ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang1

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 4: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang2

Thông số đầu vào:1.Lựckéobăngtải  F=1500N
2.Vậntốcbăngtải  v=0,94m/s
  3.Đườngkínhtang  D=270mm
  4.Thờihạnphụcvụ  L
h
=18000giờ
  5.Sốcalàmviệc:  Sốca=3ca
  6.Gócnghiêngđườngnốitâmcủabộtruyềnngoài:60
o

  7.Đặctínhlàmviệc:Vađậpvừa

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ

.η

 (1)
Trabảng
 
2.3
19
I
tacó:
Hiệusuấtcủamộtcặpổlăn: 
ol

=0,99
Hiệusuấtcủabộđai:  η

=0,96
Hiệusuấtcủabộtruyềnbánhrăng: η

= 0,97
Hiệusuấtcủakhớpnối:  
kn


1
Thaysốvào(1)tacó:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang3
3

60000.0,94
66,53
.270

 

( )
.
dc sb ct sb
n n u


Trongđó:
sb d h
u u u

    
(2)
Trabảng
 
2.4
21
B I
tachọnđượctỉsốtruyềnsơbộcủa:
Truyềnđộngđai:u

=3
Truyềnđộngbánhrăngtrụ:
h
u





ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang4
Kiểuđộngcơ

P
đc
(KW)

dc
( / )
v ph


4A112MA8Y3

2,2

705


1.2.Phân phối tỉ số truyền
1.2.1Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
Theotínhtoánởtrêntacó:
dc


Chọntrướctỉsốtruyềncủabộtruyềntrong
br
u
=4
u

=
u

u

=
10,6
4
=2,65

1.3.Tính các thông số trên các trục
1.3.1.Số vòng quay
Theotínhtoánởtrêntacó:n
dc
=705(vg/ph)
TỉsốtruyềntừđộngcơsangtrụcIquađailà:u

=2,65
n

=
n


66,5
1
=66,5 v/ph

1.3.2.Công suất
Côngsuấttrêntrụccôngtác(tínhởtrên)là:P
ct
=1,41(
W
K
)
CôngsuấttrêntrụcIIlà:
P

=
P

η

.η

=
1,41
.
=1,42 kW

CôngsuấttrêntrụcIlà:
P

=

MômenxoắntrêntrụcIlà:
T

=9,55.10

.
P

η

=9,55.10

.
1,48
266
=53135 N.mm
MômenxoắntrêntrụcIIlà:
T

=9,55.10

.
P

n

=9,55.10

.
1,42

.
P
đ
n
đ
=9,55.10

.
1,56
705
=21132 N.mm






1.3.4Bảng thông số động học

Thông
số/Trục

ĐộngCơ

I

II

CôngTác


1,42

1,41

T(N.mm)

21132

53135

203925

202489











ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang7





 










2.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọnđaivảicaosu
2.2.Chọn đường kính hai đai:
1 2
vàd
d

Chọn
1
d
theotiêuchuẩntheobảng:
 
4.21
1 :
63
B


d
:






2 1
. . 1 2,65.160. 1 0,02 415,52
d U d mm

    


:Hệsốtrượt,với
0,01 0,02

 
Chọn
0,02



Trabảng
 
4.26
1
63
B

t
U U
U
U
 
    


Thỏamãn.

2.3.Xác định khoảng cách trục a.
Khoảngcáchtrục


1 2
(1,5 2)( ) (1,5 2) 400 160 (840 1120)
a d d       

Vậy:chọn
900
sb
a 

Chiềudàiđai:
 
2
2 1
1 2
2. .
2 4.


Trang8
Dựavàobảng
 
4.13
1
59
B
tachọnLtheotiêuchuẩn:Chọn


2800
L mm


Sốvòngchạycủađaitrong


1
s
.
 


ax
5,9 1
1
2,1 3 5
2800
m

.
.
[ ]
t d
F
F K
A b


 

Trongđó:
t
F
:lựcvòng
1000.1,56
264, 41(N)
5,9
t
F  

d
K
:hệsốtảitrọngđộng.Trabảng
4.7
[1]
55
B
tađược:
1,2

40
m
d
d


  

Trabảng
4.1
[1]
51
B
tadùngloạiđai
800
b

và
820
b

khôngcólớplót,chiềudàyđai
3,75(mm)


,
min
180
140
d 

 

Trongđó:
1
K
và
2
K
làhệsốphụthuộcvàoứngsuấtcăngbanđầu
0

vàloạiđai
Tacó:dogócnghiêngcủabộtruyền
0
60


vàđịnhkỳđiềuchỉnhkhoảngcáchtrục
0
1,6(Mpa)

