đồ án chi tiết máy tính toán chọn động cơ và lập bảng phân phối tỷ số truyền

Tính toán chọn động cơ và lập bảng phân phối tỷ số truyền1.1 Chọn động cơ: *Xác định công suất động cơ: Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết: Pđc≥Pct; với Pct Ƞbr1=0,96: hi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện:

1 Tính toán chọn động cơ và lập bảng phân phối tỷ số truyền

1.1 Chọn động cơ:

*Xác định công suất động cơ:

Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết: Pđc≥Pct; với Pct

Ƞbr1=0,96: hiệu suất của bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Ƞbr2=0,97: hiệu suất của bộ truyền bánh răng cấp chậm

Ƞol=0,99: hiệu suất của các ổ lăn (4 cặp ổ lăn)

Ƞx=0,93: hiệu suất của bộ truyền xích

Ta chọn hiệu suất nối trục bằng 1

Công suất cần thiết: P = ct

Từ đây, ta cần chọn động cơ có công suất lớn hơn 6,584 kW (1)

*Xác định số vòng quay sơ bộ

Chọn tỉ số truyền

Tỉ số truyền của hệ: uch=u uhgt x

Theo bảng 2.2, chọn sơ bộ u =4; u =10 Do đó: ux hgt ch=40

Số vòng quay làm việc của băng tải: n =60000 vòng/phútlv

Kiểu động cơ Công suất (kW) Vận tốc quay

(vg/ph)

Cos φ Ƞ (%) Tmax/Tdn T /TK dn

Số vòng quay sơ bộ của động cơ: n = nđc ct.uch= 84,03.40= 3361,2 vòng/phút (2)

Từ (1)&(2), theo bảng phụ lục ta chọn động cơ có thông số sau:

Tỉ số truyền thực lúc này là:

uch=

1.2 Phân phối tỉ số truyền

Chọn sơ bộ tỉ số truyền của hộp giảm tốc là: uhgt=10

Tra bảng 2.3 chọn u =3,58; u1 2=2,79

Tỉ số truyền cuối cùng của hộp giảm tốc: uhgt=3,58.2,79=9,9882

Sai số tỉ số truyền: Δ=

2 | P a g e

Tỉ số truyền bộ truyền xích: u =x

Mặc dù ta chọn động cơ bằng công suất đẳng trị nhưng khi tính toán cho bảng thông

số kỹ thuật, ta lại dùng động cơ làm việc tối đa, ở đây là 6,6 kW

2 Tính toán thiết kế bộ truyền động đai/xích

1 Chọn loại xích ống con lăn

2 Chọn số răng sơ bộ của đĩa xích dẫn:

Theo bảng 4.4 theo cột n 01= 400 vg/ph, ta chọn bước xích p c = 38,1 mm.

6 Theo bảng 4.2, số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích 38,1mm là = n th

500vg/ph, nên điều kiện n n ˂ th được thoả.

Theo bảng 4.6 với bước xích = 38,1mm ta chọn [i] = 14.p c

Kiểm tra xích theo hệ số an toàn:

1 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng:

Ta chọn vật liệu hai cấp của bánh răng như nhau thép C45 thường hoá Ta chọn như sau:

- Độ rắn bánh nhỏ là 350 HB

- Độ rắn bánh lớn là 300 HB

2 Ứng suất cho phép:

a Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Khi chưa có kích thước bộ truyền ra có thể tính sơ bộ:

trong đó: N : số chu kỳ làm việc tương đươngHE

NHO: số chu kỳ làm việc cơ sở

mHO: bậc của đường cong mỏi, có giá trị bằng 6

Số chu kỳ làm việc tương đương được xác định:

NHE = 60cnL với số chu kỳ làm việc Lh h=5.330.3.8=39600hSuy ra: N = 60.1.2922.39600 = 6942672000 chu kỳ.HE1

b Ứng suất uốn cho phép:

Giới hạn mỏi uốn, tương ứng với chu kỳ cơ sở NFO được chọn phụ thuộc vào độ rắn bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện:

Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn: Kt=1

Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng: KxH=1,023

Suy ra: [σH]=548,18

11 Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

Ứng suất uốn cho phép:

Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi: K =1 khi FC

3.2 Bộ truyền cấp chậm:

1 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng:

Ta chọn vật liệu hai cấp của bánh răng như nhau thép C45 thường hoá Ta chọn như sau:

- Độ rắn bánh nhỏ là 350 HB

- Độ rắn bánh lớn là 300 HB

2 Ứng suất cho phép:

a Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Suy ra: N = 60.1.816,20.39600 = 1939291200 chu kỳ.HE1

b Ứng suất uốn cho phép:

Giới hạn mỏi uốn, tương ứng với chu kỳ cơ sở NFO được chọn phụ thuộc vào độ rắn bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp nhiệt luyện:

Theo tiêu chuẩn chọn m=3mm

Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn: Kt=1

Hệ số ảnh hưởng của kích thước răng: KxH=1,022

Suy ra: [σH]=548,18

9 | P a g e

11 Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

Ứng suất uốn cho phép:

Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay hai chiều đến độ bền mỏi: K =1 khi FC

Vậy độ bền uốn được thoả

3.3 Kiểm tra điều kiện bôi trơn ngâm dầu:

Bánh răng được ngâm trong dầu với chiều sâu ngâm dầu (0,75 ~ 2)h với h –chiều cao răng nhưng không nhỏ hơn 10mm làm mức dầu cao nhất Lấy chiều sâungâm dầu bằng bán kính răng cấp nhanh làm mức dầu cao nhất

4 Tính toán thiết kế trục và then

Theo kết quả từ Mdsolids, ta có:

Theo tiêu chuẩn chọn dE=dC=30mm (lắp then)

Theo tiêu chuẩn: dA=d =25mmB

Cơ cấu trục II:

18 | P a g e

Theo tiêu chuẩn chon dD=50mm

Cơ cấu trục III:

2 Kiểm nghiệm trục:

σ =σ ]d d

τ =τ ]c c

Trong đó [σ ]= 100MPa ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5/178 tài liệu 1 cho phép lớnd

hơn giá trị cho phép 5%

Và τ ]= 40…60 MPa là ứng suất cắt cho phépc

l =(0,8…0,9)lt m

Bảng kiểm nghiệm then:

Tiết diện dtrục lt bxh t1,mm T,Nmm σd,MPa τc,MPaTrục

2 36,93 9,23

19 | P a g e

Vậy tất cả các mối ghép đều đảm bảo yêu cầu về độ bèn dập và độ bền cắt.

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:

Vật liệu trục: thép C45, tôi cải thiện

σ =850MPab

Với: σ =0,4 σ-1 b=340MPa

τ-1=0,233 σb=187,32MPa

Hệ số xét đến ảnh hưởng tập trung tải trọng:

Tra bảng 10.9/413 tài liệu 2 với σ =850MPa, ta có: K =2,255; Kb σ τ=1,95

Hệ số tăng bền bề mặt: β=1,7 tra bảng 10.5/411 tài liệu 2 ứng với trường hợp phun bi.Tra bảng 10.7/197 tài liệu 1 ta chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình:

ψσ=0,1; ψτ=0,05

Tiết diện nguy hiểm nhất:

Trục I: tiết diện D (lắp bánh răng)

Trục II: tiết diện D (lắp bánh răng)

Trục III: tiết diện D (lắp bánh răng)

Momen cản uốn W đối với trục có 1 then: W=

Momen cản xoắn W đối với trục có 1 then: W =0

Bảng số liệu:

Tiết diện dtrục b×h t1 W(mm3) W0(mm )3Trục I D 25 8×7 4 969,50 2785,72

Theo bảng 10.4/411 tài liệu 2 ta có bảng số liệu:

Bảng kiểm nghiệm hệ số an toàn:

