BTL chi tiết máy Nguyễn Văn Thạnh Bách Khoa tp Hcm

Bài Tập Lớn Chi Tiết máy Đề 5 thầy Nguyễn Văn Thạnh Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Thiết kế Hộp giảm tốc bao gồm: Bánh răng trụ răng thẳng 12, Trục vít bánh vít 34, Bộ truyền xích 56, Thiết kế trục chịu tải 1,2,3,4 và chọn ổ lăn tương ứng cho từng trục.

1.Thiết kế bánh răng trụ răng thẳng 12:

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:

Thép 40Cr Thường hóa tôi cải thiện

Bánh dẫn: σb = 930 MPa ; σch = 690 MPa ; HB = 260…280

Bánh bị dẫn: σb = 830MPa ; σch = 540 MPa ; HB = 240…260

Số chu kỳ làm việc cơ sở

NHO = 30HB2,4 = 30.2702,4 = 2,05.107 chu kỳ

Và: NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

Xác định ứng suất tiếp làm việc cho phép:

Số chu kỳ làm việc tương đương:

Bánh răng làm việc với chế độ tải trọng không đổi:

NHE = 60cnLh = 60.1.1500.19800 = 1,782.109 chu kỳVới c = 1; n = 1500; Lh = 10.300.0,66 = 19800 h

Vì NHE > NHO nên NHE = NHO Và lấy giá trị KHL = 1

Theo bảng 6.13, Ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép và sH cho bánh dẫn:

Vì chọn thép 40Cr thường hóa tôi cải thiện nên:



 

=

610.0,91,1 .1 = 499,1 MPa

Theo bảng 6.13, Ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép và sH cho bánh bị dẫn:

Vì chọn thép 40Cr thường hóa tôi cải thiện nên:



 

=

570.0,91,1 .1 = 466,4 MPa

Vì là bánh răng trụ răng thẳng nên chọn [σσH] = 466,4 MPa.

Xác định ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ làm việc tương đương

NFE = 60cnLh = 1,782.109 chu kỳ

Vì NFE > NFO ta lấy NFE = NFO nên KFL = 1

Theo bảng 6.13, Ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép và sH cho bánh bị dẫn:

Vì chọn thép 40Cr thường hóa tôi cải thiện nên:



 

= 1.75450 .1 = 257 MPa Theo bảng 6.13, Ta chọn giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép và sH cho bánh dẫn:

Vì chọn thép 40Cr thường hóa tôi cải thiện nên:



 

= 1.75486 .1 = 277.71 MPa Vậy chọn [σσF] = 257 MPa

Xét bộ truyền được bôi trơn tốt (hộp giảm tốc kín), tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc:

Vì bộ bánh răng được xếp đối xứng trục và có HB < 350HB,

nên chọn ψba = 0,3~0,5 lấy ψba =0,4

Vậy:

( 1)2

ba bd

1 1

MoMen quá tải lớn nhất = 2.T2 max

Tính khoảng cách trục aω theo độ bền tiếp xúc :

Với tỷ số truyền u = 20, và hiệu suất chuyền động η= 0,81

=> T2 = 4641300 Nmm.

2 2 3

1701

H w

H

T K q

Hệ số dịch chỉnh x :

x = aω/m – 0,5.(q + z2) = 0,2

-0,7 < x < 0,7

Vậy giá trị dịch chỉnh thỏa mãn yêu cầu

Kiểm tra độ bền uốn:

Vậy độ bền uốn thỏa mãn.

df1 = d1 – 2,4m = 95 mmĐường kính vòng lăn :

dω1 = m(q + 2x) = 130 mmChiều dài phần cắt ren trục vít

b >= (11 + 0,06z2)m + 25 = 192,5 mmBước ren và bước xoắn ốc :

da2 = m(z2 + 2 + 2x) = 530 mmĐường kính vòng đáy :

df2 = m(z2 – 2,4 + 2x) = 475 mmKhoảng cách trục :

aω = 0,5m(q + z2 + 2x) = 315 mmĐường kính lớn nhất bánh vít

daM2 <= da2 + 6m/(z1 + 2) = 548,75 mmChiều rộng bánh vít b2 :

b2 <= 0,75da1 = 112,5 mm

Kiểm nghiệm tốc độ trượt :

2 2 1

3 2 2

1 1

[σ ] 48

Tính toán hệ số điều kiện sử dụng xích:

Xích nằm ngang, khoảng cách xích a = 40pc, trục không điều chỉnh được, bôi trơn nhỏgiọt, bộ truyền êm, làm việc 1 ca

t

P F

v



.= 24568,966 NKiểm nghiệm bước xích

Độ dài trục nối giữa AB: 100 mm ( chiều rộng vành răng bánh 71 mm)

Trục có momen tương đương lớn nhất tại C

Ctt = Qm

Chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ mã 206 với khả năng tải tĩnh C = 15,3kN và khả năng tải động C0= 10,2 kN

Độ dài trục nối giữa AC: 100 mm , CB: 200 mm

Trục có momen tương đương lớn nhất tại D

Mc = √M Dx2+M Dy2+0,75 TD2

Xác định đường kính tại tiết diện nguy hiểm

và tải trọng động C0 = 57400 N

 Fa/C0 = 0,3 => e = 0,52

S = 0,52.Fr = 0,52.8824,35 = 4588,662 NVới e = 0,34 và tỷ số Fa/(VFr) > e ,ta có X = 0,45 Y =1,04Các hệ số V, Kσ, Kt chọn bằng 1 vì vòng trong quay

Q = (0,45.8824,35 + 1,04.17419,2).1.1 = 22881,12 NThời gian làm việc theo triệu vòng quay

L = 60 n L h

106 =297 triệu vòng quayKhả năng tải động tính toán:

Với thời gian làm việc giảm còn 1/2

Ctt = Qm

√L=121167,49N = 121,17 kN

Ta Chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung ký hiệu 46311 có tải trọng tĩnh C = 68900N và tải trọng động C0 = 57400 N sử dụng 2 ổ trên 1 gối đỡ

Trục 3:

Chọn đường kính sơ bộ trục:

d ≥ 3

√ T40,2.[τ ] = 129,61 mmỨng suất uốn cho phép:

Độ dài trục nối giữa AB: 150 mm; BD: 50mm

Trục có momen tương đương lớn nhất tại C

Mc = √M Cx2

+M Cy2+0,75 TC2

Xác định đường kính tại tiết diện nguy hiểm

σF = MC/W = 32MC/πd3 ≤ [σσF]

d ≥ √3 M C 0,1[σ F] = 93,52 mm

Vì C lắp trên trục có rãnh then nên ta tăng đường kính d lên 5% => d ≥ 98,2 mm ta chọn d = 100 mm

Lựa chọn ổ lăn trục 2:

Q = (VXFr + ỲFa)KσKt

Fr = √2 R x2+R y2 = 23756,28 NChọn ổ bi đỡ chặn cỡ siêu nhẹ ký hiệu 46120 có tải trọng tĩnh C =

50200 và tải trọng động C0 = 48500 N

 Fa/C0 = 0,086 => e = 0,41

S = 0,41.Fr = 0,41.8824,35 = 3617,98NVới e = 0,34 và tỷ số Fa/(VFr) > e ,ta có X = 0,45 Y =1,34Các hệ số V, Kσ, Kt chọn bằng 1 vì vòng trong quay

Q = (0,45.23759,28 + 1,34.4217,37).1.1 = 16342,95 NThời gian làm việc theo triệu vòng quay

L = 60 n L h

106 =14,85 triệu vòng quayKhả năng tải động tính toán:

Ctt = Qm

√L =40170,38N (Thỏa mãn)Vậy ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ siêu nhẹ ký hiệu 46120 có tải trọng tĩnh C =

50200 và tải trọng động C0 = 48500 N

Trục 4:

Chọn đường kính sơ bộ trục:

d ≥ 3

√ T40,2.[τ ] = 155,29 mmỨng suất uốn cho phép:

Độ dài trục nối giữa AB: 50 mm

Trục có momen tương đương lớn nhất tại C