LÊ đức ANH

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 cảu 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 23 tháng 11 năm 2016 Sinh viên Lê Đức Anh Chương : Tính chọn động phân chia tỷ số truyền : 1.1 Tính chọn động : 1.1.1 Công suất yêu cầu động : Công suất trục động điện xác định theo công thức: = (1) Trong : – công suất cần thiết trục động , kW – công suất tính toán trục công tác , kW – hiệu suất truyền động Do tải trọng thay đổi: == (2) Trong : = = = 2,6 Thay số liệu vào (2 ) ta tính : = = 2,6 ( KW ) Theo công thức (1 ) ta có : = = Thay số liệu tra bảng 2.3 trị số hiệu suất truyền ổ : + Bộ truyền bánh trụ : = 0,96 + Bộ truyền bánh côn : = 0,96 + Bộ truyền Đai : : = 0,95 + Một cặp ổ lăn : = 0,99 + Khớp nối : = 0,99 Hay : = = 3,12 ( KW ) 1.1.2 Số vòng quay đồng động : Số vòng quay trục máy công tác băng tải : = = = 25,46 ( vòng / phút ) Số vòng quay sơ động : = = Tra bảng 2.4 tỷ số truyền dung cho truyền hệ ta : = = 25,46 10 = 1273 (vòng / phút ) Chọn số vòng quay đồng động : = 1500 ( vòng / phút ) Theo bảng P1.3 Phụ lục với: = 4,0 kW = 1500 ( vòng / phút ) dùng kiểu động : Kiểu động Công suất KW Vận tốc quay vòng/ phút Cos 4A100L4Y 4,0 1420 0,84 2,2 2,0 1.2 Phân chia tỷ số truyền : 1.2.1 , Tỷ số truyền hệ dẫn động tính theo công thức : = (3) Trong : - số vòng quay động chọn , vòng/ phút - số vòng quay trục máy công tác ,vòng /phút Thay số liệu vào (3) ta : = = = 55,77 1.2.2 Phân phối tỷ số truyền hệ cho truyền : = Trong đó: – tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc tỷ số truyền đai ( ) - tỉ số truyền hộp giảm tốc Phân phối tỉ số truyền hệ dẫn động Chọn => Mà Ta có Chọn , , , Theo biểu đồ 3.21 chọn Tính lại theo ta có 1.2.3.Xác định công suất ,monen số vòng quay trục: Công suất làm việc trục : = = = 2,6 1.2.4 Công suất trục : = = = 2,65 ( kw ) = = = 2,78 ( kw ) = = = 2,92 ( kw ) 1.2.5 Số vòng quay trục : = = = 284 ( vòng / phút ) = = = 94,67 ( vòng / phút ) = = = 25,51 ( vòng / phút ) 1.2.6 Momen trục : = = = 98190,14 ( Nmm ) = = = 280437,30 ( Nmm ) = = = 992061,93 ( Nmm ) BẢNG CÔNG SUẤT – TỈ SỐ TRUYỀN – SÓ VÒNG QUAY – MOMEN Trục Động I II III 4,0 2,92 2,78 2,65 Thông số Công suất P,kw Tỉ số truyền u 3,71 Số vòng quay n, v/p 1420 284 94,67 25,51 Momen xoắn T, Nmm 269201,40 98190,14 280437,30 992061,9 Chương 2: Tính Toán Thiết Kế Các Bộ Truyền 2.1 Truyền động Đai Thang 2.1.1 Chọn dạng đai: thông số động tỷ số truyền truyền đai : = 1420 (v/p) = 4,0 (k/w) 2.1.2 Xác định đường kính đai nhỏ: Theo bảng 4.13 chọn đường kính bánh đai nhỏ = 160 ( mm ) Vận tốc đai : = = 11,89 m / s nhỏ vận tốc cho phép = 25 m /s 2.1.3 Xác định đường kính đai lớn : Theo công thức ( 4.2 ) ta có : Với đường kính bánh đai lớn : Suy : = 160.