Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
tính động học hệ dẫn động
1. Chọn động cơ
1.1. Chọn kiểu động cơ:
Sử dụng động cơ không đồng bộ ba pha vì phù hợp với lới điện công nghiệp,
giá thành rẻ, đợc sử dụng rộng rãi trên thị trờng và phù hợp với hệ dẫn động
băng tải.
1.2. Chọn công suất động cơ:

Công suất trên trục công tác:
P
ct
=
1000
v.F
Trong đó:
+ P
ct
: công suất trên trục công tác (kW)
+ F: lực kéo băng tải (N)
+ v: vận tốc băng tải (m/s)
+ : hiệu suất truyền động
Với F = 9500 N
v = 0,48 m/s

P
ct

.

k
.

ot

Theo bảng 2.3 tài liệu [1]
hiệu suất của đai:
đ
= 0,96
hiệu suất của ổ lăn:
ol
= 0,99
hiệu suất của bánh răng:
br
= 0,96
hiệu suất của khớp:
k
= 0,99 (do là khớp mềm)
hiệu suất của ổ trợt:
ot
= 0,99
1
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49


T
2
2
ck
2
1
2
ck
1
1
1
n
1i
ck
i
2
1
i
=+=
+=








=


. u
ng .
u
h

Trong đó:
Theo bảng 2.4 tài liệu [1]
Chọn u
h
= 15
u
ng
= 3
n
sb
= 28,65. 15 . 3 = 1289,25 v/ph

Mômen mở máy thỏa mãn điều kiện
K
T
T
T
T
1
mm
dn
K
=
(hệ số quá tải)
Theo đề bài:

K
sbdc
ycdc
Theo bảng P1.2 tài liệu [1]
2
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Chọn động cơ 4A112M4Y3 có P
dc
= 5,5 kW
n
đc
= 1425 v/ph
2. Phân phối tỷ số truyền
2.1. Xác định tỷ số truyền chung
u
chung
=
74,49
65,28
1425
n
n
ct
dc
==
u


Tính lại u
ng
u
ng
= u
ch
/(u
1
.u
2
) = 49,74/16,6 = 3
3. Tính toán các thông số động học

Công suất trên trục
)kW(56,4
1000
48,0.9500
1000
v.F
P
ct
===
)kW(65,4
99,0.99,0
56,4
.
P
P
kot

99,P
P
d
I
'
dc
=
4
==



Số vòng quay trên trục
n
đc
= 1425 (v/ph)
3
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
)ph/v(67,28
07,4
7,116
u
n
n
)ph/v(7,116
07,4

.10.55,9
n
P
.10.55,9T
6
dc
dc
6
dc
===
)Nmm(26,100625
475
99,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T
6
I
I
6
I
===
)Nmm(03,387892
7,116
74,4
.10.55,9
n
P
.10.55,9T

6
ct
≈==
LËp b¶ng thèng kª:
Trôc
Th«ng sè
§éng c¬ I II III C«ng t¸c
U 3 4,07 4,07 1
P (kW) 5,2 4,99 4,74 4,65 4,56
n (v/ph) 1425 475 116,7 28,67 28,65
4
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
T (Nmm) 34849,25 100325,26 387892,03 155.10
4
152.10
4
5
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Tính toán bộ truyền ngoài (bộ truyền đai)
4. Chọn đai

Chọn tiết diện đai

o

16 17 10,5 4,0 138 140 ữ 280 800 ữ 6300

Chọn đờng kính bánh đai nhỏ
Chọn d
1
= 200 mm
Kiểm tra vận tốc đai
max
11
v)s/m(92,14
1000.60
1425.200.
1000.60
n.d.
v <===


với v
max
= 25 m/s thoả mãn điều kiện.

Chọn đờng kính bánh đai lớn
Theo (4.2) tài liệu [1], chọn
d
2
= u . d
1
/ (1 -

321,3
%100.
u
uu
u
t
<=

=

=


Chọn khoảng cách trục và chiều dài đai
Theo bảng 4.14 trang 60 tài liệu [1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số
truyền u và đờng kính bánh đai d
2
:
1
d
a
2
=
(với u
t
= 3,21) a = d
2
= 630
Kiểm tra điều kiện a:
0,55(d

12
21
=

+++=

+++=


Theo bảng 4.13 tài liệu [1] chiều dài tiêu chuẩn
l = 2800 mm
Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây
Theo (4.15) tài liệu [1]
max
i32,5
8,2
92,14
l
v
i <===
với i
max
= 10 vòng/giây
5. Xác định các thông số của bộ truyền đai

Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2800 mm
Theo (4.6) trang 54 tài liệu [1]
4
.8
a

a
215
2
200630
2
dd
22
12
=
+
=
=

=

=

Theo (4.7) trang 54 tài liệu [1] , góc ôm bánh đai nhỏ
o
o
o
12
o
o
1
76,145)200630(
83,715
57
180)dd(
a

+ C
l
: hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai
25,1
2240
2800
l
l
o
==
Bảng 4.16 trang 61 tài liệu [1] C
l
= 1,05
+ K
đ
: hệ số tải trọng động
Bảng 4.7 trang 55 tài liệu [1] K
đ
= 1,35
+ C
u
: hệ số kể đến ảnh hởng của tỷ số truyền
Bảng 4.17 trang 61 tài liệu [1] C
u
= 1,14 với u = 3,21
+ [P
o
] : công suất cho phép (kW)
Bảng 4.19 trang 62 tài liệu [1] [P
o

z
==
lấy z = 2
Theo (4.17) và bảng 4.21 trang 63 tài liệu [1]

Chiều rộng của bánh đai
B = (z 1) . t + 2e
Với z = 2, t = 19 và e = 12,5

B = (2 1) . 19 + 2 . 12,5 = 44 (mm)

Đờng kính ngoài của bánh đai (với h
o
= 4,2)
d
a
= d + 2h
o
= 200 + 2 . 4,2 = 208,4 (mm)

Xét lực căng bánh đai
Theo (4.19) trang 63 tài liệu [1]
v
c
d1
o
F
z.C.v
K.P.780
F +=

=+=
Theo (4.21) trang 64 tài liệu [1]

Lực tác dụng lên trục
F
r
= 2F
o
. z . sin(

1
/2) = 2 . 233,13 . 2 . sin(145,16/2)
F
r
= 532,73 (N)
Bảng thống kê
9
§å ¸n chi tiÕt m¸y L¬ng Chi Mai
–
C§T2
–
K49
Th«ng sè Ký hiÖu §ai thang
§êng kÝnh b¸nh ®ai nhá
§êng kÝnh b¸nh ®ai lín
ChiÒu réng b¸nh ®ai
ChiÒu dµi ®ai
Sè ®ai
Lùc t¸c dông lªn trôc
d

ch
= 580MPa.
Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, tôi cải thiện. Độ rắn 230HB; độ bền uốn

b
= 750MPa; độ bền chảy
ch
= 450MPa.
6.2. Định ứng suất cho phép
Theo (6.1) và (6.2) trang 91 tài liệu [1]:
ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
[
H
] = (
o
Hlim
/S
H
).Z
R
.Z
v
.K
xH
.K
HL
[
F
] = (
o

kỳ cơ sở
S
H
, S
F
: hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn
K
FC
: hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải
K
HL
, K
FL
: hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hởng của chế độ tải trọng và thời gian
phục vụ
Chọn sơ bộ:
Z
R
.Z
v
.K
xH
= 1
Và Y
R
.Y
v
.K
xF
= 1


o
Flim3
= 1,8 . 245 = 441 MPa


o
Flim4
= 1,8 . 230 = 414 MPa
Theo (6.5) trang 93 tài liệu [1]
N
HO
= 30H
HB
2,4

N
HO3
= 30 . 245
2,4
= 16,26.10
6

N
HO4
= 30 . 230
2,4
= 13,97.10
6
Khi bộ truyền tải trọng va đập nhẹ, theo bảng 6.4 trang 95 tài liệu [1]

33
2
3
mm
2
3
mm
1
3HE
10.2,7720000.7,116.
4,1
8,0
4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=









+








=
N
HE3
> N
HO3
N
HE3
= N
HO3

6
33
3
3
mm
2
3
mm
1
4HE
10.95,1820000.67,28.




=
















+








=

1,1
1
.530][
4H
==

12
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Với cấp chậm sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng ta có:
[ ]
[ ] [ ]
MPa46,495
2
82,48109,509
2
4H3H
H
=
+
=
+
=


[ ]
[ ]












+






=
N
FE3
> N
FO
với N
FO
= 4.10
6
với mọi loại thép
6
66

FE4
> N
FO
Vậy K
FL3
= K
FL4
= 1.
Do tải trọng một phía nên K
FC
= 1
Theo (6.2a) trang 93 tài liệu [1]
F
FLFC
o
ilimFF
S
K.K
.][

=

MPa252
75,1
1.1
.441
S
K.K
.][
F

H3
]
max
= 2,8
ch 3
= 2,8 . 580 = 1624 MPa
[
H4
]
max
= 2,8
ch 4
= 2,8 . 450 = 1260 MPa
[
F i
]
max
= 0,8
ch i
13
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
[
F3
]
max
= 0,8 .

