Đồ án CTM hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng bộ truyền xích

Mô tả quá trình tính toán thiết kế hộp giảm tốc bành răng trụ răng thẳng với bộ truyền ngoài là bộ truyền xích giúp học viên có những định hướng và tư duy kĩ thuật khi tính toán thiết kể một dây chuyền công nghệ với mức độ phức tạp hơn

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Mục lục Lời nói đầu PhầnI: Tínhtoán động học……………………………………… … 1.1 Chọn động cơ……………………………………………….… 1.2 Tính thông số trục động học………………… …… 1.3 Bảng thông số đông học………………………………… Phần II: Tính toán thiết kế truyền xích…………………………………… 2.1 Chọn loại xích 2.2 Chọn số đĩa xích……………………………………………… 2.3 Xác định bước xích 2.4 Xác định khoảng cách trục số mắt xích…….………… … 2.5 Kiểm nghiệm độ bàn xích 2.6 Xác định thông số đĩa xích 2.7 Lực tác dụng lên trục 11 2.8 Tổng hợp thông số truyền xích 11 Phần III: Tính truyền bánh trụ thẳng………………………… 12 3.1 Chọn vật liệu làm bánh 12 3.2 Xác định ứng suất cho phép 13 3.3 Xác định sơ khoảng cách trục 15 3.4 Xác định thông số ăn khớp 15 3.5 Xác định hệ số mốt số thông số động học 16 3.6 Kiểm nghiệm truyền bánh 17 3.7 Một vài thông số hình học cặp bánh 20 3.8 Bảng tổng kết thông số truyền bánh 21 PhầnIV: Tính toán thiết kế trục…………………………………… 22 4.1 Tính chọn khớp nối …………………………………………… 22 4.2 Thiết kế trục……………………………………………… …… 25 4.3 Xác định sơ đường kính trục 25 4.4 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 26 4.5 Thiết kế trục II 28 4.6 Tính trục, ổ lại 36 Phần V Tính lụa chọn kết cấu………………………………………… 39 Lời nói đầu Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Tài liệu tham khảo………………………………………………… … 41 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Chi tiết máy môn khoa học nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế chi tiết có công dụng chung Trong môn học chi tiết máy có kết hợp chặt chẽ lí thuyết thực nghiệm Lí thuyết tính toán chi tiết máy xâydựng sở kiến thức toán học, vật lí, học lí thuyết, nguyên lí máy, sức bền vật liệu…được xác minh hoàn thành qua thí nghiệm cà thực tiễn sản xuất Là sinh viên ngành chế tạo máy việc nắm bắt nguyên lí hoạt động máy nhiện vụ quan trọng Nội dung thuyết minh đồ án chi tiết máy đề cập đến vấn đề trình tự tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Cụ thể THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PhầnI Chọn động phân phối tỉ số truyền PhầnII Thiết kế truyền khí Phần III Thiết kế trục Phần IV Tính chọn then Phần V Tính chọn ổ lăn Phần VI Tính toán chọn yếu tố vỏ hộp giảm tốc chi tiết khác Để hoàn thành tập lớn em hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo Trịnh Đồng Tính bạn sinh viên lớp Do kiến thức nhiều hạn chế thời gian có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đồ án môn học em hoàn thiện tốt Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2016 Vũ Ngọc Lâm Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Sinh viên THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Trang22 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI THUYẾT MINH: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN 1.TÍNH ĐỘNG HỌC 1.1 Chọn động cơ: +Tính công suất yêu cầu động +Xác định sơ số vòng quay đồng động +Kết hợp công suất,số vòng quay yêu cầu khác để chọn động Công suất làm việc: F v 3000.3, 29 P = = = 9,87 KW lv 1000 1000 1.1.1 Hiệu suất hệ dẫn động: Căn vào sơ đồ kết cấu truyền giá trị hiệu suất loại truyền,các cặp ổ theo bảng 2.3[1] ta có +Hiệu suất nối trục ηk =1 (1 nối trục đàn hồi) +Hiệu suất ổ lăn ηol =0,99 +Hiệu suất truyền bánh ηbr =0,98 (1 cặp bánh răng) +Hiệu suất truyền xích η x =0,93 (1 truyền xích) ⇒ Hiệu suất hệ dẫn động: η = η η η η x = 1.0,993.0,97.0,93 = 0,875 k ol br 1.1.2 Công suất cần thiết trục động cơ: P 9, 87 Pyc = lv = =11, 28 η 0, 875 (Kw) 1.1.3 Số vòng quay trục làm việc (trục công tác): n = lv 60000v 60000.3,29 = = 117,5 (v/ph) z p 16.105 1.1.5 Số vòng quay đồng động cơ: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 1.1.4 Chọn tỉ số truyền sơ bộ: usb=ux.ubr Theo bảng 2.4[1] chọn sơ bộ: •Tỉ số truyền truyền xích: ux=3 •Tỉ số truyền truyền bánh răng: ubr=5 ⇒ usb=ux.ubr=3.5=15 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Ta có số vòng quay sơ trục động cơ: nsb= nlv.usb = 117,5.15=1762,5 (v/ph) Số vòng quay đồng động cơ: Chọn nđb≈nsb nđb=1500 (v/ph) ⇒ Chọn động cơ: tra bảng P1.3[1] Chọn thông số động điện : { Pđc ≥Pyc; {n đb≈ nsb Ta có: • Ký hiệu động cơ: 4A160S4Y3 • Pđc =15 KW • nđc =1460 v/ph • dđc =48(mm) • Phân phối tỉ số truyền: ⇒ Tỉ số truyền hệ : u t = n đc = 1460 = 12,43 n 117,5 lv Chọn tỉ số truyền hộp giảm tốc : ubr=4 ut 12, 43 u = = = 3,11 Tỉ số truyền truyền : x u br Vậy ta có • ut=12,43 • ubr=4 • ux=3 1.2 Tính thông số trục lập bảng thông số động học: • Công suất: Công suất trục gắn với băng tải : Pct= Plv=9,87 (KW) Công suất trục II (trục gắn bánh bị động) : Plv 9,87 P = = = 10,72( KW ) II η η X 0,99.0,93 ol Công suất trục I ( trục gắn bánh chủ động) : P II = 10, 72 = 11,16( KW ) P = I η η 0,99.0,97 ol br P I = 11,16 = 11,27( KW ) P = đc η η 0,99.1 ol k • Vận tốc: Số vòng quay trục động cơ: nđc=1460 (v/ph) Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Công suất trục động cơ: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI n đc = 1460 = 1460(v / ph) n = Số vòng quay trục I: I u k n I 1460 Số vòng quay trục II: nII = u = = 365(v / ph) br n II = 365 = 121,67(v / ph) n = Số vòng quay trục công tác: ct ux •Môment xoắn: Môment xoắn trục động cơ: P 11, 27 T = 9,55.106 đc = 9,55.106 = 73718,15( N mm) đc n 1460 đc Môment xoắn trục I: P 11,16 T = 9,55.106 I = 9,55.106 = 72998,63( N mm) I n 1460 I Môment xoắn trục II: P 10, 72 T = 9,55.106 II = 9,55.106 = 280482,19( N mm) II n 365 II Môment xoắn trục công tác: P 9,87 Tct = 9,55.106 ct = 9,55.106 = 774706,17( N mm) nct 121, 67 Bảng 1.1: Các thông số động học Động uk=1 11,27 1460 73718,15 I II ubr=4 11,16 1460 72998,63 10,72 365 280482,19 Công tác ux=3 9,87 121,67 774706,17 Trang22 Thông sô\Trục U P(KW) n(v/ph) T(N.mm) Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI (BỘ TRUYỀN XÍCH) Thiết kế truyền xích gồm bước sau: - Chọn loại xích - Chọn số đĩa xích, xác định bước xích theo tiêu độ bền mòn xác định thông số khác xích truyền - Kiểm tra xích độ bền - Thiết kế kết cấu đĩa xích xác định lực tác dụng lên trục Thông số yêu cầu:  P = P = 10,72( KW ) II  T = T = 280482,19( N mm) II  n1 = nII = 365(v / ph)  u = u x =  α = 1350 2.1 Chọn loại xích: Chọn loại xích ống lăn tải trọng không lớn vận tốc thấp 2.2 Chọn số đĩa xích: Dựa vào bảng 5.4 với tỉ số truyền