Thiết kế đồ án môn học: Chi tiết máy - Đề 2 (Phương án 2)

Với kết cấu nội dung gồm 5 phần, đề 2 thiết kế đồ án môn học Chi tiết máy giới thiệu đến các bạn những nội dung về chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền, thiết kế bộ truyền, thiết kế trục và then bằng,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Cơ khí - Chế tạo máy.

Trong các nhà máy xí nghi p s n xu t, Đ  v n chuy n nguyên v t li u ho cệ ả ấ ể ậ ể ậ ệ ặ  

s n ph m thì c n máy v n chuy n gián đo n hay liên t c.Công nghi p phát tri nả ẩ ầ ậ ể ạ ụ ệ ể  thì kh  năng t  đ ng hóa đả ự ộ ượ ử ục s  d ng r ng rãi trong các s  s  nhà máy xí nghi pộ ơ ở ệ  

s n xu t. Băng t i đả ấ ả ượ ử ục s  d ng nhi u trong vi c v n chuy n s n ph m ho c v tề ệ ậ ể ả ẩ ặ ậ  

li u t  n i này sang n i khác trong nhà máy m t cách liên t c.Vì v y, mu n choệ ừ ơ ơ ộ ụ ậ ố  băng t i ho t đ ng có hi u qu  cao, thì ta c n thi t k  h  th ng d n đ ng sao choả ạ ộ ệ ả ầ ế ế ệ ố ẫ ộ  phù h p v i yêu c u th c ti n. ợ ớ ầ ự ễ

V i kho ng th i gian và nh ng hi u bi t còn h n ch , cùng v i kinh nghi mớ ả ờ ữ ể ế ạ ế ớ ệ  

th c t  ch a nhi u nên trong quá trình thi t k  không tránh kh i nh ng sai sót.ự ế ư ề ế ế ỏ ữ

Em xin chân thành c m  n th y VĂN H U TH NH đã t n tình ch  b o giúp emả ơ ầ Ữ Ị ậ ỉ ả  hoàn thành môn h c ọ “ Thi t k  đ  án môn h c chi ti t máy “ ế ế ồ ọ ế  – THI T K  HẾ Ế Ệ 

Ph n II: ầ THI T K  B  TRUY N Ế Ế Ộ Ề

B  truy n xíchộ ề Trang 8

B  truy n bánh răng ộ ề Trang 12

B  truy n bánh răng ( c p nhanh )ộ ề ấ Trang 14

B  truy n bánh răng ( c p ch m )ộ ề ấ ậ Trang 20

Ph n III: ầ THI T K  TR C VÀ THEN B NG Ế Ế Ụ Ằ Trang 26

TR C I c a h p gi m t cỤ ủ ộ ả ố Trang 27

TR C II c a h p gi m t cỤ ủ ộ ả ố Trang 30

TR C III c a h p gi m t cỤ ủ ộ ả ố Trang 33

Ki m nghi m tr c v  đ  b  m iể ệ ụ ề ộ ề ỏ Trang 36Tính ki m nghi m đ  b n c a thenể ệ ộ ề ủ Trang 38

Ph n IV: ầ  Tính và ch n   lănọ ổ Trang 39

Ph n V: ầ   Tính các chi ti t máy khácế Trang 41

Tài li u tham kh o ệ ả Trang 42

Trường ĐHSPKT Tp.HCM Đ U Đ  THI T K  Đ  ÁN MÔN H C CHI TI T MÁY Ầ Ề Ế Ế Ồ Ọ Ế

d. S  năm làm vi cố ệ ( a ) : 5 ( năm )

3 Đ c đi m c a t i tr ng:  ặ ể ủ ả ọ  

T i tr ng va đ p nh Quay 1 chi uả ọ ậ ẹ ề

G m :ồ1) Đ ng c  đi nộ ơ ệ2) N i tr cố ụ3) H p gi m t cộ ả ố4) Xích t iả

5) Tang

Năm làm vi c (y ) 300 ngày , ngày làm vi c 2 ca , 1 ca 8 gi ệ ệ ờ

Sai s  cho phép v  t  s  truy n ∆i = 2 ÷ 3 %ố ề ỉ ố ề

B KH I L  Ố ƯỢNG C  TH :Ụ Ể 

1 M t b n thuy t minh v  tính toán.ộ ả ế ề

2. M t b n v  l p h p gi m t c ( kh  Aộ ả ẽ ắ ộ ả ố ổ 0 )

NH N XÉT C A GVHD Ậ Ủ

Tp.HCM,ngày     tháng 07 năm 2010.

Gi ng viên hả ướng d nẫ

( Ký , ghi rõ h  tên ) ọ

=

� h

 Công su t c n thi t c a tr c đ ng c :  ấ ầ ế ủ ụ ộ ơ 

Tra b ng 2.3/19,ta đả ược :

Pđc =  7.5 9.1( )

0.8233

ctp

B. PHÂN PH I T  S  TRUY N:  Ố Ỉ Ố Ề  

T c đ  quay c a tr c công tác:ố ộ ủ ụ

c

u u

 3

ô

7.5

8.15 ( ) 0.93 0.99

ct x

dc dc

1

1

9.55 10 9.55 10 9.02

59.4 10 ( ) 1450

2

2

9.55 10 9.55 10 8.57

189.45 10 ( ) 432

3

3

9.55 10 9.55 10 8.15

505.4 10 ( ) 154

n k

{ ( ) ( ) ( )

2 2

2

31.75

636.96 ( ) sin

( )

5 1

Nh  v y dùng thép C45 tôi + ram đ t đ  c ng HRC50 s  đ t đư ậ ạ ộ ứ ẽ ạ ượ ức  ng su tấ  

ti p   cho   phép   [   б   ]   =   900Mpa   Đ m   b o   đ   b n   ti p   xúc   cho   răng   đĩa   1.ế ả ả ộ ề ế  

Tương t , бự H2 ≤ [ б ] ( v i cùng lo i v t li u và nhi t luy n ).ớ ạ ậ ệ ệ ệ

Theo quan đi m th ng nh t hóa trong thi t k  đây ta ch n v t li u cho ể ố ấ ế ế Ở ọ ậ ệ

2 c p bánh răng, d a vào b ng (6.1) ta đấ ự ả ược :

Bánh nh  : Thép 45 tôi c i thi n đ t đ  r n HB241… 285 có бỏ ả ệ ạ ộ ắ b1 = 850 Mpa, бch1 = 580 Mpa

Bánh l n : Thép 45 tôi c i thi n đ t đ  r n HB192… 240 có бớ ả ệ ạ ộ ắ b2 = 750 Mpa, бch2 = 450 Mpa

 Đ  r n cho bánh l n  : HBộ ắ ớ 2 = 

 Theo b ng 6.7 ch n Kả ọ Hβ = 1.02 ( s  đ  6 )ơ ồ

 T1 = 59.4x103 N.mm

 Ch n s  b  : βọ ơ ộ 1 = 150  cos β1 = 0.9659

 Theo (6.31) , s  răng bánh nh  :ố ỏ

w1 1 1

1 1

2 cos 2 120 0.9659 26.58

1 2 3.36 1

a Z

H Hv

v bw dw K

       Nh  v y б ư ậ H = 461.96 (Mpa) < [бH] = 495.5 (Mpa)

d Ki m nghi m răng v  đ  b n u n :  ể ệ ề ộ ề ố  

F Fv

e Ki m nghi m răng v  quá t i:  ể ệ ề ả  

Chi u r ng vành răngề ộ : b w1 = 36 mm

( )

[ ]

2 3

 Theo b ng 6.7 ch n Kả ọ Hβ = 1.03 ( s  đ  5 )ơ ồ

 T1 = 189.45x103 N.mm

c Ki m nghi m răng v  đ  b n ti p xúc:  ể ệ ề ộ ề ế  

H Hv

d Ki m nghi m răng v  đ  b n u n :  ể ệ ề ộ ề ố  

F Fv

e Ki m nghi m răng v  quá t i:  ể ệ ề ả  

=

ﾴ

M t khác, ta l i có :ặ ạ

Tra b ng 10.2 trang 189 ,  ng v i ả ứ ớ d2 = 40 ( mm ) � b0 = 23 ( mm )

3 Xác đ nh kho ng cách gi a các g i đ  và đi m đ t l c:  ị ả ữ ố ỡ ể ặ ự  

Chi u dài may  c a bánh răng tr :ề ơ ủ ụ

Chi u dài may  n a kh p n i ( ch n n i tr c vòng đàn h i ):ề ơ ử ớ ố ọ ố ụ ồ

Kho ng cách t  m t c nh c a bánh răng đ n n p   : Kả ừ ặ ạ ủ ế ắ ổ 3 = 15 ( mm )

Chi u cao n p   và đ u bulông : Kề ắ ổ ầ n = 18 ( mm )

Theo b ng 10.4 ( lo i h p gi m t c bánh răng tr  2 c p ):ả ạ ộ ả ố ụ ấ

22 22

1

2143.63 55.42

V  bi u đ  n i l c :ẽ ể ồ ộ ự

Tính moment u n t i ti t di n nguy hi m :ố ạ ế ệ ể

33 33

2

4484 84.5

Tính moment u n t i ti t di n nguy hi m :ố ạ ế ệ ể

s

Tra b ng 10.5 ta đả ược : [   ] = 63 Mpa.σ

D a vào bi u đ  moment ta xác đ nh đự ể ồ ị ường kính tr c t i m t s  ti t di n :ụ ạ ộ ố ế ệ

Các tr c c a h p gi m t c đ u quay,  ng su t u n thay đ i theo chu k  đ iụ ủ ộ ả ố ề ứ ấ ố ổ ỳ ố  

x ng, do đó бứ a ; tính theo ( 10.22 ), бmj = 0. Vì tr c quay 1 chi u nên  ng su tụ ề ứ ấ  

xo n thay đ i theo chu k  m ch đ ng, do đó τắ ổ ỳ ạ ộ mj = τaj . Tính theo ( 10.23 )

Xác đ nh h  s  an toàn   các ti t di n nguy hi m c a tr c : D a vào k t c uị ệ ố ở ế ệ ể ủ ụ ự ế ấ  

tr c và bi u đ  moment tụ ể ồ ương  ng có th  th y các ti t di n sau đây là ti tứ ể ấ ế ệ ế  

di n nguy hi m :ệ ể

 Tr c I : ti t di n l p bánh răng ( 1­3 ) và n i tr c ( 1­1 ).ụ ế ệ ắ ố ụ

 Tr c II: ti t di n l p bánh răng ( 2­3 ) và ( 2­4 ).ụ ế ệ ắ

 Tr c III: ti t di n l p bánh răng( 3­4 ) và n i đĩa xích ( 3­6 ).ụ ế ệ ắ ố

Ch n l p ghép: các   lăn trên tr c theo k6 , l p bánh răng, xích, n i tr c theoọ ắ ổ ụ ắ ố ụ  k6 k t h p v i l p then.ế ợ ớ ắ

Kích thước c a then theo ( b ng 9.1 ) tr  s  c a moment c n u n và momentủ ả ị ố ủ ả ố  

c n xo n ( b ng 10.6 ),  ng v i các ti t di n nh  sau :ả ắ ả ứ ớ ế ệ ư

 Các tr c đụ ược gia công trên máy ti n, t i các ti t di n nguy hi m đ t yêuệ ạ ế ệ ể ạ  

c u Rầ a = 1.25….0.63 μm, do đó theo b ng 10.8, h  s  t p trung  ng su tả ệ ố ậ ứ ấ  

do tr ng thái b  m t Kạ ề ặ x = 1.06

 Theo b ng 10.12, khi dùng dao phay ngón, h  s  t p trung  ng su t t iả ệ ố ậ ứ ấ ạ  rãnh then  ng v i v t li u có бứ ớ ậ ệ b = 600Mpa là Kб = 1.76 , Kτ = 1.54. Theo 

b ng 10.10 tra h  s  kích thả ệ ố ước εб và ετ  ng v i đứ ớ ường kính c a ti t di nủ ế ệ  nguy hi m. T  đó xác đ nh để ừ ị ượ ỉ ốc t  s  Kб / εб và Kτ / ετ t i rãnh then trênạ  các ti t di n này. Trên c  s  đó dùng giá tr  l n h n trong hai giá tr  tínhế ệ ơ ở ị ớ ơ ị  

c a Kủ б / εб đ  tính Kể бd ; và giá tr  l n h n trong hai giá tr  ị ớ ơ ị Kτ / ετ đ  tínhể  

Kτ d . K t qu  tính ghi trong b ng 10.5 .ế ả ả

Xác đ nh h  s  an toàn ch  xét riêng  ng su t pháp Sị ệ ố ỉ ứ ấ б theo ( 10.20 ) và h  sệ ố 

an toàn ch  xét riêng  ng su t ti p Sỉ ứ ấ ế τ theo ( 10.21 ),Cu i cùng tính h  s  anố ệ ố  toàn S theo ( 10.19 ) v i các ti t di n nguy hi m, k t qu  ghi trong b ng 10.5ớ ế ệ ể ế ả ả  cho th y các ti t di n nguy hi m trên 3 tr c đ u đ m b o an toàn v  m i:ấ ế ệ ể ụ ề ả ả ề ỏ  [ S ] = 1.5 ÷ 2.5

6 Tính ki m nghi m đ  b n c a then :  ể ệ ộ ề ủ  

V i các ti t di n tr c dùng m i ghép then c n ti n hành ki m tra m i ghép v  đớ ế ệ ụ ố ầ ế ể ố ề ộ 

b n d p theo ( 9.1 ) và đ  b n c t theo ( 9.2 ). K t qu  tính toán nh  sau, v i lề ậ ộ ề ắ ế ả ư ớ t = 1.35d 

= 4,54 KN

Phản lực ở hai gối đỡ khi tính trục: Flt10 = 923 NFlt11 = 1008 N

Ta tiến hành tính kiểm nghiệm cho ổ chịu tải lớn hơn với Fr = Flt11

= 1008 (N) Theo công thức 11.3 →Q = 1008 (N)

5634 6

, 174

II Trục II:   

Vì là bánh răng có răng chữ V nên Fa = 0 Ta dùng ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nặng 407 vì đường kính ngõng trục d = 35 nên ta chọn ổ lăn có đường kính trong d = 35 mm, D = 100 mm, B = 25 mm, C = 40

KN , Co = 31,9 KN

Theo công thức 11.3 trang 214: Q = (XVFr + YFa)ktkđ = 5112 (N)

X, V, kt, kđ = 1

3 174 , 6 5112

III Trục III:   

Với tải trọng và chỉ có lực hướng tâm ta dùng ổ bi đỡ 1 dãy cho các gối đỡ 0; 1

Với đường kính ngõng trục d = 50 mm ta dựa vào bảng P2.11 trang

261 chọn ổ bi đỡ cỡ nặng 410 có đường kính trong d = 50 mm, đường kính ngoài D = 130 mm, khả năng tải động C = 68,5 KN, chiều rộng ổ B = 22 mm, khả năng tải tĩnh C0 = 53 KN

Tính kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

Vì trên đầu ra của trục có lắp nối trục vòng đàn hồi nên cần chọn chiều của Fx33 ngược với chiều đã dùng khi tính trục tức là cùng chiều với Fx32 Khi đó phản lực trong mặt phẳng zox

11972 184

246 6137 92

7534

31

33 33 32 32

l F l F

Flx30 = – (Fx32 + Fx33 – Fx31) = – (7534 +6137 – 11972) = –1699 (N)Dấu “–” chứng tỏ các phản lực này ngực với chiều của Fx32

và Fx33 Như vậy phản lực tổng trên hai ổ:

2 2

2 30

2 30

2 2

Theo cong thức 11.3, với Fa = 0 tải trọng quy ước

Q = XVFrktdđ = 1.1.12205.1.1 = 12205 (N)Trong đó: X = 1 : ổ đỡ chịu lực hướng tâm

V = 1 : vòng trong quay

kt = 1 : nhiệt độ t 1000 C

kđ = 1 : tải trọng tĩnhTheo công thức 11.1 khả năng tải động

3 174 , 6 12205

3

10

10 , 20 5 , 145 60 10

60n L h

Cd = 68,2 KN < C = 68,5 KN

Kiểm ta khả năng tải tĩnh của ổ:

 Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận ổ được bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp, không thể dùng phương pháp bắn toé để hắt dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 1000C và vận tốc dưới 1500vòng/phút.(bảng 8-28).Lượng mỡ chiếm 2/3 chỗ rỗng bộ phận ổ: để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ, nên làm vòng chắn dầu

 Che kín ổ lăn

Để che kín các đầu trục ra, tránh sự xâm nhập các bụi bặm và tạp chất vào ổ, cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài, ở đây dùng loại vòng phớt là đơn giản nhất, bảng 8-29 cho kích thước vòng phớt

PH N IV: Ầ

Chọn vỏ hộp đúc, mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng

Bảng 18-1 trang 85 cho phép ta tính kích thước các phần tử cấu tạo vỏ hộp sau đây:

- Chiều dày thành thân hộp: 10 mm

- Chiều dày thành nắp hộp:10 mm

- Đường kính bulông nền: 20 mm

- Đường kính các buông khác:

Ở cạnh ổ: 13 mmGhép nắp vào thân: 10 mm Ghép nắp ổ: 10 mm

Ghép nắp của thân: 6 mm

- Chiều dày mặt bích dưới của thân: 30 mm

- Chiều dày mặt bích trên của nắp: 30 mm

- Chiều dày đế hộp không có phần lồi: 10 mm

- Chiều dày gân ở thân hộp: 10 mm

Đường kính bulông vòng chọn theo trọng lượng của hộp giảm tốc, với khoảng cách trục a của 2 cấp 134x186 tra bảng 10-11a và 10-11b ta chọn bulông M10

Số lượng bulông nền:

300 200

B L n

Trong đó L – chiều dài hộp, sơ bộ lấy bằng 900mm

B – chiều rộng hộp, sơ bộ lấy bằng 350mm

5 250

350 900

Bôi trơn hộp giảm tốc:

Ở trên chúng ta đã trình bày phương pháp bôi trơn bộ phận ổ, nên phần này chỉ trình bày việc bôi trơn các bộ truyền bánh răng Do vận tốc nhỏ nên chọn phương pháp ngâm các bánh răng trong dầu.Vì vận tốc thấp nên công suất tổn hao để khuấy dầu không đáng kể Theo bảng 10-17 chọn độ nhớt của dầu bôi trơn bánh răng

ở 500C là116 centistốc hoặc 16 độ Engle và theo bảng 10-20 chọn loại dầu AK20

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tập 1,2 Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, PGS TS TRỊNH CHẤT – TS LÊ VĂN UYỂN, NXB Giáo dục