Đồ án Nguyên lý chi tiết máy

Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Đồ án Nguyên lý chi tiết máy SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU MỤC LỤC Đầu đề PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I Chọn động .6 II Phân phối tỷ số truyền PHẦN II: TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH .7 I Chọn loại xích II Xác định thơng số xích truyền .7 III Kiểm nghiệm xích độ bền IV Đường kính đĩa xích V Xác định lực tác dụng lên trục 10 PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 10 I.Chọn vật liệu 10 II Xác định ứng suất cho phép 10 III Tính tốn truyền cấp nhanh 12 IV Tính tốn truyền cấp chậm 16 PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC 20 I.Chọn vật liệu 20 II Xác định sơ đường kính trục 20 III Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 20 IV Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục 21 V Tính momen tổng momen tương đương 31 PHẦN V: TÍNH TỐN THEN VÀ Ổ LĂN .35 I Then 35 II Ổ lăn 36 III Chọn dung sai lắp ghép ổ lăn 39 PHẦN VI: TÍNH TOÁN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC .39 I.Vỏ hộp 39 II Khớp nối .41 III.Phương pháp bôi trơn 41 SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH Trường ĐHSPKT TP.HCM Khoa XD & CHUD Bộ môn: Thiết kế công nghiệp GVHD: VĂN HỮU ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ (Đề số: 03 - Phương án: ) I ĐỀ BÀI Sơ đồ động: T T 0.8T 0.7tck 0.3tck SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Gồm: Động điện Nối trục Hộp giảm tốc Bộ truyền xích Thúng trịn Số liệu ban đầu: a Công suất truyền trục công tác (P): 2,8 (kW) b Số vóng quay trục cơng tác (n): 50 (vòng/phút) c Số năm làm việc (a): (năm) Đặc diểm tải trọng: Tải trọng va đập nhẹ, quay chiều Ghi chú: Năm làm việc (y) 300 ngày, ngày làm việc ca, ca Sai số cho phép tỉ truyền i = 3% II YÊU CẦU Một thuyết minh tính tốn Một vẽ lắp hộp giảm tốc (Khổ A0) SVTH : GVHD : Ngày bảo vệ : Ngày giao đề : NGUYỄN QUANG KIÊN VĂN HỮU THỊNH / / 2011 / / 2011 SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN I CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.1 Chọn hiêu suất hệ thống:  Hiệu suất truyền động: η = η ntη b2rη xη ol4 = 1.0,972 0.93.0,994 = 0,84  Với: ηnt = 1: hiệu suất nối trục đàn hồi ηbr = 0,97: hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng η x = 0,93 : hiệu suất truyền xích ống lăn ηol = 0,99 : hiệu suất ổ lăn 1.2 Tính cơng suất cần thiết:  Cơng suất tính tốn: Ptt = Ptd = Pmax  T1   T2   ÷ t1 +  ÷ t2 12.0,7.Tck + 0.82.Tck T  T = 2.8× = 2.8 0,7+ 0.82.0,3 = 2,64(kW) t1 + t2 0,7Tck + 0,3Tck - Công suất cần thiết trục động điện: Pct = - Ta cần chọn động có Pđm Pt 2, 64 = = 3,143(kW ) η 0,84 Pct = (kW) 1.3 Xác định số vòng quay sơ động cơ:  Số vịng quay trục cơng tác: nlv=50 (vòng/phút)  Chọn sơ tỷ số hệ thống: uch = uh.ux = 14.3 = 42 SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU  n cuû a hộ p giả m tố c bá nh ră ng trụhai cấ p( 8÷ 40) uh = 14 : tỉsốtruyề