BÀI tập lớn CHI TIẾT máy

PHẦN : XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Công suất tương đương (đẳng trị) động : = kW Công suất cực đại trục thùng sấy : Công suất đẳng trị trục thùng sấy : Pdt = => Pdt = Pdt = = 0.9207Pmax ≫ Pdt = 0.9207 = 3.683 ( kW) Hiệu suất toàn hệ thống : Công suất cần thiết trục đông : = Tỉ số truyền toàn ut hệ thống dẫn động : ut = ud ubr = 2.2 = 6.6 Số vòng quay trục thùng sấy : nm = 220 ( Số vòng quay sơ động : nsb = nm = 220 Căn theo Pct số vòng quay sơ nsb thỏa điệu kiện ta chọn loại đông điện không đồng ba pha , loại 3K nhà máy chế tạo động điện VN – Hungary sản xuất : 3K132S2 Pdc = 5.5 kW ndc = 2890 3K132S4 Pdc = 5.5 kW ndc = 1445 3K132Mb6 Pdc = 5.5 kW ndc = 980 Ta chọn đông 3K132S4 , ndc = 1445 1.2 Phân phối tỉ sồ truyền : Tỉ số truyền toàn hệ thống : Chọn ud = 2.2 => ubr = Bảng số liệu dung cho thiết kế truyền khí : Trục Cơng suất (kW) Tỉ số truyền Số vòng quay ( Momen xoắn T (Nmm) Động 4.48 2.2 1447.16 29564 I 4.23 II 2.99 657.8 61412 220 173636 PHẦN : TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT Thông số ban đầu : Thông số đầu vào : P1 = 4.48 kW ; n1 = 1447.16 (; T1 = 29564 Nmm Chọn đai dẹt vật liệu vải cao su ( loại đai khác khó tìm thị trường ) 2.1 Trình tự thiết kế : + Tính d1 : : + Vận tốc vòng : Chấp nhận + Tính d2 : chọn ≫ chọn Tính lại xác tỉ số truyền : Sai lệch so với giá trị chọn trước : ≫ thỏa điều kiện + Tính khoảng cách trục a : Chọn khoảng cách trục a theo điều kiện : 15m ≥ a ≥ 2( Vậy chọn khoảng cách trục = 1160 mm + Tính chiều dài đai L theo a : L = 2a + = = 3241.49 (mm) L = 3241.49 mm chiều dài đai tính tốn Kiểm nghiệm lại chiều dài đai tính toán : L =3241.49 mm > (thỏa) Khi nối đai chiều dài đai tăng thêm : L’ = L + 3500 + Số vòng chạy đai s i = = 4.21 ≤ ≫ thỏa , không cần phải tăng a + Gốc ôm Kiểm nghiệm điều kiện : ≫ Vật liệu làm đai vải cao su phù hợp với vật liệu chọn ban đầu + Xác định tiết diện dây đai δ, b  Tính bề dầy đai δ : Chọn trước bề dầy đai theo điều kiện : Đối với đai vải cao su :  δ≤ Chọn δ = 4.5 mm  Tính chiều rộng đai b: b≥ C= ≫C=1 Tra bảng 4.7 trang 147 • • >> = 2.25 (Mpa) ≫b≥ Chọn chiều rộng tiêu chuẩn đai ( trang 124) : b = 50 mm  Chọn chiều rộng bánh đai B ( tra bảng 4.5 trang 129): b = 50 mm => B = 63 mm  Tính lực căng ban đầu : Lực tác dụng lên trục ( có phận căng đai ) = 1209.6 (N ) 2.2 Thông số truyền đai dẹt : 4.48 i( 4.83 ( 1447.16 405 1209.6 180 400 1160 ) 169.19 L(mm) 3241.49 u 2.245 B(mm) 63 PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG Số liệu ban đầu : Cơng suất truyền Số vòng quay trục dẫn Số vòng quay trục bi dẫn Momen xoắn Tỉ số truyền u = 2.99 Thời gian làm việc L = năm Làm ca / ngày Tổng số làm viêc 3.1 Chọn vật liệu : Bánh nhỏ ( bành dẫn ) : thép 45 cải thiện HB = 241 Độ rắn = 850 Mpa Giới hạn chảy = 580 Mpa Bánh lớn (bánh bị dẫn ): thép 45 cải thiện HB1 = HB2 +(10 nên độ rắn bánh lớn 230 HB Gioi hạn bền 3.2 Ứng suất cho phép : a) Ưng suất tiếp xúc : Ứng suất tiếp xúc cho phép [ = Tải trọng thay đổi theo bậc , số chu kỳ tương đương Vì vòng quay vào khớp lần nên c = =0.16 =0.14 Vì Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép : Hệ số an toàn Ưng suất tiếp súc cho phép [ = 458.2 Mpa [ = 433.6 Mpa Do tính bánh thẳng ,[ ) = Thỏa điều kiện : b) Ưng suất uốn : Ứng suất uốn: Số chu kỳ tương đương: Vì vòng quay vào khớp lần nên c = Số chu kỳ sở Giới hạn mõi cho phép : Hệ số an toàn ứng suất tiếp súc cho phép : [ = 252 Mpa [ = 236.6 Mpa 3.3 Chọn hệ số Chọn sơ hệ số Chọn hệ số chiều rộng vành sử trục lắp ổ bi đỡ chặn ,ta chọn chọc sơ hệ số tải trọng tính với = 0.497 3.4 Xác định chiều dài ngồi : 3.5 Chọn Mơ đun vòng chia ngồi : Chọn Tính lại xác tỉ số truyền : u = Sai lệch Góc mặt côn chia : = arctan( 3.6 Xác định modun trung bình Chọn cấp xác Modun trung bình : Đường kính vòng chia trung bình : Chiều dài đường sinh mặt nón chia : Bề rộng vành : b = = 114.63 vận tốc vòng : v= chọn cấp xác CCX = 3.7 Tính lực tác động lên trục : - Lực vòng : - Lực dọc trục lực hướng tâm : = 1975.62 tan(2(18.4) = 682.18 (N) = 1975.62 tan(2(18.4) = 227.33 (N) 3.8 Kiểm nghiệm ứng suất : a) Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc : xác định xác ứng suất tiếp xúc cho phép Điều kiện : ứng suất tiếp xúc mặt :  = 518.25 (Mpa) Kiểm nghiệm ứng suất uốn : Xác định xác ứng suất uốn cho phép chân : định số tương đương = 30.57 (răng) = 275.19 (răng) số dạng ( không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh = 3.902 = 3.518 Lập tỉ số Vì < ta tình theo bánh dẫn Ưng suất uốn tiết diện nguy hiểm chân rang tính cho bánh dẫn Ta có : Nên bánh đủ độ bền uốn 3.9 Các thông số truyền : Chiều dài ngồi Chiều rộng vành răng: b= 32.67 mm Đường kính chia ngồi : Đường kính vòng chia trung bình : Góc chia đỉnh : Lực vòng : Lực dọc trục : = PHẦN : THIẾT KẾ TRỤC – THEN – NỐI TRỤC 4.1 Thiết kế trục Sơ đồ chọn chiều dài trục : + + Sơ đồ phân tích lực tác động lên trục : THIẾT KẾ TRỤC I : Chọn vật liệu thép 45 có = 600 Mpa [ Chọn kích thước chiều dài trục : Chọn sơ 56 34 41 Thay trục dầm sức bền : x y Với Tính phản lực gối tựa : Phương trình cân momen mặt phẳng đứng gối A Phản lực gối tựa B theo phương đứng : Phương trình cân lực theo phương Y : Phản lực gối tựa A theo phương đứng  Phương trình cân momen mặt phẳng ngang gối A Phản lực gối tựa theo phương ngang :  Phương trình cân lực theo phương x : Phản lực gối A theo phương ngang : Vẽ biểu đồ nội lực : Biểu đồ momen mặt phẳng đứng (Nmm) A B 7067 Biểu đồ momen mặt phẳng ngang 81000 A B Biểu đồ momen xoắn T(Nmm) 61421 61412 Tính momen tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm gối B Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm Kí hiệu tiết diện 1-3 trục tiết diện thứ gối tựa B ( từ trái sang phải ) Do tiết diện nguy hiểm có lắp ổ lăn nên chọn Ta chọn tiết diện lại : Kiểm tra lại tiết diện 1-2 : Chọn then : Vật liệu làm then thép 45 có : ứng suất cắt cho phép [ ứng suất dập cho phép [ chọn then vị trí lắp bánh (TCVN 2261-77) : Chiều dài làm việc then đầu tròn ,1 đầu : Kiểm tra ứng suất cắt : ==[ Kiểm tra ứng suất dập : [ Chọn then vị trí lắp bánh đai (TCVN 2261-77) Chiều dài làm việc then đầu tròn ,1 đầu : Kiểm tra ứng suất cắt : ==[ Kiểm tra ứng suất dập : [ Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mõi Tại tiết diện 1-3 + Hệ số an toàn mõi xét đến ứng suất pháp (thay đổi theo chu kỳ đối xứng ) ứng suất pháp cực đại = 31.56 Mpa ứng suất pháp trung bình ứng suất pháp biên độ  + Hệ số an toàn mõi xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mach động dương) Với = 0.22 ứng suất tiếp cực đại : ứng suất tiếp trung bình ( trục quay chiều ) Ưng suất tiếp biên độ : Hệ số an toàn : Tại tiết diện lại : Tiết diện 1-1 1-2 1-3 1-4 M T 67738 83653 7067 61412 61412 61412 61412 S 1.75 1 1.75 25.55 31.56 5.21 1.5 1 1.5 22.63 11.58 11.58 22.63 7.45 6.03 20.89 Kết cấu trục 1: 56 ɸ 24 34 41 ɸ 30 96 68 10 39 THIẾT KẾ TRỤC II : Chọn vật liệu : Thép 45 có Chọn kích thước chiều dài trục : Chọn sơ 168 Thay trục dầm sức bền : 26 57.5 5.54 16.23 16.23 5.54 6.77 5.65 5.35 Với Giả sử chọn nối trục vòng đàn hồi Bộ phận cơng tác máy công cụ (thùng sấy ) chọn K=1.25 Momen xoắn tính tốn 217045 (Nmm) = 217 (Nm) Chọn nối trục vòng đàn hồi có [T] = 310 Nm, Lực vòng chốt = Lực nối trục tác động lên trục Tính phản lực gối tựa : Phương trình cân momen mặt phẳng đứng gối tựa C Phản lực gối B theo phương đứng : = Phương trình cân lực theo phương Y: Phản lực gối C theo phương đứng : Phương trình cân momen mặt phẳng ngang C Phản lực gối D theo phương ngang : = = -399.05 (N) Phương trình cân lực thep phương X: Phản lực gối C theo phương ngang : -564.69(N) Vẽ biểu đồ nội lực : Biểu đồ momen mặt phẳng đứng (Nmm) 499973 C D 13644 Biểu đồ momen mặt phẳng ngang (Nmm) 94868 58184 Biểu đồ momen xoắn T(Nmm) T 173636 173636 Tính momen tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm tai vi trí lắp bánh răng thẳng = 522098 (Nmm) Tính đường kính trục tiết diên nguy hiểm Kí hiệu tiết diện 2-2 trục ,(tiết diện thứ từ trái sang phải ) Do tiết diện nguy hiểm có lắp then nên tang thêm 5% Chọn Từ = 32 mm , =32 mm,= 30 mm Kiểm tra lại tiết diện -3 =161237 (Nmm) < 32 mm Tính chọn then : Chọn vật liệu then giống trục Chọn then vị trí lắp bánh (TCVN 2261-77).Chọn then đầu tròn = 50 mm ; b= 14 mm; h = mm, = 5.5 mm,= 3.8 mm; L=56 mm Chiều dài làm việc then đầu tròn = L – b = 56 -14 = 42 (mm) Kiểm tra ứng suất cắt : ==[ Kiểm tra ứng suất dập : [ Chọn then vị trí lắp nối trục đàn hồi (TCVN 2261-77).Chọn then đầu đầu tròn = 30 mm ; b= mm; h = mm, = mm,= 2.8 mm; L= 45 mm Chiều dài làm việc then đầu tròn = L – b/2 = 45 – 8/2 = 41 (mm) Chọn hai then đặt cách 18 vị trí lắp nối trục ,khi xem then chịu 0.7T Kiểm tra ứng suất cắt : ==[ Kiểm tra ứng suất dập : [ Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mõi: Hệ số an toàn mõi xét đến ứng suất pháp (thay đổi theo chu kỳ đối xứng ) Do có tập trung ứng suất có rãnh then ứng suất pháp cực đại = 47.4 Mpa ứng suất pháp trung bình Mpa ứng suất pháp biên độ  + Hệ số an toàn mõi xét đến ứng suất tiếp (thay đổi theo chu kỳ mach động dương) Với = 0.22 Do có tập trung ứng suất rãnh then ứng suất tiếp cực đại : ứng suất tiếp trung bình ( trục quay chiều ) : Ưng suất tiếp biên độ : Hệ số an toàn : Tại tiết diện lại : Tiết diện 2-1 2-2 2-3 2-4 M T s 508894 58184 0 173636 173636 173636 1.75 - 47.4 18.09 - 1.5 - 7.54 26.99 - 2.12 10.18 - 14.57 6.34 - Kết cấu trục : 168 26 57.5 ɸ 50 ɸ 32 ɸ 32 36 12 10 75 38 ɸ30 42 2.1 5.38 - 4.2 Chọn nối trục : Do trục không đồng tâm nên chọn nối trục vòng đàn hồi Thơng số nối trục vòng đàn hồi hang Flexitech Đường kính qua tâm chốt : Kí hiệu FBC [T] N m 31 d m m 30 A m m 11 B m m 99 PHẦN : THIẾT KẾ Ổ LĂN + Thiết kế ổ trục 1: Lực hướng tâm tác động lên ổ A: Lực hướng tâm tác động lên ổ B: C m m 48 D m m E m m 42 F m m 70 Z chố t 510 mm mm mm 12.7 30 85 Lực dọc trục hướng vào ổ B Gỉa sử chọn ổ bi đỡ chặn 46X06 cho ổ lăn A,B C0 α = 260 , d=30 mm, ổ lăn ghép kiểu chữ “O”, e=0.68, ,[C]=25.6 KN ,[ ]=18.17 KN Lực dọc trục phụ tác dụng lên ổ lăn A,B : Lực dọc trục phụ : 0.684499.18 = 3059.44 (N) 0.685459.97 = 3712.78 (N) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A: Xét hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.41,Y=0.87 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn A: =(14499.18+0.873485.45)=4877(N)=4.88 KN Tổng lực dọc trục tái động lên ổ B: Chọn Xét hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn B : =(15459.97+03286.77)=5459.97(N)=5.46 KN Do,tính tốn theo ∑ (Q L ) ∑L Q2 E = i i i Tải trọng theo bậc : = Tuổi thọ : L= = 757.8 (triệu vòng ) Do tuổi thọ lớn nên chia ba tuổi thọ ( thay ổ sau 20 tháng sử dụng ) L = 252.6 (triệu vòng ) Khả tải động tính tốn : > [C]=25.6 KN Chọn ổ 66406 có : d (mm) D(mm) B(mm) 30 90 23 Tính tốn lại ổ 66406 cho ổ lăn A,B C(KN) 38.4 28.1 C0 d=30 mm, ổ lăn ghép kiểu chữ “O”, e=0.99, ,[C]=38.4 KN ,[ Lực dọc trục phụ tác dụng lên ổ lăn A,B : Lực dọc trục phụ : 0.994499.18 = 4454.19 (N) 0.995459.97 = 5405.37 (N) Tổng lực dọc trục tác động lên ổ A: ]=28.1 KN Xét hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.36,Y=0.64 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn A: =(14499.18+0.645178.04)=4933.65(N)=4.93 KN Tổng lực dọc trục tái động lên ổ B: Chọn Xét hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn B : =(15459.97+05405.37)=5459.97(N)=5.46 KN Do,tính tốn theo ∑ (Q L ) ∑L Q2 E = i i i Tải trọng theo bậc : = Tuổi thọ : L= = 757.8 (triệu vòng ) Do tuổi thọ lớn nên chia ba tuổi thọ ( thay ổ sau 20 tháng sử dụng ) L = 252.6 (triệu vòng ) Khả tải động tính tốn : < [C]=38.4 KN Vậy ổ 66406 thỏa Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : = 0.37 Chọn = 28.1(KN) Ổ đảm bảo bền theo điều kiện tĩnh + Thiết kế ổ trục 2: Lực hướng tâm tác động lên ổ C: Lực hướng tâm tác động lên ổ B: Lực dọc trục hướng vào ổ D Lập tỉ số : >1 Vậy chọn ổ bi đỡ chặn Gỉa sử chọn ổ loại 46X06 có Lắp kiểu chữ “O” Lực dọc trục phụ : 0.68638.25 = 434.01 (N) 0.68659.28 = 448.31 (N) Ổ lăn C: Tổng lực dọc trục tác động lên ổ C: Chọn Xét hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=1,Y=0 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn C =(1638.25+0(-233.87))=638.25(N)=0.64 KN Ổ lăn D: Tổng lực dọc trục tác động lên ổ C: Chọn Hệ số : (V=1 ,vòng quay ) Tra bảng 11.3 sách thầy lộc X=0.41,Y=0.87 Tải trọng tác dụng lên ổ lăn D =(1659.28+01116.19)=1241.39(N)=1.24 (KN) Do , tính tốn theo ∑ (Q L ) ∑L Q2 E = i i i Tải trọng theo bậc : = Tuổi thọ : L= = 253.44 (triệu vòng ) Khả tải động tính tốn : Chọn ổ 46106 có : d (mm) 30 D(mm) 55 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : = 0.37 Chọn = 8.03(KN) Ổ đảm bảo bền theo điều kiện tĩnh B(mm) 13 C(KN) 11.2 8.03 ... momen tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm gối B Tính đường kính trục tiết diện nguy hiểm Kí hiệu tiết diện 1-3 trục tiết diện thứ gối tựa B ( từ trái sang phải ) Do tiết diện nguy... momen tương đương tiết diện nguy hiểm Tiết diện nguy hiểm tai vi trí lắp bánh răng thẳng = 522098 (Nmm) Tính đường kính trục tiết diên nguy hiểm Kí hiệu tiết diện 2-2 trục , (tiết diện thứ từ... Ưng suất uốn tiết diện nguy hiểm chân rang tính cho bánh dẫn Ta có : Nên bánh đủ độ bền uốn 3.9 Các thông số truyền : Chi u dài ngồi Chi u rộng vành răng: b= 32.67 mm Đường kính chia ngồi :