Hướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy_ pham hung thang.pdfHướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy_ pham hung thang.pdfHướng dẫn thiết kế đồ án chi tiết máy_ pham hung thang.pdf
THIẾT KẾ CƠ KHÍ THỦY SẢN I CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
II 83 DO TRUYEN DONG
Nhìn theo A đưới buồng máy (đã xoay 909}
Hình 1a: 1 Động cơ đi cden
3 Li hop 4 Bộ truyền xích 5 Hộp số chính 6 Khớp nỗi
8 Tay gat li hop 9 Phanh bang 10 Tang thanh cao 11 Cơ cầu xếp đặt cáp
12 Hộp số cơ cầu gạt cấp 13 Gối đỡ trục tài 7 Li hop vau 14 Tang ma sắt đơn
TRUYỀN DẪN
CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG HỘP GIẢM TỐC
Hệ thống truyền dẫn có thể bao gồm hộp giảm tốc, các bộ truyền bánh răng hở, bộ truyền động xích và truyền động đai, trong đó hộp giảm tốc là cụm chỉ tiết quan trọng và cơ bản nhất Theo đề bài thiết kế các bộ truyền ngoài hộp thường được cho trước lược đồ Lược đồ động hộp giảm tốc là đối tượng cần xác định và thiết kế hộp giảm tốc cũng là nội dung cơ bản nhất của thiết kế đồ án môn học chỉ tiết máy
Hộp giảm tốc là hệ cơ cấu gồm các bộ truyền bánh răng hay trục vít - bánh vít tạo thành một tổ hợp biệt lập có nhiệm vụ giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến cơ cấu công tác :
Hộp giảm tốc có ưu điểm : hiệu suất cao, tuổi thọ lớn, làm việc chắc chắn, sử dụng đơn giản và có khả năng truyền công suất ở các chế độ tốc độ khác nhau
Hộp giảm tốc rất đa dạng, chúng thường được phân loại theo những đặc điểm chủ yếu
- Theo loại hình các bộ truyền sẽ có hộp giảm tốc bánh răng trụ, hộp giảm tốc bánh: răng nón, hộp giảm tốc trục vít - bánh vít, hộp giảm tốc bánh răng trục vít và hộp giảm tốc bánh răng - hành tỉnh hoặc vi sai
- Theo cấp truyền động có hộp giảm tốc l cấp, 2 cấp, 3 cấp hoặc 4 cấp truyền động
Dưới đây là đặc tính của một số loại hộp giảm tốc cơ bản và thông dụng trong ngành cơ khí.
NHỮNG LOẠI HỘP GIẢM TỐC CƠ BẢN
1) Hộp giảm tốc bánh răng trụ Í cấp
Lược đồ động hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp nằm ngang (hình 2) và thẳng đứng (hinh 3) Các bánh răng trong hộp có thể là bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng hoặc bánh răng chứ V Vỏ hộp có thể đúc bằng gang hoặc hàn từ thép tấm, trên trục có thể lắp ổ lan hay ổ trượt
Tỉ số truyền động của hộp có thể lấy ¡ 3 m/s Kg = 1,1 + 1,3 - Van tốc vòng của bánh vít
6.104 6.104 Dựa theo giá trị Vạ chọn cấp chính xác chế tạo bộ truyền
Kiểm nghiệm điều kiện bèn uốn của răng bánh vít Sức bèn uốn của răng bánh vít được kiểm tra theo công thức
Trong đó hệ số dạng răng y được tra theo bảng (36, 42) phụ thuộc vào số răng tương đương z¿4 = Z cos” A Các thông số còn lại trong công thức đều đã được giải thích.
Kiểm nghiệm sức bền quá tải của răng bánh vít
Sức bền quá tải của bộ truyền được kiểm nghiệm theo công thức : xạ = đ VRqt £ [dua (6.12) ỉuạt = ỉu lạc 5 [ouge] - (6.18)
51200 ÍZe+1) KN; tx “ng A nạ (6.14) còn ơ„ được xác định theo công thức (6.11) giá trị f được xác định tương tự như ở tính bộ truyền bánh răng (mục 10, §2 chương ð)
9) Xác định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền Các thông số hình học chính của bộ truyền được xác định theo các công thức ghỉ trong bảng (43)
Lực tác dụng trong bộ truyền trục vít - bánh vit được xác định theo ba thành phần : _ Lực vòng P, lực đọc Pạ và lực hướng tâm P›, chúng được xác định theo công thức :
Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng của thân trục vít Bộ truyền chỉ có thể làm việc bình thường khi trục vít đủ sức bền và độ cứng Kích
a) Kiểm nghiệm sức bền thân trục uữ
Sức bên thân trục vít được kiểm nghiệm về hệ số an toàn, do trục vít là một trục “ik: biệt nên phương pháp kiểm nghiệm có thể dùng phương pháp tính toán đối với trục (trrnh hày ở chương VII) Khi tính toán có thể lấy Kơ = 2,3 + 2,5, Kr = 1,7 + 1,9, trị số lớn được chọn cho trục vít được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc thép tôi b) Kiểm nghiệm thân trục uữ uề độ cứng Thân trục vít được kiểm nghiệm về độ cứng theo điều kiện y = ly] = (0,005 + 0,01)m
Trong đó m - môđun ăn khớp của trục vít
- Trục vít quay 2 chiều và được bố trí 2 ổ đỡ chặn đối xứng ở 2 đầu trục
- Trục vít quay 1 chiều sẽ được lắp trên ổ lăn đỡ và ổ lăn đỡ chặn
Trong đó E - médun dan hồi vật liệu chế tạo trục vít Ì - khoảng cách giữa 2 gối tựa của trục vít J - mémen quán tính tương đương của tiết diện thân trục vít
J=— Di (0,375 + 0,625!) 6 7 Da (mm®) (6.20) Đại, Dị) - đường kính vòng đỉnh và vòng chân ren trục vít
THIET KE TRUC
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ TRỤC
Trong thiết kế trục các thông số cần biết là : Công dụng, điều kiện làm việc và tải trọng tác dụng lên trục Để xác định các kích thước chủ yếu của trục có thể tiến hành theo các bước với các nội dung cụ thể sau.
CHON VAT LIEU TRUC
Trục thường được chế tạo bằng thép các bon hoặc thép hợp kim Trục của các máy không yêu cầu hạn chế kích thước, khối lượng có thể dùng thép CT51 không nhiệt luyện Trục của máy chịu tải lớn, quan trọng có thể dùng thép C45 hoặc 40g có nhiệt luyện Trục làm việc cùng ổ trượt quay nhanh nên chế tạo bằng thép C20 hoặc 20Cg, ngõng trục thấm than rồi tôi để tăng tính chống mòn Cơ tính một số loại thép chế tạo trục thông dụng được ghi trên báng 29.
TÍNH SƠ BỘ TRỤC
Do chưa rõ các kích thước của trục (độ dài các đoạn trục và đường kính của nó) và chỉ biết được giá trị mômen xoắn cần truyền trên trục nên trong bước này ta xác định sơ bộ đường kính trục theo mômen xoắn
Giá trị đường kính trục sơ bộ được xác định theo công thức : du> 3J_ sb 02 nạ M 1x _— (7.1) hoặc — dạp > ot ơ—— N (7.2)
Trong đó = N - công suất truyền (KW)
Mx - mômen xoắn truyền trên trục (N.mm) n - số vòng quay của trục (v/phút)
C - hệ số tính toán [r„] - ứng suất xoắn cho phép (N/mm?)
Nếu trục chế tạo bằng thép C35, C40, C4õ hoặc CTð1, CT61 khi tính trục vào hộp giảm vốc và trục chuyền chung có thể lấy :
Các loại trục khác có thể chọn
Giá trị đường kính trục sơ bộ cũng có thể được chon theo kinh nghiệm như sau :
Trục vào hộp giảm tốc dg, = (0,8 + 1,2) da,
Trong đó đạc - đường kính trục động cơ điện A - khoảng cách trục của bộ truyền bánh răng có bánh răng lắp trên trục Đối với trục ở lắp ổ lăn, giá trị dạ, nên chọn tăng để có số đơn vị là 0 hoặc 5 (trừ trục có dạ, 30 N/mm? gid trj tra theo bang 63
Trong trường hợp p < 30 N/mm’, giá tri E> được xác định bằng giá trị Ea tra trong bảng 63 nhân thêm với hệ số £
- Trị số +— có thể xác định theo công thức : or Ky =1+ 0,6 Ky T1 p = 20 N/mm? p = 30 N/mm? é = 0,94 ÿ =1
- In] hệ số an toàn cho phép của trục, trong điều kiện làm việc bình thường có thể chọn
[n] = 1,5 + định theo phương pháp hệ số thành phan [1, 2, 7}
Giá trị hệ số kích thước eơ và er
2,5 Khi cần tăng độ cứng có thể chọn [n] = 2,5 + 3,0 Ngoài ra [n] còn được xác
Bảng 57 Đường kính trục d (mm)
15/18|18/20 20/25 |25/30|30/35 35/40)40/45 |45/50 50/60 60/70 70/80 cơ của thép các bon 0,93 10,92 0,89 |0,88 |0,86 0,85 |0,83 |0,82 0,78 |0,76 |0,74 er của tất cả các loại thếp và cợ của thép hợp kim có độ bền cao 0,85 |0,83 0,80 |0,77 |0,75 0,73 |0,71 |0,70 0,67 |0,65 | 0,62 Đường kính trụ cd (mm)
170 eqx của thép các bon 0,72 10,70 0,69 |0,68 |0,67 0,66 |0,65 |0,64 0,63 |0,62 | 0,61 er cla tht cả các loại thép và sợ,của thép hợp kim có độ bền cao 0,60 |0,ã9 0,57 |0,B6 |0,BB 0,54 10,53 |0,53 0,52 10,52 | 0,52
Giỏ trị hệ số tăng bốn ỉ cỏc bố mặt trục Bảng 58
Phương pháp tăng bền bé mặt Giới hạn bền trong lõi ơp
Trục nhấn Trục tập trung ứng suất ít Kg = 1,5
Truc tap trung ứng suất nhiều Kz= 18+ 2
Tôi bàng dòng điện cao tần (1) 600 + 800
(1) - Đối trục cú đường kớnh lớn lấy ỉ nhỏ hơn (2) - Trị số nhỏ dùng cho trục có chiều dày thấm nitơ 0,01 đ, Trị số lớn - chiều dày thấm nitơ (0,03 + 0,04)d
(3) - Trị số nhỏ dùng khi vận tốc phun bị nhỏ
Hệ số tập trung ứng suất thực tế tại rãnh then y EA ey
Tai trong Gidi han ben kéo (N/mm?)
Hệ số tập trung ứng suất tại lỗ xuyên qua trục
Hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ rãnh vòng của trục st fe I i jy
Bang 61 thi uốn K„ Khi xoắn Ky
Tỷ số Giới hạn bền kéo (N/mm2) _ Tỷ số Giới hạn bền kéo (N/mm?)
™ | 0,02 | 1,85 | 1,95 | 2,1 | 2,25 2,35 sư 0,04 | 1,8 |1,85 | 20 | 21 | 22 v |0,06 |1,75 | 1,8 | 1,9 | 1,95 2,0 ol - ; ; - o [208 | 47 11,75 | 1,8 | 1,9 | 1,95 0,02 |1,37 | 1,41 | 1,5 | 1,59 | 1,64 0:10) 1,65 | 1,7 | 1,75 | 1,8 | 1,85 J j0,04 |1,35 | 1,38 |1,47 | +55 1,62 O15 1,55 | 1,57 | 1,6 551 lí | ụ 0,06 132 1.37 1⁄46 1,52 1,59 wo | 9 [205 | 2,2 |2,36 |2,52 | 2,62 al~toos |127 11,32 | 141 15 | 155
Hệ số tập trung ứng suất thực tế ở chỗ cung lượn của trục
2i pử số r Khi uốn Kơ - Khí xoắn Kz ala Giới hạn bèn kéo (W/mm”) —- ð00 | 600 | 700 | 800 | 900 |21000/< 760 | 800 | 900 |21000 0 {2382 1/25 |a7 | - - - |1,ð2 |1/68# | 1,72 | 1,83 0,02 | 1,84 | 1,96 | 2,08 | 22 | 2,35 | 2,5 | 1,36 | 1,41 | 1,45 | 1,5 0,04 | 1,6 | 1,66 | 1,69 | 1,75 | 1,81 | 1,87 | 1,24 | 1,27 | 1,29 | 1,32
3) Kiểm nghiệm trục về quá tải Điều kiện bền quá tải của trục đạt = Vor + 31% S [og] = 0,80,4 Trong 46 ouge, Tgt la ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết điện nguy hiểm của trục ứng với mômen truyền động là Mgt = Kgt-M Gid tri K được xác định như trong kiểm tra quá tải của bộ truyền bánh răng
4) Kiểm nghiệm trục về độ cứng ˆ Kiểm nghiệm về độ cứng thường chỉ tiến hành đối với các trục có hệ số an toàn n 500 mm)
Vì không có ổ lăn tiêu chuẩn d > B00 mm, trong trường hợp này phải tự thiết kế và chế tạo ổ lăn nên giá thành sẽ rất đắt
4 Trục cần dùng 6 ghép để dễ tháo lắp (như ở trục khuỷu) ð Trục chịư tải trọng va đập và dao động : Trong trường hợp này ổ trượt làm việc tốt nhờ khả năng giảm chấn của màng đâu bôi trơn
6 Khi ổ phải làm việc trong những điều kiện đặc biệt (như trong nước, trong môi trường ăn mòn ) có thể chế tạo lót ổ trượt bằng các vật liệu như cao gu, gỗ, chất dẻo phù hợp với môi trường làm việc `
7 Trong các cơ cấu làm việc ở vận tốc thấp và không quan trọng
Thiết kế ổ trượt có thể tiến hành theo các bước sau :
I CHON VAT LIEU LOT 6 VA KET CAU 6
Chọn hợp lý vật liệu lót ổ có ảnh hưởng quyết định đến khả năng làm việc của ổ trượt
Vật liệu lót ổ cần thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau : - Hệ số ma sát giữa trục và lót 6 thấp
- Đủ sức bền -và khả năng chống mòn, đính
- Dễ tạo màng đầu bôi trơn và tỏa nhiệt tốt
Chọn hợp lý vật liệu lót ổ là kết quả của sự phối hợp hài hòa giữa những đặc tính của vật liệu lót ổ và điều kiện làm việc cụ thể của ổ Sau đây là đặc tính một số vật liệu lót ổ thông dụng trên thực tế, những dẫn liệu này giúp người thiết kế có cơ sở chọn đúng vật liệu lót ổ cho thiết kế 6 trượt ộ
1) Babit Babit là hợp kim có thành phần chủ yếu là thiếc hoặc chì, tạo thành một nền mềm có xen các hạt rắn antimon, niken hoặc cadimi Ba bít là loại vật liệu giảm ma sát, giảm mòn và chống dính tốt Do cơ tinh thap (7,4 =~ 80 + 90 N/mm?) nên ba bít chỉ dùng để tráng một lớp mỏng khoảng vài phần mười mm trên ict 6 có độ bền cao như đồng thanh, thép hoặc gang
Khi ổ làm việc với chế độ tải trọng và vận tốc trung bình dùng babít chì không chứa thiếc (BK)
Trong trường hợp ổ làm việc với chế độ nhẹ có thể dùng babít BC là loại rẻ tiền nhất, Khi cần nâng cao độ bền mỏi của ổ và tiết kiệm thiếc (đắt tiền) có thể dùng babít chì - thiếc - antimon hoặc babít chì thiếc (B16, BH) thay cho babít nhiều thiếc
Khi áp suất và vận tốc cao, tải trọng thay đối thường dùng đồng thanh chi (Bp C 30)
Trong điều kiện áp suất Cao, tốc độ trung bình có thể dùng đồng thanh thiếc BpO®10-1, BpO®10-10 Ở chế độ làm việc bình thường có thể đùng đồng thanh thiếc chì kẽm
3) Gang xám (GX) thường dùng đối với các trục quay chậm (V