20 | P a g e

kính

Trục I D 25 0,91 0,89 61,83 4,65 3,77 30,09 3,74Trục II D 35 0,88 0,81 72,92 5,67 3,09 22,53 3,06Trục III D 50 0,81 0,76 44,96 5,21 4,62 23,06 4,53Vậy các tiết diện nguy hiểm trên cả 3 trục đều đảm bảo an toàn về mỏi: s≥[s]=1,5÷2,5Kiểm nghiệm nối trục đàn hồi:

Theo bảng phụ lục 11.6b/424 tài liệu 4 với T=25930,8Nmm

Ta chọn: D =58mm, l =15mm, l =22mm, l =15mm, z=4, l =19mm, d0 1 2 0 c c=10mmĐiều kiện bền dập của trục đàn hồi:

σ =[σ ]=3MPad d

Vậy điều kiện bền dập của vòng đàn hồi được thoả

σ =≤[σ ]=60÷80MPaF F

Vậy điều kiện bền của chốt được thoả

5 Tính toán lựa chọn ổ lăn

Ta chon ổ theo ổ lăn A vì tải trọng tác dụng lớn hơn

Vì 2 lực F triệt tiêu nhau nên ta chọn: X=1; Y=0a

Tải trọng quy ước:

21 | P a g e

Q=VFRAK Kσ t

Với: V=1 ứng với vòng trong quay

Kt=1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ của ổ

Kσ=1,3 hệ số ảnh hưởng đến đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ

6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:

Tải trọng tĩnh quy ước Q được xác định:0

Chọn 1 trong 2 giá trị lớn nhất sau đây:

Theo bảng 11.6 đối với ổ bi đỡ: X =0,6; Y0 0=0,5

Q0=X0FRA+Y F =0,6.862,18+0,5.0=517,308N0 a2

Q0=F =862,18NRA

 Ta thấy Q =862,18N < C =15100N, do đó ổ được chọn thoả điều kiện bền tĩnh.0 0

7 Xác định vòng quay tới hạn của ổ:

Ta có: [Dpwn].10-5=4,5 tra bảng 11.7 khi bôi trơn bằng mỡ

307 35 80 21 2,5 14,29 26,2 17,90

Vì 2 lực F triệt tiêu nhau nên ta chọn X=1; Y=0.a

Tải trọng quy ước:

Q=VFRAK Kσ t

Với: V=1 ứng với vòng trong quay

Kt=1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ của ổ

Kσ=1,3 hệ số ảnh hưởng đến đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ

6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:

Tải trọng tĩnh quy ước Q được xác định:0

Chọn 1 trong 2 giá trị lớn nhất sau đây:

Theo bảng 11.6 đối với ổ đũa côn: X =0,6; Y0 0=0,5

Q0=X0FRA+Y F =0,6.1960,6=1176,36N0 a2

Q0=F =1960,6NRA

 Ta thấy Q =1960,6N < C =17900N, do đó ổ được chọn thoả điều kiện bền tĩnh.0 0

7 Xác định vòng quay tới hạn của ổ:

Ta có: [Dpwn].10-5=4,5 tra bảng 11.7 khi bôi trơn bằng mỡ

Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B:

Ta chon ổ theo ổ lăn A vì tải trọng tác dụng lớn hơn

Tải trọng quy ước:

Q=VFRAK Kσ t

Với: V=1 ứng với vòng trong quay

Kσ=1 hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ của ổ

Kt=1,3 hệ số ảnh hưởng đến đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ

6 Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ:

Tải trọng tĩnh quy ước Q được xác định:0

Chọn 1 trong 2 giá trị lớn nhất sau đây:

Theo bảng 11.6 đối với ổ đũa trụ ngắn đỡ: X =0,6; Y0 0=0,5

Q0=X0FRA+Y F =0,6.862,18+0,5.431,36=826,22N0 a2

Q0=F =9289,12NRA

 Ta thấy Q =9289,12N < C =62800N, do đó ổ được chọn thoả điều kiện bền 0 0

tĩnh

7 Xác định vòng quay tới hạn của ổ:

Ta có: [Dpwn].10-5=3,5 tra bảng 11.7 khi bôi trơn bằng mỡ

với D =pw

24 | P a g e

 ngh= > n=292,55 vg/ph

Do đó ổ được chọn thoả số vòng quay tới hạn

6 Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc

I Thiếp kế khớp nối:

- Với T =236375,2 Nmm, theo bảng 16-10a/68 và 16-10b/69 TLTK 1, ta chọn 3

nối trục có các thông số chính sau: D =105mm, l =34mm, l =15mm, l0 1 2 o=l +1

+=41,5mm, l =28, z=6, d3 c=14mm

- Điều kiện bền dập của vòng đàn hồi:

σd= σ ], với k=1,2÷1,5; tra bảng 16-1/58 TLTK 1 Chọn k=1,2.d

 Vậy điều kiện bền dập của vòng được thoả mãn

- Điều kiện bền của chốt:

o σu=≤[ σ ]u

 Vậy điều kiện bền của chốt được thoả

II Thiết kế vỏ hộp:

1 Yêu cầu:

- Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và các

bộ phận của máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựngdầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi

- Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là khối lượng nhỏ và độ cứng cao

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

- Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua các trục để lắp các chi tiết thuận tiện và dễ dàng hơn

- Bề mặt lắp nắp và thân được cạo sạch hoặc mài, để lắp sít, khi lắp có một lớp sơn mỏng hoặc sơn đặc biệt

- Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng về phía lỗ dầu với tốc độ khoảng 1 và ngay tại 0

chỗ tháo dầu lõm xuống

2 Xác định kích thước của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc:

g Khe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng và thành trong hộp:

-3 Nắp quan sát (cửa thăm):

- Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào hộp,trên đỉnh hộp có làm cửa thăm Cửa thăm được đậy bằng nắp Trên nắp có lắp thêm nút thông hơi Theo bảng 18-5/92 TLTK 1, ta chọn các thông số kích thước của cửa thăm như sau:

-27 | P a g e

-5 Nút tháo dầu:

- Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn (do bụi bặm và

da hạt mài) 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 bịt kín bằng nút tháo dầu

-6 Que thăm dầu:

- Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu

và kích thước như sau:

-8 Bảng dung sai lắp ghép

29 | P a g e

- Dựa vào kết cấu và yêu cầu làm việc, chế độ tải của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau:

1 Dung sai và lắp ghép bánh răng trên trục:

- Chịu tải vừa, va đập nhẹ và mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, ta chọn kiểu lắp trung H7/k6

2 Dung sai và lắp ghép ổ lăn:

- Vòng trong ổ lăn chịu tải tuần hoàn, ta lắp ghép theo hệ thống trục lắp trung gian để vòng ổ không trơn trượt trên bề mặt khi làm việc Do đó, ta phải chọn mối lắp k6, lắp trung gian có độ dôi, tạo điều kiện mòn đều ổ (trong quá trình làm việc nó sẽ quay làm mòn đều)

- Vòng ngoài của ổ lăn không quay nên chịu tải cục bộ, ta lắp theo hệ thống lỗ

Để ổ có thể di chuyển dọc trục khi nhiệt độ tăng trong quá trình làm việc, ta chọn kiểu lắp trung gian H7

3 Dung sai khi lắp ghép vòng chắn dầu trên trục:

- Để dễ dàng cho việc tháo lắp, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/Js6

4 Dung sai lắp ghép vòng lò xo (bạc chắn) trên trục:

- Vì bạc chắn chỉ có tác dụng chắn các chí tiết trên trục, ta chọn chế độ lắp có độ

hở H8/h7

5 Dung sai lắp then trên trục:

- Theo chiều rộng, ta chọn kiểu lắp trên trục là E9/h8

Kiểm nghiệm điều kiện bền dập và bền cắt đối với then bằng

Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép về độ bền dập và độ bền cắt theo:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

2 Bài tập chi tiết máy – Nguyễn Hữu Lộc

3 Tính toán thiết kế hệ dân động cơ khí Tập 1 – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển

4 Tính toán thiết kế hệ dân động cơ khí Tập 2 – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển

31 | P a g e