Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải (Đại Học Bách Khoa)

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HCM
KHOA CÔ KHÍ
BOÄ MOÂN THIEÁT KEÁ MAÙY
ĐỒ ÁN
CHI TIEÁT MAÙY
Sinh vieân thöïc hieän: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162
ÑEÀ TAØI
Ñeà soá 5: THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG DAÃN ÑOÄNG BĂNG TẢI
Phöông aùn soá:8
Heä thoáng daãn ñoäng băng tải bao goàm:
1- Ñoäng cô ñieän 3 pha khoâng ñoàng boä; 2- Noái truïc ñaøn hoài; 3- Hoäp giaûm
toác baùnh raêng truï hai cấp phân đôi cấp nhanh; 4- Bộ truyền xích ống con lăn
5- Băng tải.
SVTH: LÂM ANH TÚ MSSV:G0903162 Page 1

Soá lieäu thieát keá:
Coâng suaát treân truïc băng tải, P : 12kW
Soá voøng quay treân truïc băng tải, n(v/p) :50
Thôøi gian phuïc vuï, L(naêm) :8
Quay moät chieàu, laøm vieäc 2 ca, taûi va ñaäp nheï.
(1 naêm laøm vieäc 200 ngaøy, ngày làm 2 ca, 1 ca laøm vieäc 8 giôø)
Cheá ñoä taûi: T1= T ; T2 =0.4T
t1= 15 giây ; t2 =37 giây

MỤC LỤC
Trang
Phần 1
Tính toán chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền
1.1 Chọn động cơ điện.………………………………….....5
1.2 Phân phối tỉ số truyền……………………………….…6
Phần 2
Tính toán thiết kế chi tiết máy
2.1 Thiết kế bộ truyền xích ống con lăn…………………...9
2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng..…………………………12
2.3 Tính toán trục và chọn then …………………………..27
2.4 Tính chọn ổ lăn và nối trục vòng đàn hồi ……………..43
2.5 Thiết kế vỏ hộp………………………………………...48
2.6 Các chi tiết phụ…………………………………….….49
2.7 Bảng dung sai lắp ghép……………………………......55
Tài liệu tham khảo…………………………………………………57

LỜI NÓI ĐẦU
---***---
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong
cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ
khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là
công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết,
nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là
những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.
Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể
nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối
với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận
không thể thiếu.
Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có
thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy,
Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc
thiết kế cơ khí. Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công
việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ
lăn,… Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và
hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , các thầy cô khoa cơ khí
đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.
Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi,
em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô.
Kính chúc quý thầy cô sức khỏe và hạnh phúc.

PHẦN 1 .TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ
 Chọn hiệu suất của hệ thống
Hiệu suất truyền động:
Trong đó:
: hiệu suất ổ lăn
: hiệu suất bộ truyền xích
: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
: hiệu suất khớp nối
 Tính công suất đẳng trị (công suất tính toán) :
Công suất tính toán:

Công suất cần thiết trên động cơ:
1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:
• Tỉ số truyền của hệ :
Chọn sơ bộ
: tỉ số truyền của bộ truyền xích
: tỉ số truyền của hộp số giảm tốc 2 cấp
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
Chọn động cơ điện, bảng thông số động cơ điện:
Dựa vào bảng P1.3/trang 237 sách “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một”của
“Trịnh Chất – Lê Văn Uyển” ta chọn động cơ điện 4A160S4Y3có công suất Pdc=15(kW)

với số vòng quay 1460(vg/ph)
.
Chọn u2=2,85=>u1=3,42
LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH

Tính toán công suất trên trục

Tính toán số vòng quay các trục:

 Tính toán momen xoắn trên các trục
Trục
Thông số
Động cơ I II III IV
Công suất(kW) 14,42 14,27 13,57 13,03 12,12
Tỷ số truyền 1 3,42 2,85 3
Momen xoắn, (Nmm) 94323 93341 303569 830684 2319559
Số vòng quay, (vg/ph) 1460 1460 426,9 149,8 49,9

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN
Trục
Thông số
Động cơ I II III IV
Công suất(kW) 14,42 14,27 13,57 13,03 12,12
Tỷ số truyền 1 3,42 2,85 3
Momen xoắn, (Nmm) 94323 93341 303569 830684 2319559
Số vòng quay, (vg/ph) 1460 1460 426,9 149,8 49,9
Công suất 13,03KW ; số vòng quay động cơ n=1460, tỷ số truyền ux=3 Quay một chiều,
tải va đập nhẹ, làm việc hai ca (1 năm làm việc 200 ngày, ngày làm 2 ca, 1 ca làm việc 8
giờ)
 Chọn loại xích ống con lăn
 Chọn số răng của đĩa xích dẫn theo công thức:
(răng)
 Tính số răng đĩa xích lớn theo công thức:

(răng)
 Xác định các hệ số điều khiển sử dụng xích K theo công thức 5.22 trang 181 sách
“ Cơ Sở Thiết Kế Máy” của “ Nguyễn Hữu Lộc”:
Kr=1,2: hệ số tải trọng động (tải trọng va đập nhẹ)
Ka=1: hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục (chọn a=40pc)
Ko =1: hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí bộ truyền (bố trí nằm ngang)
Kdc=1: hệ số xét đến ảnh hưởng khả năng điều chỉnh lực căng xích (trục điều
chỉnh được)
Kb=1: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn (bôi trơn nhỏ giọt)
Klv=1,12 –hệ số xét đến chế độ làm việc (làm việc hai ca)

Tính công suất tính toán Pt:
Tra bảng (5.4) theo cột n01 = 200 (vòng/phút);
+ Hệ số Kn = n01/n1 = 200/150,3 = 1,33
+ Hệ số Kz = z01/z1 = 25/23 = 1,087
+ Hệ số Kx = 2,5 (chọn 3 dãy xích)
 Ta chọn bước xích pc = 31,75 (mm).
 Số vòng quay giới hạn ( bảng 5.2 ):
 Tương ứng với bước xích pc = 31,75 mm . Số vòng quay tới hạn là
nth=630 (vòng/phút) → thoả mãn điều kiện : n1 < nth
 Xác định vận tốc trung bình v (m/s) của xích ( công thức 5.10 ) và lực vòng có
ích Ft:
 Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc theo công thức (5.26):
Với được chọn trong bảng 5.3 là 29 (Mpa)

Do pc = 31,75 (mm) nên điều kiện được thoả.
 Chọn khoảng cách trục a :
Chọn khoảng cách trục sơ bộ: a = (30÷50)pc = 40. 31,75 = 1270 (mm)
Số mắt xích X được tính theo công thức (5.8) :
Chọn số mắt xích là : X = 128
Chiều dài xích L =pc.X = 31,75 . 128 = 4064 (mm)
Tính chính xác khoảng cách trục a theo công thức (5.9) :
Ta chọn khoảng cách trục a = 1275 (mm) ( khoảng cách giảm (0,002÷0,004)a )
 Số lần va đập xích trong một giây:
Theo bảng (5.6) với bước xích pc= 31,75 (mm), chọn [i] = 16
Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức (5.28)

+ Tải trọng phá huỷ Q tra bảng (5.2) trang 78 sách “TÍNH TOÁN HỆ DẪN
ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP 1” của “ Trịnh Chất và Lê Văn Uyển” với pc = 31,75 (mm)
→ Q = 88,5 (KN) = 88500 (N)
+ Lực trên nhánh căng: Fl ≈ Ft = 7124,11 (N)
+ Lực căng do lực ly tâm gây nên xác định theo công thức (5.16)
+ Lực căng ban đầu của xích được xác định theo công thức (5.17)

Tính lực tác dụng lên trục theo công thức (5.19):
Trong đó : Km = 1,15 là hệ số trọng lượng xích ( bộ truyền đặt nằm ngang)

Đường kính đĩa xích:

Bánh xích dẫn:

Bánh xích bị dẫn:

2.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM
TỐC
a) Thiết kế bánh răng cấp nhanh
Momen xoắn trên trục của bánh dẫn . Tỷ số truyền . Số vòng quay
Chọn vật liệu làm bánh dẫn và bánh bị dẫn. Chọn thép 45Cr được tôi cải thiện. Theo
bảng 6.13 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của thầy Nguyễn Hữu Lộc đối với bán dẫn, ta
chọn độ rắn trung bình ; đối với bánh bị dẫn ta chọn độ rắn trung bình
. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt
Số chu kì làm việc cơ sở
(chu kì)
(chu kì)
(chu kì)
Số chu kì tương đương, xác định theo sơ đồ tải trọng:

(chu kì)
Tương tự:
(chu kì)
Vì
cho nên
Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau:
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Khi tôi cải thiện ; do đó:

vì không thỏa điều kiện nên ta chọn
Ứng suất uốn cho phép:
Chọn ta có:
Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm không đôi đối xứng các ổ trục nên ,
chọn theo tiêu chuẩn. Khi đó :
Theo bảng 6.4, ta chọn
Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng xác định:
Theo tiêu chuẩn, ta chọn
Modun răng .

