Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 1
 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 1: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI

Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 2

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

Bảngthôngsốđầuvào:


1.1 Công suất làm việc

. 5770.1.90
10.96
1000 1000
lv
F v
P   
(KW)


ệ

d
ẫ
nđ
ộ
ngxícht
ả
i

Lựckéobăngtải:F=5770(N)
Vậntốcbăngtải:v=1.90(m/s)
Sốrăngđĩaxíchtải:Z=12
Bướcxíchtải:p=75(mm)
Thờigianphụcvụ:L
h
=18500(h)
Sốcalàmviệc:soca=2(ca)
Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền
ngoài@=0
0

Đặctínhlàmviệc:êm
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 3

 Hiệusuấtổlăn:
ol


126.667
. 12.75
lv
v
n
z p
  
(v/ph)

1.5 Chọn tỷ số truyền sơ bộ

r
.
sb x b
u u u


 Theobảng
2.4
[1]
21
B
chọnsơbộ:
 Tỷsốtruyềnbộtruyềnxích:
x
u
=3
 Tỷsốtruyềnbộtruyềnbánhrăng
r
b

 Trabảngphụlụctàiliệu[1],chọnđộngcơthoảmãn:   

1500( / )
15( )
b t
db db
cf
dc yc
n n v ph
P P KW

 


 



 Tađượcđộngcơvớicácthôngsốsau:Kýhiệuđộngcơ:
 
: 4A160S4Y3
15
1460( / )
48
cf
db
dc
dc
KH
P KW

11.52
4
ch
x
br
u
u
u
 
=2,88
 Vậytacó:
r
x
11,52
4
2,88
ch
b
u
u
u










ol b
P
P
 
 
=12,40(KW)
 Côngsuấttrêntrụcđộngcơ:
 
12.66
. 0,99.1
I
dc
ol kn
P
P
 
 
=12,52(KW)
 Sốvòngquaytrêntrụcđộngcơ:n
dc
=1460(v/ph)
 SốvòngquaytrêntrụcI:
 
1460
1
dc
I
kn
n
n

6 6
12,52
9,55.10 9,55.10
1460
dc
dc
dc
P
T
n
 
=81894.52(N.mm)
 MômentxoắntrêntrụcI:
 
6 6
12.40
9,55.10 9,55.10 81109
1460
I
I
I
P
T
n
  
(N.mm)
 MômentxoắntrêntrụcII:
 
6 6
12,03


Thôngs
ố
/tr
ụ
c

Đ
ộ
ngcơ

I

II

Côngtác

u
kn
=1

u
br
=4

u
x
=2,88

P(KW)

314757

826108
,
9


PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH
 Thôngsốyêucầu:
 






2.1 Chọn loại xích
 Dođiềukiệnlàmviệcchịuvađậpnhẹvàhiệusuấtcủabộtruyềnxíchyêu
cầucaonênchọnloạixíchốngconlăn.
P=P
II

=
12,03

(KW)

T
1
=T


2.3 Xác định bước xích
 Bướcxíchpđượctrabảng
 
5.5
1
81
B
vớiđiềukiệnP
t
≤[P],trongđó:
 P
t
–Côngsuấttínhtoán:P
t
=P.k.k
z
.k
n

 Tacó:
 Chọnbộtruyềnxíchthínghiệmlàbộtruyềnxíchtiêuchuẩn,cósốrăngvà
vậntốcvòngđĩaxíchnhỏnhấtlà:
 
01
01
25
400
Z
n

n
k
n
  

 k=k
0
k
a
k
đc
k
bt
k
đ
.k
c
trongđó:
 k
0
–Hệsốảnhhưởngcủavịtríbộtruyền:Trabảng
 
5.6
1
82
B
với@=0
0
ta
đượck

 k
bt
–Hệsốảnhhưởngcủabôitrơn:Trabảng
 
5.6
1
82
B
,tađượck
bt
=1,3
 bộtruyềnngoàilàmviệctrongmôitrườngcóbụi,chấtlỏngbôitrơnđạtyêu
cầu
 k
đ
–Hệsốtảitrọngđộng:Trabảng
 
5.6
1
82
B
,tađượck
đ
=1
- đặctínhvađậpêm
 k
c
–Hệsốkểđếnchếđộlàmviệccủabộtruyền:Trabảng
 
5.6

 
5.5
1
81
B
vớiđiềukiện


01
21,57( )
400
t
P KW P
n
  





tađược:
 Bướcxích:p=31,75(mm)
 Đườngkínhchốt:d
c
=9,55(mm)
 Chiềudàiống:B=27,46(mm)
 Côngsuấtchophép:[P]=32(KW)

2.4 Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
 Chọnsơbộ:

1 2 1 2 2 1
2
4 2 2
Z Z Z Z Z Zp
a x x

 
  
   
 
    
   
 
   
 


2 2
*
31,75 25 73 25 73 73 25
130 130 2 1262,57( )
4 2 2
a mm

 
  
   
 
     
   

.
25.365
4,78 25
15.x 15.130
Z n
i i
    

2.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền

 
0
.
đ t V
Q
s s
k F F F
 
 
,với:
 Q–Tảitrọngpháhỏng:Trabảng
 
5.2
1
78
B
vớip=31,75(mm)tađược:
 Q=88.5(KN)
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải


  

 F
v
–Lựccăngdolựclytâmsinhra:

2 2
. 3,8.4,83 88,65( )
v
F q v N
  

 F
0
–Lựccăngdotrọnglượngnhánhxíchbịđộngsinhra:
 
0
9,81. . .
f
F k q a

,trongđó:
 k
f
–Hệsốphụthuộcđộvõngcủaxích:Do@=0
0
=>k
f
=6



2.6 Xác định thông số của đĩa xích
 Đườngkínhvòngchia:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 11


1
1
2
2
31,75
253.32( )
sin
sin
25
31,75
737.99( )
sin
sin
73
p
d mm
Z
p
d mm
Z



0,5 cot g 31,75 0,5 cotg 267,2( )
25
0,5 cot 31,75 0,5 cotg 735,18( )
73
a
a
d p mm
Z
d p g mm
Z
 
 

 
 
 
 
    

 
 
 
 
 
 
 

 

 

tađược:
'
1
d

19,05(mm)

'
1
0,5025d 0,05 0,5025.19,05 0,05 9,62( )
r mm
    

 Đườngkínhchânrăng:

1 1
2 2
2 253,32 2.9,26 234,8( )
2 737,99 2.9,26 719,47( )
f
f
d d r mm
d d r mm
    



    



r
–Hệsốảnhhưởngcủasốrăngđĩaxích,trabảngởtrang87tàiliệu[1]
theosốrăngZ
1
=25tađượck
r
=0,42
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 12

 k
đ
–Hệsốphânbốtảitrọngkhôngđềugiữacácdãy
 (nếusửdụng1dãyxích=>k
đ
=1)
 F
vđ
–Lựcvađậptrênmdãyxích:

7 3 7 3
v 1
13.10 . . . 13.10 .365.31,75 .1 3,28( )
đ
F n p m N
 
  

 E–Môđunđànhồi:


    

 Trabảng
 
5.11
1
86
B
tachọnvậtliệulàmđĩaxíchlàthép45,vớicácđặctính
tôicảithiện,có


500 430,64( )
H H
MPa
 
  

2.7 Xác định lực tác dụng lên trục

x
.
r t
F k F

trongđó:
 k
x
–Hệsốkểđếntrọnglượngcủaxích:






 





Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 13

Thôngs
ố

Kýhi
ệ
u

Giátr
ị

Lo
ạ
ixích




L

1427,5

(mm)

Kho
ả
ngcáchtr
ụ
c

A

1258,78

(mm)

S
ố

răngđ
ĩaxíchnh
ỏ

Z
1

2




Đư
ờ
ngkínhvòngchia
đ
ĩa
xíchnh
ỏ

d
1
253,32

(mm)

Đư
ờ
ngkínhvòngchia
đ
ĩaxíchl
ớ
n

d
2

737.99



753.18

(mm)

Bánkínhđáy

R

9,62

(mm)

Đư
ờ
ngkínhchânrăngđ
ĩaxíchnh
ỏ

d
f1

234,8

(mm)

Đư
ờ
ngkínhchânrăngđ
ĩaxíchnh


Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 14

Thôngsốđầuvào:
P=P
I
=
12,4

(KW)

T
1
=T
I
=81109(N.mm)
n
1
=n
I
=1460(v/ph)
u=u
br
=4
L
h
=18500(h)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
 Trabảng
6.1

ch1
=580(MPa)

3.2 Xác định ứng suất cho phép
a.Ứngsuấttiếpxúcvàứngsuấtuốnchophép:
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 15

 
0
lim
0
lim
[ ]
[ ]
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
Z Z K K
S
Y Y K K
S





6.2
[1]
94
B
với:
 Bánhrăngchủđộng:S
H1
=1,1;S
F1
=1,75
 Bánhrăngbịđộng:S
H2
=1,1;S
F2
=1,75

0 0
lim lim
,
H F
 
-Ứngsuấttiếpxúcvàuốnchophépứngvớisốchukỳcơsở:
 
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H

  



 Bánhbịđộng:
0
lim2 2
0
lim2 1
2 70 2.230 70 530( )
1,8 1,8.230 414( )
H
F
HB MPa
HB MPa



    


  



 K
HL
,K
FL
–Hệsốtuổithọ,xétđếnảnhhưởngcủathờigianphụcvụvàchếđộ

,trongđó:
m
H
,m
F
–Bậccủađườngcongmỏikhithửvềứngsuấttiếpxúc.Dobánh
răngcó HB<350=>m
H
=6vàm
F
=6
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 16

 N
HO
,N
FO
–Sốchukỳthayđổiứngsuấtkhithửvềứngsuấttiếpxúcvàứng
suất uốn:
 
2,4
6
30.
4.10
HO HB
HO
N H
N

 


 N
HE
,N
FE
–Sốchukỳthayđổiứngsuấttươngđương:Dobộtruyềnchịutải
trọngtĩnh=>N
HE
=N
FE
=60c.n.t
∑
,trongđó:
 c–Sốlầnănkhớptrong1vòngquay:c=1
 n–Vậntốcvòngcủabánhrăng
 t
∑
–tổngsốthờigianlàmviệccủabánhrăng

6
1 1 1
6
1
2 2 2
60. . . 60.1.1460.18500 1620,6.10
1460
60. . . 60. . . 60.1. .18500 405,1510
4

HO2
=>lấyN
HE2
=N
HO2
=>K
HL2
=1
 N
FE1
>N
FO1
=>lấyN
FE1
=N
FO1
=>K
FL1
=1
 N
FE2
>N
FO2
=>lấyN
FE2
=N
FO2
=>K
FL2
=1

1,75
414
[ ] .1.1 236,57( )
1,75
H
H R v xH HL
H
H
H R v xH HL
H
F
F R S xF FL
F
F
F R S xF FL
F
Z Z K K MPa
S
Z Z K K MPa
S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K MPa
S







 




=>
 




1 2
509,09 481,82
495,46
2 2
H H
H
 



  
(MPa)
b.Ứngsuấtchophépkhiquátải
 
ax 1 2
1 ax 1
2 ax 2
[ ] 2,8. ax( , ) 2,8.580 1624( )
[ ] 0,8. 0,8.580 464( )

a
H ba
T K
a K u
u

 
 
,với:
 K
a
–hệsốphụthuộcvậtliệulàmbánhrăngcủacặpbánhrăng:Trabảng
 
6.5
1
96
B
 =>K
a
=43MPa
1/3
.
 T
1
–Momentxoắntrêntrụcchủđộng:T
1
=81109(N.mm)
 [σ
H
]-Ứngsuấttiếpxúcchophép:[σ


 K
Hβ
,K
Fβ
–Hệsốkểđếnsựphânbốkhôngđềutảitrọngtrênchiềurộngvành
răng khitínhvềứngsuấttiếpxúcvàuốn:Trabảng
6.7
[1]
98
B
với
1,0
bd


vàsơđồ
bốtrílàsơđồ6tađược:
1,05
1,1
H
F
K
K







a.Môđunpháp
 m=(0,01÷0,02)a
w
=(0,01÷0,02).130=1,3÷2,6(mm)
 Trabảng
6.8
[1]
99
B
chọnmtheotiêuchuẩn:m=2(mm).
b.Xácđịnhsốrăng
 Chọnsơbộβ=14
0
=>cosβ=0,970296
 Tacó:
 
0
w
1
2. cos
2.130.cos14
25,23
( 1) 2(4 1)
a
Z
m u

  
 
,lấyZ

u


   
<4%thoảmãn.
c.Xácđịnhgócnghiêngrăng
 


1 2
w
0
2 25 100
( )
os 0.96
2 2.130
ar os( os ) ar os(0,96) 15,94
m Z Z
c
a
cc c cc

 


  
  

d.Xácđịnhgócănkhớpα
tw

ar os . ar ( os20,73 . 15,94 ) 14,96
b t
ctg c tg ctg c tg
  
  

3.5 Xác định các hệ số vầ một số thông số động học
 Tỷsốtruyềnthựctế:u
t
=4
 Đườngkínhvònglăncủacặpbánhrăng:
 
w
w1
w2 w w1
2.
2.130
52( )
1 4 1
2. 2.130 52 208( )
t
a
d mm
u
d a d mm

  

 


