Đồ án chi tiết máy

SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH PHẦN I I CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỶ SỐ TRUYỀN CHỌN ĐỘNG CƠ Để chọn động điện cần tính cơng suất cần thiết  Nếu gọi : – công suất băng tải – hiệu suất chung – công suất cần thiết Thì : = Trong : P = = = 13 kW = ( TRA BẢNG 2-1, TK CTM ) : hiệu suất khớp nối : hiệu suất truyền đai : hiệu suất truyền bánh : hiệu suất cặp ổ lăn = 0,95 0.97 = 0.89 = = 14.6 kW Xác định số vòng quay trục công tác Theo công thức ( 2.16) [1] ta có : = = = 109 ( V/Ph ) Trong V = m/s vận tốc băng tải.` KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH D = 350 mm đường kính tang quay - Tỷ số truyền chung hệ động ( sơ ) :  Theo cơng thức ( 2.15) [1] ta có : : tỷ số truyền sơ đai thang tỷ số truyền hộp giảm tốc Theo bảng 2-2 ( TK CTM ) Truyền đông bánh trụ, hộp giảm tốc bánh trụ cấp = ( ) • •  - - Truyền động đai thang = ( ) • =3 = =2 = 3.2 = - Số vòng quay trục động :  Theo công thức ( 2-18) [1], ta có : = = 109.6 = 654 ( V/Ph ) • Chọn động điện Chọn số vịng quay đồng động = 700 ( V/Ph ) ( Bảng 4P ) = 14,6 kW = 700 V/Ph Để thuận tiện cho việc tìm kiếm, bảo dưỡng, sửa chữa giá thành sản phẩm không cao, ta chọn động điện, khơng đồng che kín có quạt gió loại AOC2  Tra bảng ( 4P ) [TK CTM] ta chọn loại động AOC2-71-8 có thông số sau : Kiểu động Công suất đm Công suất định mức Công suất cho phép lớn trục (kw) CD% Kl động điện ứng với III2 (kg) M vô lăng roto kg/ KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH trục kW AOC2-71-8 15,4 V (v/ph ) 700 Hiệu suất % Không nhỏ 82,0 1,7 2,0 1,6 15 % 25 % 40 % 60 % 100 % 18,0 15,4 12,3 11,1 10,0 32,0 200 1,6 Phân phối tỉ số truyền Tỷ số truyền động chung i = i= nđc nlv 700 109 = = 6,4 chọn = (3.25 tr 49) = = = 3,2 a công suất trục = = = 13,5 kW = = = 14 kW = = = 14,1 kW b Momen trục = = = 192364 ( N.mm) = = = 382000 ( N.mm) = = = 1182798 ( N.mm) Thông số Trục Trục động Tỉ số truyền ( i) Công suất P (kW) I = 14,1 II = 3,2 14,0 Trục công tác =1 13,5 13 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Số vòng quay ( v/ph ) 700 350 109,3 109 T (N.mm) 192364 382000 1182798 1138990 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Chọn loại đai - Căn theo yêu cầu kỹ thuật truyền chọn đai thang thường loại Б a, Đường kính bánh đai nhỏ chọn theo tiêu chuẩn bảng 4.13 (TTTK) Chọn d1 =180(mm) - Vận tốc đai: - V = = 6,6 (m/s) b, Bánh đai lớn: Với ξ=0,02 d2 = d1.uđ (1- ξ) =180.2.(1- 0,02) = 352 (mm) Theo tiêu chuẩn chọn d2 = 355 (mm) - Tỷ số truyền thực tế: • TỈ SỐ TRUYỀN THỰC TẾ it  d2 355  d 11    1801  0,01 i t  2,01 • SAI LỆCH TỈ SỐ TRUYỀN KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH i t iđ iđ  2,01   i   100 %  0,5 %   i  c, Theo bảng 4.14 (TTTK) chọn sơ khoảng cách trục a = d2 = 355 (mm) d, Chiều dài đai L  2a   2  d  d1 d1  d 2 4a L = 2.355 + ( 180 + 355 ) + = 1571 mm Chọn đai theo tiêu chuẩn l = 1600 (mm)  Kiểm nghiệm đai tuổi thọ: i i (theo 4.15) v l 6,6 1,6  4,1 ≤ = 10 Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l=2360 λ + λ − 8∆ α= Với : λ =1600 – 3,14.= 760 theo ct 4.6 △ = = = 87,5 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH λ + λ − 8∆ α= • = = 369,64 Tính góc ơm: = - /a = - (355-180)./369,64 = > e, Xác định số đai: Z= P.k đ [ P0 ].Cα Cu C z Cl (4.16) Tra bảng 4.7 (TTTK) chọn kđ = 1,25 số ca làm việc kđ = 1,25 + 0,1 = 1,35 Với α1 = 141,8° → Cα = – 0,003(180 -141,8) = 0,88 (trang 61) Với l/l0 =1571/1600 =0,98 tra bảng 4.16 (TTTK) → Cl = Với i = tra bảng 4.17 (TTTK) → Ci = 1,13 Tra bảng 4.19 (TTTK) ta có: [P0] = (v= 6,6 m/s;d1= 180) = = 4,1 ( đai ) Chọn số đai =4  - Chiều rộng đai ,theo công thức (4.17) bảng (4.21) B = (z-1).t + 2.e Ta có t = 19, e = 12.5 →B = (4-1).19 + 2.12,5 = 82 (mm) - Đường kính ngồi bánh đai :theo công thức (4.18) da = d + 2.ho =180 + 2.4,2 = 188.4 (mm) ;với ho tra bảng (4.21) KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH f Tính lực căng ban đầu lực tác dụng nên trục: -theo công thức (4.19),Fo = 780 P1.K d +F ( v.Cα z ) ν Trong Fv = qm.V2 (định kì điều chỉnh lực căng) với qm = 0.178 Fv = 0,178 6,62 = 7,75 (N) Do = +7,75 = 642(N) Lực tác dụng lên trục: Fr = 2.F0.Z.sin( α ) Fr = 2.642.4.sin= 4994 (N) Truyền động bánh A , Thông số yêu cầu: • • • • • B, P = PI = 14 (kW) = = 382000 (Nmm) = 350 (v/ph) i= Lh = 12000 (giờ) Chọn vật liệu bánh Tra bảng 6.1[l] (trang 92), chọn: Vật liệu bánh nhỏ KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH      Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện Độ rắn HB =241 + 285, chọn HB1 = 245 Giới hạn bền =850(MPa) Giới hạn chảy =580 (MPa) Vật liệu bánh lớn      Nhãn hiệu thép: C45 Chế độ nhiệt luyện: Tôi cải thiện Độ rắn HB =192 240 chọn HB2 = 230 Giới hạn bền =750 (MPa) Giới hạn chảy ơch2 = 450 (MPa) C, xác định ứng suất cho phép = 2HB + 70 , = 1,1 , = 1,75 , = 1,8HB Ta có : = + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPA = 1,8.245 = 441 MPA = 2HB2 + 70 = 530MPa = 1.8HB2 = 414Mpa Theo ( 6.5 ) : 107 Theo ( 6.7 ) KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH số chu kỳ thay đổi ứng suất - c: số lần ăn khớp vòng quay, c = * n: vận tốc vòng bánh * : tổng số làm việc = * Bánh chủ động == 27,53.107 ≥ N HO Bánh bị động = 27,53.107 =9,1.107 Bánh chủ động: - lấy =1 Bánh bị động: - Nếu lấy =1 Thay số vào công thức được: - Bánh chủ động - Bánh bị động KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Với truyền bánh trụ thẳng D, Xác định sơ khoảng cách trục = Ka: hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh Ka = 49.5 (Mpa) • : momen xoắn trục chủ động = 382000 (Nmm) • : ứng suất tiếp xúc cho phép = 481,8 (MPa) • u: tỷ số truyền, i =3,2 • , : hệ số chiều rộng vành Chọn = 0,4 = 0,5.0,4( 3,2 +1 ) = 0,84 • hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.7[l](trang 98) với = 0,84; HB < 350 sơ đồ bố trí sơ đồ 6, được: = 1,03 Thay số = = 228,3 mm 4.Xác định thơng số ăn khớp 10 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 10 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH 4.1 Mô đun m = (0.01 0.02) 225 = 2,25 4,5 Tra bảng 6.8[l](trang 99), chọn m theo tiêu chuẩn, m = 2,5 (mm) 4.2 = Xác định số 42,8 Chọn = 43 = u =3.43 Chọn = 129 Tỷ số truyền thực tế : = == Sai lệch tỷ số truyền : ∆i = = 100% = 0,06% < 4% => thỏa mãn Nếu > 4% phải chọn lại Số tổng : = 129 + 43 = 172 4.3 Xác định lại khoảng cách trục 11 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 11 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Chọn aω = 215 (mm) 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh aw = hệ số dịch chỉnh = 4.5 Xác định góc ăn khớp = = = 0,94 Xác định ứng suất cho phép Ứng suất cho phép tính mục ứng suất cho phép sơ Sau xác định vật liệu, kích thuớc thơng số động học bánh răng, cần phải xác định xác ứng suất cho phép Trong đó: • ứng suất cho phép sơ tính mục • : hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc Từ liệu trang 91 92 chọn: => = 0,95 • Zv: hệ số xét đến ảnh huởng vận tốc vịng - Nếu • hệ số xét đến ảnh huởng kích thuớc bánh = • hệ số ảnh huởng độ nhám mặt luợn chân Chọn 12 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 12 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH =1 • Ys: hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất Ys = 1.08 — 0.0695 ln(m) với m mô đun = 2,5 (mm) Ys = 1.08 - 0.0695 ln(m) = 1,002 • KxF: hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh đến độ bền uốn KXF = Thay số 481,8.0,95.1.1=457,71 MPa Bánh chủ động: Bánh bị động: E, Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc • hệ số kể đến tính vật liệu bánh = 274 hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc 13 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 13 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH : hệ số trùng khớp = : hệ số trùng khớp ngang - Do đó: = [1,88 – 3,2 ()].cosβ = [1,88-3,2( + ) = 1,78 = = = 0,87 • : hệ số tải trọng - : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành (đã xác định mục 3) = 1,03 : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp = với thẳng : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra bảng 6.13[l](trang 106) với bánh trụ thẳng V = 1,8 (m/s), cấp xác truyền: CCX = Tra phụ lục 2.3[l](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng thẳng v = 1,97 (m/s) Nội suy tuyến tính = 1,07 Thay số được: =1,3 • : chiều rộng vành 14 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 14 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH • : đường kính vịng lăn (đã tính mục 5) =107,5 Thay số o Trường hợp = 457,71 MPa Do chênh lệch nhỏ nên giảm chiều rộng bánh răng: = =86.() = 67,5 Chọn 4.5 bw = 68 Kiểm nghiệm độ bền uốn • ứng suất uốn cho phép tính mục • hệ số tải trọng tính uốn - : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.7[l](trang 98) với = 0,8 sơ đồ bố trí sơ đồ 6, được: = 1,07 - : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp = với thẳng - : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra phụ lục 2.3[l](trang 250) với * CCX = * HB < 350 * Răng thẳng 15 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 15 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH * v =1,97 (m/s) Nội suy tuyến tính KFv =1,07 Thay số được: 1,07.1,07=1,1 •: hệ số kể đến trùng khóp = 0,588 = 1, hệ số kể đến độ nghiêng Do thẳng = • • : hệ số dạng Tra bảng 6.18[l](trang 109) với: - Được: Thay số Như điều kiện bền uốn đảm bảo e, Kiểm nghiệm tải K qt = với Tmax = 1,8 T σ H 1max = σ H K qt = 427 1,8 = 572,8 (MPa) 16 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 16 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH [ бH ] max = 2,8.σ ch = 2,8.450 = 1260 (MPa) (theo 6.13) бH1max < [бH]max - Theo 6.49: бF1max = бF1.Kqt = 83,25.1,8 = 149,85 (MPa) бF2max = бF2.Kqt = 81.1,8 = 145,8(MPa) бF1max < [бF1]max = 360 (MPa) (theo 6.14) бF2max < [бF2]max = 256 (MPa) Một số thông số khác cặp bánh :Theo bảng 6.11 Đường kính vịng lăn: Vận tốc vịng bánh Đường kính đỉnh răng: Đường kính đáy : 17 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 17 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Đường kính vịng chia : = = = 107,5 = = = 322,5 Tổng kết thông số truyền bánh Khoảng cách trục : aw = 215 (mm) Mô đun pháp : m = 2,5 Chiều rộng vành : bω = 68 (mm) Tỷ số truyền : im = Góc nghiêng : β=0 Số bánh : Z1 = 43 (mm) : Z2 = 129 (mm) Hệ số dịch chỉnh : x1 = : x2 = 18 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 18 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Đường kính vịng lăn : dw1 =107,5 (mm) : dw2 = 322,5 (mm) Đường kính vịng chia : = 107,5 : = 322,5 Đường kính đỉnh : da1 = 112,5 (mm) Đường kính đáy : df1 = 101,25 (mm) : : da2 = 327,5 (mm) df2 = 316,25 (mm) III, THIẾT KẾ TRỤC Chọn vật liệu Thép 45 có σ b = 850MPa, [σ ] = 67 MPa Xác định đường kính sơ 130 = 130 = 44,5 mm 110 = 110 = 54,7 mm Chọn đường kính sơ trục = 45 mm : = 55 mm 19 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 19 SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Xác định khoảng cách gối đỡ diểm đặt lực - Đường kính ổ lăn = 45 mm → = 25 mm = 55 mm → = 29 mm Ta có: = = = 78,5 mm = 0,5.( + b) + + = 0,5.(86 + 25) + 10 + = 70,5 mm Khoảng cách gối đỡ = => = 2.70,5 = 141 mm Xác định đường kính chiều dài đoạn trục 20 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT VINH 20 ... SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH Số vòng quay ( v/ph ) 700 350 109,3 109 T (N.mm) 192364 382000 1182798 1138990 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Chọn loại đai - Căn theo... : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH số chu kỳ thay đổi ứng suất - c: số lần ăn khớp vòng quay, c = * n: vận tốc vòng bánh * : tổng số làm việc = * Bánh chủ động == 27,53.107 ≥ N HO Bánh bị động... VIÊN THỰC HIỆN : PHAN ĐỨC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MẠNH • : đường kính vịng lăn (đã tính mục 5) =107,5 Thay số o Trường hợp = 457,71 MPa Do chênh lệch nhỏ nên giảm chi? ??u rộng bánh răng: = =86.() = 67,5