1 DƯƠNG văn MINH

LỜI NÓI ĐẦU Đồ án chi tiết máy môn học ngành khí, môn học giúp sinh viên có nhìn cụ thể, thực tế kiến thức học, mà sở quan trọng cho môn chuyên ngành Do lần làm quen với công việc tính toán thiết kế chi tiết với hiểu biết hạn chế, dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng môn liên quan Song làm sinh viên tránh khỏi sai sót Sinh viên kính mong hướng dẫn bảo tân tình cảu thầy cô môn giúp cho sinh viên ngày tiến Cuối sinh viên xin chân thành cảm ơn thầy cô môn, đặc biệt thầy Vũ Thế Truyền trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình giúp sinh viên hoàn thành nhiệm vụ giao Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2016 Sinh viên Dương Văn Minh MỤC LỤC CHƯƠNG I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ 1.1.1 Xác định công suất động Công suất cần thiết tính theo công thức: = Trong (1) : công suất cần thiết trục động (KW) : công suất tính toán máy trục công tác (KW) ɳ : hiệu suất truyền động Hiệu suất truyền động : ɳ= = 0.95 0.99 = 0.83 = = = 2,754 Thay vào (1) = = = 3,31(kw) 1.1.2 Xác định số vòng quay sơ động = = = = 22,28(v/p) = = 22,28 20 = 891,26 (v/p) 1.1.3 Chọn quy cách động Động chọn phải thỏa mãn điều kiện : ≥ ≈ Tra bảng ta : + Kiểu động : 4A112MB6Y3 + Công suất động : 4(kw) +Vận tốc quay :950(v/p) 1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tỷ số truyền hệ dẫn động = = Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động = = 42,41 cho truyền Chọn = 21,2 =2 → = = Có = 0,7332 Mặt khác Tính lại → = theo → = 5,23 = 4,04 = = = 1.3 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN TRỤC 1.3.1.Công suất tác động lên trục +Trên trục công tác = = = 2,754 +Trục III = = = 2,8(kw) +Trục II = = = 2,95(kw) = = = 3,11(kw) + Trục I 1.3.2.Số vòng quay trục + Tốc độ quay động = 950(v/p) + Tốc độ quay trục I = = = 475(v/p) + Tốc độ quay trục II = = = 90,34 (v/p) + Tốc độ trục III = = = 22,36 (v/p) 1.3.4.Momen xoắn trục = 9,55 +Trục I = 9,55 = 67839,99(N.mm) = 9,55 = 337220,5003(N.mm) = 9,55 = 1294118,962 (N.mm) +Trục II +Trục III BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Thông số Trục Động Công suất P, kw 3,11 2,95 2,8 Tỷ số truyền u 5,23 4,04 Số vòng quay n, v/p 950 475 90,34 22,36 Momen xoắn T, Nmm 67839,99 337220,5003 1294118,962 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1.TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 2.1.1.Chọn đai Do chế độ làm việc truyền đai làm việc va đạp nhẹ ca tương đương 16h Cho nên đai làm việc phải có độ bền cao, thêm vào phải đảm bảo yêu cầu kinh tế giá thành phải tối thiểu Cho nên ta chọn đai dẹt vải cao su 2.1.2.Xác định thông số truyền - Chọn đường kính đai nhỏ Chọn = (5,2 … 6,4) = 211,64 … 260,48 = 224 mm Vận tốc v = Ta có - = (5,2 … 6,4) = = 11,08 m/s < = = Chọn đường kính tiêu chuẩn Tỷ số truyền thực = 457,14 mm = 450 mm = 2,04 Sai lệch tỷ số truyền = = = 100 = =2 < (tmđk) - Chọn khoảng cách trục chiều dài đai a ≥ (1,5 … 2) ( + ) = 1011 … 1348 chọn a= 1200 mm - Chiều dài đai l = 2a + + = 2.1200 + + = 2747,64 mm Cộng thêm 100 ÷ 400 tùy theo cách nối đai Số vòng chạy đai 1s i= = = 4,1< =3÷ (tmđk) Xác định lại khoảng cách trục a a={l+ } /4 = Góc ôm = –( 674,29mm - ) = > → chọn đai cao su 2.1.3.Xác định tiết diện đai chiều rộng bánh đai = Có tỷ số ( = )max = = 302,34N → = = 5,6mm → chọn loại đai B-800, có lớp lót, trị số -Ứng suất có ích cho phép [ ]= Trong chuẩn = 5,6 mm (số lớp 4) : ứng suất có ích :góc ôm (tra bảng 4.10) :vận tốc (tra bảng 4.11) : vị trí truyền (tra bảng 4.12) Chọn = 1,6 → → →[ Có =2,3 ; = - =9 = 2,3 - = 2,075 ] = 2,075 0,97 1 = 2,01 (MPa) b= = = 29,54 mm Chọn b = 30mm, B = 40 (tra bảng 21-16) 2.1.4.Xác định lực căng ban đầu, lực tác dụng lên trục -Lực ban đầu = b =1,6.30.5,6 = 268,8N -Lực tác dụng lên trục đai = .sin ( /2) = 535,20N Bảng kết tính toán Thông số Đai dẹt Đường kính bánh đai nhỏ 24 mm Đường kính bánh đai lớn 450 mm Chiều rộng bánh đai B mm Chiều dài dai l mm Số đai z Tiết diện đai b ( Lực tác dụng lên trục (N) 40 2747,64 ) 30 5,6 535,20 10 = – = • + – + + =0 =0 = 602,21N = 640,04N Tính monen uốn tổng momen tương đương : Momen uốn tổng quát tiết diện j : = Momen tổng phía phải điểm C : = = 101735,78 ( N mm ) Momen tổng phía trái điểm C : = = 126470,55 ( N mm ) Momen tương đương tiết diện j : = Momen tương đương bên phải điểm C : = = 1125347,984( N.mm ) Momen tương đương bên trái điểm C : 42 = = 1120740,4 ( N.mm ) • Tính đường kính trục tiết diện: = - ứng suất cho phép thép chế tạo trục Tra bảng 10.5 : = 63 MPa Đường kính trục tiết diện C : = = 56,31( mm ) = Theo tiêu chuẩn chọn Tại chỗ khớp nối = 56,35( mm ) = 70 mm = = 1120739,897 Đướng kính khớp nối d = = = 56,24 43 Theo tiêu chuẩn chọn = 50 mm Ta có : = = = 1121789,048 ( N.mm ) = = Theo tiêu chuẩn chọn = 56,25( mm ) = = 60 mm 44 89428,185 48506,88 95044,26 Ø50 Ø70 Ø60 1294118,962 Kiểm nghiệm • Kiểm nghiệm độ bền mỏi trục : Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện Theo công thức (10.19) 45 s= [s] Trong : [ s ] – hệ số an toàn cho phép , thông thường [ s ] = 1,5 … 2,5 – hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp – hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp Theo công thức ( 10.20 ) , (10.21 ) ta có : = = Trong : + – giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Trục làm thép 45 có : = 0,436 = 0,58 + + , = 600 MPa Do : = 0,436 600 = 261,6 MPa = 0,58 261,6 = 151,73 MPa – biên độ ứng suất pháp ứng suất tiếp , – trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp 46 Do trục quay , theo công thức ( 10 22 ) ta có : =0 ; Theo bảng 10.6 ta có : Theo bảng 9.1 với = = = ; = = 70 mm ; tra then có : Kích thước tiết diện then : b = 20 ; h = 12 Chiều sâu trục : = 7,5 Chiều sâu rảnh then lỗ : = 4,9 Tiết diện lắp có rãnh then lên theo bảng 10.6 ta có : Momen cản uốn : = = = 33673,94 Momen cản xoắn : =  = = = 67347,89 = = 38,43 Trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động đó: 47  + = = = = 9,6 – hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Theo bảng 10.7 tra : + = 0,05 ; =0 – hệ số xác định theo công thức (10.25) ( 10.26 ) = = Theo bảng (10.8) ; (10.9) chọn : = 1,06 ( trục gia công máy tiện với = (2,5 … 0,63 ) = 1,2 – hệ số tăng bền bề mặt trục , bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt ,cơ tính vật liệu : = 1,1 … 1,25 – hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi Theo bảng (10.10) ta có : =0,76 ; – hệ số tập trung ứng suất uốn, xoắn 48 = 0,73 Theo bảng ( 10.12 ), trục có rãnh then, dùng dao phay ngón ta tra : = 1,76 ;  = Tra bảng (10.11) : Chọn : = 1,54 = 2,31 ; = = 2,52 ; = 2,03 = 2,52 ; = 2,1 = 2,03 để tính : = = = = = = 1,74 2,15 Vậy ta có : = = = 2,68 = = = 9,08 49 = = 2,57 = = 2,57 [ s ] = 1,5 … 2,5 Vậy trục III thỏa mãn điều kiện mỏi 2.4 TÍNH CHỌN Ổ LĂN 2.4.1.Chọn loại ổ lăn : Dựa vào yêu cầu thiết kế đặc tính loại ổ ( khả tiếp nhận tải trọng hướng tâm , tải trọng dọc trục, khả tải , khả quay nhanh giá thành tương đối ) chọn loạiổ bi đỡ - chặn dãy 2.4.2 Chọn ổ lăn cho trục I Dựa vào đường kính ngõng trục d = 20mm Tra bảng P2.7 có kí hiệu ổ 304, đường kính D = 52 Khả tải động C =12,5 Khả tải tĩnh =7,94 B =15, r = 2, đường kính bi = 9,52 2.4.2.1.Kiểm nghiệm khả tải động Với = , tải trọng quy ước Q = X.V Ta kiểm nghiệm trục chịu tải lớn 50 = = =1504,7 ( N ) = = = 968,021 ( N ) Đối với trục ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = V = vòng quay = khit ≤ 100 độ Với làm việc êm =1 Q = 1 1504,7 1 = 1,5047KN Có khả tải động =Q Trong tuổi thọ ổ bi m = Tuổi thọ ổ lăn L = 60 = 24000 945 60 1360,8 = 8,34 ≤ C tmđk 2.4.2.2.Khả tải tĩnh Với =0, = 0,6 51 =  = = 0,6 1,5047 = 902,82( N ) ≤ tmđk 2.4.3 Chọn ổ lăn cho trục II Dựa vào đường kính ngõng trục d = 34mm Tra bảng P2.7 có kí hiệu ổ 306, đường kính D = 72 Khả tải động C =22 Khả tải tĩnh = 15,1 B =19, r = ; đường kính bi = 12,3 2.4.3.1.Kiểm nghiệm khả tải động Với = , tải trọng quy ước Q = X.V Ta kiểm nghiệm trục chịu tải lớn = = = 2472,19 ( N ) = = = 2604,57 ( N ) Đối với trục ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = V = vòng quay = khit ≤ 100 độ 52 Với làm việc êm =1 Q = 1 2604,57 1 = 2,604KN Có khả tải động =Q Trong tuổi thọ ổ bi m = Tuổi thọ ổ lăn L = 60 = 24000 945 60 1360,8 = 21,58≤ C tmđk 2.4.3.2.Khả tải tĩnh Với =0, = = 0,6 = 0,6 2604,57 = 1562,74( N ) ≤ tmđk 2.4.4 Chọn ổ lăn cho trục III Dựa vào đường kính ngõng trục d = 70mm Tra bảng P2.7 có kí hiệu ổ 314, đường kính D = 150 Khả tải động C =81,7 Khả tải tĩnh = 64,5 B = 35, r = 3,5 ; đường kính bi = 25,4 2.4.4.1.Kiểm nghiệm khả tải động Với = , tải trọng quy ước Q = X.V 53 = Ta kiểm nghiệm trục chịu tải lớn = = = 878,81( N ) = = = 1512,41 ( N ) Đối với trục ổ đỡ chịu lực hướng tâm X = V = vòng quay = t ≤ 100 độ Với làm việc êm =1 Q = 1 1512,41 1 = 1,512KN Có khả tải động =Q Trong tuổi thọ ổ bi m = Tuổi thọ ổ lăn L = 60 = 1360,8 = 16,75≤ C tmđk 2.4.4.2.Khả tải tĩnh 54 = 24000 945 60 Với =0, = = 0,6 = 0,6 1512,41 = 907,446( N ) ≤ tmđk KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đồ án hoàn thiện Đồ án hoàn thành năm chương đề ra: tính động học phần tĩnh học, tính toán thiết kế chi tiết máy, truyền động bánh rang, thiết kế tính toán trục, chọn tính toán ổ lăn Các phần đáp ứng yêu cầu, mục đích ban đầu đề ra: tiết kiệm nguyên liệu, thỏa mãn điều kiện an toàn Kiến nghị Do hạn chế kiến thức, nên trình tính toán nhiều sai sót Để hoàn thành tốt đồ án mong hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo môn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển – tính toán thiết kế hệ dẫn động khí , tập 1,2 Nxb Giáo dục Hà Nội , 2001 [2] Nguyễn Trọng Hiệp – chi tiết máy , tập 1,2 Nxb Giáo dục Hà Nội , 1994 [3] Ninh Đức Tôn – Dung sai lắp ghép Nxb Giáo dục Hà Nội , 2004 55 56 [...]... theo công thức ( 10 10 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) d Với bánh răng 1 và động cơ ta có : = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 30 = ( 36 … 45 ) Chọn = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 50 = ( 60 … 75 ) Chọn = 45 = 75 22 = = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 50 = ( 60 … 75 ) Chọn = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 75 = (90 … 11 2,5 ) Chọn = 60 = 10 0 Chiều dài may ơ khớp nối = ( 1, 4 … 2,5 ) = (98 … 17 5 ) Chọn = 12 0 Trị số các... 2248, 21 ( N ) , = = 0 , = = = = 13 11, 64( N ) ; = =0 = 213 6,8 ( N ) = 213 6,8 = 12 46,64( N ) Theo phương x : = (- 212 + 14 8,5+ 71 )= 0 = 2249,7N Theo phương y : = 212 - 71 - =0  = 13 12,51N 32 14 8,5 + + = - = – + – =0 = 12 45,77N – + =0 = 213 5, 31 • Tính monen uốn tổng và momen tương đương : Momen uốn tổng quát tại các tiết diện j : = Xét tại điểm C : Momen tổng phía trái điểm C : = = 17 5522 ,16 ( N... trục đến giới hạn mỏi Theo bảng (10 .10 ) ta có : và =0,88 ; – hệ số tập trung ứng suất khi uốn, xoắn 30 = 0, 81 Theo bảng ( 10 .12 ), trục có rãnh then, dùng dao phay ngón ta tra được : = 1, 76 ;  = 1, 54 = =2 Tra bảng (10 .11 ) : Chọn : ; = 2,06 ; = 2,06 ; = = 1, 9 = 1, 64 = 1, 9 để tính : = = = 1, 716 = = = 1, 633 Vậy ta có : = = = 5,24 = = = 21, 16 31 = = = 5,08 = 5,08 [ s ] = 1, 5 … 2,5 Vậy trục I thỏa mãn điều... 56 2,98 = 6, 01 =1+ = 1, 08 Thay vào (#) đc = 274 .1, 515 0,8 71 Với v = 2,48 ≤ 5 (m/s), = 407,8 MPa =1; chọn cấp chính xác = 8 độ nhám = 2,5 … 1, 25 = 0,95; với → = m ≤ 700mm, =1 = 572,72 0,95 1 1 = 544,084 MPa Như vậy ≤ , tmđk 2.2.7.Kiệm nghiệm răng về độ bền uốn = Yên cầu ≤ ≤ ; 18 ≤ =1, 32 (tra bảng 6.7) = 1, 27( tra bảng 6 .14 ) → = 1, 777 = 1, 06 (tra bảng P2.3) Với = 1, 7 21 → = = 0,58 , =1 Số răng tương... tỷ số truyền của bánh răng 14 = 49,5 (5,23 +1) = 18 0,73mm Vậy ta chọn = 18 1 mm 2.2.5,Xác định các thông số khớp m = (0, 01 … 0,02) - = 1, 58 … 3 ,16 Chọn m = 2,5 Tính số bánh răng ( bánh răng nhỏ) = = = 23,24 → Chọn = 24 (bánh răng lớn) = → Chọn → - = m = 24 5,23 = 12 5,52 = 12 6 = Tính lại + = 2,5 = 15 0 = 18 7,5 Chọn 18 8 Hệ số dịch tâm y = Theo (6.23) = - 0,5.( = 1, 33 15 + ) = 0,2 = → = 0,009 ,... = 2248, 21 ( N ) , =0 ; = 13 11, 64( N ) ; =0 = 535,2 ( N ) Theo phương x : =-( 212 – 71) = 0 = 752,93 Theo phương y : =+ 212 - 71- 67 – =0 = 608, 41 = -( + + – )= 0 = -16 8,03 (chọn chiều ngược lại ) = • – + =0 Tính monen uốn tổng và momen tương đương : Momen uốn tổng quát tại các tiết diện : = Momen tổng phía phải điểm C : 24 = 2 416 ,24 = = 13 6492,28 (N.mm) Momen tổng phía trái điểm C : = = 11 2055,49... =1 Số răng tương đương = Tra bảng 6 .18 , với = 24 ; = 0,0326 → = 3,58 = = 95,95 MPa = = 88,078 MPa Ứng suất thực [ ]=[ ] [ ]=[ ] Với m= 2,5 → = 12 6 = 3,9 = 0 ,16 8 → → = = 1, 08 – 0,0695 ln(2,5) = 1, 02 ; 19 =1 = → [ ] = 95,95 1, 02 1 1 =97,869 MPa [ ] = 88,078 1, 02 1 1 = 89,83 MPa 2.2.8.Kiểm nghiệm về quá tải Ứng suất quá tải cho phép [ ]max = 2,8 = 2,8 450 = 12 60 MPa [ ]max 0,8 = 0,8.580 = 464... nên =0→ =0 → = 1, 515 = Mặt khác = [ 1, 88 - 3,2 ( → ] = 1, 7 21 = Theo (6.40) v = = 0,8 71 = = 2,98 ≤ 6 → Cấp chính xác là 8 (tra bảng 6 .13 ) = 1, 09 trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp (tra bảng 6 .14 ) =1+ Trong đó = v hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (tra bảng 6 .15 ) 17 hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng 1, 2(tra bảng 6 .16 ) → = 0,006... 2.2 .1. Chọn vật liệu Theo bảng 6 .1 chọn - Bánh nhỏ : thép 45 tôi cải thiện, độ rắn HB 2 41 … 285 Có = 850 MPa, = 580 MPa - Có Bánh lớn : thép 45 tôi cải thiện, độ rắn HB 19 2 … 240 = 750 MPa , = 450 MPa Theo bảng 6.2, với thép 45 tôi cải thiện, độ rắn HB 18 0 … 350 Có = 2HB + 70 , = 1, 8HB , Ta chọn độ bánh răng nhỏ → = 1, 1 = 1, 75 = 300 , = 2 280 +70 = 630 MPa = 2.300 +70 = 670 Mpa = 1, 8 280 = 504 MPa = 1, 8... số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Theo bảng 10 .7 tra được : + và = 0,05 ; =0 – hệ số xác định theo công thức (10 .25) và ( 10 .26 ) = = Theo bảng (10 .8) ; (10 .9) chọn được : = 1, 06 ( trục gia công trên máy tiện với = 2,5 … 0,63 ) = 1, 2 – hệ số tăng bền bề mặt trục , bảng 10 .9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt ,cơ tính vật liệu : và = 1, 1 … 1, 25 – hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích ... thức ( 10 10 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) d Với bánh động ta có : = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 30 = ( 36 … 45 ) Chọn = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 50 = ( 60 … 75 ) Chọn = 45 = 75 22 = = ( 1, 2 … 1, 5... 0, 81 Theo bảng ( 10 .12 ), trục có rãnh then, dùng dao phay ngón ta tra : = 1, 76 ;  = 1, 54 = =2 Tra bảng (10 .11 ) : Chọn : ; = 2,06 ; = 2,06 ; = = 1, 9 = 1, 64 = 1, 9 để tính : = = = 1, 716 = = = 1, 633... … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 50 = ( 60 … 75 ) Chọn = ( 1, 2 … 1, 5 ) = ( 1, 2 … 1, 5 ) 75 = (90 … 11 2,5 ) Chọn = 60 = 10 0 Chiều dài may khớp nối = ( 1, 4 … 2,5 ) = (98 … 17 5 ) Chọn = 12 0 Trị số khoảng