Đồ án đã cung cấp cho sinh viên kiến thức về nguyên lý, kết cau chi tiết máy cũng như quy trình tính toán, thiết kế các chỉ tiết may.. Đồ án bao gồm những nội dung cơ bản trong thiết kế
GIAM TOC
Xác định ứng suất cho phép
$ Theo bảng 6.2 TL [1] với thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB—180 350 ta có:
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB; = 245 và độ rắn bánh lớn HB; = 230 Khi đó, ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép lần lượt tương ứng với số chu kỳ cơ sở N0 N0 là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.
$ Số chu kì thay déi img suat tuong duong Theo công thire 6.5 TL [1]:
Với c=I là số lần ăn khớp của răng trên mỗi vòng quay Thời gian làm việc: 5 năm, 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 tiếng, I ngày làm 2 ca t =5.300.16$000 gio
Vi Nue1 > Nao do do Kuti = 1 va NH2 > NHo¿ do đó KHi2= Ì Như vậy theo công thức 6 la TL [1], sơ bộ xác định được:
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng côn răng thẳng nên
¢ Tính ứng suất uốn cho phép [=I
Ta co Nrr số chu ki thay đối ứng suất tương đương Ni =6Ôc
Theo bảng 6.4 TL [1] ta có mẹ = 6 š Tra — ÓŨc
Vi Neer > Nroi do d6 Kiri = 1 vàNgg; > Nro¿ do đó Kpi¿ L Theo 6.2a TL [1]: [
Với bộ truyền quay một chiều nên Kạc = 1 s[ ơ 11
SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập ĐỒ AN CHI TIET MAY
> Ung suat qua tai cho phép theo 6.13 va6.14 TL [1]:
2.3 Tính toán cấp nhanh: Bộ truyền bánh răng côn rang thang [
Bang 6.5 TL [1]: Za = 274 MPa!Ê — Hệ số kê đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp
+ Bảng 6.12 TL [1]: Zw = 1,76 - Hệ số kẻ đến hình dạng bề mặt tiếp xúc + Hệ số kê đến sự trùng khớp của răng:
Với hệ số trùng khớp ngang:
+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
Trong đó: Ku = 1 banh rang thang
Vận tốc vòng bánh răng: (m/s)
Theo bảng 6.13 TL [1] chọn cấp chính xác là 9
Do đó theo bảng 6.15 va 6.16 TL [1], ta được: và go = 73 Theo CT 6.42 TL [1]:
+ Với cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó gia công đạt độ nhám R„ = 10 40um, đo đó Z4 = l
+ đ, < 700 mm nên K„w = 1 Do đó: Mpa
Vậy : đảm bảo độ bền tiếp xúc f Kiểm nghiệm theo độ uốn:
Công thức kiêm nghiệm: ô _- Hệ số kế đến sự trựng khớp của răng Với:
ZvIZ42Vì sử dụng răng không dịch chỉnh nên hệ số địch chỉnh x=0
+ Bảng 6.7 TL [1], sơ đồ 5: K;„ = 1,045 + Bang rang thang: Kr =1
19 SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập ĐỒ AN CHI TIET MAY
Theo CT 6.47 TL [1], ta có:
Thay vao CT 6.46 TL [1], ta có:
+ Yx =1 hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng + Ys = 1,08 - 0,0695In(m) = 1 — hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất
+ K„z = 0,95 ( d, < 700 mm ) - hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn
< Dam bảo điều kiện uốn g Kiêm nghiệm răng về quá tải
