DO AN CHI TIET MAY( NGUYEN NGOC CANH)

Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Lời nói đầu Trong trng HSPKT Hng yên Sau học xong lí thuyết , sinh viên bắt tay vào phần thực hành Lúc sinh viên làm đồ án môn học Đối với môn Chi tiết máy Sinh viên tiến hành làm đồ án chi tiết máy hay cụ thể “ Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải “ Đây bước quan trọng để sinh viên hiểu rõ lý thuyết sở ngành tiền đề để sinh viên thiết kế hệ thống hoàn chỉnh Nội dung “ Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải “ bao gồm hai nội dung : Thiết kế hộp giảm tốc Thiết kế chế tạo bánh chủ động bánh trụ nghiêng Hộp giảm tốc có vai trị quan trọng hệ thống máy móc Vì phận cơng tác có vận tốc nhỏ nhiều so vói động Do , hệ thống làm việc trơn chu thiếu hộp giảm tốc Hơn số loại hộp giảm tốc điều chỉnh vơ cấp nên đáp ứng hệ thống có vận tốc thay đổi thường xun Khi vào tính tốn , sinh viên phải làm việc nghiêm túc , vận dụng tất lý thuyết học môn sở ngành :Dung sai , vẽ kỹ thuật , lý thuyết ,sức bền vật liệu vào việc tính tốn thiết kế Trong q trình thiết kế cố gắng kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh thiếu sót Vì , em kính mong dẫn , giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Nguyễn Văn Huyến tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trình thực đề tài Em xin ch©n thành cảm ơn! Sinh viên Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Bùi Hoàng Träng ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY (THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI) Động 2.Bộ truyền đai thang Nối trục Băng tải Hộp giảm tốc SỐ LIỆU CHO TRƯỚC Lực vòng băng tải: F=5400 (N) Vận tốc băng tải: v = 0,90 m/s Đường kính tang: D = 300 mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khÝ §Ị sè 4 Thời gian sử dụng: -Số năm : n=8 -Số ngày tháng: t=24 -Số ca ngày : c=3 -Số ca : g=6 Đặc điểm tải trọng : Va đạp nhẹ, truyền quay chiều Chiều cao băng tải so với mặt ngang: h=1.5 m KHỐI LƯỢNG THIẾT KẾ Bản thuyết minh (A4) Bản vẽ lắp hộp giảm tốc (A0) Bản vẽ chế tạo bánh chủ động bánh trụ nghiêng (A3) BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN Chọn động phân phối tỷ số truyền 1.1 Chọn động Để chọn động điện cần tính cơng suất cần thiết Gọi N cơng suất băng tải μ hiệu suất chung Nct cơng suất cần thiết Ta có: Nct Trong đó: = N µ = F V 1000µ F = 8300 ( N ) – Là lực kéo băng tải V = 0,85 ( m/s ) – Là vận tốc băng tải μ = μ1 μ22 μ34 μ4 ( bảng 2-1 ) μ1 = 0,94 - Là hiệu suất truyền đai μ2 = 0,97 - Là hiệu suất truyền bánh μ3 = 0,995 - Là hiệu suất mt cp ln Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số 4 = - Là hiệu suất khớp nối Vậy: μ = 0,94 × 0,972 × 0,9954 × = 0,87 Cơng suất cần thiết: Nct = N F V 8300 × 0,85 = = 1000 × 0,87 = 8,1 ( KW ) µ 1000 µ Ta phải chọn động điện có cơng suất lớn cơng suất cần thiết Chọn sơ loại động điện che kín quạt gió theo ( bảng 2P ) Ký hiệu A02 – 52 Cơng suất định mức 10 KW Với vịng quay 2920 ( vòng/ phút ) 1460 ( vịng/phút ) Nếu chọn loại động có số vịng quay lớn tỷ số truyền động chung tăng, dẫn