BÙI sỹ HÙNG

Đồ án chi tiết máy LỜI NÓI ĐẦU Môn học chi tiết máy môn học thiếu với nghành kỹ thuật, làm đồ án môn học công việc quan trọng cần thiết để hiểu sâu , hiểu rộng kiến thức học lý thuyết lẫn thực tiễn, tạo tiền đồ cho môn học sau Với kiến thức học, với giúp đỡ tận tình thầy giáo VŨ THẾ TRUYỀN thời gian qua em hoàn thành nhiệm vụ đồ án môn học Nhưng lần làm đồ án môn học nên không tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý thầy giáo để đồ án môn học hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo thời gian qua Thái nguyên, ngày tháng năm 2016 Sinh viên BÙI SỸ HÙNG Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN CẤP TỶ SỐ TRUYỀN 1.1Chọn động - Công suất công tác xích tải : Pt = Plv = = = 5,28 ( KM) - Công suất yêu cầu trục động : Pct = = = = 7,07 ( K/W ) Trong đó: ƞ hiệu suất tổng truyền hiệu suất truyền bánh trụ hiệu suất truyền xích ( để hở ) hiệu suất truyền cặp ổ lăn ( gồm ba cặp) Đồ án chi tiết máy hiệu suất nối trục đàn hồi - Tỉ số truyền toàn hệ thống truyền dẫn động : = = = 25 Trong đó: Là tỉ số truyền bánh trụ ( hộp giảm tốc cấp ) Là tỉ số truyền động xích - Số vòng quay trục vòng máy công tắc = = = 28,8 ( Vg/p ) Số vòng quay sơ động = = 28,8 25 = 720 ( Vg/p ) Chọn =750 ( vg/p) Theo bảng (P.1.3) với = 750 (vg/p ) = 7,07 ( K/W ) ⇒ Chọn động cơ: 4A160S8Y3 Có: = 7,5 ( K/W ) thỏa mãn điều kiện ≥ = 730 (vg/p) thỏa mãn điều kiện ~ Hệ số tải = = > = 1,4 Khối lượng động cơ: G = 135 ( kg ) 1.2 Phân cấp tỉ số truyền 1.2.1 Tỉ số truyền hệ dẫn động = = = 25,35 Tỉ số truyền chung hộp giảm tốc Uh = = = 1.2.2 Tính tốc độ quay trục công tác - Trục máy công tác: nct = 28,8 ( vg/p ) Đồ án chi tiết máy - Trục máy I : = ( vg/p ) - Trục máy II : = = 146 ( vg/p ) - Trục động : = 730 (vg/p) 1.2.3 Công suất mô men trục - Trục công tác: = 7,07 (K/W) = 9,55 106 = 9,55 106 = 2344392,3 ( Nmm ) Trục II: - = = = 5,9( K/W) = 9,55 106 = 9,55 106 = 1875060,9 ( Nmm ) - Trục I: - = = = 6,2 ( K/W ) = 9,55 106 = 9,55 106 = 443178,01 ( Nmm ) - Trục động cơ: = = = 34,1 ( K/W) = 9,55 106 = 9,55 106 = 446102,7 ( Nmm ) - Lập bảng thống kê : Trục Động Thông số 7,5 Công suất P,kw Tỉ số truyền Số vòng quay n,vg/p Mômen xoắn T,Nmm 6,2 5,9 730 146 446102,7 443178,01 1875060,9 Đồ án chi tiết máy CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền : 2.1.1 Chọn loại xích : - Để phù hợp với khối lượng nhỏ tính chất làm việc êm , ta chọn loại xích lăn 2.1.2 Xác định thông số xích truyền xích - Với u = , chọn số đĩa nhỏ = 21 ( theo bảng 5.4) - Do số đĩa lớn = 21 = 105 < =120 - Áp dụng công thức tính công suất tính toán : = P.k Trong : ● = 21 ⇒ = = 1,2 - Hệ số ● = 200 ⇒ = = = 0,687 Hệ số vòng quay ● P công suất cần truyền Áp dụng công thức (5.4) bảng (5.6) : k = = 1,25 1,3 = 1,625 Với : = ( đường nối tâm đĩa xích nối với tâm nằm ngang góc ) 1,25 ( chọn a = 25p) = ( điều chỉnh bẳng mộ đĩa xích ) = ( tải trọng làm việc êm) = ( truyền làm việc ca) = 1,3 (môi trường có bụi , chất bôi trơn loại II – BẢNG 5.7 ) = 16,162 1,625 1,2 1,4 = 44,122 ( KW) Đồ án chi tiết máy Theo bảng (5.5) với = 200 vg/p , chọn truyền xích có bước xích p = 31,75 mm thỏa mãn điều kiện bền mòn : < [ P ] = 49,3 ( kw) Đồng thời thỏa mãn p < ( theo bảng 5.8) - Khoảng cách trục a = 25p = 25.31,75 = 793,75( mm) - Tính số mắt xích : x = + + = + += 129,086 - Lấy số mắt xích chẵn = 130 , tính toán lại khoảng cách trục theo công thức (5.13) a* = 0,25p { - 0,5( +) + =0,25 31,75{130 – 0,5(21 + 105) + } = 970,83 -Để xích không chịu lực căng lớn giảm a lượng bằng: ▲a =0,004.a =3,2 mm a = 970,83 – 3,2 =0,97063mm - số lần va đập xích ( 5.14 ) i = /15x = 2,1 2.1.3 kiểm nghiệm xích độ bền Hệ số an toàn : s = = = 8618,27 - Q = 88500(N) tải trọng phá hỏng tra bảng 5.2 Khối lượng m xích q = 3,8 kg = 1,7 ( tải trọng mở máy lần tải trọng danh nghĩa ) v = = = 3,23 (m/s) Đồ án chi tiết máy Lực vòng = = = 5003,715( N ) Lực căng lực ly tâm sinh = q.v2 =3,8 (3,23)² = 39,6 (N ) Lực căng trọng lượng nhánh xích bị động sin h - = 9,81 q a = 9,81 3,8 967,63 = 72,36(N) : = hệ số phục thuộc độ võng xích vị trí truyền >400 theo bảng 5.10 với n = 2000 vg/p ; [s] = 8,5 Vậy s > [s] : truyền xích đảm bảo đk bền 2.1.4 Đường kính đĩa xích -Đường kính vòng chia đĩa xích: = p/sin(180/Z1) = 31,75/sin(180/21) = 213 mm = p/sin(180/Z2) = 31,75/sin(180/105) = 1061,3 mm -Đường kính đáy răng: = − 2.r = 213 – 2.6,03 = 200,94 (mm) = − 2.r= 1061,3 – 6,03 = 1049,24(mm) với : r = 0.5025 + 0,05 = 6,03 ( = 19,05 bảng 5.2) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc đĩ xích =0,47 = 0,47 =1320,86Mpa - với = 21 hệ số kể đến ảnh hưởng đĩa xích = 0,468 Đồ án chi tiết máy - []ứng suất tiếp xúc cho phép (Mpa) -là lực vòng (N) - hệ số tải trọng động bảng- 5.6 Là hệ số phân bố không tải trọng E mô đun đàn hồi A diễn tích chiếu lề (mm2 ) bảng 5.12 = 1320,86( MPa ) [ ] = 1400 2.1.5 - Xác định lực tác dụng lên trục : Lực căng nhánh chủ động nhánh bị động : = + = + Trong tính toán thực tế bỏ qua và lực tác dụng lên trục tính theo công thức : = Trong : – hệ số kể đến trọng lượng xích , = 1,05 ,khi truyền nghiêng góc 40 đường nằm