đồ án chi tiết máy giúp các bạn tham khảo để nắm bắt rõ hơn về những vấn đề học tập trên lớp còn thiếu xót, ..................................................................................................................................................
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: CHI TIẾT MÁY GVHD : NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH : NGUYỄN MINH TUẤN MSSV : 1713794 LỚP : L03-A Thành phố Hồ Chí ngày 22 tháng 05 năm 2019 pg BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………………….3 ĐỀ BÀI……………………………………………………………………………………3 I CHỌN ĐỒNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN……………………….4 II TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH……………………………….6 III TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG…………………….8 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG THẲNG……………… TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG…………….11 IV TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC I, II, III …………………………………….15 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC I……………………………………………… 15 a TRỤC I……………………………………………………………………………15 b Ổ LĂN TRỤC I………………………………………………………………… 20 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC II……………………………………………….22 a TRỤC II………………………………………………………………………… 22 b Ổ LĂN TRỤC II………………………………………………………………… 27 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC III………………………………………………30 a TRỤC III………………………………………………………………………… 30 b Ổ LĂN TRỤC III………………………………………………………………….35 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY A LỜI NĨI ĐẦU: Mơn học CHI TIẾT MÁY mơn học ngành khí chúng ta, giúp có cách nhìn cụ thể, thực tế hóa kiến thức học để thiết kế hệ thống đó, tiêu biểu BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY thiết kế hộp giảm tốc cấp Môn học CHI TIẾT MÁY mơn học sở mơn học sau đồng thời cung cấp lượng kiến thức lớn để giúp sinh viên làm đồ án tốt nghiệp, cần phải hiểu rõ mơn học Đối với BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY, tập lớn đồi hỏi phải cung cấp lượng kiến thức lớn đầy đủ để đảm bảo tính xác làm Lượng kiến thức thầy dẫn tài liệu tham khảo : GIÁO TRÌNH CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY (*) , BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Cuối lời, cảm ơn dẫn thầy Nguyễn Văn Thạnh giúp em hiểu rõ môn học, tập lớn tập lớn quan trọng thân em môn học này, lần nên có nhiều sai sót mong thầy đóng góp ý kiến để giúp em hoàn thiện B ĐỀ BÀI: Chọn động phân phối tỉ số truyền Tính tốn thiết kế truyền xích Tính tốn thiết kế truyền bánh Tính tốn thiết kế trục I, II, III hộp giảm tốc Chọn ổ lăn cho trục I, II, III BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Chú thích : (1) , (2) : Bánh trụ nghiêng (3) , (4) : Bánh trụ thẳng (5) , (6) : Đĩa xích (7) : Tăng dẫn băng truyền D = 494 mm : Đường kính tăng dẫn băng truyền (mm) F = 1079,4 N : Lực vòng băng tải (N) v = 1,794 m/s : Vận tốc băng tải (m/s) ĐC : Động điện pha *Cấu trúc làm : Phần 1: Chọn động phân phối tỉ số truyền Phần 2: Tính tốn thiết kế truyền xích Phần 3: Tính tốn thuyết kế hai truyền bánh Phần 4: Tính tốn thiết kế ổ trục I, II, III Phần 5: Chọn ổ lăn cho trục I, II, III I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN: 1.Hiệu suất truyền động : η Kn = (khớp nối) η Brn = 0,97 (bánh nghiêng) η Brt = 0,95 (bánh thẳng) η X = 0,93 (xích) η ol = 0,99 (ổ lăn) η = η Kn.η Brn.η Brt.η Ol.η X =1.0,97.0,95.0,93.0,99 =0,823 2.Số vòng quay trục IV: v = π Dn IV n IV 3.Chọn sơ : 6.10 1,794.6.10 v 6.10 = = = 69,39(v / p) πD 3,14.494 u12 = 4 u = 3,08 u 34 = 12 = 1,3 u 56 = 1,3 4.Tỉ số truyền: 4.4.3 = 36,92 1,3 n sb = u.n IV = 36,92.69,39 = 2561,87(v / p) u = u12.u 34.u 56 = Chọn n db = 3000 (v / p) BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY F v 1079, 4.1,794 = = 1,94(kw) 1000 1000 P IV = 1,94 = 2.357(kw) P dc = η 0,823 P IV = =>Chọn động điện: Dựa vào bảng P1.2/trang 235 sách “Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “Trịnh Chất – Lê Văn Uyển”, ta chọn động Dk.42-2 có cơng suất 2,8(kW) số vòn quay trục 2880(vòng/phút) Tỉ số truyền: Chọn: 5.Công suất trục: u = n dc = u 12.u 34.n 56 = 41,5 n IV u 12 = => u 34 = = 3,08 1,3 => u 56 = u = 3,37 4.4 1,3 => P dc = 2,357(kw) => P = P dc.η Kn.η Ol = 2,357.1.0,99 = 2,333( kw) => P = P 1.η Brn.η Ol = 2,333.0,97.0,99 = 2,240( kw) => P = P 2.η Brt.η Ol = 2,240.0,95.0,99 = 2,107( kw) => P = P 3.η X η Ol = 2,107.0,93.0,99 = 1,94( kw) 6.Số vòng quay trục: => n1 = n dc = 2880(v / p ) 2880 => n = n1 = = 720(v / p ) u 12 720 => n = n = = 234(v / p ) u 34 3,08 => n = 69,39(v / p) T= 9,55.10 6.P i ni 9,55.10 P dc 9,5510 6.2,357 = = 7815,747( N mm) =>T dc = 2880 n dc 9,55.10 6.P1 9,5510 6.2,333 = = 7736,163( N mm) =>T = 2880 n1 9,55.10 6.P 9,5510 6.2,240 = = 29711,111( N mm) =>T = 720 n2 9,55.10 6.P 9,5510 6.2,107 = = 85990,812( N mm) =>T = 234 n3 7.Mô men xoắn trục: BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY =>T = 9,55.10 6.P n4 9,5510 6.1,94 = = 266998,127( N mm) 69,39 8.Bảng thông số hệ thống truyền động: P(kw) u n (v/p) T (N.mm) Động I II III IV 2,357 2880 7815,747 2,333 2,240 2,107 1,94 3,37 69,39 266998,127 2880 7736,163 3,08 720 29711,111 234 85990,812 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: ■Số liệu dựa vào 4.2 sách “ BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY” Thầy “ Nguyễn Hữu Lộc số liệu thu thập phần I, ta có: + Cơng suất truyền: P = 2,107 (kw) + Tỉ số Truyền: u = 3,37 + Số vòng quay bánh dẫn: n1 = 234 (v/p) + Moment xoắn: T = 85990,812 (N.mm) + Tải trọng va đập nhẹ, bôi trơn nhỏ giọt, làm việc ca, trục đĩa xích điều chỉnh II + Đường nối tâm trục nghiêng với phương ngang góc 20 + Khoảng cách trụ chọn a = 40 pc ■Trình tự thiết kế: Chọn loại xích: xích ống lăn o Chọn số đĩa xích dẫn đĩa bị dẫn : Z1 = 29 – 2u = 29 – 2.3,37 = 22,26 ta chọn Z1 = 23 số lẽ để đĩa mòn hơn, tăng khả sử dụng Z2 = u.Z1 = 23.3,37 = 77,51 ta chọn Z2 = 78 Xác định hệ số điều kiện sử dụng xích: K = K r.K a.K 0.K dc.K b.K lv Trong : K r = 1,2 – Hệ số tải trọng động: tải la đập nhẹ K a = – Hệ số xét đến ảnh hưởng khoảng cách trục hay chiều dài xích: a = (30 ÷ 50 pc) K = – Hệ số xét đến ảnh hưởng cách bố trí truyền: đường nối tâm đĩa xích hợp vs phương ngang góc 20º BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY K dc = – Hệ số xét đến ảnh hưởng khả điều chỉnh lực căng xích: trục đĩa xích điều chỉnh K b = – Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn: bôi trơn nhỏ giọt K lv = – Hệ số xét đến chế độ làm việc: làm việc ca 4.Cơng suất tính tốn: Pt = P K K z.K n KX K = 1,2.1.1.1.1.1 = 1,2 z 01 = 25 = 1,087 z 23 Kz= Kx = với số dãy xích Trang bảng 5.4 ta được: Chọn n01 = 200 (v/p) Kn = n 01 = 200 = 0,855 n1 234 Thay hệ số giá trị vào công thức Pt ta : Pt = 1,2.1,087.0,855 2,107 = 2,350( kw) 5.Số vòng quay giới hạn: Theo bảng 5.4, ta tra được: n01 = 200 (v/p) [P] > Pt => [P] = 2,7 (kw) pc = 15,875 6.Khoảng cách trục: a = 40pc = 40.15,875 = 635 mm 7.Số mắc xích xác định theo cơng thức: 2 2a z + z z − z1 p c 635.2 23 + 78 78− 23 15,875 X= + +( + +( = 132,42 ) = ) a 15,875 635 pc 2π 2π Chọn X= 132 mắc xích, chiều dài xích là: L = Xpc = 2095,5 mm Tính lại khoảng cách trục a: 2 z z z 1+ z − z1 + z2 a = 0,25 p c X − + X− ÷ − 8 ÷ 2 2π 2 23+ 78 23 + 78 78 − 23 a = 0,25.15,875 132 − + 132 − ÷ − 8 ÷ = 631,620mm 2 2π Ta cần chỉnh chùng dây đoạn: ∆a = (0,002 0,004) a = 1,263 2,526 mm Do cuối ta chọn: a = 630 mm 8.Lực tác dụng lên trục: Fr = Km.Ft Trong đó: Km – Hệ số trọng lượng xích Ft – Lực vòng có ích Ft = 1000.P 1000.2,107 = = 1479,648 N v 1,424 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY v= z 1.n1 p c = 23.234.15,875 = 1, 424( m / s) 60000 60000 Vận tốc: Vậy ⇒ F r = 1,15.1479,648 = 1701,595 N Đường kính đĩa xích: p c z 15,875.23 p z 15,875.78 = = 116, 22mm d = c = = 394,15mm π π π π d a1 = d + 0,7 p c = 116,22 + 0,7.15,875 = 127,33mm d a = d + 0,7 p c = 394,15 + 0,7.15,875 = 406,06mm d1 = III TÍNH TỐN THIẾT KẾ HAI BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG • BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG THẲNG: *Ta có thơng số: Lh = 1000h T = 7815,747 N.mm T = 7736,163 N mm T = 29711,111N mm T = 85990,812 N mm T = 266998,127 N mm n = 720(v / p ) u = 3,08 Chọn vật liệu làm bánh thẳng: Chọn thép C45 cải thiện theo bảng 6.13 trang 249 sách “CƠ SỞ THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY” bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình HB = 250, bánh bị dẫn ta chọn độ cứng trung bình HB = 228 Vật liệu có khả chạy rà tốt Số chu kì làm việc sở: 2,4 2,4 N HO1 = 30 HB = 30.250 = 1,71.10 chu kì N HO = 30 HB = 30.228 = 1,37.10 chu kì N FO1 = N FO = 5.10 chu kì 2,4 2,4 Số chu kì làm việc với chế độ tải trọng số vòng quay khơng đổi, xác định theo sơ đồ tải trọng: Đối với bánh dẫn: chế độ tải trọng : I- nặng => K HE = 0,5 , K FE = 0,3 N ∑1 = 60cnL h = 60.1.720.1000 = 4,32.10 chu kì 7 N HE1 = N ∑1.K HE = 4.32.10 0,5 = 2,16.10 chu kì N FE1 = N ∑1.K FE = 17,28.10 0,3 = 1,296.10 chu kì 7 Đối với bánh bị dẫn: N HE1 = 2,16.10 = 7,013.10 N HE = u 3,08 chu kì N FE1 = 1,296.10 = 4,208.10 N FE = u 3,08 chu kì BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY N HE1 > N HO1; N HE > N HO 2; N FE1 > N FO1; N FE > N FO Cho nên: K HL1 = K HL = K FL1 = K FL = Vì: Giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh răng: σ H lim = HB + 70 => σ H lim1 = 2.250 + 70 = 570 MPa => σ H lim = 2.228 + 70 = 526 MPa σ F lim = 1,8HB => σ F lim1 = 1,8.250 = 450 MPa σ F lim = 1,8.228 = 410,4 MPa Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σ ] = σ H lim H σ H lim.0,9 Z R Z V K L K XH K HL = K HL sH sH Khi cải thiện sH = 1,1 Do đó: 570.0,9 = 466,4 MPa 1,1 526.0,9 = = 430,4MPa 1,1 [σ ] = H1 [σ ] H2 Ứng suất tiếp xúc cho phép tính tốn: [ σ ] = [ σ ] = 430,4 MPa H H2 Ứng suất uốn cho phép: [σ ] = σ F F lim sF K FL Chọn sF = 1,75, ta có: 450 = 257 MPa 1,75 410,4 = 234,5MPa [ σ F 2] = 1,75 [σ ] = F1 Tra bảng 6.15 , bánh nằm đối xứng ổ trục nên ψ bd = ψ ba = 0,4 theo tiêu chuẩn Khi đó: ψ ba (u + 1) ψ ba = 0,3 ÷ 0,5 , chọn = 0,7 Theo bảng 6.4 (HB Chọn z = 30 2a w = 120 m 120 ≈ 29, 3,08 + z = 120 − 30 = 90 90 u = z4 = =3 30 z3 => Tỉ số truyền sau chọn bánh răng: 11 Các thơng số hình học chủ yếu bánh răng: Đường kín vòng chia: d = mz = 2.30 = 60mm d = mz = 90.2 = 180mm Đường kính vòng đỉnh: d α = d + 2m = 60 + 2.2 = 64mm d α = d + 2m = 180 + 2.2 = 184mm m ( z1 + z ) = = 120mm aw Khoảng cách trục: Chiều rộng vành răng: - b = ψ ba.a w = 0,4.120 = 48mm Bánh dẫn: b1 = b + = 48 + = 53mm Bánh bị dẫn: 12 Vận tốc vòng quay bánh răng: π 60.720 v = π d 1n1 = = 2,26m / s 60000 60000 Theo bảng 6.3 trang 230 sách “ CƠ SỞ CHI TIẾT MÁY” ta tra : =>Cấp xác bánh 13 Hệ số tải trọng tra theo bảng 6.5: Ta chọn: K HV = 1,17m / s K FV = 1,335m / s 14 Tính tốn kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc: 10 v max = 3m / s BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Qo = X o Fr + Yo Fa = 0,6.183,97 + 0,5.86, 47 = 153,62( N ) Qo = Fr = 183,97(N) => Qo max = 183,97( N ) o Với ổ đỡ - chặn α = 12 ta chọn X o = 0,6 ; Yo = 0,5 ( bảng 11,6 tài liệu *) Như Qo < Co = 3900( N ) nên ổ bảo đảm điều kiện bền tĩnh 2.TRỤC II VÀ Ổ BI II: * TRỤC II: [ σ ] = 70MPa a Chọn vật liệu làm trục thép C45: b Lực môment tác dụng lên cập bánh (3) (4): [ τ ] = 35MPa 2T = 2.29711,111 = 990,37 N 60 d3 o o F r = F r = F t tan 20 = 990,37 tan 20 = 360,47 N 128 d2 = 5534,08 N mm M = F a = 86,47 F t3 = F t = 2 c Tìm phản lực ổ đỡ: - Phương trình cân moment điểm E: ∑ M Ex = M + 170 R Hy + 50 F r − 100 F r = ⇔ 5534,08+170 R Hy − 100.360,47 + 178,78.50 = ⇔ R Hy = 126,91N ∑ M Ey = 170 R Hx − 50 F t − 100 F t = ⇔ R Hx = 724,78 N - Phương trình cân moment điểm H: ∑ M Hx = M + 70 F r − 120 F r + 170 R Ey = ⇔ 5534,08+ 70.360,47 + 170 R Ey − 120.178,78 = ⇔ R Ey = 54,78 N ∑ M Hy = 170 R Ex − 120 F t − 70 F t = ⇔ R Ex = 489,73 N d Vị trí có moment tương đương lớn nhất: theo thuyết bền M td = M Gx + M Gy + 0,75T G G 2 = 8883,7 + 50734,6 + 0,75.29711,111 2 = 57575,88 Nmm G 57575,88 M td =3 = 20,19mm dG = 0,1.[ σ F ] 0,1.70 23 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY d Gtt = 1,05d = 1,05.20,19 = 21, 2mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn: d G = 25mm M td = M Ex + M Ey + 0,75T E = 0Nmm E 2 A M td dA= 0,1.[ σ F ] =0 mm, C 2 M td = M Cx + M Cy + 0,75T C = 0Nmm C M td dC = 0,1.[ σ F ] 0mm d = 10 16T 16.29711,111 = = 16,29mm π [τ ] π 35 Vậy ta thiết kế trục với : d G = d F = 25mm d E = d H = 20mm Các kích thước lại thiết kế sau: Chọn then cho trục II: dựa vào bảng trục I ta có: d F = 25mm => Ta chọn then với b*h*l = 6mm*6mm*22mm d G = 25mm => Ta chọn then với b*h*l = 6mm*6mm*22mm 24 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY 50mm 50mm 70mm Fr2 Fa2 Ft2 F E H G z x y Ft3 Fr3 REy Fr2 RHy z M y Fr3 8883,7Nmm 2739Nmm Mx 2795,08Nmm REx RHx z x Ft2 Ft3 50734,6Nmm 24486,5Nmm My 27911,111Nmm T 25 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY g Kiểm định trục theo hệ số an toàn: s σ sτ ≥ s [ ] 2 + s σ sτ s= Cơng thức: Trong đó: s hệ số an tồn tính tốn [s] hệ số an toàn cho phép Lấy [s] = 1,5 sσ , sτ hệ số an toàn cho phép xát cho ứng suất uốn xoắn Xác định ứng suất σ −1 sσ = sσ , sτ theo công thức: k σσ a +ψ σσ m βε σ τ −1 sτ = k ττ a + ψ ττ m βε τ Trong đó: σ −1 = (0,4 ÷ 0,5)σ b = 0, 4.700 = 280 MPa τ −1 = (0,22 ÷ 0,25)σ b = 0,22.700 = 154 MPa Biên độ giá trị trung bình ứng suất: + Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng σ a = σ max = M ;σ m = W với W moment cản uốn + Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động trục quay chiều: τ a =τ m = τ max = T 2W o với Wo moment cản xoắn Ta tra bảng moment cản uốn moment xoắn trục then: π d bt (d − t )2 Wo = − 16 d Tại mặt cắt F G: 6.3,5.(25−3,5) = π 25 − = 2679,67mm 16 25 π d bt (d − t ) π 25 6.3,5.(25−3) = − = 1145,69mm W= − 32 25 32 d π d = π 20 = 1570,8mm Wo = Tại mặt cắt E H: 16 16 π d = π 20 = 785,4mm W = 32 32 Giá trị ứng suất: Tại G: 26 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY 8883,7 + 50734,6 M Gx + M Gy = = 44,96MPa σa= 1145,69 WG τa= T 2 = 29711,111 = 6,52 MPa 2.2279,67 2W oG Hệ số ψ σ ψ τ , ta tra theo bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon trung bình: ψ σ = 0,1 ψ τ = 0,05 Hệ số kích thước tra bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon có đường kính d = 20 – ε σ = 0,91 30mm nên ta cho: ε τ 0,89 Hệ số tăng bề mặt với kiểu bề mặt tần số cao β = 1,6 Hệ số K σ K τ ảnh hưởng đến tập trung ứng suất đến độ bền mỏi: Tra bảng 10.9 tài liệu (*) ta được: K σ = 1,9 K τ = 1,7 280 s σ = 44,96.1,9 0,91.1,6 + 0,1.0 = 4,77 154 sτ = 6,52.1,7 0,89.1,6 s= h + 0,05.6,52 4,77.21,23 21,23 + 4,77 = 18,99 = 4,65 Độ bền tĩnh: Để đề phòng trục bị biến dạng dẻo lớn bị gãy bị tải đột ngột , ta cần phải kiểm nghiệm trục theo điều kiện bền tĩnh: 2 Công thức thực nghiệm có dạng : σ td = σ + 3τ ≤ [σ ] Trong đó: σ= M = σo; W τ= Tương tự mặt lại: Tiết Wo W diện E 785,4 1570,8 F 1145,69 2679,67 G 1145,69 2679,67 H 785,4 1570,8 T = 2τ a ; Wo [σ ] ≈ 0,8σ ch = 0,8.340 = 272( MPa) σa τa σ td εσ ετ sσ sτ s 21,51 44,69 0 5,54 6,52 0 23,56 46,09 0,91 0,91 0,91 0,91 0,89 0,89 0,89 0,89 9,98 4,77 - 22,35 18,99 - 9,11 4,63 - 27 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Ta không cần kiểm nghiệm theo độ cứng Trục không chịu tải trọng tải đột ngột • Ổ LĂN TRỤC II: Số vòng quay n2 = 720(v/ p) 1.Tải trọng tác dụng lên ổ: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ lănE: R FER = Ex + REy = 489,732 + 54, 782 = 492,78( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ H: F = 2 RHx + RHy = R H 724,782 + 126,912 = 735,8( N ) F r = 735,8 N Lực dọc trục Fa2 = 86,47( N ) Do có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ: Kí hiệu ổ d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) Co (kN) 36202 20 47 14 10 6,3 2.Chọn số e: Fa 86,47 = = 0,014 C 6300 Ta có tỷ số o => theo bảng 11.3 => ta chọn e = 0,19 3.Chọn hệ số X,Y: -Chọn V=1 ứng với vòng quay -Lực dọc trục tác động vào ổ E H lực hướng tâm FR gây ra: S E = e.FER = 0, 014.492,78 = 6,9( N ) S H = e.FHR = 0,014.735,8 = 10,3( N ) -Tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ 28 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY : FaH = S E + Fa = 93,37 N FaE = S H − Fa = 76,17 N Fa1 76,17 = = 0,15 R V F 492,78 E - Ta có : < e nên ta chọn X=1 ; Y=0 F aHR = 93,37 = 0,13 V FH 735,8 = e nên ta chọn X=1 ; Y=0 4.Tải trọng quy ước : -Tại E: QE = ( XVFr + YFa ) Kt Kσ = (1.1.492,78 + 0.76,17).1.1,2 = 591,34( N ) -Tại H: QH = ( XVFr + YFa ) K t Kσ = (1.1.735,8 + 0).1.1,2 = 882,96( N ) -Với: Kt = : - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ Kσ = 1,2 : -Hệ số kể đến đặc tính tải trọng Trang 11.3 đặc tính tải trọng hộp giảm tốc 5.1.5.Thời gian làm việc : 60 Lh n1 60.32000.720 L= = = 1382,4 106 106 ( triệu vòng ) 6.Khả tải động tính tốn: Ct = QA m L = 882,96 1382,4 = 9,8 (kN) => Ct < C = 10(kN ) => Nên ổ đảm bảo khả tải động 7.Tuổi thọ ổ: 106 C m 106 10 Lh = ( ) = ( ) = 33627,4 60n Q 60.720 882,96 (giờ ) 8.Kiểm tra tải tĩnh : 29 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Qo = X o Fr + Yo Fa = 0,6.735,8 + 0,5.86, 47 = 484,72( N ) Qo = Fr = 735,8(N) => Qo max = 735,8( N ) Với ổ bi đỡ ta chọn X o = 0,6 ; Yo = 0,5 ( bảng 11,6 tài liệu *) Như Qo < Co = 6300( N ) nên ổ bảo đảm điều kiện bền tĩnh 3.TRỤC III VÀ Ổ LĂN TRỤC III: * TRỤC III: a Chọn vật liệu làm trục thép C45: [ σ ] = 70MPa [ τ ] = 35MPa b Lực môment tác dụng lên cập bánh (3),(4) đĩa xích (5): 2T = 2.29711,111 = 990,37 N F t3 = F t = 60 d3 o o F r = F r = F t tan 20 = 990,37 tan 20 = 360,47 N 1,15.2.85990,812 = 1701,76 N F r5 = K mF t = 116,22 c Tìm phản lực ổ đỡ: - Phương trình cân moment điểm I: ∑ M Ix = 170 R Ky + 100 F r − 200 F r = ⇔ 170 R Ky + 100.360,47 − 1701,76.200 = ⇔ R Ky = 1790,03 N ∑ M Iy = 170 R Kx − 100 F t = ⇔ R Kx = 582,57 N - Phương trình cân moment điểm K: ∑ M Kx = 30 F r + 70 F r − 170 R Iy = ⇔ 30.1701,76 + 70.360,47 − 170 R Iy = ⇔ R Iy = 448,74 N ∑ M Ky = 170 R Ix − 70 F t = ⇔ R Ix = 407,8 N d Vị trí có moment tương đương lớn nhất: theo thuyết bền M td = M Jx + M Jy + 0,75T J J 2 = 44874 + 40780 + 0,75.85990,812 = 96033,8 Nmm 30 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY dJ = J 96033,8 M td =3 = 23,94mm 0,1.[ σ F ] 0,1.70 d Jtt = 1,05d = 1,05.23,94 = 25,136mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn: d J = 30mm M td = M Ix + M Iy + 0,75T I = 0Nmm I 2 I M td dI = 0,1.[ σ F ] =0mm K 2 M td = M Kx + M Ky + 0,75T K = 90289,56Nmm K M td dK = 0,1.[ σ F ] = 23, 45mm d = 10 16T 16.85990,812 = = 23,2mm π [τ ] π 35 31 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY 100mm 70mm Fr4 I 30mm Ft4 K J L Fr5 Fr4 z x y RKy z RIy Fr5 y Mx 44874Nmm 51052,8Nmm Ft4 z RIx x RKx My 40780Nmm T 85990,812Nmm Ø24 Ø25 Ø28 Ø30 Ø35 Ø30 32 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY Vậy ta thiết kế trục III với : d I = d K = 25mm d K = 30mm Và đường kính lại thiết kế sao: Chọn then cho trục III : d J = 30mm => Ta chọn then với b*h*l = 8mm*7mm*25mm d L = 24mm => Ta chọn then với b*h*l = 8mm*7mm*25mm e Kiểm định trục theo hệ số an toàn: s = s2σ sτ ≥ [ s ] s σ + sτ Cơng thức: Trong đó: s hệ số an tồn tính tốn [s] hệ số an toàn cho phép Lấy [s] = 1,5 sσ , sτ hệ số an toàn cho phép xát cho ứng suất uốn xoắn Xác định ứng suất sσ = σ −1 sσ , sτ theo công thức: k σσ a +ψ σσ m βε σ τ −1 sτ = k ττ a + ψ ττ m βε τ Trong đó: σ −1 = (0,4 ÷ 0,5)σ b = 0, 4.700 = 280 MPa τ −1 = (0,22 ÷ 0,25)σ b = 0,22.700 = 154 MPa Biên độ giá trị trung bình ứng suất: + Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng σ a = σ max = M ;σ m = W với W moment cản uốn + Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động trục quay chiều: 33 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY τ a =τ m = τ max = T 2W o với Wo moment cản xoắn Ta tra bảng moment cản uốn moment xoắn trục then: 8.4.(30 − 4) π d bt (d − t )2 π 30 = − = 4580,37mm Wo = − 16 30 16 d Tại mặt cắt J: π d bt (d − t ) π 30 8.4.(30 − 4) = − = 1929,65mm W= − 32 30 32 d 3 8.4.(24 − 4) πd bt (d − t ) π 24 = − = 2181mm Wo = − 16 24 16 d Tại mặt cắt L: 3 π d bt (d − t ) π 24 8.4.(24 − 4) = − = 823,83mm W= − 32 24 32 d π d = π 25 = 3067,96mm Wo = Tại mặt cắt I K: 16 16 π d = π 25 = 1533,98mm W = 3 32 32 Giá trị ứng suất: Tại J: 2 M Jx + M Jy 44874 + 40780 = 31, 42MPa = = σa 1929,65 WJ τa= T = 85990,82 = 9,39 MPa 2.4580,37 2W oJ Hệ số ψ σ ψ τ , ta tra theo bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon trung bình: ψ σ = 0,1 ψ τ = 0,05 Hệ số kích thước tra bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon có đường kính d = 20 – 30 ε σ = 0,91 mm, đường kính nhỏ nên ta cho: ε τ = 0,89 Hệ số tăng bề mặt với kiểu bề mặt tần số cao β = 1,6 Hệ số K σ K τ ảnh hưởng đến tập trung ứng suất đến độ bền mỏi: Tra bảng 10.9 tài liệu (*) ta được: K σ = 1,9 K τ = 1,7 280 s σ = 31,42.1,9 0,91.1,6 + 0,1.0 = 6,83 154 s τ = 9,39.1,7 0,89.1,6 + 0,05.9,39 = 13,19 34 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY s= 28,3.3,59 28,3 + 3,59 2 = 6,07 f Độ bền tĩnh: Để đề phòng trục bị biến dạng dẻo lớn bị gãy bị tải đột ngột , ta cần phải kiểm nghiệm trục theo điều kiện bền tĩnh: 2 Công thức thực nghiệm có dạng : σ td = σ + 3τ ≤ [σ ] Trong đó: σ= M = σo; W τ= T = 2τ a ; Wo Tương tự mặt lại: Tiết Wo σa W diện I 1533,9 3067,9 J 1929,6 4580,3 31,42 K 1533,9 3067,9 33,28 L 823,83 2181 [σ ] ≈ 0,8σ ch = 0,8.340 = 272( MPa) τa σ td εσ ετ sσ sτ s 0 0.91 0.89 - - - 9,39 35,38 0.91 0.89 6,83 13,19 6,07 14,01 41,19 0.91 0.89 6,45 8,84 5,21 19,71 34,14 0.91 0.89 - 6,28 - Ta không cần kiểm nghiệm theo độ cứng Trục không chịu tải trọng tải đột ngột • Ổ LĂN TRỤC III: v n1 = 2880( ) p Số vòng quay 1.Tải trọng tác dụng lên ổ: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ I: FIR = R Ix + RIy2 = 407,82 + 448, 74 = 606,36( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D: FKR = 2 RKx + RKy = 582,57 + 1790,052 = 1882, 46( N ) 3.Chọn hệ số X,Y: -Chọn V=1 ứng với vòng quay 4.Tải trọng quy ước : -Tại I: QI = ( XVFr + YFa ) Kt Kσ = (1.1.606,36 + 0).1.1,2 = 727,63( N ) -Tại K: QK = ( XVFr + YFa ) K t Kσ = (1.1.1882,46 + 0).1.1,2 = 2258,95( N ) 35 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY -Với: Kt = : - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ Kσ = 1,2 : -Hệ số kể đến đặc tính tải trọng Trang 11.3 đặc tính tải trọng hộp giảm tốc 5.Thời gian làm việc : 60 Lh n3 60.98461,54.234 L= = = 1382,4 106 106 ( triệu vòng ) 6.Khả tải động tính tốn: Ct = QK m L = 2258,95 1382,4 = 25,16 KN (kN) Ta chon ổ bi đỡ dãy nặng bảng 9.1 tài liệu (**) Kí hiệu ổ d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) Co (kN) 405 29,2 20,8 25 80 21 7.Tuổi thọ ổ: 106 C m 106 29200 Lh = ( ) = ( ) = 153837,3 60n Q 60.234 2258,95 (giờ ) 36 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY HẾT 37 ... III………………………………………………………………….35 BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY A LỜI NĨI ĐẦU: Mơn học CHI TIẾT MÁY mơn học ngành khí chúng ta, giúp có cách nhìn cụ thể, thực tế hóa kiến thức học để thiết kế hệ thống đó, tiêu biểu BÀI TẬP LỚN CHI. .. với BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY, tập lớn đồi hỏi phải cung cấp lượng kiến thức lớn đầy đủ để đảm bảo tính xác làm Lượng kiến thức thầy dẫn tài liệu tham khảo : GIÁO TRÌNH CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY (*) , BÀI... CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY (*) , BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Cuối lời, cảm ơn dẫn thầy Nguyễn Văn Thạnh giúp em hiểu rõ môn học, tập lớn tập lớn quan trọng thân em mơn học