Thiết Kế Đồ án Chi Tiết Máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí Môn học này không những giúp cho sinh viên có một cái nhìn cụ thể hơn thực tế hơn đối với các kiến thức đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng của các môn chuyên ngành sẽ được học sau này
Đề tài mà em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có bộ hộp giảm tốc bánh răng côn răng thẳng và bộ truyền xích Hệ thống được dẫn động bằng động cơ
điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích sẽ truyền chuyển động tới băng tải Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy cho hộp giảm tốc em đã sử dụng và tra cứu một số những tài liệu sau:
-Chỉ tiết máy tập 1 và 2 của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp
-Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1 và 2 của PGS.TS Trịnh Chất
và TS Lê Văn Uyển
- Dung sai và lắp ghép của GS.TS Ninh Đức Tốn
Do là lần đầu làm quen với công việc thiết kế chi tiết máy,cùng với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của sinh viên chúng em không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn giúp cho những sinh viên như chúng em ngày càng tiến bộ trong học tập
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Lê Văn Uyén đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em co thễ hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên : Đỗ Thiện
Trang 2-1-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
I PHAN DONG HOC 1 Xac dinh P,,,: Cô ông suất trên trục công tác được tính theo công thức “TH ¿ ws tp a ge ^ „ 2.11-rg20 , _ 2F.v » = 7000 Theo dé bai : + F : Luc kéo băng tải : 2F = 5000N +w : Vận tốc băng tải : v= 0,85 m/s SUY Ta : P, = 5000.0, 85 = 4.25 (kW) 1000 2 Xác định hệ số tải trọng 8 B=I1
3 Xác định hiệu suất của hệ dẫn động 1) :
Hiệu suất truyền động của toàn bộ hệ thống được tính theo công thức:
- 2
TỊ — in = TỊ,.T],„ TỊ al x
Trong d6: 1, : Hiệu suất nối trục đàn hồi
T\;„„ : Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn No : Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn
T\„ : Hiệu suất của bộ truyền xích Theo bảng “HS , taco:
+ Hiệu suất của nối trục đàn hồi : T„ =1 + Hiệu suất bộ truyền bánh răng c6n : n,,, = 0,97 + Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn : Ne = 0,99 + Hiệu suất của bộ truyền xích: rị, = 0,97
Thay vào ta tính được:
n= 1.0,97.0,9970,97= 0,92
4 Xác định công suất yêu cầu của động cơ:
Công suất yêu cầu của động cơ được tính theo công thức :
Trang 3
Trong đó: + P,,: Công suất cần thiết trên trục động cơ(KW) + P,, : Công suất trên trục máy công tác(KW) + 1: Hiéu suất của toàn bộ hệ thống truyền động + : Hệ số tải trọng tương đương Như vậy ta tính được : P PB 4251 _ 4 69 ew nN 0,92 5 Xdc dinh n,,: Vận tốc trục máy công tác được tính theo công thức : 4 N, = 6.10”.v 7D
trong đó : v : vận tốc dài băng tải : v = 0,85(m/s) D : Đường kính tang cuốn : D= 270mm 4 Thay số vàotacó: n= 220-285 _ 66 13 (w/ph) 1.270 6 Xdc dinh u,,: Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống được tinh theo: U,, = U,-U,
trong d6: u,: Ty sé truyén sơ bộ của hộp giảm tốc
u„: Tỷ số truyền sơ bộ của bộ truyền ngoài(bộ truyền xích) Theo bảng — , chọn tỷ số truyền :
+ Hộp giảm tốc Í cấp bánh răng côn : uạ = 2 5 + Bộ truyền ngoài là bộ truyền xích : u„ = 2 4 Suy ra:
u,, = (2 5).(2 4) = 4 20
7 Xác định sơ bộ tốc độ quay của động cơ điện :
Số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện được tính theo công thức :
Nyy = nyy-Uy,
trong đó: n,, : s6 vong quay truc may céng tac (v/ph)
Trang 4-3-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LE VAN UYEN
