Đồ án chi tiết máy

MỤC LỤC trang Chương I: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 4 Chương II: Thiết kế bộ truyền đai thang. 5 Chương III : Thiết kế bộ truyền bánh răng 8 Chương IV: Thiết kế các trục và then -Trục 19 - Then 33 Chương V: Thiết kế gối đỡ trục và vỏ hộp Và một số chi tiết khác - Gối đỡ trục. 35 - Vỏ hộp. 39 - Một số chi tiết phụ khác. 40 1 THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.Sơ đồ động: Gồm: 1.Động cơ điện 3.Hộp giảm tốc 5. Xích tải 2.Bộ truyền động đai thang 4. Nối trục 2. Sơ đồ tải trọng: 2 3.Số liệu ban đầu: - Lực vòng trên xích tải P (N): 2600 - Vận tốc xích tải v (m/s): 1,05 - Số răng trên xích tải Z (răng): 11 - Bước xích tải t (mm) : 100 - Số năm làm việc a (năm) : 5 - Đặc điểm của tải trọng: Tải va đập nhẹ, quay một chiều. Ghi chú: 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ngày làm việc 2 ca, 1 ca làm việc 6 giờ. Sai số cho phép về tỷ số truyền ∆≤ 3%. CHƯƠNG I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I : Chọn động cơ điện Để chọn động cơ in, cần tính công suất cần thiết. Nếu gọi N – công suất trên băng tải, η - hiệu suất chung, N ct – công suất cần thiết, thì : N ct = η N N = = 1000 nPv 2.2600.1,05 1000 = 5,46 kw Trong đó : 3 4 1 2 3 . . η η η η = 4 . η 1 η = 0,94 – hiệu suất bộ truyền đai 2 η = 0,97 – hiệu suất bộ truyền bánh răng 3 η = 0,995 – hiệu suất của một cặp ổ lăn 4 η = 1 – hiệu suất khớp nối η = 0,94.0,97 3 .0,995 4 .1 = 0,84 N đc = 5,46 0,84 = 6,5 kw 1.1.2 Chọn động cơ : Tra bảng 2p sách thiết kế chi tiết máy trang 322. Có nhiều loại thỏa mãn điều kiện (1) Chọn động cơ điện che kín có quạt gió ki hiệu AO2 – 52 có công suất (N đc ) = 7,5 kW, với các thông số vòng quay như: 2910(vg/ph),1460(vg/ph),970(vg/ph),730(vg/ph). Có nhiều loại động cơ đáp ứng công suất cần thiết. nhưng ta chọn A02-51-4 -Công suất động cơ (N đc ) = 7,5 kW 3 -số vòng quay động cơ n đc =1460(vg/ph) vì nó có tỷ số truyền và số vòng quay phù hợp. 1.2 Phân phối tỷ số truyền. Tỷ số truyền động chung ( i ) : xt đc ch n n i = Trong đó : n xt – số vòng quay của đĩa xích của xích tải. )/(57 100.11 05.1.1000.60 . .1000.60 phvg tZ v n xt === 6,25 57 1460 == ch i dbnbckn iiiii = Trong đó : i nt : tỷ số truyền của nối trục. i bn : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp nhanh. i bc : tỷ số truyền của bộ bánh răng nghiêng cấp chậm. i d : tỷ số truyền của đai Chọn i nt = 1 I d = 3,25 25,3 6,25 . = bcbn ii để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu, ta chọn bcbn ii .2,1 = i bc = 2,56 do đó i bn = 3,07 kiểm tra tỉ số truyền: 5,2556,2.07,3.25,3 === dbnbckn iiiii 4 25,6 – 25,5=0,01 (thỏa) Từ các kết quả đã tính được ở trên và các công thức ta lập được bảng hệ thống các số liệu tính được sau : Các công thức tính công suất của các trục trong hộp giảm tốc : 995,0.)97,0.(5,6 2 == oldđcI NN ηη 69,5995,0.)97,0.