Đồ Án Chi Tiết Máy.pdf

Thiếết kếế b truyếồn xíchộ .... Thiếết kếế chính xác bằồng phâồn mếồm inventor...12 2... Tính toán thiếết kếế tr c IIụ ..... XÁC Đ NH CÁC THÔNG SÔỐ KI THU T TRÊN TR C HGT Ị Ậ ỤĐể có dữ l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH

VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN

CHI TIẾT MÁY

Giảng viên hướng dẫn : Lê Văn Uyển Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quang Huy Lớp : CO24.02

Mã sinh viên : 19135871

Số thứ tự : 11

Hà Nội - 2022

M C L C Ụ Ụ

PHẦẦN I: TÍNH TOÁN Đ NG H C H DẦẪN Đ NGỘ Ọ Ệ Ộ 2

1 Ch n đ ng c đi nọ ộ ơ ệ 2

1.1 Ch n tồếc đ đồồng b c a đ ng cọ ộ ộ ủ ộ ơ 2

1.2 Phân phồếi t sồế truyếồnỉ 3

2.Xác đ nh các thồng sồế ki thu t trến tr c hgtị ậ ụ 3

2.1 Cồng suâết trến các tr cụ 3

2.2 Tồếc đ quay các tr cộ ụ 3

PHẦẦN II: TÍNH TOÁN THIẾẾT KẾẾ CÁC B TRUYẾẦNỘ 5

1 Thiếết kếế b truyếồn xíchộ 11

1.1 Thiếết kếế s bơ ộ 11

1.2 Thiếết kếế chính xác bằồng phâồn mếồm inventor 12

2 Tính toán b truyếồn tr c vít trong HGTộ ụ 5

2.1 Thiếết kếế s bơ ộ 5

2.2 Thiếết kếế chính xác bằồng phâồn mếồm Inventor 5

2.3 Mồ hình 3D 10

3 Ch n kh p nồếiọ ớ 18

4 Tính toán thiếết kếế tr c I HGTụ 18

4.1.1 Xác đ nh l c t i tr ng tác d ng lến tr c Iị ự ả ọ ụ ụ 19

4.1.2 Xác đ nh đị ường kính và chiếồu dài các đo n tr cạ ụ 19

4.1.3 Phác th o kếết câếu tr c và xác đ nh kích thả ụ ị ước các đo n tr cạ ụ 20

4.1.4 Khai thác phâồn mếồm thiếết kếế 20

5 Tính toán thiếết kếế tr c IIụ 28

5.1.1 Xác đ nh l c t i tr ng tác d ng lến tr cị ự ả ọ ụ ụ 28

5.1.2 Tính s b đơ ộ ường kính và ch n đọ ường kính các đo n tr cạ ụ 28

5.1.3 Phác th o kếết câếu tr c và xác đ nh kích thả ụ ị ước các đo n tr cạ ụ 29

5.1.4 Khai thác phâồn mếồm thiếết kếế 30

PHẦẦN III THIẾẾT KẾẾ V H P GI M TỐẾCỎ Ộ Ả 38

1 Xác đ nh kích thị ước c b n c a v h pơ ả ủ ỏ ộ 39

TÀI LI U THAM KH O:Ệ Ả 42

PHẦẦN I: TÍNH TOÁN Đ NG H C H DẦẪN Đ NG Ộ Ọ Ệ Ộ

1 CH N Đ NG C ĐI N Ọ Ộ Ơ Ệ

1.1 Ch n tốốc đ đốồng b c a đ ng c ọ ộ ộ ủ ộ ơ

a) Xác đ nh tồếc đ quay c a tr c cồng tácị ộ ủ ụ

n ct = 60000.v/(π.D) =60000.0,75/(3,14.380) = 37,71 vg/ph

b) Xác đ nh t sồế truyếồn ị ỉ u c

theo tồếc đ đồồng b c a đ ng c đi nộ ộ ủ ộ ơ ệ

L p b ng thồếng kế: B ng 1ậ ả ả

Tồếc đ đồồng b đ ng c , vg/phộ ộ ộ ơ

T sồế truyếồn chung ỉ 19,89 26,52 39,77 79,55

Lo i b truyếồn ạ ộ

ngoài

T sồế truyếồn ỉ

BT xích

=2

BT xích BT xích

=2

BT xích

=2

Lo i, sồế câếp HGTạ

T sồế truyếồn ỉ

Tr c vít, 1 ụ

câếp

= 9,94

Tr c vít, 1ụ

câếp

=13,26

Tr c vít, 1ụ

câếp

=19,89

Tr c vít, 1ụ

câếp

= 39,77 Đồếi v i b truyếồn tr c vít, t sồế truyếồn nến dùng u = 14…30ớ ộ ụ ỉ

2 XÁC Đ NH CÁC THÔNG SÔỐ KI THU T TRÊN TR C HGT Ị Ậ Ụ

Để có dữ liệu thiết kế các chi tiết của hệ dẫn động (HDĐ) và trong HGT

cần xác định các thông số kỹ thuật (P, n và T) trên các trục của HGT

Trong bảng 2 lần lượt ký hiệu các trục như sau:

- Công suất trên trục công tác là: Pct = 9 KW

- Công suất động cơ trên trục II là:

PII

ct ct-II

P

η

II ol

PHẦẦN II: TÍNH TOÁN THIÊỐT KÊỐ CÁC B TRUYÊẦN Ộ

1 TÍNH TOÁN B TRUYÊẦN TR C VÍT TRONG HGT Ộ Ụ

1.1 Thiết kế sơ bộ

Thồng sồế đâồu vào:

a) Xác đ nh s b v n tồếc trị ơ ộ ậ ượt

b) Xác đ nh v t li u:ị ậ ệ

Điều kiện chọn vật liệu dựa theo vận tốc trượt sơ bộ:

Khi vt,sb < 5 m/s , chọn vật liệu đồng thau ( brass ) hoặc đồng thanh

thường, không thiếc (bronze)

Khi vt,sb ≥ 5 m/s, chọn đồng thanh có thiếc (tin bronze, trong thành phần

Hình 1.1: Tab Calculation

Hình 1.2: Ch n v t li u tr c vítọ ậ ệ ụ

Hình 1.3: Ch n v t li u bánh vítọ ậ ệ

Hình 1.4: Ch n câếp chính xácọ

Hình 1.5: Nh p h sồế K s bậ ệ ơ ộ

Hình 1.6: Tab Design

1.2 Khai thác phần mềm Inventor để tính toán

Helix Angle γ 12.5288 deg

Pressure Angle α 19.5603 deg

Worm Diameter Factor q 9.0000 ul

Hình 1.7: Ch n kho ng cách tr cọ ả ụ

Hình 1.8: Tab Calculation

Hình 1.9: Nh p h sồế ậ ệ

Hình 1.10: Tab Design

Helix Angle γ 12.5288 deg

Pressure Angle α 19.5603 deg

Worm Diameter Factor q 9.0000 ul

Worm gear Width b 2 70.000 mm

Axial Pressure Angle α x 20.0000 deg

Base Helix Angle β b 11.7950 deg

Contact Ratio ε 2.5013 ul

Transverse Contact Ratio ε α 1.9512 ul

Overlap Ratio ε β 0.5502 ul

Limit Deviation of Shaft Angle F β 0.0170 mm

Guaranteed Backlash j nmin 0.072 mm

Limit Deviation of Center

Outside Diameter dae 336.000 mm

Base Circle Diameter d b 76.115 mm 287.546 mm

Work Pitch Diameter d w 84.000 mm 306.000 mm

Worm gear Chamfer Angle δ 45.00 deg

Addendum a* 1.0000 ul 1.0000 ul

Clearance c* 0.2000 ul 0.2000 ul

Root Fillet r f * 0.3000 ul 0.3000 ul

Tooth Thickness s 13.801 mm 14.866 mm

Axial Tooth Thickness s x 14.137 mm 15.229 mm

Limit Circumferential Run-out F r 0.0220 mm 0.0630 mm

Limit Deviation of Axial Pitch f pt 0.0190 mm 0.0220 mm

Limit Deviation of Basic Pitch f pb 0.0180 mm 0.0210 mm

Virtual Number of Teeth z v 36.549 ul

Min Recommended Correction x min -1.775 ul

Surface-fatigue Limiting Load Fw 12088.701 N

Bending-fatigue Limiting Load Fs 44532.076 N

Lost Power Pz 2.838 kW

Max Dissipated Heat Q 1.863 kW

Check Calculation Positive

Summary of Messages

8:17:39 PM Calculation: Calculation indicates design compliance!