suy ra :
Ta chọn răng, suy ra số răng bánh bị dẫn:
Lấy z2=72
Góc nghiêng
Xác định thông số hình học của bộ truyền.
- Đường kính vòng chia(mm)
- Đường kính vòng đỉnh(mm)
- Đường kính vòng đáy

- Đường kính vòng lăn:
- Chiều rộng vành khăn: (mm)
Vận tốc vòng bánh răng(m/s)
Theo bảng 6.3 chọn cấp chính xác bộ truyền là 9
Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền:
- Lực vòng:
- Lực hướng tâm:
- Lực dọc trục:
Theo bảng 6.6 chọn hệ số tải trọng động
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định bởi công thức (6.86):
Trong đó:

Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo công thức (6.87):
Với :
Cặp bánh răng bằng thép : ZM = 275 (Mpa1/2)
Hệ số ảnh hưởng của tổng chiều dài tiếp xúc theo công thức (6.88):
KHα = 1,16 (tra bảng 6.11)
Hệ số tải trọng tính :
Tính lại ứng suất cho phép theo công thức (6.39):

Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: ZR = 0,95
Hệ số ảnh hưởng tới vận tốc vòng, do HB ≤ 350 thì :
Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn, thông thường chọn Kl = 1
Hệ số an toàn SH = 1,1 ( tra bảng 6.13)
Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng:
Vậy điều kiện bền tiếp xúc được thoả.
1. Kiểm nghiệm ứng suất uốn:
Ứng suất uốn cho phép theo công thức (6.52):
Trong đó:
KFC = 1 ( quay 1 chiều )
Hệ số ảnh hưởng độ nhám : YR = 1 khi phay và mài răng
Hệ số kích thước :
Hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung ứng suất:

Hệ số dạng răng theo công thức thực nghiệm (6.80)
Trong đó:
Số răng tương đương:

Đặc tính so sánh độ bền uốn các bánh răng:
Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn là bánh có độ bề thấp hơn:
Ứng suất uốn được tính theo công thức (6.78):

Hệ số tải trọng tính:
Với KFα = 1
Ứng suất uốn tính toán:
Vậy độ bền uốn được thoả.
Các thông số và kích thước của bộ truyền:
Khoảng cách trục
Môdun pháp
Chiều rộng vành khăn
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia

Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
b) Thiết kế bánh răng cấp chậm
Momen xoắn trên trục của bánh dẫn . Tỷ số truyền . Số vòng
quay
Chọn vật liệu làm bánh dẫn và bánh bị dẫn. Chọn thép 45Cr được tôi cải thiện. Theo
bảng 6.13 sách “Cơ Sở Thiết Kế Máy” của thầy Nguyễn Hữu Lộc đối với bán dẫn, ta
chọn độ rắn trung bình ; đối với bánh bị dẫn ta chọn độ rắn trung bình
. Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt
Tính ứng suất cho phép giống như thiết kế bánh răng cấp nhanh ta được:
Ứng xuất tiếp xúc cho phép:
Ứng suất uốn cho phép:
Theo bảng 6.15 do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên , chọn
theo tiêu chuẩn. Khi đó :
Theo bảng 6.4, ta chọn

Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng xác định:
Modun răng .
Tổng số răng
Số răng bánh
dẫn :
chọn z1=42 răng =>z2=160-42=118 răng
Xác định thông số hình học của bộ truyền.
- Đường kính vòng chia(mm)
- Đường kính vòng đỉnh(mm)
- Đường kính vòng đáy

- Đường kính vòng lăn:
- Chiều rộng vành khăn: (mm)
Vận tốc vòng bánh răng(m/s)
Theo bảng 6.3 chọn cấp chính xác bộ truyền là 9
Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền:
- Lực vòng:
- Lực hướng tâm:
Theo bảng 6.5 chọn hệ số tải trọng động
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc:
Ứng suất tiếp xúc tính toán được xác định bởi công thức (6.86):
Trong đó:
Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo công thức (6.87):

Với :
Cặp bánh răng bằng thép : ZM = 275 (Mpa1/2)
Hệ số ảnh hưởng của tổng chiều dài tiếp xúc theo công thức (6.88):
KHα = 1,13 (tra bảng 6.11)
Hệ số tải trọng tính :
Tính lại ứng suất cho phép theo công thức (6.39):

Hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: ZR = 0,95
Hệ số ảnh hưởng tới vận tốc vòng, do HB ≤ 350 thì :
Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn, thông thường chọn Kl = 1
Hệ số an toàn SH = 1,1 ( tra bảng 6.13)
Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng:
Vậy điều kiện bền tiếp xúc được thoả.
Kiểm nghiệm ứng suất uốn:
Ứng suất uốn cho phép theo công thức (6.52):
Trong đó:
KFC = 1 ( quay 1 chiều )
Hệ số ảnh hưởng độ nhám : YR = 1 khi phay và mài răng
Hệ số kích thước :
Hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung ứng suất:

Hệ số dạng răng theo công thức thực nghiệm (6.80)
Trong đó:
Số răng tương đương:

Đặc tính so sánh độ bền uốn các bánh răng:
Ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn là bánh có độ bề thấp hơn:
Ứng suất uốn được tính theo công thức (6.78):
Hệ số tải trọng tính:

Với KFα = 1
Ứng suất uốn tính toán:
Vậy độ bền uốn được thoả.
Các thông số và kích thước của bộ truyền:
Khoảng cách trục
Môdun pháp
Chiều rộng vành khăn
Tỉ số truyền
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

KIỂM NGHIỆM ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU:
Tính từ tâm thì mức dầu phải cách tâm hơn 2R/3 của bánh lớn nhất, điều này đẳm bảo
mức dầu sẽ thấp hơn 2R/3 của tất cả các bánh răng.
Ta có điều kiện sau:
Vậy hộp giảm tốc thoả điều kiện bôi trơn ngâm dầu.

2.3. THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN
I Lực tác dụng lên các trục:
1 Trục I :
T1= 93341 (N.mm)
Fr1= 647,11 (N)
Ft1= 1476,39 (N)
Fa1= 990,6 (N)
- Giá trị lực Fr có giá trị từ 0,2 đến 0,3 giá trị lực vòng Ft do moment xoắn
của nối trục tạo ra. Chọn nối trục loại vỏ đàn hồi:
+Với Do= 90 (mm) : đường kính qua vòng tâm các chốt của nối trục đàn hồi
2 Trục II :
T2=303569 (N.mm)
Fr1= 647,11 (N)
Ft1= 1476,39 (N)
Fa1= 990,6 (N)
Fr2=2704,57(N)
Ft2=5782,27(N)
3 Trục III
T3=830684 (N.mm)
Fr2=2704,57(N)
Ft2=5782,27(N)
Lực tác dụng trên bộ truyền xích:
II Chọn vật liệu chế tạo trục:
- Chọn vật liệu chế tạo là thép C45 có : ,,; ;hoặc 65 ứng với trục có đường kính
lần lượt là 30, 50 hoặc 100 (mm)
III Xác định sơ bộ đường kính trục:
Theo công thức :
+ đường kính trục I:
Chọn d1=30 (mm)

+ đường kính trục II:
Chọn d2=48 (mm)
+ đường kính trục III:
Chọn d3=62 (mm)
IV Thiết kế trục:
- Phác thảo kích thước của hộp giảm tốc:
50
25
72,5
15
10
100
35
295
28
25
105
216,76
63,22
Sơ đồ không gian
Tải bản FULL (62 trang): https://bit.ly/2TBhLvs
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

+
_
+
_
+
_
Ft1
Ft1
Ft1
Ft1
Fr1 Fr1
Fr1
Fr1
Fa1 Fa1
Fa1
Fa1
Ft2
Ft2
Fr2
Fr2
a Trục I
T1= 93341 (N.mm)
Fr1= 647,11 (N)
Ft1= 1476,39 (N)
Fa1= 990,6 (N)
- Giá trị lực Fr có giá trị từ 0,2 đến 0,3 giá trị lực vòng Ft do moment xoắn
của nối trục tạo ra. Chọn nối trục loại vỏ đàn hồi:
+Với Do= 90 (mm) : đường kính qua vòng tâm các chốt của nối trục đàn hồi
- Trong mặt phẳng (y0z):
Tải bản FULL (62 trang): https://bit.ly/2TBhLvs
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

- Trong mặt phẳng (x0z):

Fr1
Fr1
Ft1
Ft1
Fa1
Fa1
Fr
+
_
A1
B1
C1 D1
E1
155 57.5 122.5
XD
YD
YA
XA
A1 B1 C1 D1 E1
37209Nmm
5896Nmm
37209Nmm
A1
A1
B1 C1 D1 E1
A1 B1 C1 D1 E1
95725Nmm
124925Nmm
50838Nmm
T
Mx
My
46666Nmm
93338Nmm
57.5
25
24
25
30
30
3828574

Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải (Đại Học Bách Khoa)

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải (Đại Học Bách Khoa)

Similar to Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải (Đại Học Bách Khoa) (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Băng Tải (Đại Học Bách Khoa)