Ka= 1 h Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thắng:
Khoảng cách trục aw = 176 mm
Chiều rộng vành răng by = 55,44mm
SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập 20 ia Modun vong trung binh: CT 6.55 TL [1] ia Moédun vong chia ngoai: CT 6.56 TL [1]
Theo bang 6.8 TL [1] chon tri s6 theo tiéu chuan: ấ Xác định lại môđun trung bình:
@ Số răng bánh lớn Z¿ = u¡.Z¡ = 4,1.26 = 106,6 Chon Z,= 107 rang
Tỉ số truyền thực: 5 tọ
Theo bang 6.2 TL [1], ta chọn hệ số dịch chỉnh: xị = 0; x¿= 0
Chiêêu dài côn ngoài: c.Ki uểnghi rệ răng vêê đ ộbêên tếp xúc:
Theo 6.58 TL [1]
bảng 6.5 TL [1]: ZM = 274 Mpa1/3 hệ số xét đên cơ tính vật liệu bánh răng Theo bảng 6.12 TL [1], với xt = x1 + a:ZH = 1,76 hệ số kể đên hình dạn tếp xúc
› kể đền sự trùng khớp của răng:
› trùng khớp ngang: theo CT 6.6 TL [1]:
BO AN CHI TIET MAY a Hé so tai trong khi tính về tiếp xúc:
+ hệ số kê đến sự phân bố không đều tải trọng vành răng
+ (bánh răng côn răng thắng) — hệ số kế đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp
& Vận tốc vòng (theo CT 6.62 TL [1]):
Theo bảng 6.13 TL[I] chọn cấp chính xác là 8 Theo CT 6.64 TL [1]:
Trong đó theo bang (6.15) va (6.16) TL[1] co: va Theo CT 6.63 TL [1]:
Trong do b = Kee.Re = 0,3.137,64= 41,3 mm
< Ky = 1,26.1,24=1,56 Vay á Ứng suất tiếp xúc cho phép:
+v=3,75 m/s < 5 m/s => Z„ = I hệ số ảnh hưởng của vận tốc vòng: chọn cấp chính tiếp xúc 7,
+ Ra=0,63 1,25 Vậy : đảm bảo độ bền tiếp xúc
4 O d Kiêm nghiệm răng về độ bên uôn: ie} tộ
DOO AN CHI TIEET MAY
Tra bang 6.21 TL [1]: banh rang thang
Với Trong đó theo bảng (6.15) va (6.16) TL[1] co:
;Uyra: Kẹp —=lT Do đó: Ker = 1,62.0,53.1= 0,86
# là hệ số kế đến độ nghiêng của răng, với răng thắng ẹi hệ sú kẻ đến sự trựng khớp của răng ẹủ Số răng tương đương: i Hệ số dạng răng: Tra bảng 6.18 TL
Suy ra: 33,27 Mpa < [ MPa Mpa < [ Mpa Ta thay ›
Như vậy độ bền uốn được đảm bảo e Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Theo CT 6.48 TL [1]: K„=1 š Đảm bảo điêu kiện qua tai £
2 lđẠo f.Bảng tóm tắt các thông sô bánh răng côn:
Chiêêu dài côn ngoài Môđun vòng ngoài Chiêêu dài vanh rang T $6 truyéén
wa oy ae v Re = 137,64 mm
Góc nghiêng của rằng Số bánh rằng
Am > aA mte = 2,5 mm b = 41,3 mm
H &õ d dh ch rỉh chiêêu cao A Đường kính chia ngoài um = =g z1&, z2 = 107 x1 =0; x2 = 0 de1 = 59,71 mm, de2 = 267,5
Chiéu cao rang ngoai he = 5,5mm
Chiộu cao dau rang ngoai hyer = 2,5 mm; h,.ằ = 2,5 mm Chiéu cao chan rang ngoai hee: = 3 mm; hes = 3 mm Đường kính đỉnh răng ngoài đ„:¡ = 64,4 mm; d,„; = 272,2 nm
SVTH: Nguyễễn Tấấn Lap s24 đo
2.4 Tinh toan cap cham: B6 truyén banh rang tru rang thang: a Tính sơ bộ khoảng cách trục:
Khoảng cách trục 6.15a + Bảng 6.5, Ka= 49,5 Mpa!°hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng + Bảng 6.6 = 0,315 (theo tiêu chuẩn) Ta có:
Bang 6.7 TL [1], so dé 5,
Xác định các thông số ăn khớp: ã Môdun: Theo 6.I7 TL [I]: m = (0,01 + 0,02)a„ = 2 ~ 4 Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậ băng môđun ở câp nhanh m = 3 mm
Chon z, = 26 rang + §6 rang bi dan z2 = u2.z1 = 3,5.26 =
Tỉ số truyền thực: Un = b Góc ăn khớp
Theo CT 6,27 TL [1] ——s c Khoảng cách trục thực tê: d Cỏc thụng số ch ờu c ọb ậruyờờn bỏnh răng trụ thẳng:
Chiêêu rộng báng rằng:bw = aw = 0,315.176 = 55,44 mm Đường kính vòng chia: d1 =m.z1 = 3.26 = 78 mm d2 =m.z2 = 3.91 = 273mm
SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập ® Duong kinh vong lăn: dwi = 2av/(um + 1) = 2.176/(3,5+1) = 78.22 mm dw2 = dwi.u = 78,22.3,5 = 273,77 mm ® Duong kinh đỉnh răng: dai = di + 2m = 7842.3 = 84 mm diz = dạt 2m = 273+2.3 = 279mm ® Đường kính vòng chân răng: dạ = d¡— 2,5m = 78 — 2,5.3 = 70,5 mm dạ = d;ạ— 2,5m = 273 — 2,5.3 = 265,5 mm ® Xác định các lực:
+ Luc hung tam: Fin = Fir.tg v = 1189,86 N = Fin Vol v =goc an khớp e Kiểm nghiệm răng về độ bên tiếp xúc:
Bang 6.12 TL [1]: Za = 1.76 — Hệ số kế đến hình dạng bề mặt tiếp xúc + Hệ số kê đến sự trùng khớp của
răng: Với hệ số trùng khớp ngang:
+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
Trong đó: Ku = 1 banh rang thang
Vận tốc vòng bánh răng: (m/s)
DOO AN CHI TIEET MAY
L [1] chon cap chính xác là 9 Do đó theo bảng 6.15 và 6.16 TL [1], ta được: và g0 = 73 Theo CT 6.42 TL [1]:
Vay KH = 1,05.1.1,07 = 1,12 40 ie} tộ ứ Ứng suất cho phộp:
+ Với cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó gia công đạt độ nhám R, = 10 40u do do Zr = 1
+ da< 700 mm nén Kyu = 1Do dé: Mpa Vậy : đảm bảo độ bền tiếp xúc f£ Kiểm nghiệm theo độ uốn:
- Hệ số kẻ đến sự trùng khớp của răng VỚI: ã SỐ răng tương đương:
Zyl Ly Vì sử dụng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x=0
Yr = 3,88, Yro= 3,6 ã Kệ= Kra„Krv Kry
+ Bảng 6.7 TL[1],sơ đồ5: Kz;„ = 1,045
BO AN CHI TIET MAY
Theo CT 6.47 TL [1], ta co:
Thay vao CT 6.46 TL [1], ta co:
+ Ya =l1 hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng
+ Ys = 1,08 - 0,0695ln(m) = 1 — hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứn suat ^ _Á z K 7 z z x 2 2 K
+ Ker = 0,95 (da < 700 mm ) — hé so xét dén kich thước bánh răng ảnh hưởng dén dé b uốn
Dam bao điều kiện uôn. g.Ki ẩnnghi & rang véé quá tải Kqt=1 h Các thông số cơ bản của bộ truyêên bánh răng trụ răng thẳng:
Khoảng cách trục Môđun aw = 176 mm m = 3mm
Chiêêu rộng vành răng T &6 truyêên bw = 55,44mm
Góc nghiêng của răng um =3,5
Hệ số dịch chính Đường kính vòng chia Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng Đường kính vòng lăn
Z, = 26; Z x, =0;x,=0 di = 78 mm; db = 273 mm d.1 = 84 mm; dj = 279 mm da = 70,5 mm; dp = 265,5 mm đ„¡ = 78,22 mm; dy = 273,77 mm
DOO AN CHI TIEET MAY
CHUNG 3.THIEE T KEE BO TRUYEON XICH
S6 vong quay truc dan n3 = 99,3 vg/ph
Tỷ số bộ truyền xích u„=2
Do điều kiện làm việc chịu tải va đập nhẹ và theo đề yêu cầu nên xích ống con lăn
3.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền Ứng với tỷ số truyền u.= 2 chọn sơ bộ số răng đĩa xích nhỏ Z¡& Do đó số răng đĩa 1 Z2 =u.Z¡ = 2.26 R < Zmax — 120
Theo CT 5.3 TL [1], cong suat tinh toan: P.= P.k.kz.ka k=
Theo CT 5.4 va bang 5.6 TL[I]: k = ko Ka kac ka-ke -kit Trong do: ky = 1 - hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền,ứng với đường tâm các đĩa xích làm với phương ngang Ì góc < 40° k, = 1 - hệ số kế đến khoảng cách trục và chiều dài xích_ với a = (30 ® 50)p ka, = 1 - hé ảnh hưởng của việc diéu chinh luc căng xích ( trục điều chính = l trong cá đĩa xích) ka = 1,3 - hệ số tải trọng động ứng với tải va đập nhẹ k, = 1,25 - hệ số kê đến chế độ làm việc của bộ truyền (làm việc 2 ca) kv: = 0,8 hệ số kế đến ảnh hưởng của bôi trơn (môi trường không có bụi, chất lượng btron L_ bang 5.7[1]) k = 1.1.1.1,3.1,25.0,8 = 1,3
DOO AN CHI TIEET MAY
Theo bang 5.5 TL[1], với n01P vg/ph, chọn bộ truyêên xích 1 dãy có bước xích p = 25,4 mmth & man diéé
Pt < [p] = 3,2 kW Đôêng thời theo bảng 5.8 TL [1], p < pmax 3.3 Tớnh toỏn cỏc thụng sụ c ọb druyộộn xớch:
Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = (30+50)p = 40.25,4 = 1016 mm Chọn a = 40p
Số mắt xích: theo CT 5.12 TL [1]:
Lõy mắt xớch chẵn ta chọn: *X.= 1ệề.:mắt xớch
Do đó khoảng cách trục a = 1020 mm 3.4 Kiểm nghiệm số lần va đập của xích trong l giây:
Voi [i] = 30 số lần va đập cho phép của xích trong một giây, bảng 5.9 TL[I]
3.5 Kiểm nghiệm xích về độ bền
== Theo bang 5.2 TL[]], tai trong pha hong Q = 56700 N; khối lượng 1 mét xích q=2,6 z kạ= 1,7 — tải trọng mở máy bằng 2 lần tải trọng danh nghĩa kg cs m/s es Luc vong: es Luc cang do lực ly tâm sinh ra:
BO AN CHI TIET MAY r - qv -00N 200) ~ œ Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:
F, = 9,81.k;.q.a = 9,81.6.2,6.1020 = 156096,72 N Với ky - hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích, khi xích nam ngang k; =6
Theo bang 5.10 TL [1] voi nP vg/ph nén [s] 7 Vậy s < [s] bộ truyền xích đảm bảo đủ bên
3.6 Đường kính đĩa xích Theo CT (Š.17) TLỊI | và bảng 13.4:
Với: 0,5025.15,8810,05 = 8,03 mm (xem bang 5.2 TL [1]) 3.7
BO AN CHI TIET MAY
3.7 Kiém nghiém độ bên tiếp xúc đĩa xích:
Trong đó: Z¡& =>k,= 0,41 - hệ số kế đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích
A= 180 mm? - bang 5.12 TL [1] - diện tích chiếu của bản lẻ ka = 1 (xich 1 day)- hé sé phan b6 tai trong khéng déu gitra cac day ky = 1,3 bang 5.6 TL[I] - hệ số tải trọng động
Lực va đập trén tai 1 xích (m=1) Theo 5.19 TL [1]:
Như vậy dùng thép 20X thắm cacbon đạt độ ran HRC60 sé dat duoc ung suat tiép xúc cho ph [ MPa =>, đảm bảo được độ bên tiếp xúc cho răng đĩa l
Tương tự Z2 = 52 => k = 0,24 => MPa < [, đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 2
3.1 Xác định lực tác dụng lên trục:
Trong đó : k„— hệ số kê đến trọng lượng của xích, k,=1,15 đối với bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 400
CHUONG 4: TINH TOAN THIET KE TRUC
Chọn vật liệu chế tạo cỏc trục là thộp 45 thường húa cộ 2?ằ = 600 MPa, d6 ran HB 70.21 ứng suật xoắn cho phép [à| = 15 30 MPa, lây trị sô nhỏ đôi với trục vào, trị sô lớt ôi với trụ của hộp giảm tôc
4.2 Xác định dường kính trục:
Theo CT 10.9, đường kính trục thứ k:
13 iS mm chọn d; = 20 mm - Truc II: T, = 127494,53 N.mm mm chọn d› = 30 mm
- Truc III: T3 = 432779,46 N.mm mm chon ds = 45 mm
4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Theo bảng 10.2 TL[I] ta xác định chiều rộng ô lăn: dị = 20 mm => bại = 15 mm d; = 30 mm => bạ; = l9 tan d3 = 45 mm => bos = 25 mm
Theo bảng 10.3 TL [I] ta có các thông số sau:
- _ Khoảng cách từ mặt mút của chỉ tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách g cac chi tiét quay: k, = 10
- Khoang cach ttr mat mut 6 dén thanh trong của hộp: k;ạ = 6 - Khoang cach tir mat mut cua chi tiét quay dén nap hép: k; = 15 - _ Chiều cao nắp ô và đầu bulông: h„ =
18 Chiều dài mayơ bánh răng côn nhỏ:
Tis = O,2 1,4)d) = (24 28) mm Chọn Imni3 = 26 mm
BO AN CHI TIET MAY
Chiều dài mayơ bánh răng côn lớn:
Chiéu dai mayo banh rang tru rang thang nho:
Tm22 = (1,2 1,5)do = (36 45) mm Chon Ino = 44 mm
Chiều dai mayo banh rang tru răng thắng lớn:
Chiều dài mayơ khớp nối:
Tan = lạua = (1,4 2,5)dì = (28 50) mm Chon Ima = 50 mm
Chiéu dai mayo dia xich:
> Truc I: ấ lạ —- lịa — kạ thạ= AS, W185 65,7 mm i 1), = (2,5 3)d: = (50 60).mm,.chon I), = 60 mm
Truc II: i122 = 0,5(IM22 + bO2) + k1 + k2 =0,5(44 + 19) + 10+ 6 = 47,5 mm i123 = 122 + 0,5(Im22 + b13) + k1 = 47,5 + 0,5(44 + 40cos(77)) + 10 = 78,88 mm
Khoảng cách giữa hai ổ lăn trên trục thứ II: t8 21 = lIm22 + Im23 + b02 + 3k1 + 2k2 = 44 + 78,88 + 19 +3.10 + 2.6 = 183,88 nm Truc III: i132 = 122 = 47,5mm i 133 = 131 + Ic33 = 183,88 + 75,5 = 259,38 mm
Với: Ic33 = 0,5(Im33 + b03) + k3 + hn = 0,5(60 + 25) + 15 + 18 = 75.5 mm
4.4Tri s6 cac luc chi tiét quay tác dụng lên trục: a Xác định các lực tác dụng: ® Lực tác dụng lên trục bánh răng côn răng thẳng:
Trong do: đại là đường kính trung bình của bánh nhỏ : là góc ăn khớp là gốc côn chia bánh nhỏ ® Lực tác dụng lên trục bánh răng thang:
Fa=N N Trong đó: dw: la duong kính vòng lăn của báng răng trụ 1là góc ăn khớp ® Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:
Với: N — lực vòng trên khớp nối Trong đó: D là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt (nối trục vòng đàn hồi) Tra bảng 16.10 [TL2] : D, = 90,38 mm ® Lực tác dụng từ bộ truyền xích:
F„xp15N b Xác định các phản lực và đường kính tại các đoạn trục:
> Các biêu dé momen: m Truc 1 Momen do lực dọc trục Fa gay ra:
DOO AN CHI TIEET MAY
DO AN CHI TIET MAY
So a lực và biêu đồ momen: R
SVTH: Nguyễễn Tấấn Lập m Trục 2 Momen do lực dọc trục F;; gây ra:
DOO AN CHI TIEET MAY