ngang – lực vòng , N , = 5003,715( N )  = = 1,05 5003,715= 5253( N )  Từ kết tính toán ta có bảng thông số truyền xích lăn: Các đại lượng Khoảng cách trụ Số đĩa chủ động Số đĩa bị động Tỉ số truyền Số mắt xích dây xích Đường kính vòng chia đĩa xích Đường kính vòng đỉnh đĩa xích Thông số a = 970,63 = 21 = 105 =5 x = 130 Chủ động : =213 mm Bị động : =1061,3 mm Chủ động : = 226,522 mm Đồ án chi tiết máy Đường kính vòng chân đĩa xích Bước xích Bị động : =1076,7mm Chủ động : =200,9 mm Bị động : =1049,24 mm p = 31,75 2.2 Thiết kế truyền Để thiết kế truyền động bánh cần thiết cần thực theo bước: - Chọn vật liệu - Xác định ứng suất cho phép - Tính sơ kích thước truyền bánh - Xác định kích thước hình học truyền 2.2.1Chọn vật liệu - Chọn vật liệu thích hợp bước quan trọng để tính toán thiết kế chi tiết máy truyền động bánh răng.Đối với hộp giảm tốc chịu công suất trung bình nhỏ,chỉ cần chọn vật liệu nhóm I,đồng thời để tăng khả chạy mòn nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị - + bánh nhỏ : thép 40XH cải thiện đạt độ rắn HRC 48…54 có 1600 Mpa ,= 1400 Mpa + bánh lớn nhỏ : thép 25XTT cải thiện đạt độ rắn HRC 58…63 có 1150 Mpa ,= 950 Mpa 2.2.2 Ứng suất cho phép -Ứngs suất tiếp xúc cho phép tính theo công thức [= - ứng suất tiếp xúc cho phép Đồ án chi tiết máy - = 1,1 hệ số an toàn tính tiếp xúc Theo bảng 6.2 với thép 40XH độ rắn bánh nhỏ =55, =60 : = + 150 = 18.55 + 150 = 1140 MPa = 23 = 1380 MPa -=1 hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc - = hệ số ảnh hưởng đến kích thước bánh - =1 - = Mà =30 = 30.= 109325014.2 =30 = 142342357,3 Vì tải trọng tải trọng tĩnh nên = N == 60cn  c=1 : số lần ăn khớp vòng quay vg/ph số vòng quay phút = 25000 : tổng số làm việc bánh = 60.1.730.25000= … > Tương tự ta lấy =>=1 ( đường cong mỏi gần đường thẳng song song với trục hoành,tức đoạn giới hạn mỏi tiếp xúc giới hạn uốn không thay đổi Trong bước tính thiết kế sơ =1 nên công thức xác địnhứng suất cho phép trở thành [=   [= 1140.1/1,1 = 1036,3 MPa [= 1380.1/1,1 = 1254,6 MPa -Cấp chậm dùng thẳng [ = = =1145,45MPa< 1,25 -Ứng suất tải cho phép [= 2,8,=2,8 1400= 3920 MPa [max=40.= 40.950= 38000 MPa 10 Đồ án chi tiết máy Ta có công thức : = = = = = 447384,568/ 0,1.91125 =49 (Mpa) = = = 443178/ 0,2.91125 = 24,3 MPa Trục làm việc chiều : =0 = = / = 12,15 MPa Tra bảng 10.12 bảng 1.10 ta có : = 1,76 = 1,54 = 0,88 ; = 0,77 Tra bảng 10.16 ta có kiểu : k6 Thay vào công thức ta có : trị số bền mõi thép = 0,1 ; = 0,05 = = 261,6 / (1,76/0,88).49 = 2,66 = = 150 / ( 1,54/ 0,77) 12,15 + 