đồ án về chi tiết máy

Đồ án môn học Chi Tiết Máy TRNG CAO NG CễNG NGHIP NAM NH Bộ môn cơ sở thiết kế máy Đồ án môn học chi tiết máy *** Đề số:13 Thiết kế hệ dẫn động băng tải T2 T1 Tmm tck t2 t1 tmm O t T(N.mm) X Z Y O V F III II I 3 4 5 1 2 1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Xích tải 2. Nối trục đàn hồi 4. Bộ truyền xích Số liệu cho tr ớc: 1. Lực kéo băng tải: F=9000 (N) 2. Vận tốc băng tải: v=0.45 (m/s) 3. Đờng kính tang D=320(mm) 4. Thời hạn phục vụ: l h =22.000 (h) 5. Số ca làm việc: soca= 1 6. Góc nghiêng đờng nối tâm bộ truyền ngoài: 8. Đặc tính làm việc: va đập nhẹ Khối l ợng thiết kế: 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 0 1 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A 3 1 bản thuyết minh V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 1 T mm = 1,3T 1 T 2 = 0,8T 1 t 1 = 5 (h) t 2 = 2 (h) t ck = 8 (h) t mm =3s Đồ án môn học Chi Tiết Máy Sinh viên thiết kế : Trần Đại Phong Gáo viên hớng dẫn: Hoàng Văn Ngọc Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 1.1 Tính toán động học Công suất làm việc trên trục công tác là: 1000 F.v P lv = Trong đó: F: lực kéo băng tải (N) ; v: vận tốc băng tải (m/s) Thay số: 4,05(kw) 1000 9000.0,45 P lv == Do băng tải làm việc tải trọng thay đổi nên ta có công suất tơng đơng : = ck i 2 1 i lvtd t t T T PP thay số ta có ( ) 3.89.1 8 3 8 5 .0.84.05.P 2 2 td =+= Công suất cần thiết của động cơ là : td ct P P = (1) = 1 . 2 . 3 = k . 3 ol . 2 br . x . ol Trong đó k : hiệu suất nối trục di động, ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn ( do có 3 cặp ổ lăn), br : hiệu suất 1 cặp bánh răng trong hộp giảm tốc ( do có 2 cặp bánh răng), x : hiệu suất truyền động xích. Tra bảng 2.3 ta đợc: k : = 0,99 ol : = 0,99 br : = 0,97 x : = 0,95 = 0,99.0,99 3 .0,96 2 .0,95.0,9 = 0,85 thay vào công thức (1) ta có : 4,58(kw) 0,85 3,89 P ct == * Tính số vòng động cơ : h)26,87(vg/p 3,14.320 4560.1000.0, .D 60.1000.v n lv === Ta có : sblvsb .unn = Với ngoaihopsb .uuu = : với bộ truyền trong là bánh răng trụ 2 cấp và bộ truyền ngoài là bộ truyền xích ta chọn : u ngoai =3 ; u trong =20. Suy ra n sb =20.3.26,87= 1474(vòng/phút). V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 2 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Theo bảng P1.1 phụ lục với = = phvn KwP sb ct /1474 58,4 ta chọn động cơ K123M4 có các thông số nh sau: P dn =5,5(Kw) n đc =1445(v/ph) D=32(mm) 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tính tỷ số truyền của hệ ct dc n n u = Nh trên ta có: )/(1445 phvgn dc = )/(87,26 phvgn ct = 03,53 57,24 1445 == u chọn trớc 3u ng = suy ra 17,92 3 53,78 u u u ng h === Phân phối tỷ số truyền cho các cấp trong hộp: 2 .uuu 1h = với hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh chọn = = 2.3 6.5 2 1 u u 1.3 Tính toán các thông số và điền vào bảng với )(05,4 kwP lv = 4,48(kw) 0,97.0,99 4,30 . P P 4,30(kw) 0,99.0,97 4,13 . P P 4,13(kw) 0,990,99.0,95. 