đồ án nguyên lý chi tiết máy

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU NHẬN XÉT CỦA GVHD MỤC LỤC Trang Phần I. Chọn động phân phối tỷ số truyền I. Chọn động cơ…………………………………………… II. Phân phối tỷ số truyền…………………………………. III. Xác định công suất, momen số vòng quay trục Phần II. Tính toán thiết kế chi tiết máy I. Truyền dộng đai thang……………………………………. 1. Chọn loại đai thiết diện đai………………………………. 2. xác định thong số truyền………………………… 3. Khoảng cách trục ……………………………………………. 4. Chiều dài đai………………………………………………… 5. Góc ôm bánh đai nhỏ………………………………… II. Bộ truyền bánh răng………………………………………. 1. Chọn vật liệu………………………………………………… 2.xác dịnh ứng suất cho phép………………………………… 3. Tính toán cấp nhanh………………………………………… 4. Tính toán truyền cấp chậm……………………………… Phần III. Thiết kế trục then. I. Chọn vật liệu làm trục……………………………………. II. Xác định sơ đường kính trục…………………………. SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU III. Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực……… IV. Tính lực vẽ biểu đồ nội lực……………………………. 1. Trục I……………………………………………………… . 2. Trục II……………………………………………………… 3. Trục III…………………………………………………… Phần IV. Tính toán ổ lăn vỏ trục I. Chọn ổ lăn………………………………………………. 1. Trục I……………………………………………………… 2. Trục II…………………………………………………… 3. Truc III……………………………………………………. II. Tính toán thiết kế vỏ hộp…………………………… 1. Tính toán vỏ hộp…………………………………………. 2. Bôi trơn ổ lăn…………………………………………… 3. Bôi trơn hộp giảm tốc …………………………………… Trường ĐH- SPKT CHI TIẾT MÁY Bộ môn NL- CTM ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ A- ĐẦU ĐỀ 1. Sơ đồ động: SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 2. Các số liệu ban đầu: a. Lực vòng xích tải 2P(N): 2000 b. Vận tốc xích tải V(m/s): 1,2 c. Số đĩa xích Z( răng): 11 d. Bước xích t(mm): 100 e. Số năm làm việc a(năm): 3. Đặc điểm tải trọng: Tải va đập nhẹ. Quay chiều. 4. Ghi chú: Năm làm việc 300 ngày, ngày ca, 1ca = Sai số cho phép tỉ số truyền ∆I = 2÷3% BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY- THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I. Chọn động Gọi Pt : công suất trục máy công tác η : hiệu suất chung Pct : công suất làm việc ( công suất cần thiết trục động cơ) Ta có: p ct = P η Trong : Pt = F .V t 1000 η = η .η đ = η .η br 2000.1,2 = 2,4 kw 1000 ô nt Tra bảng η η η η d =0.96 : hiệu suất truyền đai br =0.98 : hiệu suất truyền bánh ô =0.99 : hiệu suất cặp ổ lăn =1 : hiệu suất khớp nối η = 0,96. 0,982 .1.0,994. 1= 0,89 nt SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ⇒ p = ct p GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU t η = 2,4 = 2,7 0,89 (kw) Theo nguyên lý làm việc công suất động phải lớn công suất làm việc (ứng với hiệu suất động cơ) ta phải chọn động có công suất lớn có công suất lớn công suất làm việc. Tra bảng ( P1.3) ta chọn động có ký hiệu 4A100S4Y3 công suất động Pdc=3 kw số vòng quay động 1420 ( vòng /phút) hiệu suất 82%. II. Phân phối tỉ số truyền - Trạm dẫn động khí gồm hai truyền + Bộ truyền hộp: truyền đai + Bộ truyền hộp: cấp bánh trụ nghiêng u= n n đc xt Trong đó, u : tỉ số truyền chung nđc : số vòng quay động nxt : số vòng quay xích tải 60.1000.V 60.1000.1,2 = = 65,45 xt Z .t 11.100 1420 u= = 21,7 65,45 n = ( vòng/phút ) Gọi uh : tỉ số truyền truyền hộp Ta có u = u .u h n = c u u = đ 21,7 = 10,85 Chọn u đ = Với u n : tỉ số truyền cấp nhanh uc : tỉ số truyền cấp chậm Mà u = u .u h n Trong Và u n u n = uh = u c c = 1,2 u c ⇒ u c = u h 1,2 = 10,85 = 3,01 1,2 = (1,2 ÷ 1,3) u c 10,85 = 3,6 3,01 III. Xác định công suất momen số vòng quay trục *Động - công suất: pct = 2,7 (kw) SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU n - số vòng quay: đc = 1420 ( vòng/phút ) - Momen xoắn: T = 9,55.10 p n ct = 9,55.10 đc * Trục I - Công suất: - 2,7 = 18158 ( M.mm ) 1420 p = p .η .η = 2,7.0,96.0,99 = 2,57 ( kw ) n = 1420 = 710 ( vòng/ phút) Số vòng quay: n = u p 2,57 Momen xoắn: T = 9,55.10 = 9,55.10 = 34568 ( M.mm ) 710 n đ ct ô đc đ - * Trục II - Công suất: - p .η .η = 2,57.0,98.0,99 = 2,49 ( kw ) n = 710 = 197 ( vòng/ phút) Số vòng quay: n = u 3,6 p 2,49 Momen xoắn: T = 9,55.10 = 9,55.10 = 120708 ( M.mm ) 197 n p = br ô n - * Trục III - Công suất: - p .η .η = 2,49.0,98.0,99 = 2,42 ( kw ) n 197 Số vòng quay: n = = 3,01 = 65 ( vòng/ phút) u p 2,42 = 9,55.10 = 355554 ( M.mm ) Momen xoắn: T = 9,55.10 65 n p = br ô c - Trục Thông Số Công suất P Tỉ số truyền u Số vòng quay n Momen xoắn T Động Trục I Trục II Trục III 2,7 2,57 2,49 2,42 uđ=2 1420 18158 un=3,6 uc=3,01 710 197 34568 120708 PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 65 355554 I.Truyền động đai thang 1.Chọn loại đai thiết diện đai SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Dựa vào bảng 4.13 chọn loại đai có kí hiệu A + kích thước tiết diện: bt = 11 mm b = 13 mm h = mm y0= 2,8 mm + Diện tích tiết diện: A= 81 ( mm2 ) + Đường kính bánh đai nhỏ d1= ( 100-200) mm + Chiều dài giới hạn: l= ( 560-4000) mm 2.Xác định thông số truyền + Đường kính bánh đai nhỏ d1 Với d1= 140 mm Vận tốc đai: v = π .d1 .n1 3,14.140.710 = = 5,2 m/s < 25 m/s 60.1000 60.1000  chọn d1 = 140 mm + Đường kính bánh đai lớn d2 d = u đ .d1 .(1 − ε ) = 2.140(1 − 0,02) = 274,4 mm Với ε : hệ số trượt ε = ( 0,01 ÷ 0,02) chọn ε = 0,02 Mà d2 lấy theo tiêu chuẩn bảng 4.21 => chọn d2 = 280 mm Kiểm tra tỉ số truyền d 280 = =2 d1 140 2−2 .100 0 = Sai số δ = u= Vậy đường kính bánh đai nhỏ d1 = 140 mm bánh đai lớn d2 = 280 mm 3. Khoảng cách trục a Theo bảng 4.14 có u = ⇒ a = 1,2 ⇒ a = 1,2.d = 1,2.280 = 336 mm d2 Kiểm tra 0,55( d1 + d ) + h ≤ a ≤ 2( d1 + d ) 0,55(140 + 280 ) + ≤ a ≤ 2(140 + 280 ) 239 ≤ 336 ≤ 840 4. Chiều dài đai l π (d1 + d ) ( d − d1 ) l = 2a + + 4a SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY = 2.336 + GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 3,14(140 + 280) (280 − 140) + = 1345,98 (mm) 4.336 Theo bảng 4.13 => l= 1400 mm Kiểm nghiệm đai tuổi thọ i= v 5,2.10 = = 3,7 < imax = 10 l 1400 Xác định lại khoảng cách trục a theo công thức λ + λ2 − 8∆2 π (d1 + d ) 3,14(140 + 280) = 1400 − = 740,6 Với λ = l − 2 (d − d ) 280 − 140 = 70 Và ∆ = = 2 a= 740,6 + 740,6 − 8.70 a= = 363,56 (mm) 5. Góc ôm α1 bánh đai nhỏ α = 180 − d − d1 280 − 140 .57 = 180 − .57 = 158, ,05 a 363,56  α1 > 1200 ( đạt yêu cầu ) Xác định số đai Z= P1 .K đ [ P0 ].Cα .C1 .Cu .C z Với P1 = Pct = 2,7 kw Kđ: hệ số tải trọng động Theo bảng 4.7 Kđ = 1,25 [ P0 ] = 1,29 ( theo bảng 4.19 ) Cα: hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm α1 Tra bảng 4.15 Cα = 0,94 l C1 = 0,96 ( bảng 4.16 ) với l = 0,82 Cu = 1,13 ( bảng 4.17 ) với u=2 Cz: hệ số ảnh hưởng số đai Pct 2,7 = = 2,1 [ P0 ] 1,29 Do Cz = 0,95 Z= 2,7.1,25 = 2,7 1,29.0,94.0,96.1,13.0,95 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Lấy Z = Chiều rộng bánh đai B = ( Z − 1)t + 2e = (3 − 1)15 + 2.10 = 50 (mm) Với t =15 e = 10 ( tra bảng 4.21 ) Đường kính bánh đai d1a = d1 + 2h0 = 140 + 2.3,3 = 146,6 (mm) d a = d + 2h0 = 280 + 2.3,3 = 286,6 (mm) Xác định lực căng ban đầu F0 = 780 P1 .K đ V .Cα .Z + Fv Trong Fv = q m .V với qm = 0,105 kg/m ( bảng 4.22 ) Fv = 0,105.5,2 = 2,84 ( N ) F0 = 780.2,7.1,25 = 150,39 ( N ) 5,2.0,94.3 + 2,84 Lực tác dụng lên trục Fr = F0 Z . sin( α1 158,05 ) = 2.150,39.3 sin( ) = 885,84 ( N ) 2 II. Bộ truyền bánh 1.Chọn vật liệu Do yêu cầu đặc biệt theo quan điểm thống hóa thống hóa thiết kế chọn vật liệu hai cấp bánh sau: Theo bảng 6.1 chọn: Bánh nhỏ : thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có σb1 = 850MPa σch1 = 580MPa Bánh lớn : thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB192….240 có σb2 = 750MPa σch2 = 450MPa 2. Xác định ứng suất cho phép Theo bảng 6.2 với thép 45 cải thiện đạt độ rắn HB180….350, σ H0 lim1 = HB + 70 ; SH = 1,1 σ F0 lim = 1,8 HB ; SF = 1,75 (SH SF : hệ số an toàn tính tiếp xúc uốn ) tra bảng Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 245; độ rắn bánh lớn HB2 = 230 Khi σ H0 lim1 = HB1 + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa σ F0 lim1 = 1,8HB1 = 1,8.245 = 441 MPa σ H lim = HB2 + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa σ F0 lim = 1,8 HB2 = 1,8.245 = 414 MPa SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 2, Theo công thức 6.7: N HO = 30 H HB N HO1 = 30.245 2, = 1,6.10 N HO = 30.230 2, = 1,39.10 Với HB: độ rắn bánh Theo công thức 6.7 : N HE  T = 60c ∑  i  Tmax   .ni .t i  Trong : Ti, ni,ti momen xoắn, số vòng quay tổng số làm việc chế độ I bánh xét NHE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương N HE = 60c.n1 / u1 ∑ t i ∑ (Ti / Tmax ) .t i / ∑ t i Với c,n t số lần ăn khớp vòng quay, số vòng quay phút tổng số làm việc bánh xét N HE = 60.1.710.24000[0,8 3.0,6 + 13.0,2 + 0.0,2] = 51,86.10 > NH02 KHL2 = ( KHL: hệ số tuổi thọ ) Suy NHE1 > NHO1 KHL1 = Như theo công thức 6.1a sơ xác định σ H0 lim .K HL [σ H ] = SH [σ H ] = 560.1 = 509 MPa 1,1 [σ H ] = 530.1 = 481,8 MPa 1,1 Với cấp nhanh sử dụng bánh nghiêng, theo công thức 6.12 [σ H ] = [σ H ] + [σ H ] = 509 + 481,8 = 495,4 MPa Theo công thức (6.7) N FE = 60c ∑ ( Ti / Tmax ) ni .Ti ( ) N FE = 60.1.710.24000 0,8 6.0,6 + 16.0,2 + 0.0,2 = 36,53.10 7 Vì NFE2 = 36,53.10 > NFO = 4.10 KFL2 = Với NFO: số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử uốn NFO = 4.106 NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương NFL: hệ số tuổi thọ Suy NFE1 > NFO KFL1 = theo công thức ( 6.2a ) với truyền quay chiều KFC = ta được: SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU σ F0 lim .K FC .K FL [σ F ] = SF [σ F1 ] = 441.1,1 = 252 ( MPa ) 1.75 414.1,1 [σ F ] = = 236 ( MPa ) 1.75 Ứng suất tải cho phép : theo công thức ( 6.13 ) ( 6.14 ) [σ H ] max = 2,8.σ ch = 2,8.450 = 1260 ( MPa ) [σ F ] max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464 ( MPa [σ F ] max = 0,8.σ ch = 0,8.450 = 360 ( MPa ) 3.Tính toán cấp nhanh 3.1Xác định sơ khoảng cách trục Theo công thức ( 6.15a ) aW = K a ( u n + 1) aW = 43( 3,6 + 1) T1 .K Hβ [σ H ] .u n .ψ ba 34568.1,12 ( 495,4) .3,6.0,3 = 104,17 ( mm) Trong Ψba = 0,3 tra bảng 6.6 Ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại răng.( Tra bảng 6.5 chọn Ka = 43 ) Ψbd = 0,5 Ψba( un + 1) = 0,5.0,3( 3.6 +1) = 0.69 theo bảng 6.7. Chọn KHβ = 1,12 (sơ đồ 3). Lấy aW1 =104 mm 3.2Xác định thông số ăn khớp Theo công thức (6.17) Mođun : m = (0,01 ÷ 0,02)aW = (0,01 ÷ 0,02).104 = 1,04 ÷ 2,08 mm Theo bảng 6.8 chọn mođun pháp m =2 Xác định số răng, góc nghiêng β Chọn sơ β = 100 cos β = 0,9848 Theo công thức (6.19) số bánh nhỏ Z1 = 2.aW . cos β 2.104.0,9848 = = 22,27 m( u n + 1) 2( 3,6 + 1) Lấy Z1 = 22 Số bánh lớn Z = u n .Z = 3,6.22 = 79,2 Lấy Z2 = 79 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU TC 34568 = = 6,5 W0C π .32 10.5( 32 − 5) MPa − 16 32 π .d j b.t1 ( d j − t1 ) = − ( theo bảng 10.6) 16 dj ⇒ τ max C = Với W0 j Xác định hệ số K σdC K τdC Theo công thức (10.25) (10.26) Kτ Kσ + Kx −1 + Kx −1 εσ ε KσdC = KτdC = τ Ky Ky Tra bảng 10.8; 10.9; 10.10 10.12 ta K x = 1,06 K y = 1,5 ε τ = 0,81 K σ = 1,76 K τ = 1,54 1,76 + 1,06 − 0,88 ⇒ K σdC = = 1,37 1,5 1,54 + 1,06 − 0,81 ⇒ K τdC = = 1,3 1,5 Xác định hệ số an toàn Theo công thức (10.20) σ −1 261,6 SσC = = = 4,8 K σdC .σ aC + ψ σ .σ mC 1,37.40 + 0,05.0 Theo công thức (10.21) τ −1 151,7 SτC = = = 35,9 KτdC .τ aC + ψ τ .σ mC 1,3.3,25 + Theo công thức (10.19) S .S 4,8.35,9 S C = σC τC = = 4,76 S 2σC .Sτ2C 4,8 + 35,9 ε σ = 0,88 Vậy S C > [ S ] = (1,5 ÷ 2,5) không cần kiểm tra độ cứng trục 1.6 Kiểm nghiệm độ bền then SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 25 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU * Với đường kính trục d1 = 32 mm để lắp bánh Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 10 ; h = t1 = ; t2 = 3,3 Chiều dài then l1 = ( 0,8 ÷ 0,9) l m13 = ( 0,8 ÷ 0,9) 35 = 30 mm Theo công thức (9.1) (9.2) 2T 2.34568 = = 24 d .l1 ( h − t1 ) 32.30( − 5) σ d < [σ d ] = 100 MPa 2T 2.34568 τC = = = 7,2 d1 .l1 .b 32.30.10 τ C < [τ C ] = 30 MPa σd =  then đủ bền * với đường kính trục dD = 28 mm để lắp bánh đai Tra bảng 9.1a chon then có : : b = ; h = t1 = ; t2 = 2,8 chiều dài then l1 = 32 mm Theo công thức (9.1) (9.2) 2T 2.34568 = = 25,7 MPa d .l1 ( h − t1 ) 28.32( − ) σ d < [σ d ] = 100 MPa 2T 2.34568 τC = = = 9,6 MPa d1 .l1 .b 28.32.8 τ C < [τ C ] = 30 MPa σd = => then đủ bền 2.Trục II 2.1 Xác định phản lực tác dụng lên gối đỡ Fa = 374 N ; Fa = 856 N Fr = 590 N ; Fr = 1264 N Ft = 1525 N ; Ft = 3240 N d w2 162,89 = 374 = 30460 N .mm 2 d 74,53 M C = Fa3 w3 = 856 = 31899 N .mm 2 ∑ m A ( Fiy ) = M B = Fa Fr3 .114 − Fr2 .55 − M C − M B 1264.114 − 590.55 − 31899 − 30460 = = 292 N 169 169 ∑ mD ( Fiy ) = ⇒ Fly 22 = SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 26 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Fr3 .55 + M C + M B − Fr2 .114 1264.55 + 31899 + 30460 − 590.114 = = 382 N 169 169 ∑ m A ( Fix ) = ⇒ Fly 21 = Ft .55 + Ft .114 1525.55 + 3240.114 = = 2682 N 169 169 ∑ mD ( Fix ) = ⇒ Flx 22 = ⇒ Flx 21 = Ft .114 + Ft .55 1525.114 + 3240.55 = = 2083 N 169 169 2.2 Biểu đồ nội lực 2.3 Momen tương tiết diện SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 27 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Theo công thức (10.15) (10.16) ta có M j = M yi + M xj M tđđ = M j + 0,75T j Trong M yj , M xj - momen uốn mặt phẳng yoz xoz tiết diện j Do M tđ A = M tđ D = M tđ B = 30460 + 114565 + 0,75.120708 = 158053( N .mm) M tđ C = 47898 + 147487 + 0,75.120708 = 187015( N .mm) 2.4 Đường kính tiết diện tương ứng M tdi Theo công thức (10.17): d j = 0.1.[σ ] Trong đó, [σ ] - ứng suất cho phép thép chế tạo trục cho bảng 10.5 tra [σ ] = 50 Do dB = 158053 = 31,6 (mm) 0,1.50 dC = 187015 = 33,4 (mm) 0,1.50 Chọn trục theo tiêu chuẩn dA = dD = 35 mm dB = dC = 40 mm 2.5Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi vị trí mặt cắt nguy hiểm Với vật liệu trục thép C45 có σb = 600 MPa σ −1 = 0,436.σ b = 0,436.600 = 261,6 MPa τ −1 = 0,58.σ −1 = 0,58.261,6 = 151,7 MPa Theo bảng 10.7 chọn ψ σ = 0,05vàψ τ = Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng σ mj = Tiết diện nguy hiểm C với dC = 40 mm σ aC = σ max C = MC MC = WC π bt1 ( d C − t1 ) dC − 32 dC Tra bảng 9.1a ta có : b = 12 h=8 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 28 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU t1 = t2 = 3,3 ⇒ σ aC = 47898 + 147487 π 12.5( 40 − 5) 40 − 32 44 τ mC = τ aC = = 34,9 MPa τ max T = C 2W0C TC 120708 = = 11,3 W0C π .40 12.5( 40 − 5) MPa − 16 40 π .d j b.t1 ( d j − t1 ) = − ( theo bảng 10.6) 16 dj ⇒ τ max C = Với W0 j Xác định hệ số K σdC K τdC Theo công thức (10.26) (10.26) Kτ Kσ + Kx −1 + Kx −1 εσ ετ KσdC = KτdC = Ky Ky Tra bảng 10.8; 10.9; 10.10 10.12 ta K x = 1,06 K y = 1,5 ε σ = 0,85 ε τ = 0,78 K σ = 1,76 K τ = 1,54 1,76 + 1,06 − 0,85 ⇒ K σdC = = 1,42 1,5 1,54 + 1,06 − 0,78 ⇒ KτdC = = 1,36 1,5 Xác định hệ số an toàn Theo công thức (10.20) SσC = σ −1 261,6 = = 5,3 K σdC .σ aC + ψ σ .σ mC 1,42.34,9 + 0,05.0 Theo công thức (10.21) SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 29 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SτC = GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU τ −1 151,7 = = 19,7 KτdC .τ aC + ψ τ .σ mC 1,36.5,65 + Theo công thức (10.19) S .S 5,3.19,7 S C = σC τC = = 5,1 2 2 S σC .SτC 5,3 + 19,7 Vậy S C > [ S ] = (1,5 ÷ 2,5) không cần kiểm tra độ cứng trục 2.6 Kiểm nghiệm độ bền then * Với đường kính trục d2 = 40 mm để lắp bánh Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 12 ; h = t1 = ; t2 = 3,3 Chiều dài then l = ( 0,8 ÷ 0,9) l m 22 = ( 0,8 ÷ 0,9) 49 = 41 mm Theo công thức (9.1) (9.2) 2T 2.120708 = = 49,1 MPa d .l ( h − t1 ) 40.41( − 5) σ d < [σ d ] = 100 MPa 2T 2.120708 τC = = = 12,3 MPa d .l .b 40.41.12 τ C < [τ C ] = 30 MPa σd =  then đủ bền 3.Trục III 3.1 Xác định phản lực tác dụng lên gối đỡ Fr = 1264 N Ft = 3240 N Fa4 = 856 N M B = Fa d w4 223,6 = 856 = 95701N .mm 2 Lực nối trục: Fnt = ( 0,2 ÷ 0,3) Ft Ft = 2T 2.355554 = = 5079 N ( Với Dt = 140 mm, tra bảng 15.10) Dt 140 ⇒ Fnt = ( 0,2 ÷ 0,3) 5079 = 1015,8 ÷ 1523,7 chọn Fnt = 1270 N ∑ m ( Fiy ) = A Fr4 .114 + M B 1264.114 + 95701 = = 1419 N 169 169 ∑ mC ( Fiy ) = ⇒ Fly 32 = SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ⇒ Fly 31 = GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU M B − Fr4 .55 95701 − 1264.55 = = 155 N 169 169 ∑ m ( Fix ) = A − Fnt .245 − Ft .114 − 1270.245 − 3240.114 = = 344 N 169 169 ∑ mC ( Fix ) = ⇒ Flx32 = ⇒ Flx31 = Fnt.76 + Ft .55 1270.76 + 3240.55 = = 1626 N 169 169 3.2 Biểu đồ nội lực 3.3 Momen tương đương tiết diện Theo công thức (10.15) (10.16) ta có SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 31 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU M j = M yi + M xj M tđđ = M j + 0,75T j Trong M yj , M xj - momen uốn mặt phẳng yoz xoz tiết diện j Do M tđ A = M tđ D = M tđ B = 957012 + 185364 + 0,75.355554 = 371931( N .mm) M tđ C = 96594 + 0,75.355554 = 322714( N .mm) 3.4 Đường kính tiết diện tương ứng M tdi Theo công thức (10.17): d j = 0.1.[σ ] Trong đó, [σ ] - ứng suất cho phép thép chế tạo trục cho bảng 10.5 tra [σ ] = 50 Do dB = 371931 = 42,1 (mm) 0,1.50 dC = 322714 = 40,1 (mm) 0,1.50 Chọn trục theo tiêu chuẩn dA = dC = 45 mm dB = 50 mm dD = 40 mm 3.5Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi vị trí mặt cắt nguy hiểm Với vật liệu trục thép C45 có σb = 600 MPa σ −1 = 0,436.σ b = 0,436.600 = 261,6 MPa τ −1 = 0,58.σ −1 = 0,58.261,6 = 151,7 MPa Theo bảng 10.7 chọn ψ σ = 0,05vàψ τ = Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng σ mj = Tiết diện nguy hiểm B với dB = 50 mm σ aB = σ max B = MB MB = WB π bt1 ( d B − t1 ) dC − 32 2d B Tra bảng 9.1a ta có : b = 14 h=9 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 32 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU t1 = 5,5 t2 = 3,8 ⇒ σ aB = 957012 + 185364 π 14.5,5( 50 − 5,5) 50 − 32 2.50 τ mB = τ aB = = 19,4 MPa τ max T = B 2W0 B TB 355554 = = 15,5 W0 B π .50 14.5,5( 50 − 5,5) MPa − 16 2.50 π .d j b.t1 ( d j − t1 ) = − ( theo bảng 10.6) 16 dj ⇒ τ max B = Với W0 j Xác định hệ số KσdB KτdB Theo công thức (10.25) (10.26) Kτ Kσ + Kx −1 + Kx −1 εσ ετ KσdB = KτdB = Ky Ky Tra bảng 10.8; 10.9; 10.10 10.12 ta K x = 1,06 K y = 1,5 ε σ = 0,81 ε τ = 0,76 K σ = 1,76 K τ = 1,54 1,76 + 1,06 − 0,81 ⇒ K σdB = = 1,49 1,5 1,54 + 1,06 − 0,76 ⇒ KτdB = = 1,39 1,5 Xác định hệ số an toàn Theo công thức (10.20) SσB = σ −1 261,6 = = 9,1 K σdB .σ aB + ψ σ .σ mB 1,49.19,4 + 0,05.0 Theo công thức (10.21) SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 33 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SτB = GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU τ −1 151,7 = = 14,1 KτdB .τ aC + ψ τ .σ mB 1,39.7,75 + Theo công thức (10.19) S .S 9,1.14,1 S B = σB τB = = 7,6 2 2 S σB .SτB 9,1 + 14,1 Vậy S B > [ S ] = (1,5 ÷ 2,5) không cần kiểm tra độ cứng trục 3.6 Kiểm nghiệm độ bền then * Với đường kính trục III để lắp then d3 = 50 mm Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 14 ; h = t1 = 5,5 ; t2 = 3,8 ( ) l = , ÷ , l Chiều dài then m 32 = ( 0,8 ÷ 0,9 ) 56 = 47 mm Theo công thức (9.1) (9.2) 2T 2.355554 = = 86,5 MPa d .l ( h − t1 ) 50.47( − 5,5) σ d < [σ d ] = 100 MPa 2T 2.355554 τC = = = 21,6 MPa d .l .b 50.47.14 σ C < [σ C ] = 30 MPa σd =  then đủ bền SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 34 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU PHẦN IV TÍNH TOÁN Ổ LĂN VÀ VỎ HỘP I. Chọn ổ lăn 1. Trục 1: Với n = 710 (vòng/phút) T = 5.300.2.8 = 24000 (giờ) Ta có Fa1 = 374 (N) Fr1 = 590 (N) Fa1 374 = = 0,63 > 0,3 Fr1 590 → Dùng ổ bi đỡ chặn Với đường kính ngõng trục d = 25 (mm) Theo bảng phụ lục ( P2.12 ) chọn ổ lăn có kí hiệu 36205 với thông số D = 52 (mm) b = 15 (mm) r = 1,5 (mm) C = 13,1 (kN) C0 = 9,24 (kN) Chọn ổ lăn có cấp xác cấp 2. Trục 2: Với n = 197 (vòng/phút) T = 5.300.8.2 = 24000 (giờ) Ta có Fa2 = 374 (N) Fr2 = 590 (N) SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 35 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Fa3 = 856 (N) GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Fr3 = 1264 (N) Fa3 − Fa 856 − 374 = = 0,7 > 0.3 Fr3 − Fr2 1264 − 590 → Dùng ổ bi đỡ chặn Với đường kính ngõng trục d = 35 (mm) Theo bảng phụ lục ( P2.12 ) chọn ổ lăn có kí hiệu 36207 với thông số D = 72 (mm) b = 17 (mm) r = (mm) C = 24 (kN) C0 = 18,1 (kN) Chọn ổ lăn có cấp xác cấp 3. Trục 3: Với n = 65 (vòng/phút) T = 5.300.8.2 = 24000 (giờ) Ta có Fa4 = 856 (N) Fr4 = 1264 (N) Fa 856 = = 0,67 > 0.3 Fr4 1264 → Dùng ổ bi đỡ chặn Với đường kính ngõng trục d = 40 (mm) Theo bảng phụ lục ( P2.12 ) chọn ổ lăn có kí hiệu 36208 với thông số D = 80 (mm) b = 18 (mm) r = (mm) C = 30,6 (kN) C0 = 23,7 (kN) Chọn ổ lăn có cấp xác cấp * Chọn kiểu lắp ổ lăn: Vì vòng quay nên vòng chịu tải chu kì,vòng đứng yên nên chịu tải cục bộ.Cấp xác ta có: I II III Trục: φ25k6 φ35k6 φ40k6 Lỗ : φ52H7 φ72H7 * Chọn kiểu lắp bánh răng: Trục I: φ 32 Trục II: φ 40 Trục III: φ 50 II. Tính toán thiết kế vỏ hộp φ80H7 1. Tính toán vỏ hộp -Ta chọn vỏ hộp đúc,vật liệu gang xám GX 15_32 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 36 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU -Chọn bề mặt lắp ghép nắp hộp thân hộp qua đường tâm trục để việc tháo lắp chi tiết thuận tiên dễ dàng hơn. -Các kích thuớc hộp giảm tốc: + Chiều dày thân hộp: δ = 0,03a + > 6( mm ) =0,03.149 + = 7,47 mm Chọn δ = mm + Chiều dày nắp hộp: δ1 = 0,9. δ = 0,9.8 = 7,2 mm + Gân tăng cứng: Chiều dày e = (0,8 ÷ 1) δ = (0,8 ÷ 1) ⇒ chọn e = mm + Bu lông nền: d1 >0,04a + 10 = 0,04.149+10 =15,96 mm ⇒ chọn d1 = 16 mm + Bu lông cạnh ổ: d2 = (0,7 ÷ 0,8) d1 = (0,7 ÷ 0,8) 16 ⇒ chọn d2 = 12 mm + Bu lông ghép bích nắp thân: d3 = (0,8 ÷ 0,9) d2 = (0,8 ÷ 0,9) 12 ⇒ chọn d3 = 10mm + Vít ghép nắp ổ: d4 = (0,6 ÷ 0,7) d2 = (0,6 ÷ 0,7) 12 ⇒ chọn d4 = 8mm + Vít ghép nắp cửa thăm: d5 = (0,5 ÷ 0,6) d2 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 37 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU = (0,5 ÷ 0,6) 12 ⇒ chọn d5 = 6mm + Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp S3 = (1,4 ÷ 1,8) d3 = (1,4 ÷ 1,8) 10 ⇒ chọn S3 = 14mm Chiều dày bích nắp hộp S4 = (0,9 ÷ 1) S3 = (0,9 ÷ 1) 14 ⇒ chọn S4 = 13mm Bề rộng bích nắp thân K3 = K2 - (3 ÷ 5) mm Với K2 bề rộng mặt ghép bulông cạnh ổ K2 = E2 + R2 + (3 ÷ 5) mm =1,6 d2 +1,3 d2 + (3 ÷ 5) =1,6.12 +1,3.12 + (3 ÷ 5) ⇒ chọn K2 = 38mm ⇒ K3 = 35mm -Chiều dày mặt đế hộp: S1 = (1,3 ÷ 1,5) d1 = (1,3 ÷ 1,5) 16 ⇒ chọn S1 = 22mm -Chiều rộng mặt đế hộp: K1 = d1 = 3.16 = 48mm -Khe hở bánh với thành hộp: ∆ ≥ (1 ÷ 1,2) δ =(1 ÷ 1,2).8 ⇒ chọn ∆ = 10 mm SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 38 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU -Khe hở bánh lớn đáy hộp: ∆ ≥ (3 ÷ 5) δ =(3 ÷ 5).8 ⇒ chọn ∆ = 30 mm -Số lượng bulông nền: L+B Z = 200 ÷ 300 L: chiều dài hộp.Chọn sơ L = 600 mm B: chiều rộng hộp.Chọn sơ B =300 mm 600 + 300 Z = 200 ÷ 300 ⇒ chọn Z = 2. Bôi trơn ổ lăn -Do ổ làm việc lâu dài,tốc độ làm viêc thấp,nhiệt độ làm việc < 150  C nên ta bôi trơn mỡ.Theo bảng 15-15 ta chọn mỡ LGMT2 -Ta dùng vòng phớt để che kín ổ lăn. 3. Bôi trơn hộp giảm tốc -Do vận tốc vòng < 12m/s nên ta bôi trơn bắng phương pháp ngâm dầu. Chiều sâu ngâm dầu = (0,75 ÷ 2) h > 10mm Với h : chiều cao chân răng. Ta dùng dầu tuabin để bôi trơn. SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 39 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 40 [...]... định trị số và chi u các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 20 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU • trục I Vị trí đặt lực của bánh 1 dương nên r1 = 1 Bánh răng 1 chủ động cb = 1 Trục quay ngược chi u kim đồng hồ cq1 = 1 • Trục II + Bánh răng 2: vị trí đặt lực của bánh 2 âm nên r2 = -1 Bánh răng 2 bị động cb = -1 Trục quay cùng chi u kim đồng hồ cq2 = -1 + bánh răng 3:... kim đồng hồ cq2 = -1 + bánh răng 3: vị trí đặt lực của bánh 3 dương r3 = 1 Bánh răng 3 chủ động cb3 = 1 Trục quay cùng chi u kim đồng hồ cq3 = -1 • Trục III Vị trí đặt lực của bánh răng 4 âm r4 = -1 Bánh răng 4 bị động cb4 = -1 Trục quay ngược chi u kim đồng hồ cq4 = 1 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 21 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU • Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Ft1 = 2T1 2.34568 = = 1525(... SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 22 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 1.2 Biểu đồ nội lực d 1.3 Momen tương đương tại các tiết diện Theo công thức (10.15) và (10.16) ta có 2 M j = M yi + M 2 xj Trong đó M yj , M xj - momen uốn trong mặt phẳng yoz và xoz tại các tiết diện j Do đó M tđ A = M tđ B = 0 M tđ A = 45186 2 + 0,75.34568 2 = 54203( N mm) SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 23 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG... ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Fr3 55 + M C + M B − Fr2 114 1264.55 + 31899 + 30460 − 590.114 = = 382 N 169 169 ∑ m A ( Fix ) = 0 ⇒ Fly 21 = Ft 2 55 + Ft 3 114 1525.55 + 3240.114 = = 2682 N 169 169 ∑ mD ( Fix ) = 0 ⇒ Flx 22 = ⇒ Flx 21 = Ft 2 114 + Ft 3 55 1525.114 + 3240.55 = = 2083 N 169 169 2.2 Biểu đồ nội lực 2.3 Momen tương tại các tiết diện SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 27 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY... thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay là K1 = 10 (mm) + Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp giảm tốc là K2 = 10mm + Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ là K3 = 10 mm + Chi u cao nắp ổ và đầu bulong hn = 15 mm 4.Tính khoảng cách gối đỡ O tới mặt cắt thứ i trên trục SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 19 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU l22 = 0,5.( lm 22... 30 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ⇒ Fly 31 = GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU M B − Fr4 55 95701 − 1264.55 = = 155 N 169 169 ∑ m ( Fix ) = 0 A − Fnt 245 − Ft 4 114 − 1270.245 − 3240.114 = = 344 N 169 169 ∑ mC ( Fix ) = 0 ⇒ Flx32 = ⇒ Flx31 = Fnt.76 + Ft 4 55 1270.76 + 3240.55 = = 1626 N 169 169 3.2 Biểu đồ nội lực 3.3 Momen tương đương tại các tiết diện Theo công thức (10.15) và (10.16) ta có SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 31 ĐỒ ÁN. .. thước bộ truyền Khoảng cách trục aw = 104 mm Mođun m = 2 mm Chi u rộng vành răng bw = 34 mm Tỉ số truyền um = 3,59 Góc nghiêng của răng β = 13,80 Số răng bánh răng Z1 = 22; Z2 = 79 Hệ số dịch chỉnh x1 = 0; x2 = 0 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 13 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Theo các công thức trong bảng 6.11 ta tính được Đường kính vòng chia d1 = 45,36 mm; d2 = 162,89 mm Đường kính đỉnh răng :... mm Chi u rộng vành răng bw = 44,7 mm Tỉ số truyền um = 3 Góc nghiêng của răng β = 14,80 Số răng bánh răng Z1 = 36; Z2 = 108 Hệ số dịch chỉnh x1 = 0; x2 = 0 Theo các công thức trong bảng 6.11 ta tính được Đường kính vòng chia d1 = 74,53 mm; d2 = 223,6 mm Đường kính đỉnh răng : da1 = 78,53 mm; da2 = 227,6 mm Đường kính đáy răng: df1 = 69,53 mm; df2 = 218,6 mm SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 17 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY... 18 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU => d2 = 35 (mm) • Trục III T3 = 355554 (N.mm) [τ ] = 30 (MPa) => d1 = 40 (mm) III.Xác định khoảng cách các gối đở và diểm đặt lực 1 Từ đường kính trục d ta xác định gần đúng chi u rộng ổ lăn b0 theo bảng (10.2) d1 = 25 mm thì b01 = 17 d2 = 35 mm thì b01 = 21 d3 = 40 mm thì b03 = 23 d tb = d 1 + d 2 + d 3 25 + 35 + 40 = = 33 mm 3 3 2 Tính chi u dài mayơ bánh... tiếp xúc Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 14 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY σ H = Z M Z H Z ε GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU 2T2 K H ( u m + 1) 2 bW u m d W 2 Trong đó bW: chi u rộng vành răng bW = Ψba.aW2 =149.0.3 = 44,7 mm ZM: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp ; theo bảng (6.5) ZM = 274 MPa1/3 ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH = 2 . 34568 120708 355554 PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY I.Truyền động đai thang 1.Chọn loại đai và thiết diện đai SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 5 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Dựa vào. HỒNG DƯƠNG 7 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY GVHD: NGUYỄN HOÀNG CHÂU Lấy Z = 3 Chi u rộng bánh đai 5010.215)13(2)1( =+−=+−= etZB (mm) Với t =15 và e = 10 ( tra bảng 4.21 ) Đường kính ngoài của bánh đai 6,1463,3.21402 011 =+=+=. bánh nhỏ ( ) ( ) 27,22 16,32 9848,0.104.2 1 cos.2 . 1 = + = + = n W um a Z β Lấy Z 1 = 22 Số răng của bánh lớn 2,7922.6,3. 12 === ZuZ n Lấy Z 2 = 79 SVTH: TỐNG HỒNG DƯƠNG 10 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY