Thiết kế cơ khí hệ thống truyền động băng tải

Thy giỏo hng dn : c Nam Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Số liệu cho trớc: P1 = 4,08 kW n1 =318,4 (vg/ph) u =4,44 1.Chọn vật liệu: +/ Chọn vật liệu của bánh nhỏ :Thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB =241285 b = 850(MPa) ch=580(MPa); +/ Chọn vật liệu của bánh lớn giống nh vật liệu làm bánh nhỏ nhng có HB =192240 b=750(MPa) ch=450(MPa) 2.Xác định ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện , ta có: 0Hlim=2.HB + 70 ; SH = 1,1 ; 0Flim=1,8 .HB ; SF = 1,75; Chon độ rắn bánh nhỏ là HB1 = 245 bánh lớn là HB2 = 230 => 0Hlim1 =2 . HB+70 = 2. 245 +70 =560 MPa 0Flim1 = 1,8 . 245 = 441 MPa 0Hlim2 =2 . HB+70 = 2. 230 +70 =530 MPa 0Flim2 = 1,8 . 230 = 414 MPa Theo 6.5 ta có: NH01=30.HBHB2,4 =30 . 2452,4 = 16.106; NH02=30.HBHB2,4 = 30 . 2302, 4=13,9.106; +)ứng suất tiếp xúc cho phép: Theo 6.5 ta có: NHE2 = 60 . c. ( Ti / Tmax ) 3 .ni .t i = 60 . c . t n1 . t i . ( Ti / Tmax ) 3 . i u1 ti =60 . 1. m,6,1.107 Do đó KHL2 = 1 NHE1 = NHE2 . u > NHO1 =>KHL1 = 1 Nh vậy sơ bộ ta xác định đợc: [H] =0Hlim.KHL/SH =>[H1] = [H2] = 560.1 1,1 530.1 1,1 = 509 MPa = 481,8 MPa 1 Do đó ta có: [H] = ([H1] + [H2]). 2 = (509 + 481,8) . +/ứng suất uốn cho phép: Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 1 2 = 495,4 MPa 13 Thy giỏo hng dn : c Nam 6 NFE2 = 60.c. Ti .ni .t i = T max 6 T = 60.c. t i . i .ni . t i ti T max 318,4 = 60. 1 . .19000.(0,86 . 0,5 + 0,5 . 1)= 5,1.107 4,44 = NFE2> NF0 =4.106 nên KFL2=1 NFE1 = u . NFE2 =>NFE1 > NFO Do đó KFL1 = 1 Vậy theo công thức 6.2a ( bộ truyền quay 1 chiều KFC = 1) [F] =0Flim.KFC. KFL/SF 441.1.1 [F1] = 1,75 = 252 MPa 414.1.1 [F1] = 1,75 = 236,5 MPa +/ứng suất cho phép khi quá tải: [H]max =2,8.ch2 = 2,8 . 450 = 1260 (MPa) [F1]max =0,8.ch1 = 0,8 . 580 = 464(MPa) [F1]max =0,8.ch2 = 0,8 . 450 = 360(MPa) 3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục: aw=Ka(u+1) 3 T1 .K H [ H ] 2 .u.ba (6.15a); +)Ka= 43 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ( theo bảng 6.5) +)u=4,44 : tỷ số truyền của cặp bánh răng +)T1=122374 (Nmm) :mômen xoắn trên trục chủ động +)[H] = 495,4(MPa) +)ba= 0,3 chọn sơ bộ theo (bảng 6.6) +)KH :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 chọn KH ứng với sơ đồ 5 (bánh răng phân bố không đối xứng) Mặt khác : bd=0,5 . ba . (u+1) = 0,5 . 0,3 . (4,44+1)=0,816 Theo bảng 6.7 => Tra theo nội suy : 0,816 0,8 K H 1,05 = = 0,08 => KH = 1,0516 1 0,8 1,07 1,05 aW=43. ( 4,44 + 1) 3 122374.1,0516 = 171,4 mm 495,4 2.4,44.0,3 Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 14 Thy giỏo hng dn : c Nam Chọn aW = 175 mm 4.Xác định các thông số ăn khớp: +) Theo (6.17) m =(0,01- 0,02) . aW= ( 0,01 ữ 0,02 ) . 175 = 1,75 3,5 ( mm) Chọn m =2,5 theo tiêu chuẩn +)Chọn sơ bộ =100 (00 b = 12.88 Với t = atw = arctg ( tg20 / 0,971) = 20,548 =>Do đó theo 6.34 ZH = 2. cos b 2. cos12,88 = = 1,722 sin 2atw sin 2.20,548 +)Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng Theo 6.37do =bw.sin/(m) = 52,5 . sin13,7290/( 3,14 . 2,5 ) =1,578 > 1 ba . aw = 0.3 . 175 =52,5 Với bw là chiều rộng bánh răng bw = Theo 6.38 ta có với > 1 Z= Với (1/) = 1 1,673 = 0,773 Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 15 Thy giỏo hng dn : c Nam 1 1 = [1,88 3,2 ( Z + Z )] . cos 1 2 = [1,88 3,2( 1 25 + 1 )] . cos13,7290 =1,673 111 +)Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ dw1 =2 . aw / (u+1) =2 . 175 / (4,44+1) =64,34 mm; +)Theo 6.40 , v = .d w1 .n1 3,14.64,34.318,4 = = 1,07 (m/s) 60000 60000 Với v = 1,07 (m/s) theo bảng 6.13 với cấp chính xác 9 và v go = 73 H = 0,002.73.1,07. H = 0,002 175 = 0,98 4,44 Do đó theo 6.41 +) Hệ số tải trọng động KHv = 1 + H .bw .d w1 = 1,011 2.T1 .K H .K H Theo 6.39 =>KH = KH .KH .KHV = 1,0516 . 1,13 . 1,011 =1,2 Thay các giá trị vào 6.36 ta đợc H = 274 . 1,722 . 0,773 . 2.122374.1,2.(4,44 + 1) = 469 MPa 52,5.4,44.64,34 2 *)Xác định chính xác ứng suất tiếp cho phép Theo 6.1 v = 1,07 m/s Zv = 1 Với cấp chính xác động học là 9 ,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5.1,25 àm ,do đó ZR = 0,95 Với da < 700mm KXH = 1 =>[H] = [H] . ZV . ZR .KXH =495,4 . 1. 0,95 . 1 =471 (MPa) Vậy [H] = 469 < [H] = 471 Mặt khác : [ H ]'' H 471 469 = =0,43% < 10 % . H 469 => Không thừa bền. Vậy điều kện bền tiếp xúc thoả mãn. 6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 16 Thy giỏo hng dn : c Nam Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất sinh ra tại mặt răng không đợc vợt quá giá trị cho phép: F1 = 2.T1 .K F .Y .Y .YF 1 bW .d W 1 .m [F1] +)Theo bảng 6.7 Hệ số phân bố không đều tải trọng K F = 1,122. +)Theo bảng 6.14 với v < 2,5 m/s Cấp chính xác là 9 ta có KF = 1,37 +)KFV : Hệ số tải trọng động vF = F .g o .v. a w = 0,006 . 73. 1,07. u 175 =2,94 4,44 Với Theo bảng 6.15 F Hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn khớp F = 0,006 Bảng 6.16 go = 73 +)do đó KFV = 1 + VF .bw .d w1 2,94.52,5.64,34 = 1,026 =1+ 2.T1 .K F .K F 2.122374.1,122.1,37 +)KF = KF . KF . KFV =1,122. 1,37 . 1,026 = 1,577 1 1 Với =1,673 =>Y = = 1,673 = 0,598 +) Với = 13,729 o =>Y = 1 13,729 = 0,902 140 +)Số răng tơng đơng Zv1 = Z1 25 = = 27 3 3 cos 13,729 0 cos Zv1 = Z2 111 = =121 3 3 cos cos 13,729 0 Theo bảng 6.18 ta đợc : Tra theo nội suy 27 25 YF 1 3,9 = 0,4 = 30 25 3,8 3,9 =>YF1 = 3,86 YF2 = 3,6 +) Với m = 2,5 mm => YS = 1,08 - 0,0695ln(m) =1,08 - 0,695. ln2,5 = 1,016 +)YR = 1 (bánh răng phay) +)KXF = 1 (da < 400 mm) Do đó theo 6.2 và 6.2a ta có [F1] = [F1] . YR . YS .KXF =252 . 1 .1,016 . 1 =256 MPa Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 17 Thy giỏo hng dn : c Nam [F2] = [F2] . 1,016 = 236,5 . 1,016 = 240 MPa Thay các giá trị vào công thức trên ta có: F1 = 2.122374.1,577.0,598.0,902.3,86 = 95MPa 52,5.64,34.2,5 F1 < [F1] = 256 MPa YF 2 3,6 F2 = F1 . Y = 95 . 3,86 = 89 MPa F1 F2 < [F2] = 240 MPa Vậy điều kiện bền uốn đợc thoả mãn 7.Kiểm nghiệm về quá tải Theo 6.48 với Kqt = Tmax = 1,5 T Do đó : H1max= H . K qt = 469 . 1,5 = 574 MPa < [H]max =1260 (MPa); Theo 6.49 F1max= F1.Kqt = 95.1,5 =1425 < [F1]max = 464(MPa); F2max= F.Kqt = 89.1,5 =133,5 < [F2]max = 360(MPa); Đảm bảo điều kiện quá tải đủ bền 8.Các thông số và kích trớc bộ truyền : -Khoảng cách trục -Môđun pháp -Chiều rộng bánh răng -Tỉ số truyền -Góc nghiêng -Số răng -Hệ số dịch chỉnh -Đờng kính vòng chia aw =175 mm m =2,5 bw =52,5mm um = 4,44 = 13 o 43 Z1 =25 ; Z2 = 111 x1 = x 2 = 0 m.z1 2,5.25 = =64,3 mm cos cos13,72 o m.z 2 2,5.111 d2 = = =285,6 mm cos cos13,72 o d1 = -Đờng kính đỉnh răng -Đờng kính đáy răng *) Điều kiện bôi trơn da1 = d1 + 2 . m =64,3 +2 . 2,5 = 69,3 mm da2 = d2 + 2 . m =285,6 +2 . 2,5 = 290,6 mm df1 = d1 2,5 . m = 64,3 2,5 . 2,5 =58,0 mm df2 = d2 2,5 . m = 285,6 2,5 . 2,5 =279,4 mm Nguyn Vn Hi C in T 2-K49 18