 

Trabảng
4.9
[1]
56
B
với
0


:hệsốkểđếnảnhhưởngcủagócôm
1


0 0 0
1
1 0,003(180 ) 1 0,003(180 164,8 ) 0,954
C


      

V
C
:hệsốkểđếnảnhhưởngcủalựclytâmđếnđộbáncủađaitrênbánhđai
2
1 (0,01 1)
V V
C k V
  

Dosửdụngđaivảicaosu
0,04
V
k 

2
1 0,04(0,01.5,9 1) 1,026
V

264,41.1,0
34,48(mm)
[ ] 2,045.3,75
t t
F
F K
b
 
  

ChiềurộngbánhđaiB:
Trabảng
4.1
[1]
51
B
vớib=40(mm)trabảngB21.16tacóB=50(mm)
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang10
2.5 Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lựccăngbanđầu:
0 0
. . 1,6.3,75.40 244,5(N)
F b
 
  

Lựctácdụnglêntrục:

ờng
kínhbánhđainh
ỏ

1
d

160
(mm)

Đư
ờngkínhbánhđailớn

2
d

400

(mm)

Chi
ềurộngđai

b

34,48
(mm)

Chi
ềud

a

900

(mm)

Gócômbánhđainh
ỏ

1


0
164,8

L
ựccăngbanđầu

0
F

244,5

(N)

L
ựctácdụngl
êntr
ục


=266(vg/ph)
u=u
br
=4
L
h
=18000(giờ)
3.1 Chọn vật liệu bánh răng
 Trabảng
6.1
[1]
92
B
,tachọn:
 Vậtliệubánhrănglớn:
 Nhãnhiệuthép:45
 Chếđộnhiệtluyện:Tôicảithiện
 Độrắn:
:192 240
HB

TachọnHB
2
=230
 Giớihạnbềnσ
b2
=750(MPa)
 Giớihạnchảyσ
ch2
=450(MPa)

F
F R S xF FL
F
Z Z K K
S
Y Y K K
S













,trongđó:
 Chọnsơbộ:
 
1
1
R v xH
R S xF
Z Z K
Y Y K


H F
 
-Ứngsuấttiếpxúcvàuốnchophépứngvớisốchukỳcơsở:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang12
 
0
lim
0
lim
2 70
1,8
H
F
HB
HB



 





 =>
 Bánhchủđộng:
0




    


  



 K
HL
,K
FL
–Hệsốtuổithọ,xétđếnảnhhưởngcủathờigianphụcvụvàchếđộ
tải trọngcủabộtruyền:
 
0
0
E
H
F
H
m
HL
HE
F
m
FL
F

–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








 
2,4 2,4 6
1 1
2,4 2,4 6
2 2
6
O1 O2
30. 30.245 16,26.10
30. 30.245 13,97.10
4.10
HO HB

–tổngsốthờigianlàmviệccủabánhrăng

6
1 1 1
6
1
2 2 2
60. . . 60.1.266.18500 295,26.10
266
60. . . 60. . . 60.1. .18500 73,81.10
4
HE FE
HE FE
N N c n t
n
N N c n t c t
u

 

   


    



Tacó:N
HE1
>N

 N
FE2
>N
FO2
=>lấyN
FE2
=N
FO2
=>K
FL2
=1
Dovậytacó:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang13

0
lim1
1 1
1
0
lim2
2 2
2
0
lim1
1 1
1
0

S
Y Y K K MPa
S
Y Y K K MPa
S









  
  

  
  














  


3.2.3.Xácđịnhchiềudàicônngoài 
Theocôngthức(6.15a):
 
 
1
2
3
2
.
1 .
.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u


 


Với
▪T
1

0,57
2 2 0,25
be
be
K u
K
 
 

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
6.21
[1]
113
B
với
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang14
-
.
2
be
be
K u

3
2
2
.
53132.1,12
1 . 50. 4 1 144
0,25(1 0,25).4.481,82
.(1 ). .
H
e R
be be H
T K
R K u
K K u


    



3.4 Xác định các thông số ăn khớp.
3.4.1 Đường kính vòng chia ngoài
1
2 2
2. 2.144
69,85
1 1 4
e
e
R

m
tm
=d
m1
/Z
1
=61,12/27=2,26
Môdunvòngngoài
M
te
=
 
tm
be
m
1 – 0,5.K
=
 
2,26
 2,58
1 – 0,5.0,25

(mm)
TrabảngB
6.8
99
[1]chọn
te
M
theotiêuchuẩn


=
Z

Z

=
108
27
=4
ΔU=
u

− u
u
.100% = 
4 −4
4
.100% =0%
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang15
VìU=0%<4%,suyrathoảmãn.
3.4.3Xácđịnhgóccôn
1
(27 /108) 14,04
o
arctg


2 2
. 2,19.27 59,13 mm
. 2,19.108 236,52 mm
m tm
m tm
d m Z
d m Z
  


  



Chiềudàicônngoài:
2 2 2 2
e 1 2
2,5
R . 27 108 139,15
2 2
te
m
Z Z    
(mm)
3.5. Xác định các hệ số và một số thông số động học
Tỷsốtruyềnthựctế:u
t
=4
Vậntốctrungbìnhcủabánhrăng:
v=

Vớicấpđộchínhxác9,khiđócầngiacôngđạtđộnhámR
a
=2,5 1,25(m)

Z
R
=
0,95.
HB<350,v=0,82(m/s)<5m/s;suyraZ
V
=1.
vớid
m2
=237(mm)<700mmsuyraK
xH
=1
ChọnY
R
=1
Y
S
=1,08-0,0695.ln(m)=1,08-0,0695.ln(3)=1,0036
Dobộtruyềnbánhrănglàbánhrăngcônrăngthẳngnên

H
K
=1

F
K

Z
M
–Hệsốxétđếncơtínhcủavậtliệubánhrăng
Bảng6.5-T96:Z
M
=274[MPa]
1/3
.
Z
H
–hệsốkểđếnhìnhdạngbềmặttiếpxúctrabảng
6.12
[1]
106
B
Vớix1+x2=0vàđược
suyraZ
H
=1.76

Z
ε
-hệsốxétđếnsựtrùngkhớpcủahaibánhrăng:
4
3
Z





3 3
Z





  


K
H
–hệsốtảitrọngkhitínhtoántiếpxúc

HvHHH
KKKK



K

=1,12.1.1,01=1.13
Chiềurộngvànhrăng
.
be e
b K R

=0,25.140=35
Thayvàotađược:
2

 
1. 1
1 1
1
2. . . . .
0,85. . .
F F
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
 
 
 

][
2
1
21
2
F
F
FF
F
Y
Y






=
1
1,73
=0,58
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang18
Hệsốkểđếnđộnghiêngcủarăng:
1
Y


Dolàbánhrăngthẳng
(hệsốkểđếnđộnghiêngcủarăng).
21
,
FF
YY
-hệsốdạngrăngcủabánh1và2phụthuộcvàosốrăngtươngđương
1
1
1
27
27,83
os os14,04
V
o
Z

F2
=3,53
F
K
-hệsốtảitrọngkhitínhvềuốn.
FvFFF
KKKK


.
K

=1,24.1.1,03=1,28
Vậy:
σ

=
1 1
1
2. . . . .
2.53135.1,28.0,58.3,45
70,65
0,85 . . 0,85.35.59,13.2,19
F F
m tm
T K Y Y Y
b d m
 
 


m
Fm qt F F
m
Fm qt F F
m
K
K
K
  
  
  

 


 


 



 K
qt
–Hệsốquátải:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang19
 

K MPa MPa
K MPa MPa
K MPa MPa
  
  
  

    


    


    




3.7. Các thông số hình học của cặp bánh răng:
-Đườngkínhvòngchia:
1 1
2 2
. 2,5.27 67,5( )
. 2,5.108 270( )
e te
e te
d m Z mm
d m Z mm
  
  

h h h mm
h h h mm
    



    



Đườngkínhđỉnhrăngngoài


 
1 1 1 1
2 2 2 2
2 . os 67,5 2.3, 45. os14,04 74,19
2 . os 270 2.1,55. os75,96 270,80
ae e ae
ae e ae
h d h c c mm
h d h c c mm


    


    




Môdunvòngngoài

te
m

2,5

Chi
ềurộngv
ànhrăng

b

35

T
ỉsốtruyền

t
u

4

Gócnghiêngc
ủarăng



0

òngchia
ngoài
1
e
d

67,5

2
e
d

270

Gócchiacôn
1


14,04

2


75,96

Chiềucaorăngngoài
e
h

h

=3,45(mm)
x
n1
=x
1
=0,38
h
ae2
=2h
te
m
te
–h
ae1
=1,55(mm)

Chiềucaochânrăngngoài

1
fe
h

2,05

2
fe
h

3,95


cf
t kn
T T
d d








 Trongđó:
 
 
3
3
203925
40,81
0,2 0, 2.15
II
sb
T
d

  

  T
t
–Mômenxoắntínhtoán:T

t kn
T N mm T
d mm d

 


 



 Tađượccácthôngsốkhớpnốinhưsau:
 
0
250( . )
32( )
6
105( )
cf
kn
cf
kn
T N m
d mm
Z
D mm





d mm










4.1.2Kiểmnghiệmkhớpnối
 a.Kiểmnghiệmsứcbềndậpcủavòngđànhồi:
 
 
0 0 3
2. .
. . .
d d
k T
Z D d l
 
 
,trongđó:



d

-Ứngsuấtdậpchophépcủavòngcaosu.Talấy

 b.Điềukiệnbềncủachốt:
 
 
1
3
0 0
. .
0,1. . .
u u
k T l
d D Z
 
 
,trongđó:



u

-Ứngsuấtchophépcủachốt.Talấy


(60 80) ;
u
MPa

 

 Dovậyứngsuấtsinhratrênchốt:
 

105
t
o
T
F N
D
  

 
0,2 0,2.3884,29 776,86( )
kn t
F F N
  


4.1.4Cácthôngsốcơbảncủanốitrụcvòngđànhồi:
Thôngsố Kýhiệu Giátrị
Mômenxoắnlớnnhấtcóthểtruyềnđược

cf
kn
T

250(N.m)

Đườngkínhlớnnhấtcóthểcủatrụcnối

cf
kn
d

Đườngkínhcủachốtđànhồi

d
0

14(mm)



4.2. Thiết kế trục
4.2.1Chọnvậtliệu
 Chọnvậtliệuchếtạotrụclàthép45cóσ
b
=600MPa,ứngsuấtxoắnchophép
 [τ]=12÷30Mpa.

4.2.2Xácđịnhlựctácdụng
 b.Xácđịnhgiátrịcáclựctácdụnglêntrục,bánhrăng:
 Lựctácdụnglêntrụctừbộtruyềnđai:F
d
=484,70(N)(N)
 Lựctácdụnglêntrụctừkhớpnối:F
kn
=776,86(N)
 Lựctácdụnglênbộtruyềnbánhrăng:
ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang23
 -Lựcvòng:

4.2.3Xácđịnhsơbộđườngkínhtrục
 -VớitrụcI:
 
3
1
0,2.
I
sb
T
d


,trongđó:
 T
I
–MômenxoắndanhnghĩatrêntrụcI:T
I
=53135(N.mm)
 [τ]-Ứngsuấtxoắnchophép[τ]=15÷30(MPa)vớitrụcvàohộpgiảmtốcta
 chọn[τ]=15(MPa)
 
3
1
53135
26,07( )
0,2.15
sb
d mm
 


2
30( )
35( )
sb
sb
d mm
d mm







4.2.4Xácđịnhsơbộkhoảngcáchgiữacácgốiđỡvàđiểmđặtlực
 a.Xácđịnhchiềurộngổlăntrêntrục
 Trabảng
 
10.2
1
189
B
với:
1
2
30( )
35( )
d mm
d mm



Trang24
Bánh răng côn
- trêntrụcI:
 



13 1
1,2 1,4 (1,2 1, 4)30 36 42
m
l d
    

Chọn


13
40
m
L mm


- trêntrụcII


23 2
1,2 1,4 (1,2 1,4)35 42 49
m
l d




12
1,2 2,5 1 1,2 2,5 30 36 75
m
l d mm
  

Dođóchọn


12
45
m
l mm


+Đĩaxích:






31 2
1,2 1,5 1,2 2,5 35 42 52,5
m
l d mm
  

=20mm
Suyra




12 12 12 01 3
0,5 0,5 45 19 15 20 67
c m n
l l l b k h mm
          

Chọn70mm


11 1
2,5 3 (2,5 3).30 75 90
l d mm
  

DođóChọn
11
80
l mm


ĐồÁnChiTiếtMáyĐềsố4:Thiếtkếhệdẫnđộngbăngtải


Trang25

50
l mm






23 22 22 13 2 1
0,5 . os 50 0,5 50 43.cos75,96 8 88
m
l l l b c k mm

        

21 22 23 02 1 2
3 2 50 45 21 3.8 2.5 150
m m
l l l b k k mm
          





31 31 02 3
0,5 0,5 45 21 15 20 70
c m n
l l b k h mm
        