Kết hợp yêu cầu lắp ghép,mở máy tra bảng —— — Trg 224-228 động cơ có ký hiệu : 4A132S6Y3 có các thông số: + P,,=5kW>P,, + nN, = 960 v/ph chọn được + ch 95 Tm =] Tan 1, 9 Phân phối tý số truyền: Xác định tỷ số truyền chung : u,, = “* = 200 _ 15,97 n, 60,13 Mà "Uy, = U,-U, Chon u, =3 => u, = Ue = 2277-539 u xX với uy = 5,32 ta được u; =5,32 do là bộ truyền 1 cấp 10 Tính tốn các thơng số động học : * Tính công suất trên các trục :
Trang 5T,, = 9,55.10° Fe = 9,55.10° 4% - 67499584 Nmm n„ 60,13 11 - Bảng số liệu tính toán : Động cơ Trục 1 Trục2 | Trục công tác Thông số U 1 5.32 3 P(kW) 4.66 4,61 4.43 4,25 n(v/ph) 960 960 181,13 60,13 T(Nmm) 46357,29 45859,90 233569,81 | 674995,84 II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI - BỘ TRUYỀN XÍCH : Các số liệu đã có: + Tỷ số truyền :u =u, = 3
Trang 6ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
Suy ra số răng đĩa lớn : Z¿= uZ= 3.23 = 69 Lấy tròn : Z, =69 b Xác định bước xích : Tính theo công thức ra : P,= P.K.K,.K, < [P] Với : Pt,P.,[P]: công suất tính tốn, cơng suất cần truyền, công suất cho phép K,: Hệ số số răng : với Z4¡ = 25 => K, = Zp,/Z, = 25/23 = 1,09 K„: Hệ số số vòng quay : n = 181,13 v/ph — nạ, = 200 v/ph => K, =n,,/m, = 200/181,13 = 1,1 Theo CT 5.3 va bang 5.6 ta có K= K„K,.K,.K,K„.K, K¿ : Hệ số tải trọng động : Bộ truyền làm việc chịu va dap vita > Kạ = 1 K, : Hệ số xét đến sự bố trí bộ truyền > K, = 1 K„, : Hệ số xét đến sự điều chỉnh lực căng xích : Có thể điều chỉnh được => K,, = 1,25 K, : Hệ số xét đến chiều dài xích : Chọn K,=1
K¿„ : Hệ số xét đến ảnh hưởng của bôi trơn : Bộ truyền làm việc trong môi trường có bụi , bôi trơn nhỏ giọt —> K,,=1,3
Trang 7p a= ba|casữ +Z,)] 2620| i 2 = 0,25 108-0,5(23+69)+ ¬ (29 254 TÚ = 764,79 mm Để xích không chịu lực căng quá lớn, nên giam a dI mot luong bằng: Aa = 0,004a = 0,004.764,79 ~ 3,06 mm Do đó khoảng cách trục thực tê : a = 764,79 - 3,06 = 761,73 mm
* Số lần va đập của xích được tính theo công thức =._ ;
j= Zit, _ 23.106,20 _ 1 57 13) =30 (Theo bing 52-1885 )
15x 15.104 TLI1
4 - Tính kiểm nghiệm xích theo độ bền mon :
Theo công thức S.13-trg85, TLI s= Q _—_ (k,F,+F, +F, ) 5.2 - trg78 Theo bang , với xích con lăn 1 dãy, bước xích p = 25,4 mm, ta tra được: + Tải trọng phá huỷ : Q = 56,7 kN + Khối lượng I mét xích : q; = 2,6 kg kạ = 1,2 : Chế độ làm việc trung bình Z,pn, 23.25,4.181,13 60000 60000 Lực vòng: F, = 1000P = 1000.4,43/1,76 = 1261,36 N
Lực căng do lực li tâm sinhra: F,=qv* =2,6.1,76’ =8,05N Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra : Fo = 9,81k,qa Tacó F,=9,81.6.2,6.0,762 = 116,61 N Vận tốc vòng của xích: v= = 1,76 m/s Do đó : 56700 = = 34.61 *= 772,1261,36+8,05116,61)”°
Theo bang =.= với nạ = 200 v/ph => Chon [s] = 8,2
Trang 8ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN d, = p _ 25,4 sin| —— Z, sin | 69 - Đường kính vòng đỉnh răng đĩa xích : di = P|os+ea|Z = 2,4) 0,5+core{ =) = 197,50 mm 1 = 558,06 mm d,, = P|os+e|Z Ì = 25.4|05+eov | = 570,18 mm 2 - Đường kính vòng chân răng đĩa xích: d,= d-2r Với r = 0,5025d, +0,05 = 0,5025.15,88 + 0,05 = 8,03 d, = 15,88 mm: Đường kính của con lăn
Suy ra: đa =đ; - 2r = 186,54-2.8,03 = 170,50 mm dạ; = d; - 2r = 570,18-2.8,03 = 554,12 mm b Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc răng đĩa xích:
5.18-trg87 „
Răng đĩa xích được kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức TL
Oy = 0,47, [ME OKs + FE < fou] Ka + Ba) P
[oq] : ứng suất tiếp cho phép : Chọn vật liệu làm đĩa xích là thép 45 tôi cải thiện dat HB170, tra theo bang —_ ,tacéd: [oy] = 600 MPa