2.4 Mô hình 3D

Kết cấu bánh vít được xác định như sau:

- Chiều dày vành răng bánh vít δ ≥ 2 mm

- Chiều dày đĩa thân vít C = (0,25 0,35).b

2 THIÊỐT KÊỐ B TRUYÊẦN XÍCH Ộ

 Theo b ng 3.3, ta ch n đả ọ ược lo i xích có các thồng sồế sau:ạ

2.2 Thiềốt kềố chính xác bằồng phâồn mềồm inventor

Các thồng sồế câồn nh p: ch n xích ồếng con lằn, pậ ọ = 31,75 mm

n = 85,29 vg/ph Sồế dây xích 1 ≤ z ≤ 2

z 1 = 25, z 1 = 57

=0.93

Hình 2.1: Tab Design

Hình 2.2: Ch n bọ ước xích

Hình 2.3: Đĩa xích dâẽn

Hình 2.4: Đĩa xích l nớ

Hình 2.5: Tab Calculation

2.3 Kết quả từ phần mềm:

Chain properties

Chain : ISO 606:2004 - Short-pitch transmission

precision roller chains (EU)

Chain size designation 20B-2-96

Number of Chain Links X 96.000 ul

Number of Chain Strands k 2.000 ul

Minimum width between inner

plates b1 19.560 mm

Maximum Roller Diameter d 1 19.050 mm

Maximum pin body diameter d 2 10.190 mm

Maximum inner plate depth h 2 26.420 mm

Maximum outer or intermediate

plate depth h3 26.420 mm

Maximum width over bearing pins b 79.700 mm

Maximum inner plate width t 1 4.500 mm

Maximum outer or intermediate

plate width t2 3.500 mm

Transverse pitch p t 36.450 mm

Chain bearing area A 591.000 mm^2

Tensile Strength F u 170000.000 N

Specific Chain Mass m 7.200 kg/m

Chain construction factor φ 1.000 ul

Sprocket 1 properties: Toothed sprocket

Type Driver sprocket

Tooth side relief b a 4.128 mm

Tooth side radius r x 31.750 mm

Shroud diameter D s 213.710 mm

Sprocket tip diameter D a 270.377 mm

Sprocket root diameter D f 234.084 mm

Measuring pin diameter D g 19.050 mm

Measurement over pins M R 271.875 mm

Sprocket 2 properties: Toothed sprocket

Type Driven sprocket

Seating clearance SC 0.095 mm

Tooth width b f 18.191 mm

Tooth side relief b a 4.128 mm

Tooth side radius r x 31.750 mm

Shroud diameter D s 537.861 mm

Sprocket tip diameter D a 594.528 mm

Sprocket root diameter D f 557.113 mm

Measuring pin diameter D g 19.050 mm

Measurement over pins M R 595.184 mm

Lubrication factor f 4 0.600 ul

Center distance factor f 5 1.000 ul

Ratio factor f 6 1.072 ul

Service life factor f 7 0.987 ul

Chain power rating

Results

Effective pull F p 8644.993 N

Centrifugal force F C 9.215 N

Maximum tension in chain span F Tmax 8654.207 N

Static safety factor S S > S Smin 19.644 ul > 9.000 ul

Dynamic safety factor S D > S Dmin 9.822 ul > 6.500 ul

Bearing pressure p B < p 0 * λ 14.643 MPa

Design power P D < P R 12.412 kW

Chain power rating P R 16.971 kW

Chain service life for specified elongation t h > L h 203110 hr

Chain link plates service life t hL > L h 2777778 hr

Roller and bushing service life t hr > L h 832759 hr

Summary of Messages

8:27:45 PM Calculation: Recommended lubrication : Oil bath or disc lubrication

8:27:45 PM Calculation: Maximum chain power rating is limited by link plate fatigue.

8:27:45 PM Calculation: Calculation indicates design compliance!