đến việc tăng khn khổ kích thước máy giá thành thiết bị Nếu chọn số vòng quay thấp, tỷ số truyền động chung nhỏ, khuôn khổ máy nhỏ giá thành hạ Ta chọn loại động có ký hiệu là: A02 – 52 – Công suất động cơ: Nct = 10 ( KW ) Số vòng quay: nđc = 1460 ( vòng / phút ) 1.2 Phân phối tỷ số truyền Tỷ số truyền động chung: i= ndc nt Trong đó: nt số vịng quay tang nt = 60 × 1000V 60 × 1000 × 0,85 = = 47,77 ( vòng/phút ) 3,14 × 340 πD Lấy nt = 48 ( vịng/phút) Vy: i = 1460 = 30,56 47,77 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số i = iđ ibn ibt = 30,56 Trong iđ – Là tỷ số truyền truyền đai c- tỷ số truyền truyền bánh trụ cấp nhanh ibt – Là tỷ số truyền truyền bánh nghiêng cấp chậm Chọn trước iđ = 2,5 ⇒ ibn ibt = 30,56 = 12,224 2,5 Để tạo điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu Ta chọn ibn = ( 1,2 ÷ 1,3 ) ibt Ta lấy : ibn = 1,25 ibt ⇒ ibt2= 12,224 = 9,7792 ⇒ ibt = 3,127 1,25 ⇒ ibn = 3,91 Bảng hệ thống số liệu: Trục Trục động Thông số i I iđ = 2,5 n ( vòng/phút) N ( KW ) 1460 8,1 II ibn = 3,91 584 7,614 III ibt = 3,127 149,36 7,385 47,77 7,348 Thiết kế truyền đai thang 2.1 Chọn loại đai theo ( bảng 5-11 ) Giả thiết vận tốc đai v > (m/s) Với công suất động 8,1 KW Chọn loại đai Б a0 = 14 h = 10,5 h0 = 4,1 a = 17 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số F = 138 ( mm2 ) ( diện tích ) 2.2 Định đường kính bánh đai nhỏ Theo bảng 5-14 Loại đai Б có đường kính bánh đai nhỏ D1 = 140 ÷ 280 ( mm ) Lấy D1 = 200 mm Kiểm nghiệm vận tốc đai V= π 1460.D1 3,14.1460.200 = = 15,3 60.1000 60.1000 V < Vmax = ( 30 ÷ 35) m/s 2.3 Tính đường kính D2 bánh đai lớn D2 = 1460 (1 − 0,02) D1 = 2,45 D1 = 2,45 × 200 = 490 ( mm )s 584 Lấy theo tiêu chuẩn ( bảng 5-15 ) D2 = 500 mm Số vòng quay thực n2' trục bi dẫn: n2' = (1 − 0,02 ) × 1460 × D1 200 = 0,98 × 1460 × D2 500 n2' = 572,32 vòng/phút n1 1460 Tỷ số truyền = ′ = = 2,55 n2 572,32 2.4 Chọn sơ khoảng cách trục A theo ( bảng 5-16 ) A ≈ D2 mm ⇒ A = 500 mm 2.5 Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A Công thức 5-1 ( D2 − D1 ) π L = A + ( D1 + D2 ) + 4A 3,14 L = × 500 + ( 200 + 500) + ( 500 − 200) ì 500 L = 2144 mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Lấy L theo tiêu chuẩn ( bảng 5-12 ) Lấy L = 2120 mm Kiểm nghiệm số vòng chạy u giây: u = V 15,3 = = 7,21 L 2120 u < umax = 10 2.6 Xác định xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai lấy theo tiêu chuẩn [công thức ( 5-2 )] A= L − π ( D1 + D2 ) + [ L − π ( D1 + D2 ) ] − 8( D2 − D1 ) A = × 2120 − 3,14 × ( 200 + 500) + A = × 2120 − 3,14 × 700 + [ × 2120 − 3,14( 200 + 500) ] − 8( 500 − 200) [ × 2120 − 3,14 × 700] − × 300 A = 487,42 mm Khoảng cách trục A thoả mãn điều kiện 5-19 0,55( D1 + D ) + h ≤ A ≤ 2( D1 + D ) 395,5 ≤ A ≤ 1400 Khoảng cách nhỏ cần thiết để mắc đai: Amin = A – 0,015 L = 500 – 32,16 = 467,84 mm Khoảng cách lớn cần thiết để tạo sức căng Amax = A + 0,032 L = 500 + 64,32 = 564,32 mm 2.7 Tính góc ơm α1 ( cơng thức 5-3 ) α1 = 1800 - 300 D − D1 570 = 1800 570 = 1450 487,42 A Góc ơm thoả mãn điều kin: = 1450 > 1200 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số 2.8 Xác định số đai Z cần thiết Chọn ứng suất căng ban đầu б = 1,2 N/mm2 theo trị số D1 ( tra bảng 5-17) Ứng suất có ích cho phép:[ бP ]0 = 1,74 N/mm2 Số đai tính theo công thức 5-2: Z≥ 1000 ⋅ N V [ σ P ] ⋅ C t ⋅ C v ⋅ Cα ⋅ F Trong Ct: Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng ( tra bảng 5- ): 0,9 Cα: Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm ( bảng -18 ): 0,89 Cv: Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc ( bảng – 19 ): 0,94 Z≥ 1000 × 8,1 15,3 × 1,74 × 0,9 × 0,89 × 0,94 × 138 Z≥ 1000 × 8,1 15,3 × 1,74 × 0,9 × 0,89 × 0,94 × 138 Z≥ 8100 = 2,93 2766 Lấy Z = 2.9 Định kích thước chủ yếu bánh đai - Chiều rộng bánh đai [công thức ( – 23 )] B = ( Z − 1) t + S B = ( − 1) × 20 + × 12,5 = 65 ( theo bảng 10 – ta t = 20; s = 12,5; e = 16; h0 = ) - Đường kính ngồi bánh đai Dn = D + 2h0 ⇒ Dn1 = 200 + × = 210 mm Dn2 = 500 + × 10 = 520 mm - Đường kính bánh đai Dt = Dn - 2e ⇒ Dt1 = Dn1 - 2e = 210 - × 16 = 178 mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Dt2 = Dn2 - 2e = 520 - × 16 = 488 mm 2.10 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục - Lực căng ban đầu đai: S0 = б0 F = 1,2 × 138 = 165,6 N - Lực tác dụng lên trục: R = × S0 × Z × Sin α1 = × 165,6 × × 0,953 = 1421 N Thiết kế truyền bánh 3.1 Thiết kế truyền bánh cấp nhanh (Bánh trụ thẳng) 3.1.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh Bánh nhỏ: Thép 45 thường hóa: бb = 600 N/mm2 бch = 300 N/mm2 HB = 190.Phôi rèn (giả thiết đường kính phơi 100 mm) Bánh lớn: Thép 35 thường hóa: бb = 480 N/mm2 бch = 240 N/mm2 HB = 160 Phơi rèn (giả thiết đường kính phơi 300 ÷ 500 mm) 3.1.2 Định ứng suất cho phép Số chu kỳ làm việc bánh lớn N2 = t 60 n = 16500 × 60 × 149,36 = 147866400 Số chu kỳ làm việc bánh nhỏ: Ni = i N2 = 3,91 × 147866400 = 578157624 Ta có N1, N2 lớn số chu kỳ sở đường cong mỏi tiếp xúc đường cong mỏi uốn ( 107 ) nên tính ứng suất cho phép bánh nhỏ bánh lớn lấy KN' = KN'' = Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ [б]tx1 = 2,6 ×190 = 494 N/mm2 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số ng sut tip xỳc cho phép bánh lớn [б]tx2 = 2,6 ×160 = 416 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép: Đối với bánh thép rèn thường hóa lấy hệ số an toàn n = 1,5, hệ số tập trung ứng suất chân Kб = 1,8 Giới hạn mỏi uốn thép 45 thép 35 là: б-1 = ( 0,4 ữ 0,45 )bk = 0,425 ì 600 = 255 N/mm2 Giới hạn mỏi uốn thép 45 thép 35 là: б-1 = ( 0,4 ÷ 0,45 )бbk = 0,425 × 480 = 204 N/mm2 Vì bánh quay theo chiều: Với bánh nhỏ: [б]u1 = 1,5 × 255 = 141,7 N/mm2 1,5 × 1,8 Với bánh lớn: [б]u2 = 1,5 × 204 = 113 N/mm2 1,5 × 1,8 3.1.3 Chọn sơ hệ số tải trọng K = 1,3 3.1.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh ψA = 0,15 ÷ 0,45 Chọn ψA = 0,3 3.1.5 Tính khoảng cách trục A Bộ truyền bánh trụ thẳng:  1,05 × 10  K Ν  Α ≥ (i ± 1)3  [ σ ] ⋅ i tx   ψ Α n2  1,05 × 10  1,3 × 7,614  Α ≥ (3,91 + 1)   416 × 3,91  0,3 × 149,36 A ≥ 221,7 mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 10 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khÝ §Ị sè M um− m = M uy2 + M ux2 Trong đó: M uy = Rby X ′ = −140 × 183,3 = −25662 N.mm M ux = Rbx X ′ = 670,6 × 183,3 = 122920 N.mm ⇒ M um−m = 25662 + 122920 = 125570 N.mm Tính đường kính trục hai tiết diện n – n m – m Theo công thức – d ≥3 M tđ mm 0,1[σ ] Đường kính trục tiết diện n – n: Ở M tđ = M u2 + 0,75M x2 M tđ = 916512 + 0,75 × 124510 = 141516 N.mm Mx = 9,55 × 10 × Ν 9,55 × 10 × 7,614 = = 124510 N.mm n 584 d n −n ≥ 141516 = 30,5 mm 0,1 × 50 Đường kính trục tiết diện m – m M tđ = 121178 + 0,75 × 124510 = 162207 N.mm 162207 = 32 mm 0,1× 50 Đường kính tiết diện n – n lấy 35 mm ( ngõng trục lắp ổ ) đường kính d m−m ≥ tiết diện m – m lấy 38 mm, lớn giá trị tính có rãnh then Gi¸o viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 22 Sinh viên thiÕt kÕ: Bïi Hoµng Träng – Líp: HK5L Trang Trêng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề sè Trục II: Lực vòng: P2 = 2678 N Lực hướng tâm: Pr2 = 975 N Lực dọc trục Pa2 = 1280 N Lực P3 = 7264 N Lực Pr3 = 2685 N Ta có: Χ ′′ = Β 105,6 b 25 + l2 + a + = + + 12 + = 84,3 mm 2 2 b 69 105,6 Υ ′′ = b1 + c + = + 12 + = 99,3 mm 2 2 Ζ′′ = b1 B 69 25 + a + l2 + = + 12 + + 12,5 + = 66 mm 2 2 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 23 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Tính phản lực gối đỡ trục + Lấy mô men gốc A: ∑ mcy ⇒ RDy = = Pr Z ′′ − Pr ( Z ′′ + Y ′′) − Pa d2 + RD y ( X ′′ + Y ′′ + Z ′′) = d2 406 − Pr Z ′′ 975 × 165,3 + 1280 × − 2685 × 66 2 = = 1004 N X ′′ + Y ′′ + Z ′′ 84,3 + 99,3 + 66 Pr ( Z ′′ + Y ′′) + Pa RCy = Pr + RDy − Pr = 2685 + 1004 − 975 = 2714 N ∑ m cx = P3 Z ′′ + P2 ( Z ′′ + Y ′′) − RD x ( X ′′ + Y ′′ + Z ′′) = ⇒ RDx = P3 Z ′′ + P2 ( Z ′′ + Y ′′) 7264 × 66 + 2678 × 165,3 = = 3800 N X ′′ + Y ′′ + Z ′′ 84,3 + 99,3 + 66 RCx = P3 − RDx + P2 = 7264 − 3800 + 2678 = 6142 N Tính mơ men tổng cộng: M u = M uy2 + M ux2 Ở tiết diện e – e: M ue −e = 179124 + 405372 = 443183 N.mm M uy = Rcy Z ′′ = 2714 × 66 = 179124 N.mm M ux = Rcx Z ′′ = 6142 × 66 = 405372 N.mm Ở tiết diện i – i M ui −i = 77609 + 293740 = 303820 N.mm M uy = RDy X ′′ = 1004 × 77,3 = 77609 N.mm M ux = RDx X ′′ = 3800 × 77,3 = 293740 N.mm Đường kính trục tiết diện e – e: d e −e ≥ M tđ mm 0,1[σ ] M tđ = M u2 + 0,75M x2 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 24 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Mx = 9,55 ì 10 × Ν 9,55 × 10 × 7,385 = = 472193 N.mm n 149,36 M tđ = 443183 + 0,75 × 472193 = 603022 N.mm Vậy d e −e ≥ 603022 = 49,4 mm 0,1 × 50 Đường kính trục tiết diện i – i M tđ = 303820 + 0,75 × 472193 = 509442 N.mm d i −i ≥ 509442 = 46,7 mm 0,1 × 50 Ở hai đoạn trục có làm rãnh then để cố định bánh theo phương tiếp tuyến, đường kính trục lấy lớn so với tính tốn: d e −e = 55 mm d i −i = 52 mm Đường kớnh lp ln d = 45 mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 25 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Trục III: Lực vòng: P4 = 7264 N Lực hướng tâm: Pr4 = 2685 N Lực dọc trục Pa3 = 1280 N Ta có: Χ ′′′ = Β 105,6 b 25 + l2 + a + = + + 12 + = 84,3 mm 2 2 Υ ′′′ = b Β 105,6 25 + c + b1 + a + l + = + 12 + 69 + 12 + + = 165,3 mm 2 2 Tính phản lực gối đỡ trục ∑ m Ey ⇒ RFy = = Pr Y ′′′ + Pa d2 − RF y ( X ′′′ + Y ′′′) = d2 138 2685 × 165,3 + 1280 × = = 2132 N X ′′′ + Y ′′ 165,3 + 84,3 Pr Y ′′′ + Pa Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 26 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí §Ò sè REy = Pr − RFy = 2685 − 2132 = 553 N ∑ m Ex = P4 Y ′′′ − RF x ( X ′′′ + Y ′′′) = ⇒ RFx = P4 Y ′′′ 7264 × 165,3 = = 4810 N X ′′′ + Y ′′′ 84,3 + 165,3 REx = P4 − RFx = 7264 − 4810 = 2454 N Tính mơ men uốn tiết diện chịu tải lớn M u = M uy2 + M ux2 M uy = REy Y ′′′ = 2132 × 165,3 = 352420 N.mm M ux = REx Y ′′′ = 2453 × 165,3 = 405480 N.mm M u = 352420 + 405480 = 537228 N.mm Tính đường kính trục tiết diện chịu tải lớn Mô men tương đương: M tđ = M u2 + 0,75M x2 Ta có: Mx = 9,55 × 10 × Ν 9,55 × 10 × 7,385 = = 1468984 N.mm n 47,77 M tđ = 537228 + 0,75 × 1468984 = 1380960 N.mm Lấy [σ] = 48 N/mm2 ( bảng – ) d III ≥ 1380960 = 66 mm 0,1 × 48 Lấy dIII = 75 mm Vì trục có làm rãnh then, nên đường kính trục lấy tăng lên so với tính tốn Đường kính ngõng trục 70mm, ng kớnh u trc 65mm Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 27 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số TÍNH CHÍNH XÁC TRỤC Tính xác trục nên tiến hành cho nhiều tiết diện chịu tải lớn có ứng suất tập trung Kiểm nghiệm tiết diện i – i trục trung gian Tính xác trục theo công thức ( – ) n= nσ nτ nσ2 + nτ2 ≥ [ n] Vì trục quay nên ứng suất pháp ( uốn ) biến đổi theo chu k i xng Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 28 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số a = σ max = σ = MU ;σ m = w Vậy nσ = σ −1 Kσ σ a ε σ β Trong đó: nσ – Là hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp Bộ truyền làm việc chiều nên ứng suất tiếp ( Xoắn ) biến đổi theo chu kỳ mạch động δ a = δ max = δ = Vậy nδ = MU w δ −1 Kσ δ a + ψ δ δ m ε σ β Trong đó: nδ – Là hệ số an toàn xét riêng đến ứng suất tiếp Giới hạn mỏi uốn xoắn: σ-1 = 0,45 σb = 0,45 × 600 = 270 N/mm2 ( Trục thép 45 có σb = 600 N/mm2 ) δ-1 = 0,25 σb = 0,25 × 600 = 150 N/mm2 σa = Mu w w = 12100 mm3 ( bảng – 3b) – Là mô men chống uốn Mu = 303820 N.mm Biên độ ứng suất pháp σa = M u 303820 = = 25,1 N/mm2 w 12100 Biên độ ứng suất tiếp thay đổi theo chu k i xng Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 29 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số a = M x 472193 = = 18,23 N/mm2 w0 25900 w0 = 25900 – Là mô men chống xoắn Chọn hệ số ψσ, ψδ hệ số xét đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bingh đến sức bền mỏi Đối với thép Cacbon trung bình ψσ = 0,1 ψδ = 0,05 Hệ số tăng bền β = Chọn hệ số Kσ, Kδ, εσ, εδ Theo bảng – Lấy εσ = 0,78, εδ = 0,67 Theo bảng – tập trung ứng suất rãnh then Kσ = 1,63, Kδ = 1,5 Tỷ số: Κ σ 1,63 = = 2,1 εσ 0,78 Κδ 1,5 = = 2,25 εδ 0,67 Tập trung ứng suất lắp căng với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh bề mặt ghép ≥ 30 N/mm2 Tra bảng – 10 ta có: Κσ = 3,3 εσ Κδ Κ = + 0,6( σ − 1) = + 0,6(3,3 − 1) = 2,38 εδ εσ Thay giá trị vừa tìm vào cơng thức tính n σ, nδ nσ = 270 = 2,8 3,3 × 29 nδ = 150 = 3,38 2,38 × 18,23 + 0,05 × 18,23 n= 2,8 × 3,38 2,8 + 3,38 = 2,16 Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy 1,5 ÷ 2,5 Vậy n = 2,16 thỏa Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 30 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khÝ §Ị sè 4.2 Tính then Để cố định bánh theo phương tiếp tuyến, mói cách khác để truyền mô men chuyển động từ trục đến bánh ngược lại ta dùng then Theo đường kính trục I để lắp then 38mm, tra bảng – 23 Chọn then có b = 12, h = 8, t = 4,5, t1 = 3,6, K ≈ 4,4 ( Đường kính chân Di1c = 85,5, đường kính trục 38 mm, nên bánh khơng cần làm liền trục ) Chiều dài then 0,8 lm ( lm chiều dài mayơ ) Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức ( – 11 ) σd = 2M x ≤ [σ ] d dKl N/mm2 Mx = 124510 N.mm d = 38 mm K = 4,4 mm l = 60 mm [σ]d = 150 N/mm2 ( bảng – 20 ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vật liệu thép CT6 ) σd = × 124510 = 24,8 38 × 4,4 × 60 N/mm2 σ d ≤ [σ ] d Kiểm nghiệm sức bền cắt theo công thức ( – 12 ) δd = M x × 124510 = = 9,1 d b.l 38 × 12 × 60 N/mm2 b = 12 mm, [δ]c = 120 N/mm2 ( bảng – 21 ) δc < [δ]c - Đối với trục II, chọn hai then kích thước Tra bảng – 23, chọn b = 16, h = 10, t = 5, t1 = 5,1, K = 6,2; Chiều dài then chỗ lắp bánh dẫn l3 = 85 mm, chỗ lắp bánh bị dẫn l2 = 60 mm - Đối với trục III, chọn b = 20; h = 12; t = 6; t1 = 6,1; K = 7,1; l4 = 85 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 31 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Thit k gi trục Chọn ổ lăn Trục II trục III có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn, trục I ta chọn ổ bi đỡ 5.1 Sơ đồ chọn ổ cho trục I Tính gối đỡ A có lực RA lớn Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức ( – ) C = Q ( n.h)0,3 ≤ Cbảng Q – Là tải trọng tương đương n – Là số vòng quay ổ h – Là thời gian phục vụ Q = R + R Ay = 2536 + 2007 = 3234 N = 323,4 daN Ax n = 584 vòng/phút h = 16500 C = 323,4 (584 × 16500 )0,3 = 323,4 ( 9636 × 103)0,3 = 40263 Tra bảng 14l ứng với d = 35 mm Số hiệu 307, đường kính ngồi D = 80 mm, Chiều rộng B = 21 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 32 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khÝ §Ị sè 5.2 Sơ đồ chọn ổ cho trục II n = 149,36 vòng/phút h = 16500 RC = R + RCy = 2714 + 6142 = 6715 N Cx RD = R + RDy = 1004 + 3800 = 3930 N Dx S C = 1,3.RC tgβ = 1,3 × 6715 × tg16 = 2503 N S D = 1,3.RD tgβ = 1,3 × 3930 × tg16 = 1465 N Tổng hợp lực dọc trục: At = S C + Pa − S D = 2503 + 1280 − 1465 = 2318 N Lực At hướng ổ bên phải, lực Q ổ lớn QD = 1,1(3930 + 1,5 × 2318) = 8147 N Hoặc 814,7 daN C = 814,7 (149,36 × 16500 )0,3 = 67377 Ứng với d = 45 tra bảng 17P lấy loại ổ ký hiệu 36309 với Cbảng = 7100, đường kính ngồi D = 100 mm, chiu rng B = 25 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 33 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số 5.3 Sơ đồ ổ cho trục III Số vòng quay n = 47,77 vòng/phút h = 16500 RE = R + REy = 2453 + 553 = 2515 N Ex RF = R + RFy = 4810 + 2132 = 5261 N Fx S E = 1,3.RE tgβ = 1,3 × 2515 × tg16 = 938 N S F = 1,3.RF tgβ = 1,3 × 5261 × tg16 = 1961 N Tổng hợp lực dọc trục: At = S E − Pa − S F = 938 − 1280 − 1961 = −2303 < Lực At hướng bên phải Lực Q ổ là: QF = 1,1(5261 + 1,5 × 2303) = 9587 N Hoặc 958,7 daN C = 958,7 (47,77 × 16500 )0,3 = 56322 Ứng với d = 70 mm; C = 56322 Tra bảng 17P Số hiệu 46144, đường kính ngồi D = 110; B = 20 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 34 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Lớp: HK5L Trang Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề số Cu to vỏ hộp chi tiết máy khác Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép nắp thân mặt phẳng qua đường làm trục để việc lắp ghép dễ dàng Bảng 10 – cho phép ta tính kích thước phần tử cấu tạo vỏ hộp sau Chiều dài thành thân hộp: δ = 0,025Α + = 0,025 × 264 + = 9,6 ≈ 10 mm Chiều dài thành nắp hộp δ1 = 0,02 × 264 + = 8,28 mm Lấy δ1 = mm Chiều dày mặt bích nắp: b = 1,5δ = 1,5 × 10 = 15 mm Chiều dày mặt bích nắp: b1 = 1,5δ1 = 1,5 × = 13 mm Chiều dày đế hộp khơng có phần nối P = 2,35 δ = 2,35 × 10 ≈ 24 mm Chiều dày gân thân hộp: m = (0,85 ÷ 1)ς = mm Chiều dày gân nắp hộp: m = (0,85 ÷ 1)ς = mm Đường kính bulơng nền: dn = 0,036A + 12 = 22 mm Đường kính bulông khác: - Ở cạnh ổ: d1 = 0,7dn = 0,7 × 22 = 15,4 mm Lấy d1 = 16 mm - Ghép nắp vào thân: d2 = (0,5 ÷ 0,6)dn = 12 mm - Ghép nắp ổ: Gi¸o viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 35 Sinh viên thiÕt kÕ: Bïi Hoµng Träng – Líp: HK5L Trang Trêng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề sè d3 = ( 0,4 ÷ 0,5)dn = 10 mm - Ghép nắp thân: d4 = ( 0,3 ÷ 0,4)dn = mm - Đường kính bulơng vịng chọn theo trọng lượng hộp giảm tốc, với khoảng cách trục A hai cấp 228 × 264 Tra bảng 10 – 11a 10 – 11b Ta chọn bulơng M20 Số lượng bulơng nền: n= L+B 200 ÷ 300 Trong đó: L – Là chiều dài hộp, sơ lấy 900 mm B – Chiều rộng hộp, sơ lấy 350 mm n= 900 + 350 = Lấy n = 250 Bôi trơn hộp giảm tốc Ta chọn phương pháp bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc cách ngâm dầu Sự chênh lệch bán kính bánh bị dẫn thứ hai thứ tư 18,5 mm Vì mức dầu thấp , ngập chiều cao bánh thứ hai, bánh thứ tư chiều sâu ngâm dầu lớn ( 60 mm ), xong vận tốc thấp ( v = m/s ) nên công suất tổn hao để khuấy dầu không đáng kể Theo bảng 10 – 17 chọn độ nhớt dầu bôi trơn bánh 500C 116 Centistốc 16 độ Engle theo bảng 10 – 20 chọn loi du AK20 Giáo viên hớng dẫn: Ths Nguyễn Văn Huyến 36 Sinh viên thiết kế: Bùi Hoàng Trọng Líp: HK5L Trang ... mặt cạnh chi tiết quay đến thành hộp a = 10 ÷ 15 mm, hộp giảm tốc cỡ nặng lấy lớn b1 – Là chi? ??u rộng bánh cấp nhanh: b1 = 69 mm b – Là chi? ??u rộng bánh cấp chậm: b = 105,6 mm B – Là chi? ??u rộng... sau Chi? ??u dài thành thân hộp: δ = 0,025Α + = 0,025 × 264 + = 9,6 ≈ 10 mm Chi? ??u dài thành nắp hộp δ1 = 0,02 × 264 + = 8,28 mm Lấy δ1 = mm Chi? ??u dày mặt bích nắp: b = 1,5δ = 1,5 × 10 = 15 mm Chi? ??u... Hoµng Träng – Líp: HK5L Trang Trêng ĐHSPKT Hng Yên Khoa : Khoa khí Đề sè Dt2 = Dn2 - 2e = 520 - × 16 = 488 mm 2.10 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục - Lực căng ban đầu đai: S0 = б0 F =