Hệ số xét đến ảnh hưởng của số răng: Với Z, = 23 => k,, = 0,48 Z,=58>k,,= 0,22 5.12-trg87 _„ T1 A = 180 mm” : Diện tích chiếu của bản lề : Tra bảng với p = 25,4 mm K, : Hé s6 tai trong dong : K,= 1,2 - Bộ truyền chịu va đập vừa _ 2EE, (E, +E, ) vat liéu con lăn va rang dia —> Chọn vật liệu làm con lăn và đĩa xích đều là thép : E = 2,1.10° MPa
kạ : Hệ số phân bố tải trọng không đều trong các dãy xích = Chon xich 1 day nén k,=1
Trang 9-8-7 - Bảng tổng hợp số liệu
Thông số Ký hiệu Giá trị
Loại xích xích con lăn Bước xích P 25,4 mm Số mắt xích X 108 Khoảng cách a 761,73 mm trục Số răng đĩa xích VÃ 23 Z, 69
Vat liéu dia Thép 45 tôi cải thiện
xích Thép 45 tôi cải thiện Đường kính d, 186,54 mm vong chia d, 558,06 mm Duong kinh đà 197,50 mm vòng đỉnh d 570,18 mm Ban kinh day T 8,03 mm Đường kính đ¿; 170,50 mm chân răng đĩa dp 554,12 mm xích Lực tác dụng F, 1450,56 N lén truc 6 - Tinh luc tac dung :
Lực tác dụng lên trục được tính theo công thức : F, = k,F,
k, : Hệ số xét đến trọng lượng xích : Bộ truyền đặt nằm ngang — k, = 1,15 Vậy sUy Ta :
F,=1,15.1261,36=1450,56N
Trang 10-9-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
II TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN A BO TRUYEN BANH RANG CON
1 Chon vat liéu :
6.1—trg92
Theo bang , chon:
- Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện, HB 241 285, o,, = 850 MPa, o,,, = 580 MPa - Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện, HB 192 240, ơø;; = 750 MPa, o,,, = 450 MPa 2 Xác định ứng suất cho phép : Theo bảng #“Z— #82, với thép 45 tôi cải thiện: O° rim = 2HB + 70 ; Sy = 1,1 o°,,,,= 1,8HB ; %=1/75 Chọn độ rắn bánh chủ động( bánh nhỏ) HBI1 = 245, bánh bi động( bánh lớn) HB2 = 230, ta có : GØ mạ; = 2HB, + 70 = 2.245 + 70 = 560 MPa ; 0° = 1,8HB, = 1,8.245 = 441 MPa O nim: = ZHB, + 70 = 2.230 + 70 = 530 MPa ; ø°n„ ;= 1,8HB, = 1,8.230 = 414 MPa
@ Ung suit tiép xtic cho phép:
Nyro: = Neon =4-10° 86 chu ki thay déi ứng suất cơ sở khi tửh về tiếp xúc với tất cả các loại thép Theo công thức a : Ñuo= 30 Hƒ2 : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc => Nyo, = 30 Hig, = 30.24574 = 1,6.10’ => Nao = 30 His, = 30.2304 = 1,39.10’ Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương được tính theo công thức —_ : Nuc = Neg = 60.c.n,.), t = 60.1.960.15000 = 86,4.107 Ngg;y = Nạp; = 60c.n, > t = 60.1.181,13.15000 =16,3.10"
Với c =l là số lần ăn khớp trong Í vòng quay
Suy ra : Nugị> Ngoi lấy Nae =Nao > Ky = 1 Nue2 > Nuor > Nugo = Naor > Kun =!
Nem > Ngại > Nem =Nero > Ken =! Nag > Nror > Neg = Neon > Kren =1
Trang 11-10-Ứng suất tiếp xúc cho phép :
ng
[oy] = 5 2,4) Ky Ku
H
Trong đó: Z,: hé so xét đên độ nhám của mặt răng làm việc Z : hệ số xét đên ảnh hưởng của vận tôc vòng
Kz: hệ số xét đên ảnh hưởng của kích thước bánh răng Chon so b6 Z,.Z,.K,, = 1 — Theo công thức ——— ST, định sơ bộ : [Øw Ì = © tu = ae = 509,09 MPa HI › [o,,]= S mm m2 ~ 329” ~ 4§1 82 Mpa Sup L1 Do đây là bộ truyền bánh răng côn thang nên |z„ |= min(|ơ„.„; |= 481,82MPa
$ ứng suất uốn cho phép :
Theo công thức TỶ : Bộ truyền quay 1 chiều : [Gg] = Ø°mm-Kpẹc.Kn/S Với K¿ : Hệ số ảnh hưởng của đặt tải : quay 1 chiều > K,,.= 1
=> [o,,] = 441.1.1/1,75 = 252 MPa [o,,] = 414.1.1/1,75 = 236,57 MPa $ ứng suất quá tải cho phép :
Trang 12-11-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
TiKng
R,= Kyvw +i
(1-K, )K,.- We, ]2
Trong d6 : + K,: Hé số phụ thuộc vat liéu, loai rang : K,=0,5K,
K, : Hé s6 phụ thuộc loại răng : Với bánh răng côn, răng thẳng làm bằng thép
=> K,=100 MPa’? = K, = 0,5.100 = 50 MPa’?
+ K,, : Hé s6 chiéu rộng vànhrăng = Chon K,, = 0,25
Trang 13_ Từ _ 2,28 =26I (105K) (-05025) 2Ó HH Theo bảng 6.8—trg22 , lấy m,„ theo tiêu chuẩn: m„ = 3mm Do đó: m, = m,,(1-0,5K,.) = 3(1-0,5.0,25) = 2,63 mm e Xác định số răng: ® Số răng bánh lớn : d, tm Vi Z, = =54,71/2,63 = 20,08 , lay Z,=21 răng > S6rang bánh lớn Z;= uZ, = 5,32.21 = 111,72 Lay Z,=112 rang => Tỷ số truyền thực:u= 24⁄2, = 112/21 = 5,33 Sai lệch tỉ số truyền 1, ~' 100% = 5,33—5,32 t 5, 100% = 0,19% < 4% vây thỏa mãn $ Góc côn chia : 8, = arctg(Z,/Z, ) = arctg(21/112) = 10,62° 5, =90° - 5, = 90° - 10,62° = 79,38° e Duong kinh trung binh da = Mm Z, =2,63.21=55,23 mm d_, =m, Z,=2,63.112=294,56 mm $ Chiêu dài côn ngoài : R, =0,5m,.JZ2+Z4” =0,5.3.V2/ +112? = 170,93 mm $ Chiều rộng vành răng b b = Re K, =170,93.0,25=42,73 mm Lay b = 43 mm
5 - Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng côn :
e Kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc
ˆ „_ 6.58—trgll5 2TK Vu? +1
Theo cong thite ————_=—: 6, = Z,,ZyZ.,{——_2—— _ <_ [o,]’
TLI HE “nếu 0,85bd?_,,u Lou
Trang 14-13-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LE VAN UYEN
Trong đó : + Z„: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu làm bánh răng — Theo bảng răng làm bằng thép: Z4 = 274 MPa!2 + Z„ : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc : Theo bảng ew , VỚI X, X,+x, =0 => Z,=1,76 + Z, : Hé s6 ké dén su tring khép rang: Z, = (4-,) 3 VGi €, : Hé s6 trùng khớp ngang : £„ = [1,88-3,2(—+-—)|eosB, 1 2 11 = [1,88-3,2(—+——)] = 1,70 [ ? ? _ 3) ? 11 ¬ Z= ja = 0,88 6.61—-trgl16
+ Theo công thức Ky = KyoKypKy, : Hệ số tải trọng tiếp xúc Kz„ : Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trong các đôi răng đồng thời ăn khớp
=> Bánh răng côn rang thang nén : Kyo = 1
Trang 16-15-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
+ K,=K,,.K,,-K,, : Hé s6 tải trọn khi tính về uốn
K¿„ : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên các đôi răng cùng ăn khớp đồng thời
— Bánh răng côn, răng thắng —> K¿„ =
K¿ø : Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng : 6.21—-trgl13 K;„u
Theo bảng TL1 „ VỚI KO he 0,56 => Kyp = 1,47
K,, : Hé s6 tai trong dong tính theo độ bền uốn : K,, = 1+ " 2T,.Kyp-Keg
V6l v, =5,.g).V [Satu *?) : 5,: tra bang 6.15 — trg107 : §, = 0,016 u TL1 , 6.l6—trgl07 : tra bảng ————”—— : = 56 So £ TLI Zo => v= 0,016.56.2,75 | :226:3* _ 19 96 5,33 19, 96.43.55, 23 2.45859, 90.1.1, 47 Suy ra: K,= 1.1,47.1,35 = 1,99 > K,=1+ = 1,35
+ Y§ạ : Hệ số xét đến độ nghiêng của răng : Bánh răng con rang thang > Y,=1 + Y, : Hệ số xét đến sự trùng khớp răng : e„ = l,70 > Y; = l/e„ = 0,59
Trang 17-Y, 3,63
Gy =o, = 2123.42 = 124,80 MPa Y, 3,59
F1 2
Suy ra: Op, < [6,,]’=252 MPa
O,, < [6,,]’=236,57 MPa > Diéu kién bén u6n được đảm bảo
¢Kiém nghiém răng về qua tai :
A <_ 6.48-trgll as
Theo công thức — ;VỚI : Ka = Thnax ,=l
Trang 18-17-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 7 - Bảng thông số GVHD: LE VAN UYEN
Thông số Ký hiệu Công thức tính Kết quả
Chiều dài côn ngoài R, R, = 0,5m,,./Z,? + Z, 168,63 mm Chiều rộng vành răng b b= K„R, 43 mm Chiều dài côn trung R,, R,, = R, — 0,5b 147,13 mm binh Modun vong trung Min M,, = m,,-R,,/R 2,63 mm binh Mơđun vịng ngồi m, _ Min 3 mm me ~ 1-0,5K,) Lực ăn khớp F,, =F, 1660,69 N F,, = F,, 594,09 N F,, = Fy 111,40 N Góc côn chia 5 5, = arctg(Z,/Z, ) 10,62° oy 6, = 90° - 5, 79,38° đường kính chia d., 3 de» d,, =m,Z,;d =m,,Z, 63 mm ; 336 mm ngoai Chiéu cao rang ngoai h, h,=2h, m, +c 6,6 mm v6i c=0,2m,, ; h,, = cosB,,
Chiéu cao dau rang hà h = (h,, +X,)-cosB)m,, 4,17 mm
Trang 19-18-IV TÍNH TOÁN TRỤC - Ổ LĂN - THEN - KHỚP A TINH VA CHON KHOP NOI
1 Chọn khớp nối
Vì mômen xoắn nhỏ T,.=46357,29 Nmm và cần bù sai lệch trục nên cần sử dụng loại nối trục vòng đàn hồi (có khả năng bù sai lệch, giảm va đập, chấn động, cấu tạo đơn giản)
+, Mômen xoắn trên trục I:
T,=k.T,= 1,2.46357,29 = 55628,75 N.mm ~ 55,63 N.m Với k : hệ số chế độ làm việc, k = 1,2 (tra bang 16.1)
Với động cơ 4A132S6Y3 tra bảng P1.7-TLI1 ta có đ„ =38§mm
Lấy đ, = đ„= 3§ mm
Tra bảng 16.10a, 16.10b, dựa vào mômen xoắn T, và đường kính đ, ta được kích thước của nối trục T =63 (N.m d =28 (mm) D = 100 (mm) d, = 20 (mm) L =124 (mm) 1 =60 (mm) d, =48 (mm) D,=71 (mm) Z =6 n„„=5/00(vg/ph) B =4 B,=28 1 =21 (mm) D,=20 (mm) L =20 (mm) T =63(N.m) d_ =10(mm) d, = M8 D,= 15 (mm) 1 =42 (mm) 1, = 20 (mm) l, = 10 (mm) 1 =15 (mm) h =1,5
2, Kiểm tra độ bền của vòng đàn hồi
+, Điều kiện về sức bền dập của vòng đàn hồi : 2.k.T Ø¿=_—————— S[Ø,] Z.D,.4 1, Với: d=10; 1,=15; D,=71; Z=6; k=1,3; 2.1,2.55628,75 2 2 Ø¿=————————~=2,09 N/mm/ <[ơ, | = (2 4) N/mm “ 6/71.10.15 lol = @-4)
Trang 20-19-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03
B SƠ ĐỔ ĐẶT LỰC
1 Sơ đồ kết cấu chung :
GVHD: LE VAN UYEN
Trang 21-2 Sơ đồ đặt lực: cđ1+¬3 4 © ev 4
C: XAC DINH SO BO DUONG KINH,KHOANG CACH CAC DOAN TRUC
Chon vat liéu ché tao cac truc 14 thép 45 cé o,= 600 MPa ứng suất xoan cho phép [t]= 15 30 Mpa, Ovhay =340Mpa 1- Xác định sơ bộ đường kính trục :
Đường kính trục sơ bộ được tính theo công thức 10.9-trg188 TL q „ 0,2.[ 7] Trong đó : T : mômen xoắn trên trục cần tính
[z]: Là ứng suất xoắn cho phép Ta có [:|=12 20 MPa
Trang 22-21-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
$ Trục I lắp với động cơ điện thông qua khớp nối đàn hồi — d, = (0,8+1,2)d,,
Trang 23-22-Li; = Li +k, + k, + nh + 0,5(b,; +b,,cosd,) = 80+ 8+ 5+ 40+ 0,5(19 - 40cos10,32°) = 132,98 mm chon 1,, = 133 mm Với b,; : Chiều rộng vành răng bánh rang con : b,, = 43 mm $ Trục lI : L; = 0,5(;s; + bạ¿;) +k; + k; = 0,5(50 + 21) +5 +8 = 48,5 mm chọn ln =50mm L„ =l„ +0,5(,.„ + b,scosỗ,) + k, = 50 +0,5(50 + 43cos79,68°) + 8 = 90 mm b¡ E a2 + laa +05) +3K, + 2K, = 50 + 45 + 21 + 3.84 2.5 = 150 mm Leg, = Legs = 0,5 (lpg, + Dg) + ky +h, = 0,5(45 + 21) +15 + 20 =70 mm L,, = 1; = 90 mm 1l,, = L¡ = 150 mm ys = leg: + Legs +s, =2.70 + 150 = 290 mm 4 - Xác định trị số các lực tác dụng lên trục Theo sơ đồ dat luc chung cần tính F,, F.,F,F,,F, $ Bộ truyền xích : Từ phần tính bộ truyền ngoài, ta có : F,„; = F„ = 1450,56N $ Bộ truyền bánh răng côn: Theo công thức — : BF, =F, =1660,69 N F = F,, = 594,09N F,, =F, =111,40N $ Lực từ khớp nối: F,= (0,1+0,3)E; E" =2T/D,
Với D, : Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trục vòng đàn hồi
=> Theo bing “^E-HỂỂ ; với T1 = 46357,29 Nmm=> D,=71 mm
Suyra: F,= (0,1 0,3) 2.46357,29/71 = 130,6 391,6 N
Lay F,=200N
Trang 24-23-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
D.BIEU DO MOMEN VA DUONG KiNH CAC DOAN TRUC 1- Truc I “" J 1 xa t kn Al 1 dư? F —Y Q Ta có phương trình cân bằng mômen: XM„„= E1; ПY,.l, - F, Sa =0 3M „, — đa -X,h, + Fi =0 DE =X,+%,-F,+F=0 UF, =¥,+¥,+F, =0 2 ¥, = li = 80 2—=-_949 22N yy, Fil, tBu _ 1660,69.133+ 200.70 : lã 80 X, =-(F +X, — F,)=—(200+2935,90—1660,69) =—1475,21N Y =-F,—F, =949,22—594,09=355,13N e Tính mômen uốn tổng và mômen uốn tương đương và đường kính các đoạn trục:
_ Với d„=20 tra bảng 10.5 TUI được [o]=63MPa
* Tai tiét dién 1-1: M, =0Nmm M, = Y,/, = 200.70 =14000Nimm = 2935,90N M, =./M,?+M,” = v0? +14000? =14000Nimm M,, =\M? +0.757? = 4140007 + 0, 75.45859, 90? = 42111,7 Nmm d = {M,,,/0,2.[o] = /4211,17/0,2.63 =18,84 mm Tại tiết diện lắp 614n1 = d, =18,84 mm
Trang 25-24-d= {M,,,/0,2.[o] = 100654, 93 /0,2.63 = 25,18 mm Tại tiết diện lắp ổ lăn2_ => d,= 25,18 mm
* "Tại tiết diện 3-3 : M, =0,5.F,,.d,, = 0,5.111, 4.55, 23 =3075,311Nmm al‘“*ml M, =0Nmm M, =./M,?+M,? =/0+3076,311? = 3076,311Nmm M ay = M2 + 0.75, = f3076,311° + 0,75.45859,90° =39834,8 Nmm d, = JM; /0,2.[o] = /39834,8/ 0,2.63 = 18,49 mm
Tại tiết diện lắp bánh răng côn => d,= 18,49 mm
* Tại tiết diện khớp nối: M,=M,=0 M sam =) M2, + 0.757? = 0? + 0,75.45859, 90? = 39795,84Nmm dy = 4| M,„„„ /0,2.[ ] =` A|39795,84/ 0,2.63 =18,47 mm
*Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta được
- Đường kính tiết diện lắp ổ lăn 1 : d=30 mm - Đường kính tiết diện ổ lăn 2 : d =30 mm
- Đường kính tiết diện lắp bánh răng côn và khớp : d =22 mm e Biểu đồ mômen
Trang 27-2- Truc Il aN Fae ye || | | 7 | | Fre | | — | | | | | | | | | N A Các phương trình cân bằng: Ma = F;;.(0,5.(Đ + 2z) + hy +h) + Ly tla —E, đại — Xu J2¡ =0 ->150.X, = ",,.46+ Ƒ.150 —› X, = 2500 +1660, 69.46 /150 =3009,28N X,=2.F +F,—-X, =5000 +1660, 69 —3009, 28 = 3651, 41N Myo = Fy (0,5.(,2 + Ens) + hy + hy) — Fag Ang 12 + Va doy — Y, = (594, 09.294, 56/2 —-111, 40.46) /150 =549,15N Y,-Y¥,+F,=0>5Y,=¥,+F, =549,15+111,4 =660,55N e Tính môrmen uốn tổng va momen uén tuong duong và đường kính các đoạn trục:
Trang 28-27-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN M,, =Œ.d„„ /2)- Y;.(0,5.(l„ +1„„;)+k, +k,) =594,09.294,56/2— 660,55.46 =57112,28Nm M„ =F1„+(F— Xj)(0,5(5„„+123)+k, +.) M„ = 2500.70+-(2500 ~3651,41).46 = 122035, 14Nưm M, =./M,.’+M,.’ =A|57112,28? +122035,14” =134738,22Nmm Tại tiết diện lắp bánh răng côn với M,„„ = |M,?+0,75.T,? =234044,30.Nmm > d,= Men = 35,35 mm 0,1.55 Tai tiét dién 6 lan 3-3: M,,=0 My, = F lig, = 2500.70 =175000Nmm M, =,[M,,+M,, = V0? +1750007 =175000Nmm M 4, =M2 +0,75.T2 = J175000° + 0,75.233569,81° = 267471, 76Nmm M d= 3/-—— =36,5mm 0,1.55 Tai tiét dién dia xich : M,=M, =0 M,, = (0? +0, 75,7 = J 0,75.233569,8? = 202277,39Nmm => d= |“ =32,26 mm 0,1.55 *Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta được
- Đường kính tiết diện lắp ổ lăn : d =40 mm
- Đường kính tiết diện lắp BR côn : d =38 mm - Đường kính tiết diện lắp bánh xích : d =35 mm
Trang 30-20-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UN
E TÍNH TỐN MỐI GHÉP THEN :
1 - Chọn và kiểm nghiệm mối ghép then cho truc I * Chọn then Theo bảng — , với đường kính chỗ lắp then d = 22 mm, ta chọn then bằng có: b= 8mm tl=4mm h=7mm - chiều dài then theo tiết diện chứa bánh răng côn nhỏ l¡ =(0.8 0,9) I_¡2= 35 mm - chiều dài then theo tiết diện chứa khớp nối lL; =(0.8 0,9) I_¡= 36 mm * Kiểm tra độ bền của then : Theo công thức 219.2 - trgl73 TLI 2T , di,“ -t,) lea] 2T 7¿=——— [re] dl,.b
- Then trên bánh côn nhỏ: với l¡ =28 mm o,= 249859, 90 39,71MPa <|o, | =100MPa
22.35.(7 -4)
Trang 31-L, =(0,8 0,9) /m31 =(36 40,5)mm
* Kiểm tra độ bền của then :
Theo công thức 21&2.2-0g1/3 : TLI 2T Ø%=———[ø,] dl, (h - t,) T= <[rc] dl,.b -Then trên bánh côn nhỏ: với l„ =40 mm G¿= — _ 87,81MPa <[ø, |= 100MPa 38.40.(9-5, 5) 7, = 2.233969,8! _30,73MPa < [z,|=40.60a => Then du bền 38.40.10 - Then trên bánh xích : với l„ =40 mm 6, = 2.233907,8! _95 33MPa < [ø„ |= 100MPa 35.40.(9-5,5) 7„= _— = 33,37MPa<[r,|=40.60M@Pa = Then du bén
F KIEM NGHIEM DO BEN MOI VOI TRUC
1 Ta thấy rằng tại truc 1 tiết diện nguy hiểm nhất chình là tiết diện chứa ổ bi
- S_ S
10.19 trgl95 s = ao ‘Vr >[s]
TL JS, 2+8, 2
Trong đó : + [s] : Hệ số an toàn cho phép : [s] = 2 2,5
+ so,s„: Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện thứ Ị :
Hệ số an toàn được tính theo công thức
Kiba TWiT
- 6_,,T., : GiGi hạn mỏi uốn và xoắn tương ứng với chu kỳ đối xứng - Với thép CT45 có : ø¿=600MPa => ø,= 0,436.600= 261,6 MPa
+¡=0,58.6ø,= 0,58.261,6 = 151,7 MPa Wo=0,05 ; w=0
với \„,\/„ hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi - Các trục của hộp giảm tốc đều quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng
do đó ơ,; tính theo công thức L022-g126, C= Ong = “i TLI l “.W, 7 =
Trang 32-31-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
lg = Tq =— == 7” 2 2W,,
Trong đó W„;#¿, mômen cản uốn ,cản xoắn tại tiết diện J của trục được xác định theo công thức theo bảng 10.6 -11g196 ;
TL
, s22 xa ` z.d ` n.d:
Nếu trục tiết diện tròn: W, =o xa
4 , dj; bt.(dj-ty d; bt,.(d,-t)
Nếu trục có 1 ranh then: yw, 2G) Phd) Why 1 32 24, - _ 74 _PhAd) Thy 16 2.4,
Với b,t tra bảng 9.1a TLI
Với trục I mặt cắt nguy hiểm là mặt 10 và 1 1( tiết diện tại các ổ đỡ) _ “dị _ 230° W = 32 = 32 = 2650, 7mm 3 3 W = Td _ 730" _ 2650, 7mm 32 32 3 3 Wy = wo = 73° _ 5301, 44mm’ 16:16 3 3 W,,, = 2a 73" _ 5301, 44mm l6 16
Trang 33-32-_M,, _ 175000 Wy 628318 _ My, _134738,22 C1 = = ——— = 29,15N/ mm? „, 4622,65 = 27,85N / mm’ — Tạ _ 45859,90 _ Tmo = Fao = 2y 2.5301.44 = = 4,33N/mm’? Ta =Fa1 = Fi _ 49899,90 4,33N 2W, 2.5301,44 / mm T21 — Far = Ta = 35651 =9,29N /mm? 2Wyy, 2.12566,37 Tự =T qn —2ð„ 2.10009, 70 11,67N / mm? Xác định các hệ số K„„;X,„ Ke 4K -1 ALK -1 E E K ,=—— odj K, ; —— td K, Trong đó : + K, :hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia 10.8 - trg197 TLI1 Các trục gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt: ® =2,5 0,65,m ->K_ =1,06
K,: hệ số tăng bền bề mặt trục , phụ thuộc vào phương pháp tăng bén bé mat , co tinh vật liệu Vì trục được lầm bằng vật liệu thép 45 thường hóa không tăng bền bề mặt nên
K,=1
công và độ nhắn bề mặt, tra bảng
- Theo bảng “Tế ding dao phay ngón ,vật liệu có ơø, = 600 Ma : Hệ số tập trung ting sudt : K,=1,76 ; K,=1,54
Trang 34ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
Thay số vào công thức trên ta được bảng số liệu sau: Trục d(mm) Koy Ky 10 30 2,06 1,96 11 30 2,06 1,96 21 40 2,13 2,03 22 38 2,13 2,03 261 Scio ¬ = 61,6 = 24,05 K aio-O,io TW,.Ø„mao 2 06.5, 28 151 Seo = K atoTao tVeTato 2,06.4,33+0 = -_ Ph! —=I701 S_ oS, => Sy) =e = 24,05.17,01 =13,89>[s ]=2 2,5 \|Sao +5,” 124,05? +17, 01° sa Ơi — 266 | Koa Fart Ve-Smy 2506.34,92 `7 151,7 S1 — ¬ = ——=l17,87 Km an W,my 96.433 S, S, » l ? $,) = = 3,63.17,87 =3,56>[s ]=2 2,5 Vsen° +5,” v3,632+17,87 ST Ới 2646 _ xu K 5491-Fa1 + Vo-Smo1 2,13.27,85 151 Sey = K oi Tai T,Z = 2, 03.9,29 8,08 s uỒ S =——=—=z—= S41 5,0 =3,87>[s ]=2 2,5 (Seo +s,,ˆ vJ44+8,042 261 Sg22 — ¬ = 61,6 = 4,21 KG; +V,.G„„ 2,13.29,15 _ Ta 151,7 5,22 Km +VW 2031267 > ont, _ 4,21.6,40 \Saar' +87 V4,21° + 6,40 — Điều kiện mỏi được đảm bảo G Kiểm Nghiện Trục Về Độ Bền Tĩnh
Khi quá tải đột ngột như khi mở máy có thể gây biến dạng dẻo hoặc gấy hỏng do đó trục tính theo độ bền mỏi cần phải đc kiểm tra độ bền tĩnh trên tiết diện vừa chịu uốn vừa chịu xoắn nên ta tính được ứng suất tương đương theo thuyết thế năng biến dạng:
Ø„ =vwøơ”+3r” < lơ]
SVTH:Đỗ Thiện KTHK _K5I _ĐHBKHN -34-
Trang 352 M T
Trong d6: o=—™ : mex
0149 7ˆ 024
Trang 36-35-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
= Truc 1 và trục 2 đảm bảo độ bền tĩnh
H TÍNH TỐN VÀ CHỌN Ổ LĂN
1, Chon va tinh 6 lan cho truc I
+ Chon loai 6
Do có khớp nối lên khi tính ổ lăn ta chọn chiều của Z„ ngược với chiều đã chọn trong khi tính trục nó có nghĩa ”„ cùng chiều với #, : Tính lại các lực X, va X, M,„= -F,.1„— X;.l,¡ + E,.l,; = 0 > X, = (Fy ds — Fh) / hy — X, = (1660, 69.133 — 200.70) /80 = 2585, 96MPa X, +X, — Fey — Fi, =0 > X, =F +F, -X, =1660,69 +200—2585, 96 =—725,21MPa Tải trọng hướng tâm ở hai 6: Ea = VJF2y +F2y =4J725,21? +355,13” =807,49 N F¿ = A|X?+ YỆ =Aj2585,90? + 949,22? =2754,61N
Tải trọng doc truc: F,, = 111,40N
Do yêu cầu độ cứng cao ,đảm bảo độ chích xác giữa vị trí trục và bánh răng côn ,chọn ổ đũa côn I — dãy Tra tra bảng P.2.11 tttkhddck tập 1 ,dựa vào đường kính ngõng trục
d =30 mm, ta chọn : sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung Ký hiệu 7206 có : C= 29,8 KN, Cụ= 22,3 KN, o = 13,67 Sơ đồ bố trí ổ : F al A F510 —— Fsi ^T—è "ì 1 T F rio Feri Hình 6: Sơ đồ bố trí 6 1an trén truc I + Tinh 6 theo khả năng tải động Cạ= Q.ÿL <C Trong do :
m: là bậc của đường cong, m = 10/3 L: tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay,
L = 60.n,10.L, = 60.960.10.15000 = 864( triệu vòng) Q: là tải trọng động : Q.= (X, VF, + Y;.F,;)K,.K,
Q; = (XXVE; + YE,;)K,.K¿
Trang 37-Với : F,, F, -tải trọng dọc trục và hướng tâm tại các ổ 0 và 1
V: hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay nên V = 1 K: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, lấy K, = 1 (vì t< 125”)
K,: hé s6 tai trong dong (bang 11.3) lam việc êm lấy K¿ = 1 X : hé s6 tai trong hudng tam Y : hệ số tải trọng dọc trục Ta có: e = 1,5.tga = 1,5 tg13,67° = 0,365 F,, = 0,83.¢.F,,= 0,83 0,365 807,49 =244,62 N => F,= 083.e.F„= 0,83 0,365 2754,61 = 834,51 N =>) F, =F, +F, =834,514+111,40=945,91 N YE, >F,, >F,= 945,91 N >> F, =F, —F, = 244,62 -111,4 =133,22 SF, < Fy =F y= 934,51 N Ta có : e F,,/F,=945,91 /807,49=1,17 > e —> X =0,4 Y,= 0,4.cotg13,67° = 1,64 —>Q,= (X,VF,, + Y,.F,,)K K; = (0,4.1.807,4941,64.945,91).1.1 =1874,19 N °F, /F,=934,51/2754,61 = 0.339 <e => X,=l,Y,=0; > Q,=(X%,.VE, + Y>F,)K-K, = (1.1.2754,61+0.934,51).1.1= 2754,61 N Vay: Q,>Q, do do chi tinh cho 6 2: Q = Q,=2754,61 N => C,=2754,61.°/864 = 20941,8N < C= 29,6 KN
=> ổ thoả mãn khả năng tải động
+, Kiểm nghiệm 6 về khả nang taitinh Cạ> Q, Theo (11.19): Q,=Xụạ.E„+ Yạ.E„„ và (11.20): Q”¡= E,„
Trang 38-37-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN
nhưng do tải trọng khá lớn và yêu cầu nâng cao độ cứng nên ta chọn ổ đũa côn và bố trí cácổnhư hình vẽ :
⁄ — Fs20 > < Fa2 Fea \
Fr20 Fr21
Hình 7: Sơ đồ bố trí ổ lăn trên trục II
Với đường kính các ngõng trục là d = 40 mm, theo bảng P2.11, Phụ lục chọn sơ bộ ổ cỡ nhẹ ký hiệu 7208 có:
C=42,4kN, C¿= 32,7kN, góc tiếp xúc œ = 14,33" L=60.n,.10.]=60.181,13.10.15000=163,02( triệu vòng)
+,Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
Trang 39-38-+ Kiểm nghiệm tải fĩnh
Theo 11.19 ta có : Ø, = Xạ.F,„ +Y,;.F, và theo 11.20 có QO), =F, Tra bảng 11.6 TLÍ ta có X, = 0,5;Ÿ, = 0,22.cot gø = 0,90 Vay c6 Q’,,=0,5.3710,67+0,90.594,09=2390,02N Q”=F.,=3710,69N Vay O.= Q”’.,=3720,69N<C,=32,7KN Vay 6 thỏa mãn tai tinh +, Kết luận: với trục II ta dùng ổ 7208 có : d=40 mm, D=80 mm, D,=66,22 mm, B= 18 mm, C,=16 mm V THIET KE VO HOP Vỏ hộp giảm tốc là bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy , tiếp nhận tải trọng do các chỉ tiết lắp trên vỏ truyền đến , đựng đầu bôi trơn , bảo vệ các chỉ tiết tránh bụi bam
Vật liệu làm vỏ hộp chủ yếu là gang xám, phương pháp gia công là đúc 1 - Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp
Tên gọi Biểu thức tính toán
Trang 40-39-ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ĐỀ 03 GVHD: LÊ VĂN UYÊN d,; =(0,5 0,6)d,=(0,5 0,6)14=7 8,4mm => M8 Đường kính øối trục : Đường kính ngoài và tâm lỗ vít, TrụcI | Trục II D3,D2 Dmm 62 80 D2 mm 78 96 D3 mm 96 124 Bê rộng mặt ghép bulông cạnh ổ :K2 | K,=E,+R,+(3 5)=44 46 ; ; mm,với>K,=45mm
Tâm bulông cạnhó.C E2 #1,6d, = 22,4 mm => Lấy E2 = 23 mm
{ k : khoảng cách từ tâm bulông R2 #1,3d, = 18,2 mm => Lấy R2 = 18 mm ” ˆ h C ~D,/2 phải đảm bảo k >1,2d,= 16,8 mm ’ Xác định theo kết cấu S;=(1,4 1,8)d:=(1,4 1,8)12 | =16,8 21,6—S,=20mm | yy 2" TỔ ch 45 540mm « | cơn Fa Lt Ly