Hình 2.6: B truyếồn xíchộ

3 CH N KH P NÔỐI Ọ Ớ

T kếết qu t phâồn I, đừ ả ừ ường kính tr c đ ng c đi n dụ ộ ơ ệ c = 42 mm

Momen tính toán xác đ nh nh sau:ị ư

T t = K đ T = 1,25.81290 = 101611 Nmm

Tra b ng 11.3 xác đ nh các kích thả ị ước c b n c a nồếi tr c nh sau:ơ ả ủ ụ ư

Deltex T max

Lồẽ khoan

n max (vg/ph)

D,mm L,mm E,mm l,mm d 0 ,m

m

4 TÍNH TOÁN THIÊỐT KÊỐ TR C I HGT Ụ

- Chiếồu dài moay kh p nồếi L = 126 mm ơ ớ

- Momen uồến do l c Fự a1 gây ra:

4.1.2 Xác đ nh đị ường kính và chiếồu dài các đo n tr cạ ụ

T d

- T i chồẽ lằếp tr c vítạ ụ

d 1 = d f = 59,4 mm

l ren = b 1 = 130 mm 4.1.3 Phác th o kếết câếu tr c và xác đ nh kích thả ụ ị ước các đo n tr cạ ụ

4.1.4 Khai thác phâồn mếồm thiếết kếế

a) Nh p đậ ường kính và chiếồu dài các đo n tr c vào tab Designạ ụ

Hình 4.1: Tab Design b) M tab Calculation đ ch n v t li u, v trí và lo i gồếi tr c, nh p các ở ể ọ ậ ệ ị ạ ụ ậ

giá tr l c lến tr cị ự ụ

Hình 4.2: Ch n v t li u cho tr cọ ậ ệ ụ

Hình 4.3: Tab Calculation

Hình 4.4: Nh p giá tr l c đi m 1ậ ị ự ể

Hình 4.5: Nh p giá tr l c đi m 2ậ ị ự ể

c) Kếết qu tính toán bằồng phâồn mếồm:ả

Hình 4.6.1: Momen uồến Muy

Hình 4.6.2: Momen uồến Mux

Directio n

Lengt h

1 31.5

m 16.435 microm 9.379 microm

18.923 microm 29.71 deg 0.01 deg-7223.800

N 81.268 N m

-13.774 microm

-10.279 microm

17.187 microm

216.73 deg 0.00 degSupports

Index Type Location Reaction Force Yielding

Y X Size Direction Axial Force

1 Free 109.5 mm 2360.797 N 967.450 N 2551.337 N 22.28 deg

2 Fixed 389.5 mm 259.785 N 967.450 N 1001.722 N 74.97 deg -7223.800 N

d) Ch n then theo phâồn mếồm:ọ

T i v trí lằếp kh p nồếi ch n then theo ISO 2491 Aạ ị ớ ọ

Xác đ nh s b kích thị ơ ộ ước then: v i lớ mkn = 63 mm

Chiếồu dài then : l t = (0,85…0,95).l mkn = 53,55…59,15 mm theo tiếu chu nẩ

ch n lọ t = 56 mm

Hình 4.7.1: Tab Design

Hình 4.7.2: Tab Calculation

e) Ch n lằnọ ổ

Kếết qu t phâồn trả ừ ước được ph n l c gồếi t a: ả ự ự

Index Type Location Reaction Force

Y X Size Direction Axial Force

Hình 4.8.1: Tab Design

Hình 4.8.2: Tab Calculation

Hình 4.8.3: Tr c Iụ

Axle load F r 8662.769 N

Number of Chain Strands k 2.000 ul

Minimum width between inner plates b1 31.750 mm

- Góc nghiếng đường nồếi tâm b truyếồn xích = 0° nến Frx cùng phộ ương

T d

- T i chồẽ lằếp bánh vítạ

d = 70 mm

l mbv = 1,2…1,8d; ch n lọ mbv = 90 mm 5.1.3 Phác th o kếết câếu tr c và xác đ nh kích thả ụ ị ước các đo n tr cạ ụ

- Ch n khe h : kọ ở 1 =k 2 =k 3 =10 mm; h n = 25 mm

- Kho ng cách gi a 2 gồếi tr c lằếp bánh vít:ả ữ ụ

l 21 = l 22 = 0,5B + k 1 + k 2 + 0,5l mbv = 81,5 mm

- Kho ng cách t đi m đ t l c Fả ừ ể ặ ự rx đếến gồếi tr c th nhâết:ụ ứ

Đo n 5: Đạ ường kính d 5 = 60 mm; l 5 = l mx + k 3 +h n = 125 mm

5.1.4 Khai thác phâồn mếồm thiếết kếế

a) Nh p đậ ường kính và chiếồu dài các đo n tr c trong tab Designạ ụ

Hình 5.3: Tab Design b) M tab Calculation đ ch n v t li u, v trí và lo i gồếi tr c, nh p các ở ể ọ ậ ệ ị ạ ụ ậ

