Đồ án chi tiết máy thiết kế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY MÃ ĐỀ 1 ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nguyễn Thị Nam SINH VIÊN THỰC HIỆN Họ và Tên Sinh Viên Đái Trin.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Ngày Kí Duyệt Đồ Án: … /… / 20… Ngày Bảo Vệ Đồ Án: … /… / 20…

ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HỎI THI … /10

Ký Tên: ………

………

… /10

Ký Tên: ………

………

ĐỀ TÀI

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PHƯƠNG ÁN SỐ 22

Bảng số liệu :

Đường kinh đĩa xích dẫn D (mm)

Số ngày làm / năm Kng (ngày)

MỤC LỤC

Chương 1 Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí

1.1 Chọn động cơ

1.1.1 Xác định công suất động cơ

- Theo công thức 2.9(tr19-I)

t h h

u u u

1.3 Xác định công suất momen và số vòng quay trên trục

1.3.1. Xác định công suất trên các trục

- Công suất trên trục III

9,55.10 9,55.10 6,58

147856,5 425

9,55.10 9,55.10 6,32

397864, 2 151,7

9,55.10 9,55.10 6,92

46376,1 1425

I I

I

II II

II

III III

III

dc dc

Chương 2 Thiết kế các chi tiết chuyển động

- công suất tính toán

P – công suất cần truyền

[ ]P

- công suất cho phép

01 25

125

so với phương nằm ngang và bộ truyền thẳng đứng

25, 4

202, 7sin

sin

2525

404,5sin

sin

50

0,5 cot 25, 4 0,5 cot 100,5

25201,9

ππ

2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Độ cứng HB

Theo công thức 6.1(tr91-I)

σ

σ =

;Chọn sơ bộ :

R v xH

Z Z K =

,Với SH là hệ số an toàn theo (bảng 6.2) đối với vật liệu đã chọn thì SH = 1,1

: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Theo bảng 6.5(tr96) và công thức 6.5(tr93-I)

2,430

60 ( / )

N = c ∑ T T n t

c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay; c=1

Ti, ni , ti : Lần lượt là momen xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

F

Y Y K K K S

o FC FL

F

K K S

;

Ta có:

1,8 1,8.270 486( ) 1,8 1,8.230 414( )

: số chu kì thay đổi ứng suất tương đối

Theo công thức 6.8(Tr93-I)

ax

60 ;

F m i

c là số lần ăn khớp trong một vòng quay Ta có c=1;

Ti là momen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét;

ni là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét;

ti là tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét;

mF là bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn, ở đây mF = 6

Vậy với bánh răng lớn (lắp với trục II) ta có:

6 2

K K

MPa S

MPa MPa

σ

σ

σ σ

-

w w

ba

b a

2.2.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Theo công thức 6.33(tr105-I) yêu cầu phải đảm bảo σH ≤ [ ] σH

:

2 W1 1 W

1 1

)1(.2

d u b

u K T Z Z

góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

Theo công thức 6.34(Tr105-I)

1,75sin 2 sin 2.20, 21

b H

2 ( 1)

Do σH <[ ]σH

nên thõa mãn điều kiện tiếp xúc

2.2.7. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Theo công thức 6.43, 6.44(tr108-I) ta có:

1 1

1160,9886

2.2.8 Kiểm nghiệm răng về quá tải

theo công thức 6.48(tr110-I) với

max 1, 4

qt

T K T

[ ] [ ]

Các thông số kích thước bộ truyền

cos

m z z a

=332

z

=112

=0

x

=0Đường kính vòng chia d

cos

mz d

Độ cứng HB

Theo công thức 6.1(tr91-I)

σ

σ =

;Chọn sơ bộ :

R v xH

Z Z K =

,Với SH là hệ số an toàn theo (bảng 6.2) đối với vật liệu đã chọn thì SH = 1,1

Theo công thức 6.3(tr93) Hệ số tuổi thọ KHL:

: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Theo bảng 6.5(tr96) và công thức 6.5(tr93-I)

2,430

60 ( / )

N = c ∑ T T n t

c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay; c=1

Ti, ni , ti : Lần lượt là momen xoắn, số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét

Do đây là cặp bánh răng trụ răng nghiêng ăn khớp cho nên ứng suất tiếu xúc cho phép xác định như sau:

F

Y Y K K K S

o FC FL

F

K K S

Theo công thức 6.8(Tr93-I)

ax

60 ;

F m i

c là số lần ăn khớp trong một vòng quay Ta có c=1;

Ti là momen xoắn ở chế độ i của bánh răng đang xét;

ni là số vòng quay ở chế độ i của bánh răng đang xét;

ti là tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét;

mF là bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn, ở đây mF = 6

Vậy với bánh răng lớn (lắp với trục II) ta có:

6 2

K K

MPa S

MPa MPa

σ

σ

σ σ

ba

b a

147856,5.1,05 43.(2,8 1) 131,2

2.3.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Theo công thức 6.33(tr105-I) yêu cầu phải đảm bảo σH ≤ [ ] σH

góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở

Theo công thức 6.34(Tr105-I)

2cos 2cos 7,3

1,75sin 2 sin 2.20,17

b H

[ ]

2

2 2

2 ( 1)

Theo công thức 6.42(tr107-I)

Thay các giá trị vừa tính được vào 6.33(tr105-I)

Trong đó theo bảng 6.15(tr107-I)

1 2

107

1120,9848

2.3.8. Kiểm nghiệm răng về quá tải

theo công thức 6.48(tr110-I) với

max 1, 4

qt

T K T

Các thông số kích thước bộ truyền

z

=79

=02

x

=0Đường kính vòng chia d

cos

mz d

Chương 3 Thiết kế các chi tiết đỡ nối

chiều cao nắp ổ và đầu bulông

- Theo công thức 10.10(Tr189-I) chiều dài mayơ bánh răng trụ được tính:

0, 2.2 0, 2.2.45271,6

28763

636( )260

2.147856,5

389176

Biểu đồ momen trục II

Biểu đồ momen trục III

[ ]

3 3

Theo tiêu chuẩn lấy

Từ biểu đồ momen ta thấy tiết diện 3-1, 3-2, 3-3 là các tiết diện nguy hiểm

Tại tiết diện 3-1 lắp ổ lăn

[ ]

3 3

1 5

t = mm

ở đây ta sử dụng 2 then đặt cách nhau 180°

nên mỗi then có thể tiếp nhận 0,75T

ở đây ta sử dụng 2 then đặt cách nhau 180°

nên mỗi then có thể tiếp nhận 0,75T

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi yêu cầu nếu hệ số an toàn tại các chi tiết nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau: 10.19(tr195-I)

Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng do đó

aj

σ,

mj

σtính theo công thức10.22(tr196-I)

σ =σ =

Trong đó

j

W

mômen cảm uốn, công thức tính bảng 10.6(tr196-I)

Đối với tiết diện tròn:

3

32

j j

τ

τ =τ = =

Trong đó Woj mômen cản xoắn, công thức tính bảng 10.6(tr196-I)

Đối với tiết diện tròn:

3 3 0

16

j j

TRỤC I: mặt cắt 1-0 lắp ổ lăn 10, mắt cắt 1-2 lắp bảnh răng, mặt cắt 1-3 lắp khớp nối

TRỤC II: thấy mặt cắt 2-2 và mặt cắt 2-3 lắp bánh răng trụ răng nghiêng

TRỤC III: mặt cắt 3-1lắp bánh răng trụ răng nghiêng, 3-2 lắp ổ lăn, 3-3 lắp đĩa xích

Các ổ lăn được lắp ghép theo k6, lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then Kích thước của then, trị số của mômen cản uốn và mômen cản xoắn ứng với tiết diện trục như sau:

Tiết diện Đường

K

τ τ

,

Kτ

Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn

Theo bảng 10.12(tr199-I) khi dùng dao phay ngón với

* Chọn ổ lăn Ta có

260

0, 4 0,3651

a r

F

F = = >

nên ta chọn loại ổ là ổ bi đỡ - chặn một dãy Dựa vào đường kính ngõng trục d=20 (mm) tra bảng P2.12(tr264-I), chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp có kí hiệu 46304, d=20mm, D=52mm, b=15mm, r=2mm,

1 1, 22 , 0 9,17

r = C= kN C = kN

* Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải động

Trong đó kiểm nghiệm ổ trục chịu tải lớn

m bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, m=3 đối với ổ bi

L : tuổi tọ tính bằng vòng quay, gọi

h L

là tuổi thọ tính bằng giờ thì

* Xác định tải trọng động quy ước Q

Theo công thức 11.3(tr214-I)

i

Q L Q

Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động

* Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

Theo công thức 11.18(tr221-I)

a r

.m

d

C =Q L

m bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, m=3 đối với ổ bi

L : tuổi tọ tính bằng vòng quay, gọi

h L

là tuổi thọ tính bằng giờ thì 21000

h

L =

giờ

* Xác định tải trọng động quy ước Q

Theo công thức 11.3(tr214-I)

3869,3 535,5 31421 31,42 40

d E

Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động

* Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

Theo công thức 11.18(tr221-I)

Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải tĩnh

3.3.3 Chọn ổ lăn cho trục III

.m

d

C =Q L

m bậc của đường cong mỏi khi thử về ổ lăn, m=3 đối với ổ bi

L : tuổi tọ tính bằng vòng quay, gọi

h L

là tuổi thọ tính bằng giờ thì 21000

* Xác định tải trọng động quy ước Q

Theo công thức 11.3(tr214-I)

Tải trọng quy ước trên ổ 0 và ổ 1 là:

8053,6 191,1 46385 46,38 51,6

d E

Như vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn khả năng tải động

* Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả năng tải tĩnh

Nhằm tránh biến dạng dư ta tiến hành chọn ổ theo khả năng tải tĩnh

Theo công thức 11.18(tr221-I)

Để giảm được rung động ta dùng nối trục đàn hồi

Công suất truyền P=6,92(kW)

Số vòng quay n=1445v/p

Đường kính vào của hộp giảm tốc d=20mm

Mômen xoắn truyền quá nối trục T=46376,1Nmm=46,37Nm

Chọn hệ số tải động k=1,5(theo bảng 16.1tr58-II)

Ta chọn nối trục vòng đàn hồi cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và rẻ:

Theo trị số momen và đường kính trục ta chọn kích thước trục nối(bảng 16.10a)

Nối trục: Gang

Chốt: théo CT45 thường hóa

Vòng đàn hồi bằng cao su:

Ứng suất dập cho phép của vòng cao su:

=> Thỏa mãn điều kiện bền về sức bền dập

Điều kiện sức bền của chốt

Chương 4: THIẾT KẾ VỎ HỘP CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ

CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP

4.1 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc

4.1.1.Tính kết cấu của vỏ hộp

- Chỉ tiêu của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ Chọn vật liệu để đúc hộp giảm tốc

là gang xám có kí hiệu là GX15-32 Chọn bề mặt ghép nắp và thân đi qua tâm trục

4.1.2 Kết cấu nắp hộp

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32

BẢNG GHI KÍCH THƯỚC CÁC PHẦN TỬ CẤU TẠO NÊN HỘP GIẢM TỐC

20

Bulông cạnh ổ,d2 d2=0,7d1 = 0,7.20= 14mm, chọn d2=14mm và chọn 16

bulông M14Bulông ghép bích nắp và

20

-Chiều dày bích nắp hộp,

S4

S4 = ( 0,9 … 1) S3 =( 0,9 … 1)15 = 13.5 ÷ 15 (mm)Chọn S4 = 13mm

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên.Để giảm áp suất và điều hòa không khí bên trong và

ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi.Nút thông hơi thường được lắp trên nắp cửa thăm Tra

bảng 18.6(tr93-II) ta có kích thước nút thông hơi

4.2.3.Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp, bị bẩn (do bụi bặm và do hạt mài), hoặc

bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới Để thay dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu.Lúc làm

việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 18.7(tr93-II) ta có kích thước nút tháo dầu

4.2.4 Que thăm dầu

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ

Mặt ghép giữa nắp và thân nằm trong mặt phẳng chữa đường tâm các trục.Lỗ trụ lắp ở thân hộp

& trên nắp được gia công đồng thời, để đảm bảo vị trí tương đối giữa nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi lắp ghép, ta dùng 2 chốt định vị, nhờ có chốt định vị khi xiết bulong không làm biến dạng ở vòng ngoài của ổ

4.2.6 Bu lông vòng

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc trên nắp và thân thường lắp thêm bulông vòng Kích thước bulông vòng được chọn theo khối lượng hộp giảm tốc.Với hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp tra bảng 18-3b (tr89-II) ta có Q = 160(kG), do đó theo bảng 18-3a(tr89-II) ta dùng bulông vòng M8

4.3 Bôi trơn cho hộp giảm tốc

4.3.1 Bôi trơn trong hộp giảm tốc

Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên ta chọn phương pháp bôi trơn ngâm dầu Với vận tốc vòng của bánh răng trụ v = 3,9m/s, tra bảng 18-11(tr-100-II) ta được

độ nhớt

80

11

ứng với 1000C

Theo bảng 18.13(tr101-II) ta chọn được loại dầu bôi trơn là AK-20

4.3.2 Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta chọn bôi trơn định kì bằng mỡ Bảng thống kê giành cho bôi trơn

Tên dầu hoặc mỡ Thiết bị cần bôi

trơn

Lượng dầuhoặc mỡ

Thời gian thaydầu hoặc mỡDầu ô tô máy

H k

+25+18+2

2 Khớp nối đàn hồi

Φ19

7 6

H k

+21+15+2

H k

+21+15+2

7 Bánh trụ răng thẳng 2 và trục II

Φ32

7 6

H k

+25+18+2

8 Bánh trụ răng nghiêng 3 và trục II

Φ34

7 6

H k

+25+18+2

7 6

H k

+2

14 Đĩa xích

Φ38

7 6

H k

+30+21+2

H k

+30+21+2