4,05 P P olbr 2 1 olbr 3 2 olxol lv 3 === === === )(03,5 99,0 98,4 1 kw P P k dc === Tốc độ các trục )/(27 2.3 86 )/(86 6.5 482 )/(482 3 1445 3 2 2 3 1 1 2 phvg u n n phvg u n n phvg u n n x ct == == === * Momen xoắn trên các trục V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 3 §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y (N.mm)4607961 27 4,13 .9,55.10T m)477500(N.m 86 4,30 .9,55.10T )88763(N.mm 482 4,48 .9,55.10T n P .9,55.10T 6 3 6 2 6 1 i i 6 i == == ==⇒ = Trôc §éng c¬ I II III C«ng t¸c P(kw) 5,5= dc P 4,48 4,30 4,13 TS truyÒn 0.3 1 =u 6.5 2 =u 2.3 3 =u N(vg/ph) 1445 482 1 =n 86 2 =n 27 3 =n T(mm) 88763 1 =T 477500 2 =T 1460796 3 =T Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 4 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Phần II Thiết kế các bộ truyền 2.1 Tính toán bộ truyền cấp nhanh: (Bánh trụ răng nghiêng, tính cho hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh). 2.1.1 Chọn vật liệu - Do công suất truyền tải không lớn lắm, không có yêu cầu đặc biệt gì về vật liệu, để thống nhất trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp nh nhau : cụ thể chọn thép 45 tôi cải thiện, phôi rèn. Đồng thời để tăng khả năng chạy mòn của răng, nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 ữ15 đơn vị HBHH )1510( 21 ữ+ Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độn rắn HB 1 = 245. )(580 )(850 1 1 MPA MPA ch b = = Bánh lớn : HB 2 = 230 )(450 )(750 2 2 MPA MPA ch b = = 2.1.2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép, với bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm . [ ] [ ] FLFCXHSR F HLim F HLXHvr H H KKKYY S KKZZ S 0 0 0 = = Trong đó : r Z : hệ số xét đến độ nhẵn của mặt răng làm việc, v Z : hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng, XH K : hệ số xét đến ảnh hởng của kích thớc bánh răng, R Y : hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng, S Y : hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất, XF K : hệ số xét đến kích thớc bánh răng ảnh hởng đến độ bền uốn. Trong bớc tính thiết kế sơ bộ lấy 1 = XHVR KZZ và 1 = XFSR KYY Do đó: [ ] H HL o HH S K . lim = [ ] F FL FC o FLimF S K K = V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 5 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Trong đó: o HLim và o FLim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở, FH SS , : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn, FC K : Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải, FLHL KK , : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền. * Với bánh nhỏ: Theo bảng 6.2 ta có: )(56070245.2702 1 MPAHB o LimH =+=+= 1,1 1 = H S H m HE HO HL N N K 1 1 = H m bậc của đờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc 6= H m (vì 350245 1 =HB ) 1 HO N số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc 4,2 11 30 HBHO HN = với HB H Với độ rắn Brinen 74,2 10.6,1245.30 1 == HO N 1 HE N số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng ii Max i HE tn T T cN 60 3 1 = Trong đó: c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, n: số vòng quay trong một phút, t: tổng số giờ làm việc. 7 33 10.5,12 8 3 .8,0 8 4 .121000.1445.60 1 1 = += HE HE N N Vì 77 10.6,110.5,12 1`1 == HOHE NN [ ] )(509 1,1 1.560 1 1 MPA K H HL == = Theo bảng 6.2 766 6 10.108 8 3 .8,0 8 4 .1.21000.1445.60 60 75,1 )(441245.8,1 1 1 1 = += = = == FE ii Max i FE F o LimF N tn T T cN S MPA Vì 6 1 7 10.410.108 1 == FOFE NN 1= FL K V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 6 Đồ án môn học Chi Tiết Máy * Với bánh lớn tính toán tơng tự 7 77 1 74,2 10.76,2 10.76,25/10.8,13/ 10.39,1230.30 1,1 53070230.270.2 2 12 2 2 = === == = =+=+= HE FEHE HO H o LimH N uNN N S HB vì 77 10.39,110.76,2 22 == HOHE NN [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 766 2lim 10.17,2 8 3 .8,0 8 4 .121000. 