Tm br tru nghieng 03

tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin tinh toan truc va cac thong tin

LỜI NÓI ĐẦU

Trong hoạt động kỹ thuật, thiết kế máy là một quá trình sáng tạo ra một loại máy mới hoặc cải tiến từ các loại máy, chi tiết đã có, đòi hỏi người thiết kế phải nắm vững những kiến thức lý thuyết và biết chắt lọc từ những kinh nghiệm thực tế để có thể đưa ra phương án, phương pháp thiết kế tối ưu nhất cho ý tưởng của mình về loại máy, chi tiết mà mình định thiết kế

Một loại máy thiết kế ra phải đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật, chủ yếu là: độ bền, độ cứng, khả năng chịu mỏi…, đồng thời cũng phải đảm bảo chi phí sản xuất cho phù hợp, tức là thỏa mãn tính kinh tế Trong công cuộc phát triển đất nước hiện nay, để có một nền sản xuất tiên tiến thì không thể thiếu sự trợ giúp của trang thiết bị máy móc hiện đại, đây là quá trình tất yếu của phát triển Và trong quá trình khai thác, sử dụng các máy móc không tránh khỏi những hỏng hóc do nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan tác động đến Do vậy trong quá trình thiết kế, người kỹ sư cần phải tính toán sao cho một máy mới chế tạo ra phải đạt an toàn cao nhất cho máy đó Điều đó sẽ giảm bớt chi phí sữa chữa, thay thế các chi tiết máy hoặc phải thay thế cả máy đó Do đó, việc thiết kể trạm dẫn động băng tải cũng phải đáp ứng được các tính kỹ thuật, tính kinh tế, đảm bảo máy hoạt động được hiệu suất cao nhất, sự an toàn tối đa cho máy và người sử dụng

Thiết kế chi tiết máy là môn học đầu tiên nhằm cung cấp những kiến thức căn bản nhất cho sinh viên ngành cơ khí để thiết kế một loại máy cơ khí nào đó

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn đã hướng dẫn, giúp đỡ em để bài thiết kế được hoàn chỉnh Do đây là lần đầu em thiết kế nên việc mắc phải những thiếu sót trong bài thiết kế là không tránh khỏi Kính mong thầy và các bạn có những ý kiến phê bình, góp ý để bài thiết kế của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Phạm Thanh Tùng đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

Các thông số cơ bản của đồ án cơ sở thiết kế máy 4

VI.Lập bảng kết quả tính toán động học 8

Phần 2 : Thiết kế bộ truyền xích (bộ truyền ngoài) 8

I.Dữ liệu tính toán bộ truyền xích 8

II.Chọn loại xích 8

III.Chọn số răng đĩa xích 9

IV.Xác định bước xích 9

V.Xác định khoảng cách trục và số mắt xích 10

VI.Kiểm nghiệm xích về độ bền 11

VII.Xác định thông số của đĩa xích 11

VIII.Xác định lực tác dụng lên trục 13

IX.Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 13

Phần 3 : Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 14

I.Chọn vật liệu bánh răng 14

II.Xác định sơ bộ ứng suất cho phép 14

III.Xác định sơ bộ khoảng cách trục 15

IV.Xác định các thông số ăn khớp 16

V.Xác định chính xác ứng suất cho phép 16

VI.Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 17

VII.Xác định các thông số khác của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng 20

VIII.Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 21

Phần 4 : Tính toán thiết kế trục 21

I.Công dụng 21

II.Phân loại 21

III.Chọn vật liệu chế tạo trục 21

IV.Xác định lực và phân bố lực tác dụng lên trục 22

V.Xác đinh khoảng cách trục, khoảng cách giữa các điểm đặt lực,đường kính và kiểm nghiệm trục 22

A.Trục I 22

1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục I 22

2.Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực 23

III.Một số chi tiết phụ 58

IV.Các chi tiết điều chỉnh lắp ghép 60

V.Các chi tiết lót bộ phận ổ 61

VI.Bôi trơn HGT 61

Phần 8: Dung sai lắp ghép 62

I.Dung sai lắp ghép ổ lăn 62

II.Bảng dung sai lắp ghép 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

Các thông số cơ bản của đồ án cơ sở thiết kế máy

Phần 1 : Tính toán động học hệ dẫn động

I Công suất cần thiết của động cơ

1 Xác định công suất làm việc:

𝑃𝑙𝑣 =𝐹 × 𝑣

2805 × 0.76

2 Xác đinh hiệu xuất hệ dẫn động : Tra bảng 2.3 theo tài liệu [1] trang 19 ta có:

3 Xác định công xuất cần thiết:

IV Phân phối tỉ số truyền

1 Tỉ số truyền chung thực tế của hệ dẫn động :

1 Công suất trên các trục:

VI Lập bảng kết quả tính toán động học

Phần 2 : Thiết kế bộ truyền xích (bộ truyền ngoài)

