1 NGUYỄN CÔNG HỒNG

LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế đồ án Chi Tiết Máy môn ngành khí Môn học giúp cho sinh viên nhìn cụ thể thực tế với kiến thức học mà sở quan trọng cho môn chuyên ngành học sau Đề tài mà em giao thiết kế dẫn băng động tải có hộp giảm tốc, bánh côn truyền đai trình thiết kế Chi Tiết Máy cho hộp giảm tốc em tham khảo sách hướng dẫn đồ án chi tiết máy Do lần đầu làm quen với công việc thiết kế Chi Tiết Máy , với hiểu biết hạn chế dù cố gắng tham khảo tài liệu môn lien quan nên sinh viên chúng em tránh khỏi sai sót kính mong dạy hướng dẫn thầy, cô môn giúp chúng em ngày tiến học tập Cuối em xin cảm ơn thầy cô môn đặc biệt thầy Vũ Thế Truyền trực tiếp hướng dẫn dạy nhiệt tình để em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 23 tháng 11 năm 2016 Sinh Viên Nguyễn Công Hồng MỤC LỤC SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí Lời nói đầu…………………………………………………………………… …1 Chương Tính chọn động phân chia tỷ số truyền………………… …4 1.1 1.2 Tính chọn động cơ……………………………………………………… …4 Phân chia tỷ số truyền …………………………………………… …… …6 Chương Tính toán thiết kế truyền……………… …………………………………7 2.1 Thiết kế truyền trong………………………………… …………………….………….…….7 2.1.1 Chọn vật liệu…………………………………………………… ………………………… ….……7 2.1.2 Xác định ứng suất cho phép…………………………………………………………… ……7 2.1.3 xác định thông số…………………………………………… ………………………………9 2.1.4 kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc…………………………………………………………………11 2.1.5 Kiểm nghiệm đồ bền mỏi ……………………………………………………………………….14 2.1.6 kiểm nghiệm độ bền tải……………………………………………………………………15 2.1.7 tính thong số truyền…………………………………………………………………….17 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 2.2 Thiết kế truyền tính trục, ổ lăn………………………… …… …………18 2.2.1 Thiết kế truyền (truyền đai)…………………………………… …………….18 2.2.2 Tính toán thiết kế trục…………………………………………………………………….20 2.2.2.1Chọn vật liệu……………………………………………… ………………………….….………20 2.2.2.2tính sơ trục………………………………………………………………… ……… ……… 20 2.2.2.3xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực……………… ………21 2.2.2.4xác định trị số chiều lực lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục……………………………………………… ………………………………………………………….… 23 2.2.2.5Biểu đồ mômen đường kính đoạn trục………………………………………… 24 2.2.3Tính toán thiết kế ổ lăn…………………………………………………… …………… 35 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 2.3 Tính lựa chọn chi tiết khác……………………………………… ……………… Chương Kết luận kiến nghị………………………………………………………………… 42 3.1 Kết luận………………………………………………………………… 42 3.2 Kiến nghị………………………………………………………………… 42 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………… 43 CHƯƠNG I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN CHIA TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Tính chọn động công suất động điện xác định theo công thức : công suất cần thiết trục động cơ,( kw ) ; công suất tính toán trục máy công tác, (kw) ; ηlà hiệu suất truyền động với trường hợp tải trọng không đổi với hệ đẫn động băng