giá tr l c lến tr cị ự ụ

Hình 5.4: Ch n v t li uọ ậ ệ

Hình 5.5: Tab Calculation

Hình 5.6: Nh p l c t i đi m 3ậ ự ạ ể

Hình 5.7: Nh p l c t i đi m 4ậ ự ạ ể

c) Kếết qu tính toán t phâồn mếồmả ừ

Hình 5.8: Momen uồến Muy

Hình 5.9: Momen uồến Mux

Hình 5.10: Momen uồến t ngổ

Hình 5.10: ng suâết t ng c ngỨ ổ ộ

Directio n

Lengt h

-0 N

7665.70

4 N

250.45 deg

-0 N

8662.70

0 N

270.00 deg

Axial Force Torque Deflection Deflection

Angle

Y X Size Direction 1934.900

N 1105.242 N m 1.431 microm -2.085 microm 2.528 microm

304.47 deg 0.00 deg-1105.242 N

m

-2.111 microm

40.083 microm

40.138 microm 93.01 deg 0.03 degSupports

Index Type Location Reaction Force

Y X Size Direction Axial Force

1 Fixed 16.5 mm 548.522 N 1516.631 N 1612.776 N 70.12 deg 1934.900 N

2 Free 179.5 mm -3030.875 N -17403.131 N 17665.083 N 260.12 deg

d) Ch n then theo phâồn mếồmọ

 T i v trí lằếp bánh vít ch n then theo ISO 2491 Aạ ị ọ

Xác đ nh s b kích thị ơ ộ ước then: v i lớ mbv = 90 mm

Chiếồu dài then : l t = (0,85…0,95).l mkn = 76,5…85,5 mm theo tiếu chu n ẩ

ch n lọ t = 80 mm

Hình 5.12: Tab Design

Hình 5.13: Tab Calculation

 T i v trí lằếp bánh vít ch n then theo ISO 2491 Aạ ị ọ

Xác đ nh s b kích thị ơ ộ ước then: v i lớ mx = 90 mm

Chiếồu dài then : l t = (0,85…0,95).l mkn = 76,5…85,5 mm theo tiếu chu n ẩ

ch n lọ t = 80 mm

Hình 5.14: Tab Design

Hình 5.15: Tab Calculation e) Ch n lằnọ ổ

Ph n l c 2 gồếi C,D: ả ự ở

Index Type Location Reaction Force

Y X Size Direction Axial Force

Hình 5.16: Tab Design

Hình 5.17: Tab Calculation

Hình 5.18: Tr c IIụ

PHẦẦN III THIÊỐT KÊỐ V H P GI M TÔỐC Ỏ Ộ Ả

1 Xác đ nh kích th ị ướ c c b n c a v h p ơ ả ủ ỏ ộ

Tến g iọ Cồng th c tínhứ Kếết quả Kho ng cách tr cả ụ

Các kích thước được xác định như sau:

- Chiều dày vành thân bánh vít: S ≥ 2m

- Chiều dày đĩa thân bánh vít: C = (0,25…0,35)b2

- Đường kính chiều dài may ơ:

- Gồếi tr c câồn ph i đ đ c ng v ng đ khồng nh hụ ả ủ ộ ứ ữ ể ả ưởng đếến s làm vi c ự ệ

c a , đ dếẽ gia cồng m t ngoài c a tâết c các gồếi đ nằồm trong cùng m t ủ ổ ể ặ ủ ả ỡ ộ

m t ph ng, Đặ ẳ ường kính ngoài c a gồếi tr c đủ ụ ược ch n theo đọ ường kính nằếp theo b ng 18 -2 ( t p 2) ta tra đ c kích th c sau:

 Ki m tra m c dâồu ( lâếy theo tiếu chu n)ể ứ ẩ

Đ ki m tra m c dâồu trong h p gi m tồếc thì ngể ể ứ ộ ả ười ta dung que thằm dâồu

đ ki m tra m c dâồu và châết lể ể ứ ượng dâồu

TÀI LI U THAM KH O: Ệ Ả GIÁO TRÌNH ‘C S THIÊỐT KÊỐ MÁY VÀ THIÊỐT KÊỐ CHI TIÊỐT MÁY’ Ơ Ở

PGS.TS LÊ VĂN UY N Ể