I Dữ liệu tính toán bộ truyền xích

Điều kiện làm việc: Có bụi

III Chọn số răng đĩa xích

1 Xác định công suất tính toán :

𝑘 = 𝑘𝑎× 𝑘𝑏 × 𝑘𝑐 × 𝑘𝑑1 × 𝑘𝑑𝑐× 𝑘𝑜 = 1 × 1.3 × 1.25 × 1.2 × 1.25 × 1 = 2.44

2 Tra bảng 5.5 trong tài liệu [1] trang 81 với 𝑃𝑡 ≤ [𝑃] và 𝑛01 ta được :

𝑖 =𝑍1𝑛1

23 × 140.2

15 × 134= 1.60

5 Kiểm nghiệm điều kiện về số lần va đập của xích :

VI Kiểm nghiệm xích về độ bền

VII Xác định thông số của đĩa xích

5 Kiểm nghiệm răng đĩa xích về độ bền tiếp xúc :

𝜎𝐻 = 0.47√𝑘𝑟(𝐹𝑡𝐾𝑑+ 𝐹𝑣𝑑) 𝐸

210000

Phần 3 : Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Bánh lớn : Tên vật liệu 45𝑋 Tôi cải thiện

II Xác định sơ bộ ứng suất cho phép

1 Tra bảng 6.2 tài liệu [1] trang 94 ta có :

Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải 𝐹𝐹𝐶 = 1 khi đặt tải 1 phía 2 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở :

𝑁𝐻01 = 30𝐻𝐵12.4 = 30 × 2402.4 = 15474913.67 𝑁𝐻02 = 30𝐻𝐵22.4 = 30 × 2302.4 = 13972305.13

𝑁𝐹01 = 𝑁𝐹02 = 4 × 106 = 4000000

III Xác định sơ bộ khoảng cách trục

1 Tra bảng 6.5 tài liệu [1] trang 96 ta được :

2 Tra bảng 6.6 tài liệu [1] trang 97 ta được :

𝜓𝑏𝑑 = 0.53𝜓𝑏𝑎(𝑢 + 1) = 0.53 × 0.3 × (5 + 1) = 0.95

3 Tra bảng 6.7 tài liệu [1] trang 98 ta được :

5 Góc nghiêng răng trên trục cơ sở :

𝛽𝑏 = arctan(cos 𝑎𝑡tan 𝛽) = arctan(cos 20.96 tan 18.19) = 17.06

𝐾𝑥𝐻 = 1

Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với sự tập trung ứng suất

VI Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Bảng 6.14 tài liệu [1] trang 107 ta có hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên các cặp răng đồng thời ăn khớp

2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn

Tra bảng 6.7 tài liệu [1] trang 98 ta có hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

𝐾𝐹𝛽 = 1.1

Tra bảng 6.13 tài liệu [1] trang 106 ta có cấp chính xác về mức làm việc êm theo vận tốc vòng là cấp 9

Bảng 6.14 tài liệu [1] trang 107 ta có hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên các cặp răng đồng thời ăn khớp

Kiểm tra điều kiện 𝜎𝐹1 < [𝜎𝐹1] và 𝜎𝐹2 < [𝜎𝐹2]

VII Xác định các thông số khác của bộ truyền bánh răng trụ nghiêng

1 Đường kính đáy răng

VIII Tổng hợp các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Bảng các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

II Phân loại

 Theo dạng chịu tải

• Trục tâm: trục chỉ có tác dụng để đỡ các chi tiết quay (chỉ chịu momen uốn)

• Trục truyền: là trục vừa chịu momen uốn (mang các chi tiết quay), vừa chịu momen xoắn để truyền chuyển động

 Theo dạng kết cấu trục

• Trục trơn: trục có đường kính không thay đổi theo chiều dài trục • Trục bậc: đường kính các đoạn trục thay đổi theo chiều dài  Theo dạng đường tâm trục

• Trục thẳng: đường tâm trục là đoạn thẳng • Trục khuỷu: đường tâm trục gấp khúc • Trục mềm: đường tâm trục thay đổi

III Chọn vật liệu chế tạo trục

Bánh nhỏ : Tên vật liệu 45 Tôi cải thiện

IV Xác định lực và phân bố lực tác dụng lên trục

Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Xác định chiều dài mayơ

Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng

Chiều dài mayơ nửa khớp nối

Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực và chiều dài các đoạn trục:

Khoảng cách congxon trên trục I tính từ chi tiết thứ 2 ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ

𝑙𝑐𝐼2 = 0.5 × (𝑙𝑚𝐼2 + 𝑏𝑜) + 𝑘3 + ℎ𝑛 = 0.5 × (62.5 + 17) + 10 + 16 = 65.75

Các khoảng cách của trục I được xác định theo công thức trên hình 10.6 tài liêu [1]

Từ các phản lực trên ta vẽ được đồ thị momen uốn My,Mx và momen xoắn Tz

Tính momen uốn tổng và momen tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục

𝑀2 = √𝑀𝑦22 + 𝑀𝑥22 = √02 + 02 = 0

Tính đương kính trục tại các tiết diện

4 Kiểm nghiệm trục I

a Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp ổ lăn

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 750 = 327 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 327 = 189.66

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại ổ lăn: Momen cản uốn tại ổ lăn xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] :

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

𝜀𝜎 = 0.88 𝜀𝜏 = 0.81

Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn tra bảng 10.13 trang 199 tài liệu [1] từ góc

Trục lắp ổ lăn đảm bảo độ bền mỏi

b Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp khớp

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 750 = 327 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 327 = 189.66

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại khớp : Momen cản uốn tại khớp xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] :

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

c Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp bánh răng

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 750 = 327 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 327 = 189.66

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại bánh răng: Momen cản uốn tại bánh răng xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] : Tra bảng 9.1 trang 173 tài liệu [1] ta có b=8 𝑡1 = 4

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

Hệ số an toàn cho phép, thông thường [s]=1,5…2,5 (chọn [s]=2,5…3 không cần kiểm nghiệm về

Ứng suất xoắn cho phép Với thép 45, 40X, []=15…30MPa chọn [𝜏] = 20

Xác định chiều dài mayơ

Chiều dài mayơ bánh răng trụ răng nghiêng

Chiều dài mayơ đĩa xích

Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực và chiều dài các đoạn trục:

Khoảng cách congxon trên trục II tính từ chi tiết thứ 2 ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ

𝑙𝑐𝐼𝐼2 = 0.5 × (𝑙𝑚𝐼𝐼2 + 𝑏𝑜) + 𝑘3 + ℎ𝑛 = 0.5 × (52.5 + 17) + 10 + 16 = 62.75

Các khoảng cách của trục II được xác định theo công thức trên hình 10.6 tài liêu [1]

Tính momen uốn tổng và momen tương đương tại các tiết diện trên chiều dài trục II

𝑀𝑡đ0 = √𝑀02 + 0.75 × 𝑇02 = √114942.922 + 0.75 × 162799.572 = 181905.63 𝑀𝑡đ1 = √𝑀12 + 0.75 × 𝑇12 = √02 + 0.75 × 02 = 0

Tính đương kính trục tại các tiết diện

a Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp ổ lăn

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 850 = 370.6 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 370.6 = 214.95

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại ổ lăn: Momen cản uốn tại ổ lăn xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] :

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

Trục lắp ổ lăn đảm bảo độ bền mỏi

b Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp bánh xích

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 850 = 370.6 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 370.6 = 214.95

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại bánh xích: Tra bảng 9.1 trang 173 tài liệu [1] ta có b=8 𝑡1 = 4

Momen cản uốn tại bánh xích xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] :

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

Hệ số an toàn cho phép, thông thường [s]=1,5…2,5 (chọn [s]=2,5…3 không cần kiểm nghiệm về độ cứng của trục)

Trục lắp bánh xích đảm bảo độ bền mỏi

c Kiểm nghiệm về độ bền mỏi của trục lắp bánh răng

 Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng vật liệu thép cacbon:

𝜎−1 = 0.436 × 𝜎𝑏 = 0.436 × 750 = 370.6 𝜏−1 = 0.58 × 𝜎−1 = 0.58 × 370.6 = 214.95

 Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại bánh răng: Momen cản uốn tại bánh răng xác định trong Bảng 10.6 trang 196 tài liệu [1] :

Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi bảng 10.10 trang 198 tài liệu [1] ta có :

Modun đàn hồi trượt 𝐺 = 8 × 104 (𝑀𝑃𝑎)

II Tính mối ghép then

1 Chọn tiết diện then theo bảng 9.1 tài liệu [1] trang 173  Tiết diện then của bánh răng trên trục I d=30

 Tiết diện then của bánh răng trên trục II d=40

 Tiết diện then của bánh xích trên trục II d=28

2 Tính kiểm nghiệm then

Then được kiểm nghiệm theo điểu kiện bền dập và điều kiện bền cắt:

a Kiểm nghiệm then của bánh răng trục I

Then của bánh răng trục I đảm bảo điều kiện bền b Kiểm nghiệm then của bánh răng trục II

c Kiểm nghiệm then của bánh xích trục II

- Đỡ trục, giữ cho trục có vị trí xác định trong không gian - Tiếp nhận tải trọng và truyền đến bệ máy

