ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy THIẾT kế hệ dẫn ĐỘNG BĂNG tải

Tính toán động học

Vận tốc bang tải v = 2.62 (m/s) Đường kính tang D = 310 (mm)

• Hiệu suất hệ dẫn động: n = n br n 2 OL n n đ k

• Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ: n br = 0,96

• Hiệu suất bộ truyền đai:n đ = 0,95

• Công suất cần thiết trên trục động cơ:

• Số vòng quay trên trục công tác: n lv `000.v / pi.D = 161,41 (vg/ph)

• Chọn tỷ số truyền sơ bộ:

• Tỷ số truyền của bộ truyền đai lấy theo dãy: 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15

• Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ = 3…5,5

Tỷ số truyền sơ bộ:

• Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ n sb = Usb n lv = 9 161,41 = 1452,69 (vg/ph)

Tra bảng ở phụ lục trong tài liệu [1], chọn dộng cơ thỏa mãn các yêu cầu: n sb = 1452,69 (vg/ph) Pđc = 6,09 (kW) Thông số động cơ được chọn:

• Công suất động cơ P = 7,5 (kW)

• Vận tốc quay n = 1455 (vg/ph)

• Đường kính động cơ d = 38 (mm)

• Phân phối tỷ số truyền

Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động:

Giữ nguyên tỷ số truyền của bộ truyền đai là 2,5 thì tỷ số truyền của bộ bánh răng sẽ được chọn lại là:

Ung=2,5 Uh= Ut/Ung = 9,01/2,5 =3,6 => chọn Uh = 3,6 Tính công suất trên trục

Công suất trên trục công tác:

Công suất trên trục 2 (trục ra của hộp giảm tốc):

P2 = Plv/n 2 = 5,47 (kW) Công suất trên trục 1 (trục vào của hộp giảm tốc):

P1 = P2/n = 5,76 (kW) 1 Công suất trên trục động cơ:

Số vòng quay trên trục động cơ n đc = 1455 (vg/ph)

Số vòng quay trên trục 1: n 1 = n đc /u ng = 582 (vg/ph)

Số vòng quay trên trục 2: n 2 = n1/ u h = 161,67 (vg/ph)

Số vòng quay trên trục công tác: n ct = n 2 = 161,67 (vg/ph)

Momen xoắn trên trục động cơ:

T đc = 9,55.10 6,12/1455 = 40169,07(Nmm) 6 Momen xoắn trên trục 1:

T 1 = = 9,55.10 5,76/582 = 94515,46(Nmm) 6 Momen xoắn trên trục 2:

T 2 = 9,55.10 5,47/161,67 = 323118,08 (Nmm) 6 Momen xoắn trên trục công tác:

• Bảng thông số Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục công tác

Số vòng quay n (vg/ph) 1455 582 161,67 161,67

Thiết kế bộ truyền đai thang

• Đặc tính làm việc : va đập nhẹ

• Góc nghiêng bộ truyền ngoài : 30 độ

• Công suất trục dẫn P 1 =6,12 (kW)

• Momen xoắn trên trục động cơ T 1 = 40169,07 (Nmm)

• Số vòng quay trục dẫn n 1 = 1455 (vg/ph)

• Số dây đai tối đa z max = 5

• Góc ôm tối thiểu trên bánh dẫn a 1min = 120 (độ)

• Chọn loại đai và tiết diện đai

Tra đồ thị 4.13[1] (trang 59) với các thông số P1 = 6,12 (kW), n 1 = 1455 (v/ph)

Chọn đai hình thang thường, ký hiệu A, tiết diện 81 (mm 2 )

Thiết kế bộ truyền đai thang bằng Inventor :

1, Cửa sổ Design thể hiện loại tiết diện đã chọn ; đường kính bánh đai d1 và d2 :

Hình 2.1 Nhập tiết diện đai và thông số các bánh đai

2, Cửa sổ Calculation thể hiện thông số đầu vào (P1, n1, kđ = service factor), phần mở rộng thể hiện Type of design là Design Number of Belts

