THIẾT KẾ MÔN HỌC đồ án CHI TIẾT MÁY thiết kế chạm dẫn động xích tải

TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN CƠ KHÍ Ơ TƠ    THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Thiết kế chạm dẫn động xích tải Đề : Sinh viên: NGUYỄN Lớp: Cơ khí tơ Hệ: Chính quy Khóa: Ngƣời hƣớng dẫn: PGS-TS TRƢƠNG TẤT ĐÍCH Hà Nội 2018  Lêi më đầu Khoa học kỹ thuật phát triển máy móc đ-ợc sử dụng ngày nhiều với trình độ khí hoá tự động hoá ngày cao Song với máy từ đơn giản đến đại bao gồm nhiều chi tiết máy ghép lại với Các chi tiết máy có công dụng chung có mặt hầu hết thiết bị dây truyền công nghệ Vì thiết kế chi tiết máy có vai trò quan trọng thiết kÕ m¸y nãi chung Chi tiÕt m¸y thiÕt kÕ phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật : làm việc ổn định suốt thời gian phục vụ đà định với chi phí chế tạo sủ dụng thấp Với máy phát biến đổi l-ợng tiêu hàng đầu máy hiệu suất máy cắt kim loại suất độ xác gia công tiêu quan trọng , dụng cụ đo độ nhậy , độ xác độ ổn định số đo lại quan trọng Nói khác , tiêu kinh tếc kỹ thuật chi tiết máy thiết kế phải phù hợp với tiêu kinh tế kỹ thuật toàn máy Đó tr-ớc hết suất , tuổi thọ cao , kinh tế chế tạo sử dụng , thuận lợi an toàn chăm sóc bảo d-ỡng , trọng l-ợng giảm Ngoài tuỳ thuộc vào tr-ờng hợp cụ thể mà có yêu cầu khác nh- : Khuôn khổ kính th-ớc nhỏ gọn ,làm việc êm , hình thức đẹp Với yêu cầu việc thiết kế hộp giảm tốc đòi hỏi phải đảm bảo số yêu cầu kỹ thuật nhât định Bởi , hộp giảm tốc nhóm máy ghép lại với Hộp giảm tốc cấu truyền động ¨n khíp trùc tiÕp , cã tØ sè trun kh«ng đổi , đ-ợc dùng để giảm vận tốc tăng mô mem xoắn Ưu điểm hộp giảm tốc hiệu suất cao , có khả truyền đ-ợc công suất khác nhau,tuổi thọ lớn , làm việc chắn sử dụng đơn giả Hộp giảm tốc bánh đ-ợc dùng để truyền chuyển động mô men xoắn trục song song THIT K MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Đề số phương án I.Tính tốn chọn động 1.các thơng số cho trước -Lực kéo xích tải P(kg):1260 -Vận tốc xích tải V(m/s):0,2 -Bước xích tải t(mm):100 -Số đĩa xích tải Z:9 -Thời gian phục vụ(năm):4 -Sai số vận tốc cho phép(%):5 2.Các thông số chọn -Hiệu suất truyền xích:  =0,96 -Hiệu suất truyền bánh trụ:  2=0,97 -Hiệu suất cặp ổ lăn :  3=0,99(được che kín) -Hiệu suất cặp ổ lăn :  4=0,95(để hở) -Hiệu suất toàn hệ thống: 3  =  1.(  2) (  3)  4=0,96.(0,97) (0,99) 0,95=0,832 3.Tính tốn -cơng suất tính tốn động Pt=Plv=F.v/1000=1260.9,81.0,2/1000=2,472(kw) -công suất cần thiết động Pct=Pt/  =2,472/0,832=2,971(kw) -số vịng quay trục máy cơng tác nlv=60.103.v/z.t=60.103.0,2/9.100=14(vịng/phút) -tỉ số truyền toàn hệ thống dẫn động ut=ur.ux=20,28.5=101,4 -số vòng quay sơ động nsb= nlv ut=101,4.14=1419(vịng/phút) Ta chọn động cơ:4A100S4Y3 Có cơng suất P=3(kw) Vận tốc quay:1420(v/p) =2 =>thỏa mãn điều kiện II.Phân phối tỷ số truyền tính cơng suất mơ men số vòng quay