u=3 ta chọn số Z1=25 Vậy ta có: Z2=3 Z1=3.25=75 ≤140 ⇒ Z2=75 2.3 Xác định bước xích: Bước xích p tra bảng 5.5[1] với điều kiện Pt≤[P],trong đó: •Pt-Công suất tính toán: Pt=P.k.kZ.kn Ta có: Chọn truyền thí nghiệm truyền xích tiêu chuẩn,có số vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là:  Z = 25  01  n01 = 400(v / ph) Z 25 k z = 01 = = ,với kz-Hệ số Z 25 Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Do ta tính được: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI n 400 kn = 01 = = 1,09 ,với kn-Hệ số vòng quay n 365 k=k0 ka kđc kbt kđ kc,trong đó: Tra bảng 5.6[1] k0-Hệ số ảnh hưởng vị trí truyền: với β=1350>600 ta k0=1,25 ka-Hệ số ảnh hưởng khoảng cách trục chiều dài xích: Chọn a=(30÷50)p ⇒ ka=1 kđc-Hệ số ảnh hưởng việc điều chỉnh lực căng xích (điều chỉnh đĩa xích) : kđc=1 kbt-Hệ số ảnh hưởng bôi trơn: kbt=1,3(Bộ truyền làm việc môi trường có bụi,chất lỏng bôi trơn đạt yêu cầu) kđ-Hệ số tải trọng động (êm) : kđ=1 kc-Hệ số kể đến chế độ làm việc truyền;với số ca làm việc ta có k c=1,25 ⇒ k=k0 ka kđc kbt kđ kc=1,25.1.1.1,3.1.1,25=2,03 •Công suất cần truyền:P=10,72(KW) Do ta có: Pt=P.k.kZ.kn=10,72.2,03.1.1,09=23,72(KW)  pt = 23,72 ≤ [p] Tra bảng 5.5[1] với điều kiện  ta được: n01 = 400(v / ph) *Bước xích:p=31,75mm *Đường kính chốt:dc=9,55mm *Chiều dài ống:B=27,46mm *Công suất cho phép:[P]=32 KW 2.4 Xác định khoảng cách trục số mắt xích: Chọn sơ bộ: a=40.p=40.31,75=1270(mm) Số mắt xích: 2 2a Z1 + Z (Z − Z1) p 2.1270 25 + 75 ( 75 − 25) 31,75 x= + + = + + = 131,58 p 31,75 4.Π 2a 4.3,142.1270 Chọn số mắt xích số chẵn: x=132 Tính lại khoảng cách trục:  2 Z + Z Z + Z Z − Z       p a* =  x − +  x − ÷ −  ÷    Π ÷  4 2 ÷       Để xích không căng cần giảm a lượng: ∆a = 0,003.a* = 0,003.1276,72 = 3,83(mm) Do đó: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57  Trang22  2  75 − 25   31,75  75 + 25  25 + 75  * a = 132 − + 132 − − 2 ÷  = 1276,72(mm)  2 ÷   3,14  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI a = a* − ∆a = 1276,72 − 3,83 = 1272,89(mm) ≈ 1272(mm) Số lần va đập xích i: Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống lăn,bước xích p=31,75mm ⇒ Số lần va đập cho phép xích:[i]=25 Z n 25.365 i= 1= = 4,61 < [i] = 30 15.x 15.132 2.5 Kiểm nghiệm xích độ bền: s= Q ≥ [s ] ,với: k Ft + F + Fv đ Q- Tải trọng hỏng:Tra bảng 5.2[1] với p=31,75 mm ta được: •Q=88,5.103 (N) •Khối lượng mét xích:q=3,8 (Kg) kđ-Hệ số tải trọng động: điều kiện làm việc êm ⇒ kđ=1 Ft-Lực vòng: Ta có: Z1 p.n1 25.31,75.365 = = 4,83 60000 60000 1000.P 1000.P.60000 1000.10,72.60000 Ft = = = = 2219,46( N ) v Z p.n 25.31,75.365 1 v= Fv-Lực căng lực ly tâm sinh ra:  Z p.n  1 ÷ = 3,8.4,832 = 88,65( N ) Fv = q.v = q.  60000 ÷   F0-Lực trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: F = 9,81.k q.a ,trong đó; f kf –Hệ số phụ thuộc độ võng xích:Do @=1350 ⇒ kf=1 ⇒ F0 = 9,81.1.3,8.1,272 = 47,42( N ) s= Q 88,5.103 = = 37,57 ≥ [s]=10,2 ⇒ thỏa mãn, kđ Ft + F0 + Fv 1.2219,46+47,42+88,65 truyền đảm bảo đủ bền Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 [s]-Hệ số an toàn cho phép:Tra bảng 5.10[1] với p=31,75(mm);n 1=365 (v/ph) ta [s]=10,2 Do vậy: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI 2.6 Xác định thông số đĩa xích: Đường kính vòng chia: p 31, 75  d = = = 253,32(mm)  Π  180   sin  ÷ sin  25 ÷  Z ÷   1  p 31, 75 d = = = 758,2(mm)   Π   180   ÷ sin  75 ÷ sin    Z ÷   2  Đường kính đỉnh răng:     d = p 0,5 + cot g  Π ÷ = 31,75 0,5 + cot g  180   = 267,20(mm)   25 ÷  a1  Z ÷             Π       ÷ = 31,75 0,5 + cot g  180 ÷ = 773,41(mm) d = p 0,5 + cot g    Z ÷  75    a2      Bán kính đáy răng: r = 0,5025.d1 + 0,05 với d1 tra theo bảng 5.2[1] có d = 19,05 ⇒ r = 0,5025.19,05 + 0,05 = 9,72(mm) Đường kính chân răng: = d − 2r = 253,32 − 2.9,72 = 233,88(mm) d  f1  d f = d2 − 2r = 758,2 − 2.9,72 = 738,76(mm)  •Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc theo công thức (5.18) σ E = 0, 47 kr ( Ft K + F ) H1 đ vđ A.k đ F = 13.10−7.n p3.m = 13.10−7.365.31,753.1 = 15,19 ( N ) vđ E-Mô đun đàn hồi: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Kđ-Hệ số tải trọng động: Kđ=1,2 A-Diện tích lề:Tra bảng 5.12[1] với p=31,75(mm) ta có A=262 mm2 kr-Hệ số ảnh hưởng đĩa xích,tra trang 87[1] theo số Z1=25 ta có kr=0,42 ( dùng phép nội suy) kđ-Hệ số phân bố tải không dãy;với dãy Kđ=1 Fvđ-Lực va đập m dãy xích: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI -Tra bảng 10.4[1] ta có: •l13=0,5(lm13+b01)+k1+k2=0,5(35+17)+10+10=46(mm) •l12= -lc12= -73(mm) •l11=2l13=2.46=92(mm) Với trị số khoảng cách chọn k1=k2=10;k3=15;hn=20 ta tra bảng 10.3[1] l = 92(mm)  11 l = −l = −73(mm)  12 c12  ⇒ Trên trục I ta có l13 = 46(mm)  lm12 = 59(mm)  = 35(mm) l  m13 Trục II: -Chiều dài mayơ bánh trụ: lm23=(1,2÷1,5)d2=(1,2÷1,5).35=(42÷52,5)(mm) ⇒ chọn lm23=48mm -Chiều dài mayơ đĩa xích: lm22=(1,2÷1,5)d2=(1,2÷1,5).35=(42÷52,5)(mm) ⇒ chọn lm22=48mm - Khoảng cách côngxôn trục II tính từ đĩa xích đến gối đỡ: lc22=0,5(lm22+b02)+k3+hn=0,5(48+21)+15+20=69,5(mm) -Tra bảng 10.4[1] ta có: •l23=0,5(lm23+b02)+k1+k2=0,5(48+21)+10+10=54,5(mm) •l22= -lc22= -69,5(mm) •l21=2.l23=2.54,5=109(mm) Với trị số khoảng cách chọn k1=k2=10;k3=15;hn=20 ta tra bảng 10.3[1] ⇒ Trên trục II ta có: 4.5.2 Tính Trục II Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 l = 109(mm)  21 l = −l = −69,5(mm)  22 c22  l23 = 54,5(mm)  lm23 = lm22 = 48(mm) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI a)Lực tác dụng lên trục mômen: •Phương trình mômen 2-1 mặt phẳng (zoy): Có: 2T 2.54285,61 F =F = = = 2155,9( N ) t1 t2 dw 50,36 F = F = F tgαtw = 831,17( N ) r1 r2 t1 Fx=1950,46(N) ΣM xA ( F ) = ⇒ F 54,5 + F 109 = y2 r2 − F 109 ⇒ F = r2 y2 54,5 −831,17.109 F = = −1662,34( N ) y2 54,5 ΣFy = ⇔ F + F + F = y3 y2 r •Theo phương oy: ⇒ F = − F − F = 1662,34 − 831,17 = 831,17( N ) y3 y2 r Trang22 •Theo phương ox: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI ΣM YA ( F ) = ⇒ −( F 54,5 + F 109 + FX (109 + 69,5)) = t2 x2 − F 54,5 − FX (109 + 69,5)) ⇒ F = t2 x2 109 −2155,9.54,5 −1950,46.178,5 F = = −4272,1( N ) x2 109 ΣFx = ⇔ F + F + F + Fx = x3 t x2 ⇒ F = − F − F − Fx ( N ) x3 t2 x2 F = −2155,9 + 4272,1 − 1950, 46 = 165, 74( N ) x3 Trang22 b)Biểu đồ mômen Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Trang22 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI c)Mô men uốn tổng, mô men tương đương đường kính:   2  M j = M yj + M xj ( N mm)   2  M tđj = M j + 0,75T j ( N mm)   M  tđj (mm) d j = 0,1[σ ]  Trong : +)Mj ,Mtđj,dj -lần lượt môment uốn tổng,môment tương đương,đường kính trục tiết diện j chiều dài trục +)Myj,Mxj-mô men uốn mặt phẳng yoz zox thiết diện thứ j +)[σ]-ứng suất cho phép chế tạo trục,tra bảng 10.5[1] có [σ]=65MPa •Tiết diện 2-0: M M 20 = 0( N mm) = 0( N mm) tđ 20 •Tiết diện 2-1: M M 21 = 22639, 482 + 9030, 212 = 24383,17( N mm) tđ 21 = 24383,172 + 0,75.234683,552 = 204699,33( N mm) 204699,332 d = = 31,6(mm) 21 0,1.65 • Tiết diện 2-2: M d 22 = 135557( N mm) tđ 22 22 =3 = 1355572 + 0,75.234683,552 = 271020( N mm) 271020 0,1.65 = 34,7(mm) • Tiết diện 2-3: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 M ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY M M d 23 = 0( N mm) tđ13 23 THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI = 0,75.234683,552 = 203242( N mm) =3 203242 0,1.65 = 31,5(mm) d = 40(mm)  21  ⇒ Chọn d20 = d22 = 35(mm)  d23 = 30(mm)  TRỤC: d)Chọn kiểm nghiệm then: Chọn then thỏa mãn điều kiện: 2T  ≤ [σ ] σ d = d dl h − t  t  2T  τ c = dl b ≤ [τ c ] t  ) Trong đó: -σd,[ σd]:Ứng suất dập ứng suất dập cho phép; [ σd]=100MPa tra bảng 9.5[1] -τc,[ τc]:Ứng suất cắt ứng suất cắt cho phép [ τc]=40÷60MPa chịu tải trọng va đập nhẹ -T-Mô men xoắn trục -d-đường kính trục -lt,h,b,t –kích thước tra bảng 9.1a[1] Ta có.tại vị trí lắp bánh : b= 12 :h=8 :t=5 vị trí lắp xích : b=8 :h=7 :t=4 chiều dài then chọn lt=40mm Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 ( ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI •Tại vị trí lắp bánh răng: lt= (0,8÷0,9)lm23=(0,8÷0,9).48=(38,4-43,2) ⇒ Chọn lt=40(mm) 2.234683,55  σ d1 = 45.40 − = 86,91( MPa) ≤ [σ d ] ( )  ⇒ Thỏa mãn  τ = 2.234683,55 = 21,72( MPa) ≤ [τ ] c  c1 45.40.12 Tại vị trí lắp xích: lt= (0,8÷0,9)lm23=(0,8÷0,9).48=(38,4-43,2) ⇒ Chọn lt=40(mm) 2.234683,55  σ d = 45.40 − = 86,92( MPa) < [σ d ] ( )   τ = 2.234683,55 = 32,6( MPa) ≤ [τ ] ⇒ c  c1 45.40.8 Thỏa mãn e)Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Kết cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện: sj = sσ j sτ j ≥ [s] 2 sσ j + sτ j Trong đó: [s]-Hệ số an toàn cho phép;[s]=2,5 sσjvà sτj-Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiếp diện j: σ τ −1 −1 sσ j = s = ; τ j K σ +ψ σ σ mj K τ +ψτ τ mj σ dj aj τ dj aj Trong đó:σ-1 ,τ-1-giới hạn mỏi uốn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Với thép 45 có σb=600MPa ; σ-1=0,436 σb=262MPa τ-1=0,58 σ-1=152MPa Theo bảng 10.7[1] ta có hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi:ψσ=0,05 , ψτ=0 Các trục hộp giảm tốc quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng,do đó: =0 ; mj Mj σ = aj w j Tiết diện nguy hiểm trục I tiết diện lắp bánh răng(tiết diện 2-1) Theo công thức bảng 10.6[1]và tra thông số then bảng 9.1a[1]với trục có rãnh then ta có: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 σ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Π d bt (d − t )2 3,14.403 12.5(40 − 5)2 21 − 21 = w = − = 2221 11 32 2d 32 2.40 21 ⇒σ a1 = 24383,17 = 11( MPa) 2221 Tại vị trí ổ lăn ta có: Πd 22 = 3,14.35 = 4207 w = 22 32 32 ⇒σ a2 = 135557 = 32,22( MPa) 4207 Tại vị trí lắp xích Trục có rảnh then: Π d bt (d − t )2 3,14.303 8.4(30 − 4)2 23 − 23 = w 23 = − = 1928 32 d 32 30 23 ⇒σ = = 0(MPa) a3 1928 Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động đó: τ mj = τ aj = τ max j = τj 2w 0j Theo công thức bảng 10.6[1]và tra thông số then bảng 9.1a[1]với trục rãnh then ta có:tại vị trí ổ lăn: Π d 223 3,14.353 = = 8414,22 o22 16 16 τ 234683,55 τ = τ = max1 = = 13,96( MPa) m2 a 2.w o 22 2.8414,22 w = Π d 213 bt1(d21 − t1) 3,14.403 8.5(40 − 5)2 w = − = − = 11948 o21 16 2.d 16 2.40 21 τ 234683,55 τ = τ = max3 = = 9,82( MPa) m1 a1 2.w o 21 2.11948 Kσdj Kτdj- Hệ số xác định theo công thức: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 Trục có rảnh then:tại vị trí bánh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Kσ + K x −1 εσ ; K K = = σ dj τ dj Ky THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Kτ + K x −1 ετ Ky Trong đó: Kx-Hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt Theo bảng 10.8[1] với yêu cầu trục gia công máy tiện,tại cá tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra=2,5÷0,63 μm,chọn Kx=1,06 Ky-Hệ số tăng bền bề mặt trục,không dùng phương pháp tăng bền có Ky=1 εσ, ετ –Hệ số kích thước,kể đến ảnh hưởng tiết diện trục đến giới hạn mỏi theo bảng 10.10[1] ta có: εσ=0,88 ; ετ=0,81 Kσ , Kτ-Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn.Tra bảng 10.12[1] có: Kσ=1,76 ; Kτ=1,54 Do ta có: 1,76 1,54 + 1,06 −1 + 1,06 −1 ; 0,88 0,81 K = = 2,06 K = = 1,96 σ d11 τ d11 1 Từ kết tính toán ta có: Tại vị trí bánh rang: σ 262 −1 s = = = 11,5 σ K σ +ψ σ σ 2,06.11 + 0,05.0 mj σ dj aj τ 152 −1 s = = = 7,9 τ K τ +ψτ τ 1,96.9,82 + 0.9,82 mj τ dj aj sσ j sτ j 7.7,9 = = 6,5 ≥ [s] ⇒ s11 = 2 2 sσ j + sτ j + 7,9 Tại vi trí ổ lăn: σ 262 −1 s = = = 3,95 σ K σ +ψ σ σ 2,06.32,22 + 0,05.0 mj σ dj aj τ 152 −1 s = = = 5,56 τ K τ +ψτ τ 1,96.13,96 + 0.13,96 mj τ dj aj Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 ⇒ Thỏa mãn điều kiện bền ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ⇒ s22 = THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI sσ j sτ j 3,95.5,56 = = 3, 22 ≥ [s] 2 2 sσ j + sτ j 3,95 + 5,56 ⇒ Thỏa mãn điều kiện bền f)Chọn kiểm nghiệm ổ lăn trục II: •Chọn ổ: F = F + F = 165, 742 + 831,172 = 847,53( N ) r0 x0 y0 F = F + F = 4272,12 + 1662,342 = 4584,13( N ) r1 x1 y1 ⇒ Fat = Ta chọn ổ đở dãy cỡ trung: Tra theo bảng P2.11[1] có thông số ổ lăn: Ký d D hiệu mm mm ổ 307 35 80 D1 mm d1 mm B mm C1 mm 21 T mm r mm 27 2,5 r1 mm α (o) C kN C0 kN 26,2 17,9 Bảng 4.5.2: Các thông số ổ lăn trục II •Kiểm nghiệm ổ theo khả tải động: Với ổ bi đỡ chặn: Q=(XVFr+YFa)kt,kđ -V –hệ số kể đến vòng quay;với vòng quay có V=1 -kt –hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ,có kt=1 nhiệt độ θ=1050 -kđ-hệ số kể đến đặc tính tải trọng,tra bảng 11.3[1] ta có kđ=1,1 Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 C = Qm L d ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI -X-hệ số tải trọng hướng tâm -Y-hệ số tải trọng dọc trục Q= Fr1 =4584,13(N) C =Q m L d Với m bậc đường cong mỏi;ổ bi có m=3 L:tuổi thọ (triệu vòng quay); L = 60n.L 10−6 = 60.159,11.13500.10−6 = 129 (triệu vòng) h m ⇒ C = Q L = 4584,13.3 129 = 23162( N ) < C = 26000( N ) ⇒ Thỏa mãn d •Kiểm nghiệm ổ theo khả tải tĩnh: Qt ≤ C Với C0-khả tải tĩnh ổ;C0=17,9kN Qt-tải trọng tĩnh quy ước; Qt=X1Fr1+Y1Fa1 Tra bảng 11.6[1] ta có: ⇒ Qt=4,383kN < C0=17,9 kN ⇒ thỏa mãn 4.6 Tính trục, ổ lại Do trục lại, momen xoắn tải trọng nhỏ nhiều so với trục 2, nên ta việc chọn cho đường kính trục gần sát với trục 2, trục đảm bảo đủ bền sb T1=54285,61N suy d1 = T1 54265, 61 =3 = 23,84(mm) 0, [ τ ] 0, 2.20 Chọn ổ lăn 306 : Đường kính Đường kính Chiều rộng ổ Khả tải động (KN) Khả tải tĩnh (KN) Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 d D B C C0 30 72 19 22 15.1 Trang22 Chọn : tiết diện lắp khớp dc=25mm Tiết diện lắp ổ lăn trái phải d0=d1=30mm Tiết diện lắp bánh d2=32mm Chọn then lắp chi tiết: Chiều rộng Chiều cao Chiều sâu Chiều dài Số then bc then hc rãnh then t1 then lt then Vị trí lắp bánh 10 40 Vị trí lắp truyền 40 Tên gọi Biểu thức tính toán ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Chiều dày: Thân hộp, δ Nắp hộp, δ Kết THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI δ =0,03.a +3 = 0,03.125 + = 6,75 δ = 10mm Chọn δ = 10 mm δ 1=9 mm δ = 0,9 10 = mm Chọn δ = mm Gân tăng cứng: Chiều dày, e e =(0,8÷1) δ e=10mm Chiều cao, h h < 58 Độ dốc Khoảng 2o Dốc: Bulông nền, d1 d1 > 0,04.a +10 = 0,04 140+ 10 =15,6 d1 =20mm Bulông cạnh ổ, d2 d2 =(0,7÷0,8).d1 d2= 14mm Bulông ghép bích nắp thân d3 =(0,8÷0,9).d2 d3 Vít ghép lắp ổ, d4 d4 =(0,6÷0,7).d2 Vít ghép lắp cửa thăm dầu, d5 d5 =(0,5÷0,6).d2 d3=12mm Đường kính: d4 =10mm d5 = 8mm Mặt bích ghép nắp thân: Chiều dày bích thân hộp, S3 S3 =(1,4÷1,8).d3 S3=20mm Chiều dày bích nắp hộp, S4 S4 = =(0,9÷1).S3 S3=20mm Bề rộng bích nắp hộp, K3 K3 = K2 –(3÷5)mm K3=45 mm Kích thước gối trục: thước nắp ổ Bề rộng mặt ghép bulông cạnh K2=E2+R2+(3÷5)mm=20+25+5 = 50 ổ: K2 E2= 1,6.d2 = 1,6 14 = 22,4 Tâm lỗ bulông cạnh ổ: E2 C R2= 1,3.d2 = 18,2 (k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lỗ) Chiều cao h K2= 50mm E2 =25mm R2 =20mm Trang22 Đường kính tâm lỗ vít: Định theo kích D3 , D ………………… h: xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông kích thước mặt tựa Sinh đế viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Mặt hộp: Chiều dày: Khi phần S1 = (1,3÷1,5) d1 lồi S1 S1=30 mm ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI PHẦN IV: TÍNH LỰA CHỌN KẾT CẤU Tính lựa chọn kết cấu: • Tính kết cấu vỏ hộp: Vỏ hộp hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ chi tiết may tránh bụi Chỉ tiêu hộp giảm tốc độ cứng cao khối lượng nhỏ, vật liệu nên dùng hộp giảm tốc GX15-32 Các kích thước hộp giảm tốc: • Kết cấu chi tiết truyền động: Bánh trụ lớn trục 2: Dm2 = (1,5÷1,8)d2 = (1,5÷1,8).40= 72 mm • = (2,5÷4)2 = mm Kết cấu nắp ổ: Các kích thước đường kính tâm lỗ vít (D) đường kính bích (D) nắp ổ: Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 s = (2,5÷4)m ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Với lắp ổ nhỏ:D=40mm; D2=60mm; D3=80mm;d4=M10; Z=4 Với lắp ổ lớn:D=45mm; D2=65mm; D3=90mm; d4=M10; Z=4 BẢNG THỐNG KÊ CÁC KIỂU LẮP, TRỊ SỐ CỦA SAI LỆCH GIỚI HẠN VÀ DUNG SAI CỦA CÁC KIỂU LẮP Smax=ES - ei ;Smin=EI- es=- Nmax ; Nmax=es – EI;Nmin= ei – ES= -Smax Kiểu lắp Trục mm Trục bánh H7 k6 Lắp thành ổ ES EI es ei Smax Smin ( µm ) ( µm ) ( µm ) +25 +18 +2 +23 -18 ( µm ) k6 Trục II Φ 40 +15 +2 +18 +2 Φ30 Trục I Trục II Φ35 Lắp bích H7 nắp trục d11 với vỏ hộp Trục I Φ 72 Trục II Φ80 Trục với F8 vòng k6 chắn dầu Trục I Φ30 Trục II Φ35 Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 +30 +30 -100 -290 -100 -290 +320 +100 +320 +100 +10 -10 +12 -12 +15 +2 +18 +2 +8 -25 10 -30 Trang22 Các chi tiết ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Lắp thành THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Trục I Φ 72 Trục II Φ80 H7 Trục với D11 bạc chặn k6 Trục I Φ 25 Trục II Φ30 +30 +30 +190 +50 +195 +65 +15 +2 +18 +2 +188 +35 +193 +47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang22 [1] GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy tập 1, tập – NXB Giáo dục [2] PGS.TS.Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, tập – NXB Giáo dục [3] GS.TS Ninh Đức Tốn: Dung sai nắp ghép - NXB Giáo dục 2000 [4] Bộ môn Hình họa –Vẽ kỹ thuật trường ĐHBK Hà Nội : Bài tập vẽ kỹ thuật Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 [...]... Fr 2330,43N Bảng 2.1: Các thông số của bộ truyền xích PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG) Thông số đầu vào: 3.1 Chọn vật liệu làm bánh răng Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế ở đây chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như nhau Tra bảng 6.1[1] ta chọn: Vật liệu nhóm I -Vật liệu bánh lớn : • Nhãn hiệu thép : C45 • Chế... •Vận tốc dài của bánh răng: v= Π.d n w1 1 = 3,14.55,23.1460 = 4,22(m / s) 60000 60000 Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 Trang22 3.5 Xác định các hệ số và một số thông số động học: •Tỉ số truyền thực tế: ut=4,07 •Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng: ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI -Tra bảng 6.13[1] với bánh răng trụ răng thẳng và v=4,22(m/s) ta được cấp chính xác của bộ truyền. .. cứng200 HB; [τ] = 12 ÷ 30 (MPa) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIÊT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI Hình 4.1:Sơ đồ phân bố lực trên2 trục 4.2.3 Lực tác dụng từ xích lên trục: Fx=1950,46(N) •Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 2T 2.54285,61 F =F = 1 = = 2155,9( N ) t1 t2 dw 50,36 1 F = F = F tgαtw = 2155,9.tg 21o5' = 831,17( N ) r1 r2 t1 4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục: Trục I: d sb1 =3 T 1 = 3 54285,61... trọng lượng của xích: kx=1,05 vì β=1350>400 Ft-Lực vòng: Ft=2219,46(N) ⇒ Fr=1,05.2219,46=2330,43(N) 2.8 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích: (trang 88) Thông số Loại xích Bước xích Số mắt xích Chiều dài xích Khoảng cách trục Số răng đĩa xích nhỏ Số răng đĩa xích lớn Vât liệu đĩa xích Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ Đường kính vòng chia đĩa xích lớn Ký hiệu -p x L a Z1 Z2 Giá trị Xích ống con... Bảng tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng: Trang22  P = P = 11,16( KW ) I  T = T = 72998,63( N mm) I  1  n1 = nI = 1460(v / ph)  u = ubr = 4   Lh = 12500(h)  Sinh viên: Vũ Ngọc Lâm – Lớp CN CTM – K57 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thông số Khoảng cách trục chia Khoảng cách trục Chiều rộng vành răng Số răng Đường kính vòng chia Đường kính vòng lăn Đường kính đỉnh răng Đường kính cơ sở Hệ số dịch... 0,8.σ ch2  3.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục: TK 1 Hβ aw = K a (u + 1)3 ,với: [σ ]2.u.ψ H ba -Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng của cặp bánh răng. Tra bảng 6.5[1] ⇒ Ka=49,5 MPa1/3 -T1-Môment xoắn trên trục chủ động:T1=72998,63(N.mm) -[σH]-Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH]=481,82(MPa) -u- Tỉ số truyền: u=4 -ψba,ψbd -Hệ số chiều rộng vành răng: Tra bảng 6.6[1] với bộ truyền đối xứng,HB