Hình 2.2 Cửa sổ Calculation (Design Number of Belts)

3, Cửa sổ Calculation thể hiện thông số đầu vào (P1, n1, kđ = service factor), phần mở rộng thể hiện Type of design là Strength Check

Hình 2.3 Cửa sổ Calculation (Strength check)

1, Bảng báo cáo thiết kế (calculation report) dạng html do Inventor xuất ra https://drive.google.com/file/d/19mTbI-LknrdQaZuQsgV5w0cJuh-EPOg_/view?usp=sharing

Hình 2.4 Thông số bánh đai dẫn

Hình 2.5 Thông số bánh đai bị dẫn

3, Hình 3D thể hiện bộ truyền đai đã thiết kế :

Hình 2.6 Mô hình 3D bộ truyền đai

4,Bảng tổng hợp thông số chính

Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Chiều dài đai L mm 1430 Đường kính bánh đai dẫn D1 mm 140 Đường kính bánh đai bị dẫn D2 mm 355

Tỉ số truyền thực tế ut - 2,5613276

Sai lệch so với yêu cầu DeltaU % 2,4531025

Khoảng cách trục chính xác a mm 307,221

Góc ôm trên bánh nhỏ Alpha1 Độ 139,04

Lực tác dụng lên trục Fr N 1103,653

Chương 3 : Thiết kế b truy n trong ộ ề

Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật yêu cầu của bộ truyền bánh răng trụ

Thông số Đơn vị Giá trị

Tiêu chuẩn thiết kế - ISO 6336 : 1996

Loại bánh răng - Nghiêng phải

Số vòng quay trục dẫn n1 v/ph 582

Công suất trục dẫn kW 5,76

Hệ số an toàn theo độ bền tiếp xúc

Hệ số an toàn theo độ bền uốn > 1,75

3.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng bằng inventer

Cửa sổ Design hiển thị tỉ số truyền yêu cầu, khoảng cách trục dựa trên các giá trị sơ bộ đã tính toán, cũng như chiều rộng vành răng và góc nghiêng nếu bánh răng có thiết kế nghiêng.

Cửa sổ Calculation là bước quan trọng trong thiết kế cuối cùng, nơi bạn điều chỉnh các thông số để đạt được hệ số ba và hệ số an toàn SH, SF Sau khi chuyển sang chế độ Check Calculation và nhấn nút Calculation, bạn sẽ nhận được kết quả đạt yêu cầu.

Phải trình bày các nội dung sau:

The design report, generated in HTML format by Inventor, includes comprehensive details such as the execution date and the version of Inventor used This report is included in the appendix for reference For further information, please refer to the document linked here: https://drive.google.com/file/d/1ARvos8dqbmgENZhs64vSB6jx7i9Kn_Cz/view.

Nếu không xem được trực tiếp trên drive, phiền thầy tải về giúp bọn em, em cảm ơn ạ

4) Các cửa sổ Gear dimensions cho thiết kế cuối cùng của các bánh răng (xem hình 3.4 và hình 3.5)

5) Hình 3D thể hiện bộ truyền bánh răng đã thiết kế

6) Bảng tổng hợp thông số chính (tiếng Việt) theo mẫu như bảng 3.2 dưới đây

Thông số Ký hiệu Đơn vị

Sai lệch tỉ số truyền % 0,9795

Thông số các bánh răng BR1 BR2

Hệ số dịch chỉnh x - 0,0000 0,0000 Đường kính vòng lăn d w mm 97,209 342,791 Đường kính đỉnh răng d a mm 110,556 349,434 Đường kính đáy răng d f mm 88,066 326,934

Chiều rộng vành răng b mm 80,000 75,000

Lực ăn khớp trên bánh chủ động

Phần 3 : Thiết kế trục và ổ lăn

Chương 4 :Lực tác dụng và sơ đồ tính chung

- Momen xoắn ( gây xoắn từ vị trí lắp bánh răng đến vị trí lắp băng tải )

-Lực hướng tâm tại khớp nối

Chọn khớp nối có đường kính Do = 300 mm

Lấy Fk = 550(N) để tính chiều của lực Fk lấy ngược chiều Ft2

- Sơ đồ đặt lực chung cho các trục :

Lực từ bộ truyền đai tác dụng lên trục 1 :

- Bảng số liệu tải trọng tác dụng lên trục :

Tiết diện Bánh đai Bánh răng 1 Đơn vị

Tiết diện Bánh răng 2 Khớp nối Đơn vị

* Khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt tải :

A, Vẽ phác thảo sơ đồ hộp giảm tốc : Đối với cụm trục II

* Đường kính các đoạn trục : Áp dụng ct tính được dsb = 43,9 mm với ứng suất cho phép là 20MPa

* Chiều dài các đoạn trục : + Đoạn 4 : Chọn chiều rộng ổ lăn : 30mm, chiều dài bạc chặn k1 = 10mm, k2 = 10mm, Vậy ta chọn L4Pmm ( có sử dụng vòng chắn dầu )

+ Đoạn 1 và 2 : Do kết cấu đối xứng của hộp giảm tốc nên L1+L2=L4 , => L1 = 30 +10 +2 = 42mm ( bao gồm vòng chắn dầu và δ nhô vào bên trong hộp ), L2=L4 -L1

+Đọan trục 3 : Chọn L3 dựa theo d3 và bw, với L3 = max {(1,2-1,5)d3;bw}

+Đoạn trục 5 : Chiều dài bạc chặn chọn : 50mm ( đã bao gồm khe hở ) , phần nối với khớp nối chọn 25mm => L5 = 75mm

Vị trí đặt lực ăn khớp từ bánh răng nằm bên trái mặt phân cách 2/3 một khoảng, cụ thể là L3/2, tương ứng với 39 mm đối với cụm trục I.

* Chiều dài các đoạn trục + Đoạn 6 : Chiều dài bạc chặn chọn 25 mm ( đã tính bao gồm khe hở ) Chiều rộng của bánh đanh : 80 mm

+Đoạn 8 : Chọn L8 dựa tho d8 và bw với L8 = max {(1,2 1,5)d8;bw} với d8 2,bw -

+Đoạn 7 : Chọn chiều rộng ổ lăn 20 mm chiều dài bạc chặn k1 = 10 mm k2 =

10mm Vậy ta chọn L7= 10+10+20@ (mm) ( có sử dụng vòng chắn dầu)

+Đoạn trục 9 và 10 : Dựa theo quan hệ ràng buộc về kết cấu vỏ hộp, Ta có

L1+L2+L3+L4=L7+L8+L9+L10 => L9+L10 = 58 (mm) với L10 = 20+10+2 = 32 (mm) ( bao gồm vòng chắn dầu và phần δ nhô và o bên trong hộp ) Vậy L9 = 26 (mm)

* Vị trí đặt lực : + Vị trí đặt lực ăn khớp từ bánh răng : vị trí này sẽ nằm bên trai mặt phân cách 7/8 một đoạn bằng L8/2 = 40mm

+ Vị trí đặt lực hướng tâm từ bánh đai : Nằm giữa chiều rộng của vành răng bánh đai , nằm ở bên phải mặt phân cách 6/7 một khoảng bằng 25 + 80/2 e (mm)

Tổng kết chọn sơ bộ đường kính , khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt tải của trục

Cụm trục I :d6 = 25mm , d70mm , d82mm , d96mm , d100mm

L6 = 105 mm , L7@mm , L8mm , L9&mm , L102mm

+ Vị trí đặt lực hướng tâm từ bánh đai : Nằm giữa chiều rộng của vành răng bánh đai , nằm ở bên phải mặt phân cách 6/7 một khoảng bằng 25 + 80/2 e

*Vị trí các gối đỡ : + Gối trái : nằm bên phải mặt phân cách 6/7 một đoạn là

+ Gối phải : nằm bên trái mút phải của trục một khoảng bằng

Cụm trục II :d1Pmm , d2`mm , d3Rmm , d4Pmm , d5Emm

L1Bmm , L2=8mm , L3xmm , L4= 50mm , L5umm

* Vị trí đặt lực : + Vị trí đặt lực ăn khớp từ bánh răng : vị trí này sẽ nằm bên trái mặt phân cách 2/3 một khoảng = L3/2 = 39 mm

+ Vị trí đặt lực hướng tâm của khớp nối : vị trí này sẽ nằm bên trái mút phải của cụm trục một khoảng bằng 25mm

*Vị trí các gối đỡ : + Gối trái : nằm bên phải mút trái của trục một khoảng bằng

+ Gối phải : nằm bên trái mặt phân cách 4/5 một khoảng bằng 10mm

Chương 5 – Thiết kế trục,then, ổ lăn cho cụm trục I

Tính toán trục bằng inventor chọn sơ bộ đường kính trục:

2, Báo cáo chọn trục từ Inventor

26 Đường kính thiết kế 35 35 36 30 Đường kính lý tưởng 28,91 0 28 26

Giá trị nhỏ nhất bằng 1,15 => không phải điều chỉnh lại thiết kế

3, Bảng thiết kế cuối cùng

Tiết diện Ổ lăn trái Ổ lăn phải

Bánh đai Bánh răng Vai trục

Phản lực R tại các gối (N)x -1895 -601 _ _

Phản lực R tại các gối (N)y 1739 -19 _ _ _ Tổng lực dọc Fa trên trục (N) _ _ _ 422

Momen xoắn (Nm) _ _ -95 95 Đường kính thiết kế cuối (mm) 35 35 30 36 42 Đường kính lý tưởng (mm) 28,91 0 26 28 _

Tính toán then bằng inventer

Then trục 1 nối với đai

-Tải trong hướng tâm lên từng ổ :

=>ta chọn Fr=Ro%71, Fa B2 , Ổ bi đỡ chặn

Hình 5.13Chọn mặt trụ để tính và loại ổ bi đỡ chặn

Chương 6 : Thiết kế trục, then , ổ lăn cho cụm trục II

Thiết kế trục,then,ổ lăn cho cụm trục 2

6.1.1 Sơ đồ lực tác dụng lên trục :

Sơ đồ tính trục II

6.1.2 Phác thảo kết cấu trục

Dựa vào dữ kiện đã cho ở phần tính chung, ta có phác thảo kết cấu trục :

Bản vẽ phác kết cấu trục II

6.1.3 Tính trục bằng Autodesk Inventor :

- Sử dụng vật liệu thép : Steel trong mục material của Inventor

- Dựa vào Biểu đồ Ideal Diameter : Tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện lắp bánh răng, tiết diện này có đường kính tối thiểu là 39,82

1,Hình vẽ 3D thể hiện kết cấu trục đã được xây dựng và các lực momen uốn tập trung Ma và Momen xoắn T :

The comprehensive HTML report generated by Inventor, representing the final design, can be accessed at this link: https://drive.google.com/file/d/1LHN7fGy3t7pg6wC8JEkIltwhae1EiiMX/view?usp=sharing This report includes detailed specifications for the left and right bearings, gears, couplings, and the design diameter in millimeters.

50 50 52 45 Đường kính lý tưởng , mm 40 40 39,82 40

Hệ số kđk dtk / dlt

1,25 1,25 1,3 1,125 Đánh giá theo kđc: Thỏa mãn điều kiện min kđk = 1,125 nhỏ hơn 1,25 và lớn hơn 1,05 Đường kính thiết kế mới Giữ nguyên Giữ nguyên Giữ nguyên Giữ nguyên

3, Bảng kết quả thiết kế trục ( Bảng tổng hợp thiết kế cuối cùng )

Thông số Tiết diện\ Ổ lăn trái Ổ lăn phải Bánh răng Khớp nối Phản lực Rx tại các gối (N)

Phản lực Ry tại các gối (N) -806 120 - -

Tổng lực dọc Fa trên trục (N)

Dựa trên báo cáo bản thiết kế cuối cùng do Inventor tạo ra

(Nmm) Đường kính thiết kế cuối (mm) 50 50 52 45 Đường kính lý tưởng (mm)

Hệ số kđk 1,25 1,25 1,3 1,125 min {kđk} 1,125

Kết quả thiết kế trục

6.2 Tính toán lựa chọn then/then hoa :

Chọn loại then : ISO 2491 B (Dựa trên thư viện của Inventor )

Kích thước: Đường kính trục : d = 52mm

Vật liệu kết cấu : Vật liệu kết cấu then : Structural Steel ( Dựa trên thư viện của Inventor )

Vật liệu kết cấu trục : Carbon Steel ( Dựa trên thư viện của Inventor )

Báo cáo tính toán dạng html của Inventor cho then/then hoa đã chọn : https://drive.google.com/file/d/1QJdev_9NhR69z93qrTmJWsq4X5vcFmoq/view?usp=sharing

6.3 Tính toán lựa chọn ổ lăn :

6.3.1 : Chọn loại ổ lăn : Chọn ổ bi đỡ chặn do ổ cần phải chịu đồng thời tải trọng hướng kính và tải trọng dọc trục :

Chọn loại ổ : JIS B 1522 Với kích thước : Đường kính trong : 50mm Đường kính ngoài : 90mm

Tính toán tải trọng hướng tâm lên từng ổ :

Dựa vào bảng kết quả thông số sau khi tính trục có thể nhận thấy : Gối đỡ số

Gối đỡ số 1 chịu tải trọng hướng kính và hướng trục lớn hơn gối đỡ số 2, do đó, cần chọn giá trị lớn hơn làm lực hướng tâm để tính ổ lăn Lực hướng tâm tại gối đỡ số 1 được xác định với giá trị cụ thể.

Từ đó : Dựa vào số liệu đã tìm được và lựa chọn :

Hệ số an toàn : chọn 1.5

Hệ số ma sát ổ lăn : chọn 0.0015 Loại bôi trơn : Mỡ

Ta có được bảng kết quả tính toán ổ lăn dạng html trích xuất từ Inventor : https://drive.google.com/file/d/1TbxPk7GHTb55es6q85hDf2aoD3IQFbaY/vie w?usp=sharing

1, Sơ đồ kêt cấu trục cho thiết kế cuối cùng :

Kết cấu trục hoàn chỉnh

2,Bảng thông số cho then/then hoa tại các tiết diện : https://drive.google.com/file/d/1QJdev_9NhR69z93qrTmJWsq4X5vcFmoq/view?usp=sharing

3,Bảng thông số ổ lăn : https://drive.google.com/file/d/1TbxPk7GHTb55es6q85hDf2aoD3IQFbaY/view?usp=sharing

Phần 4 : Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết khác

6.1 Thiết kế kết cấu các kích thước cơ bản của vỏ hộp giảm tốc

Chỉtiêucủahộpgiảmtốclàđộcứngcaovàkhốilượngnhỏ.Chọnvậtliệuđểđúchộpgiảmtốc là gang xámcókíhiệulà GX15-32

𝛿1=0,9𝛿 =9 (mm) Chọn𝛿1 (mm) Gântăngcứng: chiềudày e

𝑒 = (0,8 ÷ 1)𝛿 = (8 ÷ )10 chọn e h L1 = 30 +10 +2 = 42mm ( bao gồm vòng chắn dầu và δ nhô vào bên trong hộp ), L2=L4 -L1

+Đọan trục 3 : Chọn L3 dựa theo d3 và bw, với L3 = max {(1,2-1,5)d3;bw}

+Đoạn trục 5 : Chiều dài bạc chặn chọn : 50mm ( đã bao gồm khe hở ) , phần nối với khớp nối chọn 25mm => L5 = 75mm

Vị trí đặt lực ăn khớp từ bánh răng nằm bên trái mặt phân cách 2/3 một khoảng, cụ thể là L3/2, tương đương với 39 mm đối với cụm trục I.