CAO văn QUANG

Lời nói đầu Môn học Chi tiết máy môn học sở chuyên ngành giúp cho sinh viên học tập môn chuyên ngành sau tốt Đặc biệt trình học môn học có phần làm đồ án môn học dành cho sinh viên Mục đích giúp sinh viên biết phương hướng nghiên cứu , lựa chọn tối ưu thiết kế ,rèn luyện kĩ tính toán để thực hành thiết kế số chi tiết máy đơn giản ,đồng thời giúp sinh viên tổng hợp số kiến thức sức bền , vẽ kĩ thuật,và biết cách tra cứu sổ tay,tài liệu … Trong đồ án nhiệm vụ chủ yếu thiết kế lắp đặt hệ thống dẫn động xích tải gồm truyền xích Các phần tính tính chọn động điện,tính toán truyền khí,chọn ổ lăn,chọn hộp giảm tốc chi tiết máy chuẩn khác.Nhiệm vụ cuối thực vẽ : hộp giảm tốc ,bánh răng.Đây bước giúp sinh viên rèn luyện tính thận trọng,tỉ mỉ đầu óc tư sáng tạo để hoàn thành nhiệm vụ công việc giao Với kiến thức học,cùng với giúp đỡ tận tình thầy Vũ Thế Truyền thời gian qua hoàn thành nhiệm vụ đồ án môn học này.Nhưng lần làm đồ án môn học nguyên lí máy nên không tránh khỏi thiếu sót.Em mong góp ý thầy giáo để đồ án môn học hoàn thiện hơn.Cuối xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo thời gian qua Thái nguyên , ngày 19 tháng 11 năn 2016 Sinh viên CAO VĂN QUANG MỤC LỤC CHƯƠNG I : TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN CHIA TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 : Chọn động 1.1.1: Xác định công suất động 1.1 : Xác định số vòng quay sơ động 1.1.3 : Quy cách chọ động cơ: 1.2: PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.3 : TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ TRÊN TRỤC 1.3.1 : công suất tác động nên trục 1.3.2:số vòng truc 1.3.3 : BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Chương :Tính toán thiết kế chi tiết máy 2.1 : Thiết kế truyền xích 2.1.1.: Tiết diện xích 2.1.2 : Xác định xích: 2.1 : Xác định lực căng ban đầu lực căng trục : 2.1.4 : kết tính toán 2.2 Tính toán thiết kế truyền Ngoài 2.2.1: Thiết kế truyền : Bộ truyền bánh 2.2.2 Xác định ứng suất cho phép : 2.2.3 Xác định thông số bánh : 2.2.4 Xác định thông số ăn khớp : 2.2.5 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc : 2.2.6 Kiểm nghiệm độ bền uốn : 2.2.7 Kiểm nghiệm tải : 2.2.8 Tính Toán Thiết Kế Trục 2.2.9 Thiết kế Trục I : 2.2.10 Thiết kế trục II : 2.2.11 Thiết kế trục III : 2.2.12 Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : 2.2.13 Tính kiểm nghiệm trục độ cứng : 2.2.14.Tính toán thiết kế Ổ Lăn 2.2.15.Chọn ổ theo khả tải tĩnh : Tài liệu tham khảo Chương1 :Tính chọn động phân chia tỷ số truyền : • 1, Tính chọn động : • Công suất yêu cầu động : Công suất trêntrục 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: = =( ) Trong : = ( h ) = 240 ( phút ) = ( h ) = 180 (phút ) = ( h ) = 480 (phút ) = 1,5 = 0,75 Thay số liệu vào (2 ) ta tínhđược : = = 3,25( KW ) Theo côngthức (1 ) ta có : = = Thay số liệu tra bảng 2.3 trị số hiệu suất truyền ổ : + Bộ truyền bánh trụ : = 0,98 + Bộ truyền xích : : = 0,95 + Một cặp ổ lăn : = 0,99 + Khớp nối : = 0,99 Hay : = = 3,94 ( KW ) • Số vòng quay đồng động : Số vòng quay trục máy công tác đĩa xích tải : = == 19,2 ( vòng / phút ) Số vòng quay sơ động : = = Tra bảng 2.4 tỷ số truyền dung cho truyền hệ ta : = = 19,2 = 768 (vòng / phút ) Chọn số vòng quay đồng bộcủa động : = 1000 ( vòng / phút ) Theo bảng P1.3 Phụ lục với: = 3,94kW = 1000 ( vòng / phút ) dung kiểu động : Động :4A112MB6Y3 có : = 5,5kW , = 960 ( vòng / phút ) • Phân chia tỷ số truyền : A, Tỷ số truyền hệ dẫn động tính theo công thức : = (3) Trong : - số vòng quay động cơđã chọn , vòng/ phút - số vòng quay trục máy công tác ,vòng /phút Thay số liệu vào (3) ta : = = =50 B, Phân phốitỷ số truyền hệ cho truyền : = Trong đó: Ti số truyền truyềnn goài hộp giảm tốclà tỷ sốcủa truyền xích ( ) - tỉ số truyền hộp giảm tốc Tra bảng 2.4 tỉ số truyền truyền : = = Do ta tính : = = = = 10 Mà ta có : = Tra bảng 2.4 tỉ số truyền truyền : = 0,7332.=3,23 Vậy : = suy = = 3,10 Tính lạ igiá trịcủa theo hộ pgiảm tốc : = = =5 C.Xác định công suất ,monen sốvòng quay trục: Công suất làm việc trục : = = =3,85 Công suấttrêncác trục : = = =3,93 ( kw ) = = = 4,13 ( kw ) = = = 4,35 ( kw ) = = = 4,62 ( kw ) Số vòng quay trục : = = = 297,21 ( vòng / phút ) = = = 95,88 ( vòng / phút ) = = = 19,18 ( vòng / phút ) Momen trục : = = =54713,54 ( Nmm ) = = = 139774,91 ( Nmm ) = = = 411363,16 ( Nmm ) = Trục thong số Côngsuất P kW Tỉ số truyền u Số vòng quay n(v/p) Moomen xoắn T(N.mm Động 5,5 4,35 4,13 3,93 =3,23 960 297,21 95,88 54713,54 139774,91 411363,16 =3,10 19,18 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY TRUYỀN ĐỘNG XÍCH CÁC THÔNG SỐ KN u 2.1CHỌN LOẠI XÍCH Do điều kiện làm việc êm vàhiệu suấ tcủa truyền xích yêu câu cao nên ta chọn xích ông lăn 2.2 chọn số đĩa xích chọn= 19 5.19=95chọn95 2.3 xác định bướ cxích Bước xích p tra bảng 5.5 trang 81 với đk Ta có Ta chọn truyền xich thin ghiêm truyên xích tiêu chuan có số vận tốc nhỏ tacó 1,32 0,42 k (1) k tính tư cá hệ số thành phần cho bảng 5.6 với – hệ số kể đến ảnh hưởng v ịtríbộ truyền1,25 hệ số kể đến khoảng cách trục chiều dài xích1 hệ số kể đến ảnh hưởng việc điều chỉnh lực căng xich1 hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn0,8 hệ số tải trọng động ,kể đến tính chất tải trọng1,3 hệ số kể đếnchế độ làm việc truyền1,25 Từ ta có k1,63 Công suấ tcần truyền P=5,5kN Do ta có5,5.1,63.1,32.0,42=4,97 Tra bảng 5.5 trang 81 ta có điều kiện sau Ta sau Bướ cxích p=19,05mm Đường kính chốt Chiều dài ống B=17,75mm Công suất cho phép P=8,38Kw 2.4 xác định khoảng cách trục ổ mắt xich Chọn sơ a=40.p=40.19,05=762mm Số mắt xích X=mm Chọn số mắt xích chẳn x=140 Chiều dài xích L=x.p=140.19,05=2667 mm =470,91mm Để xích không căng ta cần giẩm a lượnga= Ta cóa=.0,003=1,41mm Do a=Δa số lần va đập xích I số lần va đập cho phép xích35 i 2.5 kiểm nghiệm xích độ bền svới Q tải trọng phá hỏng tra bảng 5.2 trang 78 ta có p=19,05mm: Q=31,8kN v lực căng trọng lượng nhánh xích bị động sinhra Trongdo Ta có suy 17,50 10 Momen tổng phía phải điểm C : = = 451614,44 ( N mm ) Momen tổng phía trái điểm C : = = 480786,51 ( N mm ) Momen tương đương tiết diện j : = Momen tương đương bên phải điểm C : = = 519861,97( N.mm ) Momen tương đương bên trái điểm C : = =545395,76 ( 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 : = = 63,53( mm ) = = 64,23( mm ) Theo tiêu chuẩn chọn = 70 mm Đường kính trục chổ lắp đĩa xích : = = = = 1213012,91 ( N mm )  = = = 47,74 Theo tiêu chuẩn chọn = 50 mm 40 Ta có : = = = 274939,45 ( N.mm ) = = = 59,53 ( mm )  Theo tiêu chuẩn chọn = = 60 mm  • 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) 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 : = 600 MPa Do : 41 RAy A RAy B C RAx Ft4 X Fr4 Fr4 M3 127 68 Fx 102,5 411476,19 My 186126,17 Fr4 Mx 297323,33 42 ø ø ø T = 0,436 = 0,436 600 = 261,6 MPa = 0,58 = 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 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 : = = = 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 ; = 43 + – 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 ; = = 2,1 Tra bảng (10.11) : = 2,52 ; = 2,03 Chọn : = 2,52 ; = 2,03 để tính : = = = 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 44 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 : = = = 229,12 = = = 25,2  = = = 233,24 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 Tính kiểm nghiệm trục độ cứng : 45 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 A,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 = 36 ( 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 B, Tính độ cứng xoắn : Trên trục II có đoạn hai bánh chịu xoắn ,tại có rảnh then Góc xoắn tính theo công thức: = [ ] Trong : 46 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 = 36 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 Tính toán thiết kế Ổ Lăn 5.1Chọn 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 5.2Chọn cấp xác ổ lăn: Chọn cấp xác ổ lăn : ; Độ đảo hướng tâm , : 20 ; Giá thành tương đối : 5.3Chọn kích thước ổ lăn : 47 5.4Chọn ổ theo khả tải động : Chọn kích thước ổ theo tải trọng tiến hành ổ có vòng quay n 10 vg/ ph Khả tải động tính theo công thức : =Q ( 11.1 ) Trong : Q – tải trọng động quy ước , kN; L – tuổi thọ tính triệu vòng quay ; m – bậc đường cong mỏi thử ổ lăn , m= ( ổ bi ) Gọi tuổi thọ ổ tính : = Tra bảng 11.2 trị số tuổi thọ nên dùng ổ lăn sử dụng thiết bị : = 16000  = = = 1368 triệu vòng – Xác định tải trọng quy ước : Q = ( X.V + Y ) ( 11.3 ) Trong : , – tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục , kN V – hệ số kể đến vòng quay , vòng quay V = – hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ , = nhiệt độ = 105 C – hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tra bảng 11.3 trị số = X – hệ số tải trọng hướng tâm; Y – hệ số tải trọng dọc trục ;  Trục I : Từ phần tính trục ta có : 48 =0 = 1339,31 ( N ) = 981,86 ( N ) = 431,14 ( N ) = 1159,7 ( N ) Tổng phần lực tác dụng vào ổ : = = = 1660,66 ( N ) = = = 1237,24 ( N ) So sánh : >suy Căn vào để tính chọn ổ Đối với ổ bi chặn – đỡ : Khi = 90 ; = ; Y = Khi = ; =0;X=1 Dựa vào đường kính ngõng trục d = 30 mm ta chọn sơ ổ lăn theo bảng P2.12 : Kí hiệu ổ 36206 d ,mm D, mm b=T,mm r , mm , mm C , kN , kN 30 62 16 0,5 18,2 13,3 1,5 Theo công thức (11.3 ) với = , tải trọng quy ước : Q = X V = 1 1660,66 = 1660,66 ( N ) Theo công thức ( 11.1 ) khả tải động : = Q =1660,66 = 17,4 KN < C = 18,2 KN Vậy ổ chọn thỏa mãn khả tải động  Trục II : Từ phần tính trục ta có : =0 49 = 2447,42( N ) = 1206,31( N ) = 3168,29( N ) = 4961,8( N ) Tổng phần lực tác dụng vào ổ : = = = 2728,56 ( N ) = = = 5887,06 ( N ) So sánh : >suy Căn vào để tính chọn ổ Đối với ổ bi chặn – đỡ : Khi = 90 ; = ; Y = Khi = ; =0;X=1 Dựa vào đường kính ngõng trục d = 36 mm ta chọn sơ ổ lăn theo bảng P2.12 : Kí hiệu ổ 36207 d ,mm D, mm b=T,mm r , mm , mm C , kN , kN 36 72 17 1,0 24,0 18,1 2,0 Theo công thức (11.3 ) với = , tải trọng quy ước : Q = X V = 1 5887,06 = 5887,06 ( N ) Theo công thức ( 11.1 ) khả tải động : = Q =5887,06 = 21,35 KN < C = 24,0 KN Vậy ổ chọn thỏa mãn khả tải động  Trục III : 50 Từ phần tính trục ta có : =0 = 3239,97( N ) = 6445,55( N ) = 2242,84 ( N ) = 6051,11 N ) Tổng phần lực tác dụng vào ổ : = = = 7214,05 ( N ) = = = 6453,39 ( N ) So sánh : >suy Căn vào để tính chọn ổ Đối với ổ bi chặn – đỡ : Khi = 90 ; = ; Y = Khi = ; =0;X=1 Dựa vào đường kính ngõng trục d = 70 mm ta chọn sơ ổ lăn theo bảng P2.12 : Kí hiệu ổ 36214 d ,mm D, mm b=T,mm r , mm , mm C , kN , kN 70 125 24 1,2 63,0 55,9 2,5 Theo công thức (11.3 ) với = , tải trọng quy ước : Q = X V = 1 7214,05 = 7214,05 ( N ) Theo công thức ( 11.1 ) khả tải động : = Q =7214,05 = 22,15 KN < C = 24,0 KN Vậy ổ chọn thỏa mãn khả tải động Chọn ổ theo khả tải tĩnh : 51 Đối với ổ lăn không quay làm việc với số vòng quay n < vg/ph ,tiến hành chọn ổ theo khả tải tĩnh nhầm đề phòng biến dạng hư ,theo điều kiện : Trong : – khả tải tĩnh , cho bảng tiêu chuẩn ổ lăn; – tải trọng tĩnh quy ước , kN xác định Đối với ổ bi chặn – đỡ tính theo ( 11.19 ) : = + Trong : ; - hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục tra bảng 11.6 ta = 0,6  Trục I : Theo ( 11.19 ) với =  = = 0,6 1237,24 = 742,344 ( N ) Như < = 1660,66 ( N) = 1660,66 N Vậy = 1,66066 KN < = 13,3 KN khả tải tĩnh ổ đảm bảo Fs31 Fr31 Fr30 Fs30 Fat  Trục II : Theo ( 11.19 ) với =  = = 0,6 5887,06 = 2534,23 ( N ) Như < = 7214,05 ( N) = 7214,05 N Vậy = 7,21405 KN < = 18,1 KN khả tải tĩnh ổ đảm bảo 52 Fs31 Fr31 Fr30 Fs30 Fat  Trục III : Theo ( 11.19 ) với =  = = 0,6 6453,39 = 3532,23 ( N ) Như < = 1660,66 ( N) = 1660,66 N Vậy = 1,66066 KN < = 13,3 KN khả tải tĩnh ổ đảm bảo Fs31 Fr31 Fr30 Fs30 Fat Kết luận Kiến Nghị : Trong trình tính toán xảy sai sót,sai số không đáng kể có nhiều lỗi vẽ Nhưng lần làm đồ án môn học nguyên lí máy nên không tránh khỏi thiếu sót.Em mong góp ý thầy giáo để đồ án môn học hoàn thiện hơn.Cuối xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo thời gian qua Em mong góp ý thầy giáo để đồ án môn học hoàn thiện hơn.Cuối xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo thời gian qua 53 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 54 [...]... : = ( 8….15 ) mm Lấy = 15 mm Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp : = ( 5….15 ) mm Lấy = 15 mm Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nặp ổ : = ( 10….20 ) mm Lấy = 15 mm 25 Chiều cao nắp ổ và đầu bulông : = ( 15….20 ) mm Lấy = 20 mm Khoảng cách côngxôn trên trục I : = 0,5 ( + ) + + = 0,5 ( 40 + 19 ) + 15 + 20 = 64,5 ( mm ) Khoảng cách từ ổ trục đến bánh răng thứ nhất : = 0,5 ... CÁC THÔNG SỐ KN u 2.1CHỌN LOẠI XÍCH Do điều kiện làm việc êm vàhiệu suấ tcủa truyền xích yêu câu cao nên ta chọn xích ông lăn 2.2 chọn số đĩa xích chọn= 19 5.19=95chọn95 2.3 xác định bướ cxích... = 15 mm Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nặp ổ : = ( 10….20 ) mm Lấy = 15 mm 25 Chiều cao nắp ổ đầu bulông : = ( 15….20 ) mm Lấy = 20 mm Khoảng cách côngxôn trục I : = 0,5 ( + ) +