Đang tải... (xem toàn văn)
Đề 1 Đồ án chi tiết máy Thầy Văn Hữu Thịnh NỘI DUNGChương 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 3Chương 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 6 Chương 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 9 Chương 4: THIẾT KẾ HAI TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC19 TÀI LIỆU THAM KHẢO29
Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN NGUN LÍ CHI TIẾT MÁY ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đề GVHD: T.S VĂN HỮU THỊNH T.P Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 11 năm 2019 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH MỤC LỤC NỘI DUNG Chương 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chương 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Chương 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG Chương 4: THIẾT KẾ HAI TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO .29 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Thông số ban đầu Số liệu thiết kế: +Lực vòng băng tải (F) : 4300 (N) + Vận tốc băng tải (v) : 1.25 (m/s) + Đường kính tang (D) : 360 (mm) + Số năm làm việc : năm Đặc điểm tải trọng Tải trọng va đập nhẹ quay chiều Ghi chú: + Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca + Sai số cho phép tỉ số truyền ∆u = (2÷3)% Tiểu luận: Ngun Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH CHƯƠNG CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN Chọn động điện Công suất trục động cơ: 𝑃= 𝐹.𝑣 1000 = 4300.1.25 1000 = 5.4 Kw Vì sơ đồ tải trọng tĩnh nên khơng tính Ptđ Hiệu suất chung: Theo bảng 2.3/trang 19 đ = 0,96 => Hiệu suất truyền đai br = 0,98 => Hieu suất phận truyền bánh trụ ô =0,99 => Hiệu suất cặp ổ lăn nt =1 => Hiệu suất khớp nối với băng tải η= ηđ ηbr ηnt ηo3 = 0,96.0,98.1.0,993 = 0,91 Công suất cần thiết động cơ: Pct = 𝑃 η = 5,4 0,91 = 5,93 (Kw) Xác định sơ số vòng quay động Tốc độ quay trục công tác : V= 𝜋 Dn 60000 => n = 60000.𝑉 𝜋 360 = 60000.1.25 360𝜋 = 66,31 (v/p) Hệ thống truyền động khí có truyền đai thang hộp giảm tốc khai triển cấp theo Bảng 2.4/trang 21: uđ = 2.8 , Uh = Tỉ số truyền sơ bộ: Usb = uđ uh = 2,8 = 14 Chọn động điện phải thỏa mãn điều kiện: Pđc ≥ Pct =5.93 Kw Theo ngun lí làm việc cơng suất động phải lớn công suất làm việc ta phải chọn động có cơng suất lớn công suất làm việc Theo bảng P1.3 động 4A kiểu 4A160S8Y3 công suất động Pđc=7,5 (kw) số vòng quay động 730 vòng/phút Cosφ =0,75, η%=86, 𝑇𝑀𝑎𝑥 𝑇𝑑𝑛 = 2,2 , 𝑇𝐾 𝑇𝑑𝑛 = 1,4 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Phân phối tí số truyền 𝑛 Tỉ số truyền chung: u = đ𝑐 = 𝑛 730 66,31 = 11 Trong đó: nđc : Số vịng quay động chọn (vòng/phút) n : Số vịng quay trục máy cơng tác (vịng/phút) Với truyền xích, tỉ số truyền chọn sơ 𝑈đ =2,8 u = uđ ubR unt Suy ra: ubR = 𝑢 11 = 𝑢(đ) = 3,9 2,8 - Kiểm tra sai số tỉ số truyền: - ∆𝑈 = |𝑈𝑡 − 𝑈| |3,9.2.8−11| 𝑈 11 100% = 100% = 0.72% → Hợp lý với yêu cầu sai số tỷ số truyền ∆u=2÷ 3% Tính cơng suất trục: 𝑃 = 𝑃3 = 5,4 (kW) 𝑃3 𝑃2 = = ηô.ηnt 𝑃2 𝑃1 = = ηô.ηbr 𝑃1 𝑃đ𝑐 = = ηđ.ηô 5,4 =5,45 (kW) 0,99 5,45 0,99.0,0,98 5,62 0,96.0,99 = 5,62 (kW) = 5,91 (kW) Số vòng quay động cơ: 𝑛đ𝑐 = 730 (vòng/phút) Moment xoắn: Ti = Tđc = 9,55.106 𝑃𝑐𝑡 = 𝑛đ𝑐 𝑛đ𝑐 𝑛1 = T1= 9,55.10 P ni 2,8 T2= 261 𝑛1 T3= = 𝑈𝑏𝑟 = 77316 (𝑁 𝑚𝑚) = 205636 (𝑁 𝑚𝑚) 261 3,9 9,55.106 5,45 67 𝑛3 = 730 = 261(vòng/phút) 9,55.106 5,62 𝑛2 = 9,55.106 5,91 𝑛2 𝑈𝑛𝑡 = 67 9,55.106 5,4 67 = 67 (vòng/phút) = 776828 (𝑁 𝑚𝑚) = 67 (vòng/phút) = 769701(𝑁 𝑚𝑚) Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy Bảng phân phối tỉ số truyền Trục Động GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH I II III u uđ = 2.8 ubR = 3,9 n(vòng/phút) 730 261 67 67 P(kW) 5,91 5,62 5,45 5,4 T 77316 205636 776828 769701 unt = Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH CHƯƠNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI THANG Chọn loại đai Với vận tốc băng tải V = 1,25 m/s < 25 m/s nên dùng đai thang thường Dựa vào bảng 4.13 với P =7,5 (kw), n = 730( v/ ph) Ký hiệu : Ƃ Ta có kích thước tiết diện: bt = 14 mm, b =17 mm, h = 10,5 mm yo = 4, A = 138 mm2 Chọn d1 = 200 mm Vận tốc đai : V= 𝜋.nđc.𝑑1 60.1000 = 3,14.730.200 60.1000 =7,64(m/s) ≤ vmax = 25 m/s Thỏa mãn điều kiện Đường kính bánh đai lớn d2 = 𝑑1.𝑢đ 1− 𝜀 = 200.2,8 1−0.02 = 571 mm Tra bảng 4.21 chọn d2 = 560 mm Như tỉ số truyền thực tế utt= 𝑑2 = 560 𝑑1(1−0,02) 200(1−0,02) |𝑢đ−𝑢𝑡𝑡| |2,8−2.86| ∆u= = 𝑢đ 2,8 = 2,86 100% = 2,14% ≤ 3% Thỏa điều kiện giới hạn cho phép Khoảng cách trục a Dựa vào tỷ số truyền u =2,8 tra bảng 4.14 ta có khoảng cách trục a: 𝑎 = => a =d2=560 𝑑2 Điều kiện kiểm tra : 0.55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ (d1 + d2) 428,5 ≤ a ≤ 1520 => a = 560 Thỏa điều kiện Chiều dài l l= 2a + 𝜋(𝑑1+𝑑2) + (𝑑2−𝑑1)2 4𝑎 = 2.560 + 𝜋 (200+560) Dựa vào bảng 4.13 chọn l = 2500 mm 𝑣 2,5 (560−200)2 4.560 = 2371,66 mm Trong i: số lần đai v: vận tốc đai Kiểm tra tuổi thọ đai: i = = 7,64 + 𝑙 l: chiều dài đai = 3,056 lần/s ≤ imax =10 lần/s Tính xác khoảng cách trục a: Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy λ= l ∆= 𝜋.(𝑑1+𝑑2) 𝑑1+𝑑2 = 2500 − 200+560 = 𝜆+ √𝜆2 −8.∆2 𝛼 = 1800 − 𝜋(200+560) = 1306 = 380 1360+√13602 −8.3802 = Tính góc ơm Điều kiện 𝛼 ≤ 1200 a= GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH (𝑑2−𝑑1).570 𝑎 = 1800 − = 512 𝑚𝑚 (560−200).570 => 𝛼 =1400 Thõa mãn điều kiện 512 = 1400 ≥ 1200 Xác định số đai cần thiết Z p1.kd p0 0 C C.u C z Cl P1 = 5,62 công suất bánh dẫn Po = 5,53 công suất cho phép (tra bảng 4.19 trang 62) Kđ = 1,25 + 0,1= 1,35 :hệ số tải trọng (tra bảng 4.7) chế độ làm việc ngày ca nên lấy trị số bảng tăng lên 0,1 C𝛼 = 0,88 : hệ số ảnh hưởng góc ôm (Tra bảng 4.10) C.u = 1,135 : hệ số ảnh hưởng tới tỉ số truyền (Tra bảng 4.17) Cz = : hệ số ảnh hưởng tới số đai (Tra bảng 4.18) C l = 0,95 : hệ số ảnh hưởng đến chiều dài đai Z= 5,62 1,35 5,53.0,88.1,135.0,95 =1,45 Chọn Z = Các thông số bánh đai Chiều rộng bánh đai B theo công thức Tra bảng 4.21: H=16, h0=4,2 , t = 19, e = 12,5 B = (Z – 1)t +2e=(2-1).19+2.12,5= 44mm Đường kímh ngồi bánh đai d1a = d1 + 2ho = 200 + 2.4,2 = 208,4mm d2a = d2 + 2ho = 560 + 2.4,2 = 568,4mm Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng ban đầu: Fo = 780 P1 Kđ/(V C Z)+ Fv qm = 0.178.(bảng 4.22) Fv = qm.V2 = 0,178.7,642 = 10,39 N P1 = Pct = 5,91(km) Kđ = 1,35 V = 7,64 C = 0,88 Z=2 Fo = 780.5,62.1,35 7,64.0,88.2 + 10,39 = 451 𝑁 Lực tác dụng lên trục: Fr = 2.Fo.Z sin( 1 ) = 2.451.sin(700)=1695 N Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG Chọn vật liệu bánh răng: Tra bảng 6.1trang 92 Ta chọn: ● Bánh nhỏ: Thép C45 cải thiện có độ rắn: HB 241 285 Giới hạn bền: 𝜎𝑏 = 850 MPa Giới hạn bền: 𝜎𝑐ℎ = 580 Mpa ● Bánh lớn: Thép C45 cải thiện có độ rắn: HB 192 240 Giới hạn bền: 𝜎𝑏 = 750 MPa Giới hạn bền: 𝜎𝑐ℎ = 450 Mpa Xác định ứng suất cho phép: Tra bảng 6.2 thép C45 tơi cải thiện HB 180 350 có: 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2HB + 70 ; 𝑆𝐻 = 1,1 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8HB ; 𝑆𝐹 = 1,75 ● Chọn bánh nhỏ có độ rắn HB: 𝐻𝐵1 = 245Mpa → 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2.245 + 70 = 560 Mpa 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8.245 = 441 Mpa ● Chọn bánh lớn có độ rắn HB: 𝐻𝐵2 = 230 Mpa → 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2.220 + 70 = 530 Mpa 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8.230 = 414 Mpa Số chu kì thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc: Theo công thức 6.5: 𝑁𝐻𝑂1 = 30 𝐻𝐻𝐵1 2,4 = 30 2452,4 = 1,6.107 𝑁𝐻𝑂2 = 30 𝐻𝐻𝐵2 2,4 = 30 2302,4 = 1,39.107 Công thức 6.7: 10 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH ▪ Công thức 6.42: 𝑣𝐻 = 𝜎𝐻 𝑔0 𝑣 √ 𝑎𝑊 𝑢 Với 𝜎𝐻 = 0,002 (tra bảng 6.15) ; 𝑔0 = 73 → 𝑣𝐻 = 0,002.73.1,08 √ 193 3,9 = 1,1 m/s ▪ Công thức 6.41:Khv = Hệ số kể đến phân bố không tải trọng cho đôi thẳng 𝐾𝐻𝑣 = + 𝑣𝐻 𝑏𝑤 𝑑𝑤1 2𝑇1 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼 = 1+ 1,1.57,9.78,77 2.205636.1,05.1,13 = 1,01 → 𝐾𝐻 = 𝐾𝐻𝛽 𝐾𝐻𝛼 𝐾𝐻𝑣 = 1,05.1,13.1,01 = 1,21 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: => 𝜎𝐻 = 𝑍𝑀 𝑍𝐻 𝑍𝜀 √ = 274.1,74.0,75 √ 2𝑇1 𝐾𝐻 (𝑢±1) 𝑏𝑊 𝑢.𝑑𝑊1 ≤ [𝜎𝐻 ] 2.205636.1,21.(3,9+ 1) 57,9.3,9.78,772 = 471,7MPa 𝜎𝐻 = 471,7 Mpa < [𝜎𝐻 ] = 500 Mpa => Đạt yêu cầu đồ bền tiếp xúc c Kiểm nghiệm độ bền uốn: Để đảm bảo độ bền uốn cho răng, ứng suất uốn sinh chân không vượt giá trị cho phép Công thức 6.43: 𝜎𝐹1 = 2𝑇1 𝐾𝐹 𝑌𝜀 𝑌𝛽 𝑌𝐹1 𝑏𝑤 𝑑𝑤1.𝑚 ≤ [𝜎𝐹1 ] Công thức 5.39: 𝜎𝐹2 = 𝜎𝐹1 𝑌𝐹2 𝑌𝐹1 ≤ [𝜎𝐹2 ] Trong đó: ○ 𝑌𝜀 = 𝜀𝛼 = 1,74 ○ 𝑌𝛽 = − = 0,577 (Hệ số kể đến trùng khớp răng) 𝛽° 140 =1− 15,48o 140 = 0,889 (Hệ số kể đến đọ nghiêng răng) 16 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH ○ 𝑌𝐹1 , 𝑌𝐹2 hệ số dạng bánh 2, phụ thuộc vào số tương đương 𝑍𝑣1 𝑍𝑣2 ▪ 𝑍𝑣1 = 𝑍1 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 37 0,964 = 41 Tra bảng 6.18, hệ số dịch chỉnh → Chọn 𝑌𝐹1 = 3.65 ▪ 𝑍𝑣2 = 𝑍2 𝑐𝑜𝑠𝛽 = 148 0,964 = 164 Lấy 𝑍𝑣2 = 165 Tra bảng 6.18, hệ số dịch chỉnh → Chọn 𝑌𝐹2 = 3,6 ○ Hệ số tải trọng tính uốn: Cơng thức 5.73: 𝐾𝐹 = 𝐾𝐹𝛽 𝐾𝐹𝛼 𝐾𝐹𝑣 Trong đó: ▪ 𝐾𝐹𝛽 = 1,03 (tra bảng 5.6) ▪ Tra bảng 5.10 với v < 2,5 m/s, cấp xác chọn 𝐾𝐹𝛼 = 1,37 - 𝐾𝐹𝑣 hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp tính uốn Cơng thức 5.40: 𝐾𝐹𝑣 = + Trong đó: 𝑣𝐹 𝑏𝑤 𝑑𝑤1 2𝑇1 𝐾𝐹𝛽 𝐾𝐹𝛼 𝑣𝐹 = 𝜎𝐹 𝑔0 𝑣 √ 𝑎𝑤 𝑢 = 0,006.73.1,1.√ 193 3,9 Với giá trị 𝜎𝐹 tra bảng 6.46 → 𝐾𝐹𝑣 = + 5,27.42,3.67,79 2.205636.1,37.1,03 = 1,07 Hệ số tải trọng kki tính uốn: theo cơng thức 6.45 → 𝐾𝐹 = 𝐾𝐹𝛽 𝐾𝐹𝛼 𝐾𝐹𝑣 = 1,03.1.1,07= 1,1 ● Kiểm nghiệm độ bền uốn: => 𝜎𝐹1 = 2𝑇1 𝐾𝐹 𝑌𝜀 𝑌𝛽 𝑌𝐹1 𝑏𝑤 𝑑𝑤1.𝑚 ≤ [𝜎𝐹1 ] 17 = 5,27 (m/s) Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy = =>𝜎𝐹2 = = 2.205636.1,1.0,577.1.3,65 57,9.78,77.2 𝜎𝐹1 𝑌𝐹2 = 104 MP ≤ [𝜎𝐹2 ] 𝑌𝐹1 104.3,61 3,65 GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH = 102 Mpa 𝜎𝐹1 = 104 Mpa < [𝜎𝐹1 ] = 252 Mpa 𝜎𝐹2 = 102 Mpa < [𝜎𝐹2 ] = 236,57 Mpa Đạt yêu cầu độ bền uốn d Kiểm nghiệm độ tải Khi làm việc bánh bị tải (ví dụ lúc mở máy, hãm máy…) Với hệ số tải: 𝐾𝑞𝑡 = 𝑇𝑚𝑎𝑥 𝑇 =1 Để tránh biến dạng dư gãy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại không vượt giá trị cho phép: ▪ 𝜎𝐻𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝐻 √𝐾𝑞𝑡 ≤ [𝜎𝐻 ]𝑚𝑎𝑥 = 495 √1 = 495 Mpa 𝜎𝐻𝑚𝑎𝑥 = 495 Mpa < [𝜎𝐻2 ]𝑚𝑎𝑥 = 1260 Mpa < [𝜎𝐻1 ]𝑚𝑎𝑥 = 1624 Mpa Để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại mặt lượn chân không vượt giá trị cho phép: ▪ 𝜎𝐹1𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝐹1 𝐾𝑞𝑡 ≤ [𝜎𝐹1 ]𝑚𝑎𝑥 = 104.1 = 104 Mpa 𝜎𝐹1𝑚𝑎𝑥 = 104 Mpa < [𝜎𝐹1 ]𝑚𝑎𝑥 = 464 Mpa ▪ 𝜎𝐹2𝑚𝑎𝑥 = 𝜎𝐹2 𝐾𝑞𝑡 ≤ [𝜎𝐹2 ]𝑚𝑎𝑥 = 102 = 102 Mpa 𝜎𝐹2𝑚𝑎𝑥 = 102 Mpa < [𝜎𝐹2 ]𝑚𝑎𝑥 = 360 Mpa Đạt yêu cầu độ tải 18 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Bảng số liệu: Đại lượng Thông số Khoảng cách trục 𝑎𝑤 = 193 (mm) Mô đun pháp tuyến m =2 Chiều rộng vành 𝑏𝑤 = 57,9(mm) Tỉ số truyền thực 𝑢𝑡 = Góc nghiêng 𝛽 = 15,420 Số Đường kính vịng lăn 𝑍1 =37 𝑍2 = 148 𝑑𝑤1 = 78,77 (mm) 𝑑𝑤2 = 307,2 (mm) Vận tốc V = 1,08(m/s) Góc prơfin ; Góc ăn khớp 𝛼𝑡 = 𝛼𝑡𝑤 = 20°17′ 𝑑1 = Đường kính chia 𝑑2 = Đường kính đỉnh Đường kính chân Đường kính sở Góc prơfin gốc 𝑚.𝑍1 𝑐𝑜𝑠𝛽 𝑚.𝑍2 𝑐𝑜𝑠𝛽 = = 2.45 0,984 2.148 0,964 = 76,76 (mm) = 307,05 (mm) 𝑑𝑎1 = 𝑑1 +2m = 76,76 + 2.2 =80,76 (mm) 𝑑𝑎2 = 𝑑2 +2m =307,05 + 2.2=311,05 (mm) 𝑑𝑓1 = 𝑑1 – 2,5m =76,76 – 2,5.2 =71,76(mm) 𝑑𝑓2 = 𝑑2 – 2,5m =307,02 – 2,5.2 =305,02 (mm) 𝑑𝑏1 = 𝑑1 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 76,76.cos20° = 72,1(mm) 𝑑𝑏2 = 𝑑2 𝑐𝑜𝑠𝛼 = 307,02.cos20° = 288,5 (mm) 𝛼 = 20° theo TCVN 19 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH CHƯƠNG THIẾT KẾ HAI TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC Với số liệu sau: Công suất trục giảm tốc P1 = 5,62 n1=V/p u1 = 3,9 T1 = 205636 (Nmm) T2 =776828 (Nmm) T3 = 769701 (Nmm) Chọn vật liệu chế tạo trục: Tra bảng 6.1/trang 92 - Chọn thép 45 cải thiện b = 600 MPa -Ứng suất uốn cho phép : 12 20MPa Chọn [𝜏] = 18 Mpa Xác định sơ đường kính trục 𝑇 dsb = √ 𝑘 Với k= I;II;III 0,2 [𝜏] Đường kính trục xác định theo công thức 10.9: 𝑇 205636 𝑇 776828 d1 = √ = √ = 38,5 => Chọn d1 =40 0,2 [𝜏] 0,2 18 d2 = √ = √ =59.9 => Chọn d2 =60 0,2 [𝜏] 0,2 18 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực Từ đường kính d xác định gần chiều rộng ổ lăn bo theo bảng 7.2 ta có: d1 =40 mm => bo1 =23 mm d2 = 60 mm => bo2 = 31 mm dtb = 𝑑1 +𝑑2 = 40+60 = 50 mm Chiều dài trục khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chiều dài mayơ chi tiết quay, chiều rộng ổ, khe hở cần thiết yếu tố khác - Chiều dài mayơ bánh trụ nghiêng trục I lm13 = (1,2 1,5).d1 = (1,2 1,5).40 = (48 60) mm => chọn lm13 = 50 (mm) lmx = (1,2 1,5).d2 =(1,2 1,5) 60 = (72 90) mm => chọn lmx = 70(mm) 20 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH - Chiều dài mayơ khớp nối trục vòng đàn hồi lm12 = (1,4 2,5) d1 = (1,4 2,5) 40 = (56 100) mm => chọn lm12 = 60 (mm) - Chiều dài mayơ bánh 2: lm12 = (1,4 2,5) d2 = (1,4 2,5) 60 = (84 150) mm => chọn lm12 = 90 (mm) - Theo bảng 10.3 ta chọn: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp: K1 = 10 Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành hộp: K2 = 10 Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ : K3 = 15 Chiều quay nắp ổ đầu bulông hn = 20 (mm) - Với trục 1: l12 = 0,5.( bo1 + lm12) + hn + K3 = 0,5.(23+ 60) + 15 + 20 = 76,5 (mm) l13 = 0,5.( bo1 + lm13) + K1 + K2 = 0,5.( 23 + 50) + 10+ 10 = 56,5 (mm) l11 = 2.l13 = 113 (mm) - Với trục 2: l22 = 0,5.( bo2 + lmx) + hn + K3 = 0,5.(31+ 70) + 15 + 20 = 85,5 (mm) l21 = l11 = 113 (mm) l23 = l13 = 56,5 (mm) Xác định lực tác dụng lên trục bánh răng: - Lực tác dụng lên truyền đai: Fđ = 1695 (N) * Với: Fkn = 0,25 Ft Mà: Ft = 2.𝑇1 𝐷𝑡 * Trong đó: T1 = 205636(Nmm) = 205,636 (Nm) Với k hệ số tải trọng theo bảng 9.1 chọn k = 1,2 => Mô men tính Tt = k T1 = 1,2.205,636= 246,76 (Nm) 𝑐𝑓 𝑐𝑓 Tra bảng 16.10 với dđc = d1 = 30 ≤ 𝑑𝑘𝑛 Tt = 349,58 ≤ 𝑇𝑘𝑛 Ta chọn Do = 90 => Lực tác dụng lên trục: Fkn = 0,25 Ft = 0,25 2.𝑇1 𝐷𝑡 = 0,25 2205636 90 = 571,2 (N) 21 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Xác định trị số chiều lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục: 2.𝑇1 Lực vòng: Ft1 = 𝑑𝑤1 = 2.205636 78,77 = 5221,17 (N) Lực hướng tâm: : Fr1 = Ft1 Cosβ.tan atw = Ft1.cos( 15,48o)Tan(20°41′ ) =1890 (N) Lực dọc trục: Fa1 = Ft1.tan β = Ft1.tan(15,48o ) = 1446 (N) Mô men: M1 = Fa1 dw / 2= 56951 (Nmm) + Xét phương trình mô men điểm B: ∑MB (Fy) = => Fr1 l13 – FyA l11 – M = => FyA = 𝐹𝑟1 𝑙13 −𝑀1 𝑙11 = 1890.56,5−56951 113 = 441 (N) + Phương trình tổng hợp lực theo phương Y: ∑Fy = - FyB + Fr1 - FyA = => FyB = 1449 (N) + Xét phương trình mơ men điểm B: ∑MB (Fx) = => - Fđ l12 + Ft1 l13 – FxA l11 = => FxA = 𝐹đ 𝑙12 −𝐹𝑡1 𝑙13 𝑙11 = −1695.76,5+5221,17.56,5 113 = 1463 (N) + Phương trình tổng hợp lực theo phương x: ∑Fx = Fkn – FxB + Ft1 - FxA= => FxB = 4329 (N) Tính đường kính đoạn trục : a Tính trục I *Tại A : theo công thức (10.15) công thức (10.16) M A = M 2yA +M 2xA Nmm MtđA =√0 + 0,75 2056362 = 22201 (Nmm) + Đường kính trục tiết diện A : theo công thức (10.17) : Trong đó: =50 (MPa) ứng với thép 45 có b 600 MPa dA = M tdA 22201 =3√ = 26,4 0,1.50 0,1× σ Chọn d1A = 28 (mm) =63 (MPa) ứng với thép 45 có b 600 MPa đường kính trục ≤ 30(mm) 22 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH *Tại D : theo công thức (10.15) công thức (10.16) 2 M tdD M yD M xD 0,75.TD2 (150.62) 0,75 702512 25009Nmm + Đường kính trục tiết diện D : theo công thức (10.17) : d1 A M tdD 25009 3 15,8mm 0,1.[ ] 0,1 63 Chọn d1D = 20 (mm) *Tại B : theo công thức (10.15) công thức (10.16) 2 M tdB M yB M xB 0,75.TB2 48348Nmm + Đường kính trục tiết diện B : theo công thức (10.17) : d 1B M tdB 48348 3 19,7mm 0,1.[ ] 0,1 63 Chọn d1B = 25 (mm) Tại C : M tdc M yc2 M xc2 0,75.Tc2 195257 0,75 2.1115652222 240124,718Nmm -Đường kính trục tiết diện C : d1C M tđđ 240124,718 3 36,35mm 0,1. 0,1.50 Chọn d1c = 38 (mm) Tại D : 2 M tdD M yD M xD 0,75.TD2 0,75 2.1115652222 96618,32Nmm -Đường kính trục tiết diện D : d 1D M tđđ 96618,32 3 26,83mm 0,1. 0,1.50 Chọn d1D = 30 (mm) Tra bảng 10.2/trang 189 Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi : Kiểm nghiệm mỏi tiết diện có mặt cắt nguy hiểm – Tại C MxC = 100992,5 (Nmm) ; MyC = 195257 (Nmm) TC = 111565,222 (Nmm) ; dC = 38 (mm) Hệ số an toàn phải thỏa điều kiện: s s s / s2 s2 s (ct 10.19/trang 195) Trong : s : hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp C 1 s Theo công thức (10.20): K d a m Với: * σ-1 :giới hạn mỏi ứng với chu kì đối xứng 23 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Thép Cacbon 45 có σb = 600 (MPa) σ-1 = 0,436 σb = 0,436 600 = 261,6 (MPa) * Đối với trục quay σm = Theo công thức (10.22) : σa = σmaxC = MC/WC 2 M yC 689282 121439,52 139637 Theo (10.15) M C M xC Nmm * WC moment cản uốn C Theo bảng (10.6) với trục có rãnh then : d b.t1 (d c t1 ) WC 32 dC Theo bảng (10.16) tra then : b.h = 10 x (mm) ; Chiều sâu rãnh then trục: t1 = (mm) Chiều sâu rãnh then trục: t2 = 3,3 (mm) Góc lượn rãnh nhỏ nhất: r=0,25 Góc lượn rãnh lớn nhất: r=0,4 3,14.383 10.8.(38 8) WC 3489,58 Nmm 32 38 M 219828,9815 Đưa vào công thức (10.12) : aC max C C 62,996MPa WC 3489,58 * : hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình Theo bảng (10.7) : = 0,05 * K hệ số, xác định theo công thức (10.25) : K K / K x 1 / K y d d Với : + Kx=1,06 hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt (bảng 10.8/trang 197) +Ky = 1,6 hệ số tăng bền mặt trục (bảng 10.9/trang 197) +Theo bảng (10.11/trang 198),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa) có Thay vào cơng thức (10.25) : K 2, 06 1, 06 1 /1, 1,325 d Thay số liệu vừa tìm vào cơng thức (10.20): 1 261,6 S 3,1341 K d ac m 1,325.62,996 0,05.0 s : hệ số an toàn xét riêng ứng tiếp C: 1 Theo công thức (10.21/trang 195): s K d a m Với : * τ-1 giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kì đối xứng 1 0,58 1 0,58 261, 151, 73 MPa * Khi trục quay chiều : m a TC W0C +WoC moment cản xoắn tiết diên C 24 (10.23/trang 196) K 2, 06 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy W0C GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH b.t1 d c t1 3,14.383 10.8.38 8 8873,89Nmm = 16 38 16 dc d C3 + TC = 11156,222 (Nmm) 111565,222 6,29MPa 2.8873,89 +Theo bảng (10.7) : hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung m a bình đến độ bền mỏi + K d hệ số Theo công thức (10.26) : K K / K x 1 / K y d Theo bảng (10.11), với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa) có Nên K d K 1, 64 1, 64 1, 06 1,1 1, Thay giá trị vào (10.20) 1 151,73 ST 21,93 K td a t n 1,1.6,29 0.6,29 S S S S 2 S2 3,1341.21,93 3,13412 21,932 3,103 Ta thấy: S 3,103 S 1,5 2,5 Ta thấy: sC = 3,103 > s = 2,5…3 Như vậy, không cần phải kiểm tra độ cứng trục Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : Theo (10.27/trang 200), cơng thức kiểm nghiệm có dạng : σtđ = 3 Xét tiết diện nguy hiểm C: Mmax = My =195257 (Nmm) ; Tmax = 111565,222 (Nmm) M max 195257 35,5841 0,1.d 0,1.383 T 111565,222 10,17 Từ (10.29/trang 200) : max 0,2.d 0,2.383 Từ (10.28/trang 200) : Nên td 35,5841 3.10,17 39,71MPa Trong đó, Thép 45 : σb = 600 (MPa) ; σch = 340 (MPa) Theo công thức (10.30) : 0,8 ch 0,8 340 272 MPa Vậy td 39,71MPa 270MPa Kết luận: trục đạt yêu cầu độ bền tĩnh Biểu đồ momen trục I 25 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy b Tính trục II 2.𝑇 Lực vịng: Ft2 = = GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH 2.776828 𝑑𝑤2 307,2 = 5057 (N) Lực hướng tâm:Fr2 =Ft2.Cosβ.tan atw = Ft2.cos( 15,48o)tan(20°41′ )=1840 (N) Lực dọc trục: Fa2 = Ft2.tan β = Ft2.tan 20041’=1909 (N) Mô men: M2 = Fa2 dw / 2= 1909.307,2 = 293222 (Nmm) + Xét phương trình mơ men điểm D: ∑MD (Fy) = => - Fr2 l13 + FyC l21 + M – Fx (l21 + l22 ) = => FyC = 𝐹𝑟2 𝑙13 − 𝑀+ 𝐹đ (𝑙21 + 𝑙22 ) 𝑙21 = 1840.56,5−293222+1695.(113+85,5) 113 = 1303 (N) + Phương trình tổng hợp lực theo phương Y: ∑Fy = - FyD + Fr2 + FyC – Fđ = => FyD = 1448(N) + Xét phương trình mơ men điểm D: ∑MD (Fx) = => - Ft2 l13 + FxC L21 = => FxC = 𝐹𝑡2 𝑙13 𝑙21 = 5057.58,5 113 = 2618 (N) + Phương trình tổng hợp lực theo phương x: ∑Fx = – FxD + Ft2 - FxC= => FxD =2439 (N) Xác định đường kính đoạn trục : *Tại A : Mtđ = *Tại D : theo công thức (10.15) công thức (10.16) M D M xD M yD 210257 210257Nmm M tdD M D2 0,75 2212802 284485Nmm - Đường kính trục tiết diện A,D : theo công thức (10.17) : d 3D M tdD 284485 3 38,5mm 0,1.[ ] 0,1.50 Chọn d3D=d3A = 40 (mm) =50 (MPa) ứng với thép 45 có b 600 MPa đường kính trục > 30(mm) *Tại C : theo cơng thức (10.15) công thức (10.16) Mc M yc2 M xc2 1426232 939782 170801Nmm M tdc M c2 0,75.Tc2 1708012 0,75 2212802 256703N mm 26 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH - Đường kính trục tiết diện C : theo công thức (10.17) : d 2c M tdc 256703 3 37,2mm 0,1.[ ] 0,1 50 Chọn d3C = 45 (mm) =50 (MPa) ứng với thép 45 có b 600 MPa đường kính trục ≤ 30(mm) *Tại E : theo công thức (10.15) công thức (10.16) ME M tdE M E2 0,75.TE2 0,75 2212802 191634N mm -Đường kính trục tiết diện E : theo công thức (10.17) : d 3E M tdE 191634 3 33,7mm 0,1.[ ] 0,1 50 Biểu độ momen trục II 27 Chọn d3E =35 (mm) Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi : - Kiểm nghiệm mỏi tiết diện có mặt cắt nguy hiểm (tại C) MC = 170801(Nmm) TC = 221280 (Nmm) ; dC = 45 (mm) - Công thức (10.19): s s s / s2 s2 s - Trong : * s : hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp C 1 K d a m - Theo công thức (10.20): s σ-1 :giới hạn mỏi ứng với chu kì đối xứng - Với thép Cacbon 45 có σb = 600 (MPa) σ-1 = 0,436 σb = 0,436 600 = 261,6 (MPa) - Đối với trục quay σm = ; theo công thức (10.22) : σa = σmaxC = MC/WC - Theo bảng (10.6) với trục có rãnh then : 3,14.d b.t1 (d C t1 ) WC 32 dC - Theo bảng (10.16) tra then: b = 14 (mm) ; t1 = 5,5 (mm) 3,14 453 14 5,5 (45 5) WC 6271 32 45 a max 170801 27 MPa 6271 - Theo bảng (10.7) : = 0,05 - Theo công thức (10.25): K K / K x 1 / K y d + Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 + Theo bảng (10.9) : Ky=1,6 28 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH + Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa): K 2,06 K (2,06 1,06 1) / 1,6 1,325 1 S K d a m 261,6 7,3 1,325 27 0,05.0 * s : hệ số an toàn xét riêng ứng tiếp C: - Theo công thức (10.21): s 1 K d a m 1 0,58 1 0,58 261, 151, 73 MPa - Khi trục quay chiều: Công thức (10.23): m a Tc 2.W0C - Theo bảng (10.6) với trục quay chiều : W0C d 16 b.t1 (d C t1 ) 3,14 453 14 5,5 (45 5,5) 15213 dC 16 45 221280 14,5MPa 15213 m a - Theo bảng (10.7) : - Theo công thức (10.26) : K K / K x 1 / K y d + Theo bảng (10.8) : Kx=1,06 + Theo bảng (10.9) : Ky=1,6 - Theo bảng (10.11),với kiểu lắp k6 σb = 600 (MPa): K - Thay vào công thức (10.26) : K (1,64 1,06 1) / 1,6 1,1 S 1 151,73 9,5 Kd a m 1,1 14,5 0.10,2 S S S S S 2 7,3.9,5 7,3 9,5 5,7 [ S ] Như vậy,không cần phải kiểm tra độ cứng trục.‘ Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh : 29 1,64 Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH - Cơng thức kiểm nghiệm có dạng : cơng thức (10.27) : td 3 - Tại tiết diện nguy hiểm : Mmax = 170801(Nmm) ; Tmax =221280(Nmm) - Theo công thức (10.28) : M max 170801 18,7 MPa 0,1.d C3 0,1.453 - Theo công thức (10.29) : Tmax 221280 12,1MPa 0,2.d C 0,2.453 - Thép 45 : σb = 600 (MPa) ; σch = 340 (MPa) - Theo công thức (10.30) : 0,8 ch 0,8 340 272 MPa td 18,7 12,12 28 MPa td Kết luận: trục đạt yêu cầu độ bền tĩnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình: Tính tốn thiết kế Hệ dẫn động khí tập 1, Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Nhà xuất giáo dục Việt Nam 2010 https://sites.google.com/site/huongdandactm/huongdanthuchiendoanchitietmay https://tailieu.vn/doc/do-an-thiet-ke-chi-tiet-may-hop-giam-toc-572106.html 30 ... N Tiểu luận: Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG Chọn vật liệu bánh răng: Tra bảng 6.1trang 92 Ta chọn: ● Bánh nhỏ: Thép C45 tơi... cách gối đỡ điểm đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động, chi? ??u dài mayơ chi tiết quay, chi? ??u rộng ổ, khe hở cần thiết yếu tố khác - Chi? ??u dài mayơ bánh trụ nghiêng trục I lm13 = (1,2 1,5).d1 = (1,2... Nguyên Lí Chi Tiết Máy GVHD: TS VĂN HỮU THỊNH - Chi? ??u dài mayơ khớp nối trục vòng đàn hồi lm12 = (1,4 2,5) d1 = (1,4 2,5) 40 = (56 100) mm => chọn lm12 = 60 (mm) - Chi? ??u dài mayơ bánh 2: lm12