Báo cáo nguyên lý chi tiết máy đề 2

SVTH Trần Hữu Đạt Page 2 PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN *Công suất cần thiết của trục động cơ: B.. Phân phối tỉ số truyền *Tốc độ quay của trục công tác =... kd

SVTH Trần Hữu Đạt Page 1

Mục lục

PHẦN I: Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền……… ….…2

A.Chọn động cơ điện…….……… 2

B.Phân phối tỉ số truyền……… 3

PHẦN II: Thiết kế bộ truyền xích……… ………5

A.Chọn loại xích……… 5

B.Xác định các thông số đĩa xích……… 5

1.Chọn số răng đĩa xích……….5

2.Xác định bước xích p ……….5

3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục a ……… 7

4.Xác định số mắt xích x……….……… 7

5.Tính lại khoảng cách trục a……….…7

6.Số lần va đập trong 1giây……… 8

7.Kiểm nghiệm xích về độ bền……… 8

8.Xác định các thông số đĩa xích……… 9

9.Kiểm nghiệm về độ bền và chọn vật liệu của đĩa xích 10

10.Xác định lực tác dụng lên trục 12

PHẦN III: Tính toán thiết kế hai bộ truyền bánh răng……….14

1.Chọn vật vật liệu hai cấp bánh răng………14

2.Phân phối tỉ số truyền……….14

3.Xác định ứng suất cho phép………14

4.Tính toán cấp nhanh………17

5.Tính toán cấp chậm ………25

PHẦN IV: Thiết kế trục……… 33

i.Chọn vật liệu làm trục……… 33

ii.Xác định sơ bộ đường kính trục……… 33

iii.Xác định khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực………33

iv.Tính lực và vẽ biểu đồ nội lực của trục 1……… 35

Tài liệu tham khảo……….………39

SVTH Trần Hữu Đạt Page 2

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

*Công suất cần thiết của trục động cơ:

B Phân phối tỉ số truyền

*Tốc độ quay của trục công tác

=

=> n =

=

, = 67 (vòng /phút)

SVTH Trần Hữu Đạt Page 3

*Tỉ số truyền chung:

u = đ = = 21,79 Chọn ux =2.5 (Bảng 2.2 Phân loại và phạm vi sử dụng hộp giảm tốc )

Với: Pt, P, [P]: Lần lượt là công suất tính toán, công suất cần truyền

(P=P3), công suất cho phép

Hệ số răng : kz = = = 1

Hệ số vòng quay: kn = = = 1,2

Hệ số sử dụng: k = k0 ka kdc kbt kd kc

SVTH Trần Hữu Đạt Page 6

Tra bảng 5.6/trang 82 ta có:

k0: Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền, lấy k0=1

(Chọn độ nghiêng giữa bộ truyền và phương ngang < 600)

ka: Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích, lấy ka = 1( Khoảng cách trục a=(30 50)p )

kdc: Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích, lấy kdc =1 (ứng với vị trí trục được điều chỉnh một trong các đĩa xích)

kbt: Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn, lấy kbt = 1,3 ( vì môi trường có bụi, chất lượng bôi trơn loại II)

kd: Hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng, lấy kd = 1,2 (vì tải trọng động )

kc: Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền , lấy kc = 1,25(làm việc 2ca/ngày)

SVTH Trần Hữu Đạt Page 7

Tải trọng phá hỏng Q= 88,5 kN

Khối lượng 1m xích q= 3,8 kg

Pt = 16,17 (kW) < [P] = 19,3 (kW) Đồng thời theo bảng 5.8/trang 83 với nx = 167 < 300(v/ph)

p < p max = 50,8(mm), với pmax là bước xích lớn nhất cho phép

=> Thoả mãn điều kiện va đập đối với bộ truyền

5 Tính lại khoảng cách trục a (mm)

 a = 1287,43 mm

= 2,2 lần < [i] =25 lần (tra bảng 5.9/trang 85)

Vậy số lần va đập trong 1 giây thỏa điều kiện cho phép

SVTH Trần Hữu Đạt Page 9

F0 = 9,81.kf.q.a (N) Trong đó:

8 Xác định các thông số của đĩa xích

- Đường kính vòng chia của đĩa xích 1, 2:

SVTH Trần Hữu Đạt Page 10

df2 = d2 - 2r = 636,96 – 2.9,62 = 617,72 (mm)

Với r =0,5025 d1 + 0,05 = 0,5025 19,05 + 0,05 = 9,62 (mm)

(Tra bảng 5.2 được d1 =19,05 mm )

9 Kiểm nghiệm về độ bền và chọn vật liệu của đĩa xích:

Ứng suất tiếp xúc H trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện:

H = 0,47 ( đ đ)

≤ [H] Trong đó: [H]: ứng suất tiếp xúc cho phép MPa.Tra bảng 5.11/86

*Đối với đĩa xích 1:

kr: Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ thuộc vào Z

Kđ: Hệ số tải trọng động, tra bảng 5.6/82 ta lấy Kđ = 1,2

A: Diện tích chiếu của mặt tựa bản lề, tra bảng 5.12/87 ta được

A = 262 (mm2)

SVTH Trần Hữu Đạt Page 11

kd: Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, kd = 1 vì có 1 dãy

E = ; Môđun đàn hồi (MPa)

E1,E2: Mô đun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa

Với [H1] = 600MPa > H1= 515,57 MPa

*Tương tự đối với đĩa xích 2:

2 1

2

E E

E E



kx: Hệ số kể đến trọng lượng xích Lấy kx = 1,15 (đối với bộ truyền

nghiêng một góc < 400 so với đường nằm ngang)

=> Fr = 1,15 3126,7 = 3595,705 (N)

11 Tổng kết các thông số của bộ truyền xích:

Xích con lăn

- Số răng đĩa xích nhỏ: Z1 = 25 răng

- Số răng đĩa xích lớn: Z2 = 63 răng

- Lực căng do lực li tâm sinh ra: Fv = 18,56 (N)

- Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: F0 = 191,46 (N) Đường kính vòng chia của đĩa xích 1, 2:

d1 = 253,32 (mm); d2 = 636,96 (mm)

n p Z

P

k x

.

10

6 7

+Vật liệu làm đĩa xích 1 là thép 45 tôi cải thiện, đạt độ cứng HB210

+Vật liệu làm đĩa xích 2 là thép 45 tôi cải thiện, đạt độ cứng HB170

- Lực va đập trên một dãy xích:

Fvđ2 = Fvđ1 = 6,95 (N)

- Số dãy xích: m = 1

SVTH Trần Hữu Đạt Page 15

= 1,8 HB1= 1,8.250= 450 (MPa)

= 1,8 HB2= 1,8.235= 423 (MPa)

a)Ứng suất tiếp cho phép:

Chọn thời gian làm việc trong 5 năm

*Theo công thức (6.5)/93: NHO - Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc:

[ ] < 1,25 [ ] = 630,69 (MPa) (thỏa điều kiện)

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép [ ] = 504,55

*Với hệ thống tải trọng : bánh răng cấp chậm sử dụng răng nghiêng, và tính

ra

NHE > NHO => KHL1 = 1.Khi đó, [ ]′ = [ ] = 504,55 MPa

b)Ứng suất uốn cho phép

Thời gian làm việc trong 5 năm

Với NFO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi khử về uốn

Do đó, theo (6.2a) với bộ truyền quay 1 chiều nên KFC = 1, ta được:

c) Ứng suất quá tải cho phép:

Theo công thức (6.13) & (6.14);

0

= 10056’33’’

=> ∈ ( 80 ÷200 )

c)Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc phải thỏa mãn điều kiện sau :

Với , tính theo công thức ở bảng 6.11

- Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh

Với v = 3,975 (m/s) tra bảng 6.13 ta được cấp chính xác là 9

Với v < 5 (m/s), tra bảng (6.14), với cấp chính xác 9 ta chọn:

= 430,5 MPa < [ ] = 479,32 (MPa)  độ bền tiếp xúc chấp nhận được

d)Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

=

(cos ) =

1200,98125 = 127

0

= 13045’50,56’’

=> ∈ ( 80 ÷200 )

c)Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc phải thỏa mãn điều kiện sau :

Với , tính theo công thức ở bảng 6.11

- Đối với răng nghiêng không dịch chỉnh

= = arctg(tg /cos )

Theo tiêu chuẩn TCVN1065-71 = 20o

Với v = 1,89 (m/s) tra bảng 6.13 ta được cấp chính xác là 9

Với v < 5 (m/s), tra bảng (6.14), với cấp chính xác 9 ta chọn:

=

(cos ) =

840,971 = 92

SVTH Trần Hữu Đạt Page 33

PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC ( Trục 1) 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)

III.Xác định khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực

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

+ 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

K2 = 12 mm ( vì cần phải làm bạc chắn mỡ để bảo vệ mỡ trong bộ phận ổ lăn)

+ Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ là K3 = 15 mm

+ Chiều cao nắp ổ và đầu bulong hn = 18 mm

5.Theo bảng 10.4 – loại hộp giảm tốc bánh rắng trụ 2 cấp (trục 1)

l12 =0,5 (lm22 +b02) + K1 +K2 = 0,5.(45 + 21) + 10 + 12 = 55 (mm)

l11 = lm22 + lm23 +3K1 +2K2 + b02 = 45+55 +3.10+2.12 + 21 =175 (mm)

lmax = l11 + hn + K3 + 0,5(lm11 +b01 ) =175 +18 +15 +0,5.(60 + 19) = 248 (mm)

74 , 1771 56

, 56

8 , 50104

2 2

tg Ft

98125 ,

0

351 , 20 74 , 1771 cos

8,50104

2

2 1

N D

SVTH Trần Hữu Đạt Page 36

SVTH Trần Hữu Đạt Page 37

*Tính momen uốn tại tiết diện nguy hiểm:

a)Chọn mặt cắt khảo sát tại C:

Chọn d theo tiêu chuẩn : dc =28 (mm)

c)Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi tại các vị trí mặt cắt nguy

c2) Vì các ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó  mj  0

Tiết diện nguy hiểm nhất tại C với dc = 28 mm

C

C C

C

C C

aC

d

t d bt d

W

M

2 1 1

3 max

32

34 , 85547

4 28 4 8 28 32

34 , 85547

2 3

28

8 , 50104

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16

K

K K

K

K K



x

K và Ky  1 , 5

88 , 0





 và   0 , 81

76 , 1





K và K  1,54

37 , 1 5

, 1

1 06 , 1 88 , 0

76 , 1

SVTH Trần Hữu Đạt Page 39

3 , 1 5

, 1

1 06 , 1 81 , 0

54 , 1

6 , 261

7 , 151

3 04

, 17 34

, 3

04 17 34 , 3

.

2 2

C C C

S S

S S S

Tài liệu tham khảo

-Tính toán thiết kế HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ (Tập I và II) của Trịnh Chất và

Lê Văn Uyển

-Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy – Trịnh Chất