tải làm việc ổn định theo công thức 2.10 2.11 ta có SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí == Hiệu suất bột ruyền: Ƞ= Theo bảng 2.3 ta được: Hiệu suấ tbánh răng: =0,97 Hiệu suất nối trục di dộng : Hiệu suất cặp ổ lăn: =0,99 Hiệu suất đai: =0,96 o Ƞ=0,99.0,97 0,96 =0,894 Công suất cần thiết chục động ===2,54 KW Số vòng quay trục công tác ( v/ph ) Chọn tỷ số truyền sơ = Theo bảng 2.4 ta được: Tỷ số truyền truyền đai: =5 Tỷ số truyền truyền bánh răng: =4 o = 4.5=20 Sốvòng quay trêntrụcđộngcơ = =33,42.20= 668 (v/ph) Tính số vòng quay đồng động SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí Chọn=750 (v/ph) Chọn động Tra bảng P1.1 P1.4 phụ lục tài liệu ,chọn động thỏa mãn: Ta chọn động 4A112MB8Y3 có thông số kỹ thuật là: Công suất : P = 3,0 (t/m) Vận tốc vòng quay : 701 vg/ph động 4A112M4Y3 phù hợp với thiết kế 1.2 Phân chia tỷ số truyền • Xác định tỷ số truyền =22,44 • Phân tỷ số truyền hệ dẫn động tính theo (3.23) cho truyền: => () Tỷ số truyền truyền ngoài: = • o Xác định công suất mômen vòng quay trục Tính công suất =2,321 = o Xác định số vòng quay Tốc độ quay trục : = =180 vg/ph vg/ ph o Mômen xoắn trục SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí =9,55 / =9,55 /=9,55 2,595/180=137679 (N.mm) =9,55 /=9,55 /36=641176 (N.mm) =9,55 /=9,55 2,54 /33,42=9550725(N.mm) Bảng thông số kĩ thuật Thông số Công suất P,KW Tỉ số truyền U Số vòng N,vg/ph Momen xoắn T,Nmm Động 2,595 22,44 5,61 1,122 701 180 36 9550725 137679 641176 Chương II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 2.1 Thiết kế truyền (bánh răng) • • • • • • 2.1.1 Chọn vật liệu Tra bảng 6.1 chọn bánh nhỏ bánh rang chủ động Nhãn hiệu thép : 45 Chế độ nhiệt luyện cải thiện Độ rắn: 241 … 285 260 Giới hạn bền : Giới hạn chày: chọn bánh lớn • • Nhãn hiệu thép : 45 Chế độ nhiệt luyện cải thiện hóa SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí • • • Độ rắn: 192 … 240 chọn Giới hạn bền : Giới hạn chày: 2.1.2 Xác định ứng suất cho phép Theo (6.5)dođó: 1,87 • Số chu kỳ thay đổi tương đương theo công thức 6.6: • Với c=1là số lần ăn khớp lần quay:  ứng suất tiếp xúc cho phép[]: [ = MPa = MPa Trongđó: SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí Chọn sơ : =>[ 2HB+70 1,8.260=468 MPa ; 1,8.230=414 MPa a  ứng suất uốn cho phép =1 hệ số ảnh hưởng đến đặt tải(vì động quay chiều)  ứng suất tải cho phép =  (thỏa mãn) Vì bánh cải thiện hóa: 0,80,8.580=464 0,80,8.450 =360 2.1.3 xác định thông số Theo (6.5)dođó: SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 1,87 • Số chu kỳ thay đổi tương đương theo công thức 6.6: • Với c=1là số lần ăn khớp lần quay:  ứng suất tiếp xúc cho phép[]: [ = MPa = MPa Trongđó: Chọn sơ : =>[ 2HB+70 1,8.260=468 MPa 10 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí σ −1 = 0,58 =0,58.261,6=151,73MPa ,,, biên độ giá trị trung bình ứng xuất +) Đối với trục quay σm = +) Trục quay chiều Ta có ==  = +) , hệ số tập trung ứng xuất thực tế tra bảng 10.12 ta có =1,76 ,= 1,54 +) , hệ số ảnh hưởng kích thước trục tra bảng 10.10 ta có =0,88, → =2 ,=2 Tra bảng 10.11 với kiểu lắp k6 ta =2,06 ,=2,03 Tra bảng 10.8 10.9 có Kx=1,06,Ky=1  (2+1,06-1)/1=2,06  +) , hệ số kể đến ảnh hưởng vị trị số ứng suất trung bình đến độ bền thép cacbon ψ σ = 0, 05;ψ τ = mỏi tra bảng 10.6 24 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 261, = 3,93 → 2,12.31, 40 + 0, 05.0 151, 73 = 6, 23 1, 7.14, 31 + 0.14.31 3,93.6, 23 → s= → 3,932 + 6, 232 = 3,32 =>=1,5 …2,0 trục đảm bảo độ 25 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 41329,85 Mx 60453,05 53611,25 232377,44 My Mz 2081910,19 26 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí * Trục II  +) Mô men uốn mặt cắt Mặt cắt 1-1: Mx =0 My =Fk.l22=1359,8.60=81558 N Mặt cắt 2-2: Mx=Y3.l22=499,04.60=29942,4 N My=Ft2.(l23-l22)=3496,6.(92,65-60)=114163,99 N Mặt cắt 3-3: Mx =Fa2.dm1 /2=1118,6.78,75/2=44044,875 N My =0 +)Tính xác trục Tại tiết diện 1-1 Tại tiết diện 2-2  chọn mm Tại mặt cắt 3-3 27 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí Mặt cắt 2-2 mặt cắt nguy hiểm → Chọn đường kính lắp ổ bi d1=30 mm Chọn đường kính trục d=25mm • Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn Ta kiểm nghiệm theo công thức : S= ≥ Trong hệ số an toàn xét riêng ứng dụng pháp ,và ứng xuất tiếp tính theo công thức trang 195 = = Thép cacbon ta có =0,436.=0,436.600=261,6 MPa σ −1 = 0,58 =0,58.261,6=151,73MPa ,,, biên độ giá trị trung bình ứng xuất +) Đối với trục quay σm = +) Trục quay chiều Ta có ==  = +) , hệ số tập trung ứng xuất thực tế tra bảng 10.12 ta có =1,76 ,= 1,54 28 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí +) , hệ số ảnh hưởng kích thước trục tra bảng 10.10 ta có =0,92, → =1,91 ,=1,73 Tra bảng 10.11 với kiểu lắp h6 ta =1,98 ,=1,71 Tra bảng 10.8 10.9 có Kx=1,06,Ky=1  (1,98+1,06-1)/1=2,04  +) , hệ số kể đến ảnh hưởng vị trị số ứng suất trung bình đến độ bền thép cacbon ψ σ = 0, 05;ψ τ = mỏi tra bảng 10.6 261, = 3,93 → 2,12.31, 40 + 0, 05.0 151, 73 = 6, 23 1, 7.14, 31 + 0.14.31 3,93.6, 23 → s= → 3,932 + 6, 232 = 3,32 =>=1,5 …2,0 trục đảm bảo độ 29 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 13267,63 Mx 270583,5 208099,2 My 83234,88 Mz 192124,55 30 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí 2.2.3 Tính toán thiết kế ổ lăn Vì ổ lăn có nhiều ưu điểm như: mô men ma sát nhỏ, mô men mở máy nhỏ, chăm sóc bôi trơn đơn giản, thuận tiện sửa chữa thay thế(ổ lăn chi tiết tiêu chuẩn) nên ổ lăn dùng phổ biến I.Tính ổ theo trục 1.Chọn loại ổ lăn Để cặp bánh côn ăn khớp với nhau,yêu cầu lắp trục không nghiêng,đồng thời phải đảm bảo độ cứng vững cao → Chọn ổ lăn ổ đũa côn cỡ trung Có đường kính lắp ổ lăn d =25mm Tra bảng P2.11 chọn ổ kí hiệu 7305 có: d=25mm D =60mm D1=50,5mm =0,8mm d1=43,5mm B= 17mm C1=15mm C=19,6 kN T=18,25mm r1 =2,0mm C0=29,6 kN 2.Chọn cấp xác ổ lăn Vì hệ thống dùng hộp giảm tốc nên chọn cấp xác =0,độ đảo lệch tâm 20 µ m ,giá thành tương đối 3.Chọn kích thước ổ lăn 3.1:Chọn ổ theo khả tải động Các phản lực ổ:  