5 1445 .1.60 )(414230.8,1 )(25,6028,481.25,1.25,1)(4,495 2 ,481509 2 )(8,481 1,1 1.560 1 2 21 2 2 = += == === + = + = == = FE o F Min H HH H H HL N MPA MPAMPA MPA K vì 67 10.410.17,2 2 == FOFE NN 1 2 = FL K Mặt khác bộ truyền quay một chiều 1= FC K [ ] [ ] )(236 75,1 1.414 )(252 75,1 1.441 2 1 MPA MPA F F == == * ứng suất quá tải cho phép [ ] [ ] [ ] )(360450.8,0.8,0 )(464580.8,0.8,0 )(1260450.8,2.8,2 22 11 2 MPA MPA MPA ch Max F ch Max F ch Max H === === === 2.1.3. Tính toán cấp nhanh bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng. Xác định sơ bộ khoảng cách trục với cấp nhanh (do hộp giảm tốc phân đôi nên tải trọng phân đôi cho mỗi bánh ). ( ) [ ] 3 1 2 1 1 2 . 1. baH H aw u KT uka += Trong đó: a K : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng, i T : mômen xoắn trên trục bánh chủ động (N.mm), [ ] H : ứng suất tiếp xúc cho phép MPA, 1 u : tỷ số truyền cấp nhanh. w w ba a b = w b : chiều rộng vành răng V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 7 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Tra bảng 6.5 với răng nghiêng vật liệu 2 bánh là: Thép Thép 43= a K Tra bảng 6.6 25.02/5,0 == ba ( ) ( ) 8745,016,525,0.53,01.53,0 1 =+=+= u babd Tra bảng 6.7 với sơ đồ 3 12,1= H K ( ) )(150 )(9.148 25,0.6,5.)4,495.(2 12,1.88763 16,543 ).(32913 1 1 3 2 1 mma mma mmNT w w = =+= = Xác định các thông số ăn khớp 0.35,1150).02,001,0()02,001,0( 1 ữ=ữ=ữ= w am Theo bảng 6.8 chọn m = 1,5(mm) Chọn sơ bộ 0 40= do đó cos = 0,7660 số răng bánh nhỏ 23 2.23 )16,5(5,1 766,0.150.2 )1( cos 2 1 1 1 1 = = + = + = Z um a Z w số răng bánh lớn 129 8.12823.6,5. 2 112 = === Z ZuZ Tỷ số truyền mới là : 61.5 23 129 ==u Khi đó ta có góc là : ''9'.32.4054,40 76,0 150.2 )12923(5,1 2 )( 0 21 1 o w a ZZm Cos == = + = + = * Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 2 1 11 1 2 )1.( 2 ww H HMH dub uKT ZZZ + = trong đó M Z Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5 3 1 )(274 MPAZ M = H Z : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 8 Đồ án môn học Chi Tiết Máy tw B H Sin Cos Z .2 .2 = Góc nghiêng trên hìn trụ cơ sở : 7714,054.40).59,25cos(.cos 0 === tgtgtg tb o twt b tg arctg tg arctg 59,25 76,0 20 cos 65,37 0 = = == = vì theo TCVN góc profil o 20= 41,1 59,25.2 )65,37cos(.2 == o o H Sin Z Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .m Sinb w = )(5.37150.25,0. 1 mmab wbaw === 86,4 14,3.5,1 )65,37(.5,37 == o Sin . Ta có 1 =Z 88,0 30,1 11 30,176,0 129 1 23 1 2,388,1cos 11 2,388,1 21 === = += += Z ZZ 1 w d đờng kính vòng lăn bánh nhỏ )/(4)/(15,1 000.60 482.40,45. 