Đồ án chi tiết máy thiết kế bộ truyền đai thiết kế bộ truyền bánh răng, thiết kế trục và then thiết kế gối đỡ trục

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN CHƯƠNG 5 : THI

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ

TRUYỀN

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

CHƯƠNG 6 :CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC

TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển – Tính Toán Hệ Dẫn Động Cơ Khí – Nhà Xuất Bản Giáo Dục.

[2] Nguyễn Hữu Lộc – Cơ Sở Thiết Kế Máy - Nhà Xuất Bản Giáo Dục [3] Nguyễn Trọng Hiệp , Nguyễn Văn Lẫm - Nhà Xuất Bản Giáo Dục [4] Dung Sai Và Lắp Ghép – PGS Ninh Đức Tốn.

Lời nói đầu

Môn học chi tiết máy đóng vai trò quan trọng trong chơngtrình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về cấu tạo , nguyên lýlàm việc và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết, cácthiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công nghiệp, nôngnghiệp , giao thông vận tải

Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa líthuyết với thực nghiệm Lí thuyết tính toán các chi tiết máy

đợc xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật

lí, cơ học lí thuyết, nguyên lý máy , sức bền vật liệu …, đợcxác minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sảnxuất

Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầmquan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúpcho sinh viên hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo,nguyên lý làm việc và phơng pháp tính toán thiết kế các chitiết có công dụng chung , nhằm bồi dỡng cho sinh viên khảnăng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chitiết máy , làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy Diệp Bảo Trớtrong bộ môn chi tiết máy đến nay đồ án môn học của em

đã hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránhkhỏi sai sót em rất mong đợc sự chỉ bảo của thầy và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ em hoàn thànhcông việc đợc giao

CHƯƠNG 1:CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI

TỈ SỐ TRUYỀN

I.Chọn động cơ:

-Công suất đông cơ:

P =Với = 0,95

= 0,995

P = = = 8,3

(kw)Chọn động cơ: A02-52-4

Chọn i = 3

-Số vòng quay trên các trục:

n1 = = 584 (v/p) = = 194,67 (v/p)

= = 74,87 (v/p)-Công suất trên các trục:

CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI

1/Chọn loại đai:

Với công suat đông cơ P = 8,3 (Kw)

Chọn loại đai thang có d = 120 (mm)

1.1/Tính đường kính bánh đai d :

Theo tiêu chuẩn chọn d = 160 (mm)

Kiểm nghiệm vận tốc đai:

L = 2.A

L = 2.432 + 560 + = 1743,399 (mm)Theo tiêu chuẩn chọn L = 1800(mm)

Kiểm nghiệm số vòng quay trong 1s:

Thõa điều kiện

2.4Xác định số đai x:

x

Với công suất R = 8,3 Kw

[ ]:Công suất cho phép của 1 đai

[R]=

Số bánh đai của bộ truyền là x = 2

Chiều dài làm việc không tải trọng động

B = (x - 1)t + 2s = 3.19 +2.12,5 = 82 (mm)Với t =20, s = 12,5

Đường kính ngoài của bánh đai:e = 11

D = d + 2e = 160 + 2.11 = 182 (mm)

D = d + 2e = 400 + 2.11 = 422 (mm)

f/Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:

Lực căng ban đầu của 1 đai :

I.Bộ truyền bánh răng nghiêng

(Phoi rèn ,gia công đặc biệt phôi , 100 300 mm )

-Bánh răng nhỏ: C45, thường hóa

Cơ tính , giới hạn bền : = 600 (N/mm )

Giới hạn chảy : =300 (N/mm )

Độ cứng HB = 200

2/Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:

2.1/Ứng suất tiếp xúc:

-Số chu kỳ chịu tải tương đương của bánh răng lớn:

:là số lần ăn khớp của 1 răng trong 1 vòng quay (u = 1)

2,5.10 (N/mm )-Số chu kỳ tương đương của bánh răng nhỏ:

= 56,8.10 (N/mm )

-Giới hạn mỏi uốn:

Bánh lớn (C35): = 0,43.500 = 215(N/mm )Bánh nhỏ (C45): =0,43.600 = 285 (N/mm )-Phoi rèn ,thường hóa,chọn hệ số an toàn n = 1,5

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng: k = 1,8

-Bánh răng chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

Ứng suất uốn cho phép:

Bánh nhỏ:

= 143,3(N/mm )Bánh lớn:

8,797

Khi đó 32,68 < b = 68 mm

Chọn b = 68 mm

9/Kiểm nghiệm uốn sức bền của răng:

-Số răng tương đương:

-Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

Bánh nhỏ:

= 82,6(N/mm ) = 143,4(N/mm )

=2,5.442 = 1105(N/mm )-Ứng suất uốn cho phép:

Bánh nhỏ:

=0,8.300 = 240(N/mm )Bánh lớn:

= 0,8.260 = 208 (N/mm ) 10.2/Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc:

11/Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

(N)

II Bộ truyền bánh răng thẳng:

2/Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất tiếp xúc cho phép:

2.1/Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

=7,5.10 (N/mm )

= 7,5.10 2,5=18,75 ( N/mm )

= 10 ( N/mm )Chu kỳ ứng suất của hai bánh răng bằng 1

-ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:

= 2,6.170.1 = 442(N/mm )-ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ

= 2,6.200 = 520(N/mm )

2.2/Định ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ làm việc của bánh lớn và bánh nhỏ:

5,67 10 (N/mm )5,67.10 2,5 = 14,1.10 (N/mm )

.= 1

Bánh lớn: = 0,43.480 = 206,4 (N/mm )

Bánh nhỏ: = 0,43.580 = 249,4(N/mm )

Phôi rèn , thường hóa,chọn hệ số an toàn n = 1,5

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng k = 1,8

-Ứng suất uốn cho phép:

128,4 (mm)Chọn A = 130 mm.

8/Xác định modun, số răng và chiều rộng bánh răng:

-Mô đun m =(0,01 0,02)A = (2,47 4,94)

Chọn m = 3

Số răng của bánh nhỏ:

Chọn số răng bánh nhỏ là 25

Số răng của bánh lớn:

= 46.i = 25.2,5 = 62,5Chọn số răng bánh lớn là 63

Chiều rộng bánh răng

.b 0,4.A = 0,4.130 = 52 mmChọn b = 52 mm

9/Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

10/Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

10.1/Ứng suất cho phép khi quá tải:

Bánh nhỏ:

2,5.520 = 1300(N/mm )Bánh lớn:

=2,5.442 = 1105(N/mm )-Ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

Bánh nhỏ:

0,8.290 = 232 (N/mm )Bánh lớn:

Bánh nhỏ:

58.1,8 = 104,4 (N/mm )Bánh lớn:

-Đường kính vòng chia (vòng lăn):

d1 = m Z1= 3.25 =75 ( mm)

d2= m.z2 = 3.63 = 189 ( mm)-Khoảng cách trục A: A = 132 (mm)

-Chiều rộng bánh răng: b = 52 mm

-Đường kính vòng đỉnh:

De1 = d1 +2m = 75 + 2.3 = 81 mm

De2 = d2+ 2m = 189 + 2.3 = 195 mm-Đường kính vòng đáy chân răng: c = 0,25m

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

I.Tính toán thiết kế trục:

-Chọn vật liệu làm trục:

Chọn thép C45 thường hóa: 600 (N/mm ), = 300 (N/mm )

Đường kính sơ bộ của các trục: d

-Đối với trục 1: N = 7,94 Kw, n = 584 (V/p).

Chọn c=120:hệ số phụ thuộc vào ứng suất uốn cho phép

28,6(mm)Chọn =30 mm,

-Chọn các thông số để tính chiều dài trục:

Khe hở giữa các bánh răng là 10 mm,khe hở giữa bánh răng và thành trongcủa hộp là 10 mm ,khoang cách thành trong của hộp đến ổ lăn là 10mm, chiều rộng B = 25mm,nắp và thân hộp 16 mm,khe hở giữa đầu bu lông và mặt bên bánh đai 10mm,đường kính bích bên cạnh ổ đến ghép nắp và

chiều dày nắp lấy 16 mm,chiều rộng bánh đai 82 mm,chiều rộng bánh răngcấp nhanh là 52mm,chiều rộng bánh răng cấp chậm là 68 mm

= -Rd.l + a-YB.(a + b + c) = 0

= -P a + X (a + b + c) = 0

1.2Tính các mô men uốn tại các tiết diện nguy hiểm:

Tại tiết diện n - n :

Theo tiêu chuẩn chọn d = 36 mm

-Đường kính tại tiết diên m- m:

[ ] = 50 (N/mm )

Theo tiêu chuẩn chọn d = 36 mm

Vậy đường kính tại tiết diện: n - n là 36(mm) ,m - m là 36(mm)

1.3Kiểm nghiệm điều kiện bền của trục tại các tiết diện nguy hiểm:

 n =

n :hệ số an toàn chỉ xét riêng tại ứng suất tiếp

:giới hạn mỏi uốn

= 0,45.600 = 270(N/mm )

:giới hạn mỏi xoắn

= 0,25.600 = 180 (N/mm )-Tại mặt cắt n - n:

:biên độ úng suất pháp và ứng suất tiếp

-Chọn theo vật liệu làm trục thép C45 (thép trung bình)

/2.2Mô men uốn tại các tiết diện nguy hiểm:

Tại tiết diện 1-1:

Theo tiêu chuẩn chọn d = 48 mm

Tại tiết diện 2-2:

Theo tiêu chuẩn chọn d = 48 mm

-Kiểm nghiệm hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm

.n =

n =

n =

= 0,25.600 = 150(N/mm )

= 0,45.600 = 270 (N/mm )Bảng 7.3 có : l = 48 mm , W = 9620 (mm ) , W = 20500(N/mm ) ,

M = 265816(N/mm ) , M = 379350 (N/mm )

= 27,6 = 0

n = = 3,06

Hệ số an toàn:

Khi chịu quá tải đột ngột , trục có thể bị gãy hoặc bị biến dạng dẻo

Điều kiện để trục làm việc bình thường:

0,8.300 = 240 ( N/mm )

= 24 = 34,3 41,86 < [ ] = 240

Theo tiêu chuẩn chọn d = 50 mm.

3.3Kiểm nghiệm hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm :

W = 18760 (mm ).

W = 40000 (mm )

M = 326082(N/mm2)

M = 961760(N/mm )

Chọn kiểu lắp bánh răng vào trục lắp có độ dôi áp suất sinh ra trên bề mặt ghép 30 N/m.

II Tính then :

Để cố định bánh răng trên trục để truyền mô men xoắn ta dùng then

1.Tính then trục 1:

Then tại bánh đai :

Đường kính trục tại chỗ lắp bánh đai d = 30 ( mm) Theo TCVN 149-64 bảng 7.23 trang 143 ta chọn:

.b = 8 , h = 7 , t = 4 , k = 3,5

Chiều dài then: l = 0,8l

Với l :chiều dài mayơ , l =( 1,2 1,5)d

l =1,3d = 1,3 30 = 39 mm

Chọn l = B = 82 mm

Chiều dài then : l =0,8.l = 0,8.82 = 65,6 mm

Theo tiêu chuẩn chọn l = 63 mm.

-Kiểm nghiệm then:

17,2 < [ ] =120 (N/mm )

-Then tại bánh răng:

Điều kiện tại chỗ lắp bánh răng: d = 36 mm

Chiều dài mayơ: l =1,3d = 1,3 36= 46,8 mm

+ Chiều dài mayơ bánh răng cấp chậm: l = b = 68 mm

Chiều dài then bánh răng cấp chậm: : l = 0,8l = 0,8.68= 54,4 mm

CHƯƠNG 5 :THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Trục 3 và trục 2 có lực dọc trục nên chọn ổ dỡ chặn

Trục 1 chọn ổ bi đỡ

1.Trục 3:

Q = (k R + m.A ).k kVới m = 1,8 ( bảng 8.2/161 của Ng Trọng Hiệp).

-Dựa vào bảng 178 ,Chọn ổ bi đỡ chặn ,cỡ trung , kí hiệu: 46309.

CHƯƠNG 6 : CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI

TIẾT KHÁC

I.Cấu tạo vