Thiết kế hệ dẫn động cho băng tải

Đồ án chi tiết máy -Đường kính vòng lăn -Đường kính vòng đáy răng da2 = d2 + 2m1 = 127,5+2.1,5 =130,5 (mm) dω1 = 52,5 (mm) dω2 = dω1.u=52,49.2,43=127,5 (mm) df1=d1–2,5.m1 = 52,5 -2,5.1,5=48,75 (mm) df2=d2–2,5.m1=127,5-2,5.1,5=123,75(mm) 2. Thiết kế bộ truyền trục vít Các thông số của bộ truyền trục vít: u2 =17 P2 = 6,48 kW, P3 = 5,13 kW n2 = 1208 vòng/phút; n3 = 71 vòng/phút T2 =51228 Nmm; T3 = 690021 Nmm. a. Chọn vật liệu  Tính sơ bộ vận tốc trượt Theo công thức 7.1[1], ta tính vận tốc trượt sơ bộ: −5 ( ) vs = 4,5.10-5n2 T3 = 4,5.10 .1208. 690021 = 4,78 m / s vs < 5 m/s. Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpЖH 10-4-4 để chế tạo bánh vít có σb= 600 MPa, σch = 200 MPa. Sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít, tôi bề mặt đạt độ cứng HRC45 f. Xác định ứng suất cho phép  Ứng suất tiếp xúc cho phép Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc ЬpЖH10-4-4.  Ứng suất uốn cho phép Theo công thức 7.6[1] ta có: [σ F ] = [σ FO ].K HL Trong đó [σ FO ] : ứng suất uốn cho phép với 106 chu kỳ Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có: 3 3 [σ FO ] = o,25.σ b + 0,08σ ch = 0,25.600 + 0,08.200 = 166( MPa) KFL: hệ số tuổi thọ. Theo công thức 7.9[1] ta có: K FL = 9 10 6 N FE Với 9 9     N FE = 60∑  T3i  n3i ti = 60 n2 t ∑ ∑  T3i  . ti T  T  t u2  3 max   3m  ∑ 1280 3  5 20000.19 + 0,7 9  = 54,58.10 6 => NHE = 60. 17 8  8 => K FL = 8 10 6 54,58.10 6 = 0,64 11 Đồ án chi tiết máy Vậy [σ F ] = [σ FO ].K HL = 166.0,64 = 106,24 (MPa)  Ứng suất cho phép khi quá tải Theo công thức 7.14[1], ta có: [σ H ] max = 2.σ ch = 2.200 = 400( MPa ) [σ F ] max = 0,8.σ ch = 0,8.200 = 160( MPa ) g. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền  Khoảng cách trục Với u2 = 17, chọn z1 = 2 => z2 = u2z1 = 17.2 = 34 (răng) Chọn sơ bộ q = 0,3.z2 = 0,3.34 = 10,2 Theo bảng 7.3[1], chọn q = 10 T3 = 690021 Nmm Chọn sơ bộ KH = 1,2 Theo công thức 7.16[1] ta có: 2 aω 2  170  T3 K H = ( z2 + q ) 3   z [σ ]   q  2 H  2  170  690021.1,2 => aω2 = ( 34 + 10) 3  = 175( mm )  10  34.180  Chọn aω2 = 180 mm.  Mođum dọc trục vít Theo công thức 7.17[1]: m2 = 2aω 2 2.175 = = 7,95 z 2 + q 34 + 10 Theo tiêu chuẩn chọn m2 = 8 Khi đó m 8.( 34 + 10) aω 2 = 2 ( z 2 + q ) = = 176( mm ) 2 2 Lấy aω2 = 180 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là: x= aω 2 174 − 0,5.