 HB<350
 Răngthẳng
Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 20

 V=3,98(m/s)
Nộisuytuyếntínhtađược:

1,05
1,14
Hv
Fv
K
K






Hệsốtậptrungtảitrọng:
1,05
1,1
H
F
K
K



1,39
H
F
K
K








3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng
a.Kiểmnghiệmvềứngsuấttiếpxúc
 
 
1
2
w w1
2 1
Z Z [ ]
. .
H t
H M H H
t
T K u
Z
b u d


–Hệsốkểđếnhìnhdạngcủabềmặttiếpxúc:
 
0
0
w
2 os
2 os14,96
1,708
sin(2 ) sin(2.20,73 )
b
H
t
c
c
Z


  


Z

–Hệsốsựtrùngkhớpcủarăng:Phụthuộcvàohệsốtrùngkhớpngangε
α

và hệsốtrùngkhớpdọcε
β
:
 ε
α

β
–Hệsốtrùngkhớpdọc:
 
0
w
sin
52.sin15,94
2,274
. 2.
b
m



 
  

 
1 1
Z 0,778
1,654



  

K
H
–Hệsốtảitrọngkhitínhvềtiếpxúc:
 

t
T K u
Z MPa
b u d


 
  

 Tacó
468,44 [ ] 470,69( )
H H
MPa
 
  

=>Thoảmãn
b.Kiểmnghiệmđộbềnuốn
 
1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . .
[ ]
. .
.
[ ]

1 1
2 1
[ ] [ ]. 252.095.1 239,4( )
[ ] [ ]. 236,57.0,95.1 224,74( )
F F R S xF
F F R S xF
Y Y K MPa
Y Y K MPa
 
 
  


  


Đồ án chi tiết máy đề 1: Thiết kế hệ dẫn động xích tải

Giáo viên hướngdẫn:TrịnhĐồngTính Trang 22

 K
F
–Hệsốtảitrọngkhitínhvềuốn
 
. . 1,39.1,1.1,14 1,743
F F F Fv
K K K K
 
  


–Hệsốdạngrăng:PhụthuộcvàosốrăngtươngđươngZ
V1
vàZ
V2
:
 
1
1
3 3 0
2
2
3 3 0
25
28,12
cos cos 15,94
100
112,48
cos cos 15,94
v
v
Z
Z
Z
Z



  



3,60
F
F
Y
Y






 Thayvàotacó:

1 1
1 1
w w1
1 2
2 2
1
2. . .
2.81109.1,743.0,605.0,886.3,8
106,5( ) [ ] 252( )
. . 56.52.2
. 106,5.3,60
100,89( ) [ ] 236,75( )
3,8
F F
F F
F F
F F

 
ax
ax
ax1 1 1
ax
ax2 2 2
ax
.
.
Hm H qt H
m
Fm qt F F
m
Fm qt F F
m
K
K
K
  
  
  

 


 


 


Hm H qt H
m
Fm qt F F
m
Fm qt F F
m
K MPa MPa
K MPa MPa
K MPa MPa
  
  
  

    


    


    



3.7 Một vài thông số hình học của cặp bánh răng
 Đườngkínhvòngchia:
 
1
1
0
2

a d d mm
    

 Đườngkínhđỉnhrăng:
 
1 1
2 2
2 52 2.2 56( )
2 208 2.2 212( )
a
a
d d m mm
d d m mm
    


    


 Đườngkínhđáyrăng:
 
1 1
2 2
2,5. 52 2,5.2 47( )
2,5. 208 2,5.2 203( )
f
f
d d m mm
d d m mm
    




 Gócprôfingốc:α=20
0
.
3.8 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng



 
 
 
1
1
t
h
P 12,4 KW
T 81109 N.mm
n 1460 v / ph
u u 4
L 18500 h









ngcáchtr
ụ
c

a
w
130
(mm)

S
ố

răng

Z
1
2
5

Z
2

100

Đư
ờ
ngkínhvòngchia

d
1

Đư
ờ
ngkínhđ
ỉ
nhrăng

d
a1

56
(mm)

d
a2

212
(mm)

Đư
ờ
ngkínhcơs
ở

d
b1

46,
86
(mm)



Gócprôfing
ố
c

α

20
0

Gócprôfinrăng

α
t
20,7
3
0

Gócănkh
ớ
p

α
tw
20,7
3
0

H
ệ


m

2

Gócnghiêngc
ủ
arăng

β

1
5
,
94
0


PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
4.1 Tính toán khớp nối
 Thôngsốđầuvào:
  

Mômenc