Với  n củ a bộtruyề n xích( ÷ 5)  ux = : tỉsốtruyề  Số vòng quay sơ động cơ: nsb = nlv uch = 42 50 = 2100( vò ng phú t) 1.4 Chọn động điện:  Pñc ≥ Pct = 3,143( kW)  Động điện có thơng số phải thỏa mãn:  ng phú t) nđc ≈ nsb = 2100( voø  Tra bảng 235 tài liệu (*) ta chọn:   Pñc = 4,0( kW) Động 4A100L4Y3  ng phú t)   nđc = 1420( vò II PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:  Tỷ số truyền chung hệ dẫn động: uch = nñc 1420 = = 28,4 nlv 50  Tra bảng 3.1 trang 43 Tài liệu (*) ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp phân đơi:  n củ a cặ p bá nh ră ng cấ p nhanh u = 4,49: tỉsốtruyề vớ i n củ a cặ p bá nh ră ng cấ p chậ m  u2 = 3,12 : tỉsốtruyề  Vậy tỷ số truyền truyền xích: ux = uch 28,4 = = 2,027 u1.u2 4,49.3,12 III BẢNG ĐẶC TRỊ: 3.1 Phân phối công suất trục: • P3 = Pmax 2,8 = = 3,04( kW) ηol η x 0,99.0,93 SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU • P2 = P3 3,04 = = 3,16( kW) ηolη br 0,99.0,97 • P1 = P2 3,16 = = 3,29( kW) ηolηbr1 0,99.0,97 • Pñc = P1 3,29 = = 3,32( kW) ηolηnt 0,99.1 3.2 Tính tốn số vịng quay trục: • n1 = nđc = 1420 (vò ng / phú t) • n2 = n1 1420 = = 316,26( vò ng phú t) u1 4,48 • n3 = n2 316,26 = = 101,36( vò ng phú t) u2 3,12 3.3 Tính tốn moomen xoắn trục: Pđctt 3,32 = 9,55.106 ì = 22328,17( Nmm) nủc 1420 ã Tủc = 9,55.106 ã T1 = 9,55.106 P1 3,29 = 9,55.106 ì = 22126,4( Nmm) n1 1420 • T2 = 9,55.106 P2 3,16 = 9,55.106 ì = 995421,49( Nmm) n2 316,26 ã T3 = 9,55.106 P3 3,04 = 9,55.106 × = 286424,62( Nmm) n3 101,36 • T4 = 9,55.106 P 2,8 = 9,55.106 × = 534800( Nmm) n3 50 3.4 Bảng đặc tính: Trục Thơng số Động SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN I II III IV Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH Công suất (kW) 3,32 Tỷ số truyền u Số vòng quay (vòng/phú t) Momen xoắn (Nmm) GVHD: VĂN HỮU 3,29 3,16 4,49 3,04 43,12 2,8 2,027 1420 1420 316,26 101,36 50 22328,17 22126,40 95421,49 286424,62 534800 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: 2.1.1 Chọn loại xích: • Cơng suất đĩa xích nhỏ truyền xích cơng suất trục 3: P3=3,04(Kw), với số vịng quay đĩa xích nhỏ n3=101,36 (vịng/phút) • Vì số vịng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống lăn 2.1.2 Thơng số truyền: • Theo bảng 5.4 Tài liệu (*), với u=2,027, chọn số đĩa xích nhỏ z1 = 27 , số đĩa xích lớn z2 = z1.u x = 27.2, 027 = 55 < zmax = 120 • Theo cơng thức (5.3) tài liệu (*), cơng suất tính tốn: Pt = P3 k k z kn = 3, 04.2, 4375.0,926.1.973 = 13,538 kw Trong đó: với z1=27, kz=25/27=0,926; với n01= 200 (vg/ph), kn=n01/n3=200/101,36=1,793 Theo công thức (5.4) bảng 5.6 Tài liệu (*): k = k0.ka.kñc.kñ kc.kbt = 1,25.1.1,2.1,25.1,3 = 2,4375 Với: k0=1,25: đường nối hai tâm đĩa so với phương nằm ngang góc 900 >600 ka=1: khoảng cách trục a=(30÷ 50)pc kđc=1: điều chỉnh đĩa xích kđ=1,2: tải trọng động va đập nhẹ SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU kc=1,25: làm việc ca ngày kbt=1,3: mơi trường có bụi, chất lương bơi trơn II (đạt u cầu) • Theo bảng 5.5 Tài liệu (*) với n01=200 (vng/ph), chọn truyền xích dãy có bước xích pc=31,75mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: Pt < [P] = 19,3 ( kw) • Đồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc=31,75mm[s]: truyền xích đảm bảo đủ bền 2.1.4 Xác định thơng số đĩa xích:  Đường kính đĩa xích: Theo cơng thức (5.17) tài liệu (*) bảng 14.4b: • d1=p/sin(π/z1)=31,75/sin(π/27)=273,48mm ; d2=p/sin(π/z2)=31,75/sin(π/55)=556,15mm.(Đường kính vịng chia) • da1=p[0,5+cotg(π/Z1)]=287,51mm; da2=p[0,5+cotg(π/Z2)]=571,12mm (Đường kính vịng đỉnh răng) • df1=d1-2r=273,48-2.9,62=254,24mm df2=d2-2r=556,15-2.9,6=536,91 (với bán kính đáy r=0,5025d1+0,05=0,5025.19,05+0,05=9,62mm d1=19,05mm bảng 5.2 sách (*))  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩa xích theo cơng thức (5.18) tài liệu (*): • Đĩa xích 1: σ H = 0,47 kr (Ft K ñ + Fvñ ).E / (A.kd ) = 0,47 0,41.(2099,4.1,2 + 4,217).2,1.105 / (262.1) = 428MPa Với: Ft=2099,4 : lực vòng kr=0,41: hệ số ảnh hưởng số xích (Với z1=27) Kđ=1,2: hệ số tải trọng động (Tải động, va đập nhẹ) Fvđ1=13.10-7n1.p3.m=13.10-7.101,36.31,753.1=4,217N: lực va đập m dãy xích E=2E1E2/(E1+E2)= 2,1.105 Mpa A=262mm2: diện tích lề (bảng 5.12 sách (*)) SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 10 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Trục III: - Sơ đồ lực không gian trục III: Fr2 Fr3 Fa2 Fy30 Ft2 Fx30 Fa3 Ft3 Fy31 Fx31 X Fy34 Z Y - Lực từ đĩa xích tác dụng lên trục: y34 F r = F = 2331(N) - Lực từ bánh bị dẫn 2,3 tác dụng lên trục: t3 + Lực vòng: t2 x32 F =F =F r3 r2 =F y32 + Lực hướng tâm: F = F = F a2 + Lực dọc trục: x33 a3 = 1730 (N) y33 =F z32 F =F =F 32 = 972 (N) z33 =F 33 = 1275 (N) z32 W32 + Mômen bánh răng: M = M = F d W2 m W2 Trong đó: d = U d 32 /2 = 2,22.59,63 = 132 (mm) 33 => M = M = 1275.132/2 = 84150(N.mm) SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 33 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU - Trong mặt phẳng Oyz: - Phản lực gối tựa: Xét phương trình mơmen O: ∑M O ( Fy ) = ⇔ − Fy 32 l32 − M 32 − Fy 33 l33 + M 33 + Fy 31 l31 − Fy 34 l34 = Fy 32 l32 + Fy 33 l33 + Fy 34 l34 972.49,5 + 972.154,5 + 2331.265,5 = 4006( N ) l31 204 Phương trình tổng lực theo phương Y: ∑ Fy = ⇔ Fy 30 − Fy 32 − Fy 33 + Fy 31 − Fy 34 = ⇒ Fy 31 = = ⇒ Fy 30 = Fy 32 + Fy 33 − Fy 31 + Fy 34 = 972 + 972 − 4006 + 2331 = 269 Trong mặt phẳng Oxz: - Phản lực gối tựa: Xét phương trình mơmen O: ∑M O ( Fx ) = ⇔ − Fx 32 l32 − Fx 33 l33 + Fx 31 l31 = Fx 32 l32 + Fx 33 l33 1730.49,5 + 1730.154,5 = = 1730( N ) l31 204 Phương trình tổng lực theo phương X: ⇒ Fx 31 = ∑F x = ⇔ Fx 30 − Fx 32 − Fx 33 + Fx 31 = ⇒ Fx 30 = 2.Fx 32 − Fx 31 = 2.1730 − 1730 = 1730( N ) BIỂU ĐỒ MÔMEN TRỤC III: SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 34 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN GVHD: VĂN HỮU Trang 35 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH Fx32 GVHD: VĂN HỮU Fz33 z32 Fy32 Fy30 Fx30 Fx33 Fy33 Fy31 Fx31 Fy34 Z X Y 2331 269 703 Qy 1675 144649 60499 70834 143412 Mx 13315 1730 Qx 1730 My 85635 220909 T SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 36 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU V Tính momen uốn tổng momen tương đương tiết diện chiều dài trục: Momen uốn tổng tiết diện j: M j = M xj2 + M yj2 (N.mm) + Trục I: M12 = M11 = M10 = 17550 (N.mm) M13 = 80158 (N.mm) + Trục II: M20 = M21 = M22 = M24 =139758 (N.mm) M23 = 165081 (N.mm) + Trục III: M30 = M34 = M32 = 111135 (N.mm) M33 = 87996 (N.mm) M31 = 168098 (N.mm) Momen tương đương tiết diện j: M tđ = M 2j + 0,75.T j2 (N.mm) + Trục I: Mtđ12 = 32106 (N.mm) Mtđ10 = 36590 (N.mm) Mtđ13 = 86349 (N.mm) Mtđ11 = + Trục II: tđ20 tđ21 M =M =0 M tđ22 tđ24 =M = 146720 (N.mm) tđ23 M = 187697 (N.mm) + Trục III: Mtđ30 = Mtđ32 = 146633 (N.mm) Mtđ33 = 210580 (N.mm) Mtđ31 = 254671 (Nmm) Mtđ34 = 191313 (Nmm) Đường kính trục tiết diện j: d j = + Trục I: + Trục II: M tdj 0,1[σ ] (mm) d12 = 17,2 (mm) d10 = 17,98 (mm) d13 = 23,93 (mm) 22 24 d = d = 28,56 (mm) SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 37 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU 23 d = 31 (mm) + Trục III: d32 = 28,55 (mm) d31 = 34,32 (mm) d33 = 32,21 (mm) d34 = 31,2 (mm) => Chọn đường kính đoạn trục theo tiêu chuẩn: d10 = d11 = 20 (mm) d20 = d21 = 25 (mm) d30 = d31 = 35 (mm) d12 = 20 (mm) d22 = d24 = 30 (mm) d32 = d33 = 36 (mm) d13 = 24 (mm) d23 = 32 (mm) d34 = 32 (mm) - Đường kính đoạn trục đưa bảng sau: I 20 20 20 24 - II 25 25 30 32 30 III 35 35 36 36 32 VI.Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: 1.Thép C45 tơi thường hóa có: σ b = 600 Mpa, σ −1 = 0,436.σ b = 0,436.600 = 261,6 ( Mpa); τ −1 = 0,58.σ −1 = 0,58.261,6 = 151,7 ( MPa) Theo bảng 10.7 ta được: ψ σ = 0,05; ψ τ = Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng, σ aj = (theo 10.22), σ mj = Vì trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, τ mj = τ aj (tính theo 10.23) Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm: Dựa vào kết cấu biểu đồ mômen trục, ta thấy tiết diện nguy hiểm cần kiểm tra độ bền mỏi: Trục I: tiết diện 10 lắp ổ lăn tiết diện 13 lắp bánh SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 38 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Trục II: tiết diện 22 23 lắp bánh Trục III: tiết diện lắp bánh 32 33, tiết diện 31 lắp ổ lăn Chọn lắp ghép: - Các ổ lăn lắp ghép trục theo kiểu k6, lắp đĩa xích, nối trục, bánh theo kiểu k6 kết hợp lắp then πd 3j b.t1.(d j − t1 ) Wj = − 32 2.d j - Với Woj = πd 3j 16 − b.t1 (d j − t1 ) 2d j - Kích thước then (theo bảng 9.1), trị số momen cản uốn mômen cản xoắn (theo bảng 10.6) ứng với tiết diện trục sau: Tiết diện Đường kính bxh t1 Wj (mm3) Woj (mm3) trục (mm) 10 13 22 23 31 33 20 24 30 32 35 36 6x6 8x7 8x7 10 x 10 x 10 x 3,5 4 5 642,07 1089,81 2288,84 2645,83 3564,25 3910,76 1427,07 2446,29 4938,23 5861,19 7771,36 8488,88 Xác định hệ số K σdj Kτdj tiết nguy hiểm theo công thức 10.25 10.26: Kσdj  Kσ   + K x − 1 ε  ; = σ Ky Kτdj  Kτ   + K x − 1 ε  = τ Ky - Các trục gia công máy tiện, tiết diện nguy hiểm yêu cầu đặt Ra = 2,5…0,63 µm , theo bảng 10.8 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt kx = 1,06 - Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt nên hệ số tăng bên ky = - Theo bảng 10.12, dùng dao phay ngón hệ số tập trung ứng suất rãnh then là: K σ = 1,76 SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 39 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Kτ = 1,54 - Theo bảng 10.10 ta có thơng số sau: d10 = 20 (mm) ⇒ ε σ = 0,92; ε τ = 0,89 d13 = 24 ( mm) ⇒ ε σ d 22 = 30 (mm) ⇒ ε σ d 23 = 32 (mm) ⇒ ε σ d 31 = 35 (mm) ⇒ ε σ d 33 = 36 (mm) ⇒ ε σ = 0,92; = 0,88; = 0,88; = 0,88; = 0,85; - Theo bảng 10.11 ta tra ε τ = 0,89 ε τ = 0,81 ε τ = 0,81 ε τ = 0,81 ε τ = 0,78 Kτ Kσ lắp căng tiết diện nguy hiểm ετ εσ - Kết tính tốn ghi bảng sau: Tiết d diện (mm) 10 13 22 23 31 33 20 24 30 32 35 36 Kτ ετ Kσ εσ K σd Kτd Sσ Sτ S Rãnh Lắp Rãnh Lắp then căng then căng 1,91 2,06 1,73 1,64 2,12 1,79 4,51 6,53 3,71 1,91 2,06 1,73 1,64 2,12 1,79 1,68 11,19 1,66 2,06 1,9 1,64 2,12 1,96 2,02 14,83 2,00 2,07 2,06 1,97 1,64 2,13 1,03 1,97 16,74 1,96 2,07 2,06 1,97 1,64 2,13 2,03 3,05 5,26 2,64 2,07 2,06 1,97 1,64 2,13 2,03 2,86 5,74 2,56 * Với: - Theo công thức (10.19): Sj = S σj Sτj S +S σj τj ≥ [S] Trong đó: [S] = 1,5…2,5 hệ số an toàn cho phép Sσj : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 40 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH - Theo công thức (10.20): S σj = GVHD: VĂN HỮU σ −1 K σdj σ aj + ψ σ σ mj Sτj : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện J - Theo công thức (10.21): Sτj = τ −1 K τdj τ aj + ψ τ τ mj - Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ đối xứng Do theo cơng thức (10.22): σ mj = 0; σ aj = σ max j = Mj Wj với Mj theo công thức (10.15) - Vì trục I quay chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Do theo công τ mj = τ aj = thức 10.23: τ max j T = j 2Woj * Kết luận:Ta thấy tiết diện nguy hiểm đảm bảo an toàn độ bền mỏi trừ tiết diện 22 23 PHẦN V: TÍNH TỐN THEN VÀ Ổ LĂN I THEN - Với tiết diện dùng mối ghép then ta tiến hành kiểm nghiệm mối ghép độ bền dập σd độ bền cắt τc - Theo công thức (9.1) (9.2) ta được: SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 41 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU σd = 2T ≤ [σ d ] d lt (h − t1 ) τc = 2T ≤ [τ c ] d lt b Với lt (0,8…0,9)lm lt=1,35d - Tính chọn theo tính chất ta có chiều dài then cho bảng 9.1 - Ta có bảng kiểm nghiệm then sau: d (mm) lt (mm) b×h t1 T (N.mm) σ d (MPa) τ c (MPa) 20 24 30 32 30 32 27 32,4 40,5 43,2 40,5 49,5 6x6 8x7 8x7 10 x 8x7 10 x 3,5 4 5 37073 37073 51570 103140 51570 220909 54,92 31,78 28,3 49,74 28,3 92,98 22,88 16,58 10,61 14,92 10,61 27,89 - Theo bảng 9.5 với tải trọng va đập nhẹ, dạng lắp cố định: [σ d ] = 100( MPa) [τ c ] = (60 / 90 / 3) = 20 30( MPa) Vậy mối ghép then đảm bảo độ bền dập độ bền cắt II Ổ LĂN Trục I: - Vì khơng có lực dọc trục (Fa = 0) để thuận tiện ta chọn ổ bi đỡ-chặn cho gối đỡ - Dựa vào đường kính ngõng trục d11 = 20 (mm) Tra bảng P2.7 chọn ổ bi đỡ cỡ trung có ký hiệu 304, có đường kính d = 20 (mm), đường kính ngồi D = 52 (mm), khả tải trọng động C = 14,0 (kN),khả tải trọng tĩnh Co = 9,17 (kN) a Kiểm nghiệm khả tải động: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 0: Fr = Fx210 + Fy210 = 576 + 2412 = 624,39 ( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: Fr1 = Fx211 + Fy211 = 7482 + 2412 = 7856 ( N ) SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 42 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU - Vậy ta kiểm nghiệm với ổ chịu tải trọng lớn Fr = Fr1 = 786 (N) - Theo công thức (11.3) : Q = (V.X.Fr + Y.Fa).Kt.Kd Trong đó: Fr: Tải trọng hướng tâm (kN) Fa: Tải trọng dọc trục V: Hệ số kể đến vòng quay V = Kt: Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ Kt = Kd: Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, theo bảng 11.3 : Kd = 1,2 X: Hệ số kể đến đặc tính tải trọng X = (vì chịu lực hướng tâm) Y: Hệ số tải trọng dọc trục Y = Fa = => Q = (1.1.786).1.1,2 = 943 (N) - Khả tải trọng động theo công thức (11.1) : C d = Q m L Với m : bậc dường cong thử ổ lăn.m = ( dùng cho ổ bi) L : tuổi thọ tính triệu vịng quay Q : tải trọng đông qui ước Q = 943,044 (N) Lh : tuổi thọ ổ tính Lh = mà Lh = KHE.tΣ Theo bảng 6.4 : KHE = 0,5 (thép cải thiện) tΣ = 18000 LH = 0,5.18000 = 9000 (giờ) => C d = 943.3 60.nI LH 60.1440.9000 = 943 = 8672( N ) 10 10 => Cd = 8,672 (kN) < C = 14,0 (kN) Vậy khả tải trọng động ổ lăn đảm bảo b.Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: - Ta có Fa = 0, theo công thức (11.19) : Qt1 = X0.Fr (X0 = 0,6 theo bảng 11.6 ổ bi đỡ) => Qt1 = 0,6.0,786 = 0,4716 (kN) - Qt2 = Fr = 785,87(kN) => Q0 = max[Qt1; Qt2] = 0,786 (kN) < C0 = 9,17 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo Trục II: - Để bù lại sai số góc nghiêng răng, đảm bảo cho cặp ăn khớp ta ổ trụ ngắn đỡ kiểu 2000 - Dựa vào đường kính ngõng trục d21 = 25 (mm) Vì trục phải chịu trọng lớn nên dựa vào bảng P2.7 ta chọn sơ ổ đỡ dãy có kí hiệu 405 có: d = 25 (mm), SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 43 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU D = 62 (mm), khả tải động C = 21,1 (kN), khả tải tĩnh C0 = 14,9 (kN) a Kiểm nghiệm khả tải động: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: Fr = Fr1 = Fx220 + Fy220 = 2392 + 732 = 2501 ( N ) = 2,501 (kN ) - Lực dọc trục Fa bị triệt tiêu => Fa =0 (N), X = 1, Y = 0,vòng quay nên V = 1, nhiệt độ < 1050 C nên Kt = 1, hộp giảm chịu tải trọng va đập nhẹ nên Kd = 1,2 - Theo công thức (11.3) Tải trọng động quy ước: Q = (V.X.Fr + Y.Fa).Kt.Kd =1.1.2501.1.1,2 = 3001,2 (N) - Khả tải trọng động quy ước xác định theo công thức (11.1) : 60.nII LH 60.500.9000 C d = Q m L = 3001,2.3 = 3001 , = 19398 ( N ) 10 10 => Cd = 19,398 (kN) < C = 21,1 (kN) Vậy khả tải động ổ lăn đảm bảo b Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: - Ta có Fa = 0, theo công thức (11.19) : Qt1 = X0.Fr (X0 = 0,6 theo bảng 11.6 ổ bi đỡ) => Qt1 = 0,6 2,501 = 1,5006 (kN) - Qt2 = Fr =2501 (N) = 2,501 (kN) - Q0 = max[Qt1; Qt2] = 2,501 (kN) < C0 =14,9 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo Trục III: - Với đường kính ngõng trục d30 = 35 mm Theo bảng P2.7 ta chọn sơ ổ bi đỡ dãy có kí hiệu 407 có d = 35 (mm), D = 80 (mm), khả tải động C = 33,4 (kN), khả tải tĩnh C0 = 31,925,2 (kN) a Kiểm nghiệm khả tải động: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ 1: Fr = Fr1 = Fx231 + Fy231 = 1730 + 4006 = 4364 ( N ) = 4,364 (kN ) - Lực dọc trục Fa = (N), theo công thức (11.3) : X = 1, Y = 0, vịng quay nên V = 1, nhiệt độ < 1050 C nên Kt = 1, chịu tải trọng nhẹ nên Kd = 1,2 Q = (V.X.Fr + Y.Fa).Kt.Kd = 1.1.4,364.1.1,2 = 5,2368 (kN) - Khả tải trọng động ổ xác định theo công thức (11.1) : 60.nIII LH 60.255,23.9000 C d = Q m L = 5236,8.3 = 5236,8.3 = 25946 ( N ) 10 10 => Cd = 25,946 (kN) < C = 33,4 (kN) Vậy khả tải động ổ lăn đảm bảo b Kiểm tra khả tải tĩnh: - Ta có Fa = 0, theo công thức (11.19) : Qt1 = X0.Fr SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 44 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU (X0 = 0,6 theo bảng 11.6 ổ bi đỡ) => Qt1 = 0,6.4,364 = 2,6184 (kN) - Qt2 = Fr = 4364 (N) = 4,364 (kN) - Q0 = max[Qt1; Qt2] = 4,364 (kN) < C0 = 25,2 (kN) Vậy khả tải tĩnh ổ lăn đảm bảo III CHỌN DUNG SAI LẮP GHÉP Ổ LĂN: - Vì vịng quay nên chịu tải chu kì vịng quay nên chịu tải cục + Ổ lăn với trục lắp ghép theo hệ thống lỗ + Ổ lăn với vỏ hộp lắp ghép theo hệ thống trục I II III Trục 25k6 30k6 40k6 Lỗ 52H7 62H7 80H7 - Chọn kiểu lắp bánh đai đĩa xích: Trục I: 24 Trục II: 30 32 30 Trục III: 36 36 32 PHẦN VI : TÍNH TỐN VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC I.Vỏ hộp: - Ta chọn vỏ hộp đúc : vật liệu gang xám GX 15-32 - Chọn mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua đường tâm trục để việc tháo lắp chi tiết thuận tiện dễ dàng - Các kích thước hộp giảm tốc : + Chiều dày thân hộp : δ = 0,03.a + > (mm) Với a =(aw1+aw2)/2=(108+105)/2=106,5 (mm) => δ = 0,03.106,5 + = 6,2 (mm) Chọn δ = (mm) + Chiều dày thân hộp: = 0,9.δ =6,3 (mm) + Gân tăng cứng : Chiều dày gân : e = (0,8 1).δ = 5,6 (mm) Chọn e = (mm) Chiều cao gân : h < 5.δ = 35 (mm) Độ dốc gân : khoảng + Đường kính bu lơng : SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 45 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU Bu lông : d1 > 0,04.a + 10 = 0,04.102 + 10 = 14,08 > 12 (mm) Chọn d1 = 14 (mm) Bu lông cạnh ổ: d2 = (0,7 0,8).d1 = (9,8 11,2) (mm) Chọn d2 = 12 (mm) Bu lơng ghép bích nắp than: d3 = (0,8 0,9).d2 = (8 9) (mm) Chọn d3 = 10 (mm) Vít ghép nắp ổ : d4 = (0,6 0,7).d2 = (6 7) (mm) Chọn d4 = (mm) Vít ghép nắp cửa thăm : d5 = (0,5 0,6).d2 = (5 6) (mm) Chọn d5 = (mm) - Mặt bích nắp than : + Chiều dày bích thân hộp : δ3 = (1,4 1,8 ).d3 = (12,6 16,2) (mm) Chọn δ3 = 15 + Chiều dày bích nắp hộp : δ4 = ( 0,9 ).δ3 = (13,5 15) (mm) Chọn δ4 = 14 (mm) + Bề rộng bích nắp thân : K3 = K2 – (3 ) (mm) Với K2: bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ K2 = E2 + R2 + (3 ) (mm) Với E2 = 1,6.d2 = 16 (mm); R2 = 1,3.d2 = 13 (mm) => K2 = 32 34 (mm) Chọn K2 = 34 => K3 = 34 – (3 5) = (31 29) (mm) Chọn K3 = 31 (mm) - Mặt đế hộp : + chiều dày mặt đế hộp có phần lồi : = (1,4 1,7).d1 = (1,4 1,7).14 = (19,6 23,8) (mm) Chọn δ1 = 23 mm δ2 = (1 1,1 ).d1 = (14 15,4) (mm) Chọn = 15 mm + bề rộng mặt đế hộp : K1 = 3.d1 = 3.14 = 42 (mm) q ≥ K1 +2.δ = 42 + 2.7 = 56 (mm) Chọn q = 56 (mm) - Khe hở chi tiết : + Giữa bánh với thành hộp : ∆ ≥ (1 1,2).δ = (7 8,4 ) Chọn ∆ = 9mm + Giữa đỉnh bánh lớn với đáy hộp : ≥ (3 5).δ = (21 35 ) Chọn = 30 (mm) + Giữa mặt bên bánh với : ∆ ≥ δ , chọn ∆ = 10 (mm) SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 46 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD: VĂN HỮU - Số lượng bu lông uốn : Z = L : chiều dài thân hộp, chọn sơ L = 500 (mm) B : chiều rộng hộp, chọn sơ B = 250 (mm) => Z = (4 2,5) Chọn Z = II.Khớp nối - Ta chọn khớp nối trục đàn hồi - Momen xoắn truyền : TI = 37073 (N.mm) - Hệ số chế độ làm việc K = 1,5 => Tt = TI.K = 37073.1,5 = 55609,5 (N.mm) Với d = 20 (mm) + Bảng 16.10a trang 68 tập 6.10b trang 69 tập Nối trục vịng có : Z=4 ( số chốt); D0= 63 (mm); dc = 10 (mm) l0 = l + : chiều dài vòng đàn hồi l1 = 20 (mm); l2 = 10 (mm); l3 = 15 (mm) => l0 = 25 (mm) - Điều kiện sức bền dập vịng đàn hồi : σ ≤ [ ] (cơng thức trang 69 tập 2) => =2.1,5.37073/4.63.10.15 = 2,94 (MPa) < [ ] = (2 4) (MPa) => điều kiện sức bền dập vòng đàn hồi đảm bảo Điều kiện sức bền chốt : < [ (công thức trang 69 tập 2) => = =1,5.37073.25/0,1.103.63.4= 55,17 (MPa) ≤ [ ] = (60 80) (MPa) = > điều kiện sức bền chốt chưa đảm bảo III.Phương pháp bôi trơn: - Bôi trơn ổ lăn + Do ổ lăn làm việc lâu dài, tốc độ thấp nhiệt độ làm việc < 1500c nên ta bôi trơn mở + Ta dùng vịng phớt để che kín ổ lăn - Bơi trơn hộp giảm tốc: + Do vân tốc vịng < 12m/s nên ta bôi trơn phương pháp ngâm dầu Chiều sâu ngâm dầu từ ( 0,75 )h ≥ 10 (mm).Với h chiều cao chân + Ta dùng dầu tubin để bôi trơn SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 47 ... gian phục vụ: L=5 năm - Quay chiều, tải va đập nhẹ, 300 ngày/ năm, ca/ngày, tiếng/ ca SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 11 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH - - GVHD: VĂN HỮU Cặp bánh cấp nhanh... BIỂU ĐỒ MOMEN TRỤC I: Trục II: SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 27 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN GVHD: VĂN HỮU Trang 28 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH GVHD:... 1730( N ) BIỂU ĐỒ MÔMEN TRỤC III: SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN Trang 34 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH SVTH : NGUYỄN QUANG KIÊN GVHD: VĂN HỮU Trang 35 Đồ Án Nguyên Lý – Chi Tiết Máy THỊNH Fx32