Đồ án Chi tiết máy HGT Côn trụ kèm hướng dẫn làm đồ án đầy đủ

Tài liệu hướng dẫn làm Đồ án chi tiết máy đầy đủ. Bạn sẽ có một bản mẫu đồ án chi tiết máy Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp Côn trụ, cả thuyết minh và bản vẽ AutoCad . Kèm theo đó là tất cả tài liệu hướng dẫn để làm đồ án chi tiết máy từ A đến Z, cả phần thuyết minh và bản vẽ ( Các tài liệu hướng dẫn này được cung cấp qua 1 link để bạn download trực tiếp từ mediafire) . Ngoài ra bạn cũng có quyền kết nối với tác giả một Giảng viên Đại học chuyên hướng dẫn đồ án chi tiết máy để nhận được những giải thích và hướng dẫn cần thiết. Chúc các bạn thành công

A Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 2

I Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện: 2

II Xác định tỉ số truyền động U của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục: 3

B Thiết kế các bộ truyền 4

I Chọn vật liệu: 4

II Xác định ứng suất cho phép: 4

III Tính bộ truyền cấp nhanh 6

IV Tính bộ truyền cấp chậm: 11

V.Tính bộ truyền ngoài 15

C Thiết kế trục và then 19

i Chọn vật liệu 19

II.Tính thiết kế trục về độ bền 20

III Tính mối ghép then 27

IV Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 28

V.Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 34

VI.Kiểm nghiểm độ cứng xoắn 35

D ổ lăn 36

I Tính cho trục 1 36

II.Tính cho trục 2 39

III.Tính cho trục 3 41

E Nối trục đàn hồi 42

G.Tính kết cấu vỏ hộp 43

I.Vỏ hộp 43

H Bôi trơn hộp giảm tốc 47

I Các phơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc 47

K- Xác định và chọn các kiểu lắp 49

M- phơng pháp lắp ráp hộp giảm tốc 51

I-Phơng pháp lắp ráp các tiết máy trên trục 51

II- Phơng pháp điều chỉnh sự ăn khớp bộ truyền 51

III.Phơng pháp điều chỉnh khe hở các ổ lăn 52

Tài liệu tham khảo 53

A Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

I Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và chọn động cơ điện:

1/ - Công suất cần thiết đợc xác định theo công thức:

Pct=

η

t

P

Trong đó: Pct là công suất cần thiết tren trục động cơ(kW)

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 1

Pt là công suất tính toán tren trục máy công tác (kW).

 là hiệu suất truyền động

- Vì đặc tính tải trọng là rung động nhẹ nên coi:

Pt = Plv = 4,5 (kw)

- Hiệu suất truyền động:  = k 1.2 3.3ol

Trong đó: k : là hiệu suất của bộ truyền khớp nối

ol : là hiệu suất của một cặp ổ lăn

1 : là hiệu suất của bộ truyền bánh răng nón

2 : là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ kín

3 : là hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ hở

5 , 4 = 5,35(kw)

2/ -Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nsb = nlv Ut

Trong đó: nsb là số vòng quay đồng bộ

nlv là số vòng quay của trục máy công tác ở đây là thùng nghiền bi

- Tỉ số truyền của cơ cấu : Ut = U n U h

Ut : là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống

Un : là tỷ số truyền của bộ truyền ngoài

Uh : là tỷ số truyền của hộp giảm tốc

dn

k

T

T = 2 > 1 , 4

T

Tmm



II Xác định tỉ số truyền động Ut của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số

truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trên các trục:

1/ - Xác định tỷ số truyền Ut của hệ thống dẫn động :

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 2

U =

lv

dc

n n

Trong đó: ndc là số vòng quay của động cơ

nlv là số vòng quay của thùng nghiền bi

Thay số : U =

36

1425

= 39,583 2/ - Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động Ut cho các bộ truyền

583 , 39

1

ψ 25 , 2 λ

1

2 1

2 2

be be

o bd k

k

k k

k k

U1 : là tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh

U2 : là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm

6 , 3

10 55 ,

1

1 6

396

= 120 (v/p)

Nmm

380408 120

4,78 9,55.10 n

p 9,55.10

3

3 6



- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 3

Theo bảng 6-1 trang 92 ta chon :

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có :

HB = 241 285 ; σb1  850Mpa ; σch1  580Mpa Bánh lớn : Thép 40X tôi cải thiện có

HB = 192 240 ; σb2  750Mpa ; σch2  450Mpa

II Xác định ứng suất cho phép:

- Theo bảng 6-2 với thép 40X tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 180 350 thì

70 HB 2

0 lim

Trong đó : c: là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.

