Giáo trình đồ án chi tiết máy phần 1

NGUYEN TIEN DUNG GIAO TRINH Fa: NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT NGUYEN TIEN DUNG GIAO TRINH pO AN CHI TIET MAY TẬP I CO NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUAT LOLNOI DAU Sau B6 Gido duc va Dao tao thay đổi chương trình đào tạo khung, mơn Đồ án Ngun, lý máy khơng cịn tồn tai chương trình đào tạo kỹ sư ngành khí (trừ số Trường nước cịn trì mơn Đồ án Ngun lý máy), Đồ án Chí tiết máy (ĐA CTM) trở thành đồ án sinh viên ngành khí sinh viên số ngành có liên quan đến khí Hiện mơn học bắt đầu học theo tín chỉ, sinh viên học mơn làm đỗ án địi hỏi phải có tính tự lập cao, ĐA CTM ĐA sinh viên bỡ ngỡ gặp nhiều khó khăn q trình hồn thành bảo vệ Từ trước đến Việt Nam có nhiều tài liệu lưu hành để phục vu cho việc làm ĐA CTM tài liệu biên soạn không xuất phát từ nhiều nguồn khác mà chủ yếu xuất phát từ nguồn nhát Liên Xô cũ phương pháp tính tốn vả thiết kế thiếu tính đa dạng Các tài liệu môn ĐA CTM dùng Việt Nam trình bay theo kiểu tài liệu Liên Xô cũ với phương pháp diễn giải “text” chủ yếu, vị trình làm đồ án CTM, sinh viên gặp khơng khó khăn phải đọc tài số liệu nhiều, đôi tài liệu có nội dung chưa thật hồn chỉnh sinh viên lại khơng có nhiều nguồn tài liệu từ nhiều nước khác đẻ tra cứu tham khảo Để giúp đỡ sinh viên làm Đồ án Chỉ tiết máy thuận tiện dễ dàng, tác giả cố gắng biên soạn cho tài liệu với nhan đề: GIÁO TRINH DO AN CHI TIET MAY Đây tài liệu biên soạn, có tham khảo tài liệu nước công, nghiệp phát triển va Việt Nam, nội dung tương đối sát với đầu dé ĐA CTM số gần 30 đầu đề tiêu biểu đặc trưng môn học ĐA CTM Mặc dù trải qua học tập, thực tập, nghiên cứu giảng dạy môn học Nguyên Lý Máy, Đồ án Nguyên Lý Máy, Chỉ tiết máy Đồ án Chỉ tiết máy số Trường Đại học nước biên soạn tài liệu chắn nhiều khiếm khuyết Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc để lần tái sau tốt Khi dùng tài liệu để thiết kế máy, thiết kế tiết máy làm Đồ án Chi tiết máy, bạn đọc có vướng mắc việc sử dụng Lưu đồ thuật giải (LĐTG), sử dụng bảng biểu, đồ thi khơng rõ vấn đề có liên quan đến nội dung tài liệu, tác giả sẵn sàng hướng dẫn, giúp đỡ giải đáp Địa liên hệ với tác giả: Bộ môn.Gơ sở thiếtkế máy & Robot - Khoa Cơ Khí Trường DHBK Hà Nội Trong trường hợp đặc bi: bạn đọc có nhu cầu iúp đỡ, giải đáp, hướng dẫn cách dùng tài liệu muôn giúp đỡ làm ĐA yêu cầu pdt vấn đề gì, bạn đọc đến gặp trực tiếp tác giả liên hệ trực tiếp với tác giả thông qua điện thoại Nr: 04-38692190; ĐTCQ: 04-38680101; 04-38692032 số DĐ: 0904221039 qua email: tiendung_nguyen_hut/2yahoo.com.vn Tác giả Nguyễn Tiến Dũng MỤC LUC Lời nói đầu Mục lục Mởđầu Nội dung, cấu trúc đầu để ĐA CTM số điều cần lưu ý 2.2 2.3 Cấu trúc đầu để ĐA CTM Một số điều cần ý sử dụng tài liệu Trinh ty ede bude lim mét bai DACTM 2.1 3.1 3.2 Nội dung tài liệu _ Một số lưu ý chọn động điện cho đầu đề ĐA CTM Trình tự bước thực theo lưu đồ thuật giải 3.2.1 Các lưu đồ thuật giải làm Đồ án LĐTG.ĐA-I Trình tự bước làm ĐA CTM LĐTG.ĐA-2 Tính tốn chọn động điện LDTG.DA-3.1 Xác định tỷ số truyền HGT hai cấp (2 cặp BR Trụ-Trụ Cơn —Trụ) đề 7+18 LĐTG.ĐA-3 Tínhtốnxác địnhi;P;n;T vàn LĐTG.ĐA-3.I.1 Tính lạ; ¡¿; HGT hai cấp Cơn —Trụ LĐTG.ĐA-4 “Tính tốn thiết LĐTG.ĐA-3.2 Tính iạ; i„ HGT hai cấp BR-TV va TV-BR kế hệ dẫn động khí LDTG.DA-4.1 - Tính tốn thiết kế HGT cho đầu đề ĐA CTM LĐTG.ĐA-4.I.I Tính tốn thiết kế HGT hai cấp BR-TV va TV-BR LĐTG.ĐA-4.1.2_ LĐTG.ĐA-4.I.3 LĐTG.ĐA-4.1.4 LĐTG.ĐA-4.I.5 Tính tốn thiết kế HGT hai cấp BR Cơn -Trụ Tính tốn thiết kế HGT hai cấp phân đơi Tính tốn thiết it Tính tốn thiết kế HGT hai cấp đồng trục 3.2.2 Các ghỉ hướng dẫn LĐTG.ĐA 3.2.3 Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ 4.1 Tính tốn thiết kế truyền động khí Tỉnh tốn thiết kế truyền Đai * LĐTG.ĐD 4.1.2 4.1.3 Hướng dẫn ghi LĐTG.ĐD LĐTG.ĐT Các bảng số liệu, thị hình vẽ 4.1.1 Các LĐTG tính tốn thiết kế truyền Đai LĐTG.ĐT LDTG.DT-1 Tính tốn thiết kế truyền đai det Tính tốn thiết kế truyền đai thang Các thông số d;; L; Lạ; a [P,] b/truyền đại thang 4.2 Tính tốn thiết kếbộtruyềnxích _ 4.2.1 Các LĐTG tính tốn thiết kế truyền xích LĐTG.X Tính tốn thiết kế truyền xích LĐTG.X.I Chon loại xích, xác định số Z¡› tỷ số truyền LĐTG.X-3 Xác định thông số hình động học truyền xích LĐTG.X-2 LĐTG.X-4 Tính tốn xác định p v m B truyền xích Chọn vật liệu đĩa xích, xác định F Hướng dẫn phi LĐTG.X Các bảng số ligliệu, đồ thị hình vẽ Tính tốn thiết kế truyện Bánh -_ Các LĐTG tính tốn thiết kế truyền Bánh trụ LĐTG.BR LBTG.CVL.BR Tinh toán thiết kế truyền bánh trụ cấp ăn khớp Chon vat liệu BR, xác định [ơu]s; [ơi]: LĐTG.BRT-I Xác định Z4z; mụ; mạ; ; au; u truyền [0u ]ma¿ [GEt2]ma~ truyền BR trụ; BR côn Bánh trụ theo độ bên tiếp xúc LĐTG.BRT-2 Xác định hệ số dịch chỉnh xị; truyền BR trụ Kiểm nghiệm bên cho truyền bánh trụ Xác định thông số truyền BR trụ LDTG.BRT-3 LĐTG.BRT-4 Các LĐTG tính tốn thiết kế truyền Bánh côn LĐTG.BRC-I Thiết kế truyền BR côn có õ; = 90°: œ„ == 20° LĐTG.BRC-2 Xác định thơng số hình học truyền BRC Hướng dẫn ghỉ LĐTG.BR ._ Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ Tính tốn thiết kế truyền trục vít bánh vít (TV-BV) Các LĐTG tính tốn thiết kế truyền TV-BV LĐTG.TV Tính tốn thiết kế truyền TV-BV LDTG.TV-1 Tính tốn thiết kế truyền TV-BV theo TLVN Các ghi hướng dẫn LĐTG.TV Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ Tinh tốn thiết kế tiết, phận lại Đồ án Tính tốn chọn khớp nồi _ Các LĐTG tính tốn chọn khớp nối LĐTG.KN “Tính tốn chọn khớp nối LĐTG.KN-I Lựa chọn khớp nồi theo tải liệu VN LĐTG.KNB.KN-I _ Kiểm nghiệm bên cho số khớp nối trục LĐTG.KNB.KN-2 _ Kiểm nghiệm bn cho số ly hợp I2 Hướng dẫn ghỉ LĐTG.KN Các bảng số liệu, đô thị hình vẽ Tính tốn thiết kế trục Các LĐTG tính tốn thiết kế trục LĐTG.T-I LĐTG.KNB.T-2 Tính tốn thiết kế trục Kiểm nghiệm độ bền mỏi cho trục theo TLVN Hướng dẫn ghỉ LĐTG.T Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ Một số kiểu trục — _ Tính tốn, chọn kiêm nghiệm then/then hoa Các LĐTG tính tốn chọn then LDTG.TH-1 $.3.2 LĐTG.TH-2_ Tinh toán, chọn kiểm nghiệm then/then hoa Tính tốn, chọn kiểm nghiệm then hoa Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ 8i 82 84 86 88 91 92 99 100 102 129 129 129 130 135 136 146 146 146 147 148 150 151 152 169 169 169 173 175 179 202 207 207 207 208 209 5.4 5.4.1 Tính tốn va chon6 Fin cho trục đề ĐA CT Các LĐTG tính tốn chọnư lăn LĐTG.OL Tính tốn chọn ỗ lăn cho trục HGT LĐTG.OL-I LĐTG.OL-1.1 LDTG.OL-2 Tinh toan va chon lin theo TLVN Chọn loại/cỡ ổ lăn; xác định thông số C; Cạ Tinh todn va chon lin theo TLVN Hướng dẫn ghỉ LĐTG.OL Các bảng số liệu hình vẽ cách bố trí ỗ lăn gối trục Tính tốn chọn vịng lót kín (VLK) Các LĐTG tính tốn va chonVLK LĐTG.VLK-NNI Tĩnh tốn lựa chọn VLK tĩnh động LĐTG.VLK-NN2 Xác định kích thước VLK tĩnh Các bảng số liệu, đồ thị hình vẽ Tính tốn thiết kế chọn tiết cịn lại Tính tốn thiết kế vỏ hộp 1- Khái quát chung 2- Các bang số liệu, đồ thị hình vẽ Thị kế/chọn nút tháo dầu; nắp chốt định vị; đệm Bôi trơn, dung sai Bôi trơn „ chí tiết cịn lại khác HGT (que thăm dầu; cửa thăm; nắp đầu trục; loại bu lông; ốc; vít; vênh; ) lắp ghép Dung sai lắp ghép Các bảng số 1- Các bảng số liệu 2- Các hình vẽ miền dung sai Phụ lục Các bảng phụ lục trục (PLT) Các bảng phụ lục động điện (PLĐC) Các bảng, phụ lục ô lăn (PLOL) Một số dạng đầu đề đồ án Chỉ tiết máy Tài liệu tham khảo 214 214 214 215 218 219 221 223 235 235 235 236 237 249 249 249 250 260 260 260 261 263 263 273 276 276 302 311 323 343 Mởđầu Đồ án Chỉ tiết máy môn học bắt buộc phải thực đối ,với sinh viên ngành khí nói chung (cơ khí chế tạo may, khí động lực số ngành có liên quan đến khí dệt may, đóng, gói, nhiệt lạnh, tàu thuỷ, hàng khơng V.V ) Và CÁC ngành cơng nghệ có liên quan đến khí nói riêng tất Trường đại học Cao đẳng kỹ thuật Trong chương trình đào tạo, ĐA CTM ĐA nên sinh viên bỡ ngỡ gặp nhiều khỏ khăn cần phải có tải liệu hướng dẫn tương đối tỷ mì để sinh viên tham khảo học tập cách làm Từ trước đến nay, làm ĐA Chỉ tiết máy nêutrong q trình tính tốn gặp "sự cố” như: tính tốn kiểm nghiệm bền cho tiết không