Đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ thống truyền Động cơ khí

Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép+ σ max ≤ [σ ] k với [σ ] k = 10 Mpa đối với đai thang Tuổi thọ đai xác định theo công thức Chương 3: Bộ Truyền Bánh Răng *Tính toán thiết kế bộ

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY - -

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Sinh viên thực hiện: 1 Nguyễn Hoàng Phúc MSSV: 21093121

• Thời gian phục vụ, L (năm): ………

• Hệ thống quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ

(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

+ Công suất cần thiết : Pct ≥ P lv +P mm= td

η=2,620,84=3,12 kW

+ Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc: u n=4,51

+ Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc: u c=3,47

+ Tỷ số truyền của bộ truyền đai: u đ=4

Công suất động cơ trên các trục

Công suất động cơ của trục III (trục dẫn) là:+ P III=P lv

Công suất động cơ của trục I (trục dẫn) là:

+ P I=P II

η đ

η ol=2,760,95.0,99=2,94(kW )

u n

=7204,51 =160 (v/ph)+ Tốc độ quay trên trục III: n III = n II

u c

=1543,47 =46 (v/ph)

Tính moment xoắn trên trục

Theo công thức T = 9,55×10

6

P n

Moment xoắn trên trục động cơ là:

Kiểm nghiệm đai theo ứng suất kéo cho phép

+ σ max ≤ [σ ] k với [σ ] k = 10 Mpa đối với đai thang

Tuổi thọ đai xác định theo công thức

Chương 3: Bộ Truyền Bánh Răng

*Tính toán thiết kế bộ truyền bánh đai cấp chậm

S F

=324.1.1

1,75 = 185,1 MpaTheo ct (6.13) và (6.15) tài liệu [1]

Theo bảng (6.5) tài liệu [1] chọn k a=49,5

Theo bảng (6.6) tài liệu [1] chọn Ψba =0 , 3

Theo bảng (6.) tài liệu [1] chọn Ψbd =0 ,53.0,3 (3,47 1+ )=0,71

Theo bảng (6.7) tài liệu [1] chọn k HB=1,02

Theo bảng (6.7) tài liệu [1] chọn k FB=1,02

Theo ct (6.19), (6.20) tài liệu [1] ta có

Khoảng cách trục α wt =225 mm

Đường kính vòng chia: d1 =m Z1

cosβ=3.33cos 0=99 mm( vìrăng thẳngnên β=0)

d2 =m Z2

cosβ=3.115cos 0=345 mm

Đường kính vòng lăn: dw1 =2α wt

u ± 1= 2.2253,47+1=100,45 mm

3.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc độ bền uốn

Theo ct (6.33) tài liệu [1]

σ H= ¿ Z M Z H Z E

2

√2T2K H (u+1)/(b w u d w1)≤[σ H] = 247.1,76.0,86

2

√2.164737,5.1,077 (3,48 +1)/(67,5.3,48 100,45 ¿¿ 2)=339,65 MPa ≤¿[σ H] = 390,9 MPaTheo bảng (6.5) tài liệu [1]: Z M=274

Theo bảng (6.12) tài liệu [1]: Z H=1,76

Theo ct (6.5) tài liệu [1]: εb= w

Theo ct (6.42) tài liệu [1]: v H =δ H g o V2

√a u w/ =0,006.73.0,84 2√225/3,48 2,96 =

Theo bảng (6.15) tài liệu [1]: S H =0,006 ; S F=0,016

Theo bảng (6.16) tài liệu [1]: g o=73

Theo ct (6.43), (6.44) tài liệu [1]

Theo ct (6.45) tài liệu [1]: K F =K F β K F

Theo ct (6.47) tài liệu [1]: V F =δ p g0v2

√a u w / =0,016.73.0,84 √2 225 3,48 / = 7,89

Theo ct (6.43) tài liệu [1]: Y φ=1

φ α= 11,76 =0,57

Theo ct (6.48) tài liệu [1]:

3.5 Bảng thông số của bộ truyền cấp chậm

Vật liệu bánh răng nhỏ Thép 45 tôi cải thiện

Vật liệu bánh răng lớn Thép 45 thường hóa

Theo bảng (6.1) tài liệu [1]:

- Bánh nhỏ: chọn thép 45 tôi cải thiện

Thông số thép: σ b1=750 MPa

σ =450 MPa

3.7 Tính ứng suất tiếp, uốn

Theo bảng 6.2 tài liệu [1] với thép 45 ta có: S H= 1,1 , S F=1,75

S F =342.1.1

1,75 = 195,43 MpaTheo ct (6.13) và (6.14) tài liệu [1] ta có ứng suất quá tải cho phép:

Theo bảng (6.5)Œ tài liệu [1] chọn k a=4 3

Theo bảng (6.6) tài liệu [1] chọn Ψba =0 , 4

Theo bảng (6.) tài liệu [1] chọn Ψbd =0 ,53.0,4 ( 4,51 1+ )=1,17

Theo bảng (6.7) tài liệu [1] chọn k HB=1,2

Theo bảng (6.7) tài liệu [1] chọn k FB=1,02

Chiều rộng vành răng: b w =Ψba a w =0,4.140=56 mm

3.9 tính số vòng bánh răng nhỏ, bánh lớn

Xác định thông số ăn khớp

Theo ct (6.17) tài liệu [1] m = (0,01÷ 0,02 ) a w

= (0,01÷ 0,02).140 = 1,4÷2,5Theo bảng (6.8) ta lấy m = 2

3 ( 4,51 1 + ) =25,02răng lấy Z1=25 răng

Z2=u2 Z1 =4,51.25 112,75 = răng lấy Z2=113 răng

3.10 Các thông số của bánh răng

Theo bảng (6.11) tài liệu [1] ta có:

Đường kính vòng chia: d1 = 1

cosβ= 2.250,9857=50,73 mm

d2 =m Z2

cosβ=2.1130,9857=229,29 mm

Theo ct (6.34) tài liệu [1]: Z H=1,743

Theo ct (6.35) tài liệu [1]: tg β b =cos α t tgβ =cos(20,267 )tg (9,701)=0,16=¿β b =9,09 °

Theo ct (6.37) tài liệu [1]: ε β=b w sinβ

Theo ct (6.39) tài liệu [1]: K H =K Hβ K Hα K Hv=1,2.1,13 1,028=1,413

Theo ct (6.40) tài liệu [1]: V=π d w1n1

60000=1,97 m/ s

Theo bảng (6.13) tài liệu [1]: ta dung cấp chính xác cấp 9

Theo bảng (6.14) tài liệu [1]: K Hx=1,13

Theo ct (6.41) tài liệu [1]: K Hv=1+ v H b w d w1

2T1K HB K Hα=1+ 1,552.56 50,73

2.38995,8 1,2.1,13 =1,042

Theo ct (6.35) tài liệu [1]: v H =δ H g o V√2a u w/ =0,002.73.1,91 2

√140/4,52 1,552 =

Theo ct (6.35) tài liệu [1]: δ H =0,002; δ F =0,006; g o=73

Thế vào ct trên ta được σ H= ¿ Z M Z H Z E

2

√2T2K H (u+1)/(b w u d w1)≤[σ H]

= 274.1,7433,0,767.√2.38995,8.1,413(4,52+1)/56.4,52 50,73 2

=353,98 MPa ≤[σ H] = 418,18 Mpa

Kiểm nghiệm độ bền uốn:

Theo ct (6.43), (6.44) tài liệu [1]

Theo ct (6.45) tài liệu [1]: K F =K F β K F α K F v=1,41.1,37 1,09=2,11

Theo bảng (6.7) (6.14) tài liệu [1]: K =1,42 ,K =1,37

Theo ct (6.46) tài liệu [1]: KF v=1+ F w w1

2T1K F

β K F

α

=1+ 4,66.56 50,732.38995,8 1,41.1,37 =1,09

Theo ct (6.47) tài liệu [1]: V F =δ p g0v2

Z V2 = Z2

cos 3

β= 113(0,9857) 3 =118

Kiểm nghiệm độ bền quá tải:

Theo ct (6.48) tài liệu [1]:

= 57,11.1,25=71,39 Mpa ≤ 272 Mpa

3.12 Bảng thông số bộ truyền cấp nhanh

Vật liệu bánh răng nhỏ Thép 45 tôi cải thiện

Vật liệu bánh răng lớn Thép 45 thường hóa

Chương 4: Tính Toán Thiết Kế Trục

4.1 Chọn vật liệu: Tra bảng 10.5 tài liệu [1]:

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có σ b =600 MPa

Ứng suất xoắn cho phép [τ]=15 … 30 MPa

Chọn: [τ]=25 MPa

[τ II]=24 MPa

[τ III]=24 MPa

4.2 Tính kích thước trục sơ bộ; chọn bề rộng ổ lăn

Theo ct (10.9) tài liệu [1]:

4.3 Tính chiều dài sơ bộ cho các trục

Theo CT 10.10 tài liệu [1]:

Chiều dài mayơ bánh đai

Hộp giảm tốc bánh răng trụ cấp 2 phân đôi cấp nhanh: nên chọn trục II làm chuẩn

*Momen tại các tiết diện nguy hiểm

Theo ct (10.15) và (10.16) tài liệu [1]:

*Kích thước tại các tiết diện nguy hiểm và chọn kích thước

Theo ct (10.17) tài liệu [1] ta có:

Tra bảng 10.5 tài liệu [1] với d1=20 mm , σ ≥ 600 tađược :[σ]=63

4.4.2 Tính toán thiết kế trục II:

*Phản lực liên kết trên các gối đỡ:

Trục II:

*Momen tại các tiết diện nguy hiểm

Theo ct (10.5) và (10.6) tài liệu [1] ta có:

*Kích thước tại các tiết diện nguy hiểm và chọn kích thước:

Theo CT (10.17) tài liệu [1] ta có:

Tra bảng 10.5 tài liệu [1] với d2=35 ,σ b ≥ 600 tađược :

*Momen tại các tiết diện nguy hiểm

Theo ct (10.5) và (10.6) tài liệu [1] ta có:

*Kích thước tại các tiết diện nguy hiểm và chọn kích thước:

Theo CT (10.17) tài liệu [1] ta có:

Tra bảng 10.5 tài liệu [1] với d2=50 , σ b ≥ 600 tađược :

Trong bảng (9.1) tài liệu [1] ta chọn được các then như sau:

Tiết diện Đường kính

trục (mm) b x h

t1

*Kiểm nghiệm độ bền đập, độ bền cắt cho các then:

Theo ct (9.1)(9.2) tài liệu [1] ta có:

σ d13= 2T1

d13l t13(h13−t1 13)=

2.38995,8 26.0,8.45(7−4)=27,75 MPa ≤[σ d]

σ d

22 = 2T1

d22l t22(h22−t1 22)=

2.38995,8 32.0,8 25(8−5)=89,34 MPa ≤[σ d]

σ d

23 = 2T1

d23l t23(h23−t1 23)=

2.38995,8 38.0,8 50(8−5)=72,25 MPa ≤[σ d]

σ d32 = 2T1

d32l t32(h32−t1 32)=

2.38995,8 52.0,8 50(10−6)=132,25 MPa ≤[σ d]

σ d33= 2T1

d33l t33(h33−t1 33)=

2.38995,8 48.0,8 65(9−5,5)=126 MPa ≤[σ d]

5.4 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: của trục I

Do đó theo bảng 11.4 tài liệu [1]: x = 0,45 y = 1,81

Theo ct (11.3) tài liệu [1] tải trọng quy ước:

Q0 =(xv F r0+ y F a0)k1k đ =(0,45.1 24,73+1,81.204,9 ) 1 1,3=496,6 N

Q1 =(xv F r1+ y F a1)k1k đ=(0,45.1.683 1,81.204,9 + ) 1.1,3=881,7 N

Tra bảng 11.3: k đ =1,3 và chọn k t=1

Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn:

Theo ct (11.12) tải trọng động tương đương:

Theo ct (11.1) khả năng tải động của ổ:

C d =Q E L0,3

=0,9819 ¿

Trong đó L = 60n10−6L h =60.720 10−6

.33600=1451,5 triệu vòng

Như vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động

5.5 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh: Của trục I:

Theo bảng 11.6, với ổ bi đỡ chặn X0=0,5 Y0 =0,47

Theo ct (11.19), khả năng tải tĩnh:

Q t =X0F r +Y0F a=0,5.204,9+ 0,47.204,9=198,8 <F r1

Như vậy Q t =F r1=204,9 N ≪ C0=21600 N

Kết luận ổ đã chọn cho trục I thõa

Tương tự tính được cặp ổ lăn trục II và II thõa điều kiện

Chương 6: Thiết Kế Vỏ Hộp Các Chi Tiết Khác và Chế Độ

Bôi Trơn

Chọn vỏ hộp vật liệu là gang, gia công bằng phương pháp đúc Mặt ghép của vỏ hộp đi qua đường tâm các trục

Theo bảng 18.1 tài liệu [2] ta được:

- Chiều dày thân hộp:

- Chiều cao gân tăng cứng chọn h = 50 mm

- Độ dốc gôn tăng cứng khoảng 2°

- Đường kính buloong nền:

d1 >0,04.225+ 10 12 > mm ≤ >d1>19>12 mm= ¿chọn d1 =20mm

- Đường kính buloong cạnh ổ:

*Khe hở giữa các chi tiết:

- Giữa bánh răng với thành trong hộp:

∆ ≥ (1 ÷1,2)δ=∆ ≥ (1÷ 1,2) 10=∆ ≥(10 12 ÷ )ta chọn ∆=11 mm

- Giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp:

Theo hình 18-11 tài liệu [2] trang 96

- Ta chọn chế độ bôi trơn ngấm dầu

- Dầu bôi trơn cho hộp giảm tốc: chọn dầu ôtô máy kéo