Đồ án chi tiết máy

: ôl - Hiệu suất của một cặp ổ lăn . BR- Hiệu suất của bộ truyền bánh răng . x - Hiệu suất của bộ truyền xích .

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Mục lục Trang A- Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền I – Chọn động cơ .4 II- Phân phối tỷ số truyền 6 III- Xác định công xuất, momen, số vòng quay trên các trục .7 B- Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh I- Chọn vật liệu bộ truyền bánh răng trụ .8 II- Xác định ứng xuất tiếp xúc mỏi cho phép 9 III- Xác định ứng xuất mỏi cho phép 9 IV- Xác định ứng xuất quá tải cho phép 10 VI- Xác định thông số bộ truyền .11 VII- Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc 12 VIII- Kiểm nghiệm độ bền uốn răng bánh vít .13 IX- kiểm nghiệm quá tải 14 X- xác định các kích thước hình học của bộ truyền 14 C- Tính bộ truyền bánh răng cấp chậm I- Chọn vật liệu 16 II- Xác định ứng xuất cho phép 17 III- Tính chọn một số thông số bộ truyền .19 IV- Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 20 V- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 23 V- Kiểm nghiệm quá tải 24 VII- Các thông số bộ truyền 25 VIII- Xác định lực trên bộ truyền bánh răng .27 D- Tính bộ truyền xích I- Chọn số răng đĩa xích .28 II- Xác định một số thông số bộ truyền 28 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 1 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY III- Tính kiểm nghiệm xích về độ bền uốn .30 IV- Tính các thông số bộ truyền .31 V- Tính kiểm về độ bền tiếp xúc .32 VI- Xác định lực tác dụng nên bộ truyền xích 32 E- Tính trục I- Chọn vật liệu trục 34 II- Xác định sơ bộ đường kính trục và khoảng cách gối .34 III- Xác định trục về độ bền mỏi .43 V- Kiểm nghiệm chính xác đường kính trục .37 IV- Kiểm nghiệm độ cứng của trục .51 VI- Tính chọn then 52 VII- Tính chọn ổ 55 VIII- Tính chọn khớp nối 61 G- Kết cấu vỏ hộp 61 H- Tính chọn dầu và mỡ bôi trơn .67 K- Xác định và chọn các kiểu lắp 69 M- Phương pháp lắp ráp các chi tiết trên hộp 71 J- Tính nhiệt 73 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 2 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN . I- Chọn động cơ. 1-xác định công suất động cơ .p Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức sau: P ct = η t P . Trong đó : P ct -công suất cần thiết trên trục động cơ [kw]. P t - công suất tính toán trên trục máy công tác [kw]. η - Hiệu suất truyền động. +/ Ta có : η = η ôl 4 .η 2 BR . η x Trong đó : η ôl - Hiệu suất của một cặp ổ lăn . η BR - Hiệu suất của bộ truyền bánh răng . η x - Hiệu suất của bộ truyền xích . Dựa vào bảng 2.3/1/trang19 ta tra được hiệu suất của các bộ truyền,nó được thống kê ở bảng sau. Hiệu suất Số lượng Giá trị η ôl 4 (0,99) 4 η BR 2 (0,97) 2 η x 1 0,93 Do đó ta có: η = η ôl 4 .η 2 BR . η x = (0,99) 4 .0,93.(0,97) 2 = 0,84 Như vậy muốn xác định công suất động cơ cần biết công suất tính toán P t , mà công suất được xác định tuỳ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và tính chất tải trọng. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 3 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY +/ Xác định P t : Ở đây đề bài cho tải trọng thay đổi - rung động nhẹ. Ta có : ts = ck lv t t 100 = 021 ttt t lv ++ 100 Trong đó: t lv = t 1 +t 2 =1+2,5= 3,5(giờ)- thời gian làm việc. t 0 -thời gian nghỉ ; t ck – thời gian chu kỳ .  ts = 4 5,3 100 = 87,5 %  Có : ts =87,5% > 60% => động cơ coi như làm việc trong chế độ dài hạn với tải trọng thay đổi . P t = P tđ = )/() ( 212 2 21 2 1 tttPtP ++ (1) Có mối quan hệ : P = 9550 .nT (kw) nên theo đầu bài chúng ta có: T 2 = 0,8T 1 => P 2 = 0,8P 1 Có : P 1 = P max = 1000 .vF = 1000 85,0.9000 = 7,65 (KW) Theo đầu bài có : t 1 =1 (h) ; t 2 = 2,5 (h); thay t 1 ,t 2 ,P 1 vào (1) ta được : P t = 7,65. 0,862 = 6,5943 (KW) • P ct = η t P = 84.0 5943,6 = 7,85 (KW) 2- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 4 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Ta có : n sb =n lv .u t . Trong đó: n sb - Số vòng quay đồng bộ . n lv - số vòng của trục máy công tác ở đây là trục của băng tải quay. u t - Tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động. Đối với hệ thống băng tải ta có : n lv = 340.14,3 85,0.60000 . .1000.60 = D V π = 47,77 [v/ph]. Trong đó : V- Vận tốc băng tải [m/s]. D- Đường kính tang quay [mm]. Với sơ đồ đề bài ra thì tỉ số truyền của toàn hệ thống : U t =U h .U x. U h : tỉ số truyền của hộp giảm tốc; U x : tỉ số truyền của bộ truyền xích; Tra bảng 2.4/1/trang 21 sách thiết kế CTM ta chọn được U h =14,U x =2.1 Vậy n sb =n lv. .U t = 47,77.2,1 = 1404,4 [v/ph]. Ta chọn số vòng quay đồng bộ là : n đb = 1500 v/ph. 3- Quy cách chọn động cơ. Động cơ được chọn phải thoả mãn ba điều kiện sau: P đc >P ct. ; n đc ≈ n sb ; dn kmm T T T T < . Theo bảng phụ lục 1.2/1/ sách thiết kế CTM với P ct =7,85 (KW) và n đ1 =1500 v/hp ta chọn được động cơ có : Ký hiệu 4A132M4Y3 Công suất động cơ P đc =11 kw Vận tốc quay N=1458 Tỷ số dn k T T = 2,2 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 5 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY So với điều kiện trên ta có: P đc =11 > P ct =7,85. n đc = 1458 ≈ n sb = 1404,4 [v/ph]. dn k T T = 2,2> T T mm =1,4. II- Phân phối tỷ số truyền . Ta có U t = lv dc n n . Trong đó : n đc - Số vòng quay của động cơ . n lv - Số vòng quay của trục tang . n lv =47,77 v/ph (tính ở trên). n đc =1458 v/ph (chọn ở trên).  U t = 77,47 1458 = 30,52. Mà U t =U x .U h . • U x = h U Ut = 14 30,52 = 2,18 • Ta chọn tỷ số truyền của xích: U x = 2,2 Với U h = 14, tra bảng (3.1/43) ta được : u 1 =4,79 , u 2 =2,92; III- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. Dựa vào công suất cần thiết P ct của động cơ và sơ đồ của hệ thống dẫn động ta tính được trị số công suất ,mômen và số vòng quay trên các trục. TRỤC I: P I = P ct .η ôl Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 6 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY P I = 7,85.0,99 = 7,7715 [kw]. n I = n đc = 1458 [v/ph]. T I = 9,55.10 6 . 1458 7715,7 .10.55,9 6 = I I n P = 50903,858 [N.mm] TRỤC II: P II = P I .η brI .η ôl P II = 7,7715.0,97.0,99 = 7,463 [kw]. n II = 79,4 1458 1 = U n I = 304,384 [v/ph] T II = 9,55.10 6 . 384,304 463,7 .10.55,9 6 = II II n P = 234150,448 [N.mm] TRỤC III: P III = P II .η brII .η ôl P III =7,463.0,97.0,99 = 7,167 [kw]. n III = 92,2 384,304 2 = U n II = 104,241 [v/ph]. T III = 9,55.10 6 . 241,104 167,7 .10.55,9 6 = III III n P = 656602 [N.mm] TRỤC IV: P IV = P III .η x .η ôl P IV =7,167.0,93.0,99 = 6,598 [kw]. n IV = 2,2 241,104 = Ux n III = 47,38 [v/ph]. T IV = 9,55.10 6 . 38,47 598,6 .10.55,9 6 = IV IV n P = 1329905,023 [N.mm] Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 7 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Bảng thống kê Trục Thông số Động cơ I II III Công suất P,kw 11 7,7715 7,167 0,796 Tỷ số truyền u 1 4,79 2,92 Số vòng quay n, v/p 1458 1458 304,384 104,247 Momen xoắn T, N.mm 50903,858 234150,44 656602 B- thiết kế bộ truyền động . Bánh răng là bộ phận rất quan trọng trong hộp giảm tốc nói riêng và hệ thống truyền động nói chung .Bánh răng dùng để truyền động giữa các trục ,thông thường có kèm theo sự thay đổi về trị số và chiều của vận tốc hoặc mô men.Việc bánh răng hư hỏng trong quá trình hoạt động là rất nguy hiểm .Cho nên cần thiết phải tính toán thiết kế bánh răng sao cho phù Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 8 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY hợp ,đảm bảo an toàn trong sử dụng ,tiết kiệm được chi phí vật liệu nhằm đạt hiệu quả cao nhất . Việc thiết kế truyền động bánh răng được tiến hành qua các bước sau : 1.) Chọn vật liệu. 2.) Xác định ứng suất cho phép . 3.) Tính sơ bộ kích thước cơ bản của bộ truyền bánh răng . Trên cơ sở đó xác định các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng làm việc của bộ truyền ,rồi tiến hành kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc,độ bền uốn ,độ quá tải. 4.) Xác định kích thước hình học của bộ truyền . I-Chọn vật liệu. Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu ta chọn vật liệu hai bánh là như nhau,vì ở đây tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu như sau. 1-Chọn vật liệu bánh nhỏ: Chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB 1 = 241 285 Có σ b1 = 850 [Mpa]. σ ch1 = 580 [Mpa]. 2-Chọn vật liêu bánh lớn . Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh lớn có độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB. Chọn thép 45tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB 2 = 192 .240 Có σ b2 = 750 [Mpa]. σ ch2 = 450[Mpa]. II- xác định ứng suất cho phép. ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ] được xác định theo công thức sau . Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 9 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY [σ H ] = H HLxHvrH S KKZZ 0 lim σ [σ F ] = F FcFLxFsRF S KKKYY . 0 lim σ . Trong đó : Z R - Hệ số xêt đến độ nhám của mặt răng làm việc. Z v - Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng. K xH - Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. Y R - Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Y s - Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập chung ứng suất . K xF - Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đến độ bềnuốn. K Fc - Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải vì bộ truyền quay một chiề nên: K Fc = 1. K HL, K FL -Hệ số tuổi thọ. S H ,S F - Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. σ 0 Hlim - ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở. σ 0 Flim - ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở. Khi thiết kế sơ bộ lấy Z R .Z v .K xH = 1 và Y R .Y s K xF = 1, do đó công thức ứng suất cho phép là: [σ H ] = H HLH S K. 0 lim σ [σ F ] = F FcFLF S KK 0 lim σ . Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB 1 =245 Mpa Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB 2 =230 Mpa tra bảng 6.2/1/ được. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 10 - Lớp 43M [...]... cặp bánh răng và loại răng, tra bảng 6.5/1/ : K a= u1- tỷ số truyền của cặp bánh răng , u1= Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI 49,5 (răng thẳng) 4,79 (xác định ở trên) - 13 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TI- Mô men xoắn trên trục bánh chủ động, TI = 50903,858 (N.mm) KHβ- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, nó phụ thuộc vào vị trí của bánh... T1- Momen xoắn trên trục bánh răng 1, T1 = 50903,858 (N.mm) KH- Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH = KHβ.KHα.KHv trong đó: KHβ- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng , KHβ= Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI 1,138 - 16 - (chọn ở trên) Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY KHα- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp , với răng... theo (6.45)/1/: KF= KFβ KFα KFv K Fβ- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng khi tính về uốn, tra bảng 6.7/1/ được K Fβ = 1,288 (sơ đồ 3) Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 18 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY KFα- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, răng thảng nên KFα = 1 KFv- Hệ số kể đến tải trọng... HẢI - 22 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY III-B TÍNH CHỌN CÁC SỐ THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 1-xác định sơ bộ khoảng cách trục aw Ta có : 3 aw2 = Ka.(U2+1) TII K Hβ [σ H ] 2 U 2 Ψba Trong đó : Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra bảng 6.5/1/ trang 96 được Ka= U2- tỷ số truyền của cặp bánh răng , U2 = 49,5 2,92 (tính ở trên) TII- Momen xoắn trên trục bánh chủ động, TII... kê các thông số Thông số Môđun pháp Ký hiệu M Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI Trị số m=2,5 - 30 - đơn vị mm Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Số răng bánh răng Tỷ số truyền thực Khoảng cách trục Chi u rộng vành răng Góc ăn khớp Đường kính cơ sở Hệ số dịch chỉnh đường kính chia Đường kính lăn Đường kính đỉnh răng Đường kính chân răng Z Z3 =38 răng Um aw bw αtw db Z4= 110 2,89 aw= 185 bw=74 αtw=... σF2max < [σF2]max = 360 (MPa) 6 - Xác định các thông số bộ truyền: Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 21 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Bảng 5 Bảng thống kê các thông số Thông số Môđun pháp Số răng bánh răng Ký hiệu m Z um aw bw αtw dw Tỷ số truyền thực Khoảng cách trục Chi u rộng vành răng Góc ăn khớp Đường kính lăn Trị số m = 2,5 z1 = 22 z2= 105 u1= 4,77 aw= 160 bw = 48 αtw=21,190 dw1 =... chọn môđun pháp: m = 2,5 Số răng bánh nhỏ: z1= 2.a w1 2.159,9 = m.( u1 + 1) 2,5.( 4,79 + 1) = 22,09 => Chọn : z1 = 22 (răng ) Số răng bánh lớn: z2 = z1 u1 = 22 4,79  = 105,38 => Chọn : zt= z1 +z2 =22+105= Xác định tỉ số truyền thực: z2 = 105 (răng) 127 ( răng ) Um = Z2 Z1 = 105 22 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI = - 14 - 4,77 Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Như vậy tỉ số truyền tahy đổi... trong vùng ăn khớp trị số của KHv tính theo công thức sau KHv= 1 + V H bw d w3 2.TII K Hα K Hβ dw3: Đường kính vòng lăn bánh nhỏ dw3= 2.a w 2 2.185 = U m + 1 2,89 + 1 = 95,115 [mm] bw :Chi u rộng vàng răng Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 25 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY bw= ψba.aw2 = 0,4.185 = 74 [mm] VH = δH g0.v aw2 U2 Với V là vận tốc vòng :V= Π.d w3 n II 3,14.95,115.304,384 = 60000... thọ khi tính về uốn KF= KFβ KFα KFv Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 27 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY K Fβ- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng vành răng khi tính về uốn tra bảng 6.7/1/ trang 98 được : K Fβ = 1,2752 KFα- Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, vì răng thẳng nên: KFα = 1 KFv- Hệ số kể đến tải trọng... 2.234150,448.1,2752.1 =15,903 = KF = KFβ KFα KFv = 1,2752.1.1,1874 = 1,1874 1,514 Vậy ứng suất uốn trên bánh 3 2.TII K F Yε Yβ YF 1 σF1 = bw 2 d w 2 m = 2.234150,448.1,514.1.3,72 74.95,115.2,5 = 149,89 [Mpa] • Xác định ứng suất uốn trên bánh 4 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 28 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY σF2 = σ F 1 YF 2 48,38.3,53 YF 1 3,82 = 145,054 [Mpa] • Xác định ứng suất uốn cho phép khi