+ K
a
: hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Theo bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: K
a
= 43 MPa
1/3
(với bánh răng nghiêng và
vật liệu của cặp bánh răng là thép thép)
+ T
2
: mômen xoắn trên trục chủ động cấp chậm, T
2
= 387892,03 Nmm
+ [
H
]: ứng suất tiếp xúc cho phép, [
H
]= 495,46 MPa
+ u: tỷ số truyền, u = 4,07
+
ba
= 0,25
+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc
Theo (6.16) trang 97 tài liệu [1]:


= (0,01
ữ
0,02). 255 = 2,55
ữ
5,1
Theo bảng 6.8 trang 99 tài liệu [1]: chọn m = 3
14
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
6.3.3. Xác định góc nghiêng

Chọn sơ bộ góc nghiêng = 10
o
z
3
= 2a
w
. cos

/ [m (u+1)] = 2. 255. cos10
0
/[ 3 (4,07+1)]= 33,02
chọn số răng bánh nhỏ z
3
= 33
z
4

06,4
33
134
z
z
u
3
4
t
===
Kiểm tra:
%24,0%100.
07,4
07,406,4
%100.
u
uu
t
=

=

<4%
thỏa mãn điều kiện
6.3.4. Các kích th ớc của bánh răng
b

=

bd

=
m.
sin.b



=
3.14,3
)8,10sin(.68
o
= 1,35 thoả mãn điều kiện



1,1
6.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo (6.33) trang 105 tài liệu [1]:
15
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

H
=
u.b
)1u(KKKT.2
d
ZZZ

b
= cos
t
.tg

t
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
o
/cos20)
t
= 20,33
o


tg
b
= cos20,33
o
.tg10,8 = 0,18
b
= 10,16
Z
H
=
20.2sin
16,10cos.2
= 1,75
+ Z

: Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc (đợc xác định theo hệ số trùng

= 0,58
+ Vận tốc vòng
v =
60000
nd
23w

=
60000
7,116.79,100.14,3
= 0,62
Theo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [1]: với v < 4 m/s chọn cấp chính xác 9 cho
bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng
+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời
ăn khớp
16
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
Bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]: K
H

= 1,13
+ K
H

u/a
Với
v = 0,62 m/s

H
: hệ số kể đến sự ảnh hởng của các sai số ăn khớp
Bảng 6.15 trang 107 tài liệu [1]:
H
= 0,002 (với răng nghiêng)
g
o
: hệ số kể đến ảnh hởng của sai lệch các bớc răng bánh 1 và 2
Bảng 6.16 trang 107 tài liệu [1]: g
ô
= 73 ( cấp chính xác theo mức làm việc êm
là 9)


H
= 0,002 . 73 . 0,62
06,4
255
= 0,72
K
Hv
= 1 +
066,1.13,1.03,387892.2
79,100.68.72,0
= 1,01
Vậy

= 0,85v
0,1
với HB 350
17
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

Z
v
= 0,85 . 0,62
0,1
= 0,81
+ K
xH
= 1
[

H
] =495,46. 0,95. 0,81 . 1 = 381,27 MPa
Kiểm tra
%06,5%100
92,362
92,36227,381
%100
]'[
H
HH

F3
]

F4
=

F3
.Y
F4
/Y
F3


[

F4
]
Trong đó
+ T
2
: Mômen xoắn trên bánh chủ động: T
2
= 387892,03 Nmm
+ m: môđun pháp: m = 3 mm
+ b
w
: chiều rộng vành răng: b
w
= 68 mm
+ d

/ cos
3
= 33 / cos
3
10,8
o
= 34,82
Lấy Z
td1
= 35 Y
F1
= 3,8
Z
td2
= z
2
/ cos
3
= 134 / cos
3
10,8
o
= 141,38
Lấy Z
td1
= 150 Y
F2
= 3,6
+ K
F


: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về uốn
Bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: K
F

= 1,15
K
Fv
: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về
uốn
Theo (6.41) trang 107 tài liệu [1]:
K
Fv
= 1+


FF2
3wwF
KKT2
d.b.F
: hệ số kể đến sự ảnh hởng của các sai số ăn khớp
Bảng 6.15 trang 107 tài liệu [1]:
F
= 0,006 (với răng nghiêng)
g
ô

3.79,100.68
03,387892.2
1,37. 1,15. 1,01. 3,77. 0,92 = 209,91 MPa < [

F3
]


F4
= 209,91. 3,6/3,8 = 198,86 MPa < [

F4
]
Vậy bánh răng thỏa mãn điệu kiện về độ bền uốn
6.6. Các kích thớc chủ yếu của bộ truyền
Vì tính toán kiểm nghiệm các điệu kiện đều đợc thỏa mãn, do đó
Đờng kính chia:
d
3
= mz
3
/ cos

= 3.33/ cos10,8= 100,79 mm
19
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49

Thông số Ký hiệu Kết quả
Khoảng cách trục
Chiều rộng vành răng
Góc nghiêng
Môđun
Tỷ số truyền
Số răng
Đờng kính chia
Đờng kính lăn
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính đáy răng
Đờng kính cơ sở
a
w
, mm
b
w
, mm
,
o
m, mm
u
z
1
z
2
d
3
, mm
d

4,06
33
134
100,79
409,21
100,79
409,21
106,79
415,21
93,29
401,71
94,71
384,53
6.7. Tính lực
F
t
=
79,100
03,387892.2
d
T2
3w
2
=
= 7697,03 N
F
r
=
o
t

= 450MPa.

Vật liệu làm bánh răng lớn thép C45, thờng hoá. Độ rắn 210HB; độ bền uốn

b
= 600MPa; độ bền chảy
ch
= 340MPa.
7.2. Định ứng suất cho phép
Theo (6.1) và (6.2) trang 91 tài liệu [1]:
ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
[
H
] = (
o
Hlim
/S
H
).Z
R
.Z
v
.K
xH
.K
HL
[
F
] = (
o


o
Hlim
= 2HB + 70 MPa
o
Flim
= 1,8HB
S
H
= 1,1 S
F
= 1,75


oHlim1
= 2 . 220 + 70 = 510 MPa


o
Hlim2
= 2 . 210 + 70 = 490 MPa


o
Flim1
= 1,8 . 220 = 396 MPa


o
Flim2

t . n .
T
T
60c. N









=
Trong đó:
21
Đồ án chi tiết máy Lơng Chi Mai

CĐT2

K49
n
i
, t
i
: số vòng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét: t = 20000h
c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay: c= 1
6
33
1





+






=
















+


4,1
1
.1.60
t.n.
T
T
T
T
.1.60N
=














+






> N
HO2

Vậy K
HL1
= K
HL2
= 1
Nh vậy, theo (6.1a) trang 93 tài liệu [1] sơ bộ xác định đợc
H
HL
o
ilimHiH
S
K
.][

=

MPa64,463
1,1
1
.510][
1H
==


MPa45,445
1,1
1











+






=
N
FE1
> N
FO
với N
FO
= 4.10
6
với mọi loại thép
6
66
2FE


CĐT2

K49
N
FE2
> N
FO
Vậy K
FL1
= K
FL2
= 1.
Do tải trọng một phía nên K
FC
= 1
Theo (6.2a) trang 93 tài liệu [1]
F
FLFC
o
ilimFF
S
K.K
.][

=

MPa29,226
75,1
1.1

Theo (6.13) và (6.14) trang 95 tài liệu [1]
[
H
]
max
= 2,8
ch i

[
H1
]
max
= 2,8
ch 1
= 2,8 . 450 = 1260 MPa
[
H2
]
max
= 2,8
ch 2
= 2,8 . 340 = 952 MPa
[
F
]
i max
= 0,8
ch i
[
F1

2
3
a
w
1
2
H
H1
1ba
=








+
=








+
=

+ K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
khi tính về tiếp xúc
Theo bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1]: K
H

= 1,02
chọn
ba
= 0,15
7.3.2. Các kích th ớc của bánh răng
Môđun: m = 3
Chiều rộng vành răng
b

=

ba
a

1
= 0,15 . 255 = 38,25mm
chọn b
w
= 40 mm

Số răng
z

=

=


Tính lại a
w
:
252
2
)13533.(3
2
)zz(m
a
21
w
=
+
=
+
=
7.3.3. Hệ số dịch chỉnh

Hệ số dịch tâm:
Theo (6.22) trang 100 tài liệu [1]
y = a
w
/m - 0,5(z
1
+ z

1
+ z
2
)/1000
= 0,261(33 + 135)/1000 = 0,04

Tổng hệ số dịch chỉnh
Theo (6.25) trang 100 tài liệu [1]
x
t
= y +

y = 1 + 0,04 = 1,04

Hệ số dịch chỉnh bánh 1 và bánh 2
Theo (6.26) trang 101 tài liệu [1]
x
1
= 0,5[x
t
(z
2
z
1
)y/( z
1
+ z
2
)]
= 0,5[1,04 (135 33) . 1/(33 + 135)] = 0,22

=
u.b
)1u(KKKT.2
d
ZZZ
1w
HvHH1
1w
HM
+



[
H
]
Trong đó:
+ b
w
= 40 mm
+ d
w1
= 2a
w
/(u+1) = 100,2 mm
+ Z
M
: Hệ số xét đến cơ tính vật liệu
Bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1]: Z
M