động 1.Phân phối tỷ số truyền -tỉ số truyền hệ thống uht=ux.uhs=nđc/nlv=1420/14=101,43 ta chọn ux=5=>uhs=20,285 mà uhs=unh.uc(unh=1,2uc)  unh=4,933 uc=4,111 2.tính cơng suất,mơ men số vòng quay trục: -Đối với trục động có: Pđc=3(kw);nđc=1420(vịng/phút) =>T=9,55.106.Pđc/nđc=9,55.106.3/1420=20176,05(Nmm) -Đối với trục (I): PI=Pct 2,971.0,99=2,941(kw) nI=nđc(vì động nối với trục sơ cấp hộp giảm tốc) TI=9,55.106.PI/nI=9,55.106.2,941/1420=19779,26(Nmm) -Đối với trục (II) ( PII=PI ) nII=nI/unh=1420/4,933=288(vòng/phút) TII=9,55.106.PII/nII=9,55.106.2,824/288=93643,05(Nmm) -Đối với trục (III) ( PIII=PII ) nIII=nII/uc=288/4,111=70(vòng/phút) TIII=9,55.106.PIII/nIII=9,55.106.2,711/2.70=184928,92(Nmm) Ta có bảng sau: Trục Động I II III Cơng suất P(KW) 3,00 2,941 2,824 2,711 Số vịng quay n (v/p) 1420 1420 288 70 Mô men T(Nmm) 20176,05 19779,26 93643,05 184928,92 Thông số Tỉ số truyền u 4,933 4,111 III.Thiết kế truyền bánh trụ nghiêng A.Bộ truyền cấp chậm 1.chọn vật liệu chế tạo -Bánh nhỏ; Thép 45 cải thiện:Độ cứng HB1=285 Giới hạn bền: b1 =850(MPa) Giới hạn chảy: ch1 = 580 (MPa) -Bánh lớn: Thép 45 cải thiện:Độ cứng HB2=230 Giới hạn bền : b2 = 750 (MPa) Giới hạn chảy: ch2 = 450 (MPa) 2.Ứng suất cho phép NHO-số chu kz sở tính độ bền tiếp xúc NHE-số chu kz chịu tải bánh xét Ta có NHO1=30.HB12,4=30.2852,4=23374854,68 NHO2=30.HB22,4=30.2302,4=13972305,13 NHE1=60.c.n.ttổng=60.1.288.9344=161464320 NHE2=60.c.n.ttổng=60.1.70.9344=39244800 c-số lần ăn khớp vòng quay n-số vòng quay phút bánh ttổng-tổng số làm việc bánh xét Vì NHE1> NHO1=>KHL1=1 NHE2> NHO2=> KHL2=1 Theo bảng 3.2 có 0Hlim=2HB+70 0Hlim-ứng suất giới hạn mỏi tiếp xúc với chu kz sở 0Hlim1=2.285+70=640(Mpa) 0Hlim2=2.230+70=530(Mpa) Lấy SH=1,1 ZR.ZV=KxH=1 Công thức 3.1 [H]= 0Hlim.ZR.ZV.KxH.KHL/SH =>[H1]=640/1,1=581,818(MPa) =>[H2]=530/1,1=481,82(MPa) Zv-hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng ZR-hệ số kể đến ảnh hưởng nhám mặt KXh-hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh KHL-hệ số tuổi thọ SH-hệ số an toàn tính tiếp xúc -Ứng suất tiếp xúc cho phép [H]’=0,5.( [H1]+ [H2])=0,5.(581,818+481,82)=531,82(MPa) -Ứng suất uốn cho phép là: NFO=4.106 NFE1= NHE1=60.c.n.t=60.1.288.9344=161464320 NFE2= NHE2=60.c.n.t=60.1.70.9344=39244800 NFE-số chu kz chịu tải bánh xét NFO=4.106-số chu kz sở tính sức bền uốn tất loại thép Có NFE1 NFE2> NFO=>KFL1=KFL2=1 Bộ truyền quay chiều nên KFC=1 Lấy Ys=YR=KxF=1; theo bảng 3.2 0Flim1=1,8.HB1=1,8.285=513 0Flim2=1,8.HB2=1,8.230=414;SF=1,75 0Flim-ứng suất giới hạn mỏi uốn ứng với chu kz sở Ys-hệ số xét đến độ nhạy vật liệu tập trung ứng suất YR-hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân KxF-hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến độ bền uốn SF-hệ số an tồn tính uốn KFL-hệ số tuổi thọ Áp dụng công thức 3.2 [F]= 0Flim.YR.YS.KxF.KFC.KFL =>[F1]= 0Flim1/SF=513/1,75=293,142(MPa) [F2]= 0Flim2/SF=414/1,75=236,571(MPa) -Ứng suất cho phép tải [H]max=2,8 ch2 =2,8.450=1260(MPa) [F1]max=0,8 ch1 =0,8.580=464(MPa) [F2]max=0,8 ch2 =0,8.450=360(MPa) [H]max-ứng suất cho phép tải [F]max-ứng suất uốn cho phép tải 3.Tính sơ khoảng cách trục aw=Ka.(u+1) √ [ ] với bánh nghiêng Ka=43(MPa)1/3 ; ( ) 0,53.0,3.5,111=0,812 Kh: trÞ sè cđa hệ số phân bố không tải trọng vành T2=93643,05(Nmm) =>aw=116(mm) 4.Xỏc nh s thụng s truyền Mô đun pháp m=(0,01->0,02)aw=1,16->2,32 chọn m=2mm Chọn sơ góc nghiêng O ,số bánh nhỏ Z1=2.aw.cos /[m.(u+1)]=2.116.0,984/10,222=22,35 Lấy Z1=22 Số bánh lớn Z2=u.Z1=4,111.22=90,44 lấy Z2=90 Vậy tỉ số truyền thực: u1=Z2/Z1=90/22=4,090 góc nghiêng Cos =m.(Z1+Z2)/2.aw=2(22+90)/2.116=0,965 => =15,090 Hệ số trùng khớp dọc =bw.sin / m=0,3.116.sin(15,09)/ bw1 : chiều rộng vành bw1 = 0,3 aw1 =1,441>1,1 5.kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Theo công thức 3.4 trang 41 điều kiện bền có dạng H= ( √ ) Z= √  =0,78 Với bánh thép ZM=274(Mpa)1/3 ZH = √  (  ) =√ ( ) ( =1,714 Đường kính vịng lăn bánh nhỏ vận tốc vòng dw2 = aw / (u+1)=2.116/5,090=45,58(mm) v2 =  dw1 n2/ 60000 =.45,58.288/60000=0,687m/s theo bảng (3.16)dùng cấp xác 9.Theo bảng (3.15) ) D2 = Mtdj 219121 =3 =33mm 0,1.[ ] 0,1.64 -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện bánh nhỏ (4) 2 M4= Myj2  Mxj = 53691  171415 =179627Nmm 2 Mtd4= Mj  0, 75Tj = 1796272  0,75.502932 =184832Nmm -Đường kính trục tiết diện (4) D4 = Mtdj 184832 =3 =31mm 0,1.[ ] 0,1.64 -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện ổ lăn (1) M1= Myj2  Mxj = 02  02 =0 2 Mtd1= Mj  0, 75Tj = 02  0,75.02 =0 Chọn d1=d0=30mm *trục 3: -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện ổ lăn (0) M0= Myj2  Mxj = 02  9444862 =944486Nmm 2 Mtd0= Mj  0, 75Tj = 9444862  0,75.3827092 =1000951Nmm - Đường kính trục tiết diện (0) D0 = Mtdj 1000951 = =53mm 0,1.[ ] 0,1.66 -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện bánh lớn (2) M2= Myj2  Mxj = 3691032  509202 =372599Nmm 2 Mtd2= Mj  0, 75Tj = 3725992  0,75.1913542 =407789Nmm -Đường kính trục tiết diện (2) D2 = Mtdj = 0,1.[ ] 407789 =50mm 0,1.66 -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện bánh lớn (3) M3= Myj2  Mxj = 8413462  509202 =842885Nmm 2 Mtd3= Mj  0, 75Tj = 8428852  0,75.3827092 =905707Nmm -Đường kính trục tiết diện (3) D3 = Mtdj = 0,1.[ ] 905707 =52mm 0,1.66 -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện ổ lăn (1) M1= Myj2  Mxj = 02  02 =0Nmm 2 Mtd1= Mj  0, 75Tj = 02  0,75.02 =0Nmm -Đường kính trục tiết diện (1) D1 = Mtdj = 0,1.[ ] 0,1.66 =0mm -Mô men uốn tổng Mj mô men tương đương Mtdj tiết diện bánh xích (4) 2 M4= Myj2  Mxj = 104  =104Nmm 2 Mtd4= Mj  0, 75Tj = 1042  0,75.3827092 =331436Nmm -Đường kính trục tiết diện (4) D4 = Mtdj = 0,1.[ ] 331436 =37mm 0,1.66 2.6:tính tốn trục độ bền mỏi -Trên trục ta xét tiết diện bánh nhỏ (3) -trên trục ta xét đến tiết diện bánh (2),(3),(4) -Trên trục ta xét đến tiết diện bánh (2),(3) -Hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm j Sj= S j.S j S j  S j 2  [S ] - S j hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp tiết diện j S j   1 K dj. j   mj - S j hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện j S j   1 K dj. j    mj -Đối với thép cacbon:   =0,43  b =0,43.850=365,5   =0,58   =0,58.365,5=212 -Ứng suất uốn coi thay đổi theo chu kz đối xứng  mj =0;  j = Mj Wj -Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kz mạch động trục quay chiều  mj   j  Tj 2.Woj - K dj  ( K /   Kx 1) / Ky  dj  ( K /   Kx  1) / Ky -K tiết diện thơng số d tính d chọn Kx Ky Wj Woj Kσ Kτ εσ ψσ ψτ Kσdj Kτdj σa σm τa τm Sσj Sτj ετ Sj 13 23 22 24 32 33 25 35 1,5 1,6 3660 7870 2,01 31 38 1,5 1,6 4660 10040 2,01 33 40 1,5 1,6 5510 11790 2,01 31 38 1,5 1,6 4660 10040 2,01 50 60 1,5 1,6 18760 40000 2,01 52 60 1,5 1,6 18760 40000 2,01 1,88 0,86 0,1 0,05 1,95625 1,55 24,32 1,26 1,26 7,67 131,43 0,73 7,66 1,88 0,85 0,1 0,05 1,95625 1,55 37,71 2,33 2,33 4,94 127,21 0,73 4,94 1,88 0,83 0,1 0,05 1,95625 1,55 38,97 8,11 8,11 4,78 108,41 0,71 4,77 1,88 0,85 0,1 0,05 1,95625 1,55 38,55 5,4 5,4 4,84 116,48 0,73 4,83 1,88 0,76 0,1 0,05 2,3125 1,825 19,86 2,4 2,4 7,97 109 0,65 7,95 1,88 0,76 0,1 0,05 2,3125 1,825 44,93 4,78 4,78 3,52 102,71 0,65 3,52 VI.Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ lăn 1.chọn loại ổ lăn -Tổng lực dọc trục Fa=352,15(N),Fr=251(N) =>Fa/Fr=1,4>0,3.Ta chọn ổ đũa 2.chọn sơ ổ cỡ trung kí hiệu 7306 có C=40kN;C0=29,9kN góc tiếp xúc 3.Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ -Theo bảng 11.4,với ổ đũa đỡ-chặn ,e=1,5.tg ( ) Theo (11.7),lực dọc trục lực hướng tâm sinh ổ Fso=0,83.e.Fro=0,83.0,36.-206=-61,55N Fs1=0,83.e.Fr1=0,83.0,36.-251=-75N -Theo bảng 11.5 Σ Fa0=Fs1-Fat=-75-352,15=-427,15(N)=>|-427,15|>Fs0=|-61,55|N Do Fa0=Σ Fa0=427,15N Σ Fa1=Fs0+Fat=-61,55+352,15=290,6N>Fs1=|-75|N Vậy Fa1=Σ Fa1=290,6N -Xác định X Y:Fa0/(V.Fr0)=427,15/206=2>e Fa1/(V.Fr1)=290,6/251=1,16>e Do theo bảng 11.4,X=0,4;Y=0,4.cotg -Theo cơng thức (11.3),tải trọng quy ước ổ ổ 1: Q0=(X.V.Fr0+Y.Fa0).Kt.Kđ=(0,4.1.206+1,66.427,15).1,3=1028,91N Q1=(X.V.Fr1+Y.Fa1).Kt.Kđ=(0,4.1.251+1,66.290,6).1,3=757,63N Như cần tính cho ổ -Theo (11.12)tải trọng động tương đương Qe=Qe0= m Qi m Li / Li =1028,91.[1,3^(10/3).(1/9600)+1.(9599/9600)]^0,3=1028,95N -Theo (11.1)khả tải động ổ Cd=Qe.L^0,3=1028,95.(10.10^3.60.1420/10^6)^0,3=7789,8N0,22 Do theo bảng 11.4,X=0,56;Y=1,99 -Theo công thức 11.3,tải trọng quy ước ổ Q0=(X.V.Fr0+Y.Fa0).Kt.Kđ=1216,77N Q1=(X.V.Fr1+Y.Fa1).Kt.Kđ=1379,12N Như cần tính cho ổ -Theo (11.12),tải trọng động tương đương Qe=Qe1= m Qi m Li / Li =1379,12.[1,3^3.(1/9600)+1.(9599/9600)]^(1/3)=1379,18N -Theo (11.1) khả tải động ổ Cd= Q.m L =7681,9N