0,05.12,5 = 6,79 Ta chọn đường kính trục làm ổ bi : = 40 mm Chỗ lắp bánh trụ : d= 45mm * Chọn then lắp ghép giữ khớp nối với bánh trục : Với d = 45 mm ta chọ then lắp ghép : Chiều dài then : l = b = 14 : h = : = 5,5 : = 3,8 0,8 lm13 = 225,12 18 Đồ án chi tiết máy Kiểm nghiệm ; = = 24,99 MPa = = 6,24 Mpa 19 Đồ án chi tiết máy 45446,83 Mx 153004,8 420407,52 154632,5 My 443178,01 Mz 20 Đồ án chi tiết máy 2, Trục hai : Ta có : = + + + + = 96 +100 + 39 + 15 + 2.15 = 310 mm = 0,5( + ) + + = 97,5 mm = + + 0,5 ( + cos ) = 175,2 mm * Tính lực = = = 11748,5 N = = = 4276,1 N *Mô men uốn tải mặt cắt nguy hiểm Mặt cắt 1-1 = 2193,7 ( 310 – 175,2 ) = 392766,76 N.mm = = 4104.1( 310 – 175,2 ) = 553232,68 N.mm 21 Đồ án chi tiết máy Mặt cắt 2-2 chổ lắp bánh trụ = = 104490,75 N.mm = = 815889,75 N.mm = = 37021,85 Moomen xoắn = 1875060,9 * Tính xác trục Kiểm tra mặt cắt nguy hiểm : tra bảng 10.16 Tại tiết diện -1 = = 678724,89N.mm = = 1759987,9 N.mm Tại tiết diện – = = 822553,58 N.mm = =2563497,89N.mm Mặt cắt nguy hiểm ; -2 ==75mm =75mm Chỗ lắp ổ bi d=70mm kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Ta có công thức : = : = Thép bon : 22 Đồ án chi tiết máy = 0,436 = 0,436.600 = 261,6 Mpa = 0,25 = 0,25.600 = 150 Mpa Ta có : , , , biên độ trung bình úng suất Ta có công thức : = = = = = 822553,58 / 0,1.421875 =19,4(Mpa) = = =44,4 MPa Trục làm việc chiều : =0 = = / =22,2MPa Tra bảng 10.12 bảng 1.10 ta có : = 1,46 = 1,54 = 0,89 ; = 0,76 Tra bảng 10.16 ta có kiểu : k6 Thay vào công thức ta có : trị số bền mõi thép = 0,1 ; = 0,05 = = = 261,6 / (1,76/0,89).19,4 = 6,8 = 150 / ( 1,54/ 0,76) 22,2 + 0,05.22,2 = 3,2 S = Ta chọn đường kính lắp trục : d = 75mm 23 Đồ án chi tiết máy Ta chọn đường kính trục làm ổ bi : = 70mm 24 Đồ án chi tiết máy 141512,6 Mx 104490,75 553232,68 815889,75 My 1875060,9 Mz 25 Đồ án chi tiết máy 2.3.2 Tính ổ lăn I, Trục 1, chọn loại ổ trượt : Tổng lực dọc tác dụng lên trục = Khá nhỏ so với trục hướng tâm , tải lớn yêu cầu nâng cao độ cứng , chọn ổ đửa côn bố trí ổ hình 11.1a 2, Chọn sơ ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ nhẹ kí hiệu 2211 có C = 43,7 kN kN , = 32,9 Tính kiểm nghiệm khả chịu động ổ : Theo (11.7 ) lực dọc trụng hướng tâm sinh ổ : = = 7077,86 N = = 7709,3 N = 0,83e = 445,2 N = 0,83e = 655,8 N - Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ đũa chọn h 11.1a = - = 655,8 - 106,7 = 549,1 > 26 Đồ án chi tiết máy Do : = = 549,1 N = - = 445,2 – 106,7 = 338,5 < Vậy : = = 655,8 N - Xác định X Y : / ( V.) = : / ( V.) = Do tra bảng 11.4 X = 0,307