H

S

K σ

σ 0lim

Sơ bộ xác định đợc

1 , 1

1 560

σ 1  

1 , 1

1 530

Sơ bộ xác định đợc :

Mpa F

F

5 , 236 75

, 1

1 1 414 σ

252 75

, 1

1 1 441 σ

ch F

ch F

ch H

460 550 8 , 0 σ 8 , 0 σ

464 700 8 , 0 σ 8 , 0 σ

1260 450

8 , 2 σ 8 , 2 σ

2 max

2

1 max

1

2 max

(vì bánh răng ta chọn là tôi cải thiện )

III Tính bộ truyền cấp nhanh

1 Chiều dài côn ngoài của bánh côn chủ động đợc xác định theo công thức

3

2 1

2

1

.

1

H be be

H R

e

u K K

K T u

K R

6 , 3 3 , 0 2

Thay số :

6481 , 3 3 , 0 ).

3 , 0 1 (

14 , 1 35117

1 6 , 3 50

144 , 114 2 1

2

2 2

3 , 0 5 , 0 1

9975 , 1

5 , 0

Theo bảng 6-8 tập 1 lấy trị số tiêu chuẩn mte=2,5 (mm)

Tính lại giá trị mô đun ,số răng :

 m tm m te1  0 , 5K be  2 1  0 , 5 0 , 3 2 , 125mm

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 6

Z 24 , 44

125 , 2

935 , 51

Gãc c«n chia:

0 1

0 2

0 2

1 1

54 , 74 46 , 15 90 δ 90 δ

46 , 15 94

26 δ

Víi Z1=26 dùa vµo b¶ng 6-20 tËp 1 chän hÖ sè dÞch chØnh x1 0 , 389 ; x2   0 , 389

§êng kÝnh trung b×nh cña b¸nh nhá :

dm1 = Z1 mtm =26 2,125 = 55,25 (mm) ;ChiÒu dµi c«n ngoµi :

Re 0 , 5 m te. Z Z2 0 , 5 2 , 5 26 2 94 2 121 , 9mm

2 2

m H H

M H

U d b

U K T Z Z Z

85 , 0

1

2

1

2 1

1 0

cos 94

1 26

1 2 , 3 88

, 1 ε

β cos 1

1 2 , 3 88

, 1

ε

α

2 1

3

722 , 1 4

Svth:§øC QU¢N – líp 43m Trang 7

KH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH  K Hβ K Hα K Hv

KH là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ν

H H 1 m

1 m H HV

K K T 2

d b

1 

m

m m H

H

u

u d v

.

1 615 , 3 25 , 55 12 , 4 47 006 , 0

25 , 55 332 , 34 75 , 9



 K HV

 K H  1 , 14 1 1 , 23  1 , 4Thay số :

Mpa

H

H

98 , 448 σ

615 , 3 25 , 55 332 , 34 85 , 0

1 615 , 3 4 , 1 35117

2 87 , 0 76 , 1 274

+/ Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép :

Theo (6-1) ; (6-1a) trang 91 :

8 ,

Chiều cao đầu răng ngoài :hae1h te x n1 cos βmm te với hte  cos β m

Do răng thẳng nên góc nghiêng của răng β m 0 => hte = 1

2 , 0

1 2 ,

0  

C

=> hae1 = hte mte= 1 5 = 5 +/ Đờng kính đỉnh răng 1 :

144 , 114 2 1

2

2 2

0 100 σ

σ

2 2

1 F

1 1

d m b 85 , 0

Y Y Y K T

dm1Đờng kính trung bình của bánh chủ động dm1 55 , 25mm

Y là hệ số kể đến độ nghiêng của răng , với răng thẳng Y 1

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 9

 =1,722 => Y = 0 , 58

722 , 1

1

Với Z

15 , 46  26,73 0,345

cos

26 δ

KF : là hệ số tải trọng khi tính về uốn : KF  K Fβ K Fα K FV

KF =1,14: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng tren chiều rộng vành răng khi tính về uốn

KF là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời

ăn khớp khi tính về uốn với bánh răng thẳng KF = 1

KFV là hệ số kể đến tải trọng động xuát hiện trong vùng ăn khớp

K

α β

ν

F F 1

1 m F FV

K K T 2

d b

1 

u

1 u d V g m 1 0

F F



δ νTra bảng (6-15) : F=0,016

(6-16) : g0=47

Thay số

876 , 1 646 , 1 1 14 , 1

646 , 1 1 4 , 1 35117

2

25 , 55 36 02 , 26 1

02 , 26 615

, 3

1 615 , 3 25 , 55 12 , 4 47 016 , 0 ν

K K

Thay số :

Mpa

Y Y

Mpa

F

F F F

F

26 , 95 63 , 3

21 , 4 14 , 82

σ σ

14 , 82 25

, 55 9975 , 1 36 85 , 0

63 , 3 1 58 , 0 876 , 1 35117 2 σ

1

2 1 2

Nh vậy độ bền uốn đợc đảm bảo

5 Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Theo đầu bàI ta sẽ có hệ số quá tải :

Với Kqt = max  2 , 2

T

T

Theo (6-48)có :

σHmax  σH. K qt  448 , 98 2 , 2  665 , 94   σHmax  1260 (MPa)

Theo (6-49) có :

57 , 109 2 , 2 26 , 95

σ σ

) ( 464 σ

7 , 180 2 , 2 14 , 82

σ σ

max 2 2

max 2

max 1 1

max 1

MPa K

MPa K

F qt

F F

F qt

F F

Nh vËy r¨ng tháa m·n ®iÒu kiÖn vÒ qu¸ t¶i

6 C¸c th«ng sè vµ kÝch thíc cña bé truyÒn b¸nh r¨ng cÊp nhanh:

Theo c¸c c«ng thøc trong b¶ng (6-19) trang 111 ta cã:

ChiÒu dµi c«n ngoµi Re =114,144 (mm);

ChiÒu cao r¨ng ngoµi he5mm

ChiÒu cao ®Çu r¨ng ngoµi hae1h ae2  5mm

ChiÒu cao ch©n r¨ng ngoµi hfe1h fe2  6mm

ψ σ

.

1

ba H

H a

w

u

K T u

03885 , 1 120098

1 3 , 3 5 ,

m  0 , 01  0 , 02a w 0 , 01  0 , 02 145  1 , 45  2 , 9

theo bảng tiêu chuẩn 6-8 chọn m = 2,5

(với cùng một đờng kính vòng chia,tăng mô đun sẽ làm giảm số răng Z,làm tăng tổn thất khi ăn khớp ,do đó làm giảm hiệu suất,đồng thời tăng Z cũng làm giảm hệ số trùng khớp (

2

sin

2 Ư

2 2 2 2 2

1 2 1

m

a d

d d

.

cos 2 2

Theo (6-21)trang 99 :

2

90 27 5 , 2 2

2

20 cos 5 , 2 90 27

2

20 cos

2

α cos

w w

t

tw

a

m Z Z a

a

- 0,5 ( Z1+ Z2 ) y=

5 , 2

145

- 0,5.(27+90) = - 0,5 => Ky= 1000 Z. 1000117.( 0,5) 4,27

-/ Tổng hệ số dịch chỉnh :

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 12

27 90 ( 516 , 0 5 , 0 Z ).

(

t 3

2

w m w

m H H

M H

d u b

u K T Z

Z Z

.

.

516 , 0

4 3

4 3

x x

cã : ZH=1,81

1 1 2 3 88 1

Z Z

3

83 , 1 4

83 , 1 0 cos 90

1 27

1 2 , 3 88 , 1 ε

ε

0 α

145 2 1 U

2

α β

ν

H H 1

1 w w H HV

K K T 2

d b

1 

m

w 0

H H

u

a v g δ

ψ

017 , 4 33 , 3

145 317 , 2 56 006 , 0 ν

2

97 , 66 5 , 72 017 , 4

1 33 , 3 15 , 1 120098

2 85 , 0 81 , 1 274

0 100



H

H H

σ ψ

2 2

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Theo (6-43) trang 108 :

m d b

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2 σ

1

3 β ε 2

3 

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 14

1

83 , 1

1 83

, 1

4 4

3 3

1

3  Z Z  Z V  Z Z 

V

Tra bảng 6-18 đợc Y F3  3 , 95 ,Y F4  3 , 67

KF Hệ số tải trọng khi tính về uốn KF  K Fβ K Fα K FV

ν

F F 1

1 w w F

K K F 2

d b

với

m

w 0

F F

u

a V g δ

Trong đó: δF  0 , 016: Hệ số kể đến ảnh hởng của sai số ăn khớp

Theo bảng (6-16) với cấp chính xác 9 => g0=73

) / ( 7 , 10 33 , 3

145 39 , 1 73 016 , 0



1 0733 , 1 120098

2

97 , 66 5 , 72 7 , 10



KF=1,074.1.1,2= 1,2888 Thay số ta có:

5 , 2 97 , 66 76

95 , 3 1 546 , 0 2888 , 1 120098

95 , 3

67 , 3 469 , 52

3

4 3

27 5 , 2 cos

.



Z m

67,5 (mm);

0 cos

90 5 , 2 cos

.



Z m

Do bộ truyền ngoàI làm việc bất lợi hơn bộ truyền trong nh : Chịu sự tác động trực

tiếp của môi trờng , có các hạt kim loại, hạt bụi rơi vào vùng ăn điều kiện bôI trơn kém (bôi trơn bằng mỡ )do đó dễ gây ra tróc rỗ răng Vì vậy ta phải chọn vật liệu nhóm II có độ rắn cao HB = 350

Theo bảng (6-1) trang92 chọn vật liệu bánh răng là nh nhau:

, 2 6

5 4

5  FO  4 10

FO N N

+/ Do bé truyÒn chÞu t¶i träng tÜnh nªn :

6

7 6

HE

FE HE

K K

N N

N N

2 , 1

1 1

 MÆt kh¸c :N FE N FO K FL5 K FL6  1

v× bé truyÒn quay 1 chiÒu nªn : KFC =1

Thay sè :

75 , 1

1 1 1 390

Svth:§øC QU¢N – líp 43m Trang 17

+/ ứng suất khi quá tải :

Theo công thức (6-13’) trang 95 với bánh răng tôi bề mặt thấm N:

Ta giả sử vận tốc vòng nằm trong khoảng V< 3 (m/s);



m

n m

U

U U

1 3

.

4 , 1

F d

F F sb

Z

Y K T m

80 cos

; 24 0 cos

24

6 6

0 3 3

4 , 1

.

4 ,

2 3

1

2 5

1 3







F d

F F

Y K T m







+ /Theo bảng (6-8) lấy trị số tiêu chuẩn m=5

Khi đó đờng kính vòng lăn của bánh dẫn :

.d 5 n





Điều này phù hợp với điều đã giả sử

tra bảng (6-13) với V=0,7536 ( m/s) đợc cấp chính xác 9

Công thức kiểm tra (10-35) trang 159 giáo trình Chi Tiết Máy tập 1 :

m d b

K K Y T

w w

FV F F F

.

2

5 5

w w F FV

K K T

d b K

2

1

3

5 5

2

1

; ) 1 (

2

5 5

a Z

VF  F. 0 .

m

m W

U

U d V g V

2

) 1 (

.

0 F F

2

30 120 733 , 8 1

733 , 8 33

, 3 2

) 1 33 , 3 (

120 7536 , 0 82 016 , 0

5 30 120

93 , 3 042 , 1 055 , 1 380408

σ

σ

*

* 1

5 2

.

mm Z

) ( 120 24 5

6 6

5 5

mm Z

m

mm Z

m d

2

) ( 130 5 2 120

2

6 6

5 5

mm m

d d

mm m

d d

5 5

mm m

d d

mm m

d d

3

.

1

2

w m w

m H H

M H

d u b

u K T Z

1 (

2 , 3 88 , 1 cos ) 1 1 (

2 , 3 88 ,

6 5

3

7 , 1 4 3

H H H

w w H HV

U

U d v g K

K T

d b K

2

) 1 (

.

; 2

.

0 3

034 , 1 1 055 , 1 380408

2

120 30 64 , 7 1

64 , 7 33

, 3 2

) 1 33 , 3 ( 120 7536 , 0 82 014 , 0 ν

1 33 , 3 09 , 1 380408

2 875 , 0 76 , 1





Ta thÊy : H  669 , 7 H  875 (MPa)

VËy bé truyÒn ngoµi tháa m·n øng suÊt tiÕp xóc :

6.KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i :

1

max max

64 , 345 2 , 2 25 , 244

σ σ

35 , 457 2 , 2 25 , 266

σ σ

1260 σ

2686 , 620 2 , 2 049 , 443

σ σ

F qt

F F

F qt

F F

H qt

H H

Mpa K

Mpa K

Mpa K

Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hìnhhọc cao Trục còn đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định dao động Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ngời thiết kế chọn vật liệu chế tạohợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công

Chọn vật liệu là thép 45 thờng hoá,tra bảng (6-1) trang 92 tập 1:

b 600 MP( ) ; ch 340 MPa( )

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 22

II.Tính thiết kế trục về độ bền

T F

F

m t

25 , 55

35117 2

2

1

1 2

 

 N tg

tg

F

F

N tg

20 2 , 1271 sin

.

35 , 344 ) 46 , 13 cos(

20 2 , 1271 cos

.

0 0

1 1

1

0 0

1 1

T F

F

w t

97 , 66

120098

2

2

3

2 4

 N tg

tg F

F

0 cos

20 62 , 3586 cos

.

0

0

2 4





0 0 62 , 3586

3 4

T F

F

w t

120

380408

2

2

3

3 6

) ( 76 , 230 0

cos

20 1 , 6340 2

0 5

3

3.Tính và kiểm tra nối trục đàn hồi:

Nối trục đàn hồi có tác dụng nối hai trục có đờng kính trùng nhau bằng bộ phận

đàn hồi Do đó nối trục đàn hồi có khả năng giảm va đập và chấn động,đè phòng cộng hởng do dao động xoắn gây nên và bù lại độ lệch trục

Mô men xoắn trên trục I :

1

-Kiểm nghiệm điều kiện bền của vòng đàn hồi và chốt :

+/Điều kiện bền dập của vòng đàn hồi :

.

2

5 0 0

d d

l d D Z

kT



k : là hệ số phụ thuộc vào loại máy

với máy nghiền k = 2 3  ta chọn k = 2

10 63 2

= 3,94 (MPa) < [d] =2  4 (MPa) Vậy : điều kiện bền dập đợc đảm bảo

+/Điều kiện bền uốn của chốt :

u= 3

0 0

0 1 , 0

.

d D

Z

l T k

5 , 27 10 63 2

= 79,33 (MPa) < [u] =60  80 MPa Vậy : điều kiện bền uốn đợc đảm bảo

Nh vậy nối trục đàn hồi thoả mãn về điều kiện bền uốn và bền dập

4/ Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :

Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ thuộc vào s đồ động,

Chiều dài moay ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu

35117 2

+ Fr12 + l12 = 0

11

1 1 12 12 13

r1

11 F .l F . . 2

l

d F l F

W a r

247,3.65 344,35.155

Y F y10 F y11  F r1  F r12  0 F y10 F r1 F r12  F y11

) ( 35 , 154 746

3 , 247 35 , 344



 Fy10 ngîc chiÒu víi chiÒu trôc Y

2

25 , 55

= 2310 (Nm) M y0= - Ft12 l12 - Fx11 l11 - Ft1 l13 = 0

 F x11 =

-11

13 1 12

l

l F l

F t  t

=

-90

155 2 , 1271 65

2 ,

= - 2903,7 (N)  Fx11 ngîc chiÒu víi trôc X

36 , 72921 ]

.[

1 ,

 T¹i tiÕt diÖn IO l¾p æ l¨n  chän dIO= 30 (mm)

+/ T¹i tiÕt diÖn I1 :

1 2 1

 MtdI1= 85301 2  0 , 75 35117 2  90306 (Nmm)

63 1 , 0

90306

T¹i tiÕt diÖn I2 l¾p æ l¨n  chän dI1 = 30 (mm)

+/ T¹i tiÕt diÖn I2 : M2 = 0

Svth:§øC QU¢N – líp 43m Trang 29

2 , 30412

3

Tại tiết diện I2 lắp nối trục đàn hồi  chọn dI2= 28 (mm)

+/ Tại tiết diện I3 :

3 2 3

8 , 30499

Tại tiết diện I3 lắp bánh răng  chọn dI3 = 26 (mm)

Biểu đồ mô men trục I :

b/ Trục 2 :

- Phản lực trên các gối đỡ :

2

.

2 22 3 21 2 23 2

x

d F l F l F l F M

F

160

34 , 91 62 , 83 2

765 , 187 5 , 344 50 42 , 1305 2

.

21

23 2

2 2 22 3 21

d F l

a r

y

= 562,26 (N)

Svth:ĐứC QUÂN – lớp 43m Trang 30