Thiết kế chi tiết máy dẫn động băng tải

Đồ án chi tiết máy c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc . Theo 6.33 : H = Z m .Z H .Z . 2.T1 .K H .(u m + 1) 2 bw .u m .d w1 Theo bảng 6.5 : Zm = 274 MPa Theo công thức 6.34 2. cos b 2. cos 0 = = 1,75 sin 2 tw sin( 2.21,16 o ) ZH = Z tính theo công thức 6.36a 4 3 1 1 1 1 = (1,88 3,2( + )) = 1,88 3,2( + ) = 1,74 z1 z 2 31 100 Z = 4 1,74 = 0,868 3 Z = Đờng kính vòng lăn nhỏ : 2a w 2.165 = = 78,09 mm u m + 1 3,226 + 1 d n theo 6.40 v = w1 1 = .78,09.1425 = 5,82 60000 60000 d w1 = m/s Theo bảng 6.13 với v < 8 m/s chọn cấp chính xác 7 Theo bảng 6.16 go = 47 Theo bảng 6.15 H = 0,006 vH = H . g o .v. a w1 165 = 0,006.47.5,82 = 11,74 um 3,226 Chọn ba = 0,15 bw = 0.15.165 = 24,75 mm bd = 0,5 ba .(u + 1) = 0,5.0,15.(3,333 + 1) = 0,325 Theo bảng 6.7 với sơ đồ 5 K H = 1,0175 Do đó : K Hv = 1 + v H .bw .d w1 11,74.24,75.78,09 = 1+ = 1,34 2T1 .K H .K H 2.31297,19.1,0175.1 K H = K H K H K Hv = 1.1,0175.1,34 = 1,36 H = 274.1,75.0,868 2.31297,19.1,36.(3,226 + 1) = 357,2 24,75.3,226.78,09 2 MPa - Tính chính xác lại [ H ] [ H ] = [ H ].Z v .Z R .K XH Do v = 5,82 m/s > 5 m/s ZV =0,85.v0,1 = 0,85.5,820,1 = 1,01 Cấp chính xác động học là 7 , chọn mức chính xác tiêp xúc là 8 cần gia công đạt Rz = 2,51,25 àm ZR = 0,95. Do da < 700 mm nên KXH = 1 11 Đồ án chi tiết máy [ H ] = 481,8.1,01.0,95.1 = 462,2 vậy H < [ H ] , tuy nhiên H = 357,2 MPa < [ H ] = 462,2 MPa nên bộ truyền thùa bền nhiều , do đó ta có thể giảm bw , ta có thể lấy bw = 22 mm. c. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức 6.43 F1 = 2.T1 .K F .Y .Y .Yỳ1 bw d w1 .m Với - Y = 1 1 = = 0,575 1,74 o - Y = 1 = 1 140 - Theo bảng 6.18 với z1 = 31 và x1 = 0,126 YF1 = 3,67 z2 = 100 và x2 = 0,389 YF1 = 3,536 - KF hệ số tải trọng khi tính về uốn : theo công thức 6.45 K F = K F .K F K Fv Theo bảng 6.7 với bd = 0,325 và sơ đồ 5 K F = 1,038 Bánh răng cấp chậm là răng thẳng nên K F = 1 vF = F .g o .v. K Fv = 1 + aw 165 = 0,006.47.5,82. = 11,66 um 3,226 v F .bw .d w1 11,66.22.78,09 =1+ = 1,31 2.T1 K F .K F 2.31297,19.1,038.1 KF = 1,038.1.1,31 = 1,36 2.31297,19.1,36.0,575.1.3,67 F1 = = 41,82 MPa 22.78,09.2,5 Y 3,536 F 2 = F 1 F 2 = 42,6. = 41,32 MPa YF 1 3,67 - Tính lại [ F ] [ F 1 ] = [ F 1 ].YRYS K XF trong đó YR =1 YS = 1,08 - 0,0695lnm = 1,08 0,0695ln2,5 = 1,016 KXH = 1 ( do da < 400 mm) [ F ! ] = 252.1,016.1.1 = 256 MPa [ F 2 ] = 236,5.1,016.1.1 = 240 MPa do F 1 < [ F 1 ] F 2 < [ F 2 ] nên bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn. e. Kiểm nghiệm răng về quá tải K qt = Tmm = 1,5 T1 12 Đồ án chi tiết máy H max = H . K qt = 357,2. 1,5 = 437,48 MPa < [ H ] max = 1260 MPa F 1 max = F 1 .K qt = 41,82.1,5 = 62,73 MPa < [ F 1 ] max = 464 MPa F 2 max = F 2 .K qt = 41,32.1,5 = 61,98 MPa < [ F 2 ] max = 360 MPa f. Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh : Khoảng cách trục : aw1 = 165 mm Môđun pháp : m = 2,5 mm Chiều rộng vành răng : bw1 = 22 mm Tỷ số truyền : u1 = 3,226 Số răng : z1 = 31 z2 = 100 Hệ số dịch chỉnh : x1 = 0,126 x2 = 0,389 Đờng kính vòng chia : d1 = dw1 = m . Z1 = 2,5 .31 = 77,5 mm d2 = dw2 = m . Z2 = 2,5 .100 = 250 mm Đờng kính vòng lăn: dw1 = 78,09 mm dw2 = udw1 = 3,226. 78,09 = 251,92 mm Đờng kính đỉnh răng : da1 = d1 + 2(1 + x1 - y ) m = 77,5 +2(1+ 0,126 - 0,015 ).2,5 = 83,05 mm da2 = d2 + 2( 1+x2 - y )m = 250 +2( 1 + 0,389 - 0,015 ) .2,5 = 256,87 mm, Đờng kính đáy răng : df1 = d1 (2,5 2x1) m =77,5 ( 2,5 -2.0,126 )2,5 = 61,88 mm, df2 = d2 ( 2,5-2.x2 ) m = 250 (2,5 2. 0,775)2,5 = 245,69 mm, III.tính toán thiết kế bộ truyền xích. Do có sự thay đổi về tỉ số truyền của bộ truyền trong nên cần tính lại tỉ số truyền của bộ truyền ngoài. Với u1 = 3,3 và u2 = 3,226 u n = - Số vòng quay trên các trục: n1 = n dc = 1425 vòng/phút u ch 21,706 = = 2,039 u1 .u 2 3,3.3,266 n1 1425 = = 431,82 vòng/phút u1 3,3 n 431,82 n3 = 2 = = 133,86 vòng/phút u2 3,226 n 133,86 nct = 3 = = 65,65 vòng/phút u ng 2,039 n2 = 1. Chọn loại xích. Vì tải trọng không lớn lắm và vận tốc bộ truyền nhỏ nên ta ding xích con lăn. 13 Đồ án chi tiết máy 2. Xác định các thông số của bộ truyền. - Theo bảng 5.4 [tttkhdđck 1] với u = 2,039 chọn số răng z1 = 27 số răng đĩa lớn z2 = 2,039.27 = 55,05 chọn z2 = 55 tỉ số truyền thực : um = z 2 55 = = 2,037 z1 27 - Công suất tính toán của bộ truyền Theo công thức 5.3 ta có : Pt = P . k. kz. kn Trong đó : + với z1 = 25 kz = 25 25 = = 0,926 z1 27 + kn là hệ số vòng quay , với n01 = 200 vòng/phút ta có kn = 60o. n01 200 = = 1,49 n1 133,86 + k là hệ số điều kiện sử dụng xích k = ko. ka. kđc. kbt. kđ. kc Theo bảng 5.6 chọn : ko = 1 vì đờng tâm các đĩa xích làm với phơng ngang 1 góc 45o < ka = 1 chọn a 40 p kđc là hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng xích chọn kđc = 1 ( điều chỉnh bâừng 1 trong các đĩa xích ) kđ kà hệ số tải trọng động , vì tải trọng va đập vừa nên chọn kđ = 1,2 . làm việc 2 tốt ). kc là hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền , với bộ truyền ca lấy kc = 1,25 . kbt là hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn , lấy kbt = 1 ( bôi trơn k = 1.1.1.1,2.1,25.1 = 1,5 Vậy ta có : Pt = 4,31. 0,926.1,49. 1,5 = 8,92 Theo bảng 5.5 với n01 = 200 vòng/phút chọn bộ truyền xích 1 dãy có bớc xích p = 24,5 mm thoả mãn điều kiện bền mòn : Pt < [P] =11,0 kw - Khoảng cách trục : a = 40p = 40. 25,4 =1016 mm Theo công thức 5.12 ta có số mắt xích : 2a p + 0,5( z1 + z 2 ) + ( z 2 z1 ) 2 p 4 2 a 2.1016 25,4 2 + 0.5( 25 + 50 ) + ( 50 25) = 25,4 4. 2 .1016 x= = 117,89 Chọn x = 118 , tính lại khoảng cach trục theo công thức 5.13 a = 0,25 p[ x 0,5( z 2 z1 ) + [ x 0,5( z 2 z1 )]2 2( z 2 z1 ) 2 ] 14 Đồ án chi tiết máy = 0,25.25,4.[118 0,5(50 + 25) + [118 0,5(50 25)]2 2.( 50 25 ) 2 ] = 1017,33 mm Để xích không chịu lực căng qúa lớn cần giảm a một lợng bằng a = ( 0,002 ữ 0,005 ) a = ( 0,002 ữ 0,005 ).1017,33 = 2,02 ữ 5,09 lấy a = 3,33 a = 1014 mm - Số lần va đập của xích ( Theo công thức 5.14 và bảng5.9 ) : i= z i .ni 25.133,86 = = 1,89 < [i ] = 30 15 x 15.118 3.Kiểm nghiệm xích về độ bền ( kiểm nghiệm theo hệ số an toàn ) Theo công thức 5.15 ta có : s= Q k d .Ft + Fo + Fv - Q là tải trọng phá huỷ Theo bảng 5.2 ta có : tải trọng phá huỷ Q = 56,7 Khối lợng 1 m xích q = 2,60 kg - kđ là hệ số tải trọng động Với Tmm = 1,5 kđ = 1,2 T1 - Ft : lực vòng 1000.P v z1 pn1 27.25,4.133,86 v= = = 1,53 60000 60000 1000.4,31 Ft = = 2816,99 N 1,53 Ft = - Fv là lực căng do lực ly tâm gây ra : Fv = qv2 = 2,6. 1,532 =6,09 N - Fo là lực do trọng lợng nhánh xích bị động gây ra Fo = 9,81.kf.q.a kf là hệ số phụ thuộc độ võng f và vị trí của bộ truyền lấy kf =2 ( bộ truyền nghiêng 1 góc 45o ) Fo = 9,81. 2. 2,6. 1,014 = 51,72 N s= 56700 = 16,5 1,2.2816,99 + 5,02 + 51,72 Theo bảng 5.10 với n1 < 200 vòng/phút thì [s] = 8,2 s >[s] Vậy bộ truyền xích đảm bảo độ bền . 4. Đờng kính đĩa xích. - Đờng kính vòng chia ( theo công thức 5.17 ): p 25,4 = = 218,79 d1 = sin( ) sin( ) mm z1 27 p 25,4 = = 444,92 d2 = sin( ) sin( ) mm z2 55 15 Đồ án chi tiết máy - Đờng kính vòng đỉnh răng )] = 25,4[ 0,5 + cotg( )] = 213,17 mm z1 25 da2 = p[ 0,5 + cotg( )] = 25,4[ 0,5 + cotg( )] = 416,42 mm z2 50 da1 = p[ 0,5 + cotg( - Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức 5.18 H = 0,47 k r ( Ft .K d + Fvd ) E [ H ] Ak d trong đó : [ H ] là ứng suất tiếp xúc cho phép , ( MPa ); Ft là ực vòng ( N ) ; Fvđ là lực va đập trên m dãy xích , tính theo công thức 5.19 : Fvđ =13.10-7n1p3m = 13.10-7.133,96.25,43.1 = 2,85 Kđ là hệ số phân bố tải trọng không đều cho các dãy xích , lấy kd = 1 ( vì ta chọn xích 1 dãy ) Kđ là hệ số tải trọng động , theo bảng 5.6 lấy Kđ = 1 E là môđun đàn hồi của ( MPa ) , với thép ta có E = 2,1 .105 A là diện tích chiếu cửa bản lề , mm2 , tra bảng 5.12 a đợc A = 180 mm2. 5 H 1 = 0,47 0,42(2816,99.1 + 2,85).2,1.10 = 552,5 180.1 Vậy chọn vật liệu làm đĩa xích nhỏ là thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 210 sẽ đạt đợc [ H ] =600 MPa đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa . Tơng tự , ta tính cho đĩa 2 ta đợc H 2 =481,5 < [ H ] = 600 MPa. Vậy chọn vật liệu đĩa 2 giống đĩa 1. 5. Tính lực tác dụng lên trục Theo công thức 5.20 : Fr = k x .Ft với kx =1,05 - hệ số kể đến điều kiện sử dụng của xích. Fr = 1,05. 2816,99 = 2957,8 16