000.60 )(40,45 161,5 150.2 1 .2 1 1 1 1 smsm nd v mm u a d w m w w <=== = + = + = theo bảng 6.13 với v=1,15 (m/s) dùng cấp chính xác 9,với cấp chính xác 8 ta có 13,1= H K (theo bảng 6.14) m w oHH u a vg 1 = Tra bảng 6.15 002,0= H Tra bảng 6.16 73= o g 87,0 61,5 150 15,1.73.002,0 == H Theo bảng 6.7 với sơ đồ hình 3 V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 9 Đồ án môn học Chi Tiết Máy )(4,467 40,45.61,5.5,37 )161,5(46,1.88763 .88,0.41,1.274 46,101,1.13,1.28,1 01,1 13,1.28,1.88763 40,45.5,37.87,0 1 28,1 2 1 1 MPA KKKK KKT db K K H HHHH HH wwH H H = + = === ==+= = Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép với 15,1=v (m/s) v Z :hệ số xét đến ảnh hởng của vận tốc vòng khi v10 (m/s) 1= v Z Với cấp chính xác động học là 9 chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi đó cần gia công đạt độ nhám )(25,15,2 mR a à ữ= 95,0= R Z Khi đờng kính vòng đỉnh bánh răng )(700 mmd a [ ] [ ] )(71,4701.95.0.1.4.495 1 MPAZZZ K XHRVHH XH === = Ta có [ ] HH < [ ] %3,1 4,467 4,4677,470 = = H HH Do đó kết quả tính toán phù hợp với yêu cầu. * Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn [ ] 1 1 ) (2 2 11 1 1 F ww FF F mdb YYYKT = HOAF SURRRR Theo bảng 6.7 32,1= F K . Tra bảng 6.14 với 52,2=v m/s, với CCX9 suy ra 37,1= F K m w oFF u a vg 1 1 = 006,0= F 73= o g 075,1 37,1.32,1.32899 30,33.5,27.89,4 1 2/.2 1 89,4 6,5 110 52,2.73.006,0 1 111 1 =+=+= == FF wwF F F KKT db K v Do đó: 94,1075,1.37,1.32,1 === FFFF KKKK Với 29,1= 735,0 36,1 11 === Y Với O 77,35= 7445,0 140 77,35 1 140 1 === O Y Số răng tơng đơng V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 10 [...]... Fa12 Chi u của lực Fk có chi u bất kì Nhng khi Fk có chi u ngợc với chi u của lực vòng Ft11 thì sẽ làm tăng mômen uốn trên trục tại chỗ lắp bánh răng Trờng này là trờng hợp Fk gây nguy hiểm nhất Suy ra chọn chi u của Fk ngợc chi u với Ft11 V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 18 Đồ án môn học Chi Tiết Máy III Ft11 Z X II I Fa11 Fr11 Fr21 Fa21 Ft33 O Y Ft21 Fr23 Fr33 Ft23 Fa22 Ft12 Fr22 Fr12 Fa12 Ft22 F V Sơ đồ phân... 25.45.7 d = V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 20 Đồ án môn học Chi Tiết Máy A1 B1 Fr11 X11 Fk C1 X12 Fr12 Fa11 Y11 D1 Fa12 Y12 Ft12 Ft11 25200 Mx(N.mm) 53280 66672 26208 26208 14353 14353 My(N.mm) 16457 16457 T(N.mm) 32913 ỉ20 ỉ25 ỉ28 ỉ28 ỉ25 Biểu đồ mômen và kết cấu sơ bộ trục I V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 21 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Trục II Tính phản lực ở các ổ trục và vẽ biểu đồ mômen: Ta có Ft 21 = Ft 22 = Ft11... mm) 2 TE 2 = 477500( N mm) V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 22 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Ft22 Ft21 B2 A2 Fa22 E2 Fa21 Fr23 Ft23 Fr22 Fr21 X21 D2 C2 X22 Y21 Y22 273048 153600 153600 Mx(N.mm) 27422 14232 14232 My(N.mm) 16048 16048 88467 T(N.mm) 88467 ỉ30 ỉ34 ỉ40 ỉ34 ỉ30 Biểu đồ mômen và kết cấu sơ bộ trục II V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 23 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Theo tiêu chuẩn chọn: d A2 = d D 2 = 30(mm) d B 2... = 100(mm) lm34 = (1,2 ữ 1,5)d dx = 1,5.25 = 38(mm) Xác định chi u dài may ơ của nửa khớp nối đối với trục vòng đàn hồi l mnt = (1,4 ữ 2,5)d 3 = 2,5.20 = 50(mm) Tra bảng 10.3 ta đợc: Khoảng cách mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay k1 = 8 V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 16 Đồ án môn học Chi Tiết Máy L21 L23 L22 K1 Lm22 Lm23 K2 L32 L32 Lc33 L33 Khoảng cách... L32 Lc33 L33 Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp k 2 = 10 Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành nắp ổ k3 = 15 Chi u cao nắp