Đồ án thiết kế chi tiết máy09

Đồ án đã cung cấp cho sinh viên kiến thức về nguyên lí, kết cầu chi tiết máy cũng như quy trình tính toán, thiết kế các chỉ tiết máy.. Đồ án bao gồm những nội dung cơ bản trong thiết kế

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC NGUYEN TAT THANH KHOA ki THUẬT - CÔNG NGHỆ

NGUYEN TATT THANH

DO AN THIET KE CHI TIET MAY

Giảng viên hướng dẫn : ThS NGUYÊN THANH BINH

Sinh viên thực hiện : LẠI NGỌC ĐIÊN - 2000006659

TRAN VAN LOI — 2000006556

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

Đồ án môn học Thiết kế Chi tiết máy là một trong những đồ án chuyên ngành

chính đối với sinh viên ngành cơ khí nói chung và chuyên ngành Ô tô nói riêng Đồ án

đã cung cấp cho sinh viên kiến thức về nguyên lí, kết cầu chi tiết máy cũng như quy

trình tính toán, thiết kế các chỉ tiết máy

Đồ án bao gồm những nội dung cơ bản trong thiết kế máy và hệ thống dẫn động

cơ khí: tính toán thiết kế chỉ tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc;

thiết kế kết cầu chi tiết máy; vỏ, khung và bệ máy; tính chọn các chi tiết tiêu chuẩn;

chọn cấp chính xác, dung sai và lắp ghép; trình bày bản vẽ Các tiêu chuân thiết kế,

thuật ngữ và các ký hiệu sử dụng trong đồ án đều tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam

(TCVN)

Khi thiết kế Đồ án Thiết kế Chi tiết máy, chúng ta có thê tham khảo các giáo

trình như Công nghệ chế tạo máy, Khoa học vật liệu, Nguyên lý máy, Chi tiết máy,

Dung sai lắp ghép, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Ngày nay với sự phát triển

mạnh của công nghệ máy tính, chúng ta còn có sự trợ giúp của các công cụ, phần mềm

tính toán thiết kê và trình bày bán vẽ Khi đi vào thiết kế thực tế, chúng ta phải sử dụng

các tài liệu, số tay thiết kế kết hợp với kinh nghiệm thiết kế

Đối với mỗi sinh viên ngành cơ khí nói riêng, Đồ án Thiết kế Chỉ tiết máy giúp

cũng có các kiến thức đã học về nguyên lý máy, chỉ tiết máy đồng thời đây cũng là

cơ hội để sinh viên tiếp cận thực tế với một quy trình tính toán thiết kế chi tiết máy và

hệ dẫn động

Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYÊN THANH BÌNH đã hướng

dẫn tận tình và có nhiều đánh giá, nhận xét quý báu trong quá trình nhóm em thực hiện

do an

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

Trong quá trình tính toán và thiết kế thì những sai sót là khó tránh khỏi vì vậy

nhóm em mong nhận được các ý kiến đánh giá nhận xét của thầy đề đồ án được hoàn

thiện và chính xác hơn

BANG NHAN XET CUA GIANG VIEN HUONG DAN

Giảng viên hướng dan :Th.S Nguyén Thanh Bình

Ho vatén sinh vién =: Lai Ngoc Dién

MSSV : 2000006659

Nhận xét : nh HH HH HH HH Hy

Điểm đánh giá : Xếp loại : à n2 202212 rxe

TP Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2022

Giảng viên hướng dẫn (ký tên và ghi rõ họ tên)

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

MUC LUC

BANG NHAN XET CUA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DÂN s «se cscsee 3

CHUONG 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 5-csccsccscceeceererereersrrsrsrree 5

1.1 Chọn động cơ điỆn: Q2 2 20112221122 11 1110215 1111115 T 1x key 5

1.1.1 Chọn kiểu loại động CƠ: L 00.0 121 11H11 H11 51111 hườy 5

1.1.2 — Tính toán sơ ĐộỘI: -.L 2 2011 11211121111 1111111111111 1111 1111k kh 5

1.2 Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hệ thống: - sec sec 6

1.3 Tính toán các thông số trên các trục hệ dẫn động: s2 nhớ 7

1.3.1 Số vòng quay trên các fTỤC: -cs c1 EE2111121121112 1.11 re 7

1.3.2 Công suất trên các 1 ceccccccccccenusensssssteseecesscecceccceeeueeeuansauneessness 7

1.3.3 Mômen xoắn trên các TỤC" QQ Q0 HT TT na 8

1.3.4 Bang cac thong s6 d6ng hoe? cecccecceccsescesessesvssessesesessesesvsesececevaeecees 8

CHUONG 1: TINH TOAN DONG CO DIEN

1.1 Chọn động cơ điện:

1.1.1 Chọn kiểu loại động cơ:

Hiện nay trên thị trường có 2 loại động cơ điện là động

cơ 1 chiều và động cơ xoay chiều Để thuận tiện và phù hợp với lưới điện hiện nay ta chọn động cơ xoay chiều Trong các loại động cơ xoay chiều ta chọn loại động cơ không đồng bộ

3 pha roto lồng sóc ( còn gọi là ngắn mạch ) với những ưu điểm như : dễ tìm, kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, giá thành thấp, làm việc đáng tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới điện 3 pha mà không cần biến đổi dòng điện

Trong đó, tra bảng 2.3[l | trl9 ta được:

-_ T„¿: Hiệu suất bộ truyền động mỗi cặp ô lăn: 0,994

-_ Tì„:Hiệu suất bộ truyền động bánh răng trụ: 0,962

- _ TìaiHiệu suất bộ truyền đai: 0,95

- Mn Hiéu suat khớp noi: |

-_ T.= 1a-Tar Tú„ Min = 0,95.(0,99)*.(0,96).1.0,93 = 0,84

+ Công suất cần thiết trên trục động cơ:

>

+

U„=U„.U hạ

- Theo bảng 2.4 [1| tr21 nhóm em tra được:

+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp 2 : U,„=¿ 8 40

+ Tỉ số truyền bộ truyền đai thang: U¿=¿ 3 5

U „=24 200

Số vòng quay trên trục động cơ:

n„„„=n,,.u„ ¿39,39.24=945,36(vg/ph)

„=1 0a, 6 39,39.200= 7878 (vg/ ph)

Chon dong co:

Động cơ được chọn phải thỏa mẫn:

nạn „(vg!ph) P„>P,„=3,09(KW)

Tra bảng P.13 [1]tr238 nhóm em chọn được loại động cơ như sau :

Ma Dong cơ: 4A1I00LAY3

Theo bang 3.1[1] trang 43 nhóm tra được:

- _ Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc: U,„ = 12

- _ Tỉ sô truyền của bộ truyền ngoài: Ua= Dhạt 12 ¿3

- _ Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài (dai):

- $6 vong quay trên trục II:

1.3.2 Công suất trên các trục:

- _ Công suất trên trục II:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

Mémen xoan trén cac truc:

- Mô men xoắn trên trục động cơ:

Ta chon đai hình thang, loại đai này có tiết diện hình thang, mặt

làm việc là hai mặt hai bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương

ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình

thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng lớn hơn

Hình 4.1 Chọn loại tiết điện đai hình thang

Chọn đai loại A, với các thông số kỹ thuật sau:

(Theo bang 4 1[T1] tr59 — Trinh Chat — Lé Van Uyén)

& Chon dai thang nhu sau: Vi T\= 20781.33 N.mm = 20 N.m, tra bang sau:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

2.2 TINH TOAN SO BO DAI

450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000

© di=1,2.100 =120 (mm)

+ Dường kính bánh đai nho: di=1,2.dinin

e - Chọn theo tiêu chuẩn: di=140 (mm)

Theo bang 4.14 trang 60 chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d; = 400

-_ Chiều dài sơ bộ của đai ( theo công thức 4.4 ) :

> L=2a+

=2x400+

m(d,+d,) (do-4,?

2 4a (40+ 400) ,[400— 140} ~ 1690 mm

4x400

- Theo tiéu chuan (bang 4.13/59 - Trinh Chat — Lé Văn Uyén — [T1])

Trị số tiêu chuẩn của chiều dài dai (mm) như sau :

> Thỏa mãn điều kiện

-_ Vận tôc của đai là:

> Theo bảng 4.15[I]tr61 nhóm em chọn được: C„ = 0,89

> Theo bảng 4.19 [1| tr62 nhóm em tra được: lạ =1700

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

trọng mở máy 120% | máy nén và máy bơm

tải trọng danh nghĩa li tâm, băng tải, máy

tiện, máy khoan, máy

Vay ta chon Z = 2 dai

2.6 Các thông số cơ bản bộ truyền đai

Tra tài liệu sách tập 1 trang 63 nhóm em tra được công thức như sau:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

Bảng 4.22 Khối lượng một mét chiều dài đai q„

=2 x 143,21x 2 sm ( T)

=543.15(N)

-Sơ đồ lực tác dụng trên trục khi bộ truyền đai làm việc

Bảng thông số bộ truyền đai

Bánh đai nhỏ Bánh đai lớn Đường kính bánh đai (mm) đị =140 d =400

Đường kính ngoài của bánh đai đại = 146.6 dio = 406.6 (mm)

Chiêu rộng bánh đai (mm) B=35

Khoang cach truc (mm) A=400

Lực tác dụng lên trục (N) F, = 543.15

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

CHUONG III: TINH BO BANH RANG TRU - BANH RANG NGHIENG

- In: 7 năm x 300 ngay x 2 cax 8 giờ

- Vat liéu bánh răng: C45

khí chế tạo máy, các chi tiết chịu tải trọng cao và sự va đập mạnh

- Bánh lớn : thép C45 (tôi cải thiện) độ rắn bề mặt từ 241 — 285 chọn HB;=255,

-K„„:hệ số xét đến ánh hưởng của kích thước bánh răng

Với bước tính sơ bộ lấy Za-Z„.K,„=1

-Km: hệ số tuôi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ

truyền, được xác định theo công thức (6.3) [1] Trang 91:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

Nuk: s6 chu kỳ thay đôi ứng suất tương đương khi bộ truyền chịu tai trong tĩnh được tính theo CT (6.6) [1] Trang 93:

N„„=60.c.n.t;

-Trong do: c, n,t lần lượt là số lần ăn khớp trong1 vòng quay, số vòng quay và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

ơy,„ Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở

Theo bảng 6.2, Trang 93-TTTKHDĐCK-TI, ta có:

Øm,„=2.HB+70,S„=1,1 +Banh rang nho: 0 jimi =2.H B,+70 =2.270+70 =610( MPa)

N yo1=30.é

N p= 60.1.473,33.24000 = 681595200

Ta cO Nui > Nuor => Ky, =1

+Bánh răng lớn: ơ„„;=2.H B„+70=2.255+70=580 (MPa)

N yo2=30.é

N _ mi _ 681595200 —340797600

3.3 Ung suất uốn cho phép:

- Ứng suất uốn cho phép được tính theo (CT6.2 [1]-Trang94)

[op] = (”) -Yg =Yy - K + Kẹc * Kpi

- Trong đó - Yạ: hệ số xét đến độ nhám của mặt lượn chân rang

- Ys: hé sé xét dén d6 nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

- Kz: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng tới độ bền uốn

Với bước tính thiết kế sơ bộ lấy Yz.Ys.Kxz=l

- Flim : ứng suất uốn cho phép ứng với các chu kỳ cơ sở

- Theo bang 6.2[1] —Trang 94,ta 6: 0 fim =1,8 HB ,s,=1,75

Ngọ=4.10” ( đối với tất cả các loại thép)

N¡:: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương ứng với trường hợp tải trọng không thay d6i theo chu ky Ta co: Neg = Nur

Ke: hé số tuôi thọ,xét đến ảnh hưởng của th ¡ gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ

truyền:

3.4 Ứng suất cho phép khi quá tải:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

* K,: hé sé phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh rang, tra bang 6.5 Trang 98 co K,= 43

° T,=T,=58309.21Nmm (Nmm): Momen xoan trên trục chủ động

»_ |ơu|=540,91: Ứng suất tiếp xúc cho phép

* U(Uwi)= 4.32 T¡ số truyền của bộ truyền bánh răng

- Modun phap: m = (0,01+0,02).a„ = (0,01+0,02).320 = 3.2 + 6.4 (mm)

Tra bang 6.8, [1] — Trang 99 nhóm em chọn mì theo tiêu chuẩn: m = 4 (mm)

> Z,=u.Z,=4,32.29= 125,28 rdng

= chọn số răng bánh bị dẫn z;=125 răng

Ấ¿ _125_

Z, 29 _ m.(Z4.Z;) 4.(29+125) _

Om = ữ, = arctan(tand/cosB) = arctan (tan20/ cos 16,26° ) = 20,761

-_ xác định đường kính vòng chia của cặp bánh răng:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

3.5.3.1 Kiêm nghiệm răng về độ bền tiệp xúc:

Theo công thức 6.33 (1), ứng suất tiếp xúc trên bề mặt làm việc:

2.T,.Ky.(U;,-+1) b,,,-U,,.(ddew Ww 1}

£„=l 1,88—3,2| —+— | |cosB =| 1,88—3,2|—+—— # 27, § 29 T1as cos|16 26) ,26J=1,87

+Z,=) | a =0,77 : hệ số kể đến sự trừng khớp của răng, khi £„> 1

+ K y=K yp K ya K gy = 1,05.1,16 0,72=0,87 — hệ số tải trọng khi tiếp xúc

- Tra bang 6.7 [1]tr98 nhóm em chon:

¢ Ky,=1,05 —hé số kê đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề rộng vành răng

-_ Theo như nhóm em tra bảng thì v được tính theo công thức (6.4),

6, tratrong bang6.15 lJ tr 107 ,g,tra trong bang 6.16

Og= Lay LZ 2.7) Ky.(Uy+1) — ao 0274.1,7.0,77, HH (4,32+1) ;

tac6:04<|04|=540,91 (MPa) => Thoa man vé dé bén tiếp xúc

=104,47( MPa)

a) Kiêm nghiệm răng về độ bên uốn:

Đề bảo đảm bánh răng trong quá trình làm việc không bị gãy răng thì ứng suất uốn tác dụng lên bánh răng Ớp [øz Ì hay kiểm tra với điều kiện bền uốn cho răng:

Ky=K yg Kay K py

Theo bảng 6.7 [1] Trang 98, chọn K¡; = I,12— Hệ số phân bồ không đều tải trong trên

vành răng

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

Theo bang 6.14 [1] chon Ky = 1,4 — Hệ số phân bồ không đều tai trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp

® -Vz được tính theo công thức 6.43[I] trang 129

Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng Y : Y,=l/e„=1/1,67 = 0,59

Hệ số xét đến độ nghiêng của răng Y§ :

b) Kiểm nghiệm răng về quá tải:

- Đề tránh biến đạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt thì:

Tra bang P1.3 [1] tr237 nhom em tra được:

_ Tmax

Kop 22

Ox max=O pV Kg, = 104,47 2,2= 154,95< 464 MPa

-_ Để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh bề mặt lượn chân răng thì:

Ốp max — Ở rị- K yS|O pt hnax= 18,32.2,2= 40,3 <464 MPa

Øpzm„=Ør¿ K„<|0r;„„=17,82.2,2=39,2<464 max MPa

> Nhu vay banh rang da đạt yêu câu vẻ quá tải

I Lực tác dụng lên bộ truyền:

Thông số lực ăn khớp của bánh răng nghiêng

-_ Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng nhỏ:

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

3.6.1 Thông số kĩ thuật:

Pụ=2,75 U=Ubr2=2,78

T ,=239708,83| N mm|

n= 109,56 hit 1,=7 x300 x2 x8=33600 gid

3.6.2 Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng

- Ta chọn loại vật liệu của hai bánh răng như nhau thép C45 tôi cải thiện Ta chon: +/ Độ rắn bánh răng nhỏ HB, = 270

- Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :

Do tải trọng thay đối không đáng kề nên N¡ẽ = Nụ

° — N¡g=N¡:r = 60cnL› = 60.L.109,56.33600 = 22,08.L0” chu kỳ

* Taco Nusi = Nuoi = Nuo2 => Kur = 1

BO AN THIET KE CHI TIET MAY TH.S NGUYEN THANH BINH

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Khi téi cai thign Sy = 1,1 do do:

Oonpiims-09- Ki, _ 610.0,9.1

[6 |= oe S HL = “q1 = 499 (MPa)

— Ởownanma+ 9,9.-K gap _ 580.0,9.1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán:

oy] = Slt us = Benait = 486 (MPa)

Đây là bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên ta CÓ:

Từ đó ta tinh de: Wig = blue) — =0,56

Tra bang 6.7,Trang 98[1] — với tJ;¿=0.845 và sơ đồ bố trí 6 ta được: K„, = 1,03, Kry = 1,08

Khoang cach truc: