ĐỒ ÁN TRUYỂN ĐỘNG CƠ KHÍ

Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc MỤC LỤC Trang Đề tài thiết kế Phần I: chọn động phân phối tỉ số truyền 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỉ số truyền Phần II: tính toán thiết kế chi tiết máy 2.1 Thiết kế truyền xích 2.2 Thiết kế truyền trục vít, bánh vít 2.3 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 13 2.4 Tính toán trục 15 2.5 Tính toán chọn ổ lăn 32 2.6 Thiết kế vỏ hộp 40 2.7 Bảng dung sai lắp ghép 41 Tài liệu tham khảo SVTH: Vũ Đức Tuyên 42 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động cơ: Công suất trục động Pct = P η Trong đó: Với: η = η br η tv η x η ol Trong đó: • η br = 0,98 : Hiệu suất cặp bánh che kín • η tv = 0,8 : Hiệu suất truyền trục vít (Z1=2) • η x = 0,95 : Hiệu suất truyền xích • η ol = 0,99 : Hiệu suất cặp ổ lăn Vậy: η = 0,98.0,8.0,95.0,99 = 0,7 ⇒ Pct = 7,5 = 10,48 kW 0,7 Tính số vòng quay sơ động u t = u x u br u tv Chọn: u h = u br u tv = 62 u x = 2,5 ⇒ u t = 2,5.62 = 155 ⇒ n sb = 155.20 = 3100(vg / ph) Chọn nsb = 3000 vg/ph Từ chọn động K106M2có Pđc = 11 kW, n= 2935vg/ph SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 1.2 Phân phối tỉ số truyền: Tính lại tỉ số truyền: ut = n dc 2935 = = 146,75 vg/ph nlv 20 Phân phối tỉ số truyền: u t = u n u h Với un = u x u h = u br u tv Chọn sơ u h = 49 Từ đồ thị 3.25[1], ta có u br = 2,5 ứng với c=0,9 ⇒ u tv = uh 49 = = 19,6 u br 2,5 Ta chọn u tv = 20 theo dãy tiêu chẩn Vậy tỉ số truyền hộp u h = 2,5.20 = 50 Tỉ số truyền truyền xích: ux = ut = 2,935 uh Công suất P Tỉ số truyền u Số vòng quay n(vg/ph) Momen xoắn Động 11 2935 Trục 10.37 2,5 2935 Trục 10.06 20 1174 Trục Trục 7.97 7.5 2,935 58.7 20 33742 81834 1296652 3581250 T(Nmm) SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 Thiết kế truyền xích: Thông số: P = 7,97 kW, u = 2,935, n1 = 58.7 vg/ph 1.Chọn xích ống lăn dãy Số đĩa xích dẫn z1 = 29 – 2u = 29 – 2.2,935 = 23,13 Chọn z1 = 25 Số đĩa xích lớn Z2 = u.z1 = 2,935.25 = 73,38 Chọn z2 = 74 < z2max = 100 Tính xác tỉ số truyền ut = 74/25 = 2,96 Sai lệch tỉ số truyền ∆u = u t −u u = 2,96 − 2,935 2,935 ∆u = 0,85% < 4% 4.Hệ số điều kiện sử dụng K = Kr.Ka.KoKdc.Kb.Klv = 1,2.1.1.1.1.1,2 = 1,34 Với Kr = 1,2 tải trọng có va đập nhẹ Ka = hệ số tính tới khoảng cách trục Ko = bố trí hai trục nằm ngang Kdc = trục điều chỉnh Kb = bôi trơn nhỏ giọt Klv = 1,12 làm việc ca Hệ số đĩa xích Kz=25/Z1=1 Hệ số vòng quay Kn= n01/n1 = 50/58,7 = 0,85 SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Với no1 lấy bảng 5.4[1] Hệ số xét đến số dãy xích Kx = xích có dãy 5.Công suất tính toán Pt=P.K.KzKn/Kx Pt = 7,97.1,34.1.0,85/1 = 9,1 kW Tra bảng 5.5[1] chọn pc = 38,1 6.Tra bảng 5.8[1] ta có nth = 500 > 58,7 Kiểm nghiệm p c ≥ 600.3 P1 K 7,97.1,34 = 600.3 ≈ 41,08 mm không thỏa z1 n1 [ P0 ].K x 25.58,7.29.0,85 Chọn lại pc = 44,45mm nth = 400 >58,7 thỏa Vận tốc trung bình xích v= z1 p c n1 25.44,45.58,7 = = 1,09m / s 60000 60000 Lực vòng: Ft = 1000 P 1000.7,97 = = 1796 N v 1,09 Kiểm nghiệm: pc ≥ 42,6 thỏa 9.Chọn sơ khoảng cách trục a = 40.pc = 1778 mm Số mắt xích (Z − Z ) p 2a X = + 0,5( Z + Z ) + 2 p 4π a 2.1778 ( 74 − 25) 44,45 = 131.02 + 0,5( 25 + 74 ) + 44,45 4.π 1778 X = Chọn X = 132 SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Tính lại khoảng cách trục a = 0,25 p c { X − 0,5( Z + Z ) + [ X − 0,5( Z1 + Z )] − 2( Z − Z1 ) } = 1800.19 π Chọn a = 1796 (giảm 0,001…0,002a) 10 Số lần va đập 1s i= Z n1 25.58,7 = = 0,74 < [ i ] = 15 15 X 15.132 11.Kiểm nghiệm xích theo hệ số an toàn s= Q ≥ [ s] k d Ft + F0 + Fv Kđ = 1,2 chế độ làm việc trung bình Q = 172,4 kN tải trọng phá hủy cho phép, tra bảng 5.2[2] Qm = 7,5 kg/m Ft = 7331 N Lực căng li tâm Fv = qm.v2 = 7,5.1,092 = 8,86 N Fo =Kf.a.qm.g = 793 N s = 17,96 > [s] = 9,3 12.Đường kính đĩa xích p 44,45  = = 354,65mm d = π π sin sin  Z1 25 p  d= ⇒ π d = p = 44,45 = 1047,33mm sin π π Z  sin sin  Z2 74  da1 = d1 + 0,7.pc = 385,77 mm da2 = d2 + 0,7.pc = 1078,45 mm SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2.2 Thiết kế truyền trục vít – bánh vít: Thông số: P = 10,06 kW, số vòng quay trục vít n = 1174 vg/ph, u = 20 Chọn sơ vận tốc trượt v sb = 4,5.10 −5 n1 T2 = 4,5.10 −5.11743 1296652 ⇔ v sb = 6,13m / s σ b = 290MPa σ ch = 170 MPa Chọn vật liệu bánh vít BrSnNiP đúc li tâm có  Trục vít dùng thép C45 Ứng suất tiếp xuc cho phép bánh vít σ H = 0,9σ b K HL C v Trong đó: Cv hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc trượt, tra bảng 7.9[1] Cv = 0,83 KHL hệ số tuổi thọ: K HL = 10 Với NHE số chu kì thay đổi ứng suất N HE tương đương:  T N HE = 60∑  2i  T2 max ⇔ N HE = 13,5.10   14.60 + 0,7 4.12   n 2i t i = 60.7.300.2.8.58,7  72    ⇒ [σ H ] = 0,9.290.0,75.0,83 = 162,47 MPa Ứng suất uốn cho phép [σ F ] = [σ FO ].K FL = ( 0,25.σ ch + 0,08.σ b ).9 = ( 0,25.170 + 0,08.290).9 10 N FE 10 90,41.10 = 51,9 ( MPa) Với NFE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc  T   60 + 0,7 9.12   N FE = 60∑  2i  n2i t i = 60.7.300.2.8.46,6 72    T2 max  ⇔ N HE = 90,41.10 ⇒ [σ F ] = 39,41MPa Theo tỉ số truyền u = 20 chọn số mối ren z1 = Số bánh vít: Z2 = uz1 = 40 >28 Thông thường q = 0,3z2 = 10,4 Theo bảng 7.3[1] chọn hệ số đường kính q = 10 Tính khoảng cách trục  170  T2 K H  a w = ( Z + q )  [ ] Z σ q  H  Trong chọn KH = 1,2 T2 = T1.u.η = 1325709 Nmm  170  1296652.1,2 a w = ( 56 + 10 )  = 236,98mm  10  40.162,47  Mođun m = 2a w 2.236,98 = = 9,48mm Z2 + q 56 + 10 Chọn m = 10 theo bảng 7.3[1] Tính lại khoảng cách trục aw = m( Z + q ) 10( 40 + 10) = = 250mm 2 Chọn aw = 250 mm Hệ số dịch chỉnh aw 250 − 0,5( q + Z ) = − 0,5(10 + 40) m 10 ⇒x=0 x= SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Xác định kích thước truyền Đường kính vòng chia d1 = m.q = 100 mm d2 = 400 mm Đường kính vòng đỉnh da1 = d1+ 2.m = 120 mm da2 = d2 + 2m = 420 mm Đường kính vòng đáy df1 = d1 – 2,4m = 76 mm df2 = d2 – 2,4m = 376 mm Góc xoắn ốc vít  Z1  1  = arctg   γ w = arctg   16   q + 2x  ⇒ γ w = 11,310 Chiều dài cắt ren trục vít b1 = (c1 + c2z2)m = 134 mm Trong c1 = 11, c2 = 0,06 tra bảng 7.1 [1] Đường kính lớn bánh vít daM2≤da2+2,5m = 435 mm Chọn daM2=435 mm Chiều rộng bánh vít b2 ≤ 0,75da1 = 90 mm Chọn b2 = 90 mm Vận tốc trượt πd w1 n1 π 100.1174 = 60000 cos γ w 60000 cos 11,310 v s = 6,14m / s vs = Chọn cấp xác theo bảng 7.4[l] Hệ số tải trọng động KV = KHV = KFV = 1,2 Hệ số tập trung tải trọng, theo bảng 7.7 [1]: SVTH: Vũ Đức Tuyên Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc T z   K Hβ = +   1 − m  θ   T2 max     40  =1+   (1 − 0,95)  152  = 1,02 Với: θ = 152 (bảng 7.5 [1]) T1 T t1 + t T2 m 1.60 + 0,7.12 T = T = = 0,95 T2 max t1 + t 60 + 12 Vậy: K H = K Hβ K HV = 1,02.1,25 = 1,22 Hiệu suất η = 0,95 ( ) tgγ tg 11,31 = , 95 = 0,84 tg γ + ρ ' tg 11,31 + 1,37  ( ) ( ) ρ’ = 1,37o tra bảng 7.4[1] Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ] = ( 276 ÷ 300) − 25.4,8 = (156 ÷ 180) ≈ 170 ( MPa) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: σH  170  =   z2   z + q  T2 K H   q  aw   170   40 + 10  1296652.1,22 =    10  40   250  = 188,2 ( MPa) 〈 [σ H ] = 190,93 ( MPa) Vậy độ bền tiếp xúc thỏa Số tương đương ZV = Z2 56 = = 56,47 3 cos γ w cos 7,39 Tra bảng 7.10 [1] chọn hệ số dạng YF = 1,50 SVTH: Vũ Đức Tuyên 10 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc I l J K YI L f XK YK Ftbv XI Frx Fabv Frbv Mômen xoắn trục 3: T3 = 1296652 ( Nmm) Các thành phần lực: Ftbv = 2.T3 2.1396652 = ≈ 3853 ( N ) d bv 250 Fabv = Fttv = 644 ( N ) Frbv = Frtv ≈ 1402 ( N ) Frx = 4388 ( N ) Chọn vật liệu tương tự trục với: [τ ] = 20 ( MPa) Đường kính trục sơ bộ: dI = [σ ] = 60 ( MPa) T3 481652 =3 ≈ 45,8 ( mm) 0,2.[τ ] 0,2.20 Xác định kích thước dọc trục: l ≈ l + 2.x + w = 80 + 2.10 + 60 = 160 (mm) (khoảng cách ổ lăn) l ≈ 1,3.bbv ≈ 1,3.60 ≈ 80 (mm) Trong đó: (kết tính truyền bánh răng) x = 10 ( mm) w = 60 ( mm) (bảng 10.2 [1]) Ta chọn: SVTH: Vũ Đức Tuyên 26 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc l = 160 (mm) f = 90 (mm) (theo bảng 10.2 [2], f không nhỏ 80…115 mm) Vẽ biểu đồ mômen uốn mômen xoắn: Trong mặt phẳng xz: Phương trình cân lực:  X I − X K = Ftbv − Frx = 3853 − 4388 = −535   X K 160 = Frx 250 − Ftbv 80 = 4388.250 − 3853.80 = 788760  X I ≈ 4395 ( N )   X K ≈ 4930 ( N ) Trong mặt phẳng yz: Phương trình cân lực:  YI + YK = Frbv = 1402  d bv  YK 160 = Frbv 80 − M = Frbv 80 − Fabv  250  = 1402.80 − 644 = 31660  YI ≈ 1204 ( N )  YK ≈ 198 ( N ) Vẽ biểu đồ mômen: Ftbv SVTH: Vũ Đức Tuyên Xk 27 Đồ án truyền động khí Mp xz GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc I L XI J K Frx I My J K 351600 394920 YI I M J Mp yz L Frbv Yk L K 96320 15820 I K L K L Mx J I 481652 T J Mômen tương đương vị trí: SVTH: Vũ Đức Tuyên 28 Đồ án truyền động khí I GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2 M tđ = M x + M y + 0,75.T3 = ( Nmm) J M tđ = 96320 + 351600 + 0,75.481652 ≈ 553978 ( Nmm) K M tđ = 394920 + 0,75.481652 ≈ 574416( Nmm) L M tđ = 0,75.481652 = 417123 ( Nmm) Đường kính trục vị trí: J M tđ 553978 dJ ≥ =3 ≈ 61,22 (mm) 0,1.[σ ] 0,1.63 K M tđ 574416 dK ≥ =3 ≈ 63,82(mm) 0,1.[σ ] 0,1.63 L dL ≥ M tđ 417123 =3 ≈ 56,28( mm) 0,1.[σ ] 0,1.63 Ta chọn đường kính trục vị trí sau: d I = 60 (mm) d J = 64 (mm) d K = 60 (mm) d L = 56 (mm) Kiểm tra trục theo độ bền mỏi: Dựa biểu đồ mômen ta thấy tiết diện nguy hiểm vị trí K Mômen uốn K: 2 M K = M x + M y = 394920 = 394920 ( Nmm) Mômen xoắn K: T K = 481652 ( Nmm) Do trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động: σ a = σ max = M K 394920 = ≈ 27 ( MPa) W 14619 σm = Tại G lắp then với kích thước sau: b=18(mm); h=10 (mm); t=5,5 (mm); l=70 (mm) Nên mômen cản uốn tính theo công thức: SVTH: Vũ Đức Tuyên 29 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc π d K b.t.(d K − t ) π 55 14.5,5.(55 − 5,5) W = − = − = 14619 (mm ) 32 2.d K 32 2.55 Trục quay chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động: τa =τm = TK 481652 = ≈ 7,8 ( MPa) 2.W0 2.30952 Với mômen cản xoắn: π d K b.t.(d K − t ) π 55 14.5,5.(55 − 5,5) − = − ≈ 30952 (mm ) 16 2.d K 16 2.55 W0 = Hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất uốn ứng suất xoắn: σ −1 sσ = sτ = K σ σ a + ψ σ σ m ε σ β τ −1 K τ τ a + ψ τ τ m ε τ β = = 383 ≈ 8,33 ( MPa) 1,55.27 + 0,1.0 0,91.1 226 1,4.7,8 + 0,05.7,8 0,89.1 ≈ 17,85 ( MPa) Với: σ −1 = 383 ( MPa) τ −1 = 226 ( MPa) ε σ = 0,91 ε τ = 0,89 (tra bảng 10.3 [2]) ψσ =1 ψ τ = 0,05 K σ = 1,55 K τ = 1,4 (tra bảng 10.5 [2]) β =1 Hệ số an toàn: s= sσ sτ sσ + sτ = 8,33.17,85 8,33 + 17,85 = 7,55 ≥ [ s] = Vậy điều kiện bền mỏi trục thỏa Do: s ≥ [ s ] = nên không cần kiểm tra độ cứng Kiểm tra độ bền then: + Tại A chọn then với kích thước sau: SVTH: Vũ Đức Tuyên 30 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc b = (mm) h = (mm) t1 = (mm) l = 22 (mm) Ứng suất dập: 2.T1 2.33742 = = 36,52 ( MPa) < [σ d ] = 100 ( MPa) [ d A l.(h − t1 )] 28.22.(7 − 4) σ Ad = Ứng suất cắt: τ Ac = 2.T1 2.33742 = = 15,65 ( MPa) < [τ c ] = 20 ( MPa) d A l.b 28.22.7 Vậy then vị trí A thoả điều kiện bền + Tại E chọn then với kích thước sau: b = 12 (mm) h = (mm) t1 = (mm) l = 18 (mm) Ứng suất dập: σ Ed = 2.T2 2.81834 = = 75,77 ( MPa) < [σ d ] = 100 ( MPa) [ d E l.(h − t1 )] 40.18.(8 − 5) Ứng suất cắt: τ Ec = 2.T2 2.81834 = ≈ 18,9 ( MPa) < [τ c ] = 20 ( MPa) d E l.b 40.18.12 Vậy then vị trí E thoả điều kiện bền + Tại K chọn then với kích thước sau: b = 18 (mm) h = 11 (mm) t1 = (mm) l = 110 (mm) Ứng suất dập: σ Kd = 2.T3 2.1296652 = ≈ 92,1 ( MPa) < [σ d ] = 100 ( MPa) [ d K l.(h − t1 )] 64.110.(11 − 7) Ứng suất cắt: τ Kc = 2.T3 2.1296652 = ≈ 18,46 ( MPa) < [τ c ] = 20 ( MPa) d K l.b 64.110.18 Vậy then vị trí K thoả điều kiện bền +Tại L chọn then với kích thước sau: b = (mm) h = 11 (mm) t1 = (mm) l = 120 (mm) SVTH: Vũ Đức Tuyên 31 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Ứng suất dập: 2.T3 2.481652 = ≈ 86,5 ( MPa) < [σ d ] = 100 ( MPa) [ d L l.(h − t1 )] 56.120.(11 − 7) σ Ld = Ứng suất cắt: τ Lc = 2.T3 2.1096652 = ≈ 18,1 ( MPa) < [τ c ] = 20 ( MPa) d L l.b 56.120.18 Vậy then vị trí L thoả điều kiện bền 2.5 Tính toán chọn ổ lăn: 2.5.1 Tính toán chọn ổ lăn cho trục 1: Chọn ổ bi đỡ lực dọc trục Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: FrB = X B + Y B = 95 + 85 ≈ 127,5 ( N ) Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D: FrD = X D + Y D = 293 + 85 ≈ 305 ( N ) Vì FrD > FrB nên ta tính toán chọn ổ D (dD = dB = 25 mm) Chọn hệ số: K t = 1; V = 1; K σ = 1,3 Do lực dọc trục nên: X=1 Y=0 Tải trọng động quy ước: Q = ( X V FrD + Y Fa ).K σ K t = (1.1.305 + 0).1,3.1 = 396,5 ( N ) Do tải trọng thay đổi theo bậc nên: ∑ Q L ∑L Qtđ = i i i 12   60 = Q3 13 + 0,7  = 396,5.3 72   72  60 12  1 + 0,7  ≈ 336,7 ( N ) 72   72 Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: SVTH: Vũ Đức Tuyên 32 Đồ án truyền động khí L= GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 60.Lh n 60.7.300.2.8.2935 = = 5917 (triệu vòng quay) 10 10 Khả tải động tính toán: Ctt = Q.3 L = 396,5.3 5917 ≈ 7,70 (kN ) Theo bảng P2.7[2]: chọn ổ cỡ trunh 305 với C = 17,6 (kN) C0 = 11,6 (kN) Kiểm tra khả tải tĩnh: Q0 = X FrD + Y0 Fa = 0,6.305 + = 183 ( N ) Q0 = FrD = 305 ( N ) Với X0 = 0,6 Y0 = 0,5 ( tra bảng 11.6 [2]) Ta chọn Q0 = 305 (N) Ta thấy Q0 < C0 Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 2.5.2 Tính toán chọn ổ lăn cho trục 2: Chọn ổ bi đỡ vị trí F ổ đũa côn vị trí H Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ vị trí F ( dF =50 mm): FrF = X F + Y F = 1912 + 364 ≈ 411 ( N ) Chọn hệ số: K t = 1; V = 1; K σ = 1,3 Do không chịu lực dọc trục nên: X=1 Y=0 Tải trọng động quy ước: Q = ( X V FrF + Y Fa ).K σ K t = (1.1.411 + 0)1,3.1 = 534,3 ( N ) Do tải trọng thay đổi theo bậc nên: ∑ Q L ∑L Qtđ = i i i 12  12   60  60 = Q3 13 + 0,7  = 534,3.3 13 + 0,7  ≈ 453,7( N ) 72  72   72  72 Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: SVTH: Vũ Đức Tuyên 33 Đồ án truyền động khí L= GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 60.Lh n 60.7.300.2.8.1174 = = 2367 (triệu vòng quay) 10 10 Khả tải động tính toán: C tt = Q.3 L = 453,7.3 2367 ≈ 10,55 (kN ) Theo bảng 9.1 [3]: chọn ổ cỡ nhẹ 210 với C = 27,5 (kN) C0 = 20,2 (kN) Kiểm tra khả tải tĩnh: Q0 = X FrF + Y0 Fa = 0,6.411 + = 246,6 ( N ) Q0 = FrF = 411 ( N ) với X0 = 0,6 Y0 = 0,5 ( tra bảng 11.6 [2]) Ta chọn Q0 = 411 (N) Ta thấy Q0 < C0 Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ vị trí H: FrH = X H + Y H = 383 + 1023 ≈ 1262,5 ( N ) Hệ số tải trọng dọc trục: e = 1,5tg14  = 0,374 Lực dọc trục: Fa = 0,5.0,83.e.FrH + Fatv = 0,5.0,83.0,374.1262,5 + 3853 ≈ 4049 ( N ) Chọn hệ số: K t = 1; V = 1; K σ = 1,3 Ta có: Fa 4049 = ≈ 3,2 > e = 1,5.tg14  = 0,374 FrH 1262,5 Nên tra bảng 11.3 [2]: SVTH: Vũ Đức Tuyên 34 Đồ án truyền động khí X = 0,4 GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Y = 0,4 cot g14  ≈ 1,6 Tải trọng động quy ước: Q = (0,5 X FrH + Y Fa ).K σ K t = (0,5.0,4.1262,5 + 1,6.4049)1,3.1 ≈ 8750,2 ( N ) Do tải trọng thay đổi theo bậc nên: 10  10 45 44  10 Qtđ = 8750,2.1 + 0,6  = 7490,7 ( N ) 89 89   Tuổi thọ tính toán: L= 60.Lh n 60.7.300.2.8.1174 = = 338,11 (triệu vòng quay) 7.10 10 Khả tải động tính toán: 3 C tt = Qtđ L10 = 7490,7.665,8 10 = 52665,4 ( N ) ≈ 52,66 (kN ) Theo bảng 9.4 [3]: chọn ổ cỡ nhẹ rộng 7509 với C = 60 (kN) C0 = 46 (kN) Kiểm tra khả tải tĩnh: Q0 = X FrH + Y0 Fa = 0,5.1262,5 + 0,22.4049 = 1522 ( N ) Q0 = FrH = 1262,5 ( N ) với X = 0,5; Y0 = 0,22 cot g14  = 0,88 ( tra bảng 11.6 [2]) Ta chọn Q0 = 1522 (N) Ta thấy Q0 < C0 Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo Sau năm ta thay ổ vị trí H 2.5.3 Tính toán chọn ổ lăn cho trục (d = 50 mm): Chọn ổ đũa côn có lực dọc trục đảm bảo cố định xác vị trí trục chi tiết quay Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ vị trí I: FrI = X I + Y I = 4395 + 1204 ≈ 4557 ( N ) SVTH: Vũ Đức Tuyên 35 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ vị trí K: FrK = X K + Y K = 4930 + 198 ≈ 4934 ( N ) Hệ số tải trọng dọc trục: e = 1,5tg14  = 0,374 Các thành phần lực dọc trục sinh lực hướng tâm gây ra: S = 0,83.e.FrI = 0,83.0,374.4557 = 1414,6 ( N ) S1 = 0,83.e.FrK = 0,83.0,374.4934 = 1531,6 ( N ) Ta thấy: S1 > S ; Fa = Fabv = 644 ( N ) > Nên: FaK = S1 = 1531,6 ( N ) FaI = S1 + Fa = 1531,6 + 644 = 2175,6 ( N ) Ta chọn ổ I để tính toán Chọn hệ số: K t = 1; V = 1; K σ = 1,3 Ta có: FaI 2175,6 = ≈ 0,477 > e = 1,5.tg14  = 0,374 FrI 4557 Nên tra bảng 11.3 [2]: X = 0,4 Y = 0,4 cot g14  ≈ 1,6 Tải trọng động quy ước: Q = (0,4.FrI + 1,6.FaI ).1,3.1 = (0,4.4557 + 1,6.2175,6).1,3 ≈ 6895 ( N ) Do tải trọng thay đổi theo bậc nên: 10  10 45 44  10 Qtđ = 6895.1 + 0,6  = 5902,5 ( N ) 89 89   Tuổi thọ tính toán: SVTH: Vũ Đức Tuyên 36 Đồ án truyền động khí L= GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 60.Lh n 60.7.300.2.58,6 = = 118,3 (triệu vòng quay) 10 10 Khả tải động tính toán: 10 10 Ctt = Qtđ L = 5902,5.1198,3 = 56,37 (kN ) Theo bảng 9.4 [3]: chọn ổ cỡ nhẹ 7212 Với C = 72,2 (kN) C0 = 58 (kN) Kiểm tra khả tải tĩnh: Q0 = X FrI + Y0 FaI = 0,5.4557 + 0,88.2175,6 ≈ 4193 ( N ) Q0 = FrI = 4557 ( N )  với X = 0,5; Y0 = 0,22 cot g14 = 0,88 ( tra bảng 11.6 [2]) Ta chọn Q0 = 4557 (N) Ta thấy Q0 < C0 Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 2.6 Thiết kế vỏ hộp: 2.6.1 Bề mặt ghép nắp thân: Chọn bề mặt ghép nắp với thân qua trục bánh vít để dễ lắp bánh vít 2.6.2 Các kích thước vỏ hộp: Kết cấu vẽ lắp, với kích thước bản: + Chiều dày thân nắp hộp: 10mm + Chiều dày gân tăng cứng: 10mm + Bulông nền: M20( số lượng: 4) + Bulông cạnh ổ: M16 + Bulông ghép nắp thân hộp: M14 + Vít nắp ổ: M10 + Vít cửa thăm: M8 SVTH: Vũ Đức Tuyên 37 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc + Mặt bích nắp thân có chiều dày: 20mm, 18mm.Chiều rộng: 40mm + Đường kính lỗ gối trục: + Lỗ gối trục phải trục vít có đường kính 114mm ( lớn đường kính đỉnh trục vít datv = 100 mm để lắp trục vít ), sử dụng ống lót để dễ điều chỉnh ổ đũa côn) + Các lỗ gối lại chọn theo đường kính vòng ổ + Mặt đế hộp: Chiều dày: 30 mm, bề rộng: K1 = 60 mm + Chiều dày nắp ổ: 10mm + Kích thước cửa thăm: 100 x 150(mm) + Bulông vòng M16 + Nút tháo dầu M20 x + Nút thông M27 x + Que thăm dầu M12 2.7 Bảng dung sai lắp ghép: Độ dôi Sai lệch Chi tiết Sai lệch lớn nhât Mối lắp ES es EI ei (µm) Độ hở lớn (µm) BÁNH RĂNG 14 38 BÁNH VÍT φ 36H7/k6 +25 +18 +2 18 φ 55H7/k6 +30 +21 +2 21 Ổ BI ĐỠ MỘT DÃY (THEO GOST 8338-75) 23 28 Ổ ĐŨA CÔN ( THEO GOST 333-71) SVTH: Vũ Đức Tuyên 38 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 23 φ 25k6 φ 45k6 - - φ 47H7 φ 68H7 φ 85H7 φ 90H7 +25 +30 +30 +30 13 40 13 40 b6H9 b10H9 b16H9 b6D10 b10D10 b16D10 - Lắp lên trục +15 +18 Lắp lên vỏ hộp 0 0 THEN (Lắp lên trục) +30 +36 +43 THEN (Lắp lên moay-ơ) +78 +30 +98 +40 +120 +50 +2 +2 - - - - - 0 - - - - - - - TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.HCM, 2004 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Thiết kế Hệ thống dẫn động khí, tập 2, Nhà xuất Giáo dục SVTH: Vũ Đức Tuyên 39 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập Chi tiết máy, Nhà xuất Đại học Quố gia TP.HCM, 2003 SVTH: Vũ Đức Tuyên 40 [...]... nằm đối xứng với 2 ổ nên: YB = YD = Frbr1 424 = = 212( N ) 2 2 Biểu đồmômen: SVTH: Vũ Đức Tuyên 17 Đồ án truyền động cơ khí Mp xz A Fnt My GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc B C A A D XD XB B 4740 Mp yz Ftbr1 YB B C D 11720 C YD D Frbr1 3400 Mx A B D C 10740 T A D B C Mômen tương đương tại các vị trí: SVTH: Vũ Đức Tuyên 18 Đồ án truyền động cơ khí A GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2 M tđ = 0,75.T1 = 0,75.2 ≈ 9301( Nmm)... 353514  2 YF ≈ 364 ( N )  YH ≈ 1203 ( N ) Vẽ biểu đồ mômen: SVTH: Vũ Đức Tuyên XF Fttv 22 Đồ án truyền động cơ khí Mp xz GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc E H F G XH Ftbr2 My E F G 18080 Frtv Frbr2 E H 56301 M F H Mp yz G YF F YH 6600 E G H Mx 22653 176841 25775 E H T F G Mômen tương đương tại các vị trí: SVTH: Vũ Đức Tuyên 23 Đồ án truyền động cơ khí E 2 GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2 2 M tđ = M x + M y + 0,75.T2... − 644 = 31660  2 YI ≈ 1204 ( N )  YK ≈ 198 ( N ) Vẽ biểu đồ mômen: Ftbv SVTH: Vũ Đức Tuyên Xk 27 Đồ án truyền động cơ khí Mp xz GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc I L XI J K Frx I My J K 351600 394920 YI I M J Mp yz L Frbv Yk L K 96320 15820 I K L K L Mx J I 481652 T J Mômen tương đương tại các vị trí: SVTH: Vũ Đức Tuyên 28 Đồ án truyền động cơ khí I 2 GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2 2 M tđ = M x + M y + 0,75.T3... < [σ F 1 ] = 360MPa 25.66.2 SVTH: Vũ Đức Tuyên 15 Đồ án truyền động cơ khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 2.4 Tính toán trục: 2.4.1 Tính toán trục 1: Phân tích lực tác dụng lên trục: A B f C YB z D l Ftbr1 YD x y XD Fnt XB Frbr1 Mômen xoắn trên trục 1: T1 = 33742 ( Nmm) Lực vòng trên bánh răng 1: Ftbr1 = 2.T1 2.33742 = ≈ 1164 ( N ) d1 58 Lực hướng tâm trên bánh răng : Frbr1 = Ftbr1 tg ( 20  ) = 1164.tg (20... v gh = 10(m / s ) Chọn hệ số tải trọng động theo bảng 6.5 và 6.6[1] KHV = 1,4 KFV = 1,8 Ứng suất tiếp xúc tính toán σ H = Z M Z H Zε 2.T1 K H (u + 1) bw u.d w1 2 ≤ [σ H ] Trong đó ZM = 275 MPa hệ số xét đến cơ tính vật liệu ZH hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ⇒ ZH = 2 = 1,764 sin 40 0 Ứng suất tiếp xúc cho phép SVTH: Vũ Đức Tuyên 14 Đồ án truyền động cơ khí [σ H ] = [σ H ].Z v Z R K L K xH GVHD:... kích thước răng Hệ số dạng răng: + Bánh dẫn: YF 1 = 3,47 + + Bánh bị dẫn: YF 2 = 3,47 + 13,2 13,2 = 3,47 + ≈ 3,93 z1 29 13,2 13,2 = 3,47 + ≈ 3,66 z2 71 Đặc tính so sánh độ bền uốn các bánh răng: + Bánh dẫn: [σ F1 ] = 360 ≈ 91,72 + Bánh bị dẫn: [σ F 2 ] = 349,71 = 95,66 YF 1 YF 2 3,93 3,66 Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn Ứng suất uốn tính toán: σ F1 = 2.YF 1 T1 K Fβ K FV d1 b1... (mm) (khoảng cách 2 ổ lăn) l 2 ≈ 1,3.bbv ≈ 1,3.60 ≈ 80 (mm) Trong đó: (kết quả tính bộ truyền bánh răng) x = 10 ( mm) w = 60 ( mm) (bảng 10.2 [1]) Ta chọn: SVTH: Vũ Đức Tuyên 26 Đồ án truyền động cơ khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc l = 160 (mm) f = 90 (mm) (theo bảng 10.2 [2], f không nhỏ hơn 80…115 mm) Vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn: Trong mặt phẳng xz: Phương trình cân bằng lực:  X I − X K = Ftbv.. .Đồ án truyền động cơ khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Kiểm nghiệm ứng suất uốn bánh vít σF = 1,2.T2 YF K F 1,2.12196652.1,50.1,22 = ≈ 7,91( MPa) 〈 d 2 b2 m 400.90.10 [σ F ] = 39,41( MPa) Vậy điều kiện tiếp xúc thỏa Tính toán nhiệt t1 = t 0 + 1000.P1 (1 − η ) 1000.10,06.(1 − 0,84) = 30 + = 72,35  C 〈 K T A.(1 +... (mm) l = 120 (mm) SVTH: Vũ Đức Tuyên 31 Đồ án truyền động cơ khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc Ứng suất dập: 2.T3 2.481652 = ≈ 86,5 ( MPa) < [σ d ] = 100 ( MPa) [ d L l.(h − t1 )] 56.120.(11 − 7) σ Ld = Ứng suất cắt: τ Lc = 2.T3 2.1096652 = ≈ 18,1 ( MPa) < [τ c ] = 20 ( MPa) d L l.b 56.120.18 Vậy then tại vị trí L thoả điều kiện bền 2.5 Tính toán chọn ổ lăn: 2.5.1 Tính toán chọn ổ lăn cho trục 1: Chọn ổ bi đỡ... 396,5.3 72   72  3 60 3 12  1 + 0,7  ≈ 336,7 ( N ) 72   72 Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay: SVTH: Vũ Đức Tuyên 32 Đồ án truyền động cơ khí L= GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc 60.Lh n 60.7.300.2.8.2935 = = 5917 (triệu vòng quay) 10 6 10 6 Khả năng tải động tính toán: Ctt = Q.3 L = 396,5.3 5917 ≈ 7,70 (kN ) Theo bảng P2.7[2]: chọn ổ cỡ trunh 305 với C = 17,6 (kN) và C0 = 11,6 (kN) Kiểm tra khả ... kỳ N OF = N OF = 5.10 chu kỳ Số chu kỳ làm việc tương đương xác định theo sơ đồ tải trọng: SVTH: Vũ Đức Tuyên 11 Đồ án truyền động khí N HE1 GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc  T = 60.c ∑  i  Tmax ... phẳng yz: Vì Frbr1 nằm đối xứng với ổ nên: YB = YD = Frbr1 424 = = 212( N ) 2 Biểu đồmômen: SVTH: Vũ Đức Tuyên 17 Đồ án truyền động khí Mp xz A Fnt My GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc B C A A D XD XB B 4740... = 435 (mm) ( khoảng cách ổ lăn) f = 50 (mm) Vẽ biểu đồ mômen uốn mômen xoắn: Trong mặt phẳng xz: Phương trình cân lực: SVTH: Vũ Đức Tuyên 21 Đồ án truyền động khí GVHD: TS Nguyễn Hữu Lộc  X F