Ồ án môn học chi tiết máy

LOI NOI DAU Chỉ tiết máy là một môn học khoa học nghiên cứu các phương pháp tinh toán và thiết kế chỉ tiết máy.. Giúp sinh viên hiểu được nhiều kiến thức quan trọng trước khi tốt nghiệp

BO GIAO THONG VAN TAI TRUONG DAI HOC GIAO THONG VAN TAI TP HO CHi MINH

VIỆN CƠ KHÍ

OF TRANSPORT HOCHIMINE CITY

BO AN MON HOC CHI TIET MAY

SINH VIEN : LE CONG HAO

LỚP : CO20D

MÃ MÔN HỌC :

MÃ SỐ SINH VIÊN : 2051130268

NGÀNH: KỸ THUẬT

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DAN:

THANH PHO HO CHi MINH, NAM 2024

LOI NOI DAU Chỉ tiết máy là một môn học khoa học nghiên cứu các phương pháp tinh toán và thiết kế chỉ tiết máy Giúp sinh viên hiểu được nhiều kiến thức quan trọng trước khi tốt nghiệp và

trong công việc tương lai của mình

Thông qua đồ án môn hoc Chỉ tiết máy, sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chỉ tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết

kế kết cầu chỉ tiết máy, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ,

về dung sai lắp ghép, chế độ làm việc cũng như những hỏng hóc mắc phái khi làm việc

và nguyên nhân gây ra Do đó khi thiết kế đồ án chỉ tiết máy phải thông thảo nhiều môn học trong ngành cơ khí cũng như các phần mềm đồ hoạt máy tính hay khả năng vẽ của

mình Đặc biệt làm rèn luyện tính cân thận trong việc tính toán, cũng như các số liệu cần

chọn

Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tông hợp lớn,

và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu, ý kiến trên các trang

mạng, cũng như những sinh viên khóa trước, trong tính toán không thê tránh được những

thiếu sót Mong thầy thông cảm

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thay giáo đã hướng dẫn tận tinh

và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này

TP Hỗ Chí Minh Tháng Năm 2024

Sinh viên thực hiện

DE TAI THIET KE TRAM DAN DONG THUNG RON

Cho trước sơ đồ truyền động, sơ đồ gia tái và các thông số ban đâu của hệ:

i -

Sơ đồ truyền động

1.Đệng cơ điện không đồng bệ 3 pha

2.Bộ truyền đai thang

So dé gia tdi

So dé gia tai Các thông sé ban dau:

Công suất | Số vòng quay_ Số năm

trục công trục công làm việc tác (kW) tac(vg/ph)

Ché độ làm việc: quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm

việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

Sinh viên thiết ké : Lớp: CO20D

Mã số sinh viên : Ngành: Cơ khí ô tô

Ngày giao đề

Ngày nộp đồ án :

Khé Ao Khô Aa

Ghi chú: khi cần sửa đối số liệu phải có ý kiến của giáo viên hướng dẫn, tiên trình làm đồ án

cần thực hiện ngay sau khi được giao Sau mỗi 4 tuan sẽ có 1 lần kiểm tra tiền độ, néu 2 trong

3 lần kiêm tra sinh viên không kịp tiến độ sẽ không được dự bảo vệ đồ án

Tp.Hồ Chí Minh, ngày thang năm

Chương I: CHON DONG CO PHAN PHO! TY SO TRUYEN

1.1 XÁC ĐỊNH CONG SUAT TREN TRUC DONG CO:

- Céng suat trên trục công tác: P„, = 5 kW

- _ Số vòng quay trục công tác: nụ = 52 (vòng/phứt)

- Chéd6tai:7,=T ; T)=08T ; t,=06ty 3% =0Aty

- Cé6ng suat can thiét cia déng co dién duoc tinh theo céng thie sau: P= *

- Cé6ng suát trên trục động cơ điện: Pạ, =(1)

- _ Hiệu suất truyền động: 7 = my N2N3 - = Nin The NEe-Na

Từ bảng tra 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có:

+ Hiệu suất khớp nói vòng đàn hỏi: „„ = 1

+ Hiệu suất 1 cap 6 lăn (4 cặp) : „¡ = 0.99

+ Hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ (3 Cặp) : ;„„ = 0.98

+ Hiệu suất bệ truyền đai thang (để hở) : ng = 0.96

Suy ra: 7 = 1x 0.993 x 0.98% x 0.96 = 0.89

P, 4,62

Thay 7 vao (1) ta duoc: Py, === on = 5,19kw

1.2 XAC DINH SO VONG QUAY SO BO CUA DONG CO ĐIỆN

Ngh = Up X Ny Trong đó:

+ 7i: SỐ vòng quay sơ bộ Của động cơ

+ Ti„: Số vòng quay của †rục công tác

Tu„= 52 (vòng/phút)

+ u,: ty sé truyén chung cua hé théng dan động

Uz = Up X Up

U, = Ug : ty $é truyén bé truyén dai thang (chọn từ 2+5)

u,: ty số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp (chọn từ 8+40)

Từ bảng tra 2.4 trang 21 tài liệu [1] ta có: uạ = 2, uy = 10

Suy ra: Uy = Up XU, = 2X10 = 20

Vay: nop =u; X my, = 20 x 52 = 1040(vong/phit)

Py =P Chọn động cơ điện thỏa { de = Fee

dc Hẹp

Theo bang P1.3 phụ lục trang 236 tài liệu [1] ta chọn déng co: 4A160S2Y3

1.3.2 Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động:

- _ Phân „ cho các cập bánh rang trong hệp giảm tốc: uy = 10

- Theo bang 3.1(trang 43) voi uw, = 10

tị = 3,58

Uy = 2,79

- Tachon ty sé truyén bé truyén dai ug = 2

+ Tinh so bé Ud ( ty $6 truyén dai)

1.3.3 Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục:

« _ Công suất trên các trục:

SMomen xoắn trên các trục:

Momert xoắn của động cơ:

CHUONG 2:Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài :

Điều kiện Làm việc :

trị số ổ tiêu chuẩn (số lớp = 5)

Ứng suất có ích cho phép :

ñ = [ao Co Cy Cg

Chon op = 1,8MPa (góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài = 30°)

Fo = TT 2800 =~ = 727,38(N)

r sin BQ si (TC = )

CHƯNG 3:Tính truyền động bánh răng

3 Xác định ứng suất cho phép

Theo bảng 6.2 với thép 45, tôi cải thiện đạt rắn HB 180 350

Ø tim Sr=1,75

Trong đó øn„ và Grim là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho

phép ứng với số chu kì cơ sở

S¬, Sr là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn

Chọn: độ rắn bánh răng nhỏ HB; = 200; độ rắn bánh răng lớn HBa = 185

8 tim = 2HB, + 70 = 2.200 + 70 = 470MPA Ø„¡ =1/8.200 = 360MPa

OF tim? = 2HBy + 70 = 2.185 + 70 = 440MPa Øu„; = 18 185=333MPa

Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

Nue = 60.c.3 ( fi )

=> Nuez = 60.c.m,.¥t;.(—L) Sn

tmax

60.1 3.24000 l@ 0.6 + 613 0.4]

10,97 10’ > Nuo2 Do dé hé s6 tudi tho Kyu = 1

=> Noe: >Nuo2 ==> Kuz = 1

Ứng suất tiếp xúc cho phép

Nees = 60.1 =.17 000 lQ 0,6 + 04 9,16 107 > Nro = 4.108 Dodd Kni=1

Tuong tu

=> Krua = Í

Theo 6.2

[or] = StpgKur-KecKp Sm

V6i Kee: Hé sé xét đến ảnh hưởng đặt tải Với bộ truyền quay 1 chiều Krc = 1

Ya : hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng Ys: hệ số xét đến độ nhậy của vật liệu đối với tập trung ứng suất K,r: hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn Chọn sơ bộ Ya.Ys.K¿r = 1

=> [ori = = = 226,28 MPa

=> [ơr]a= = = 209,31MPa

Ứng suất quá tải cho phép

[Gu]max = 2,8 Ocha = 2,8 340 = 952 MPa

[Ori]max = 0,8 Oa = 0,8 450 = 464 MPa

4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

Cơng thức xác định khoảng cách trục a¿ của bộ truyền bánh răng trụ răng thằng

bằng thép ăn khớp ngồi nh- sau: (6.15a)

Tì.Kng.K,

ài > 43 (ui + 1) Ve

Øm |“-M1-Ùa Trong đĩ: -_T¡ là mơmen xoắn trên trục bánh chủ động (là trục I)

- Pa = bo/doi = 0,5.W2.(u+T) là hệ số chiều rộng bánh răng

- Kup là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng khơng đều trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc

- Kyy là hệ số kể ảnh h- ởng của tải trọng động

- ui là tỉ số truyền của cặp bánh răng

ở đây ta đã cĩ:

- T, = 93349,9(N.mm), ui =3,58; wa = 0,2 va [o] = 315 (MPa)

- Wa = 0,5.W.,.(u+l) = 0,53.0,2.(3,584+1) = 0,53 Tra Bang 6.7 (Trang 98- Tap 1:

Tinh todn thiét ké hé dan déng co khi) ta x4c dinh d- gc Kup = 1,11 (So dé 6)

Là Kiếm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Yêu cầu cần phải đâm bao diéu kién oy < [ou] = 315 MPa

- đại : Ð-ờng kính vòng chia của bánh chủ động;

Ta đã biết đ- ơc các thông số nh- sau:

Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9 > øo = 73

- ðu - hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp

=274.1,5.0,849, V22384991313.58+1) _ 291 87 (MPa)

35.3,58.76,772

s* Tính chính xác [ou]

[ơu] = [øu].Z¿.Za.Kxu = 315.1.0,95.1= 299,25

+ Tinh Zr: Chon Ra = 2,5 1,25um => Zr = 0,95

+ Tinh Zy: Lay Zy = 1

+ Kyu =1

> On < [on]

291,87 — 299,25 291,87

= | | = 2,53% < 10%

> Thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

7.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Ứng suât uốn sinh ra tại chân răng tính theo công thức _2H'KrYeYzYm _ [or]

+ Yp—hé 86 ké dén dé nghiéng cua rang

Yg= 1—B/140 = 1- 14,961/140 = 0,893

+ Yrị, Yra— hệ số dạng răng của bánh 1 và 2, phụ thuộc vào Z„1, Z2

21 =Z1/cos°B = 18/0,96613 = 19,962

Z2 =Zz/cos3B = 92/0,96613 = 102

Tra bảng 6.18 ta được: Yr1 = 4,08 Yro = 3,60

+ Kg— hệ số tải trọng khi tính về uốn

Ke = Keg Kea Kev

* Kreg —hé 86 ké dén sự phân bố không đầu tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7, ứng với sơđồ3—> Krs= 1,12

* Kra - hệ số kể đến sự phân bố không đầu tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14, với cấp chính xác 9,v <5 (m/s)

Tra bảng 6.16, với m < 3,35, cấp chính xác 9 > øo = 73

- ðr— hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp

> U=0,006.73.3 == 6,32

6,32.38,7.35,4 = 1,24 2.11500.1,4.1,12

Dé dang thay [or] > ori va [Gr2] > Or2 > Thda man điều kiện uốn

8.Kiém nghiém rang vé qua tai

+H6s6 qua tai Kat = Tma/T = 1,5

+ Cmax = [GH] Kqi= 344,8.V1,5 = 448,347 < [ou}max = 1260

+ Orimax = Ort Kot = 58,678 1,6 = 90,68 < [oF max = 464 Ơrzmax = Ơr; Kat = 56,089 1,6 = 89,74 < [ơrz]max = 360

Các thông số và kích thước bộ truyền

P2= 4,9 (kw)

n= "= °33 = 148,97 (vg/ph) 358 —

49 -qaaa;= 314123,6 (N.mm) T2= 9,55.10°, 2 = 9,55.106

Gch2 = 340Mpa chon HB=210

—Xác định ứng suất cho phép :

Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :

giới hạn mỏi tiếp xúc :

ổ trong hộp giảm tốc)

theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : Kạ =49,5

theo CT6.16 [TL1]: tya = 0,5 ya (uy + 1) = 0,5.0,5 (3,35 + 1) = 1,2

do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:

3.Kiém nghiém răng về độ bền tiếp xúc :

Theo CT6.33 [TL1] : ơị = Z„.Zụ.Z, /" 2 -bens°

wm “Aw

Theo bang 6.5 [TL1] : Zm = 274 Mpa’?

_ 2.cosBp _—_ 2.1 _

Theo CT6.34 [TL1]:Zy =v nan) Vv mmG1925= 1,81

Với bánh răng thẳng : theo CT6.36a [TL1]:

Theo CT6.42 [TL1]: vị = 5y go v.V% = 0,006.73.0,59.V— = 2,18

—> thỏa mãn điều kiện bần

4.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

Thay các giá trị vừa tính được vào công thức trên :

—> thỏa mãn điều kiện bền uốn

5.Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Theo CT6.48 [TL1]: với Kay = ca =15

Cutmax = On.VRqp = 445V1,5 = 545,01 MPa < aes = 952 MPa Theo CT6.49 [TL1]:

Crtmax = Ort Kye = 71,7.1,5 = 107,55 MPa< ap: max = 360 MPa Cromax = Or2- Kee = 71,5-1,5 = 107,25 MPa <|o¢2|max = 272 MPa

— thda man điều kiện quá tải

Các thông số kích thước bộ truyền cấp chậm:

CHƯƠNG 4: Thiết kế truc

1 Chon vat lieu

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 tôi cải thiện có øy = 600MPa, ứng suất xoắn cho phép L = 12— 20MPa

Véi d= 45 mm tra bang 10.2_[1] ta c6 bop = 25 mm

Chiểu dài moayơ bánh răng trụ:

Im = (1,2 = 1,5).d = (1,2 + 1,5).45 = 1,2.45 = 55 mm.

Theo bang 10.3_[1], chon: ki = 10 mm

Khoảng cách từ gối đỡ 0 đến bánh răng trụ thứ ba:

Với d= 80 mm tra bang 10.2_[1] ta c6 bp =39 mm

Chiểu dài moayơ bánh răng trụ:

Sơ Đồ Tính Khoảng cach :

II Tính Toán thiết kế trục :

1.Vẽ sơ đồ trục sơ đồ chỉ tiết quay và Lực từ các chỉ tiết quay tác dụng lên trục

+ Chọn hệ tọa độ Oxyz như hình thì ta có sơ đồ phân tích lực chung:

Fy = F sina = 727,38 sin 3 0° = 363,69N

Fy, = F cosa = 727,38 cos30° = 630N

Lực tại khớp nối giữa trục vào và trục động cơ là: _ Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3 :

Fy = (0,2 + 0,3).55 = (0,2 + 0,3) =" = 10914,3N

Véi D, = 63 ( theo bang 16.10a [TL1])

2.Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :

*, Trục 1:

3E = Fx0 + Fx1- Ftl — Ft2 + Fdx=0 F;o+F+= Fụị +Fr2 - Fax= 1310.2-363,69 = 2256,3

Ym

—363,96.61 — 1310.62 — 1310.258 + F,4.320

=0

Fx1 = 1379,4N

Fxo = 876,9N

DF, = Fyo + Fy t+ Fay — (Fa + Fz) = 0

Fyo + Fy1 = Fit + Fro — Fay = 2.834- 630 = 1038N

» m) = —Fyy hạ mm Hạ — địa Hs + Fy by + Fut: T+ — Ta TỊ

= - 630.61 - 834.62 - 834.258 + Fy¡.320

=0

= Fui=954N ; F„ =84N

> Fx = FyotFa1 + Fig + Fig + Ft = 0

FyotFx1 = - Fig- Fia- FtS = - 2.1310- 6936 = -9556

ym?” = F,3 loz + Fis lo3 +F 4 + Fy lay

DA, = 3 t+ địa T Fs — Fyo — Fy = 0

=>Fyo + Fy =- Fis - Fra + Fis = -2.834+ 2525 = 857 N

bmb = Fạa.T› — Fụa.Ty + Fig lag — Fs log + Fea lag — Fy bại

= 834.62 — 2525.160 + 834.258 — Pye 320

=0

Fy: = 428,5N

Fyo = 428,5N

SD) Fx = Fro + Fat - Fre +Fx = 0

=> Fyxo + Far = Fie -Fix= 6936 — 10914,3 = - 3978,3N

Ym = —Fre lg + Fy lạ + Pie lạ;

= —6936.160 + F„ị¡.320 + 10914,3.420)

=0

Fra = -10857 N

F,o = 6878,7N > dau" — "chung td Fg c6 chiéu ngược lại

LA, = -Fyo — By + Fre = 0

Fyo = - 1262,5N

theo tiêu chuẩn lấy dị =25 mm

+Tại tiết diện 2 (ổ O) :

theo tiêu chuẩn lấy da: = 30 mm

+Tại tiết diện 3 ( bánh răng 1):

M, = VM2, + Mj, = V59148? + 855237=103984 Nmm

Mega = VM + 0,75.T? = V1039842 + 0,75.502582=112725 Nmm _— 3/Miga — 3/112725 —

dy = Vig o| — v 0,1.65 =25,88 mm

theo tiêu chuẩn lấy da =38 mm để cho phù hợp với chỗ lắp bánh răng 1

+Tại tiết diện 5 ( ổ lăn 1):

Vì tại ổ 1 không chịu mômen uốn và xoắn (hình vẽ) nên chọn đường kính

theo tiêu chuẩn lấy dạ =45 mm

+Tại tiết diện 3 ( bánh răng 5) :

theo tiêu chuẩn lấy dạ =55 mm

+Tại tiết diện 4 ( bánh răng 4) :

Do tính chất đối xứng của chỗ lắp bánh răng 3 và 4 nên ta chọn đường kính chỗ lắp bánh răng 4 là: da =45 mm

+Tại tiết diện 1 và 5(ổ lăn 0 và ổ lăn 1):

Do momen uốn và momen xoắn bằng 0 nên ta chọn d=40 cho phù hợp

theo tiêu chuẩn lấy dạ =70 mm

+Tại tiết diện 4 (khớp nối ) :