đồ án nguyên lý chi tiết máy

Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền II.. Xác định công suất, momen và số vòng quay các trục... Tính toán bộ truyền cấp chậm……… Phần III.. Xác định sơ bộ đường kính trục………... Phân p

NHẬN XÉT CỦA GVHD

MỤC LỤC

Trang Phần I Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

II Phân phối tỷ số truyền……… III Xác định công suất, momen và số vòng quay các trục Phần II Tính toán thiết kế chi tiết máy

3 Khoảng cách trục

……….

4 Chiều dài đai………

5 Góc ôm trên 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 bộ truyền cấp chậm………

Phần III Thiết kế trục và then.

I Chọn vật liệu làm

trục……….

II Xác định sơ bộ đường kính

trục……….

III Xác định khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt

lực………

IV Tính lực và vẽ biểu đồ nội lực……….

1 Trục I………

2 Trục II………

3 Trục III………

Phần IV Tính toán ổ lăn và vỏ trục I Chọn ổ lăn……….

1 Trục I………

2 Trục II………

3 Truc III……….

II Tính toán và thiết kế vỏ hộp………

1 Tính toán vỏ hộp……….

2 Bôi trơn ổ lăn………

3 Bôi trơn hộp giảm tốc ………

Trường ĐH- SPKT ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Bộ môn NL- CTM THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

A- ĐẦU ĐỀ 1 Sơ đồ động:

2 Các số liệu ban đầu:

a Lực vòng trên xích tải 2P(N): 2000

b Vận tốc xích tải V(m/s): 1,2

c Số răng đĩa xích Z( răng): 11

d Bước xích t(mm): 100

e Số năm làm việc a(năm): 5

3 Đặc điểm của tải trọng:

Tải va đập nhẹ Quay một chiều

4 Ghi chú:

Năm làm việc 300 ngày, ngày 2 ca, 1ca = 8 giờ

Sai số cho phép về 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 cơ

Gọi Pt : công suất trên trục máy công tác

η : hiệu suất chung

Pct : công suất làm việc ( công suất cần thiết trên trục động cơ)

Ta có: pct P

1000

2,1.20001000

đ. 2 4.



Tra bảng

d =0.96 : hiệu suất bộ truyền đai

br =0.98 : hiệu suất của bộ truyền bánh răng ô=0.99 : hiệu suất một cặp ổ lăn

nt=1 : hiệu suất của khớp nối

 0,96 0,982 1.0,994 1= 0,89

89 , 0

4 , 2

Phân phối tỉ số truyền

- Trạm dẫn động cơ khí gồm hai bộ truyền

+ Bộ truyền ngoài hộp: bộ truyền đai

+ Bộ truyền trong hộp: 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng

Trong đó, u : tỉ số truyền chung

nđc : số vòng quay của động cơ

nxt : số vòng quay của xích tải

100 11

2 , 1 1000 60

1000

u

đ c n h

85,102

,12

,1

c c c

n h

Trong đó un  ( 1 , 2  1 , 3 ) uc

Và ,3 6

01 ,3

85 ,

III Xác định công suất momen và số vòng quay trong các trục

.55,

55 ,

1

1 6

55 ,

2

2 6

- Momen xoắn: 355554

65

42,210.55,910

.55,

3

3 6

I.Truyền động đai thang

1.Chọn loại đai và thiết diện đai

Dựa vào bảng 4.13 chọn loại đai có kí hiệu A

+ kích thước tiết diện:

+ Chiều dài giới hạn: l= ( 560-4000) mm

2.Xác định các thông số của bộ truyền

+ Đường kính bánh đai nhỏ d1

Với d 1 = 140 mm

1000 60

710 140 14 , 3 1000 60

. 1 1

. 1

Với ε : hệ số trượt  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

2 140







Vậy đường kính bánh đai nhỏ d1 = 140 mm và bánh đai lớn d2 = 280 mm

3 Khoảng cách trục a

Theo bảng 4.14 có u = 2

336 280 2 , 1 2 , 1 2

239  336  840

4 Chiều dài đai l

a

d d d d a

l

4

) (

2

) (

2

2 1 2 2

) 140 280 ( 2

) 280 140 ( 14 , 3 336

, 3 1400

10 2 , 5

) ( 1 2

) ( 2 1

70 8 6 , 740 6

0 0

1 2 0

56 , 363

140 280 180

57



a

d d

K P Z

.

.

1 0

Kđ: hệ số tải trọng động

Theo bảng 4.7 Kđ = 1,25

Cu = 1,13 ( bảng 4.17 ) với u=2

Cz: hệ số ảnh hưởng số đai

  1 , 29 2,1

7 , 2

25 , 1 7 , 2

K P F





.

25 , 1 7 , 2 780

05 , 158 sin(

3 39 , 150 2 ) 2 sin(

Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180….350,

70 2

, 2

HO

N

7 4

, 2

1 2

trong 1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

Suy ra NHE1 > NHO1 do đó KHL1 = 1

Như vậy theo công thức 6.1a sơ bộ xác định được

 

H

HL H



1 , 1

1 560

1 530

75 1

1 , 1 441

1 , 1 414

1 1

.

1

ba n H

H n

a W

u

K T u

K a

6 , 3

  23 , 6 1 22,27

9848 , 0 104 2 1

cos

    0,97

104 2

79 22 2 2



Suy ra β = 13,930

3.3Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

2 1

1

1

2

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z Z

a

Z

2 sin

, 0 ) 8 , 13 ( ).

57 , 20 cos(

acrtg

tw t

95 , 12 cos 2





H Z

2

8 , 13 sin 2 , 31 sin

1 1

1 22

1 2 , 3 88 , 1 cos 1 1 2 , 3 88 , 1

2 1

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

32 , 45 1 59 , 3

104 2 1

u a d

Theo công thức (6.40)

68 , 1 1000

60

710 32 , 45 14 3 1000 60

. 1 1

Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và V< 2,5 m/s thì KHα = 1,13Theo công thức (6.42)

32 , 1 59 , 3

104 68 , 1 73 002 , 0

2

32 , 45 2 , 31 32 , 1

, 45 59 , 3 2 , 31

) 1 59 , 3 ( 29 , 1 34568 2 78 , 0 72 , 1



H

Xác định chính xác ứng xuất tiếp cho phép

Theo công thức (6.1) với V=1,68 m/s <5 m/s, ZV = 1; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra =2,5… 1,25μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,95 ; với da

2 2

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2

1

1 1

Theo công thức (6.47)

96 , 3 59 , 3

104 68 , 1 73 006 , 0

32 , 45 34 69 , 3 1

2

1

w w F FV

K K T

d b

Do đó K F K F.K F.K Fv  1 , 24 1 , 37 1 , 05  1 78

643 , 1

1 1

32 , 45 34

9 , 3 9 , 0 61 , 0 78 , 1 34568

, 3

61 , 3 5 , 85

1

2 1

F

F F F

Y

Y



3.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Theo công thức 6.48: Hmax  H. K qt Hmax với max 1

.

1

ba c H

H c

a W

u

K T u

K a

01 , 3

cos

    0,966

149 2

108 36 2 2



Suy ra β = 14,80

4.3Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

2 2

2

1

2

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z Z



Z

2 sin

, 0 ) 8 , 14 ( ).

65 , 20 cos(

acrtg

tw t

89 , 13 cos 2





H Z

2

8 , 14 sin 7 , 44 sin

1 1

1 36

1 2 , 3 88 , 1 cos 1 1 2 , 3 88 , 1

2 1

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

5 , 74 1 3

149 2 1

u

a d

Theo công thức (6.40)

77 , 0 1000

60

197 5 , 74 14 , 3 1000 60

. 1 2

Theo bảng 6.14 với cấp chính xác 9 và V< 2,5 m/s thì KHα = 1,13Theo công thức (6.42)

79 , 0 3

149 77 , 0 73 002 , 0

2

5 , 74 7 , 44 79 , 0



HV

K

Theo công thức (6.39)

22 , 1 01 , 1 13 , 1 07 , 1

, 74 3 7 , 44

) 1 3 ( 22 , 1 120708

2 77 , 0 72 , 1



H

Xác định chính xác ứng xuất tiếp cho phép

Theo công thức (6.1) với V=0,77 m/s <5 m/s, ZV = 1; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra =10… 40μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,9 ; với da <

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2

1

1 1

149 77 , 10 73 006 , 0

2



m

w F

F

u

a V g

2

5 , 74 7 , 44 38 , 2 1

2

1

w w F FV

K K T

d b

Do đó K F K F.K F.K Fv  1 , 17 1 , 37 1 , 02  1 , 63

7 , 1

1 1

, 0

79 , 114 2

5 , 74 7 , 44

7 , 3 89 , 0 59 , 0 36 , 1 120708

, 3

6 , 3 79 , 114

1

2 1

F

F F F

Y

Y



4.5Kiểm nghiệm răng về quá tải

Theo công thức 6.48: Hmax  H. K qt Hmax với max 1

PHẦN III THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

I.Chọn vật liệu làm trục

Dựa vào đặc điểm va tải trọng tác dụng lên các trục ta chọn thép C45

có

σb = 600 MPa, ứng suất xoắn cho phép    15 30 MPa

II.Xác dịnh sơ bộ đường kính trục

Đường kính trục được xác định nhờ vào momem xoắn theo công thức (10.9)

 

3

2 ,

0 

K K

III.Xác định khoảng cách các gối đở và diểm đặt lực

1 Từ đường kính trục d ta xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn b0 theo

bảng (10.2)

d1 = 25 mm thì b01 = 17

3 2 1

35 25 4 , 1 4 ,

49 35 4 , 1 4 ,

49 35 4 , 1 4 ,

56 40 4 , 1 4 ,

- Theo bảng 10.3

+ Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến 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

4.Tính khoảng cách gối đỡ O tới mặt cắt thứ i trên trục

  0 , 5 ( 49 21 ) 10 10 55

5 ,

23 22 31 21

5 ,

0 33 03

3 31

76 169 245

31 33

l c

5 Xác định trị số và chiều các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục

Trục quay cùng chiều kim đồng hồ cq2 = -1

+ bánh răng 3: vị trí đặt lực của bánh 3 dương r3 = 1

 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

34568 2 2

Ft N d

T Ft

8 , 13 cos

57 , 20 1525 cos

.

Fr N tg

tg Ft

120708

2 2

Ft N d

T Ft

8 , 14 cos

65 , 20 3240 cos

.

Fr N tg

tg Ft

d Fa

2

36 , 45 374 2

Fr F

169

8475 55

590 51 886 169

55 51 1

Fr F

169

8475 114

590 220 886 169

114 220 1

55

114

1



75 , 0

A

) ( 88721 34568

75 , 0 56544

C

1.4 Đường kính tại các tiết diện tương ứng

1

0 

tdi j

b> Vì các ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó mj  0

C

C C

C

C C aC

d

t d bt d W

M

2 1 1

3

2 2

max

32

56544 61466

56544 61466

2 3

2 2

32

34568

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16



 

( theo bảng 10.6)

Xác định hệ số KdC và KdC

Theo công thức (10.25) và (10.26)

y

x dC

K

K K K

K

K K K



x

88 , 0





76 , 1





37 , 1 5

, 1

1 06 , 1 88 , 0

76 , 1

, 1

1 06 , 1 81 , 0

54 , 1

6 , 261

dC C

7 , 151

dC C

9,35.8,4

2 2

C C C

S S

S S S









Vậy S C  S 1  , 5 2 , 5 như vậy không cần kiểm tra độ cứng của trục

1.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 10 ; h = 8

2

1 1 1

34568 2

2

1 1







b l d

T C

* với đường kính trục 1 là dD = 28 mm để lắp bánh đai

Tra bảng 9.1a chon then có : : b = 8 ; h = 7

2

1 1 1

34568 2

2

1 1







b l d

T C

d Fa

B 30460

2

89 , 162 374 2

2



mm N

d Fa

C 31899

2

53 , 74 856 2

M Fr

Fr

169

30460 31899

55 590 114 1264 169

55 114 2

M M Fr

169

114 590 30460 31899

55 1264 169

114 55

Ft

169

114 3240 55

1525 169

114 55 3

Ft

169

55 3240 114

1525 169

55 114 3

2



2.2 Biểu đồ nội lực

2.3 Momen tương tại các tiết diện

Theo công thức (10.15) và (10.16) ta có

xj yi

75 , 0 114565

B

) ( 187015 120708

75 , 0 147487

C

2.4 Đường kính tại các tiết diện tương ứng

1

0 

tdi j

C

C C

C C

C C aC

d

t d bt d

M W

M

2 1 1

3 max

147487 47898

2 3

2 2

40

120708

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16



 

( theo bảng 10.6)Xác định hệ số KdC và KdC

Theo công thức (10.26) và (10.26)

y

x dC

K

K K K

K

K K K



x

85 , 0





76 , 1





42 , 1 5

, 1

1 06 , 1 85 , 0

76 , 1

, 1

1 06 , 1 78 , 0

54 , 1

6 , 261

dC C

7 , 151

dC C

7,19.3,5

2 2

C C C

S S

S S S









Vậy S C  S 1  , 5 2 , 5 như vậy không cần kiểm tra độ cứng của trục

2.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 12 ; h = 8

2

2

1 2 2

120708

2

2

2 2







b l d

T C

d Fa

B 95701

2

6 , 223 856 2

355554

2 2







t t

Fr

169

95701 114

1264 169

114

M

169

55 1264 95701 169

55

F

169

114 3240 245

1270 169

114 245 4

Fnt

169

55 3240 76

1270 169

55 76 4



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

xj yi

75 , 0 185364

B

) ( 322714 355554

75 , 0

Theo công thức (10.17): 3  

1

0 

tdi j

B

B C

B B

B B aB

d

t d bt d

M W

M

2 32

2 1 1

5 , 5 50 5 , 5 14 50 32

185364 95701

2 3

2 2

5 , 5 50 5 , 5 14 16

50

355554

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16



 

( theo bảng 10.6) Xác định hệ số KdB và KdB

Theo công thức (10.25) và (10.26)

y

x dB

K

K K K

K

K K K



x

81 , 0





76 , 1





49 , 1 5

, 1

1 06 , 1 81 , 0

76 , 1

, 1

1 06 , 1 76 , 0

54 , 1

6 , 261

dB B

7 , 151

dB B

1,14.1,9

2 2

B B B

S S

S S S









Vậy S B  S 1  , 5 2 , 5 như vậy không cần kiểm tra độ cứng của trục

3.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

* Với đường kính trục III để lắp then là d3 = 50 mm

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 14 ; h = 9

2

2

1 3 3

355554

2

2

3 3







b l d

T C

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

63 , 0 590

374 856

2 3

2 3

Fa Fa

Chọn ổ lăn có cấp chính xác cấp 0

* Chọn kiểu lắp ổ lăn:

Vì vòng trong quay nên vòng trong chịu tải chu kì,vòng ngoài đứng

yên nên chịu tải cục bộ.Cấp chính xác 0 do đó ta có:

II Tính toán và thiết kế vỏ hộp

1 Tính toán vỏ hộp

-Ta chọn vỏ hộp đúc,vật liệu là gang xám GX 15_32

-Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua đường tâm

các trục để việc tháo lắp các chi tiết được thuận tiên và dễ dàng hơn -Các kích thuớc của hộp giảm tốc:

+Chiều dày thân hộp:

mm

03 ,

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 bằng 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.