thoả mãn, chọn vật liệu không chưa phù hợp, tiết tính tốn thiết kế lựa chọn không phù hợp với điều kiện làm việc thực tế v v sinh viên phải quay lại để thực lại cơng việc tính tốn thỏa "mãn vất va, vi phải bắt đầu quay lại đâu, đitiếp theo đường nào, bước phải làm gì, sinh viên phải nhiều thời gian suy nghĩ, đọc lại tài liệu để hồn thành cơng việc Để giải khó khăn trên, tài liệu biên soạn theo cách mô tả tất bước cần phải làm trình làm ĐA; tất chỗ xảy “sự cố”, kèm theo cách giải "sự cố” không mô tả lời mà mô tả qua “sơ đồ đường” ` gọi “Lưu đồ thuật giải” (LĐTG) Các LĐTG có đầy đủ dẫn cách làm; thứ tự bước phải thực có kèm theo bảng biểu, đồ thị cân tra cứu Các phương án trình tự bước giải “sự cố” mô tả sẵn cách rõ ràng, ranh mạch người đọc dé hiéu va rat dé sir dung Khi sử dụng LĐTG để làm ĐA, từ đầu sinh viên có nhìn tổng quan “con đường đi” bước phải làm suốt q trình tính tốn thiết kế Đặc biệt tính tốn gặp phải " có”, người thiết kế không cần phải suy nghĩ đắn đo lâu mà đưa định để khảng định “có” hay “khơng” (đúng hay sai — tương với lệnh phép toán logic lựa chọn), để có "đường di” tiép sau Với ¡ này, người sử dụng cho dù không thật hiểu sâu nội dung môn học Chỉ tiết máy có thê hồn thành cơng việc tính tốn thiết kế robot tác nghiệp đôi với người học phần lý thuyết mơn học Chỉ tiết máy công việc làm ĐA bảo vệ ĐA gap nhiều khó khăn khơng nói dễ dàng CTM chắn không Tài liệu biên soạn cho đầu đề đặc trưng tương, đối tiêu biểu môn học ĐA CTM Các ĐA làm mẫu tài liệu (trong Tập 2) gồm số đề 29 đầu đề tương, đối điển hình mơn học (11 đề có truyền ngồi truyền xích, đề có truyền ngồi truyền đai thang đề với truyền truyền đai dẹt) Với tài liệu sinh viên ngành khí nói chung ngành cơng nghệ có liên quan đến khí nói riêng tất Trường ĐH CÐ kỹ thuật nước có thẻ làm tập Chỉ tiết máy ĐA Chỉ tiết máy với tắt loại đâu đề trường Dùng tài liệu người thiết kế dễ dàng lập trình để tự động hóa cơng việc tinh tốn thiết kế máy tiết máy | Các LĐTG tài liệu tính tốn thiết có hai loại: loại thiết lập dựa phương pháp kế theo tài liệu Việt Nam, loại thiết lập dựa phương, pháp tính tốn thiết kế theo tài liệu số nước công nghiệp phát triển (xem [9]) sử dụng, người thiết kế tự lựa chọn tính tốn thiết kế theo LĐTG viết theo TLVN theo LĐTG viết theo tài liệu số nước công nghiệp phát triển Nội dung, cấu trúc đầu đề ĐA CTM số điều cần lưu ý 2.1 Nội dung tài liệu Với tài liệu người thiết dễ dàng tính tốn thiết kế hay chọn tiết, phận tiết hay cụm tiết truyền khí làm trọn vẹn ĐA CTM Nội dung tài liệu bao gồm LĐTG với hướng dẫn phụ lục kèm theo, phục vụ cho trình làm ĐA CTM Các LĐTG mơ tả trình tự bước làm ĐA có LĐTG tính tốn thiết kế truyền khí (đai; xích; bánh trụ; bánh Tăng cơn; trục vít/bánh vit) LĐTG tính tốn thiết kế chọn phận tiết như: khớp nối; trục; lăn; then; vịng lót kin; Tài liệu gồm tập: Giáo trình Đỗ án Chỉ tiế máy - Tập Giáo trình Đồ án Chỉ tiết máy - Tap Giáo trình Đỗ án Chỉ tiết máy - Tập trình bẩy trình tự tắt bước làm ĐA CTM theo tài liệu dùng Việt Nam lưu dé hóa thành LĐTG Các LĐTG thiết lập dựa theo cách làm số nước CNPT nội dung có cập nhật, thay đổi, sửa sai, hoàn chỉnh bổ sung số kiến thức khiếm khuyết tài liệu sử dụng Việt Nam sở kiến thức từ tài liệu nước tiên tiến giới Những điểm sửa chữa bổ sung là: © + Tat ca cae ty số truyền ¡ truyền bánh truyền trục vít bánh vít gía trị dãy số ưu việt, chúng tiêu chuẩn hóa Hoàn chỉnh bổ sung thêm số vật liệu Trong TLVN có hai gid trị bền tĩnh lấy từ thực nghiệm ơy; ơ¿y nước CNPT tất giới hạn tĩnh mỏi kéo/nén, uốn, xoắn tương ứng với giá trị r (r = -*1) cụ thể với giá trị hệ số tập trung ứng suất ¿ đưới tác dụng tải trọng động lấy từ giá trị thực + nghiệm mẫu thí nghiệm chuẩn Sừa sai hoàn thiện lại cách chọn vật liệu bánh sở bắt buộc phải dự đoán giá trị “S” trước chọn vật liệu sau tính tốn thiết kế ta phải kiếm tra lại xem thơng số *§” có thỏa mãn khơng để kết luận vật liệu chọn làm BR phù hợp chưa Nếu chọn không ta phải chọn lại ° Tắt truyền trục vít bánh vít tiêu chuẩn hóa dựa tiện ích sản xuất thương, mại Trong truyền TV-BV TCH, tất thơng số 8w; Zi2; Ìý uy m; q; đmi; Ym tiêu chuẩn dựa số liệu tiêu chuẩn au; ¡; m; Z¡ e_ Bồ sung hoàn th n lại cách xác định hệ số V (hệ số xét đến ảnh hưởng vong quay đến tuổi thọ ổ lăn) tính tốn/chọn lăn Sửa chữa bổ sung xác hóa lại cách xác định vị trí nguy hiểm trục sở biêu đồ ứng suất ø + không vào biểu đồ mơmen « — uốn M xoắn T tài liệu Việt Nam dùng Việc lựa chọn khớp nối cho phù hợp không theo kinh nghiệm từ vài tiêu chí (như TLVN sử dụng) mà theo trình tự lơgic với e— thứ tự bước LĐTG Giáo trình Đồ án Chỉ tiết máy- Tập giới thiệu khoảng 30 đầu đề ĐA CTM điển hình, trình bẩy trình tự tất bước làm ĐA CTM với tính tốn làm mẫu số ĐA CTM theo cách làm tài liệu VN nước CNPT nhằm minh họa cho nội dung giáo trình 2.2 tài liệu số Cấu trúc đầu đề ĐA CTM Các đầu đề ĐA CTM điển hình giới thiệu tài liệu gồm 29 đề, đầu để có chung cấu trúc: ŒCOĐIEN] +|KNÓIhoạcBT Đài +|HGT| + pr NICH hoje K núi + má CONG TAC Để hoàn thành ĐACTM ta phải tiến hành qua 13 bước Mỗi bước mô tả qua LĐTG option LĐTG.ĐA-I Các đầu đề cụ thể (xem phần phụ lục mục 6.4) sau: ĐềI Bộ truyền BR trụ l cấp + bt xích + xích tải ĐÈ2a Bộ truyền BR trụ I cấp + bt dai det + bang tai Dé 2b BG truyén BR trụ | cap + bt dai thang + bang tai Đề3 _ Bộ truyền BR côn | cap + bt xich + bing tai Đề4a Bộ truyền BR cn 1cấp + bt dai dẹt+ băng tải Để 4b Bộ truyền BR côn cấp + bt dai thang + bang tai Đề § Hộp giám tốc TV-BV l cấp + xích + băng tải Đề 6a Bộ truyền TV-BV cấp + dai thang+ bang tải Đề 6b Bộ truyền TV-BV | cap + dai det + bang tai Dé7 Bộ truyén BR try cap khai trién + bt xich + xich tai Đề Bộ truyền BR trụ2 cap khai triển + bt xích + băng tải Dé 8a Bộ truyền BR trụ cấp k/triển + bt đai thang + tời kéo Đề §b Bộ truyền BR trụ cap k/trién + bt dai dẹt + tời kéo Để 10a Bộ truyền BR trụ cấp k/triên + bt dai thang + băng tải Đề 10b Bộ truyền BR trụ cấp k/trién + bt dai det + bang tai Đề I1 Bộ truyền BR đồng trục + bt xích + bang tai Đề 12a Bộ truyền BR đồng trục + bt đai thang + băng tải Đề 12b Bộ truyền BR đồng trục + bt dai det + bang tai Đề 13 Bộ truyền BR cấp phân đơi cắp nhanh + bt xích + băng tải Dé 14a HGT phân đôi cấp nhanh + bt đai thang + băng tải Đề I4b HGT phân đôi cấp nhanh + bt dai det + bang tải Dé 15 Đề 16a Dél6b ĐễI7 _ ĐÈ18a HGT HGT HGT HGT HGT hai cấp phân phân đôi cấp phan đôi cấp hai cấp côn hai cấp côn - đôi cấp chậm + bt xích + xích tải chậm + bt đai thang + xích tải chậm + bt đai dẹt + xích tải trụ + bt xích + băng tải trụ + bt đai thang + băng tải DE18b HGT hai cấp côn - tru + bt dai det + băng tải ĐÈ21 HGT hai cấp TV - BR + bt xích + băng tải Dé 23 HGT hai cấp BR -TV + bt xích + băng tải Chú ý: Trong hệ thống truyền động đầu đề ĐA ln ln có khớp nối Nếu hệ thơng có truyền đai khớp nối bơ trí HGT máy cơng tác, hệ thống có truyền xích khớp nơi dược bố trí động HGT 2.3 Một số điều cần ý sử dụng tài liệu Khi sử dụng tài liệu cần lưu ý số điểm sau đây: 1/ Cấu trúc tài liệu nói gồm tập dùng để tính toán thiết kê/chọn tiết, cụm tiết truyền theo phương pháp khác nhau: theo phương pháp tính tốn thiết kế Việt Nam, theo phương pháp tính tốn thiết kế số nước công nghiệp phát t 2/ Tắt LĐTG giới thiệu tài liệu nảy dùng làm tập CTM ĐA CTM với nhiều loại đầu đẻ khác 3/ Các đầu đề tập CTM ĐA CTM tắt Trường ĐH CÐ kỹ thuật nước gồm nhiều loại để khơng hồn tồn giống thơng thường có cầu trúc tương đối giống 4/ Trường hợp cân tính to: hiết kế truyền (hộp giảm tốc - HGT, hộp tăng tốc - HTT hộ 6p LDTG toc - HTD) truyền ngồi (xích đai) tiế cụm tiết ta áp dụng cocee 3/ Tài liệu giới thiệu 20 đầu đề ĐA CTM thực chất 29 đầu đề, đề ĐA hệ dẫn động khí thường bao gồm phận chính: Một động điện; Một hai máy cơng tác (một/hai xích tải mộthai băng tải); Một khớp nối trục; Một hai truyền (gồm truyền đai mộthai truyền xích, truyền đai cho cụ thể đai đẹt đai thang, truyền xích khơng cho cụ thể xích ống/xích ống lăn hay xích người thiết kế tự phải cân nhắc, so sánh để tìm loại xích phù hợp thơng thường đầu đề ĐA giới thiệu tài liệu thường, chọn xích ơng lăn)