bản thuyết minh đồ án chi tiết máy KÈM FILE CAD BẢN VẼ

Bán thuyết minh đồ án bài tập lớn chi tiết máy: đề thiết kế bộ giảm tốc đồng trục để vận chuyển hàng hóa lên cao, dễ hiểu dễ làm phù hợp với sinh viên học sinh. Kèm file cad phiên bản đầy đủ và file hướng dẫn vẽ bánh răng dễ hiểu. Nhanh tay .

Trang 1

1SVTH : Bùi Thanh Hoàng Lớp: 19C4CLC1

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong

chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, đặc biệt là đối với kỹ sư nghành chế tạo máy

Đồ án môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ

thống hóa lại các kiến thức của các môn học như : Cơ sở thiết kế máy, Sức bền vật liệu, Kỹ thuật đo, Nguyên lý máy, Vẽ kỹ thuật, Đồng thời giúp sinh viên

làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ

án các môn học khác sau này

Nhiệm vụ được giao là thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng

phân đôi cấp chậm Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua bộ truyền đai dẹt

Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp còn có

nhiều vấn đề chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu

và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh

được những sai sót Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các

thầy trong bộ môn để em cũng cố và hiểu sâu hơn, nắm vững hơn về những

kiến thức đã học hỏi được

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là cô

Vũ Thị Hạnh đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành nhiệm vụ được giao

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

Ntg : Công suất trên trục

Nct : Công suất chính của động cơ

η : Hiệu suất của bộ truyền: η = ηđ*ηbr*ηbr*ηol*ηol*ηol*ηol*ηk

Tra bảng ta được

Hiệu suất khớp nối: ηkn = 1

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ηol = 0,99

Hiệu suất bộ truyền bánh răng ηbr = 0,96

Hiệu suất bộ truyền đai dẹt: ηđ = 0,95

=> η = (0.95*0.962*0.994*1)=0.832

=> Công suất cần thiết trên trục động cơ là:

Nct = 𝑁

𝜂 = 5.40,832 = 6.42 kw

2 Chọn công suất động cơ điện

Tra bảng 2P1 ta chọn động cơ điện

Dựa vào điều kiện mở máy ta chọn được động cơ :

A02-51-4 Có:

· Công suất động cơ là 7.5kw

· Số vòng quay động cơ : nđc =1460 v/ph

Trang 4

· Hiệu suất = 88.5%

3 Tỷ số truyền chung

ich =𝑛đ𝑐

𝑛𝑙𝑣 = 146065.391 = 22,327

ich : Tỉ số truyền chung của hệ

Dựa vào bảng 2.2 ta tra được

Trang 5

Trang 6

CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN

I Thiết kế bộ truyền đai dẹt :

1 Chọn loại đai

Vì loại động cơ điện có công suất nhỏ nên chọn loại Đai vải cao su:có sức bền

và tính đàn hồi cao,ít ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm

2 Định đường kính bánh đai

Đường kính bánh đai nhỏ

D1 = (1000÷1300).√𝑁1

𝑛 1 3 = 175÷261 mm Chọn D1 tiêu chuẩn d1=175 mm

Trang 7

Dựa vao công thức (5-9) trang 85 tl TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp ta có công

thức sau:

Lmin= 𝑣

𝑢 𝑚𝑎𝑥 = 13.76

3 = 4.5867 mm = 4600 m

Dựa vao công thức (5-2) trang 82 tl TL TKCTM Nguyễn Trọng Hiệp ta có công

thức tính Lmin như sau

A>=2*(D1+D2) = 2*(175 + 346.5) = 1043 Thỏa mãn điều kiện không cần tính lại A

4 Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh nhỏ

α1 =1800- (𝐷2−𝐷1)

𝐴 570 = 1750 > 1500 thỏa mãn

5 Xác định tiết diện đai :

Chiều dài đai δ được chọn theo tỷ số : để hạn chế ứng suất uốn và tăng ứng

suất có ích cho phép của đai, chiều dày đai được chọn theo tỷ số 𝛿

𝑑1 sao cho

Lấy ứng suất căng ban đầu σ0=1.8 Bảng 5-5 suy ra [σp]0 = 2.25 Vãi cao su

Dựa vào bảng 5-6 trang 89 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để chọn hệ số

ảnh hưởng của chế độ tải trọng

ct = 0.8

Trang 8

Dựa vào bảng 5-7 trang 90 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để chọn hệ số

ảnh hưởng của góc ôm

6 Xác đinh lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

Dựa vào công thức (5-16),(5-17) trang 91 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998

để tính lực căng So và lực tác dụng lên Trục

Lực căng :

So = σ0*δ*b = 1.8*4.375*60 = 472.5 N Lực tác dụng lên trục:

R= 3*So*sin(𝛼1

2) = 3*472.5*0.9990482216 = 1416.150854 N

Trang 9

CHƯƠNG III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC

I Tính toán bộ truyền cấp chậm

Chọn vật liệu :

Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện

Chọn thép tôi cải thiện có độ rắn bề mặt răng HB<350

II Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

1 Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Số chu kì tương đương của :

Bánh lớn :

N2 = 60unT = 60*65.391*26400*2 = 207157654.1 Bánh nhỏ :

N1 = i * N2 = 3.34 * 207157654.1 = 692156829.8

Trang 10

Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và

đường cong mỏi uốn nên

KN’=KN’’= 1

Dựa vào công thức 3-1 trang 38 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để chọn

tính ứng suất tiếp xúc cho phép

2 Ứng suất uốn cho phép:

tính ứng suất uốn cho phép :

Trang 11

6 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

𝑣 = 𝜋𝑑1 𝑛160.1000= 2𝜋𝐴𝑛1

8 Xác định modun số răng chiều rộng bánh răng và góc nghiêng của răng

Dựa vào công thức 3-22 trang 49 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 xác định modun pháp

Trang 12

Dựa vào bảng 3-18 trang 52 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 chọn hệ số

𝜎𝑢2 = 𝜎𝑢1∗𝑦1

𝑦2 = 131.2164478 ∗ 0.48

0.517 = 121.8257156

10 Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chiệu quá tải đột ngột

a) Ứng suất tiếp xúc cho phép , ứng suất uốn cho phép

Dựa vào công thức 3-43 trang 53 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để tính : Ứng suất tiếp xúc cho phép của:

Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc :

Dựa vào công thức 3-13 và 3-41 lần lượt tại trang 45 và 53 tl TK CTM Nguyễn

Trọng Hiệp 1998 để tính sức bền tiếp xúc

𝜎𝑡𝑥 = 1,05.106

𝐴𝑖 √(𝑖±1)3𝐾𝑁

𝑏𝑛 2 Trong đó :

1,05.106

𝐴𝑖 = 1698.689672

√(𝑖±1)3𝐾𝑁

𝑏𝑛 2 = 0.391991184 Suy ra : 𝜎𝑡𝑥 = 665.8713751 N/mm2

Trang 13

Suy ra : 𝜎𝑡𝑥𝑞𝑡 = 787.8696361 N/mm2

Kiểm nghiệm sức bền uốn :

Bánh nhỏ : 𝜎𝑢𝑞𝑡1 = 𝜎𝑢1∗ 𝐾𝑞𝑡 = 131.2164478*1.4 = 183.703027

Bánh lớn : 𝜎𝑢𝑞𝑡2 = 𝜎𝑢2∗ 𝐾𝑞𝑡 = 121.8257156*1.4 = 170.5560018

Định các thông số hình học của bộ truyền :

Pr1 = P1*tanα = 248274.6461*0.36397023 = 2120.494303 N

Tính toán bộ truyền bánh răng cấp nhanh

1 Tính toán bộ truyền cấp chậm

Chọn vật liệu :

Chọn vật liệu bánh răng và cách nhiệt luyện

Chọn thép tôi cải thiện có độ rắn bề mặt răng HB<350

Bánh răng nhỏ

Trang 14

Chọn thép 40XH thường hóa có độ rắn 220-250 HB cho bánh răng với đường kính phôi 300-500

2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

a.Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Số chu kì tương đương của :

Bánh lớn :

N2 = 60unT = 60*218.48*26400*2 = 69216829.8 Bánh nhỏ :

N1 = i * N2 = 3.34 * 69216829.8 = 2312640000

Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và

đường cong mỏi uốn nên

KN’=KN’’= 1

tính ứng suất tiếp xúc cho phép

Ta có :

[σ]Notx = 2.6 N/mm2

[σ]tx1 = 2.6 * 250 = 650 N/mm2

Trang 15

[σ]tx2 = 2.6 * 230 = 598 N/mm2

Để tính toán ta cần giá trị nhỏ hơn :

[σ]tx = 598 N/mm2 b.Ứng suất uốn cho phép:

tính ứng suất uốn cho phép :

Trang 16

7 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A hoặc chiều dài nón L

K =Kđ*Ktt = 1.2*1 = 1.2

Vì trị số K không chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không tính lại A

Chọn : A = 185 mm

8 Xác định modun số răng chiều rộng bánh răng và góc nghiêng của răng

Dựa vào công thức 3-22 trang 49 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 xác định modun pháp

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Dựa vào bảng 3-18 trang 52 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 chọn hệ số

𝜎𝑢2 = 𝜎𝑢1∗𝑦1

𝑦2 = 49.5326991 ∗ 0.48

0.517 = 45.98780574

Trang 17

10 Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chiệu quá tải đột ngột

b) Ứng suất tiếp xúc cho phép , ứng suất uốn cho phép

Dựa vào công thức 3-43 trang 53 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 để tính : Ứng suất tiếp xúc cho phép của:

Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc :

Dựa vào công thức 3-13 và 3-41 lần lượt tại trang 45 và 53 tl TK CTM Nguyễn

Trọng Hiệp 1998 để tính sức bền tiếp xúc

𝜎𝑡𝑥 = 1,05.106

𝐴𝑖 √(𝑖±1)3𝐾𝑁

𝑏𝑛2 Trong đó :

Trang 18

Pr1 = P1*tanα = 1832.709867 * 0.36397023 = 667.0518396 N

III BÔI TRƠN HỌP GIẢM TỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM DẦU

1 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu

Trang 19

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRỤC

Trang 20

a Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức a trục

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp : k2 = 10 mm

Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt mút của CT quay : k3 = 10 mm

Chiều cao của nắp và đầu bulon : hn = 15 mm

Chiều dài Moay ơ lắp với trục :

lm = (1.2÷1.5)*d = 1.5 * 25 = 37.5 Suy ra : Chon lm = 46

Trang 21

b Xác định khoảng cách của các trục :

Trục 1

lm12 = lm13 =(1,2÷1,5) d1 = 1,5 30 = 45 mm Chọn: lm12 = 45 mm ; lm13 = 46 mm

l12 = -lc12 = 0,5 (lm+ bo)+k3+ hn = 0.5 * (46+25)+10+15 = 60.5

l13 = 0,5 (lm13+ bo)+k1+ k2 = 0.5*(46+25)+10+10 = 55.5

l11 = 2*l13 = 2*55.5 = 111 Trục 2

lm22 = (1,2÷1,5) d2 = 1,5*45 = 67.5 mm

lm23 = lm23 = (1,2÷1,5) d2 = 1,5*45 = 67.5 mm Chọn lm23 = lm23 = 65 mm

l22 = 0,5 (lm22+ bo)+k1+ k2 = 0.5*(67.5+25)+10+10 = 66 mm

l23 = l11+ l32+k1+ bo = 111+78+10+25 = 224 mm

l21 = l23+ l32 = 224+78 = 301 mm Trục 3

lm32 = lm33 = (1,2÷1,5)*d3 = 1.5*60 = 90 mm Chọn lm32 = lm33 = 90 mm

l31 = 2*l32 = 2*78 = 155 mm

l32 = 0,5 (lm32+ bo)+k1+ k2 = 0.5*(90+25)+10+10 = 78 mm

lc33 = 0,5 (lm+ bo)+k3+ hn = 0.5*(46+25)+10+15 = 60.5 mm

l33 = l31+lc33 = 155+60.5 = 216 mm

Trang 22

3 Tính Toán Thiết Kế Các Trục

a Phân tích và tính các lực tác dụng lên trục 1

Trang 23

Ta có các lực sau :

Fd = 1416.150854 N

Pr12 = Fr1 = 667.0518396 N

P12 = Ft1 = 1832.709867 N Chiều dài các đoạn trong trục :

Trang 24

l11 = 111 mm

l12 = 60.5 mm

l13 = 55.5 mm Xét mặt zoy:

Trang 25

Trang 26

l21 = 301 mm

l22 = 66 mm

l23 = 224 mm Xét mặt zoy :

Trang 27

Trang 28

Chiều dài các đoạn trong trục :

l31 = 155 mm

l32 = 78 mm

l33 = 216 mm Xét mặt zoy :

d = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 [𝜎]) Trong đó [σ] là ứng suất cho phép cuả thép chế tạo trục

Trang 29

Tra bảng 7-2 để chọn [σ] = 70

⇒dmm = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 ∗ [𝜎]) = √104522.8395/(0,1 ∗ 70)3 = 24.62470595 mm

Lấy theo tiêu chuẩn dmm = 30 mm

Tại tiết diện ổ :

Mu = √𝑀𝑢𝑦2+ 𝑀𝑢𝑥2 = √29303.303142+ 80510.163712

= 85677.12667 Nmm

Mtd = √𝑀𝑢+ 0,75 ∗ 𝑇𝑗2

= √85677.12667 + 0,75 ∗ 78100.684932 = 109157.4907 Nmm

⇒dnn = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 ∗ [𝜎]) = √109157.4907/(0,1 ∗ 70)3 = 24.98341687 mm

Lấy theo tiêu chuẩn dnn = 28 mm

Trang 30

⇒dBB = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 ∗ [𝜎]) = √439104.2057 /(0,1 ∗ 60)3 = 41.82848312 mm

Lấy theo tiêu chuẩn dBB = 40 mm

Tại tiết diện ổ :

Mu = √𝑀𝑢𝑦2+ 𝑀𝑢𝑥2 = √(−1705.30783)2+ 174071.65792 = 194079.15 Nmm

Mtd = √𝑀𝑢+ 0,75 ∗ 𝑇𝑗2

= √ 194079.15 + 0,75 ∗ 248274.64612 = 289649.6874 Nmm

⇒dAA = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 ∗ [𝜎]) = √289649.6874/(0,1 ∗ 60)3 = 36.41167055 mm

Lấy theo tiêu chuẩn dAA = 50 mm

Trục 3

Tại tiết diện bánh răng :

Mu = √𝑀𝑢𝑦2+ 𝑀𝑢𝑥2

= √25265.032062+ 153702.04952 = 155764.7003 Nmm

Mtd = √𝑀𝑢+ 0,75 ∗ 𝑇𝑗2 = √155764.7003 + 0,75 ∗ 788644.57482 = 700523.2622 Nmm

Trang 31

⇒dCC = √𝑀3 𝑡𝑑/(0,1 ∗ [𝜎]) = √700523.2622 /(0,1 ∗ 60)3 = 48.87541264 mm

Lấy theo tiêu chuẩn d3B = 50 mm

e Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Dựa vào công thức hệ số an toàn (7-5) trang 120 tl TK CTM Nguyễn Trọng

Tỉ số 𝑘𝜎

𝜀 𝜎 = 2.6 Dựa vào bảng (7-5) trang 124 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998

β là hệ số tăng bền lên mặt trục Chọn 𝛽 = 1.6

σa Biên độ ứng suất pháp sinh ra trong tiết diện trục

(Ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng)

σa = σmax = -σmin = Mu/W

𝜎𝑚 = 0

Trang 32

σm trị số trung bình của ứng suất pháp

nꚍ : Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

𝑘𝜏

𝜀 𝜏 = 1 + 0.6 ∗ (𝑘𝜎

𝜀 𝜎− 1) = 1 + 0.6 ∗ (2.6 − 1) = 1.96

ꚍa Biên độ ứng suất tiếp sinh ra trong tiết diện của trục

(Máy làm việc 1 chiều, nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động)

τa = τm = τmax = Mx/(2*Wo)

𝜏𝑚 = 0

τm trị số trung bình của ứng suất tiếp

Ѱσ và Ѱτ là trị số ảnh hưởng của suất trung bình đến sức bền mỏi

Dựa vào trang 122 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998

16 = 4316.211844 N/mm2

Trang 33

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp : nσ = 3.720195299

Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp : nꚍ = 6.767107567

Hệ số an toàn : n = 3.260042886

Thỏa mãn điều kiện an toàn [n]=(1.5-2.5)

Trang 34

Tiết diện ổ bi với đường kính d = 30

Kích thước tiết diện then : b = 8

Chiều sâu rãnh then : t1 = 3.1

Hệ số an toàn : n = 4.235088362

Trang 35

Hệ số an toàn : n = 5.92809561

Trang 36

Tiết diện đặt ổ bi với đường kính d = 40

Kích thước tiết diện then : b = 12

Chiều sâu rãnh then : t1 = 4.5

Trang 37

Trang 38

Trị số xoắn : 2.38

Tính hệ số an toàn :

Hệ số an toàn : n = 2.973234909

f Kiểm nghiệm trục khi quá tải đột ngột:

Trang 39

Thỏa mãn điều kiện quá tải

CHƯƠNG V TÍNH MỐI GHÉP THEN

Chọn thép 45 và loại then bằng , Dựa vào bảng 7.20 và 7.21 trang

142 TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp

1998 Ứng suất dập cho phép :

Trang 40

Trang 41

Trang 42

Được tính bằng công thức :

Trang 43

thỏa mãn điều kiện đảm bảo theo yêu cầu

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ GỐI ĐỠ

I Chọn loại Ổ Lăn

Chọn ổ bi đỡ

II Chọn kích thước ổ lăn theo khả năng tải động:

Trục 1 :

Trang 44

Chọn kích thước ổ lăn:

Ta có: Góc nghiêng β = 16

Radian = 0.27925268 TAN = 0.286745386 Dựa vào bảng 14P trang 337 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 :

Kv = 1 vòng Dựa vào bảng 8.2 trang 161 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 :

m = 1.5 mm Lực dọc :

A = 0 N Dựa vào bảng 8.4 trang 161 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 :

KN = 1 °C Dựa vào bảng 8.3 trang 161 tl TK CTM Nguyễn Trọng Hiệp 1998 :

Kt = 1 N Tải trọng hướng tâm

Định dạng
Số trang	61
Dung lượng	1,13 MB
File đính kèm	Downloads.rar (1 MB)