bài tập lớn chi tiết máy pptx

I Thiết Kế Máy1.1 Xác định công suất động cơ, - Công suất tính toán V: vận tốc của băng tảim/s - Công suất cần thiết Pct=β Pt η Trong đó: Pct công suất cần thiếtkw β hệ số phân bố tải

I Thiết Kế Máy

1.1 Xác định công suất động cơ,

- Công suất tính toán

V: vận tốc của băng tải(m/s)

- Công suất cần thiết

Pct=β

Pt

η

Trong đó: Pct công suất cần thiết(kw)

β hệ số phân bố tải trọng không đều

trong đó: ηđ hiệu suất bộ truyền đai

ηbrc hiệu suất bộ truyền bánh răng côn

ηbrt hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

ηol hiệu suất cặp ổ lăn

 ηđ=0,96; ηbrc=0,96;ηol=0,994; ηk=1

 η=0,96.0,96.0,9942.1=0,91

 Pct=0,88

2,52 0,91 =2,44(Kw)

1.2 Xác định sơ bộ vòng quay của động cơ

0,24

πD 160 =30 v/pCHỌN nlv =44v/p

Kiểu động cơ: 4A132S8Y3

Công suất : Pđc=4(Kw)

A TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

1,1 Chọn vật liệu

Đảm bảo các tinh năng yêu cầu của chi tiết máy: bền, dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ

ẩm và sự thay đổi nhiệt độ, sử dụng rộng rãi

Ta chọn: vải cao su

Pdc=2,79(Kw)

nđc=710 (v/p)

 theo tiêu chuẩn ta lấy =>d1=200mm

Z =

Pctkđ

[ P0] CαClCuCZ

Trong đó: Pct Công suất cần thiết (Kw)

[P0] Công suất cần thiết(Kw)

 Z=0,97

 Chọn số dây đai cho bộ truyền ngoài là Z=1

- Xác định chiều dày – chiều rộng của đaiЪ

- Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục

- lực căng ban đầu

BẢNG THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN NGOÀI ( ĐAI DẸT)

stt Thông số Ký hiệu Số liệu

5 Chiều dài đai

Trong đó:

- ZR : Hế số xét đến độ nhám mặt răng làm việc,

- ZV : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng,

- KxH : Hế số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng,

- YR : Hế số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng,

- YS : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất,

- KxF : Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn,

Ứng suất uốn cho phép với số chu kỳ cơ sở,

Dựa vào bảng 6,2 C50 ,C45 với vật liệu ta có

σH lim2

0

= 2.190+70 = 450Mpa

σF lim 2

0 = 1,8.190 = 342 Mpa

- SH,SF hệ số an toàn của ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn,

- Ti : mômen xoắn ở chế độ i đang xét,

- Tmax : là mômen xoắn cực đại (Tmax = T1),

- ni : số vòng quay ở chế độ i đang xét,

- ti tổng thời gian phục vụ chế độ i đang xét

- c : số lần ăn khớp trong một vòng quay

 Trong bộ truyền bánh răng côn :

 Trong bộ truyền bánh răng côn :

 NHE1 > NHO1 => lấy KHL1 = 1,

 NHE2 > NHO2 => lấy KHL2 = 1,

 NFE1 > NFO1 => lấy KFL1 = 1,

 NFE2 > NFO2 => lấy KFL2 = 1,

 Bộ truyền bánh răng côn :

 Ứng suất tiếp xúc cho phép là : [σH] = [σH2] = 409,1 (MPa)

 Ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải :

- KR=0,5Kd hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng

Có bánh răng côn thẳng làm từ thép => Kd=100 Mpa1/3

 KR= 50 Mpa1/3

- KHβ hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng côn

Dựa bảng 6,21 trục lắp trên ổ đũa => KHβ = 1,18 (dựa vào

Kbe u

2−Kbe )

- Kbe hệ số chiều rộng vành răng => Kbe = 0,25 (vì u=5>3)

Vậy

Re= 50 √ 4,032

+1.3√143000.1,18(1−0,25)0,25.4,03[178]2 =230,72 mmChon Re=210 mm

Bảng 6.8 Chọn mte= 3,5 mm

mtm= mte(1- 0,5.Kbe)

- Chiều dài côn ngoài

Re=0,5 mte √Z12+Z22 =0,5.3,5 √ 332+1332 =239 mm

3.3 kiểm nghiệm độ bền của bánh răng côn

3.3.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của bánh răng côn

KHV: Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp,

KHV = 1 + vH,b,dm1/(2,T1,KHβ,KHα)

Trong đó :

Vận tốc vòng:

v = π.dm1.n1/60.1000 = 3,14.100,98.178/60.1000 = 0,94< 1,5 (m/s),Tra bảng (6,13) chọn cấp chính xác 9,

Tra bảng (6,15) : δH = 0,006 (răng thẳng không vát đầu răng),

Tra bảng (6,16) với cấp chình xác là 9 ta được : g0 = 82,

Theo công thức (6,64) ta được:

 

 như vậy : điều kiện bền uốn được đảm bảo,

3.3.3 kiểm nghiệm quá tải

Theo (6,48) với hệ sô quá tải : Kqt = 1,85

σHmax = σH √K qt = 400,5. √1,85 =445,5 (MPa) < [σ

H]max

Theo (6,49) : σF1max = σF1.Kqt = 67,7.1,85 = 125,2 (Mpa) < [σF1]

σF2max = σF2.Kqt = 70,6.1,85 = 130,61 (MPa) < [σF2]

 thỏa mãn điều kiện về quá tải

3.4 Các thông số và kích thước bánh răng côn

Chiều dài côn ngoài Re = 239 (mm)

Modul vòng ngoài mte = 3,5 (mm)

Chiều rộng vành rang b = 59,75 (mm)

Góc nghiêng của răng β = 00

Số răng bánh rang Z1 = 33 (răng) Z2 = 133 (răng)

Hệ số dịch chỉnh chiều cao X1 = 0,39 X2 = -0,39

Đường kính chia ngoài de1 = 110,6 (mm) de2 = 445,6 (mm)

Đường kính đỉnh răng ngoài dae1 = 119,1 (mm) dae2 = 447,5 (mm)

Tk : Mô men xoắn trên trục thứ k (Nmm)

[τ] :Ứng suất xoắn cho phép (MPa)Tra bảng 10.2 tttk hdđck => dk

2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.

Theo bảng 10.2 dựa theo đường kính trục sơ bộ để chọn chiều rộng ổ lăn :

d (mm) 35 55

bo (mm) 23 29

Chọn : bảng 10.3 tttk hdđck

 Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp : k1= 10mm

 Khoảng cách mặt cạnh của ổ đến thành trong của hộp : k2 = 5 mm

 Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết đến nắp ổ : k3 = 15 mm

 Chiều cao nắp ổ và đầu bulông : hn =18 mm

 Chiều dày may ơ bánh đai : lm12 = B = 90 mm

 Chiều dày may ơ bánh côn nhỏ : lm13 =( 1,2 …1.4 )d4 = 50 mm

 Chiều dày may ơ bánh côn lớn : lm22 = ( 1,2 …1.4 )d2 = 70 mm

Vậy ta chọn kết cấu trục 1 như sau :

d12=d13=30 mm

Mx

MyMz

M tđ 20=M tđ 21=0 ⇒ chọn đường kính tiết diện tuỳ ý

 Tại tiết diện ở bánh răng côn lớn (23) :

Để đảm bảo điều kiện an toàn => hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm

[S] hệ số an toàn, thông thường [S] = 1,5…2,5

σ−1,τ−1 giới hạn mỏi uốn, xoắn với chu kỳ đối xứng

Wj và W0j : mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện j của trục

Theo bảng 10.6 với trục có 1 rãnh then:

 Thông số của then trên trục

theo k6 ,lắp bánh răng ,bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kích thước then theo bảng 9.1(thông số của then bằng)

và W, W0 (mômen cản uốn và mômen cản xoắn) bảng 10.6

Xác định thông số dưới bảng sau: ( M j=√M xj2+M

T (Nmm)

 Với các trục được gia công tiện, tại các tiết diện nguy hiểm cần đạt

Ra = 2,5…0,63 μm Tra bảng 10.8 ta được hệ số tập trung ứng suất do m Tra bảng 10.8 ta được hệ số tập trung ứng suất do trạng

ε σ ; ε τ với đường kính tiết diện nguy hiểm đang xét, từ đó ta tính ra tỉ số

k σ/ε σ và k τ/ε τ tại rãnh then của tiết diện đó.

 Theo bảng 10.11 với σb = 850 (MPa) và dj ta được trị số của k σ/ε σ và k τ/ε τ

đối với bề mặt trục lắp có độ dôi (lắp căng) Từ đó lấy trị số lớn nhất trong các tỉ số: kσ /εσ để tính k σd và k τ / ε τ để tính k τd

Tiết

diện

d(mm)

kσ /εσ k τ /ε τ k σd k τd S σ S τ S

Rãn

h then

Lắp căng

Rãn

h then

Lắp căng

- 2,6

-13 30 2,57 2,63 2,85 1,98 2,7

3

2,95

106,5

⇒ Theo kết cấu trong bảng cho thấy các tiết diện đảm bảo an toàn về mỏi

b.Tính kiểm nghiệm độ bền của then.

Với các mối ghép dung then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập và độ bền cắt

Với lt = (0,8…0,9)lm ; lm: chiều dài mayơ

lt ; b ; h ; t : kích thước then (tra b9.1)

[σ d] : Ứng suất dập cho phép, theo bảng 9.5 với tải trọng va đập

nhẹ ta có: [σ d]=100 (MPa)

[τjc]: Ứng suất cắt cho phép; [τjc]=20…30 (MPa)

 Kết quả tính kiểm nghiệm đối với các tiết diện của 3 trục có lắp then như

sau:

2) Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ.

Khả năng tải trọng động được tính theo công thức:

Cd = Q m√L

Trong đó:

m : là bậc đường cong m = 10/3 với ổ đũa

L : Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

Q : Tải trọng quy ước (KN)

Gọi Lh là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ ta có:

Fa, Fr : tải trọng dọc trục và hướng tâm tại các ổ kN

V : hệ số kể đến vòng quay ở đây vòng trong quay nên V = 1

Kt : hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ Chọn kt = 1 (t < 1200)

Kđ : hệ số tải trọng động.Ở bảng 11.3 với đặc tính làm việc va đập nhẹ nên chọn Kđ = 1,2.

X : hệ số tải trọng hướng tâm

Như vậy chỉ cần tính cho ổ 2 là ổ chịu tải lớn hơn: ⇒Q=4401 ,6 ( N )

⇒C d=Q m√L=4401 ,6

10 3

√117 ,5=18391 ,7 N <C =48100N

⇒ Thoả mãn khả năng tải động

3) Kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh

⇒ Thoả mãn khả năng tải tĩnh.

II Tính ổ lăn cho trục II.

√29 , 4=13839 , 2<C=53 ,9 kN

⇒ Thoả mãn khả năng tải động

4) Kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh.

Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu

để đúc hộp giảm tốc là gang xám có kí hiệu là GX15-32

Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục

2 Kết cấu bánh răng

Chọn phương pháp rèn hoặc dập để chế tạo phôi bánh răng, vật liệu là thép C45,C50

3 Kết cấu nắp ổ

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32

BẢNG GHI KÍCH THƯỚC CÁC PHẦN TỬ CẤU TẠO NÊN HỘP GIẢM

TỐC

Chọn S4 = 14mm

14

thân: -Bề rộng bích nắp

hộp và thân, K3

K3 =K2 – (3 5) = 57– 4 = 53(mm)Với K2 = E2 + R2 + (3 5)

E2 = 1,6 d2 = 1,6.15 = 24 mm lấy E2 =24mm

R2 = 1,3 d2 = 1,3 15 = 19,5 lấy R2 = 19mm

=> K2 = 24 + 19 + 5 = 48mm

50

24

1948Mặt

L =0,5.(daBR1+daBR3)+aw+2+ mm (chiều dài của hộp)

B = l21 +  (chiều rộng của hộp)

6

100

150 87

15 9

30

15

45

36

32

3632

c Nút tháo dầu

Sau 1 thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do đó phải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ được bít kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 18-7[2] ta chọn nút tháo dầu

có kích thước như hình vẽ

d Kiểm tra mức dầu

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chứa đường tâm các trục

Lỗ trụ lắp ở trên nắp và thân hộp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ

3 Bôi trơn cho hộp giảm tốc

a Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu.Với vận tốc vòng của bánh răng côn v = 1,19 m/s,

tra bảng 18-11[2] ta được độ nhớt của dầu để bôi trơn

11 2Theo bảng 18-13 ta chọn được loại dầu bôi trơn là AK-15 có độ nhớt là 20Centistoc

b Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì bằng mỡ

Bảng thống kê giành cho bôi trơn

Tên dầu hoặcmỡ

Thiết bị cầnbôi trơn

Lượng dầuhoặc mỡ

Thời gianthay dầu hoặcmỡDầu ô tô máy

kéo AK- 15

Bộ truyềntrong hộp 0,6 lít/Kw 5 tháng

Ghi chú

1 Bánh răng côn và trục I

30

H 7 js6

+ 21+ 6,5

- 6,5

2 Bánh răng côn và trục

H 7 js6

răng côn vàbánh răng trụ có đường kính trục bằng nhau

+8-8

3 Vòng trong ổ lăn với

5 Then và trục I

8

E 9 h8

+76+40

b x h =

8 x 7-22

7 Vỏ hộp với ống lót trục

H 7 k6

+30+21+2

8 Vòng trong ổ lăn với

H 7

k 6

+25 +18

0

Then và trục II φ14 N 9

giống nhau-43