đồ án môn học chi tiết máy

Đồ án môn học Chi tiết máy giúp cho sinh viên có thểhệ thống hóa lại kiến thức của các môn học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu,Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kĩ thuật .Môn học Chi tiết m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA

KHOA CƠ KHÍ – CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌCCHI TIẾT MÁY

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chươngtrình đào tạo kỹ sư cơ khí Đồ án môn học Chi tiết máy giúp cho sinh viên có thểhệ thống hóa lại kiến thức của các môn học như: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu,Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kĩ thuật Môn học Chi tiết máy là một môn khoa học cơsở nghiên cứu về phương pháp tính toán và thiết kế các chi tiết máy có công dụngchung từ đó giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạtđộng và phương pháp tính toán các chi tiết máy, làm cơ sở vận dụng vào thiết kếmáy, vì vậy thiết kế đồ án môn Chi tiết máy là một công việc quan trọng và rất cầnthiết.

Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp có tỷ số truyền khôngđổi, và được dùng để giảm vận tốc góc, tăng mômen xoắn Với chức năng như vậy,ngày nay hộp giảm tốc được sử dụng rộng rộng rãi trong các ngành cơ khí, hóachất, luyện kim, công nghiệp đóng tàu…Trong giới hạn môn học chúng em đượcgiao nhiệm vụ thiết kế hệ dẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốc một cấp bánhrănh trụ răng thẳng.

Trong quá trình làm đồ án, được sự giúp đỡ nhiệt tình của PGS.Đỗ Văn Trường,chúng em đã hoàn thành xong đồ án môn học của mình Do đây là đồ án đầu tiêncủa khóa học, với trình độ và thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế khôngtránh khỏi những sai sót xảy ra nên chúng em rất mong được sự góp ý của các thầycô trong bộ môn để chúng em hiểu biết hơn về hộp giảm tốc một cấp bánh răngtrụ-răng thẳng cũng như các kiến thức về thiết kế các hộp giảm tốc khác.

Em xin chân thành cảm ơn!

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

LỜI NÓI ĐẦU 3

PHẦN 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC 5

1.1 CHỌNĐỘNGCƠĐIỆN 5

1.1.1 Xác định công suất của động cơ điện 5

1.1.2 Xác định hiệu suất hệ dẫn động 5

1.1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ 6

1.1.4 Số vòng quay trên trục công tác 6

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 9

2.1 CHỌNLOẠIĐAIVÀTIẾTDIỆNĐAI 9

2.2 CHỌNĐƯỜNGKÍNHHAIBÁNHĐAI: d 1 v à d 2 9

2.3 XÁCĐỊNHKHOẢNGCÁCHTRỤCA 9

2.4 TÍNHSỐĐAI Z 10

2.5 CÁCTHÔNGSỐCƠBẢNCỦABÁNHĐAI 11

2.6 XÁCĐỊNHLỰCCĂNGBANĐẦUVÀLỰCTÁCDỤNGLÊNTRỤC 11

BẢNG 2 TỔNGKẾTCÁCTHÔNGSỐCỦABỘTRUYỀNĐAI: 12

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 13

3.6 KIỂMNGHIỆMBỘTRUYỀNBÁNHRĂNG 18

3.7 MỘTVÀITHÔNGSỐHÌNHHỌCCỦACẶPBÁNHRĂNG 19

Bảng 3 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng: 21

4.2.3 Xác định lực từ các chi 琀椀ết, bộ truyền tác dụng lên trục (kèm sơ đồ đặt lực chung) 23

4.2.4 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực 25

4.3 TÍNHCHỌNĐƯỜNGKÍNHCÁCĐOẠNTRỤC 26

4.3.1 Tính chi 琀椀ết trục II 26

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

ΣFx=−FX 20−FX 21+Fkn+Ft 2=0 ΣFy=Fr 2+FY 20+FY 21=0 ΣMx 21=Fa2 dw 22−FY 20 104−Fr2

26

4.3.2 Tính chi 琀椀ết trục I 35

PHẦN 5 TÍNH CHỌN Ổ LĂN 36

5.1 CHỌNỔLĂNTRỤC 2 36

5.1.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn trục 2 36

5.1.2 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn trục 2 38

5.2 CHỌNỔLĂNTRỤC 1 38

PHẦN 6: LỰA CHỌN KẾT CẤU 39

6.1 TÍNH, LỰACHỌNKẾTCẤUCHOCÁCBỘPHẬN, CÁCCHITIẾT 39

6.1.1 Thiết kế vỏ hộp 39

6.1.2 Các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc 39

6.2 TÍNH, LỰACHỌNBÔITRƠN 41

6.3 DUNGSAILẮPGHÉP 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Số liệu cho trước:

1.Lực kéo băng tải F = 960 (N) 2 Vận tốc băng tải v = 0,9 (m/s) 3 Đường kính tang D = 220 (mm)

5 Số ca làm việc soca = 3 (ca)

7 Đặc tính làm việc: Va đập vừa

PH N 1 TÍNH TOÁN Đ NG H CẦỘỌ

1.1 Chọn động cơ điện.

1.1.1 Xác định công suất của động cơ điện

- Công suất trục công tác:

.0,97 0,95=0,894

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

1.1.3 Công suất cần thiết trên trục động cơ

η =0,864

0,894=0,97 (kW );

1.1.4 Số vòng quay trên trục công tác

Với hệ dẫn động băng tải:

π D =60000.0,9

π 220=78,13(vg/ ph)

1.1.5 Chọn tỉ số truyền sơ bộ:

1.1.6 Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ :

- Vậy ta chọn động cơ 4A80B6Y3 với các thông số như sau:

1.3.3 Mô men xoắn :

 Momen xoắn trên trục động cơ:

T1=9,55 106

∙ 0,9

311,86=27560,44 (N.mm) Momen xoắn trên trục II:

T2=9,55 106

∙ 0,87

77,97=106560 (N.mm) Momen xoắn trên trục công tác:

B ng 1: Thông s đ ng h cảố ộọ

TrụcT.số

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

Các thông số yêu cầu:

2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai.

Chọn đai thang thường.

chọn tiết diện đai: A

2.2 Chọn đường kính hai bánh đai: d1 v à d2

-Kiểm tra về vận tốc đai:

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

L=2 400+π 140+400

4 400=1 690,48(mm)

Dựa vào bảng 4.13[1](trang 59) chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn L = 1700 (mm)

0

 Cz: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai.

[P0] Cα CL.Cu.Cz= 0,97 1,2

1,2 5.0, 89 1 1,1 4 1=¿ 0,92 ⇒ Lấy Z = 1

2.5 Các thông số cơ bản của bánh đai.

-Đường kính ngoài của bánh đai:

2.6 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.

v Cα Z+Fv

Fr=2 F0 Z sin(α1

2 )=2 126,12 1 sin(14 3,41°

2 )=239,49(N)

B ng 2 T ng k t các thông s c a b truy n đai:ảổếố ủộề

PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Thông số yêu cầu:

, : ứng suất tiếp xúc và ứng xuất uốn cho phép ứng vói số chu kỳ cơ sở:

NHE1>NH01 lấy NHE1=NH01 KHL1=1

NFE1>NF01 lấy NFE1=NF01 KFL1=1

Bánh bị động:

NHE2>NH02 lấy NHE2=NH02 KHL2=1

NFE2>NF02 lấy NFE2=NF02 KFL2=1

Thay số vào công thức được:

Tra bảng 6.5[1](trang 96) được:

 u= 4 – tỷ số truyền

{¿KHβ=1,05¿KFβ=1,1

3.5 Xác định các hệ số của một thông số động học:

Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:

{ ¿dw1= 2aw

ut+1=2 100

4+1 =4 0(mm)¿dw 2=2 aw−dw 1=2.1 00−4 0=160 (mm)

[σF]=[σF]sbYRYS KxF

cấp chính xác của bộ truyền là : CCX=9Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với

 CCX=9 HB<350 Răng nghiêng

Tra bảng phụ lục 2.3[1](trang 250) được {¿KHv=1,01¿KFv=1,04

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

Z2)] c os β =[1,88−3,2( 119+ 1

Tải trọng khi tính về tiếp xúc:

Số răng tương đương :{¿Zv 1= Z1

c o s3β= 19

c o s31 8,19=2 2,15¿Zv 2= Z2

c os β=2 760,95=1 60

Bảng 3 Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng:

k: hệ số làm việc phụ thuộc loại máy Tra bảng 16.1[2](trang 58), lấy k = 1,2

cơ bản của nối trục vòng đàn hồi theo bảng 16-10a[2](trang 68) được kích thước

cơ bản của nối trục đàn hồi, (mm):T(Nm

)

Dựa vào trị số của Tt và đường kính của trục chỗ có nối trục có thể tra kích thước cơ bản của vòng đàn hồi theo bảng 16-10b[2](trang 69) được kích thước cơ bản của vòng đàn hồi:

0,2.15=¿ 20,94 lấy d1 = 25 (mm)

0,2[τ2]=3

4.2.4 Xác đ nh kho ng cách gi a các đi m đ t l cịảữểặ ự

Theo bảng 10.3[1](trang189) chọn :

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

- Biểu đồ momen:

 Xác đ nh địường kính t i các ti t di n trên tr c 2ạếệụ

diện j trên trục thứ i, theo công thức 10.15 đến công thức 10.17 tr 195 sáchTTTKHDĐCKT1,ta có:

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

Mịj =

 Tại tiết diện (2-2):

Mô men tương đương:

Mtđ 2 0=√M2 02 +0,75.T22

=√26183,132+0,75.1065602¿95926,18(N mm)

 Tại tiết diện (2-1):

Mô men tương đương:

Mtđ 2 1=√M212

+0,75 T212

 3 tdij

M

Mô men tương đương:

Mtđ 23=√M232 +0,75.T232

=√42768,52+0,75.1065602¿101712,44(N mm)

 Chiều cao then:h=7(mm).

Chọn l= 40 (mm)

+Kiểm nghiệm then:

Ứng suất dập:

Tra bảng 9.5[1](trang 178) với dạng lắp cố định,vật liệu may ơ là thép làm việc

28.40 8=17,53<[τc]

Chọn then bằng tra bảng 9.1a[1](trang 173) ta có: Chiều rộng then:b= 10 mm

 Chiều cao then : h= 8 mm

 Chọn l =40 (mm)+Kiểm nghiệm then:

Ứng suất dập:

Tra bảng 9.5[1](trang 178) với dạng lắp cố định,vật liệu may ơ là thép làm việc

trong đó :

cứng = 2,5… 3, như vậy có thể không cần kiểm nghiệm về độ cứng của trục)

xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j :

gần đúng

suất tiếp tại tiết diện j,do quay trục một chiều:

MPab 0,436.750 327

 aj mj mj

aj W

M jj

T jmj

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Ở đây ta không dùng các phương

giới hạn mỏi

phụ thuộc vào các loại yếu tố gây tập trung ứng suất Kiểm nghiệm tại tiết diện lắp khớp nối:

1

Ta có: {¿εσ=0,865¿ετ=0,795

Ky =2,26+1,09−11=2,35

ảnh hưởng của rãnh then :Tra bảng 10.10[1](trang 198)

{¿sσj= σ−1

Kσdjσaj+ψσσmj= 327

2,435.11,17+0,1.0=12,02¿sτj= τ−1

5.1.1 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ lăn trục 2

V – hệ số kể đến vòng nào quay, V =1 (vòng trong quay)

X ,Y – hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục.