(08,6 2 2 === olbcIII NN ηη 49,5995,0.97,0.69,5 === olbnIIIII NN ηη 46,5995,0.49,5. === olIIIIV NN η Các công thức tính số vòng quay của các trục trong hộp giảm tốc : 449 25,3 1460 === d đc I i n n 146 07,3 449 === bn I II i n n 57 56,2 146 === bc II III i n n 57== IIIIV nn Bảng hệ thống các số liệu tính được Trục Thông số Trục động cơ I II III IV i i nt = 3,25 i bn = 3,07 i bc = 2,56 I kn =1 N (kW) 6,5 6 5,69 5,49 5,46 n (v/ph) 1460 449 146 57 57 5 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN I THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Thiết kế bộ truyền đai thang truyền dẫn từ động cơ điện không đồng bộ đến hộp giảm tốc theo số liệu sau : công suất N = 6,5, số vòng quay trong một phút của trục dẫn n 1 = 449 vg/ph, số vòng quay của trục bị dẫn n 2 = 145 vg/ph, tải trọng ổn định, bộ truyền làm việc hai ca 1.chọn loại đai giả thiết vận tốc của đai V > 5 m/s , có thể dùng đai loại A hoạc B (bảng 5-13). Ta tính theo cả hai phương án và chọn phương án nào có lợi hơn. Tiết diện đai : A B Kích thước tiết diện đai a x h (mm) (5- 11) trang 92 sách thiết kế chi tiết máy 13 x 8 17 x 10,5 Diện tích tiết diện F (mm 2 ) 81 138 2. Định đường kính bánh đai nhỏ. Theo bảng (5- 14) trang 93 sách thiết kế chi tiết máy: lấy D 1 , mm 140 200 Kiểm nghiệm vận tốc đai : V = 1000.60 .1450. 1 D π = 0,075D 1 m/s 10,7 15,3 V < V max = (30 / 35 ) m/s 3. Tính đường kính D 2 của bánh lớn : 6 D 2 = 1,446 1450 (1 – 0,02)D 1 = 3,18 D 1 , mm 445 636 Lấy theo tiêu chuẩn (bảng 5- 15) trang 93 sách thiết kế chi tiets máy D 2. 450 630 Số vòng quay trục thưc n’ 2 của trục bị dẫn : n’ 2 = (1- 0,02) .1450 2 1 D D = 1421 2 1 D D , vg/ph 445 454 n’ 2 rất ít sai lệch so với yêu cầu Tỷ số truyền = 2 1 'n n 3,28 3,22 4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A: theo bảng ( 5-16 ) A = D 2 , mm 450 630 5. Tính chiều dài L theo khoảng cách trục A sơ bộ công thức (5-1) trang 83 sách thiết kế chi tiết máy L = 2A + 2 π ( D 2 + D 1 ) + A DD 4 )( 2 21 − (mm) 1880 2637 Lấy L theo tiêu chuẩn ( bảng 5-12 ), mm trang 92 sách thiêt kế chi tiết máy 1990 2650 Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây U = L v 5,6 5,8 Điều nhỏ hơn u mzx = 10 6. Xách định trính xác khoảng cách trục A theo chiều dài Đai đã theo tiêu chuẩn công thức ( 5-2 ) trang 83 sách thiết kế chi tiết máy A = 2.L - 8 )(8)](2[)( 12 2 1221 DDDDLDD −−+−++ ππ 460 637 Khoảng cách A thoả mãn điều kiện 5-19 trang 95 sách thiết kế chi tiết máy 7 Khoảng cách nhỏ nhất , cần thiết để mắch đai A min = A – 0,015L , mm 432 597 Khoảng cách lớn nhất , cần thiết để tạo lưc căng A max = A + 0,03L , mm 517 717 7. Tính góc ôm 1 α : theo công thức [5-3] trang 83 sách thiết kế chi tiết máy 1 α = 180 0 - A DD 12 − 57 0 = 142 0 142 0 Góc ôm thỏa mãn điều kiện 1 α ≥ 120 0 8. xác định số đai Z cần thiết. chọn ứng suất căng ban đầu 0 σ = 1,2 N/mm 2 bảng 5-17 sách thiet kế chi tiết máy trang 95 và theo trị số D 1 tra bảng 5-17 tìm được ứng suất có ích cho phép [ p σ ] o N/mm 2 Các hệ số : 1,7 1,74 C t ( tra bảng 5-6 ) trang 89 sách thiết kế chi tiết máy 0,9 0,9 C α ( tra bảng 5-18) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy 0,89 0,89 C v (tra bảng 5-19) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy 1 0,94 F tra bảng 5-11 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy 81 138 Số đai tính theo công thức : (5-22) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy. Z ≥ FCCCV N vtp . .][ .1000 α σ 5,5 2,3 Lấy đai Z 6 3 9. Định kích thước của bánh đai Chiều rộng bánh đai [ công thức (5-23) trang 96 và số liệu trang 257 sách thiết kế chi tiết máy] B = (Z – 1)t + 2s 100 65 8 Định đường kính ngoài của bánh đai [công thức (5-24) trang 96 sách thiết kế chi tiết máy Bánh dẫn D n1 = D 1 +2.h 0 147 210 Bánh bị dẫn D n2 = D 2 +2.h 0 457 640 Các kích thước t, S và C xem bảng 10-3 trang 257 10. tính lực căng ban đầu s o [công thức (5-25)]và lực tác dụng lên trục R[côngthức (5-26) trang 96 sách tthiết ké chi tiết máy S 0 = F o . σ ,N 97 166 R = 3S 0 Zsin 2 1 α ,N 1654 1409 Kết luận : chọn phương án dùng bộ truyền đai loại A có khuôn khổ nhỏ gọn hơn chiều rộng bánh đai lớn hơn một ít nhưng lưc tác dụng lớn nhỏ hơn một ít so với loai B ∗ CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG . II : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH  Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp giảm tốc theo số liệu sau : - N=6 kw, n 1 =449 vòng/phút, i=3,07 -yêu cầu làm việc trong 5 năm, mỗi năm 300 ngày, một ngày có hai ca, 01 ca 06 giờ. 1.Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ : thép 45, bánh răng lớn thép 35 đều thường hoá (bảng 3-6 sách TKCTM). Cơ tính hai loại thép này (bảng 3-8 trang 40 sách TKCTM) Thép 45 : σ b = 600N/mm 2 ; ch σ = 300 N/mm 2 ; HB=200 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100 mm ) Thép 35 : σ b = 500N/mm 2 ; ch σ = 260 N/mm 2 ; HB=170 ( phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới (100 – 300)mm) 9 2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép. • Ứng suất cho tiếp xúc cho phép : Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [công thức (3-4) trang 37 sách TKCTM) N tđ2 = 5.300.2.6.60.146[1 3 .0,7 + (0,8) 3 .0,3] =134,5.10 6 > N 0 =10 7 (bảng 3-9 trang 43 sách TKCTM) Trong đó: N 2 = 1 449 146 3,07 bn n i = = vg/ph Vậy chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ cũng lớn hơn chu kỳ cơ sở N tđ1 =N tđ2 .i = 403.10 6 > 10 7 Do đó chu kỳ ứng suất K’ n cả hai bánh răng đều = 1.  ứng suất tiếp súc của bánh lớn ( 3-9 trang 45 sáchTKCTM ) [ σ ] tx2 = 2,6.170 = 442 N/mm 2  ứng suất tiếp súc của bánh lớn ( 3-9 sáchTKCTM ) [ σ ] tx1 = 2,6.200 = 520 N/mm 2 Để tính ứng suất bền ta dùng trị số nhỏ là 442 N/mm 2 • Ứng suất uốn cho phép Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [công thức (3-4) sách TKCTM) N tđ2 = 5.300.2.6.60.146.[1 6 .0,7 + (0,8) 6 .0,3] = 122,7.10 6 N tđ1 = 3,07.122,7.10 6 = 377. 10 6 Vậy cả N tđ1 và N tđ2 đều lớn hơn N 0 = 5. 10 6 , do đó K” N =1  Giới hạn mỏi uốn của thép 45 : σ = 0,43.600 = 258 N/mm 2  Giới hạn mỏi uốn của thép 35 : σ = 0,43.500 = 215 N/mm 2 Để định ứng suất uốn cho phép ta lấy: hệ số an toàn n = 1,5 ; hệ số tập chung ở chân răng K σ = 1,8 Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động ta dung công thức(3-5 trang 37 sách TKCTM)để tính ứng suất uốn cho phép : [ σ ] u1 = 8,1.5,1 258.5,1 =143,3 N/mm 2 [ σ ] u2 = 8,1.5,1 215.5,1 = 119,4 N/mm 2 3. chọn sơ bộ hệ số tải trọng:K = K tt. K đ = 1,4 4. chọn hệ số chiều rộng bánh răng: a Ψ = A b = 0.4 5. Tính khoảng cách trục: theo công thức (3-10 trang 45sách TKCTM) A ≥ (i+1) 6 2 2 1,05.10 3 ( ) . [ ] . tx bn a KN i n σ ψ = (3,07+1). 6 2 1,05.10 1,4.6 3 ( ) . 442.3,07 0,4.146 = 180 Lấy A = 180 mm 10 [...]... được chi u rộng của ổ B =23mm 1.2.Tính gần đúng trục: -Ta chọn các kích thước sau : Khe hở giữa các bánh răng a=10mm Khe giữa bánh răng và thành trong của hộp c=10mm Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ lăn l2=10mm Chi u rộng ổ lăn Bo=23mm Chi u cao của nắp và đầu bulong l1=16mm Khe hở giữa mặt bên bánh đai và đầu bulong lấy l4= 10mm Chi u rộng bánh đai bằng 100 mm, chi u rộng bánh... trang 52 sách TKCTM đối với bánh răng nhỏ Bánh nhỏ : 37 Ztd1 = = 38 (0,982) 2 Bánh lớn : 95 Ztd2 = = 98,5 (0,982) 2 Hệ số dạng răng bảng [3-38] TKCTM trang 52 Bánh nhỏ y1 = 0,451 Bánh lớn y2 = 0,511 Lấy hệ số θ " = 1,5 Kiểm nghiệm ứng suất uốn công thức [3-34] trang 51 sách TKCTM 19,1.106.1, 23.5, 69 σ u1= = 43,03 2.0, 451.2,52.37.146.68.1,5 σ u1 < [ σ u2 ] =138,5 Đối với bánh răng lớn công thức [ 3-40]... vận tốc vòng chia của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng vận tốc vòng công thức [công thức 3-17]  Vận tốc vòng : 2.π A.n1 2.π 180.449 V= = =2,07 (m/s) 60.1000(i + 1) 60.1000(3, 07 + 1)  Vận tốc này theo bẳng 3-11 trang 46 sách TKCTM có thể lấy cấp chính xác = 9 7 Định chính xác hệ số số tải trọng K  Chi u rộng bánh răng: ψ A A = 0.4.180 = 72 mm b=  đường kính vòng lăn bánh răng nhỏ:... 442.2,56 2.0, 4.1, 25.57 171 = mm Lấy A = 171 6 Tính vận tốc vòng chia của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng vận tóc vòng công thức [công thức 3-17] V= 2.π A.n1 2.π 171.146 = =0,73 60.1000(i + 1) 60.1000(2,56 + 1) Vận tốc này theo bảng 3-11 sách TKCTM có thể lấy cấp chính xác = 9 7 Định chính xác hệ số số tải trọng K Chi u rộng bánh răng b = ψ A A = 0.4.171 = 68 mm d1 = 2.A 2.171 = = 96mm... hơn trị số cho phép đối với bánh lớn và bánh nhỏ Kiểm nghiệm sức bền uốn công thức [3-38]và[3-42] trang 52 và 53 sách TKCTM Bánh nhỏ : σ txqt = 43,03.1 = 43,03 N/mm2 < [ σ ]txqt1 Bánh lớn : σ txqt = 38.1 = 38 N/mm2 < [ σ ]txqt2 11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền Môđun pháp mn=2,5 Số răng Z1=37, Z2=95 Gốc ăn khớp α n = 200 Góc nghiêng β = 100500 Đường kính vòng chia (vòng lăn) d1= 2,5.37 2,5.95... 