31 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí +)Phản lực tổng ổ Tổng lực dọc truyền Fat=303,26 +)Tính tải trọng lực dọc Với: e = 1,5tg α =1,5tg     233,21-303,26=-70,05 N ∑F a1  > Fs1 lấy Fa1=298,03 N  Theo công thức 11.3 - trg214 TL1 ,ta có tải trọng quy ước: Q= (XVFr+YFa)ktkd Trong : + V :Hệ số kể đến vòng quay V=1 + X:Hệ số tải trọng hướng tâm + Y:Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4 +)Fa1/V.Fr1=0,132< e =>X =1;Y=0 cotgα=1.cotg=2,58 +)Fa2/v.Fr2=1,1769> e => X=0,41 ; Y=0,87 +) Theo bảng 11.3 có kđ=1 + kt :Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ :Nhiệt độ làm việc ổ Lh=106L/(60.n) víi Lh = 20000 ⇒ L = 60n.Lh/106 = 60.180.20000/106= 216 triệu vòng + QE :Tải trọng tương đương Ta thấy Q2 > Q1 cần tính kiểm nghiệm cho ổ → Q =Q2=5926,91 N => Vậy ổ thỏa khả tải động 3.2 Tính ổ theo khả tải tĩnh Qt ≤ C0 Theo 11.19: Qt =X0.Fr + Y0.Fa Tra bảng 11.6 có X0=0,5 ; Y0 =0,22.cotg 11,67 =1,05 → Qt =0,5.2244,8+1,05.198,55=1330,87 N =1,330 kN Vậy Qt < C0 =46 =>đảm bảo độ bền tĩnh 33 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí II.Tính ổ theo trục 1.Chọn loại ổ lăn Để cặp bánh côn ăn khớp với nhau,yêu cầu lắp trục không nghiêng,đồng thời phải đảm bảo độ cứng vững cao → Chọn ổ lăn ổ đũa côn cỡ trung Có đường kính lắp ổ lăn d =30mm Tra bảng P2.11 chọn ổ kí hiệu 7306 có: d=30mm D1=58mm D =72mm r1=0,8mm d1=50,6mm B= 19mm C1=17mm C=40kN T=20,75mm r1 =2,0mm C0=29,9 kN 2.Chọn cấp xác ổ lăn Vì hệ thống dùng hộp giảm tốc nên chọn cấp xác =0,độ đảo lệch tâm 20 µ m ,giá thành tương đối 3.Chọn kích thước ổ lăn 3.1 Tính ổ theo khả tải động Đổi chiều khớp nối tính lại phản lực 34 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí  +)Phản lực tổng ổ Tổng lực dọc truyền Fat=1225,4 N +)Tính tải trọng lực dọc Với: e = 1,5tg α =1,5tg     1225,4 =-800,55 N ∑F a1  > Fs1 lấy Fa1=-1027,56 N  Theo công thức 11.3 - trg214 TL1 ,ta có tải trọng quy ước: Q= (XVFr+YFa)ktkd Trong : + V :Hệ số kể đến vòng quay V=1 + X:Hệ số tải trọng hướng tâm + Y:Hệ số tải trọng dọc trục Theo bảng 11.4 +)Fa1/V.Fr1=0,132< e =>X =1;Y=0 cotgα=1.cotg=2,58 +)Fa2/v.Fr2=1,1769> e => X=0,41 ; Y=0,87 +) Theo bảng 11.3 có kđ=1 35 SV: Nguyễn Công Hồng ; Lớp: 65DCOT31 ; Khoa : Cơ Khí + kt :Hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ :Nhiệt độ làm việc ổ Lh=106L/(60.n) víi Lh = 20000 ⇒ L = 60n.Lh/106 = 60.180.20000/106= 216 triệu vòng + QE :Tải trọng tương đương Ta thấy Q2 > Q1 cần tính kiểm nghiệm cho ổ => Cd Q =Q2=3817,6 N 10 Cd = Q L = 3817, 213,86 = 19091N = 19,1kN m → [...]... ngoi Fat =12 25,4 N +)Tớnh cỏc ti trng lc dc Vi: e = 1, 5tg =1, 5tg 12 25,4 =-800,55 N F a1 > Fs1 ly Fa1= -10 27,56 N Theo cụng thc 11 .3 - trg 214 TL1 ,ta cú ti trng quy c: Q= (XVFr+YFa)ktkd Trong ú : + V :H s k n vũng quay V =1 + X:H s ti trng hng tõm + Y:H s ti trng dc trc Theo bng 11 .4 +)Fa1/V.Fr1=0 ,13 2< e =>X =1; Y=0 cotg =1. cotg=2,58 +)Fa2/v.Fr2 =1, 1769> e => X=0, 41 ; Y=0,87 +) Theo bng 11 .3 cú k =1 35... 10 .11 vi kiu lp h6 ta c =1, 98 , =1, 71 Tra bng 10 .8 v 10 .9 cú Kx =1, 06,Ky =1 (1, 98 +1, 06 -1) /1= 2,04 +) , h s k n nh hng ca v tr s ng sut trung bỡnh n bn thộp cacbon = 0, 05; = 0 mi tra bng 10 .6 2 61, 6 = 3,93 2 ,12 . 31, 40 + 0, 05.0 15 1, 73 = 6, 23 1, 7 .14 , 31 + 0 .14 . 31 3,93.6, 23 s= 3,932 + 6, 232 = 3,32 => =1, 5 2,0 trc m bo v 29 SV: Nguyn Cụng Hng ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa : C Khớ 13 267,63 Mx 270583,5 208099,2... ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa : C Khớ 6 .16 trg107 TL1 Theo bảng : go = 73 vH = 0,006.73.2,89 = 32,5 < vHmax = 240 b = Kbe Re = 0,25 248,7 = 62 .17 5 mm : Chiều rộng vành răng vH bd m1 2T1K H K H KHv = 1 + = 1 + = 1, 489 Suy ra : KH = KHKHKHv = 1. 1 ,18 1, 489= 1, 7578 6.58 trg 115 TL1 Thay số vào công thức , tađợc : = 274 .1, 76.0,866= 626,4 MPa 6 .1 trg 91 TL1 6.1a trg93 TL1 Theo công thức và , ta có : Zv : Hệ số... cỏc ti trng lc dc Vi: e = 1, 5tg =1, 5tg 233, 21- 303,26=-70,05 N F a1 > Fs1 ly Fa1=298,03 N Theo cụng thc 11 .3 - trg 214 TL1 ,ta cú ti trng quy c: Q= (XVFr+YFa)ktkd Trong ú : + V :H s k n vũng quay V =1 + X:H s ti trng hng tõm + Y:H s ti trng dc trc Theo bng 11 .4 +)Fa1/V.Fr1=0 ,13 2< e =>X =1; Y=0 cotg =1. cotg=2,58 +)Fa2/v.Fr2 =1, 1769> e => X=0, 41 ; Y=0,87 +) Theo bng 11 .3 cú k =1 + kt :H s k n nh hng ca... : KH = 1 KH : Hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng vành răng Theo bảng 6. 21 trg 113 TL1 : KH = 1, 18 KHv : Hệ số tải trọng động : KHv = 1 + 6.64 trg 116 TL1 vH : Tính theo công thức Với v= = = 2,89 m/s Theo bảng Theo bảng 6 .13 trg106 TL1 6 .15 trg107 TL1 vH bd m1 2T1K H K H : vH =Hgov d m1 (u +1) u chọn cấp chính xác 9 : H = 0,006 12 SV: Nguyn Cụng Hng ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa... bng 10 .6 24 SV: Nguyn Cụng Hng ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa : C Khớ 2 61, 6 = 3,93 2 ,12 . 31, 40 + 0, 05.0 15 1, 73 = 6, 23 1, 7 .14 , 31 + 0 .14 . 31 3,93.6, 23 s= 3,932 + 6, 232 = 3,32 => =1, 5 2,0 trc m bo v 25 SV: Nguyn Cụng Hng ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa : C Khớ 413 29,85 Mx 60453,05 53 611 ,25 232377,44 My Mz 20 819 10 ,19 26 SV: Nguyn Cụng Hng ; Lp: 65DCOT 31 ; Khoa : C Khớ * Trc II +) Mụ men un ti cỏc mt ct Mt ct 1- 1:... ng Ta thy Q2 > Q1 ch cn tớnh kim nghim cho 2 => Cd Q =Q2=3 817 ,6 N 10 3 Cd = Q L = 3 817 , 6 213 ,86 = 19 091N = 19 ,1kN m ... 6. 21 trg 113 TL1 : KH = 1, 18 KHv : Hệ số tải trọng động : KHv = + 6.64 trg 116 TL1 vH : Tính theo công thức Với v= = = 2,89 m/s Theo bảng Theo bảng 6 .13 trg106 TL1 6 .15 trg107 TL1 vH bd m1... bng 10 .12 ta cú =1, 76 ,= 1, 54 +) , h s nh hng ca kớch thc trc tra bng 10 .10 ta cú =0,88, =2 ,=2 Tra bng 10 .11 vi kiu lp k6 ta c =2,06 ,=2,03 Tra bng 10 .8 v 10 .9 cú Kx =1, 06,Ky =1 (2 +1, 06 -1) /1= 2,06... m1 2T1.K F K F F = F g v d m1 ( u +1) u Với : F : tra bng 6 .15 trg107 TL1 : F = 0, 016 6 .16 trg107 TL1 go : tra bng : go = 73 vF = 0, 016 .73.2,89 = 32,5 KFv = + = 1, 4 Suy : KF = 1, 4= 2, 017