- Xác định lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra ở trên ổ lăn:Fs0(2) = e Fr0(2) = 0,35 1349,35 = 472,27 (N)

Fs1(2) = e Fr1(2) = 0,35 752,39 = 263,33 (N)

+ Tổng ngoại lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn [1] và [0]:Fa0(2) = Fs1(2) - Fat = 263,33 – 452,8 = -189,47 (N)Fa1(2) = Fs0(2) + Fat =472,27 + 452,8 = 952,07 (N) + Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn 1 và 0:

Fa0(2) = Max (Fa0(2) ,Fs0(2) ) = 472,27 (N)Fa1(2) = Max (Fa1(2) , Fs1(2) ) = 952,07 (N)

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

Như vậy hai ổ lăn đảm bảo khả năng tải động.

5.1.2 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ lăn trục 2

 Khả năng tải tĩnh của cả 2 ổ được đảm bảo.

Chi tiết cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏChọn vật liệu làm hộp giảm tốc là gang xám GX15-32

Chọn bề mặt ghép ráp và thân đi qua tâm trục song song với đáy

6.1.2 Các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc

Chiều dày

Đườngkính

Khoảng cách từtâm bulông đến

mép lỗ

Mặt đếhộp

Chiều dày khikhông có phần lồi

giữacác chi

Giữa bánh răng vớithành trong hộp

Δ ≥ (1÷1,2)δ = (1÷1,2).6 = (6÷7,2)

Δ = 10 (mm) Giữa đỉnh bánh

răng lớn với đáyhộp

Z = 4

6.2 Tính, lựa chọn bôi trơn

da 2

2=14.164

Dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc: vận tốc vòng của bánh răng v=0,85 m/svà

D3

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

Chọn nút tháo dầu tra bảng 18-7[2](trang 93)

5 1

+Các chi tiết liên quan khác

Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và cáctạp chất khác xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy ra ngoài.

Vòng phớt được dùng để lót kín và là chi tiết được dùng khá rộng rãi do có kết cấu đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng chóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt có độ nhám cao Ta chỉ cần chọn vòng phớt cho trục vào và ra và tra bảng 15-17 trang 50 Tra theo đường kính bạc

 Chiều dày vành răng: δ=(2,5÷ 4)m=(2,5÷ 4).2=5 ÷ 8 chọn δ=7(mm)

 Chiều rộng vành răng : b = 40 (mm)

 Chiều dày đĩa: C = (0,2 ÷ 0,3)b = 8 ÷ 12 chọn C = 10 (mm)

 Chiều dày moayơ: l = 45 (mm)

 Đường kính trong moay ơ: d=35 (mm)

 Đường kính ngoài moay ơ: D = (1,5÷1,8)d=52,5 ÷ 63 chọn D = 60 (mm)

6.3 Dung sai lắp ghép

+ Dung sai lắp ghép bánh răng

Làm việc êm không yêu cầu tháo nắp thường xuyên ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6

Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ dôi hở

Chính vì vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ thì ta chọn H7

+ Dung sai lắp ghép nắp ổ lăn

Chọn kiểu lắp H7/d11 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp+ Dung sai khi lắp vòng chắn dầu

Chọn kiểu lắp trung gian D10/k6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp+ Dung sai lắp then trên trục

Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trên trục là P9 trên bạc là D10

d 11

-100-290Vòng chắn dầu –

D8k 6

k 6

k 6

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)

Nắp ổ trục – vỏ hộp Φ 72H 7d 11

-100-290Vòng chắn dầu –

D 8k 6

k 6

k 6

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển: Tính toán Thiết kế Hệ dẫn động Cơ khí - Tập 1, NXB Giáo dục.

[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển: Tính toán Thiết kế Hệ dẫn động Cơ khí - Tập 2, NXB Giáo dục.

[3] Ninh Đức Tốn: Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục.

Downloaded by ANH LE (bachvan14@gmail.com)