(1 0,02 ) = 627,2 (m/s) Theo bảng 4.26 chọn đường kính tiêu chuẩn = 630 mm Như tỉ số truyền thực tế : = = 4,01 Kiểm nghiệm : = % 2.1.4.Xác định chiều dài đai : Theo bảng 4.14 chọn sơ khoảng cách trục a = = 630( mm) , theo công thức (4.4 ) chiều dài đai : L = 2a + 0,5 () + = 630 + 0,5 3,14 ( 160+630 ) + = 2748 mm Theo bảng 4.13 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l = 2750 mm Nghiệm số vòng chạy đai 1s ,theo (4.15): i = = = 4,32 ( s ) < 10 (s) 2.1.5 Khoảng cách trục a : Theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2750 mm : Theo 4.6 : a= Với : = 2750 – 0,5 3,14 ( 160 + 630 ) = 1509,7 = = = 235  a = = = 543,87 mm a = 543,87 mm Theo ( 4.7 ) góc ôm: = 180 = 180 = 130 > = 120 2.1.6 Xác định số đai cần thiết : Theo bảng (4.7) : = 1,25 Với = , = 0,86 bảng 4.15 Với : = , = Theo bảng 4.17 với : u = , = 1,14 Theo bảng 4.19 [ ] = 2,71 với : v = 11,89 m/s , = 2,05 , = 160mm = 0,93 Thay vào công thức Z= = 3,7 Lấy : z =4 đai 2.1.7 Xác định kích thước bánh đai : Chiều rộng bánh đai B = ( z – ) t + 2.e = ( – ) 19 + 2.12,5 = 82 mm Đường kính bánh đai : Đường kính bánh dẫn : = +2 = 160 + 4,2 = 168,4 mm Đường kính bánh bị dẫn = +2 = 630 + 4,2 = 638,4 mm 2.1.8 Xác đinh lực căng ban đầu lực căng trục Theo (4.19): = + Trong : = Với : = 0,178 kg/m = 0,178 = 25,16 N = 787,99 N *lực tác dụng lên trục = z = 787,99 sin () = 2606,13 N Bảng thống số truyền đai ; Thông số Đường kính đai Đường kính bánh đai Chiều rộng bánh đai Giá trị Bánh đai nhỏ = 160 mm Bánh đai lớn = 630 mm = 168,4 (mm) = 638,4 (mm) B = 82 (mm) Số đai Z=4 Chiều dài đai L = 2750 (mm) Khoảng cách trục a = 543,87 (mm) Góc ôm = 130 Lực tác dung lên trục = 2606,13 N 2.2 Thiết kế truyền Bộ truyền bánh trụ 2.2.1 Chọn vật liệu : - Do công suất truyền tải không lớn , yêu cầu đặc biết vật liệu , để thống thiết kế chọn vật liệu hai cấp cụ thể chọn thép 45 cải thiện ,phôi rèn Đồng thời để tăng khả chạy mòn , nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 15 đơn vị + ( 10 … 15 ) HB Bánh nhỏ : + Thép 45 cải thiện + Đạt độ rắn HB = ( 241 … 285 ) + Giới hạn bền : = 850 MPa + Giới hạn chảy : = 580 MPa Chọn độ rắn bánh nhỏ : = 260 Bánh lớn : + Thép 45 cải thiện + Đạt độ rắn HB = ( 192 … 240 ) + Giới hạn bền : = 750 MPa + Giới hạn chảy : = 450 MPa Chọn độ rắn bánh lớn : = 250 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép : 10 = = = 33522,946 Momen cản xoắn : = = = 67179,82 = = =16,26 Trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động đó: = = = = 2,21 + – hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi Theo bảng 10.7 tra : = 0,05 ; = + – 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 ; = 0,73 – hệ số tập trung ứng suất uốn, xoắn Theo bảng ( 10.12 ), trục có rãnh then, dùng dao phay ngón ta tra : = 1,76 ; = 1,54 = = 2,31 ; Tra bảng (10.11) : Chọn : = 2,52 ; = = 2,1 = 2,52 ; = 2,03 = 2,03 để tính : 45 = = = 2,15 = = = 1,74 Vậy ta có : = = = 7,48 = = = 39,45 = = =7,3 = 7,3 [ s ] = 1,5 … 2,5 Vậy trục III thỏa mãn điều kiện mỏi 46 Fa4 Y1 Fk Y2 X1 Ft4 X2 Fr4 Mx 52231.05 853549.2 49910 My 901197.4 Mz 47 ø ø ø 901197.4 3.3 Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : Để đề phòng khả bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột ( chẳng hạn mở máy ) cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh = [ ] Trong : = = [ ] = 0,8 = 0,8 340 = 272 ( MPa ) A, Trục I : = = = 84,67 = = = 23,22 = = = 93,73 MPa [ ] = 272 MPa Trục I thỏa mãn độ bền tĩnh B, Trục II : = = = 314,99 = = = 74,84 = = = 240,61 MPa [ ] =272MPa Trục II thỏa mãn độ bền tĩnh C, Trục III : = = = 599,90 = = = 216,7 = = = 262,26MPa [ ] = 272MPa Trục III thỏa mãn độ bền tĩnh 48 3.4 Tính kiểm nghiệm trục độ cứng : Kích thước trục xác định theo độ bền không đảm bảo đủ độ cứng cần thiết cho làm việc bình thường truyền ổ,cũng độ xác cấu Vì cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ cứng 3.4.1.Tính độ cứng uốn : Điều kiện đảm bảo độ cứng uốn : f [f] [ ] Trong : [ f ] – độ võng cho phép ; [ ] – góc xoay ( góc nghiêng đường đàn hồi trục cho phép Có thể lấy [ f ] ; [ ] sau : [ f ] = 0,01 m ; [ ] = 0,005 rad Trong trục ta thấy trục II trục chịu tải trọng lớn ,ta thấy mặt cắt bánh nguy hiểm = = bánh có d = 45 ( mm ) = = = 82447,95 (mm ) Thay số vào công thức bảng 10.14 ta : = 0,0058 ( mm) , = 0,023 ( mm ) Vậy f = = 0,024 mm f [ f ] = 0,01 Thỏa mãn điều kiện độ cứng uốn 3.4.2 Tính độ cứng xoắn : Trên trục II có đoạn hai bánh chịu xoắn ,tại có rảnh then Góc xoắn tính theo công thức: = [ ] 49 Trong : G – mođun đàn hồi trượt G = 8.1 MPa – momen quán tính độc cực = = = 164895,91 ( ) l – chiều dài đoạn trục tính , l = 120 mm k= với : h = d = 45 mm hệ số = 0,5 ( đoạn trục có rảnh then ) T = 102672,43 ( N.mm ) k = = = 1,8 Vậy góc xoắn : = = = 0,50 = 30’ 0’’ [ ] = 30’ Vậy điều kiện thỏa mãn độ cứng xoắn Chương Tính toán thiết kế Ổ Lăn 4.1.TÍNH CHỌN Ổ LĂN 4.1.1.Tính ổ theo trục I : 4.1.1.1 CHỌN LOẠI Ổ LĂN Ta chọn loại ổ đũa côn cho gối đỡ Vì hệ thống ổ lăn dung hộp giảm tốc nên ta chọn cấp xác bình thường (0) có độ đảo hướng tâm 20 µm, giá thành tương đối 4.1.1.2 CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN Chọn ổ theo khả tải động 50 Ta tính đảo chiều Fr Y1 X2 Fr X1 Y2 Fa1 Ft1 Tính lực Suy Suy Suy 51 ) (N) Chọn loại ổ Để tang cường độ cứng cho bánh côn ta chọn ổ đũa côn đường kính Theo bảng p2.11ta chọn ổ đũa côn dãy trung kí hiệu 7307 Ta có C = 48.1 (KN) , , Trong Q tải trọng quy ước L tuổi thọ M bậc đường cong mỏi khử ổ lăn, ổ đũa m=10/3 Gọi tuổi thọ ổ , n= 727 số vòng quay trục 1, ta có L = (triệu vòng) Xác định tải trọng động quy ước Q= (X.V.+Y.) Trong , tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục V hệ số kể đến vòng quay, V= 52 hệ số kể đến nhiệt độ hệ số kể đến đặc tính tải trọng tra bảng 11.3 vớidđặc tính làm việc êm X hệ số tải trọng hướng tâm Y hệ số trọng dọc trục Phản lực hướng tâm ổ e hệ số thực nghiệm e= 1.5*tgα=1.5*tg12=0.31 lực dọc trục Fr0 Fr1 Fs0 Fa Fs1 Dựa vào bảng 11.5 theo sơ đồ trục ta có Tính tỉ số : Tra bảng 11.4 , 53 , =(0.4*1*3234.3+0.154*1621.8)*1*1=3791.2 (N) = (1*1*5210.1+0*574.6)*1*1=5210.1 (N) Như cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn Tải trọng tương đương = 5210.1*  Như ổ lăn chọn thỏa mãn tải động Chọn ổ lăn theo tải tĩnh Tra bảng 11.4 , Với ổ ta có:  Với ổ 1ta có : =  Vậy khả tĩnh ổ đảm bảo 4.1.2.TÍNH Ổ THEO TRỤC II 4.1.2.1 CHỌN LOẠI Ổ LĂN Ta chọn loại ổ đũa côn cho gối đỡ Vì hệ thống ổ lăn dung hộp giảm tốc nên ta chọn cấp xác bình thường (0) có độ đảo hướng tâm 20 µm, giá thành tương đối 54 4.1.2.2 CHỌN KÍCH THƯỚC Ổ LĂN Chọn ổ theo khả tải động Đường kính Theo bảng p2.11ta chọn ổ đũa côn dãy trung kí hiệu 7307 Ta có C = 29.9(KN) , ,  e= 1.5*tgα=1.5*tg13.5=0.36 Gọi tuổi thọ ổ , n= 242 số vòng quay trục 1, ta có L = (triệu vòng) Xác định tải trọng động quy ước Q= (X.V.+Y.) Ta xác định X,Y Fr20 Fr21 Fs21 Fs20 Fa Lực hướng tâm Lực dọc trục 55 Dựa vào bảng 11.5 theo sơ đồ trục ta có Tính tỉ số : Tra bảng 11.4 , , =(0.4*1*2233.9+1.67*1934.3)*1*1.1=4536.2 (N) = (1*1*3648.6+0*1090.2)*1*1.1=4013.46 (N) Như cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn Tải trọng tương đương = 4536.2 *  Như ổ lăn chọn thỏa mãn tải động Chọn ổ theo tải tĩnh Tra bảng 11.6 với ổ đũa côn , Với ổ ta có = 2888.7 > 56  Với ổ ta có = 2822.9 (N) < Vậy khả tải tĩnh ổ đảm bảo KẾT LUẬN • Sau trình học tập nghiên cứu em biết cách chọn động cơ, tính toán truyền đai, thiết kế truyền gồm 57 • thông số bánh thẳng , tính toán thiết kế trục ổ lăn Xong trình tính toán nhiều chỗ chưa hợp lý, sai số lớn KIẾN NGHỊ • Với hạn chế kính mong thầy xem xét đóng góp ý kiến để em hoàn thiện đồ án 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 58 [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 59 [...]... + = 74+ 0,5 ( 60 + 80 ) + 15 = 159 ( mm ) = + + 3 + 2 + = 60 + 80 + 3 15 + 2 15 + 17 = 243 (mm) 3.2.4 Thiết kế Trục I : A, Lực tác dụng lên bánh răng côn = =844,1 = = 281,3 (N)= B,Lực tác dụng lên bánh răng trụ răng thẳng = = => =0 27 C.Lực từ khớp nối tác dụng lên trục Mà đường kinh vòng tròn qua tâm các chốt tra bảng 15.10 chọn  Chọn 3.2.5 Lực tác dụng từ bộ truyền đai ĐỐI VỚI TRỤC I Fr Y1 X2 Fr... 2.2.8.1Chọn Vật Liệu : Bánh răng nhỏ: thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 … 285 ,có , , Bánh răng lớn : thép tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…204 có , 2.2.8.2 Phân tỉ số truyền cho cặp bành răng côn ( cấp nhanh ) và bánh răng trụ (cấp chậm) Theo phần chọn đai ta có , 2.2.8.3 Tính Bộ Truyền bánh răng Côn răng thẳng : 2.2.8.4.Xác định chiều dài côn ngoài : Với bộ truyền bánh răng bằng thép , chọn theo bảng... ] = 257,14 MPa 2.2.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải : Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải ( thí dụ lúc mở máy , hãm máy , … vv ) với hệ số quá tải : = Trong đó : là momen xoắn quá tải , T là monen danh nghĩa 18 Theo 6.48 với = = 2,2 = = 477,02 = 707,53 MPa < [ = 1260 MPa Theo (6.49) : = = 126,93 2,2 = 279,22 MPa < [ = 464 MPa = = 120,24 2,2 = 264,52 MPa < [ = 360 MPa Vậy bánh răng đủ bền khi... 10.6 ta có : = = 31 Theo bảng 9.1 với = 40 mm ; tra được then có : Kích thước tiết diện then : b = 10 ; h = 8 Chiều sâu trên trục : = 5 Chiều sâu rảnh then trên lỗ : = 3,3 Tiết diện lắp có một rãnh then lên theo bảng 10.6 ta có : Momen cản uốn : = = = 3240,27 Momen cản xoắn : = = = 7098,94 = = = 20,19 Trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó: = = = = 2,43 + và – hệ số kể đến ... 3.2.4 Thiết kế Trục I : A, Lực tác dụng lên bánh côn = =844,1 = = 281,3 (N)= B,Lực tác dụng lên bánh trụ thẳng = = => =0 27 C.Lực từ khớp nối tác dụng lên trục Mà đường kinh vòng tròn qua tâm... đai Z=4 Chiều dài đai L = 2750 (mm) Khoảng cách trục a = 543,87 (mm) Góc ôm = 130 Lực tác dung lên trục = 2606,13 N 2.2 Thiết kế truyền Bộ truyền bánh trụ 2.2.1 Chọn vật liệu : - Do công suất... tải ( thí dụ lúc mở máy , hãm máy , … vv ) với hệ số tải : = Trong : momen xoắn tải , T monen danh nghĩa 18 Theo 6.48 với = = 2,2 = = 477,02 = 707,53 MPa < [ = 1260 MPa Theo (6.49) : = = 126,93