Page 15

K F  .K Fv

,


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

mn  m.cos   �m.cos  w  8.cos18, 43o  7, 6(mm)

YF - Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương Zv:
Zv 

Z2
Z
48
� 32 
 56, 21
3
3
cos  cos  w cos 18, 43o

B

7.8
[1]
154
với Zv =56,21 ta được YF = 1,42

Tra bảng
b2 - Chiều rộng bánh răng vít:

b2 �0,67.d a1  0, 67.m.( q  2)  0, 67.8.(12,5  2)  77,72

(mm)

Chọn b2= 75(mm)
d2 =m.Z2= 8.48 =384(mm)
Thay vào ta có:
F 

1, 4T2 .K F .YF 1, 4.722286.1,1.1, 42

 7, 22 MPa �[ F ]  40,32( MPa)
b2 .d 2 .mn
75.384.7, 6
Thỏa mãn

9. Tính nhiệt truyền động trục vít:
Ta có nhiệt độ dầu trong hộp phải thỏa mãn điều kiện 7.29[1]:
1000(1  ) P
1 ��
t  to 
t �
d
d�
�
Kt A(1  )
Trong đó:
 [td]: nhiệt độ cao nhất của dầu. Do trục vít đặt dưới bánh vít nên [td] = 90o
 to: nhiệt độ môi trường xung quanh; to=200C
 A: diện tích bề mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc, m2:

A = A1 +A2 `
Với:
- A1: diện tích bề mặt hộp giảm tốc không có gân:
A120 = 20.2402 = 1152000 (mm2) = 1,15(m2)
- A2: diện tích tính toán của bề mặt gân:
A2 = 0,15A1 = 0,15.1,15 = 0,17(m2)
 Kt: hệ số tỏa nhiệt. Chọn Kt = 13 W/(m2 oC)
  : hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy, lấy  =0,25
  : hiệu suất bộ truyền được tính theo công thức 7.22[1]:
Page 16


Giỏo viờn hng dn : Hong Vn Bo



0,95tg ( w )
tg ( w )

7.4
1
Theo bng 152 vi:

Nhúm vt liu bỏnh vớt: nhúm I
rn mt ren trc vớt: HRC45
Vn tc trt: vs = 6,06 (m/s)
Ta c:
o
Gúc ma sỏt 1,15

H s ma sỏt f 0, 02



0,95.tg ( w ) 0,95.tg (18, 43)

0,89
tg ( w ) tg (18, 43 1,15)
P1

P2 7, 21

8,1(kW )
0,89

P1 - Công suất trên trục vít:
: h s k n s gim nhit sinh ra trong 1 n v thi gian do ti trng
ngt quóng
Do ti trng khụng i nờn =1.
Suy ra:

Tho mãn điều kiện về nhiệt,
Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc:
Trong đó:
P

P2 7, 21

8,1(kW )
0,89

P - Công suất trên trục vít:
Ktq - Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp đợc quạt: Tra bảng
157[1] với số vòng quay của quạt nq=750 (vg/ph) => Ktq=17
Thay vào ta có:
10. Mt vi thụng s ca b truyn:
Page 17


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Đường kính vòng chia:
�d1  q.m  12,5.8  100(mm)
�
�d 2  m.Z 2  8.48  384(mm)

Đường kính vòng đỉnh:
�d a1  d1  2m  100  2.8  116(mm)
�
�d a 2  m( Z 2  2  2.x)  8(48  2  2.0, 25)  396(mm)

Đường kính vòng đáy:
�
�d f 1  d1  2, 4m  100  8.2, 4  80,8( mm)
�
�d f 2  m( Z 2  2, 4  2.x )  8(48  2, 4  2.0, 25)  360,8(mm)

� b2
�
� 75

�
  arcsin �
 42,04o
� arcsin �
�
116  0,5.8 �
�
�d a1  0,5.m �
Góc ôm:

11.Lực tác dụng
Theo công thức 10.2[1] ta có:
Fa1  Ft 2 
Ft1

2TII 2.722286

 3761,9( N )
d2
384

= Fa 2 = Fa1 .tg=3761,9.tg(18,43o+1,15o)=1338,1(N)

Fa1.cos 
3761,9.cos1,15o
.tag .cos  
tan 20o.cos18, 43o  1378, 4( N )
o
o
Fr1 Fr 2 cos(   )

cos(18,
43

1,
1
5
)
= =

12. Thông số bộ truyền trục vít
Thông số
Khoảng cách trục
Mô đun
Tỉ số truyền
Số mối ren vít
Số răng bánh vít

Ký hiệu
aw
m
u
Z1
Z2
d1
d2
dw1
dw2
da1
da2

Đường kính vòng chia
Đường kính vòng lăn
Đường kính vòng đỉnh
Page 18

Giá trị
240(mm)
8(mm)
12
4
48
100(mm)
384(mm)
96(mm)
384(mm)
116(mm)
396(mm)


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Đường kính vòng đáy
Đường kính vòng đáy
Hệ số đường kính
Hệ số dịch chỉnh bánh vít
Góc ôm
Góc vít
Chiều rộng bánh vít

df1

df2
q
X

80,8(mm)
360,8(mm)
12,5
-0,25
42,04o
18,43o
75(mm)



w

b2

PHẦN 3: CHỌN KHỚP NỐI, TÍNH TRỤC, THEN VÀ Ổ LĂN
3.1Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.
Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:
�
Tt �Tkncf
�
�
dt �d kncf
�

Trong đó:

dt - Đường kính trục cần nối:
d sb 

3

TII
0, 2.[ ]

Chọn []=30 MPa
� d sb 

3

TII
722286
3
 49,37( mm)
0, 2.[ ]
0, 2.30

Chọn dt =dsb = 50(mm)
Tt - Mooment xoắn tính toán:
Tt =k.T, với:
16.1
[2]
k - Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng, 58
ta lấy k=1,2
B

T - Môment xoắn danh nghĩa trên trục:

T = TII =722286(Nmm)
Tt =k.T=1,2.722286=866743,2(Nmm)~866,74(Nm)
Tra bảng

B

16.10a
[2]
68
với điều kiện:

�
Tt  866, 74( Nm) �Tkncf
�
�
dt  50( mm) �d kncf
�

Page 19


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi,mm:
T
100
0

d
50

D
21
0

dm

95

L
17
5

d1

Do

Z

nmax

B

B1

l1

D3

l2

110 90

16
0

8

285
0

6

70

40

36

40

l

B

160b
[2]
cf
69
với Tkn  1000( Nm) ta được:

Kích thước của vòng đàn hồi: Tra bảng
d1
D2
l1
T,Nm d c
L
1000
18
M12
25
80
42
* Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
d 

2kT
2.1, 2.722286

 2,1MPa  [ d ]  4 MPa
Z .D0 .d c .l3
8.160.18.36

* Điều kiện sức bền uốn của chốt:
u 

kTl0
1, 2.722286.52

 60,38MPa  80 MPa

3
0,1.d c .Do .Z
0,1.183.160.8

lo  l1 

l2
20
 42 
 52
2
2

Với
III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
1.Tính sơ bộ trục:
+ Sơ đồ đặt lực chung :

Page 20

l2

l3

20

36

h
2

Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

y
o
Fkn

x

Ft1
Fr2
Fr.cos60

Fa1

Ft2

Fr1

Fa2
60°

Fr

Fr.sin60

1.1 Chọn vật liệu:
Dùng thép C45 có tôi cải thiện.
Ứng suất bền:  b  600( MPa)

Ứng suất xoắn cho phép: [ ]  15...30MPa
1.2 Lực tác dụng lên trục:
 Lực do bộ truyền trục vít tác dụng lên:
�Fa1  Ft 2  3761,9 N
�
�Ft1  Fa 2  1338,1N
�F  F  1378, 4 N
r2
� r1

 Lực do bộ truyền đai tác dụng lên trục theo kết quả phần 2 :
Fr  959,5( N )

 Lực vòng trên khớp nối:

Ft 

2Tt 2.722286

 9028, 6( N )
Do
160

Lực khớp nối tác dụng lên: Fkn  0, 2.Ft  0, 2.9028, 6  1805, 7 N
Page 21

z


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

1.3 Xác định sơ bộ đường kính trục:
10.9
[1]
Theo công thức 188
ta có:
d I �3

TI
0, 2.[ ]

d II �3

TII
0, 2.[ ]

[ ]  15( MPa)

Trong đó: [ ]: ứng suất xoắn cho phép. Chọn trục I

Trục II [ ]  30( MPa)
TI:Momen xoắn trên trục vít. TI=81060 (Nmm)
TII:Momen xoắn trên trục bánh vít TII =T2= 722286 (Nmm)
Vậy:
d I �3

TI
81060
3
 30, 0(mm)

0, 2.[ ]
0, 2.15

d II �3

TII
722286
3
 49, 4(mm)
0, 2.[ ]
0, 2.30

d I  30( mm)
Chọn sơ bộ: d II  50( mm)

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và trục:
10.2
[1]
- Chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 189
ta có:

boI  19( mm)
�
�d I  30mm
��
�
boII  27(mm)
�d II  50mm �

 Chiều dài mayo bánh đai:

lm12  (1, 2 �1,5)d I  (1, 2 �1,5).30  (36 �45)(mm)

Lấy lm12  45( mm)
 Chiều rộng mayo bánh vít:
lm 22  (1, 2 �1,8).d II  (1, 2 �1,8).50  60 �90(mm)

Page 22


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Lấy lm 22  75( mm)
 Chiều rộng may ơ nửa khớp nối của vòng đàn hồi:
lm 23  (1, 4 �2,5).d II  (1, 4 �2,5).50  (70 �125)( mm)

Lấy

lm 23  80(mm)

10.3
[1]
Theo bảng 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 =15
 Xét trục I (Trục vít).
l12  lc12    0,5(lm12  boI )  k3  hn     0,5(45  19)  15  15  62( mm)

Ta có: d aM 2 �d a 2  m  396  8  404(mm) ,(Do số mối ren vít Z1=4 ). Tra bảng
B

7.9
[1]
155

Chọn d aM 2  404(mm)
l11  (0,9 �1).d aM 2  (0,9 �1).404  (363, 6 �404)

l13 

Lấy l11  400(mm)

l11 400

 200(mm)
2
2

 Xét trục II .
l22  0, 5.(lm 22  boII )  k1  k2  0, 5(75  27)  10  10  71( mm)
l21  2.l22  2.71  142(mm)
l23  l21  lc 23

Có: lc 23  0,5(lm 23  boII )  k3  hn  0,5(80  27)  15  15  83,5( mm)

� l23  142  83,5  225,5( mm)

 Bảng tóm tắt lực tác dụng lên trục và kích thước các đoạn trục.

Page 23


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

Thông số
Lực
Momen
Chiều dài
mayo
Chiều dài
đoạn trục

Trục I

Trục II

Fr  959,5( N )

Fkn  1805, 7( N )

�Fa1  3761,9( N )
�
�Ft1  1338,1( N )
�F  1378, 4( N )
� r1
T1  81060( Nmm)

�Fa 2  1338,1( N )
�
�Ft 2  3761, 9( N )
�F  1378, 4( N )
�r2
T2  722286( Nmm)

lm12  45(mm)

lm 22  75(mm)
lm 23  80(mm)

l12  62(mm)

l22  71(mm)

l11  400(mm)

l21  142(mm)

l13  200(mm)

l23  225,5( mm)

* Sơ đồ xác định khoảng cách:

Page 24


Giáo viên hướng dẫn : Hoàng Văn Bạo

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục
2.1 Trục II
2.1.1 Tính phản lực
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

Page 25