Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy

Lời nói đầu Trong tất cả các máy móc cơ khí đều có sự chuyển động cơ học của các bộ phận của máy. Muốn có sự chuyển động thì cần phải có năng lượng. Một trong những dạng năng lượng dễ kiếm, dễ sử dụng và có thể có mặt ở khắp mọi nơi đó là điện năng. Trong lịch sử phát minh, con người đã thấy rằng chỉ có động cơ điện là một thiết bị tối ưu nhất có tác dụng biến năng lượng điện năng thành cơ năng để thực hiện một chuyển động cơ học cần thiết. Trong sản xuất công nghiệp, để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế cũng như tính khả nghi người ta chỉ chế tạo ra các động cơ điện có công suất và vận tốc quay là một giá trị cụ thể nào đó đã được lập trong các bảng tiêu chuẩn. Trong khi đó, các chuyển động cơ học trong các máy móc lại cần những công suất bất kì, không theo một dãy số tiêu chuẩn nào. Vì vậy, các động cơ điện không thể truyền trực tiếp công suất sang cho các hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi công suất dễ chế tạo hơn. Một trong các thiết bị như vậy là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn. Như vậy, ta thấy rằng, một hệ thống máy móc chuyển động cần phải có động cơ, bộ truyền, hộp giảm tốc (hoặc hộp tăng tốc) và hệ thống tải. Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống dẫn động cơ khí. Trong thực tế, khi thiết kế một hệ dẫn động cơ khí ta phải khảo sát tất cả các số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế. Nhưng trong đồ án môn học Chi Tiết Máy này, các số liệu đã được cho trước và ta chỉ phải thiết kế hệ thống mà thôi. Đề tài thiết kế của em được thầy Trần Văn Lầm giao cho là thiết kế trạm dẫn động xích tải. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành được đồ án này. Song những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn Nguyên Lý – Chi Tiết Máy để đồ án của em được hoàn thiện hơn cũng như kiến thức về môn học này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em đặc biệt là thầy giáo Trần Văn Lầm.

Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Nhận xét giáo viên Lời nói đầu Trong tất máy móc khí có chuyển động học phận máy Muốn có chuyển động cần phải có lợng Một dạng lợng dễ kiếm, dễ sử dụng có mặt khắp nơi điện Trong lịch sử phát minh, ngời đà thấy có động điện thiết bị tối u có tác dụng biến lợng điện thành để thực chuyển động học cần thiết Trong sản xuất công nghiệp, để nâng cao suất hiệu qu¶ kinh tÕ cịng nh tÝnh kh¶ nghi ngêi ta chế tạo động điện có công suất vận tốc quay giá trị cụ thể đà đợc lập bảng tiêu chuẩn Trong đó, chuyển động học máy móc lại cần công suất bất kì, không theo dÃy số tiêu chuẩn Vì vậy, động điện truyền trực tiếp công suất sang cho hệ thống chuyển động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi công suất dễ chế tạo Một thiết bị nh hộp giảm tốc Hộp giảm tốc SV:Nguyễn Văn Hng -1- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy cấu truyền động ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi đợc dùng để giảm vận tốc góc tăng mômen xoắn Nh vậy, ta thấy rằng, hệ thống máy móc chuyển động cần phải có động cơ, truyền, hộp giảm tốc (hoặc hộp tăng tốc) hệ thống tải Một hệ thống nh đợc gọi hệ thống dẫn động khí Trong thực tế, thiết kế hệ dẫn động khí ta phải khảo sát tất số liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế Nhng đồ án môn học Chi Tiết Máy này, số liệu đà đợc cho trớc ta phải thiết kế hệ thống mà Đề tài thiết kế em đợc thầy Trần Văn Lầm giao cho thiết kế trạm dẫn động xích tải Với kiến thức đà học sau thời gian nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, đóng góp trao đổi xây dựng bạn em đà hoàn thành đợc đồ án Song hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Em mong đợc bảo thầy cô môn Nguyên Lý Chi Tiết Máy để đồ án em đợc hoàn thiện nh kiến thức môn học Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn đà tận tình giúp đỡ em đặc biệt thầy giáo Trần Văn Lầm Thái Nguyên, ngày tháng năm 2008 Sinh viên Nguyễn Văn Hng TàI LIƯU THAM KH¶O [1] Ngun Träng HiƯp : Chi Tiết Máy , tập tập Nhà suất Giáo dục , Hà Nội 1999 [2] Nguyễn Bá Dơng, Nguyễn Văn Lẫm , Hoàng Văn Ngọc , Lê Đắc Phong Tập vẽ chi tiết máy Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp , 1978 [3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển : Tính toán Thiết kế hệ dẫn động khí , tập tập Nhà xuất Giáo dục , 1999 SV:Nguyễn Văn Hng -2- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy Thiết kế trạm dẫn động xích tải Phần I: Tính toán ®éng häc hƯ dÉn ®éng c¬ khÝ I - chän ®éng c¬ ®iƯn: Chän ®éng c¬ ®iƯn ®Ĩ dÉn ®éng máy thiết bị giai đoạn trình thiết kế hệ dẫn động khí Chọn động điện bao gồm công việc sau: - Chọn kiểu, loại động - Chọn công suất ®éng c¬ - Chän tèc ®é ®ång bé ®éng c¬ - Chọn động sử dụng thực tế - Kiểm tra điều kiện mở máy, tải cho động Néi dung thĨ cđa c¸c bíc nh sau: 1- Chọn kiểu, loại động cơ: Ta chọn động không đồng ba pha, rôto lồng sóc (còn gọi roto ngắn mạch) có u điểm sau: - Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy - Có thể mắc trực tiếp vào lới điện công nghiệp - Giá thành tơng đối thấp dễ kiếm - Hiệu suất hệ số công suất không cần cao Còn nhợc điểm là: - Hiệu suất hệ số công suất thấp (so với động pha đồng bộ) - Không điều chỉnh đợc vận tốc (so với động chiều động không ®ång bé ba pha d©y qn) Nhng nhê cã nhiỊu u điểm bản, ta chọn động xoay chiều ba pha không đồng roto lồng sóc (ngắn mạch) Nó phù hợp để dẫn động thiết bị vận chuyển, băng tải, xích tải, thùng trộn 2- Chọn công suất động cơ: Công suất động đợc chọn theo điều kiện nhiệt độ - đảm bảo cho động làm việc nhiệt độ sinh không mức cho phép Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mÃn: dc dc Pdm Pdt Trong đó: SV:Nguyễn Văn Hng -3- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy dc Pdm : Công suất định mức động dc Pdt : Công suất đẳng trị trục động cơ, đợc xác định nh sau: dc Pdt = Plvdc Plvdc : Công suất làm việc danh nghĩa trục động ct Plv P = (kw) η∑ dc lv ct Plv : Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trục công tác: ct Plv = Ft v 5200.1,22 = = 6,344(kw) 3 10 10 Ft : Lực vòng trục công tác (N) v : Vận tốc vòng xÝch t¶i (m/s) η ∑ : HiƯu st chung cđa toµn hƯ thèng Ta cã: η ∑ = η br η o4 η d η kn Trong ®ã: ηbr : Hiệu suất bánh trụ o : Hiệu suất cặp ổ lăn d : Hiệu suất trun ®ai η kn : HiƯu st khíp nèi Tra bảng ta chọn đợc: br o d kn 0.96 0.99 0.95 ⇒ η ∑ = 0,96 2.0,99 4.0,95.1 = 0,841 Ta có công suất động là: SV:Nguyễn Văn Hng -4- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy ct Plv 6,344 P = = = 7,543(kw) η∑ 0,841 dc lv Chọn số vòng quay đồng động (n đb): Khi chọn động có số vòng quay lớn kích thớc, trọng lợng, giá thành động giảm Về mặt nên chọn động có số vòng quay lớn; nhiên số vòng quay lớn tỷ số truyền động chung lớn kết làm tăng khuôn khổ, kích thớc, giá thành truyền, trục, ổ, với lý nên chọn động có số vòng quay nhỏ Vì cần phải chọn số vòng quay đồng động (còn gọi tốc độ quay), theo tiêu chuẩn có vòng quay 3000, 1500, 1000, 750, 600 500 v/ph *) Số vòng quay đồng đợc chọn cho: Tỷ số truyền sơ cđa hƯ thèng: U sb = ndb nct n»m khoảng tỷ số truyền nên dùng Ta chọn sơ số vòng quay đồng ndb = 1500(v / ph) Kể đến 3% trợt nên thực tế ndb = 1455(v / ph) Ta có số vòng quay trục công tác là: 