ổ và đầu bu lông hn = 15 Tra bảng 10.4 với hộp giảm tốc bánh phân đôi cấp nhanh hình 10.8(nh hình vẽ) V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 17 Đồ án môn học Chi Tiết Máy l22 =0,5(lm 22 + 0 ) + 1 + 2 b k k l23 =l 22 + ,5( lm 22 + m 23 ) + 1 0 l k l21 =l31 =2.l23 =2.l32... mm) l24 =204 48 =156( mm) l21 =l31 =204( mm) l33 =204 +62 =266( mm) 3.4 Xác định trị số và chi u các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục và tính toán trục Chi u quay của các trục và chi u của các lực tác dụng lên các trục nh hình vẽ: Quy dấu của các lực theo chi u của các trục toạ độ Trên trục I: Lực từ bánh đai tác dụng lên trục có độ lớn là : Fr = 1338 (N) Ft11 = Ft12 = 2.T1 2.88763 = = 1955(... 2.2.2 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 12 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Yêu cầu để đảm bảo độ bền tiếp xúc :H [H] , H = ZM ZH Z 2.T2 K H (u 2 + 1) ; bw u 2 d w Trong đó : - ZM : Hệ số xét đến ảnh hởng cơ tính vật liệu; - ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; - Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; - KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - bw : Chi u rộng vành răng... trục về độ bền mỏi Với thép 45 có: b = 600( MPA) 1 = 261,6( MPA) 1 = 151,7 Tra bảng 10.7 ta có: = 0,05 = 0 Xét tiết diện nguy hiểm tại 3 vị trí lắp bánh răng: Với vị trí lắp bánh răng ta có: S1 = S1 S1 2 S1 + S21 [ S ] = 1,5 ữ 2,5 S 1 = 1 k d1 a1 + m1 S 1 = 1 k d1 a1 + m1 Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m1 = 0 V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 24 Đồ án môn học Chi Tiết. .. Xét tiết diện nguy hiểm tại vị trí lắp bánh răng và lắp ổ lăn : Với vị trí lắp bánh răng ta có: Sj = Sj = Sj Si S +S 2 j 2 j 1 k d a + m 1 S 1 = [ S ] = 1,5 ữ 2,5 1 1 1 k d a + m 1 1 1 Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng m1 = 0 a1 = M1 W1 a1 = Tj 2.W0 j Khi trục quay 1 chi u ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 27 Đồ án môn học Chi Tiết. .. My(N.mm) 14232 T(N.mm) 14232 ỉ60 ỉ50 V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 ỉ50 ỉ45 30 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Biểu đồ mômen và kích thớc sơ bộ trục III Tính toán chọn ổ lăn cho 3 trục Phần IV: Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh, cấp chậm là răng thẳng Trục I là trục vào của hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh do đó để đảm bảo tải trọng phân đôi cho mỗi cặp bánh răng phân đôi, trục I bố trí lắp ổ tuỳ động Các trục còn lại lắp . Đồ án môn học Chi Tiết Máy TRNG CAO NG CễNG NGHIP NAM NH Bộ môn cơ sở thiết kế máy Đồ án môn học chi tiết máy *** Đề số:13 Thiết kế hệ dẫn động băng. cách giữa các chi tiết quay 8 1 =k V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 16 Đồ án môn học Chi Tiết Máy Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp 10 2 =k Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến. 60 75,1 )(441245.8,1 1 1 1 = += = = == FE ii Max i FE F o LimF N tn T T cN S MPA Vì 6 1 7 10.410.108 1 == FOFE NN 1= FL K V Vn Tựng lớp CĐ50CK5 6 Đồ án môn học Chi Tiết Máy * Với bánh lớn tính toán tơng tự 7 77 1 74,2 10.76,2 10.76,25/10.8,13/ 10.39,1230.30 1,1 53070230.270.2 2 12 2 2 = === == = =+=+= HE FEHE HO H o LimH N uNN N S HB vì