Đồ án môn học chi tiết máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN:CHI TIẾT MÁY Giáo viên hướng dẫn: Diệp Lâm Kha Tùng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Minh Lớp : 07CD-CK5 Khoa: CƠ KHÍ MỤC LỤC I.CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN II.THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN Thiết kế truyền động đai thang Thiết kế truyền bánh cấp nhanh Thiết kế truyền bánh cấp chậm III.TINH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN Trục I Trục II Trục III Tính xác trục Tính then IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ TRỤC Trục I Trục II Trục III Vẽ kết cấu trục V.CẤU TẠO HỘP VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC A Đầu đề: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ I Sơ đồ động Gồm: 1-Động điện 2-Bộ truyền đai thang 3-Hộp giãm tốc 4-Nối trục 5-Xích tải II Các thông số ban đầu a Lực vòng xích tải : P(N) 2400 b Vận tốc xích tải : V(m/s) : 0.75 c Số đóa xích: Z(răng ): d Bước xích t(mm) :90 e Số năm làm việc a(năm) : Ghi chú: Năm làm việc 300 ngày , ngày ca, ca Sai số cho phép tỉ số truyền ∆i Hiệu suất truyền đai η br =0,97 => Hiệu suất phận truyền bánh η ol =0,995 => Hiệu suất cặp ổ lăn η nt =1 =>Hiệu suất khớp nối với tải xích η = 0,96 × (0,97) × ( 0,995 ) ×1 = 0,88 N 3.6 = = 4( KW ) η 0,88 -Theo nguyên lý làm việc công suất động phải lớn công suất làm việc (ứng với hiệu suất động cơ) ta phải chọn động có công suất lớn công suất làm việc -Vậy ta chọn động ký hiệu A02-42-4 công suất động N đc=5,5(kw) số vòng quay động 1450 vòng/phút,hiệu suất 88%,khối lượng 66.5(kg) Mm M max M = 1.5 =2 = 0.8 , , M dm M dm M dm =>Nct = 2.Phân phối tỉ số truyền nxt = 60 × 1000ν 60.1000.0, 75 = = 55,5 (vòng/phút) Z ⋅t 9.90 ichung =idai.ibrn.ibrc.ikn ichung = 1450 = 26,12 55,5 Tra bảng ta có: id = , ikn = ichung 26,12 = 8, id Để chọn điểu kiện bơi trơn cho truyền bánh hộp giảm tốc ta chọn phương pháp ngâm dầu bơi trơn ibrn = (1, − 1,3)ibrc ibrc.ibrn = Ta chọn = ibrn = 1, 2ibrc => 1, 2ibrc = 8, 8, = 2, 69 1, = 3.23 => ibrc = => ibrn Kiểm nghiệm lại 3.26,12 = 0.78 100 Với i = id ibn ibc = 1.3.3, 23.2, 69 = 26, 06 Vậy thỏa mãn điều kiện ∆i ≤ 3% Bảng số liệu tốn: n 1450 nI = dc = = 483,33(v / p ) id n 483,33 nII = I = = 149, 63(v / p ) ibn 3, 23 ∆i = ich − i =26,12-26,06=0,06< nII 149, 63 = = 55, 6(v / p) ibc 2, 69 Cơng suất trục: N I = N dc η dai ηol = 4.0,96.0,995 = 3,82 N II = N I ηol ηbr = 3,82.0,97.0,995 = 3, 68 nIII = N III = N II ηbr ηol η kn = 3, 68.0,97.0,995 = 3,55kw Trục Thơng số Động idai = i n(v/p) N(kw) Trục I 1450 483,33 3,82 Trục II ibn = 3, 23 149,63 3,68 TrụcIII ibc = 2, 69 55,6 3,55 B Thiết kế truyền đai: 1.Chọn loại đai: Đường kính bánh đai tính theo công thức: N1 Ta có: D1 = (1100 ÷ 1300) n1 = 154 ÷ 182 Trong N : công suất trục dẫn (kw) n : số vòng quay phút trục dẫn Thế vào công thức tính vận tốc đai ta : Π × n1 × D1 Π × 1450 × D1 = 0,0759 D1 = 11,68 ÷ 13,8 (m/s) = 60 × 1000 60 × 1000 Dựa vào bảng (5-13) ta chọn loại đai dùng A O Ta tính hai loại loại có lợi ta lấy • Tiết diện đai O A × • Kích thước tiết diện đai a*h (m) (bảng 5-11) 10 13 × • Diện tích tiết diện F (mm ) 47 81 2/ Đònh đường kính bánh đai nhỏ : theo bảng 5-14 D mm 140 200 Kiểm nghiệm vận tốc đai Π × n1 × D1 V= = 0,0759 × D1 (m/s) 10,6 15,16 60 × 1000 ⇒ V ≤ VMAX = (30 ÷ 35) (m/s) 3/ Đừơng kính bánh đai lớn 1450 D2 = (1 − 0.02) D1 = 2,94 × D1 (mm) 412 588 483,33 V= Chọn D theo tiêu chuẩn bảng (5-15): (mm) Số vòng quay thực n (trục bò dẫn ): D D , n = (1 − 0.02) × n1 × = 1421 × (vòng/phút) D2 D2 n1 • Tỉ số truyền i = ' n2 400 560 497,35 2,91 4/ Chọn sơ khoản cách trục A theo công thức (5-16) A = D2 (mm) 400 5/ Tính chiều dài đai(L)theo khoảng cách trục A sơ bộ: ( D − D1 ) π L= A + ( D2 + D1 ) + (mm) 1690 4A • Chọn L theo tiêu chuẩn bảng (5-12): (mm) 1700 • Kiểm nghiệm số vòng chạy u giây V U= 5,33 L Đều nhỏ U max =10 507,5 2,85 560 2371,05 2360 6,06 6/ xác đònh xác khoảng cách trục A theo chiều dai đai L A= L − π ( D1 + D2 ) + [ L − π ( D2 + D1 )] − 8( D2 − D1 ) A (mm) Vậy khoảng cách Athỏa diều kiện 0,55( D1 + D2 ) + h ≤ A ≤ 2( D1 + D2 ) khoảng cách nhỏ cần thiết để mắc đai A = A - 0.015L (mm) • Khoảng cách lớn cần thiết để tạo lực căng A max = A + 0.03L (mm) 7/ Tính góc ôm α1 405,02 379,52 456,02 553,88 550,31 624,65 D2 − D1 × 57  142,85° 143° 40 A α thỏa điều kiện ≥ 120 ° 8/Xác đònh số đai cần thiết(z): Chọn ưng suất căng ban đầu σ  =1,2(N/mm ) theo D tra bảng (5-17) tìm ứng suất có cho phép [σ  ] (N/mm ) 1,7 1,74 Các hệ số • Hệ số tải C t (bảng 5-6) 0,8 0,8 • Hệ số ảnh hưởng đến α , Cα 0,95 0,95 • Hệ số ảnh hưởng đến vận tốc CV 1,0 0.64 1000 N ⇒Z≥ 4,23 1,8 V [σ P ]0 C t Cα C v F α = 180  − Chon Z 9/ Đònh kích thước chủ yếu bánh đai A : h  = 3,5 , t = 16 , s = 10 O : h  = 2,5 , t = 12 ,s=8 B = ( Z − 1) t + 2S • Đường kính ngòai bánh đai (CT 5-23) Bánh dẫn : D n1 = D1 + 2h Bánh bò dẫn:D n = D2 + h 82 45 147 407 210 570 10/ Tính lực căng ban đầu S  lực tác dụng lên trục R S  = σ  F (N) 97 166 α R = S Z sin 1100 940 ⇒ chọn phương án dùng truyền đai A có khuôn khổ nhỏ hơn.Tuy chiều rộng bánh đai lực tác dụng lớn so với phương án dùng đai C.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 1.Chọn vật liệu chế tạo bánh Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa σ b = 600 N / mm σ ch = 300 N / mm HB=190, phơi rèn (giả thuyết đường kính đai 100) Bánh lớn : thép 35 thường hóa: σ b = 480 N / mm σ ch = 240 N / mm HB= 160 , phơi rèn ( giả thuyết đường kính phơi 300: 500) Định ứng suất cho phép: Số chu kỳ làm việc bánh lớn ( chu kỳ tương đương ) tải trọng thay đổi: a ứng suất tiếp xúc cho phép: số chu kỳ tương đương bánh lớn CT(3-4) M N td = 60.u.∑ ( i ) m /2 ni Ti thép m=6 M max M td = 5.300.2.6.60.149, 63(13.0, + 0,83.0,3) bảng (3-9) M td = 137.106 > N o = 107 Số chu kỳ làm việc tương đương bánh nhỏ: N td = i.N td = 3, 23.137.106 = 44.107 > N o = 107 Vì số chu kỳ tương đương bánh lớn bánh nhỏ lớn N o nên hệ số chu kỳ ứng suất k’N hai bánh +Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ ] tx = [σ ] K 'N = 2,6 HB +Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ [σ] tx1 = 2,6 × 190 = 494 (N/mm ) +Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn [σ] tx = 2,6 × 160 = 416 (N/mm ) *Xác đònh ứng suất mỏi cho phép Để xác định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an tồn n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất chân σ t =(0,4 ÷ 0,45) σ k = 1,8 (vì phơi rèn , thép thường hóa ), giới hạn mỏi thép 45 σ bk =0,43 × 600=258 (N/mm2) thép 35 là: σ t = 0, 43 × 480 = 206, (N/mm2) +Hệ số chu kỳ ứng suất KN’’=1 // σ × K N / / ( 1, ÷ 1, ) × σ t K N σ = = [ ]u n × Kσ n × kσ + Để xác đònh ứng suất cho phép lấy hệ số an toàn n =1 // +Hệ số chu kì ứng suất K N =1 +Hệ số tập trung ứng suất chân Kσ = 1,8 Vì bánh quay chiều (răng làm việc mặt) 1,5 × σ t × K N/ / 1,5 × σ t => [ σ ] u = [σ ]u = n × Kσ n × Kσ + Đối với bánh nhỏ ứng suất uốn cho phép 1,5 × 258 = 143 (N/mm ) [σ] u1 = 1,5 × 1,8 + Đối với bánh lớn ứng suất cho phép 1,5 × 206, u2 = 115 (N/mm ) [σ] = 1,5 ×1,8 chọn sơ hệ số dạng : k = 1,3 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:ψ A = 0,3 5.Tính khoảng cách trục (công thức 3-10) trang chọn góc ăn khớp α = 20° Lấy θ ' = 1, 25 Theo công thức (3.10) ta có: 1,05 × 10  k×N A ≥ ( i + 1) ×   × ,  [σ ] tx × i  ΨA × θ × n2  1, 05 ×106  1,3 × 3,82 A ≥ ( 3, 23 + 1) ×  × = 160( N / mm)   416 × 3, 23  0,3 ×1, 25 ×149, 63 chọn A=160 mm 6.Tính vận tốc vòng chọn cấp xác chế tạo bánh 2π × A × n1 × 3,14 × 160 × 483,33 V= = = 1,9 ( m / s ) 60 × 1000 × (in + 1) 60 ×1000 × (3, 23 + 1) Với V = 1,9m/s theo bảng (3-11) trang 46,ta chọn cấp xác 7.Đònh xác tải trọng k Do tải trọng K không đổi độ rắn bánh HB , cấp xác 9,vận tốc vòng v < m/s sin β Tra bảng (3-14) trang 48, tìm Kđ = 1,2 ; V=3÷8m/s => K =Kđ × Ktt=1,2 × = 1,2 Vì K không chênh lệch so với dự đoán,nên không tính lại khoảng cách trục A, nên ta lấy A =160mm Xác đònh Modun, số , góc nghiêng chiều rộng bành răng: Modun pháp: m n = (0,01 ÷ 0,02)A = (0,01 ÷ 0,02)160 = (1,6 ÷ 3,2) (mm) Tra bảng (3-1) trang 34 Lấy m n =3 (mm) Chọn sơ góc nghiêng β=12 ⇒ cos β = 0,978 +Tổng số bánh : × A × cos β ×160 × 0,978 ≈ 104 Z t = Z1 + Z = = mn +Số bánh nhỏ : Zt 104 = = 24,5 (răng) Z1 = i + 3, 23 + Lấy Z1=25 +Số bánh lớn: Z = i n × Z = 3, 23 × 25 = 81 (răng) +Chiều rộng bánh b =ψ A × A = 0,3 ×160 = 48 (mm) chọn b = 44 mm +Tính xác góc nghiêng β ( Z1 + Z )mn (25 + 81) × = = 0,99 cos β = 2A ×160 => β = 810 ' +Chiều rộng b thỏa mãn điều kiện 2,5 × mn 2,5 × = = 53 (mm) ⇒ b=53( thỏa) b≤ sin β sin 810 ' 9.Kiểm nghiệm sức bền uốn bánh +Tính số tương đương bánh nhỏ (CT3-37) Z1 25 = = 25,5 (răng) Z tđ1 =26 (răng) Ztd1 = cos β (0,99) +Tính số tương đương bánh lớn Z2 81 = = 82, (răng) Z td =83 (răng) Ztd2 = cos β (0,99)2 Lấy hệ số dòch dao (bảng 3-18 trang 52) y = 0,51 y = 0,511 lấy hệ số θ ” = 1,5 +Công thức kiểm nghiệm sức bền uốn [σ ] u = 19,12× 10 × K × N y × mn × Z × n × b × θ ' ' +Bánh nhỏ σ u1 = 19,1×106 ×1,1× 3,82 = 22, 7( N / mm ) 0, 451× 32 × 48 × 483,33 × 25 ×1,5 σ u1 < [ σ ] u1 +Bánh lớn σ u2 = σ u1 y1 0, 451 = 22, × = 20, 03( N / mm ) y2 0,511 σ u2 < [ σ ] u 10.Các thông số hình học Môđun pháp tuyến mn = (mm) Số Z = 25 (răng) Z2 = 81 (răng) Góc ăn khớp α n = 20   Góc nghiêng β = 10 ' +Đường kính vòng lăn: m × Z × 25 d1 = n = = 76(mm) cos β 0,99 m × Z × 81 d2 = n = = 245(mm) cos β 0,99 Khoảng cách trục A=160 b=48 + Đường kính vòng chân : Di1 = d1 -2,5mn = 76 – (2,5 × 3) = 68,5 (mm) Di2 = d2 -2,5mn = 245 - (2,5 × 3) = 237,5 (mm) Đường kính vòng đỉnh De1 = d1 + 2mn = 76 + (2 × 3) = 82 (mm) De = d + 2mn = 245 + (2 × 3) = 251 (mm) Khoản cách trục A = 148 mm Chiều rộng bánh b = 44 mm 11 Tính lực tác dụng lên bánh răng(công thức 3-49 trang 54) + Lực vòng : M x × 9,55 × 10 × N × 9,55 × 106 × 3,82 P= = = = 1986 (N) n1 × d d 483,33 × 76 Lực hướng tâm: Pr1 = P1.tagα n P1.tag 200 = = 730 N Cos β Cos8010 ' + Lực vòng trục : Pa = P × tg β = 1986 × 0,143 = 284 (N) Trục II: 2.M v 2.9,55.106.3, 68 = = 1917 N  Lực vòng: P2 = d2 245.149, 63 P2 tagα n = 705 N  Lực hướng tâm: Pr = Cos β Lực doc trục: Pa = P2 tag β = 274 N 10 P1=1986N R d =940N Pr1=730 N Pa1=284 N d =76; a=55; b=73; c=70; l=58(mm) +Tính phản lực gối trục RAy,RBy,RAx,RBx Xét mặt phẳng(YOZ) d ∑ mA y = Rd l1 − Pa1 21 + Pr1.a − RBy (a + b) = 76 ∑ mA y = 940.58 − 284 + 730.55 − RBy (55 + 73) = RBy = 655 N ∑ mA x RBx = RAy = Pr1 − Rd − RBy = 1986 − 940 − 655 = 391N = − P1.a + RBx (a + b + c) = o P1.a 1986.55 = = 551N a+b+c 198 RAx = P1 − RBx = 1986 − 551 = 1435 N Tính momen uốn tiết diện nguy hiểm n-n: Mn-n= - Rd.l1=-940.58=-54520N tiết diện nguy hiểm m-m: M m −m = M uy + M ux Trong : d1 76 = −655(70 + 73) − 284 = −104457 N mm 2 M ux = − RBx (c + b) = −551.143 = −78793 N mm M uy = − RBy (b + c) − Pa1 Nên : M um−m = M uy + M uy = 104457 + 787932 = 130841N mm Tính đường kính trục tiết diện n-n m-m: Từ CT(7-3) TKCTM M td d≥3 ( mm) 0,1.[σ ] đường kính trục tiết diện n-n: : M td = M u + 0,75.M x với M x = Rd Dd = 75478 N mm M td = 545202 + 0, 75.754782 = 85118 Nmm 85118 ( mm) = 25(mm) 0,1.50 Chọn d1 =30mm đường kính trục tiết diện m-m: d1 ≥ : M td = M u + 0,75.M x M td = 1308412 + 0, 75.754782 = 146260 Nmm 146260 (mm) = 30,81(mm) 0,1.50 Lấy d =36 d2 ≥ 18 • TRỤC II: 55 73 70 57435 73393 325215 234832 19 P2=1917 N Pa2=274 N Pr2=705N d2=245mm tính lực gối trục Pr3=1634N Pa3=731 N P3=4432N d3=106 mm d d2 + Pr (a + b) − Pa3 − RDy (a + b + c) = 2 245 ∑ mC y = −705.55 − 274 + 1634.128 − 731.53 − RDy 198 = RDy = 495 N ∑ mC = − Pr a − Pa2 y RCy = − Pr + Pr − RDy = −705 + 1634 − 495 = 434 N ∑ mC ∑ mC x = − P2 a + P3 (a + b) − RDx (a + b + c) = x = −1917.55 + 4432.128 − RDx198 = RDx = 3398 N RCx = − P2 + P3 + RDx = −1917 + 4432 + 3398 = 5913 N tiết diện nguy hiểm e-e: M e−e = M uy + M ux Trong : d2 = −434.55 − 274.122,5 = −57435 N mm M ux = − RCx a = −5913.55 = −325215 N mm M uy = − RCy a − Pa2 Nên : M ue−e = M ux + M uy = 574352 + 3252152 = 330247 N mm tiết diện nguy hiểm i-i: M m −m = M uy + M ux Trong : d3 = −495.70 − 731.53 = −73393 N mm M ux = RDx c = 3398.70 = 237860 N mm M uy = − RDy c − Pa3 Nên : M ui−i = M uy + M uy = 733932 + 2378602 = 248925 N mm Tính đường kính trục tiết diện e-e i-i: Từ CT(7-3) TKCTM M td d≥3 ( mm) 0,1.[σ ] đường kính trục tiết diện e-e: : M td = M u + 0,75.M x với M x = P2 d2 = 234832 N mm M td = 330247 + 0, 75.2348322 = 387843 Nmm 387843 (mm) = 42, 6(mm) 0,1.50 Lấy d=50mm đường kính trục tiết diện i-i: d1 ≥ : M td = M u + 0,75.M x M td = 2489252 + 0, 75.2348322 = 321439 Nmm 20 d2 ≥ 321439 (mm) = 40(mm) 0,1.50 Lấy d=44mm • TRỤC III: 128 70 193015 6078 192920 609752 21 P4=4264 N Pa4=704 N Pr4=1573N d4=286 mm tính lực gối trục ∑ mE ∑ mE y y d4 + RFy (a + b + c) = = −1573.(55 + 73) − 704.143 + RFy 198 = = − Pr (a + b) − Pa RFy = 1525 N REy = − Pr + RFy = −1573 + 1525 = −48 N ∑ mE ∑ mE x = − P4 (a + b) + RFx (a + b + c) = x = −4264.128 + RFx 198 = RFx = 2756 N REx = P4 − RFx = 4264 − 2756 = 1508 N tiết diện nguy hiểm j-j: M j − j = M uy + M ux Trong : d4 = 1525.70 = 6078 N mm M ux = − RFx c = −2756.70 = −192920 N mm M uy = RFy c − Pa Nên : M u j− j = M uy + M uy = 60782 + 1929202 = 193015 N mm Tính đường kính trục tiết diện e-e i-i: Từ CT(7-3) TKCTM M td d≥3 ( mm) 0,1.[σ ] đường kính trục tiết diện e-e: : M td = M u + 0,75.M x với M x = − P4 d4 = −609752 N mm M td = 2204852 + 0, 75.6097522 = 562230 Nmm d1 ≥ 562230 ( mm) = 48, 2( mm) 0,1.50 Lấy d=55mm *Tính xác trục Tính xác trục tính tiết diện tập trung tải trọng lớn:( nơi tập trung ứng suất) • Trục I: Kiểm nghiệm sức bền trục theo tiết diện (n-n): Theo CT (7-5) : nσ nτ n= ≥ [n ] nσ + nτ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng 22 σ a = σ max = σ = Mu W σm = nσ = σ −1 kσ σ a ε σ β Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp (soắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động τ M τ a = τ m = max = x 2.W0 τ −1 nτ = kτ Vậy τ + ϕ a τ m ετ β a Gới hạn mỏi uốn mỏi soắn: σ −1 = 0,45.σ b = 0, 45.600 = 270 N / mm Trục thép 45: τ −1 = 0, 25.σ b = 0,25.600 = 150 N / mm Theo bảng (7-3b) với đường kính trục ta có : với đường kính trục dn=dm=30 (mm), ta có chiều rộng rãnh then bxh =8x7 ; W=2320 (mm2); W0=4970 (mm2) Mu=130841 N/mm2; Mx=75478 N/mm2 Nên : M 130841 σa = u = = 56 N / mm W 2320 Mx 75478 τa = = = 7,59 N / mm 2.W0 2.4970 Chọn hệ số ϕσ , ϕτ theo vật liệu, ứng với chu kỳ mạch động σ σ = 0,1 σ τ = 0,5 Hệ số tăng bền β = theo bảng (7-4) ε σ = 0,86 ετ = 0,75 Theo bảng (7-8) tập trung ứng suất rãnh then Kσ = 1,63 Kτ = 1,5 Tỉ số : Kσ 1, 63 = = 1,89 ε σ 0,86 Kτ 1,5 = =2 ετ 0, 75 Tập trung ứng suất lắp căng , áp lực bề mặt lấy p ≥ 30 N / mm Tra bảng (7-10) Kσ = 2,6 Kτ Kτ K = + 0,6.( σ − 1) = + 0,6.(2,6 − 1) = 1,96 ετ εσ Thay trị số tìm vào cơng thức: nσ = σ −1 kσ σ a ε σ β = 270 = 1,85 2, 6.56 23 nτ = τ −1 = 150 = 9,8 1,96.7,59 + 0, 05.7,59 kτ τ + ϕ a τ m ετ β a nσ nτ 1,85.9,8 = = 1,82 > [ n] Nên: n = 2 nσ + nτ 1,852 + 9,82 Với [n] nằm khoảng 1,5 ÷ 2,5 : Vậy thỏa điều kiện n ≥ [n ] • Trục II: Kiểm nghiệm sức bền trục theo tiết diện (i-i): Theo CT (7-5) : nσ nτ n= ≥ [n ] nσ + nτ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng M σ a = σ max = σ = u W σm = σ −1 nσ = kσ σ a ε σ β Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp (soắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động τ M τ a = τ m = max = x 2.W0 τ −1 nτ = kτ Vậy τ + ϕ a τ m ετ β a Gới hạn mỏi uốn mỏi soắn: σ −1 = 0,45.σ b = 0, 45.600 = 270 N / mm Trục thép 45: τ −1 = 0, 25.σ b = 0,25.600 = 150 N / mm Theo bảng (7-3b) với đường kính trục ta có : với đường kính trục dn=dm=44 (mm), ta có chiều rộng rãnh then bxh =14x9; W=7250 (mm2); W0=15610 (mm2) Mu=248925N/mm2; Mx=234872 N/mm2 Nên : M 248925 σa = u = = 34,3N / mm W 7250 M 234872 τa = x = = 7,5 N / mm 2.W0 2.15610 Chọn hệ số ϕσ , ϕτ theo vật liệu, ứng với chu kỳ mạch động σ σ = 0,1 σ τ = 0,5 Hệ số tăng bền β = theo bảng (7-4) ε σ = 0,83 ετ = 0, 71 Theo bảng (7-8) tập trung ứng suất rãnh then Kσ = 1,63 Kτ = 1,5 Tỉ số : 24 Kσ 1, 63 = = 1,96 ε σ 0,85 Kτ 1,5 = = 2,1 ετ 0, 71 Tập trung ứng suất lắp căng , áp lực bề mặt lấy p ≥ 30 N / mm Tra bảng (7-10) Kσ = 3,3 Kτ Kτ K = + 0, 6.( σ − 1) = + 0, 6.(3,3 − 1) = 2,38 ετ εσ Thay trị số tìm vào cơng thức: nσ = nτ = σ −1 kσ σ a ε σ β τ −1 = 270 = 2,38 3,3.34,3 = 150 = 8, 2,38.7,5 + 0, 05.7,5 kτ τ + ϕ a τ m ετ β a nσ nτ 2,38.8, = = 2,38 ≥ [n] Nên: n = nσ + nτ 2,382 + 8, 22 Với [n] nằm khoảng 1,5 ÷ 2,5 : Vậy thỏa điều kiện n ≥ [n ] • Tính trục III: Kiểm nghiệm sức bền trục theo tiết diện (j-j): Theo CT (7-5) : nσ nτ n= ≥ [n ] nσ + nτ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng M σ a = σ max = σ = u W σm = σ −1 nσ = kσ σ a ε σ β Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp (soắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động τ M τ a = τ m = max = x 2.W0 τ −1 nτ = kτ Vậy τ + ϕ a τ m ετ β a Gới hạn mỏi uốn mỏi soắn: σ −1 = 0,45.σ b = 0, 45.600 = 270 N / mm Trục thép 45: τ −1 = 0, 25.σ b = 0,25.600 = 150 N / mm Theo bảng (7-3b) với đường kính trục ta có : với đường kính trục dn=dm=55 (mm), ta có chiều rộng rãnh then bxh =18x11; W=14510 (mm2); W0= 30800(mm2) Mu=193015N/mm2; Mx=609757 N/mm2 25 Nên : M u 193015 = = 13,3 N / mm W 14510 M 609757 τa = x = = 9,89 N / mm 2.W0 2.30800 Chọn hệ số ϕσ , ϕτ theo vật liệu, ứng với chu kỳ mạch động σa = σ σ = 0,1 σ τ = 0,5 Hệ số tăng bền β = theo bảng (7-4) ε σ = 0, 78 ετ = 0, 67 Theo bảng (7-8) tập trung ứng suất rãnh then Kσ = 1,63 Kτ = 1,5 Tỉ số : Kσ 1, 63 = =2 ε σ 0, 78 Kτ 1,5 = = 2, ετ 0, 67 Tập trung ứng suất lắp căng , áp lực bề mặt lấy p ≥ 30 N / mm Tra bảng (7-10) Kσ = 3,5 Kτ Kτ K = + 0, 6.( σ − 1) = + 0, 6.(3,5 − 1) = 2,5 ετ εσ Thay trị số tìm vào cơng thức: nσ = nτ = σ −1 kσ σ a ε σ β τ −1 = 270 = 5,8 3,5.1.13,3 = 150 = 5,9 2,5.9,89 + 0, 05.9,89 kτ τ + ϕ a τ m ετ β a nσ nτ 5,9.5,8 = = 4,1 > [n] Nên: n = nσ + nτ 5,92 + 5,82 Với [n] nằm khoảng 1,5 ÷ 2,5 : Vậy thỏa điều kiện n ≥ [n ] *Tính then Để cố đònh bánh theo phương tiếp tuyến nói cách khác truyền Môment chuyển động từ trục bánh ngược lại ta dùng then(chọn loại then bằng) *Trục I x - Chiều dài then : l = 0,8x48=38 mm;M =75478;d = 36 :b = 10 ; t = 4,5 : t =3,6 26 * Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) 2M x σd = ≤ [σ]d N / mm d.K.l × 75478 ⇒σd = = 26 N / mm 36 x 4,2 x38 - Tra bảng (7-20) với ứng suất mối ghép cố đònh, tải trọng tónh vật liệu thép ta chọn: d [σ] = 150 N/mm d d [σ] > σ thoả điều kiện dập truyền tải * Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức (7-12) 2M x × 75478 = = 11 N / mm d b.l 36 x10 x38 ⇒ τC = - Tra bảng (7-21) ta có: c [τ] = 87 N/mm c c Vậy thoả điều kiện bền cắt [τ] > τ II Tính then trục II: Then đường kính d = 36 mm,tại bánh nhanh: - Theo bảng (7-23) ta chọn: b = 12 ; h = 8; t = 4,5; t =3,6 ; k = 4,4 m - Chiều dài then : l =0,8.l =34mm * Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7-11) σd = M x × 234872 = = 34 N / mm d k l 50 x 4,4 x62 d - Vậy [σ] =100 > 34 thoả điều kiện bền dập truyền tải * Kiểm nghiệm sức bền cắt: M x × 234872 τC = = = 13 N / mm d b.l 50 x12 x62 c c - Vậy [τ] > τ thoả điều kiện bền cắt truyền tải III Tính then trục III: 27 Then đường kính d = 55 mm Theo bảng (7-23) ta chọn: b = 18 ; h = 11 ; t = 5,5 ; t =5,6; k = 6,8 m - Chiều dài then : l =0,8 l = 62 mm * Kiểm nghiệm sức bền dập: σd = 2M x × 609757 = = 53 N / mm d k l 55 x 6,8 x 62 - Vậy thoả điều kiện bền dập d d [σ] =150 > σ = 53 * Kiểm nghiệm sức bền cắt: 2M x × 609757 τC = = = 20 N / mm d b.l 55 x18 x62 - Vậy thoả điều kiện bền dập c c [τ] = 150 > τ = 20 F TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ỔTRỤC bánh nghiêng nên có lực dọc trục nên chọn ổ bi đở chặn d=30mm ta có sơ đồ trục Trục I β Chọn trước ổ lăn kiểu 36000 có góc β = 12o Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức (8-1): C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbang Trong đó: n=483 v/p h=5.300.2.6=18000 (giờ) thời gian làm việc máy Cơng thức (8-6): Q = ( K v R + m At ).K n K t Bảng (8-2) m=1,5 Bảng (8-3) Kt=1 tải trọng tĩnh 28 Bảng (8-4) Kn=1 nhiệt độ làm việc 1000c Bảng (8-5) Kv=1 vòng ổ bi quay RA = RAx + RAy = 3912 + 14352 = 1487 N RB = RBx + RBy = 6552 + 5512 = 856 N S A = 1,3.RA tag β = 1,3.1487.tag120 = 411N S B = 1,3.RB tag β = 1,3.856.tag120 = 237 Tổng lực dọc trục: At = S B + Pa1 − S A = 237 + 284 − 411 = 110 > Chỉ có gối đở A chịu tác dụng lực dọc trục nên ta tính gối trục này, gối trục bên lấy loại QA = ( K v RA + m At ).K n K t = (1.1487 + 1,5.110)1.1 = 1652 N = 165, 2daN C = QA (n.h)0,3 = 165, 2.(483.18000)0,3 = 19328 Tra bảng 17P ứng với d=30 lấy ổ kí hiệu 36306 đường kính vòng ngồi D=72, bề rộng ổ B=19 Cbảng=41000 Trục II β β Dự kiến góc β = 12° (kiểu 36000) Tương tự từ CT(8-1, 8-6) bảng (8-2, 8-3, 8-4, 8-5) RC = RCx + RCy = 59132 + 4342 = 5928 N RD = RDx + RDy = 33982 + 4952 = 3434 N SC = 1,3.RC tag β = 1,3.5928.tag120 = 1637 N S D = 1,3.RD tag β = 1,3.3434.tag120 = 949 N Tổng lực dọc trục: At = S D + Pa3 − SC − Pa2 = 949 + 731 − 1637 − 274 = −231 < Chỉ có gối đở D chịu tác dụng lực dọc trục nên ta tính gối trục này, gối trục bên lấy loại QD = ( K v RD + m At ).K n K t = (1.3434 + 1,5.231)1.1 = 3781N = 378,1daN C = QD (n.h)0,3 = 378,1.(149, 63.18000)0,3 = 32114 Tra bảng 17P ứng với d=42 lấy ổ kí hiệu 36309 đường kính vòng ngồi D=100, bề rộng ổ B=25 Cbảng=60000.(chua xong) Truc III β β 29 Tương tự từ CT(8-1, 8-6) bảng (8-2, 8-3, 8-4, 8-5) RE = REx + REy = 482 + 15082 = 1508 N RF = RFx + RFy = 15252 + 27562 = 3149 N S E = 1,3.RE tag β = 1,3.1508.tag120 = 417 N S F = 1,3.RF tag β = 1,3.3149.tag120 = 870 N Tổng lực dọc trục: At = S F − S E − Pa4 = 870 − 417 − 704 = −251 < Chỉ có gối đở F chịu tác dụng lực dọc trục nên ta tính gối trục này, gối trục bên lấy loại QF = ( K v RF + m At ).K n K t = (1.3149 + 1,5.251)1.1 = 3525,5 N = 352,55daN C = QF (n.h) 0,3 = 352,55.(55, 6.18000)0,3 = 22211 Tra bảng 17P ứng với d=48 lấy ổ kí hiệu 36310đường kính vòng ngồi D=110, bề rộng ổ B=27 Cbảng=60000.(chua xong) *Chọn kiểu lắp ổ lăn Để cố đònh ổ bi chọn kiểu lắp ổ trục vỏ hộp ta chọn theo chương +Đai ốc đệm cách +Đệm chắn đầu +Vòng hảm xo *Cố đònh trục theo phương dọc trục Để cố đònh theo phương dọc trục dùng nắp ổ điều chỉnh khe hở ổ đệm kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc vít(đai ốc)loại dùng để lắp ghép *Bôi trơn ổ lăn Bộ phận ổ bôi trơn mở,vì vận tốc truyền bánh thấp,không thể dùng phương pháp bắn toé để hắt dầu hộp vào bôi trơn phận ổ.Có thể dùng mở loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60° ÷ 100°c vận tốc 1500vòng/phút.Lượng mở chứa 2/3 chổ rộng phận ổ.Để mở không chảy ngăn không cho dầu rơi vào phận ổ,nên làm vòng chắn dầu *Che kín ổ lăn Để khe kín đầu trục ra,trách xâm nhập bụi bậm tạp chất vào ổ,cũng ngăn mỡ chảy ngoài,ở dùng loại vòng phốt đơn giản nhất,bảng 8-29 cho kích thước dùng phốt trục 25,35,55 G.CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường làm trục để việc lắp ghép dễ dàng Bảng (10-9) cho phép ta tính kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp sau : • Chiều dày thành hộp δ = 0, 025 A + 3mm = 0, 025.196 + ; 8mm 30 • Chiều dày thành nắp hộp δ1 = 0, 02 A + = 0, 02.196 + ; mm • Chiều dày mặt bích thân b = 1,5.δ = 12mm • Chiều dày mặt bích nắp b1 = 1,5.δ1 = 10,5mm • Chiều dày đế hộp khơng có phần lồi p = 2,35.δ = 19mm • Chiều dày gân thân hộp m = ( 0,85 ÷ 1).δ = 7mm • Chiều dày gân nắp hộp m1 = ( 0,85 ÷ 1).δ = 6mm • Đường kính bulong d n = ( 0,036 A + 12 ) = 19mm • Đường kính bulong khác: cạnh ổ : d1 = 0, 7.d n = 0, 7.19 = 13,3 , lấy d1=16mm ghép nắp vào thân d2=(0,5 : 0,6).dn=10mm ghép nắp ổ d3=(0,4:0,5)dn = 8mm ghép nắp cửa thăm d4=(0,3:0,4).dn=6mm Đường kính bulông vòng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc với khoảng cách trục A cấp 130x160 tra bảng (10-11a , 10-11b).Ta chọn bulong M20Số lượng buloong : n = L+B , 200 ÷ 300 Trong đó: L chiều dài hộp sơ lấy 610(mm) B:chiều rộng hộp sơ lấy 241(mm) Suy n = 659 + 473 = 3,8 , lấy n =4 (bulông) 300 *Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mát công suất ma sát , giảm mài mòn , đảm bảo thoát nhiệt đề phòng chi tiết bò hàn gỉ cần phải bôi trơn liên tục truyền hộp giảm tốc Việc chọn hợp lý loại dầu , độï nhớt hệ thống bôi trơn làm tăng tuổi thọ truyền tức nâng cao thời gian sử dụng máy 31 Do vận tốc nhỏ nên chọn phương án ngâm bánh hộp dầu vận tốc nhỏ (0,5÷0,8) m/s lấy chiều sau ngâm dầu : Bằng 1/6 bán kính bánh cấp nhanh Bánh cấp chậm lấy 1/3 bán kính bánh cấp chậm Dung lượng dầu hộp thường lấy khoảng (0,4 ÷0,8) lít cho KW công suất truyền Theo bảng (10-20) chọn loại dầu AK20 Mức dầu hộp giảm tốc kiểm tra que thăm dầu 32 [...]... chọn loại ổ bi đỡ cở trung bình bảng(14P) trang 339 ta có được chi u rộng của ổ B=21(mm) (B : chi u rộng ổ bi) * Tính gần đúng trục : Tham khảo hình 7-3 Sách TK-CTM ta có : + Khe hở giữa các bánh răng là 10 mm + Chi u rộng bánh răng cấp nhanh b1 = 48mm + Chi u rộng bánh răng cấp chậm b2= 78mm + Chi u rộng ổ B = 21mm +Khe hở giữa các bánh răng và thành trong của hộp là10 mm +Khe hở giữa thành trong... và hệ thống bôi trơn sẽ làm tăng tuổi thọ của các bộ truyền tức là nâng cao thời gian sử dụng máy 31 Do vận tốc nhỏ nên chọn phương án ngâm các bánh răng trong hộp dầu vì vận tốc nhỏ (0,5÷0,8) m/s thì lấy chi u sau ngâm dầu : 1 Bằng 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh Bánh răng cấp chậm lấy bằng 1/3 bán kính bánh răng cấp chậm Dung lượng dầu trong hộp thường lấy khoảng (0,4 ÷0,8) lít cho 1 KW công suất... và thân hộp d1=16mm, ta có l1 ≈ 40mm +Chi u cao của nắp và đầu Bulông l 3 =(15 ÷ 20)mm Chọn l 3 =15mm +Khe hở mặt bên bánh đai và đầu Bulông 10mm +Chi u rộng bánh đai 45mm +Tính các khoảng cách 1 1 L = 2 B +chi u cao bulông ghép nắp ổ và bề dày nắp+khe hở giữa đai và bulông+ 2 bề rộng bánh đai 21 45 = 58( mm) = + 15 + 10 + 2 2 Lấy l=58(mm) 1 a = B +khe hở giữa bánh răng và thành trong +k/c từ thành... TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM 1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 1.Chọn vật liệu chế tạo bánh răng: Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa σ b = 600 N / mm 2 σ ch = 300 N / mm 2 HB=190, phơi rèn (giả thuyết đường kính đai dưới 100) Bánh lớn : thép 35 thường hóa: σ b = 500 N / mm 2 σ ch = 260 N / mm 2 HB= 160 , phơi rèn ( giả thuyết đường kính phơi 100: 300) 2.Đònh ứng suất cho phép Số chu kỳ làm việc của bánh lớn... suất chân răng Kσ = 1,8 Vì bánh răng quay một chi u (răng làm việc 1 mặt) 1,5 × σ t × K N/ / 1,5 × σ t => [ σ ] u = [σ ]u = n × Kσ n × Kσ + Đối với bánh nhỏ của ứng suất uốn cho phép 1,5 × 258 = 143 (N/mm 2 ) [σ] u1 = 1,5 × 1,8 11 + Đối với bánh lớn của ứng suất cho phép 1,5 × 215 u2 = 119 (N/mm 2 ) [σ] = 1,5 × 1,8 3 chọn sơ bộ hệ số dạng răng k=1,3 4 Chọn hệ số chi u rộng bánh răngψ A = 0, 4 5.Tính... G.CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua các đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng Bảng (10-9) cho phép ta tính được các kích thước các phần tử cấu tạo vỏ hộp sau đây : • Chi u dày thành hộp δ = 0, 025 A + 3mm = 0, 025.196 + 3 ; 8mm 30 • Chi u dày thành nắp hộp δ1 = 0, 02 A + 3 = 0, 02.196 + 3 ; 7 mm • Chi u dày mặt bích dưới... Zt =128 +Số bánh răng nhỏ : Zt 128 = = 34, 6 (răng) Z3 = ic + 1 3, 69 Lấy Z3 = 35 răng +Số bánh răng lớn: Z4 = ic × Z3 = 2,69 × 35 = 94 (răng) +Chi u rộng bánh răng b = Ψ A × A = 0, 4 ×196 = 78 (mm) lấy b = 78 (mm) +Tính chính xác góc nghiêng β 12 Z t × mn (35 + 94) × 3 = = 0,987 2A 2 ×196 β = 9°24 cos β = => 9.Kiểm nghiệm sức bền uốn răng của bánh răng +Tính răng số tương đương của bánh nhỏ Z3 35... tương đương của bánh lớn CT(3-4) M N td 2 = 60.u.∑ ( i ) m /2 ni Ti đối với thép m=6 M max M td 2 = 5.300.2.6.60.55, 6(13.0, 7 + 0,83.0,3) bàng (3-9) M td 2 = 51.106 > N o = 107 Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ: N td 1 = i.N td 2 = 2, 69.51.106 = 137.106 > N o = 107 Vì số chu kỳ tương đương của bánh lớn và bánh nhỏ đều lớn hơn N o nên hệ số chu kỳ ứng suất k’N của cả hai bánh bằng 1 +Ứng... hình học chủ yếu của bộ truyền Môđun pháp tuyến m n = 3 mm Số răng Z3= 35 (răng) Z4= 94 (răng) Góc ăn khớp α n = 20  Góc nghiêng β = 9°24 ' +Đường kính vòng lăn: m × Z 3 3 × 35 d3 = n = = 106(mm) cos β 0,98 m ×Z 3 × 94 d4 = n 4 = = 286(mm) cos β 0,987 *Khoảng cách trục A = 196mm *Chi u rộng bánh răng b = 78 mm *Đướng kính đỉnh răng bánh nhỏ Dc3=d3+2mn=106+(2 × 3)=112 (mm) *Đường kính đỉnh răng bánh... 10-11b).Ta chọn bulong M20Số lượng buloong nền : n = L+B , 200 ÷ 300 Trong đó: L chi u dài hộp sơ bộ lấy bằng 610(mm) B :chi u rộng của hộp sơ bộ lấy bằng 241(mm) Suy ra n = 659 + 473 = 3,8 , lấy n =4 (bulông) 300 *Bôi trơn hộp giảm tốc Để giảm mất mát công suất do ma sát , giảm mài mòn răng , đảm bảo thoát nhiệt đề phòng các chi tiết bò hàn gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc Việc