60.10 3.v nct = z.t Với: z : Số đĩa xích tải t : Bíc xÝch t¶i (mm) v : VËn tèc vòng xích tải (m/s) 60.103.1,22 nct = = 49,263(v / ph) 39.38,1 ⇒ U sb = ndb 1455 = = 29,53 nct 49,263 Tra bảng 2.4 (HDTKHĐCK) ta thấy U sb = 29,53 nằm khoảng U nên dïng ®ã ta chän ndb = 1500(v / ph) *) Chọn đông cơ: Dựa vào bảng Các thông số kỹ thuật động điện DK ta chọn đợc: Kiểu động Công suất Vận tốc quay(v/ph) Cosϕ TK/Tdn Tmax/Tdn DK.62- 10 1460 0.88 1,3 2,3 SV:Nguyễn Văn Hng -5- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ: Khi khởi động, động cần sinh công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy cho động theo c«ng thøc: dc dc Pmm ≥ Pcbd (kw) dc dc dc Pmm : Công suất mở máy động c¬: Pmm = K mm Pdm K mm = Tk : Hệ số mở máy động Tdn dc dc Pcbd : Công suất cản ban đầu trục ®éng c¬: Pcbd = K bd Plvdc K bd : Hệ số cản ban đầu Ta có: dc Pmm = Tk dc Pdm = 1,3.10 = 13(kw) Tdn dc Pcbd = K bd Plvdc = 1,32.7,543 = 9,9567(kw) dc dc Pmm Pcbd : Động đà chọn thoả mÃn điều kiện mở máy II phân phối tỷ số truyền cho động cơ: Tỷ số truyền chung toàn hệ thống u xác định theo: u = ndc nct n dc : Số vòng quay động đà chọn (v/ph) nct : Số vòng quay trục công tác (v/ph) u = 1460 = 29,64 49,263 Với hệ dẫn động gồm truyền mắc nèi tiÕp: Trong ®ã: u∑ = u ng uh u ng : Tỷ số truyền truyền hép (bé trun ®ai) uh : Tû sè trun cđa hép gi¶m tèc u1 , u2 uh = u1.u2 : Tỷ số truyền truyền cấp nhanh cấp chậm hộp giảm tốc 1-Tỷ số truyền truyền hộp: Ta xác định tỷ số truyền truyền hộp (bộ truyền đai) theo kinh nghiệm: SV:Nguyễn Văn Hng -6- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Ta chọn: ung = 0,14uh ⇒ u ng = 0,14u ∑ = 0,14.29,64 ≈ ⇒ uh = u∑ 29,64 = = 14,82 ung 2-Tû sè trun c¸c bé trun hộp giảm tốc: uh = u1.u2 Hộp giảm tốc bánh trụ cấp khai triển: Ta tính theo công thøc: TØ sè trun cđa cÊp nhanh: u1 ≈ 0,8253 u h = 0,825.3 14,82 = 4,98 TØ sè trun cđa cÊp chËm: u2 = u h 14,82 = = 2,97 u1 4,98 III xác định thông số trục: 1- Tính tốc độ quay trục (v/ph): ã nI = ã nII = ã nIII ndc 1460 = = 730(v / ph) u ng nI 730 = = 146,6(v / ph) u1 4,98 n 146,6 = II = = 43,36(v / ph) u2 2,97 = nIII = 43,36(v / ph) • nIV Tính công suất danh nghĩa trục (kw): PI = Plv η d η o = 7,543.0,95.0,99 = 7,094(kw) • PII = PI η br η o = 7,094.0,96.0,99 = 6,742(kw) • PIII = PII η br η o = 6,742.0,96.0,99 = 6,4( kw) PIII = PII η kn η o = 6,4.1.0,99 = 6,336(kw) • 3- TÝnh mô men xoắn trục (N.mm): 9,55.10 6.PI 9,55.10 6.7,094 = = 92805( N mm) • TI = nI 730 • • 9,55.10 6.PII 9,55.10 6.6,742 TII = = = 439195,77( N mm) nII 146,6 • TIII = 9,55.10 6.PIII 9,55.10 6.6,4 = = 1409594,1( N mm) nIII 43,36 SV:Nguyễn Văn Hng -7- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học ã TIV = Đồ án Chi Tiết M¸y 9,55.10 6.PIV 9,55.10 6.6,336 = = 1395498,155( N mm) nIV 43,36 4- Lập bảng số liệu tính toán: Tốc ®é quay (v/ph) Tû sè trun C«ng st (kw) Trơc động 1460 7,543 Mômen xoắn (N.mm) 49339,5 Trục I 730 7,094 92805 6,742 339589,14 6,4 1241519,4 6,336 1229104,2 Trơc Th«ng sè 4,98 Trơc II 189,6 2,97 Trơc III 49,23 Trục IV 49,23 Phần II : tính toán truyền I - truyền động đai: Chọn loại đai tiết diện đai: Ta chọn loại đai thang, mặt làm việc hai mặt bên tiếp xúc với rÃnh hình thang tơng ứng bánh đai, nhờ hệ số masat đai bánh đai hình thang lớn so với đai dẹt có khả kéo lớn hơn.Với vận tốc v < 25m/s ta chọn loại đai thờng Với công suất cần truyền 7,543 (kw).Dựa vào hình 4.1 ta chọn loại đai bt = 14 (mm) b = 17 (mm) h = 10,5 (mm) y0 = 4,0 (mm) - Xác định thông số truyền: a) Đờng kính bánh đai nhỏ d1: Dựa vào bảng 4.13 ta chọn đờng kính bánh đai nhỏ d1 = 160 (mm) VËn tèc ®ai: πd n 3,14.160.730 v= 1 = = 6,11(m / s ) 60000 60000 §êng kính bánh đai lớn: d = d1 u (1 − ε ) = 160.2(1 − 0.01) = 316,8(mm) Ta lÊy d2 = 315 (mm) theo tiªu chuÈn TØ sè truyền thực tế là: ut = SV:Nguyễn Văn Hng d 315 = = 1,97 d1 160 -8- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi TiÕt M¸y u − u t − 1,97 = 100% = 1,5% < 4% u b) Khoảng cách trục a: Dựa vào bảng 4.14 ta có: a = d2.1,2 = 315.1,2 = 378 (mm) Ta cã: 0,55(d1 + d2) + h = 271,75 < a < 2(d1 + d2) = 950 c) ChiỊu dµi l: π (d1 + d ) (d − d1 ) 3,14(160 + 315) (160 + 315) l = 2a + + = 2.378 + + = 1651(mm) 4a 4.378 Theo bảng 4.13 ta chọn chiều dài đai tiêu chuÈn lµ l = 1700 (mm) Ta cã: ⇒ ∆u = i= v 6,11 = = 3,59 < 10 l 1,7 Xác định lại khoảng cách trục: + − 8∆2 a= Trong ®ã: π ( d1 + d ) 3,14(160 + 315) λ =l− =l− = 954,25(mm) 2 d − d 315 − 160 ∆= = = 77,5(mm) 2 λ + λ2 − 8∆2 954,25 + 954,25 − 8.77,5 ⇒a= = = 470,7(mm) 4 Chän a = 470 (mm) d) Góc ôm bánh đai nhỏ: ( d − d1 ).57 0 α = 180 = 161,2 470 - Xác định số đai z: Số đai Z đợc tính theo công thức: P1 K d Z= [ P0 ]Cα C l C u C z Trong đó: P1 - công suất trục bánh đai chủ động, P1 = 7,094 kw [P0] - c«ng suÊt cho phÐp, [P0 ] = 2,13 kw (bảng 4.19) Kd - hệ số tải trọng động, Kd = C - hệ số kể đến ảnh hởng cđa gãc «m α1, Cα = 0,92 Cl - hƯ số kể đến ảnh hởng chiều dài đai, Cl = 1.13 Cu - hệ số kể đến ảnh hởng cđa tØ sè trun, Cu = 1,12 Cz - hƯ số kể đến ảnh hởng phân bố không tải trọng cho dây đai, P1/[P0] = 7,094/2,13 = 3,3 Cz = 0,95 SV:Nguyễn Văn Hng -9- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ ¸n Chi TiÕt M¸y 7,094.1 =3 2,13.0,92.1,13.1,12.0,95 ChiÒu réng b¸nh ®ai B: B = (Z - 1)t +2e = (3 - 1).19 + 2.12,5 = 63 (mm) Đờng kính bánh đai: da = d + 2h0 = 160 + 2.4,2 = 168,4 (mm) - Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục: Lực căng đai đợc xác định theo công thức sau: 780.P1 K d F0 = + Fv v.Cα Z Trong đó: Fv - lực căng li tâm sinh ⇒Z= Fv = q m v qm - khèi lợng met chiều dài, qm = 0,178 Fv = qm v = 0,178.6,112 = 6,645( N ) 780.7,094.1 + 6,645 = 334,77( N ) 6,11.0,92.3 Lùc t¸c dơng lªn trơc: Fr = 2F0Zsin(α1/2) = 2.334,77.3.sin(161,2/2) = 1981,65 (N) F0 = Ta có bảng thông số sau: Các thông số truyền đai Đờng kính bánh đai nhỏ d1 (mm) Giá trị 160 Đờng kính bánh đai lớn d2 (mm) 315 Chiều rộng bánh đai Khoảng cách trục Chiều dài đai Lực căng ban đầu B a l F0 (mm) (mm) (mm) (N) Lùc t¸c dơng lªn trơc 63 470 1700 334,77 Fr (N) 1981,65 II tính toán truyền bánh trụ nghiêng cấp nhanh: Chọn vật liệu bánh răng: Đây bớc quan trọng việc tính toán thiết kế chi tiết máy nói chung truyền động bánh nói riêng Do hộp giảm tốc trung bình nên ta chọn vật liệu thép nhóm I Dựa sở yếu tố ảnh hởng đến khả làm việc máy Tra bảng 6.1 ta chọn đợc: Loại bánh NhÃn hiệu thép SV:Nguyễn Văn Hng Nhiệt luyện Kích thớc S, mm, - 10 - Độ rắn Giới hạn bền Giới hạn chảy K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy - KiĨm nghiƯm vỊ ®é bỊn mái trơc I: Trên trục I chỗ lắp bánh có d = 34 (mm) Ta chọn then có thông số sau: (b¶ng 9.1a) KÝch thíc tiÕt diƯn then b = 10; h = Chiều sâu trục: t1 = Chiều sâu rÃnh then lỗ: t2 = 3,3 Tiết diện lắp có rÃnh then lên theo bảng 10.6 ta có: Mômen cản uốn: d bt1 (d j − t1 ) π 34 10.5(34 − 5) j Wj = − = − = 2619,94 32 dj 32 34 Mômen cản xoắn: d bt1 (d j − t1 ) π 34 10.5(34 − 5) j W0 j = − = − = 6476,645 16 dj 16 34 ⇒ σ aj = σ max j τ mj = τ aj = Mj tr M C 209841,05 = = = = 80,1 Wj Wj 2619,94 τ max j 92805 = = 7,16 2W0 j 2.6476,645 Tra b¶ng 10.11 ta cã: Kτ Kσ = 1,64 = 2,06 ; ετ εσ Tra b¶ng 10.10, ta cã: εσ = 0,88; ετ = 0,81 Tra b¶ng 10.12, ta cã: Kσ = 1,76 ; Kτ = 1,54 K K 1,76 1,54 ⇒ σ = = 2; τ = = 1,9 εσ 0,88 ετ 0,81 Chän K Kσ = 2,06 ; τ = 1,9 ®Ĩ tÝnh ετ εσ Kσ + Kx −1 εσ 2,06 + 1,06 − ⇒ Kσdj = = = 1,716 Ky 1,2 ⇒ Kτdj Kτ + Kx −1 ετ 1,9 + 1,06 − = = = 1,633 Ky 1,2 ⇒ Sσj = σ −1 261,6 = = 1,9 Kσdj σ aj + ψ σ mj 1,716.80,1 + 0,05.0 SV:Nguyễn Văn Hng - 41 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Sj = Đồ án Chi Tiết Máy 151,728 = = 12,976 Kτdj τ aj + ψ τ τ mj 1,633.7,16 + 0.7,16 ⇒ Sj = Sσj Sτj Sσj + Sτ2j = 1,9.12,976 1,9 + 12,976 = 2,6 S j = 2,6 > [ S ] = 1,5 ữ 2,5 Vậy trục thoả mÃn điều kiƯn bỊn mái - KiĨm nghiƯm bỊn mái trơc II: Trục II có hai tiết diện lắp bánh Víi d = 48 (mm) theo b¶ng 9.1a ta chän then có thông số sau: Kích thớc tiết diện: b = 14 ; h = ChiỊu s©u r·nh then: t1 = 5,5 ; t2 = 3,8 Mômen cản uèn: πd bt1 (d j − t1 ) π 483 14.5,5(48 − 5,5) j Wj = − = − = 10783,66 32 dj 32 48 Mômen cản xoắn: d bt1 (d j − t1 ) π 483 14.5,5(48 − 5,5) j W0 j = − = − = 21635,5 16 dj 16 48 ⇒ σ aj = σ max j τ mj = τ aj = Mj tr M C 339237,0275 = = = = 31,46 Wj Wj 10783,66 τ max j 439195,77 = = 10,15 2.21635,5 Tra b¶ng 10.11 ta cã: Kτ Kσ = 1,64 = 2,06 ; ετ εσ Tra b¶ng 10.10, ta cã: εσ = 0,81; ετ = 0,76 Tra b¶ng 10.12, ta cã: Kσ = 1,76 ; Kτ = 1,54 K K 1,76 1,54 ⇒ σ = = 2,17; τ = = 2,026 ε σ 0,81 ε τ 0,76 Kσ + Kx −1 εσ 2,17 + 1,06 − ⇒ Kσdj = = = 1,858 Ky 1,2 ⇒ Kτdj Kτ + Kx −1 ετ 2,026 + 1,06 − = = = 1,738 Ky 1,2 SV:Nguyễn Văn Hng - 42 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi TiÕt M¸y σ −1 261,6 = = 4,475 Kσdj σ aj + ψ σ σ mj 1,858.31,46 + 0,05.0 τ −1 151,728 ⇒ Sτj = = = 8,6 Kτdj τ aj + ψ τ τ mj 1,738.10,15 + 0.10,15 ⇒ Sσj = ⇒ Sj = Sσj Sτj S +S σj τj = 4,475.8,6 4,475 + 8,6 2 = 3,97 S j = 3,97 > [ S ] = 1,5 ữ 2,5 Vậy trục thoả mÃn điều kiện bỊn mái - KiĨm nghiƯm bỊn mái trơc III: Víi d = 70 (mm) theo b¶ng 9.1a, ta chän thông số then: Kích thớc tiết diện: b = 20 ; h = 12 ChiỊu dµi r·nh then: t1 = 7,5 ; t2 = 4,9 Mômen cản uốn: πd bt1 (d j − t1 ) π 70 20.7,5(70 − 7,5) j Wj = − = = 33522,946 32 dj 32 70 Mômen cản xo¾n: πd bt1 (d j − t1 ) π 70 20.7,5(70 − 7,5) j W0 j = − = − = 67179,82 16 dj 16 70 ⇒ σ aj = σ max j τ mj = τ aj = Mj tr M C 1424704,77 = = = = 42,5 Wj Wj 33522,946 τ max j 1409594,1 = = 13 2.53782,725 Tra b¶ng 10.11 ta cã: Kσ Kτ = 2,52 ; = 2,03 εσ ετ Tra b¶ng 10.10, ta cã: εσ = 0,76; ετ = 0,73 Tra b¶ng 10.12, ta cã: Kσ = 1,76 ; Kτ = 1,54 K K 1,76 1,54 ⇒ σ = = 2,3; τ = = 2,1 ε σ 0,76 ε τ 0,73 Chän Kσ K = 2,3 ; τ = 2,03 để tính SV:Nguyễn Văn Hng - 43 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Kdj Kdj Đồ án Chi Tiết Máy K + Kx −1 εσ 2,3 + 1,06 − = = = 1,9 Ky 1,2 Kτ + Kx −1 ετ 2,03 + 1,06 − = = = 1,7 Ky 1,2 σ −1 261,6 = = 2,6 Kσdj σ aj + ψ σ σ mj 1,9.53,09 + 0,05.0 τ −1 151,728 ⇒ Sτj = = = 6,9 Kτdj τ aj + ψ τ τ mj 1,7.13 + 0.13 ⇒ Sσj = ⇒ Sj = Sσj Sτj S +S σj τj = 2,6.6,9 2,6 + 6,9 2 = 2,53 S j = 2,53 > [ S ] = 1,5 ữ 2,5 Vậy trục thoả mÃn điều kiện bền mỏi IV – TÝnh kiĨm nghiƯm trơc vỊ ®é cøng: KÝch thớc trục đợc xác định theo độ bền đảm bảo đủ độ cứng cần thiết cho làm việc bình thờng truyền ổ, nh độ xác cấu Vì cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ cứng 1- Tính độ cứng uốn: Điều kiện đảm bảo độ cứng uốn là: f [f] [θ] Trong ®ã [f] - ®é cho phÐp; [θ] – gãc xoay cho phÐp Cã thÓ lÊy [f] [θ] nh sau: [f] = 0,01m = 0,01.2,5 = 0,025 [θ] = 0,005 rad Trong trục ta thấy trục II trục chịu tải trọng lớn nhất, ta thấy mặt cắt bánh thứ nguy hiểm Tại vị trí bánh thứ ta đặt lực đơn vị P=1 → fK = Mx.MQ = (rj η j ) EJ Trong đó: E: Mơđun đàn hồi; E = 2.105 (N/mm2) J: Mơmen qn tính π d Jx = J y = Tại bánh rng cú d = 48(mm) 64 SV:Nguyễn Văn Hng - 44 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy 3,14.48 = 260444,16 (mm) Jx = Jy= 64 Tính chuyển vị theo phương x, y đạt lực Pk=1 vào điểm nguy hiểm nhất(vị trí bánh số 3) fKy = Ω1 = Ω2 = Ω3 = Ω4 = η1 = η2 = η3 = ( Ω1.η1 + Ω η − Ω η3 + Ω η ) E.J x 67929,89.68 = 2309616,26 (143562,735 + 31736,63).80 = 7011974,6 31736,63.80 = 2538930,4 65763,535.73 = 2400369,028 2 22,472 = 14,98 80 + 68 48,91 = 40,1 148 80 + 68 48,91 = 35,69 148 48,91 = 32,6 = Thay số vào ta đợc: fky =0,0058 (mm) fkx = ( Ω5η5 + Ω6η6 + Ω7η7 + Ω8η8 ) E J y Ω5 = 68.332366,2 = 11300450,8 Ω = 332366,2.80 = 26589296 80.(472985,8 − 332366,2) = 5624784 Ω = 73.472985,8 = 17263981,7 2 η5 = 22,472 = 14,98 80 + 68 η6 = 48,91 = 35,69 148 = SV:Nguyễn Văn Hng - 45 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi TiÕt M¸y 80 + 68 η7 = 48,91 = 40,1 148 η8 = 48,91 = 32,6 Thay số vào ta đợc: fy = 0,023 (mm) VËy f = f x2 + f y2 = 0,0058 + 0,0232 = 0,024 (mm) f < [f] = 0,025 SV:Nguyễn Văn Hng - 46 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết M¸y Ω2 143562,735 67929,89 Ω4 Ω1 My 31736,63 65763,535 Ω3 η2 η3 0,33 η4 0,67 η1 My 22,472 48,91 Pky = Ω6 332366,2 Nmm Ω8 Mx Ω5 472985,8 Nmm Ω7 η5 η6 η7 Pkx = 0,33 Mx 0,67 22,472 48,91 2- Kiểm nghiệm góc xoay: Ta đặt lực Mômen Mk = vào gối theo phơng x vµ y, ta cã: θ = θx + θy θKy = ( Ω1.η1 + Ω η − Ω3 η3 + Ω η ) E.J x SV:Nguyễn Văn Hng - 47 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học = Ω2 = Ω3 = Ω4 = η1 = η2 = = = Đồ án Chi Tiết Máy 67929,89.68 = 2309616,26 (143562,735 + 31736,63).80 = 7011974,6 31736,63.80 = 2538930,4 65763,535.73 = 2400369,028 2 0,00138 = 0,00092 80 + 68 0,003 = 0,00246 148 80 + 68 0,003 = 0,00219 148 73 + 148 0,0045 = 0,0035 221 Thay vào công thức ta tính đợc: ky = 4,26.10 −7 (mm) θkx = ( Ω5η5 + Ω6η6 + Ω7η7 + Ω8η8 ) E J y Ω5 = 68.332366,2 = 11300450,8 Ω = 332366,2.80 = 26589296 80.(472985,8 − 332366,2) = 5624784 Ω = 73.472985,8 = 17263981,7 2 η5 = 0,00138 = 0,00092 80 + 68 η6 = 0,003 = 0,00246 148 80 + 68 η7 = 0,003 = 0,00219 148 73 + 148 η8 = 0,0045 = 0,0035 221 Ω7 = SV:NguyÔn Văn Hng - 48 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học 143562,735 67929,89 Đồ án Chi TiÕt M¸y Ω4 Ω1 My 31736,63 65763,535 Ω3 η1 η3 η2 0,00138 0,0045 η4 0,0045 0,003 Ω6 332366,2 Nmm Mk = Ω8 Mx Ω5 472985,8 Nmm Ω7 Thay sè vào ta tính đợc: Mk = 0,0045 0,00138 0,003 0,0045 θ kx = 2,85.10 (mm) −6 VËy θ = θ x2 + θ y2 = 2,88.10 −6 (mm) θ < [θ] = 0,005 (mm) Tính độ cứng xoắn: Trên trục II có đoạn hai bánh chịu xoắn, có rÃnh then Góc xoắn đợc tính theo công thức sau: T l.k ϕ= < [ϕ ] G3 J SV:Nguyễn Văn Hng - 49 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Với Đồ án Chi Tiết Máy k = Trong đó: h d h : Chiều sâu rẵnh then Tra b¶ng 9.1  h = 5,5 d = 48 Hệ số = 0,5 ( đoạn trục có rành then.) T = 439195,77 : mômen G3 : Môdun đàn håi trỵt G3 = 8.104 ( MPa ) J0 : Mômen quán tính độc cực, với tiết diện tròn ®êng kÝnh d = 48 ta cã: 4 J0 = πd = 3,14.48 = 520888,32 32 32 l = 80 chiều dài đoạn trục cần tính k = 1 − 4.0,5 5,5     = 1,297 48 Vậy góc xoắn là: = T l.k 439195,77.80.1,297 = = 0,00109 G3 J 8.10 4.520888,32 ϕ = 0°3’45’’ < [ϕ] = 30’ VËy ®iỊu kiƯn tháa m·n V – tÝnh trän ỉ trơc: CÊu t¹o truyền truyền cấp khai triển bánh trụ nghiêng trục lắp bánh để có lực dọc trục tác dụng Chọn ổ lăn theo tiêu: - Khả tác động nhằm tróc rỗ bề mặt làm việc - Khả tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng d Do ổ lăn làm việc với số vòng quay lớn nên không chọn ổ đĩa theo khả tải tĩnh mà chọn theo khả tải động Cd = Q.m L Trong ®ã: Q : t¶i träng quy íc, KN L : ti thä tÝnh b»ng triƯu vßng quay m : bËc đờng cong mỏi thử ổ lăn, m = Lh : tuæi thä tÝnh b»ng giê n : sè vßng quay cđa ỉ (v/ph) L 60.n 10 6.L Lh = ⇒L= h 60.n 10 a – Xác định tải trọng quy ớc: Q = ( X.V.Fr + Y.fa ).kt kd Trong ®ã: Fr, Fa : tải trọng hớng tâm tải trọng dọc trục V : hệ số kể đến vòng quay vòng quay V = Kt : hƯ sè kĨ ®Õn ¶nh hëng cđa nhiƯt ®é, Kt = nhiệt độ =1050C Kd : hệ số kể đến đặc tÝnh t¶i träng, tra b¶ng 11.3 ta cã Kd = SV:Nguyễn Văn Hng - 50 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Y : hệ số tải trọng dọc trục Trục I: Từ phần tính trục ta đà có: Fa1 = 674,98 (N) FAx = 2167 (N) FAy = 1635,07 (N) FBx = 963 (N) FBy = 845,68 (N) Tæng phần lực tác dụng vào ổ: Fr0 = FAx + FAy = 2167 + 1635,07 = 2714,65 (N) Fr1 = FBx + FBy = 963 + 845,68 = 1281,617 (N) So sánh Fr0 > Fr1 Căn vào Fr1 để tÝnh chän ỉ Fat Víi F at : Tỉng ngo¹i lực dọc trục Fr Fr: Phản lực hớng tâm gèc Fat = Fa1 = 647,98 (N) Fat 674,98 = = 0,526 Fr 1281,617 VËy ta dïng æ bi đỡ chặn góc tiếp xúc = 12 Dựa vào đờng kính ngõng trục d = 30 (mm) ta chọn sơ ổ lăn theo bảng P2.12 Kí hiƯu ỉ D (mm) d (mm) B (mm) r (mm) r1 (mm) C (KN) C0 (KN) 36206 62 30 16 1,5 0,5 18,2 13,3 Fs0 Fs1 Fa1 Fr0 Lh 60.n Fr1 Ta cã: Lh = 0,8.365 .24.5 = 11680 (giê) 10 6.L Lh = ⇒L= 60.n 10 = 11680.60.1460 = 102,3168 ( triệu vòng) 10 Vì kiĨm nghiƯm cho ỉ cã α = 12° e Sb F = 0,574. r C      e Sb1 F  = 0,574. r1  C   0 , 215 , 215  2714,65  = 0,574.  13,3.10     , 215  1281,617  = 0,574.  13,3.10     = 0,4078 , 215 = 0,347 LÊy e Sb = eSb1 = 0,3 SV:Nguyễn Văn Hng - 51 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi TiÕt M¸y Lùc däc trơc phơ Fsj : FSb = e Sb Fr = 0,3.2714,65 = 814,395( N ) FSb1 = eSb1 Fr1 = 0,3.1281,617 = 384,485( N ) Tỉng lùc däc trơc ∑ Fzj ∑ FzSb = FSsb1 + Fat = 384,485 + 674,98 = 1059,465( N ) ∑ FzSb1 = FSsb + Fat = 814,395 − 674,98 = 139,415( N ) Lùc dọc trục tác dụng lên ổ Faj FaSb = 1059,465( N ) FaSb1 = 384,485( N ) XÐt tØ sè: i.FaSb 1.1059,465 = = 0,079 ⇒ e = 0,41 C0 13,3.10 i.FaSb1 1.384,485 = = 0,029 ⇒ e = 0,34 C0 13,3.10 Lùc däc trôc phô Fsj : FS = e.Fr = 0,41.2714,65 = 1113( N ) FS = e.Fr1 = 0,34.1281,617 = 435,75( N ) Tỉng lùc däc trơc ∑ Fzj ∑ Fzo = FS1 + Fat = 435,75 + 674,98 = 1110,73( N ) ∑ Fz1 = FS − Fat = 1113 − 674,98 = 438,02( N ) Lùc däc trục tác dụng lên ổ Faj Fa = 1113( N ) Fa1 = 438,02( N ) Ta tra b¶ng 11.4 Fa 1113 = = 0,41 = e0 ⇒ X = 1; Y0 = V Fr 1.2714,65 Fa1 438,02 = = 0,3417 > e1 ⇒ X = 0,45;Y1 = 1,34 V Fr1 1.1281,617 TÝnh t¶i träng quy íc: Q0 = ( X0.V.Fr0 + Y0.Fa0 ).kt kd = (1.1.2714,65 + 0).1.1 = 2714,65 (N) Q1 = ( X1.V.Fr1 + Y1.Fa1 ).kt kd = (0,45.1.1281,617 + 1,34.438,02).1.1 = 1163,67 (N) VËy ta cã: C d = Q0 L = 2714,65.3 102,3168 = 12696,85( N ) = 12,69685( KN ) < Cb = 18,2( KN ) SV:Nguyễn Văn Hng - 52 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Vậy ổ đà chọn thỏa mÃn khả tải ®éng  Trôc II: Ta cã: Fa2 = 674,98 (N) Fa3 = 1459,1 (N) FAx = 4887,74 (N) FAy = 834,94 (N) FBx = 6479,26 (N) FBy = 900,87 (N) Tổng phần lực tác dụng vào ổ: Fr0 = FAx + FAy = 4887,74 + 834,94 = 4958,54 (N) Fr1 = FBx + FBy = 6479,26 + 900,87 = 6541,59 (N) So sánh Fr1 > Fr0 Căn vào Fr0 ®Ĩ tÝnh chän ỉ Fat Víi F at : Tỉng ngoại lực dọc trục Fr Fr: Phản lực hớng tâm t¹i gèc Fat = Fa3 – Fa2 = 1459,1 - 647,98 = 784,12 (N) Fat 784,12 = = 0,158 Fr 4958,54 Ta dïng ỉ bi ®ì mét d·y Theo đường kính chỗ lắp ổ lấy theo tiêu chuẩn d = 40 (mm) Tra bảng P2.7 ta kí hiệu ổ thơng số sau: Kí hiệu ổ d D B r C (KN) 308 40 90 23 31,9 Chọn kết cấu ổ trục kiểu chữ “O” Fa2 Fa3 Fs0 C0 (KN) 21,7 Fs1 Fr0 Fr1 Đối với ổ bi đỡ chỉ chịu lực hướng tâm X=1, V=1 ta có Xác định tải trọng quy ước: Q0 = X.V.Fr0.Kt.Kd = 1.1.4958,54.1.1 = 4958,54(N) Q1 = X.V.Fr1.Kt.Kd = 1.1.6541,59.1.1 = 6541,59(N Kiểm nghiệm theo khả tải động Lh = .24.0,8.365 = 11680 (giờ) Lh = L 60.n 11680.60.1460 10 6.L ⇒L= h = = 102,3168 ( triƯu vßng) 60.n 10 10 Từ cơng thc: SV:Nguyễn Văn Hng - 53 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết M¸y Cđ = Q1 m L =6541,59 102,3168 = 30596,07 (N) = 30,59607(KN) Vậy Cd < C = 31,9 (KN) Vậy ổ chọn thỏa mãn khả tải động  Trơc III: V× trơc III cã khíp nèi ta phải đặt lực khớp nối cho làm tăng phản lực ổ trục Tính phản lực hai ổ ta đợc: Fa4 = 1459,1 (N) FAx = 1220,94(N) FAy = 24,16 (N) FBx = 4313,04 (N) FBy = 3116,26 (N) Tỉng phÇn lùc tác dụng vào ổ: Fr0 = FAx + FAy = 1220,94 + 24,16 = 1221,18 (N) Fr1 = FBx + FBy = 4313,04 + 3116,26 = 5321,03 (N) So s¸nh Fr1 > Fr0 Căn vào Fr0 để tính chọn ỉ Fat Víi Fat : Tỉng ngo¹i lùc däc trơc Fr Fr : Phản lực hớng tâm gốc Fat = Fa4 = 1459,1 (N) Fat 1459,1 = = 1,19 Fr 1221,18 Vậy ta dùng ổ bi đỡ chặn góc tiếp xúc = 36 Theo đờng kính chỗ lắp ổ d = 65 (mm) Dựa vào bảng P2.12 ta chọn đợc ổ: Kí hiệu ổ 46213 d (mm) 65 D (mm) 120 b=T(mm) 23 r(mm) 2,5 r1(mm) 1,2 C (KN) 54,4 C0 (KN) 46,8 Fa4 Fs0 Fs1 Fr0 Fr1 Chän kÕt cÊu ỉ ch÷ “O” α = 360 → e = 0,95 (tra b¶ng 11.4) Fδ0 = e.Fr0 = 0,95.1221,18 = 1160,121 (N) Fδ1 = e.Fr1 = 0,95.5321,03 = 5054,98 (N) Tổng lực tác dụng vào ổ FZ = Fδ − Fa = 5054,98 − 1459,1 = 3595,88 (N) ∑F Z1 = Fδ + Fa = 1160,121 + 1459,1 = 2619,221 (N) SV:Nguyễn Văn Hng - 54 - K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy → Fa0 = Max(Fδ0; ∑ FZ ) = 3595,88 (N) Fa1 = Max(Fδ1; ∑ FZ ) = 5054,98 (N) XÐt tØ sè: i.Fa 1.3595,88 = = 2,9 > e ⇒ X = 0,37; Y0 = 0,66 V Fr 1.1221,18 i.Fa1 1.5054,98 = = 0,95 = e ⇒ X = 1; Y1 = v.Fr1 1.5321,03 TÝnh t¶i träng quy íc: Q0 = (X0V.Fr0 + Y0Fa0).Kđ.Kt = (0,37.1221,18 + 0,66.3595,88).1.1 = 2825,11 (N) Q1 = (X1V.Fr1 + Y1Fa1).Kđ.Kt = (1.5321,03 + 0.5054,98).1.1= 5321,03(N) Ta cã: L = 102,3168 (triƯu vßng); m = VËy: C d = Q1 L = 5321,03.3 102,3168 = 24887,3( N ) = 24,8873( KN ) < C b = 54,4( KN ) Vậy ổ đảm bảo khả tải ®éng VI – tÝnh chän then: – TÝnh mèi ghÐp then víi trơc I: a) KÝch thíc then: Chän mối ghép then đầu tròn, với đờng kính trục d = 34 (mm) Tra b¶ng (9.1a) kÝch thíc cđa then: b = 10 h = (mm) ChiỊu s©u rÃnh then trục: t1 = (mm) Chiều sâu rÃnh then lỗ: t2 = 3,3 (mm) Chiều dài may¬: lm12 = 58  lt1 = 0,9lm12 = 0,9.58 = 52,2 (mm) Khi chịu tải hai phần đầu tròn then chịu lực không đáng kể nên ta cã chiỊu dµi lµm viƯc cđa then lµ:  llv = ltl – 2.b = 52,2 – 2.10 = 32,2 (mm) T1: Mô men xoắn trục I truyền qua mối ghép, T1 = 92805 (Nmm) Then vị trí lắp bánh đai, với đờng kính trục chỗ lắp bánh ®ai d = 24 mm Tra b¶ng (9.1a) kÝch thíc cña then: b = ; h = (mm) Chiều sâu rÃnh then trục: t1 = (mm) Chiều sâu rÃnh then lỗ: t2 = 33 (mm) Chiều dài đoạn trục lắp bánh đai: lc12 = 63,5 mm  lt1 = 0,9lc12 = 0,9.63,5 = 57,15 (mm) chän lt1 = 57 (mm) ChiỊu dµi lµm viƯc cđa then lµ:  llv = ltl – 2.b = 57 2.8 = 41 (mm) T1: Mô men xoắn trục I truyÒn qua mèi ghÐp, T1 = 92805 (Nmm) b) Kiểm tra điều kiện bền dập cho then: Tại chỗ lắp bánh răng: 2.T1 [ d ] d = d llv ( h − t1 ) Tra b¶ng 9.5  [δd] = 150 ( MPa ) 2.92805 = 72,79 ( MPa )  δd = 34.32,2( − 5) SV:Nguyễn Văn Hng - 55 - K41CCM6 - ĐHKTCN ... Tính toán Thiết kế hệ dẫn động khí , tập tập Nhà xuất Giáo dục , 1999 SV:Nguyễn Văn Hng -2- K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy Thiết... ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ: Khi khởi động, động cần sinh công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy. .. K41CCM6 - ĐHKTCN Thuyết minh Đồ án môn học Đồ án Chi Tiết Máy 7,094.1 =3 2,13.0,92.1,13.1,12.0,95 Chi? ??u rộng bánh đai B: B = (Z - 1)t +2e = (3 - 1).19 + 2.12,5 = 63 (mm) Đờng kính bánh đai: da =