( q + z 2 ) = − 0,5(10 + 34 ) = −012,5( mm ) m2 8 thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7 h. Kiểm nghiệm  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc  Tính lại vận tốc trượt Theo công thức 7.20[1]: 12 Đồ án chi tiết máy πdω 2 n2 60000. cos γ ω Với dω2 = m2(q + 2x) = 8.(10 - 2.0,125) = 78 (mm) z1 2 = arctg = 10 o18'' γω = arctg q + 2x 10 + 2.0,5 Do đó: 3,14.78.1208 vs = = 5,03( m / s ) 60000. cos 10,3 Do vậy ta phải chọn lại vật liệu Sử dụng đồng thanh thiếc ЬрОЦС5-5-5 có σb= 245 MPa, σch = 90 MPa. Sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít, tôi bề mặt đạt độ cứng HRC45. vs = - Xác định ứng suất cho phép  Ứng suất tiếp xúc cho phép Theo công thức 7.2[1] : [σ H ] = [σ HO ].K HL Với: - [σ HO ] : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kỳ Theo ct 7.3[1]: [σ HO ] =0,9σb = 0,9.245 = 220,5 (MPa) -KHL: hệ số tuổi thọ. Theo ct 7.4[1] 10 7 trong đó N HE : số chu kỳ thay đổi tương đương N HE Theo công thức 7.5[1] ta có: K HL = 8 4 4     N HE = 60∑  T3i  n3i ti = 60 n2 t ∑ ∑  T3i  . ti T  T  t u2  3 max   3m  ∑ 1280 3  5 20000.14 + 0,7 4  = 6,46.10 7 => NHE = 60. 17 8  8 10 7 = 0,79 6,46.10 7 Vậy [σ H ] = [σ HO ].K HL = 220,5.0,79 = 174,2 (MPa) K HL = 8  Ứng suất uốn cho phép Theo công thức 7.6[1] ta có: [σ F ] = [σ FO ].K HL Trong đó [σ FO ] : ứng suất uốn cho phép với 106 chu kỳ Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có: 13 Đồ án chi tiết máy [σ FO ] = o,25.σ b + 0,08σ ch = 0,25.245 + 0,08.90 = 68,45( MPa) K FL = 9 10 6 N FE Với 9 9     N FE = 60∑  T3i  n3i ti = 60 n2 t ∑ ∑  T3i  . ti T  T  t u2  3 max   3m  ∑ 1280 3  5 20000.19 + 0,7 9  = 54,58.10 6 => NHE = 60. 17 8  8 => K FL = 8 Vậy 10 6 54,58.10 6 = 0,64 [σ F ] = [σ FO ].K HL = 68,45.0,64 = 41,75 (MPa)  Ứng suất cho phép khi quá tải Theo công thức 7.13[1], ta có: [σ H ] max = 4.σ ch = 4.90 = 360( MPa ) [σ F ] max = 0,8.σ ch = 0,8.90 = 72( MPa ) -Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền  Khoảng cách trục Với u2 = 17, chọn z1 = 2 => z2 = u2z1 = 17.2 = 34 (răng) Chọn sơ bộ q = 0,3.z2 = 0,3.34 = 10,2 Theo bảng 7.3[1], chọn q = 10 T3 = 690021 Nmm Chọn sơ bộ KH = 1,2 Theo công thức 7.16[1] ta có: 2 aω 2  170  T3 K H = ( z2 + q ) 3   z [σ ]   q  2 H  2  170  690021.1,2 => aω2 = ( 34 + 10)  = 179,78( mm )  10  34.174,2  Chọn aω2 = 180 mm.  Mođum dọc trục vít Theo công thức 7.17[1]: 2aω 2 2.180 = = 8,18 m2 = z 2 + q 34 + 10 Theo tiêu chuẩn chọn m2 = 8 3 14 Đồ án chi tiết máy m2 ( z 2 + q ) = 8.( 34 + 10) = 176( mm ) 2 2 Lấy aω2 = 180 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là: aω 2 180 − 0,5.( q + z 2 ) = − 0,5(10 + 34 ) = 0,5( mm ) x= m2 8 thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7 i. Kiểm nghiệm  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc  Tính lại vận tốc trượt Theo công thức 7.20[1]: πdω 2 n2 vs = 60000. cos γ ω Với dω2 = m2(q + 2x) = 8.(10 + 2.0,5) = 88 (mm) z1 2 = arctg = 10 o18'' γω = arctg q + 2x 10 + 2.0,5 Do đó: 3,14.88.1208 vs = = 5,65( m / s ) 60000. cos10,3 Theo bảng 7.6[1], với vt = 5,56 (m/s), chọn cấp chính xác cho bộ truyền trục vít là cấp 7. Với vt = 5,56 m/s, cấp chính xác 7, tra bảng 7.7[1] ta được KHv = 1,05 Theo công thức 7.24[1] 3  T  z2   K Hβ = 1 +   1 − 3m   T  θ   3 max  Với θ : hệ số biến dạng trục vít. Theo bảng 7.5[1], với z 1 = 2, q = 10 tra được θ =86 T3m: mômen xoắn trung bình trên trục vít Vậy: Do đó aω 2 = 3 5 3  34   K Hβ = 1 +   1 − 1 − 0,7  = 1,007 8 8  86   Theo công thức 7.23[1]: KH = KHvKHβ = 1,05.1,007= 1,06 Theo công thức 7.19[1] ta có: 3  z 2 + q  T3 K H 170 3  34 + 10 3 690021.1,06  σH = = 163,42( MPa )    a   q 34  180  10  ω  => σ H < [ σ H ] =179,2 (MPa) [σ H ] − σ H = 179,2 − 163,42 = 8,8( %) Xét [σ H ] 179,2 170 3 = z2 15 Đồ án chi tiết máy Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện độ bền tiếp xúc  Kiểm nghiệm độ bền uốn Theo công thức 7.26[1] 1,4.T3YF K F σF = ≤ [σ F ] b2 d 2 mn 2 Trong đó -mn2 = m2cosγ: môdum pháp của răng bánh vít z1 2 o Với γ = arctg = arctg = 11.3 q 10 => mn2 = 8cos11,3 =7,84 b2 : chiều rộng vành răng bánh vít Theo bảng 7.9[1] ta có b2 ≤ 0,75da1 = 0,75(q +2)m = 0,75.12.8 = 72 Lấy b2 = 72 mm d2 = m2z2 = 8.34 = 272 (mm) z2 34 = = 36 YF : hệ số dạng răng. Theo bảng 7.8[1] với z v = 3 cos γ cos 3 11,3 Tra được YF = 1,63. KF = KFv.KFβ = KHv.KHβ = 1,06 Vậy: σF = 1,4.690021.1,63.1,06 = 10,87 < [σ F ] = 41,75( MPa ) 72.272.7,84 Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn j. Các thông số cơ bản của bộ truyền -Khoảng cách trục -Hệ số đường kính -Tỉ số truyền -Số ren trục vít, răng bánh vít -Hệ số dịch chỉnh bánh vít -Góc vít -Chiều dài phần cắt ren trục vít -Modum -Chiều rộng bánh vít -Đường kính vòng chia -Đường kính vòng đỉnh -Đường kính vòng đáy aω = 180 mm q = 10 u2 = 17 z1 = 2; z2 = 34 x = 0,5 mm γ = 11o18’ b1 = (11 + 0,1.34).8 = 115,2 (mm) m2 = 8 mm b2 = 72 mm d1 = qm2 = 10.8 = 80 (mm) d2 = m2z2 = 8.34 = 270 (mm) da1 = d1 + 2m = 80 + 2.8 = 96 mm da2 = m(z2 + 2 + 2x = 8.(34 + 2 + 2.0,5) = 296 (mm) df1 = m(q – 2,4)=8.(10–2,4)=60,8 (mm) df2 = m(z2 -2,4 + 2x) =8.(34 – 2,4 + 2.0,5) = 260,8 (mm) 16