Đặc điểm

- Mô men ma sát và mô men mở máy nhỏ - Ít bị nóng khi làm việc

- Dễ bôi trơn, bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế

II Tính toán ổ lăn

3 Chọn sơ bộ kích thước ổ bảng P2.12 trang 263 tài liệu [1]: Chọn ổ cỡ trung hẹp

4 Kiếm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động m Bậc cảu đường cong mỏi m=3

V : hệ số kể đến vòng quay ,vòng trong quay V=1

Tra bảng 11.4 trong tài liệu [1] trang 215 ta có :

 Khả năng tải động của ổ :

𝐶𝑑0 = 𝑄03√𝐿= 766.51 √403.783 = 5665.43 ≤ 𝐶

𝐶𝑑1 = 𝑄13√𝐿= 1417.363√403.78= 10475.99 ≤ 𝐶

Ổ thỏa mãn khả năng tải động

5 Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

 Mục đích đề phòng biến dạng hoặc dính bề mặt tiếp xúc

Ổ lăn thỏa mãn khả năng tải tĩnh

Chọn ổ cỡ trung hẹp

m Bậc cảu đường cong mỏi m=3

𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎)𝑘𝑡𝑘𝑑

Trong đó :

Tra bảng 11.4 trong tài liệu [1] trang 215 ta có :

 Khả năng tải động của ổ :

𝐶𝑑1 = 𝑄13√𝐿= 1335.41 √80.763 = 5772.27 ≤ 𝐶

𝐶𝑑0 = 𝑄03√𝐿= 3827.783√80.76= 16545.47 ≤ 𝐶

Ổ thỏa mãn khả năng tải động

 Mục đích đề phòng biến dạng hoặc dính bề mặt tiếp xúc

Ổ lăn thỏa mãn khả năng tải tĩnh

Phần 7: Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn

I Tổng quan về vỏ hộp

Nhiệm vụ

- Bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết, bộ phận máy - Tiếp nhận tải trọng các chi tiết lắp trên vỏ

- Đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết máy Chỉ tiêu thiết kế

- Độ cứng cao - Khối lượng nhỏ

Cấu tạo, vật liệu

- Cấu tạo: thành hộp, nẹp hoặc gân, mặt bích, gối đỡ…

II Thiết kế vỏ hộp

Chọn bề mặt ghép nắp và thân

 Bề mặt ghép đi qua đường tâm các trục  Thường chọn song song với mặt đế Sử dụng mặt ghép không song song khi:

- Muốn giảm kích thước và trọng lượng - Bôi trơn tốt bằng phương pháp ngâm dầu Các kích thước cơ bản của vỏ hộp

Từ bảng 18.1 tài liệu [2] trang 85 ta có :

Chiều dày: Thân hộp, 

Đường kính ngoài và tâm Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành

Khe hở Δ giữa các chi tiết quay và bề mặt không gia công của vỏ lớn hơn tổng sai số vị trí các vách đúc và độ sóng bề mặt đúc

 Khe hở Δt từ đỉnh bánh răng đến đáy hộp

 Bề mặt ghép nắp và thân

Trọng lượng HGT bảng 18-3b : có a=114 nên Q=80 (kG)

Đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân Không làm biến dạng vòng ngoài của ổ

A B C D E G H I K L M N O P Q R S M27 x 2 15 30 15 45 36 32 6 4 10 8 22 6 32 18 36 32

 Nút tháo dầu

 Nhiệm vụ: Bịt lỗ tháo dầu ở đáy hộp

M20 x 2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4

 Que thăm dầu

III Một số chi tiết phụ

Các chi tiết cố dịnh ổ trên trục

- Chỉ chịu được lực dọc trục rất bé

IV Các chi tiết điều chỉnh lắp ghép

Nhiệm vụ: ngăn cách mỡ bôi trơn ổ với dầu trong HGT

VI Bôi trơn HGT

 Các bộ truyền cần được bôi trơn liên tục nhằm:

 Khi vận tốc vòng v≤12m/s với bánh răng và v≤10m/s với bánh vít: bôi trơn bằng ngâm dầu

 Khi vận tốc vòng xấp xỉ các giá trị trên:

- Chiều sâu ngâm dầu của bánh răng và bánh vít: (0,75…2)h≥10mm (h: chiều cao răng) - Chiều sâu ngâm dầu bánh răng côn: ngập chiều rộng bánh răng lớn