đồ án chi tiết máy

Hỗ trợ ôn tập Đồ án môn học CHI TIẾT MÁY [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ KHOA CƠ KHÍ *** ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY Đề Số: 10 THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BÁNH RĂNG TẢI  thang  dẹt Động Hộp giảm tốc 4.Bộ truyền đai Nối trục đàn hồi Băng tải Số Liệu Cho Trước : STT Sinh viên thiết kế Lực kéo băng tải F (N) Vận tốc băng tải V (m/s) Đường kính tang D (mm) Thời hạn phục vụ lh (giờ) Số ca làm việc Soca Góc nghiêng đường nối tâm truyền ngồi α o Đặc tính làm việc () Nguyễn Bá Anh Hào 14000 0.7 Khối Lượng Thiết Kế : 1/ Bản vẽ lắp hộp giảm tốc – khổ A0 2/ Bản vẽ chế tạo chi tiết – khổ A3 3/ thuyết minh (Kèm theo đĩa CD) Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN THANH TÂN 400 10000 38 Va đập Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC I Chọn động điện Chọn kiểu, loại động Đây trạm dẫn động băng tải nên ta chọn động cơ: pha khơng đồng roto lồng sóc, có nhiều ưu điểm sau: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp - Dễ bảo quản làm việc tin cậy Chọn công suất động Công suất động chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động làm việc nhiệt độ sinh không mức cho phép Muốn vậy, điều kiện sau phải thoả mãn: dc Pdm  Pdtdc (KW) Pdmdc - công suất định mức động pdtdc - công suất đẳng trị trục động Do chế độ làm việc êm nên tải trọng không đổi : Pdtdc  Plvdc  Plvct  Plvdc - công suất làm việc danh nghĩa trục động Plvct - Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trục công tác: Plvct  Ft  v /103 = 14000.0,7  9,8 (KW) 1000 Ft – lực vịng trục cơng tác (N); V – vận tốc vòng băng tải (m/s)  - hiệu suất chung toàn hệ thống Theo bảng 2.3[I] ta chọn:      4  k  = 0,96 - Hiệu suất truyền đai (2.11)[I] Hỗ trợ ôn tập    k = 0,97 [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] - Hiệu suất truyền bánh = 0,99 - Hiệu suất cặp ổ lăn = - Hiệu suất khớp nối P = 14000 (N) V = 0,7 (m/s)    = 0,96.0,972.0,994.1 = 0,868 Công suất cần thiết là: Nct  N   9,8  11,3 0,868 Suy ra, công suất làm việc danh nghĩa trục động cơ: plvdc  plvct   9,8  11,3 (KW) 0.868 dc pdm  pdtdc  plvdc  11,3 (KW) Chọn số vòng quay đồng động nđb Tính số vịng quay trục cơng tác - Với hệ dẫn động băng tải: nct  60.103 v 60.103.0,7   33,4 D  400 (v/ph) D - đường kính tang dẫn băng tải (mm); v - vận tốc vòng băng tải (m/s) Chọn động thực tế Qua bước ta xác định được: p dc dm  11,3(KW) Căn vào điều kiện tra bảng phụ lục P1.1; P1.2: P1.3[I]: Các thông số kỹ thuật động cơ, ta chọn động cơ4A160M8Y3 Bảng thông số kỹ thuật động Hỗ trợ ôn tập Kiểu động [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Vận tốc Cơng suất 4A160M8Y3 quay KW Cos % Tmax Tdn Tk Tdn 0,75 87 2,2 1,4 (v/ph) 11 730 Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện tải cho động cơ: a Kiểm tra điều kiện mở máy cho động Khi khởi động, động cần sinh công suất mở máy đủ lớn để thắng sức ỳ hệ thống Vậy: dc Pmm  Pbddc (KW) dc dc dc Pmm – Công suất mở máy động Pmm  Kmm Pdm K mm  Tk =2,2 Hệ số mở máy động Tdn Pbddc – Công suất ban đầu trục động Từ cơng thức ta tính được: dc dc Pmm  kmm Pdm  2,2.11  24,2 (KW) Pbddc  Plvdc.Kbd  11.1,5  16,5 (KW) Kbd – Hệ số cản ban đầu;ta chọn Kbd =1,5 dc dc Ta thấy: Pmm  Pbd Vậy động chọn thoả mãn điều kiện mở máy b Kiểm tra điều kiện tải cho động Ở chế độ làm việc êm nên tải trọng không đổi nên ta không cần kiểm tra tải cho động II Phân phối tỉ số truyền Việc phân phối tỷ số truyền Ich cho cấp truyền tong hộp có ảnh hưởng lớn đến kích thước khối lượng hộp giảm tốc Thỏa mản nguyên tăc sau : +Phân phối tỷ số truyền I ch cho truyền có kíchthươc nhở gọn +Phân phối tỷ số truyền cho việc bôi trơn dể Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Ta có : n âc nt dnt 60.1000.v 60.1000.0,7 ) nt =   33,4 v/p (v=  D 3,14.400 60.1000 730  ic   21,8 33,4 ichung= Mà :ih = ing.itr = iđ.it = iđ.inh.ichậm i 21,8 Chọn iđ=1,82 ta có : it= ch =  11,97 iâ 1,82 Bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh nón thẳng): inh Bộ truyền cấp chậm (bộ truyền bánh trụ thẳng): ichậm Trong điều kiện bôi trơn truyền bánh hộp giảm tốc phương pháp ngâm dầu lấy inh =0,22it => choün inh = 0,22.11,97=2,63 11,97 => inh =  4,55 2,9 Tỉ số truyền chung toàn hệ thống: U   ndc  730  21,8 nct 33,4 Trong đó: ndc – số vịng quay động chọn (v/ph) nct - số vịng quay trục cơng tác (v/ph) Ta có: Với: u  ung uh  ux uh ung – tỉ số truyền truyền hộp uh – tỉ số truyền hộp giảm tốc uh = u1.u2 u1, u2 – tỉ số truyền truyền cấp nhanh cấp chậm Tỉ số truyền truyền hộp Hệ dẫn động gồm hộp giảm tốc hai cấp đồng trục nối với truyền xích ngồi hộp Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Chọn ung = ux =  uh  u 21,8   7,2 ung Tỉ số truyền truyền hộp giảm tốc uh = u1.u2 Đối với hộp giảm tốc cấp đồng trục ta tính TST u u  u h theo công thức:  7,2  2,7 III Xác định thông số trục Tính tốc độ quay trục (v/ph) - Tốc độ quay trục I: - Trong u k n  dc u  k 730  730 (v/ph) tỉ số truyền khớp nối - Tốc độ quay trục II: n II  n u I  730  270 2,7 (v/ph) Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] n u - Tốc độ quay trục IV: n  n u - Tốc độ quay trục III: n III  II  270  100 2,7 (v/ph)  100  33,4 (v/ph) III IV x Tính cơng suất trục (KW) - Cơng suất danh nghĩa trục động cơ: p dc lv  p  ct lv  11,3 (KW)  - Công suất danh nghĩa trục I: P I p   ct  lv k  11,3.1.0,99  11,187 (KW) - Công suất danh nghĩa trục II: P p    II I I  II  11,187.0,97.0,99  10,7 (KW) - Công suất danh nghĩa trục III: P III  p  II II  III   10,7.0,97.0,99  10,3 (KW) - Công suất danh nghĩa trục IV: P IV  p  III III  IV   10,3.0,96.0,99  9,8 (KW) Tính mơmen xoắn trục (Nmm) -Mô men xoắn trục thứ k xác định theo công thức sau: Tk  9,55.106 P k nk - Mômen xoắn trục động cơ: T dc  9,55.10 n P dc dc 9,55.10 11,3   147829 730 (Nmm) - Mômen xoắn trục I: T I  9,55.10 n I P I 9,55.10 11,187   146351 730 - Mômen xoắn trục II: (Nmm) Hỗ trợ ôn tập T II  9,55.10 n P [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] II II 9,55.10 10,7   378463 270 (Nmm) - Mômen xoắn trục III: T IiI  9,55.10 n P III IiI 9,55.10 10,3   983650 100 (Nmm) - Mômen xoắn trục IV: T IV  9,55.10 n P IV IV 9,55.10 9,8   2802096 33,4 (Nmm) Lập bảng số liệu tính tốn: Tham số Đ/cơ Trục i Công suất (kw) Mô men (Nmm) II Iđ = 1,82 11,3 Tỷ số truyền Số vòng quay(v/ph) I Inh= 2,63 11,187 III Công tác 4,55 Ich= 4,55 10,7 4,7 10,3 3,1 9,8 730 730 270 100 33,4 147829 146351 378463 983650 2802096 Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG I Tính tốn thiết kế truyền hộp Chọn vật liệu cặp bánh côn cặp bánh trụ Do hộp giảm tốc ta thiết kế có cơng suất trung bình, nên chọn vật liệu nhóm I có độ cứng HB < 350 để chế tạo bánh Đồng thời để tăng khả chạy mòn răng,nên nhiệt luyện bánh lớn đạt độ rắn thấp độ rắn bánh nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị độ cứng H1  H  10 15 HB - Dựa vào bảng 6.1, [I]: Cơ tính số vật liệu chế tạo bánh răng, ta chọn: Cặp bánh trụ: Loại bánh Nhãn hiệu thép Bánh nhỏ Bánh lớn 45XH 45X Nhiệt luyện Tôi cải thiện Tôi cải thiện Kích thướt S(mm) khơng Độ rắn Giới hạn Giới hạn bền  b chảy  ch (Mpa) (Mpa) 850 600 850 650 lớn 100 100 HB 230 300 HB 230 280 Xác định ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ] ứng suất uốn cho phép xác định theo công thức sau: [ H ]  [ F ]   Ho lim SH  Fo lim SF Z R ZV K XH K HL (6.1)[I] YR Z S K XF K FC K FL (6.2)[I] ZR – Hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc ZV – Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng KXH - Hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh YR - Hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân YS - Hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất KXF - Hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn Hỗ trợ ôn tập Wj   d 3j [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] bt1 d j  t1   32 2.d j 3,14.483 12.5(48  5,5)    10851 32 2.48 (10.23)[I] Mj  aj  nên:  Wj Mj  d j b.t1 d j  t1    317000  29,2 10851 32 2.d j Trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, đó:  maxj Tj (10.23)[I]  mj   aj   2.Woj W0 j  với nên:  mj   aj   d 3j 16  max j  bt1 d j  t1   2.d j Tj   3,14.483 12.5(48  5,5)   21700 16 2.48 Tj  146351  3,4 2.21700   d bt1 d j  t1    2.   16  d j   Xác định hệ số an toàn thiết diện nguy hiểm trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi trục thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận ta có tiết diện nguy hiểm tiết diện lắp bánh Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: s  s s /   2.Woj j  s2  s2  s Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5 cần tăng độ cứng [s] = 2,5 3.s , s- hệ số an toàn xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp ứng suất tiếp, tính theo cơng thức sau đây: s   1 ; k   a     m s   1 k   a     m : -1, -1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng a, a, m, m biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện xét * Xét tiết diện lắp bánh Phương pháp gia công máy tiện , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 m, theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền K y =1.Theo bảng 10.12 dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa K = 1,76 K = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 48 mm,  = 0, 81, = 0,76 xác định tỉ số K/ K/ rãnh then tiết diện : K/= 1,76/0,81 = 2,1 K/= 1,54/0,76 = Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp chọn b = 600Mpa đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra tỉ số Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] K/ = 2,75 K/ = 2,05 Xác định hệ số Kd Kdtheo công thức 10.25 ct 10.26  K   K     K x  1  K x  1   K    t  K dj    dj Ky Ky K ad1  2,23 , Kd  2,08 Với trục thép Cacbon => =0,05 ;  = Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp stheo ct 10.20  1 261,6 s    6,4 Kd  a     m 2,23.18,5  0,05.0 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp stheo ct 10.21  1 151,7 s    36,5 Kd  a     m 2,08.2  0.2,65 Hệ số an toàn s theo ct 10.19 s  s s / s2  s2  6,4.36,5 / 6,42  36,52  6,3     1,5 Trục tiết diện lắp bánh thoả mãn độ bền mỏi * Tính toán kiểm nghiệm độ bền then: Kiểm nghiệm độ bền then 0,75.2.T1 Độ bền dập công thức 9.1:  'd  0,75 d    d  d.l t ( h  t ) 0,75.2.T1 Độ bền cắt theo công thức 9.2:  'c  0,75. c    c  d.l t b c d (mm) lt (mm) bxh t1(mm) T(Nmm) d (MPa) (MPa) 48 60 14x9 5,5 146351 10,9 4,1 Theo bảng 9.5với tải trọng [d] =150 (Mpa) [c] =60  90 (Mpa) Vậy mối ghép then thỏa mãn độ bền đập độ bền cắt Trên trục II(Tại tiết diện 22) Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng đó: Mj ;  mj   aj   maxj  Wj (10.2)[I] 3  d j bt1.d j  t1  3,14.45 14.5,5(45  5,5) Wj      8900 32 2.d j 32 2.45 (10.23)[I] Mj Mj 220000 nên:  aj     24,7 W j  d 3j b.t1.d j  t1 2 8900  32 2.d j Trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, đó: Hỗ trợ ơn tập  mj   aj  W0 j  với nên:  mj   aj   d 3j 16  max j  [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC]  maxj  Tj (10.23)[I] 2.Woj bt1.d j  t1   2.d j Tj 3,14.453 14.5,5(45  5,5)    17800 16 2.45 Tj   378463  10,6 2.17800   d bt d  t   2.  j   16  2.d j   Xác định hệ số an toàn thiết diện nguy hiểm trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi trục thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận ta có tiết diện nguy hiểm tiết diện lắp bánh Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: s  s s /   2.Woj j  s2  s2  s Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5 cần tăng độ cứng [s] = 2,5 3.s , s- hệ số an toàn xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp ứng suất tiếp, tính theo cơng thức sau đây: s   1 ; k   a     m s   1 k   a     m : -1, -1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.a, a, m, m biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện xét * Xét tiết diện lắp bánh Phương pháp gia công máy tiện , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 m, theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền Ky =1 Theo bảng 10.12 dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa K = 1,76 K = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 45 mm,  = 0, 81, = 0,7xác định tỉ số K/ K/ rãnh then tiết diện K/= 1,76/0,81 = 2,1 K/= 1,54/0,76 = Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp chọn b = 600Mpa đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra tỉ số K/ = 2,75 K/ = 2,05 Xác định hệ số Kd Kdtheo công thức 10.25 ct 10.26  K   K     K x  1  K x  1   K    t  K dj    dj Ky Ky K ad1  2,23 , Kd  2,08 Với trục thép Cacbon => =0,05 ;  = Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp stheo ct 10.20  1 261,6 s   9 Kd  a     m 2,23.12,9  0,05.0 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp stheo ct 10.21  1 151,7 s    10,4 Kd  a     m 2,08.7  0.2,65 Hệ số an toàn s theo ct 10.19 s  s s / s2  s2  9,3.8 / 9,32  82      1,5 Trục tiết diện lắp bánh thoả mãn độ bền mỏi * Tính tốn kiểm nghiệm độ bền then: Kiểm nghiệm độ bền then 0,75.2.T1 Độ bền dập công thức 9.1:  'd  0,75 d    d  d.l t ( h  t ) 0,75.2.T1 Độ bền cắt theo công thức 9.2:  'c  0,75. c    c  d.l t b c d (mm) lt (mm) bxh t1(mm) T(Nmm) d (MPa) (MPa) 45 67,5 14x9 5,5 378463 27,6 7,8 Theo bảng 9.5với tải trọng [d] =150 (Mpa) [c] =60  90 (Mpa) Vậy mối ghép then thỏa mãn độ bền đập độ bền cắt Trên trục II(Tại tiết diện 23) Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng đó: Mj ;  mj   aj   maxj  Wj Wj   d 32 j bt1.d j  t1  (10.2)[I]  2.d j  3,14.48 14.5,5(48  5,5)   10000 32 2.48 (10.23)[I] nên:  aj  Mj Wj  Mj  d 32 j b.t1.d j  t1    510000  51 10000 2.d j Trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỡ mạch động, đó:  maxj Tj (10.23)[I]  mj   aj   2.Woj với W0 j   d 3j 16 bt1.d j  t1   2.d j  3,14.483 14.5,5(48  5,5)   21700 16 2.48 Hỗ trợ ôn tập  mj   aj  nên: [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC]  max j  Tj  Tj  378463  8,7 2.21700   d bt d  t   2.  j   16  2.d j   Xác định hệ số an toàn thiết diện nguy hiểm trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi trục thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận ta có tiết diện nguy hiểm tiết diện lắp bánh Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: s  s s /   2.Woj j  s2  s2  s Trong đó: [s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5 cần tăng độ cứng [s] = 2,5 3.s , s- hệ số an toàn xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp ứng suất tiếp, tính theo công thức sau đây: s   1 ; k   a     m s   1 k   a     m : -1, -1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng a, a, m, m biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện xét * Xét tiết diện lắp bánh Phương pháp gia công máy tiện , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 …0,63 m, theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền Ky =1 Theo bảng 10.12 dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa K = 1,76 K = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 48 mm,  = 0, 81, = 0,76 xác định tỉ số K/ K/ rãnh then tiết diện K/= 1,76/0,81 = 2,2 K/= 1,54/0,76 = Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp chọn b = 600Mpa đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra tỉ số K/ = 2,75 K/ = 2,05 Xác định hệ số Kd Kdtheo công thức 10.25 ct 10.26  K   K     K x  1  K x  1   K    t  K dj    dj Ky Ky K ad1  2,23 , Kd  2,08 Với trục thép Cacbon => =0,05 ;  = Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp stheo ct 10.20  1 261,6 s   3 Kd  a     m 2,23.38  0,05.0 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp stheo ct 10.21  1 151,7 s    14,6 Kd  a     m 2,08.5  0.2,65 Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Hệ số an toàn s theo ct 10.19 s  s s / s2  s2  3,2.11,5 / 3,22  11,52      1,5 Trục tiết diện lắp bánh thoả mãn độ bền mỏi * Tính tốn kiểm nghiệm độ bền then: Kiểm nghiệm độ bền then 0,75.2.T1   d  d.l t ( h  t ) 0,75.2.T1 Độ bền cắt theo công thức 9.2:  'c  0,75. c    c  d.l t b Độ bền dập công thức 9.1:  'd  0,75 d  c (MPa) 48 75 14x9 5,5 378463 15,5 6,3 Theo bảng 9.5với tải trọng [d] =150 (Mpa) [c] =60  90 (Mpa) Vậy mối ghép then thỏa mãn độ bền đập độ bền cắt *Trên trục III(Tại tiết diện 32) d (mm) lt (mm) bxh t1(mm) T(Nmm) d (MPa) Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng đó: Mj ;  mj  (10.2)[I]  aj   maxj  Wj Wj  nên:  aj   d 3j 32 Mj Wj  bt1.d j  t1   2.d j  3,14.423 12.8(42  5)   7227 32 2.42 Mj  d 32 j b.t1.d j  t1    (10.23)[I] 260000  35,97 7227 2.d j Trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, đó:  maxj Tj (10.23)[I]  mj   aj   2.Woj  d 3j bt1.d j  t1  3,14.423 12.8(42  5)   14497 16 2.d j 16 2.42  T Tj 983650 nên:  mj   aj  max j  j    33,9 2.Woj   d j bt1.d j  t1   2.14497  2.   16  d j   Xác định hệ số an toàn thiết diện nguy hiểm trục (kiểm tra điều kiện bền mỏi trục thiết kế).Dựa theo kết cấu trục nhận ta có tiết diện nguy hiểm tiết diện lắp bánh Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: W0 j  với s  s s /     s2  s2  s  Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Trong đó: [s] – hệ số an tồn cho phép, [s] = 1,5 2,5 cần tăng độ cứng [s] = 2,5 3.s , s- hệ số an toàn xét riêng cho trường hợp ứng suất pháp ứng suất tiếp, tính theo cơng thức sau đây: s   1  1 ; s  k   a     m k   a     m : -1, -1: giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng a, a, m, m biên độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện xét * Xét tiết diện lắp bánh Phương pháp gia công máy tiện , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạtRa = 2,5 …0,63 m, theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt Kx = 1,06 Không dùng phương pháp tăng bền bề mặt hệ số tăng bền K y =1Theo bảng 10.12 dựng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa K = 1,76 K = 1,54.Từ bảng 10.10 với d = 45 mm,  = 0, 81, = 0,76 xác định tỉ số K/ K/ rãnh then tiết diện K/= 1,76/0,81 = 2,2 K/= 1,54/0,73 = Tra bảng 10.11 ứng với kiểu lắp chọn b = 600Mpa đường kính tiết diện nguy hiểm ta tra tỉ số K/ = 2,75 K/ = 2,05 Xác định hệ số Kd Kdtheo công thức 10.25 ct 10.26  K   K     K x  1  K x  1   K    t  K dj    dj Ky Ky K ad1  2,23 , Kd  2,08 , Với trục thép Cacbon => =0,05 ;  = Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp stheo ct 10.20  1 261,6 s    14,7 Kd  a     m 2,23.8  0,05.0 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp stheo ct 10.21  1 151,7 s   8 Kd  a     m 2,08.9  0.2,65 Hệ số an toàn s theo ct 10.19 s  s s / s2  s2  8,4.5,4 / 8,42  5,42  4,5     1,5 2, Trục tiết diện lắp bánh thoả mãn độ bền mỏi * Tính tốn kiểm nghiệm độ bền then: Kiểm nghiệm độ bền then 0,75.2.T1   d  Độ bền dập công thức 9.1:  d'  0,75 d  d lt (h  t1 ) Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Độ bền cắt theo công thức 9.2:  'c  0,75. c  0,75.2.T1   c  d.l t b c d (mm) lt (mm) bxh t1(mm) T(Nmm) d (MPa) (MPa) 70 105 20x12 7,5 983650 55 12,3 Theo bảng 9.5với tải trọng [d] =150 (Mpa) [c] =60  90 (Mpa) Vậy mối ghép then thỏa mãn độ bền đập độ bền cắt Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PHẦN V: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC I.Chọn ổ lăn Cả ba trục lực dọc trục, ta chọn ổ bi, đỡ chặn để làm gối đỡ trục a.Chọn ổ lăn Với trục1 : d= 45 mm số vòng quay n = 730 v/p Ta chọn sơ theo bảng (P 2.7)[I] : Đườn Kí hiệu d, mm D, mm B, mm R, mm kính bi, C, kN , kN ổ mm 309 45 100 25 2,5 17,46 37,8 26,70 b.Kiểm tra khả tải Kiểm tra tải trọng động : Tải trọng hướng tâm :ta chọn gối có lực lớn để tính   1350  R R Đối với ổ bi đỡ : Q  R  1350 N  1,35kN R 1x 1y C d  Q L (11.1)[I] Q- tải trọng động quy ước, kN L- tuổi thọ tính triệu vịng quay Gọi tuổi thọ ổ tính : (11.2)[I] m m- bậc đường cong mỏi, m = Cd  Q.m L  1,35 432  10 c.Kiểm tra tải trọng tỉnh : nên ổ ta chọn đủ bền (11.18)[I] Vậy ổ đủ bền tỉnh Với trục2 :d = 40 mm, n = 270 vòng/ph Ta chọn sơ theo bảng (P 2.7)[I] : Kí hiệu d, mm D, mm B, mm R, mm ổ 308 40 90 23 2,5 Đườn kính bi, mm 15,08 C, kN 31,9 , kN 21,7 Đối với ổ bi đỡ : Q = C d  Q.m L (11.1)[I] Q- tải trọng động quy ước, kN L- tuổi thọ tính triệu vịng quay Gọi tuổi thọ ổ tính : (11.2)[I] Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] m- bậc đường cong mỏi, m = nên ổ ta chọn đủ bền Cd  Q.m L  5,253 86,4  23 d.Kiểm tra tải trọng tỉnh : (11.18)[I] Vậy ổ đủ bền tỉnh Với trục3 :d = 65 mm, n = 33,4vòng/ph Ta chọn sơ theo bảng (P 2.7)[I] : Kí hiệu d, mm D, mm B, mm R, mm Đườn ổ kính bi, mm 312 60 130 31 3,5 22,23 C, kN 64,1 , kN 49,40 Đối với ổ bi đỡ : Q = C d  Q.m L (11.1)[I] Q- tải trọng động quy ước, kN L- tuổi thọ tính triệu vịng quay Gọi tuổi thọ ổ tính : (11.2)[I] m- bậc đường cong mỏi, m = Cd  Q.m L  11,69 17,3  30 nên ổ ta chọn đủ bền e.Kiểm tra tải trọng tỉnh : (11.18)[I] Vậy ổ đủ bền tỉnh hộp II.Các phương pháp cố định ổ trục vỏ 1.Cố định ổ trục: Vì khơng có lực dọc trục lớn nên ta chọn phương pháp đệm chắn mặt đầu Kích thướt tra bảng 8-10, 8-12 [II] 2.Cố định ổ hộp Đặt vịng ngồi ổ vào mặt tỳ nắp ổ vai lỗ hộp III Chọn kiểu lắp cấu tạo lắp ổ + Lắp ô lăn vào trục theo hệ lỗ, kiểu T2ô + Lắp ô lăn vào vỏ theo hệ trục, kiểu L1ơ IV Ống lót nắp ổ * Ống lót chế tạo gang GX15-32 Có hai loại nắp ổ: Nắp ổ kín nắp ổ thủng để trục nắp xuyên qua Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Đối với nắp ổ kín lấy bề mặt có đường kính D làm chuẩn định tân theo kiểu lắp L1ơ, L3ơ Kết cấu trình hình vẽ + Bề mặt tiếp xúc nắp với đầu mút kẹp chặt cần gia công đạt độ nhẵn 3 + Kích thước chổ lắp nắp tra bảng 10-10b - Các tâm lỗ nắp lấy cách mép lỗ khoảng (0,8 1)d3; d3- đường kính vít - Đường kính ngồi mặt bích: Db = D + = D + 4,4d3 - Chiều dài bích nắp ổ lấy (0,7 0,8) chiều dài vỏ hộp - Trị số d3 số bu lông lấy theo bảng 10-10b M8, M10, số bu lông Trục I: d3 = 8; DIb =80 + 4,4.8 = 115,2 [mm] TrụcII: d3 = 8; DIIb =90 + 4,4.8 = 125,5 [mm] Trục III: d3 = 10; DIIIb =140+ 4,4.10 = 184 [mm] V.Cố định trục theo phương dọc trục Sơ đồ nguyên lý hình vẽ: L h a l Trục cố định nắp ổ, vòng ổ tỳ lên vai trục, vịng ngồi tỳ lên nắp ổ Ta cố định đầu đầu “tuỳ động VI.Bôi trơn ổ lăn Bộ phận ổ lăn bơi trơn mỡ, vận tốc truyền bé nên dầu bắn toé lên Mỡ dùng bôi trơn chọn bảng 8-28[II], nhiệt độ làm việc 60 C số vòng quay < 1500 vg/ph chọn mỡ T Lượng mỡ cho vào lần đầu phận ổ theo qui định: + Số vịng quay nhỏ trung bình, mỡ lấp đầu 2/3 thể tích rỗng phận ổ + Vịng quay lớn: Dưới 1/3  2/3 thể tích VII.Che kín ổ lăn Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi, tạp chất, ngăn mỡ chảy ngồi ta dùng vịng phớt Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Tra bảng 8-29 được; Trục I: D = 100 [mm]  d = 75 [mm]; = 76,5 [mm]; = 74 [mm] a = 12 [mm];b = [mm];So= 15 [mm] Trục II: D=90  d = 70 [mm]; = 71,5 [mm]; = 69 [mm] a = [mm];b = 6,5 [mm];So= 12 [mm Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] PHẦN VI: THIẾT KẾ VỎ Vỏ máy đúc bang gang xám Những nơi cần yêu cầu độ cứng làm thêm gân chịu lực Các kích thướt sơ tra bảng 10.9[II] + Chiều dày thành thân hộp (vỏ máy)  = 0.025.A + = 0,025.240 + = [mm] lấy = [mm] + Chiều dày thành nắp = 0.02.A + = 0,02.240 + = 7,8[mm] lấy = 8,5 [mm] + Chiều dày mặt bích thân hộp b = 1,5. = 1,5.9 = 13,5 [mm] + Chiều dày mặt bích nắp hộp b1 = 1,5 = 1,5.8,5 = 12,75 [mm] + Chiều dày mặt đế phần khơng có phần lồi: p = 2,35. = 2,35.9 = 21,15[mm] + Chiều dày gân thân hộp: m = 0,9. = 0,9.9 = 8,1 [mm] + Chiều dày gân nắp hộp: m1 = 0,9.1 = 0,9.8,5 = 7,7 [mm] + Đường kính bu lơng nền: + Đường kính bu lơng: - Ở cạnh ổ: = 0,7 = 0,7.20,64 = 14,5[mm] - Ghép mặt bích nắp thân: = 0,5.dn =0,5.20,64 = 10,3[mm] - Ghép nắp ổ: = [mm] (M8) - Ghép nắp cửa thăm: = [mm] (M8x12) + khoảng cánh từ mặt ngồi vỏ đến tâm bu lơng: =14[mm] + Chiều rộng mặt bích k: k= + ; = 12[mm]  k = 14 + 12 = 26[mm] + Kích thước phần lồi: = = 12[mm] = 0,2 =0,2.12 = 2,4[mm] + Chiều rộng mặt bích chỗ lắp ổ: = k + = 26 + = 28[mm] + Đường kính bu lơng vịng d: Có A1.A2 = 240 240, tra bảng 10-11b  trọng lượng 400kg Tra bảng 10-11a  chọn loại M16 Khối lượng vít 0,295kg Số lượng bu lông nền: Chọn sơ L = 500[mm]; B = 420[mm] 500  420 n  4,6 200 Tra bảng 10-13 chọn n = bu lơng *Kích thước nút tháo dầu: Nút tháo dầu dùng để xả dầu cần Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Đáy hộp làm nghiêng góc 1 phía tháo dầu, chỗ tháo dầu làm lõm xuống * Chân đế: Mặt chân đế không làm phẳng mà làm hai dẫy lồi song song * Mặt thơng hơi: Để thơng dầu bị nóng * Chốt định vị: Dùng chốt định vị hình trụ để định vị tương đối nắp thân hộp lắp Đường kính chốt: d = 5[mm] * Cửa thăm: Để quan sát chi tiết máy hộp rót dầu vào hộp nắp hộp ta làm cửa thăm (hình vẽ) * Bu lơng vịng:Để nâng vận chuyển hộp giảm tốc người ta dùng bu lơng vịng nắp Kích thước bu lơng vịng chọn theo khôi lượng hộp giảm tốc * Mắt dầu: kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc * Tính tốn chọn dầu bơi trơn hộp giảm tốc: Mục đích việc bôi trơn chi tiết máy để bảo vệ bề mặt chi tiết máy không bị rỉ, giảm ma sát, hao mịn, nhiệt, lọc bụi bẩn, giảm tiếng ồn, dao động Khả làm việc tuổi thọ máy phụ thuộc nhiều vào việc chọn vật liệu bơi trơn lót kín 1) Vật liệu bơi trơn Vật liệu bơi trơn dầu khống mỡ, chọn dầu cần tính đến nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ bôi trơn 2) Bôi trơn truyền bánh Bộ truyền bánh bôi trơn phương pháp ngâm dầu Chiều sâu ngâm dầu bánh cấp chậm khoảng 1/3 bán kính bánh lớn, bánh nhỏ bôi trơn nhờ bánh lớn vung toé lên Dung lượng bôi trơn phải lấy đủ lớn để đảm bảo bôi trơn tốt Nhiệt độ dầu bôi trơn < C Chọn loại dầu bôi trơn: +Vật liệu bánh thép +Thường hoá, vận tốc vòng 2,5 +Giới hạn bền kéo: 470  1000 [N/mm2] Tra bảng 10-17 10-20 ta chọn dầu MC-14 Trong hộp giảm tốc có dùng vịng chắn để ngăn cách dầu hộp mỡ ổ Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] ... Mục đích việc bơi trơn chi tiết máy để bảo vệ bề mặt chi tiết máy khơng bị rỉ, giảm ma sát, hao mịn, thoát nhiệt, lọc bụi bẩn, giảm tiếng ồn, dao động Khả làm việc tuổi thọ máy phụ thuộc nhiều vào... khoáng mỡ, chọn dầu cần tính đến nhiệt độ đơng đặc, nhiệt độ bơi trơn 2) Bôi trơn truyền bánh Bộ truyền bánh bôi trơn phương pháp ngâm dầu Chi? ??u sâu ngâm dầu bánh cấp chậm khoảng 1/3 bán kính bánh... lắp trục theo kiểu k6, lắp bánh răng, bánh xích theo k6 kết hợp với lắp then.Khi tính tốn lắp bánh bánh xích lên trục, dùng then để truyền momen xoắn từ trục đến chi tiết lắp nó.Khi theo TCVN 2261-