0,985 Tổng số răng của hai bánh 2 A.cos β 2.168.0,985 Zt = Z1+Z2= = =132 mn 2,5 Số răng bánh nhỏ Z1 = 132 =37 (răng) 2,56 + 1 Trị số Z1lớn hơn trị số giới hạn trong bảng 3-15 trang 50 sách TKCTM Số răng bánh lớn Z2 = i Z1 = 2,56.37 = 94,72 Lấy Z2= 95 (răng) Tính chính xác góc nghiêng β [công thức(3-28)] cos β = Z t mn (37 + 95).2,5 =0,982 2A 2.168 β = 100500 Vậy chi u rộng bánh răng b thoả mãn điều kiện... III thỏa điều kiện bền 2 TÍNH THEN Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến hay để truyền mômen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then bằng 1.1Tính then lắp trên trục I + Tại tiết diện (m-m) có d = 38mm  tra bảng (7-23) trang 143 sách TKCTM có các thông số then b= 12, h = 8, t =4,5, t1 =3,6, k= 4,4 Chi u dài then l=0,8.lm - Chi u dài mayơ lm = ( 1, 2 ÷ 1,5 ) d 2.M x ≤ [... A=172 Chi u rộng bánh răng B=72mm Đường kính vòng đỉnh Del=84+2.3,5=77mm De2=259+2.3,5=252mm Đường kính vòng chân Di1=84-2,5.3,5= 75,25 mm Di2=269-2,5.3,5= 250,25mm 12 Tính lực tác dụng lên trục: công thức (3-49) trang 54 sách TKCTM Lực vòng : P= 2.9,55.106.6 = 3038N 84.449 Lực hướng tâm : 13 Ρ r = Ρ tg α = 3038.tg 20o = 1105Ν III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM • Thiết kế bộ truyền bánh răng... liệu làm bánh răng Bánh răng nhỏ : thép 45 thường hóa : σ b = 600 N / mm 2 ; σ ch = 300 N / mm 2 ; HB = 200 (phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm) Bánh răng lớn : thép 35 thường hóa : σ b = 500 N / mm 2 ; σ ch = 260 N / mm 2 ; HB = 170 (phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100 ÷ 300mm ) 2 Ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép : 2.1 định ứng suất tiếp xúc Số chu kỳ tương đương của bánh lớn... tải quá đột ngột t4rong thời gian ngắn Ứng suất tiếp súc cho phép công thức [3-43] sách TKCTM trang 53 Bánh nhỏ : [ σ ]txqt1 = 2,5.520 = 1300 N/mm2 Bánh lớn : [ σ ]txqt2 = 2,5.442 = 1105 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép công thức [3-43] trang 53 sách TKCTM Bánh nhỏ : [ σ ]txqt1 = 0,8.300 = 240 N/mm2 Bánh lớn : [ σ ]txqt1 = 0,8.260 = 208 N/mm2 Kiểm nghiệm sức bền tiếp súc công thức (3-14) và (3-41) trang . 5-18) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy 0,89 0,89 C v (tra bảng 5-19) trang 95 sách thiết kế chi tiết máy 1 0,94 F tra bảng 5-11 trang 92 sách thiết kế chi tiết máy 81 138 Số đai tính theo. hai phương án và chọn phương án nào có lợi hơn. Tiết diện đai : A B Kích thước tiết diện đai a x h (mm) (5- 11) trang 92 sách thiết kế chi tiết máy 13 x 8 17 x 10,5 Diện tích tiết diện F. thiết kế chi tiết máy] B = (Z – 1)t + 2s 100 65 8 Định đường kính ngoài của bánh đai [công thức (5-24) trang 96 sách thiết kế chi tiết máy Bánh dẫn D n1 = D 1 +2.h 0 147 210 Bánh bị dẫn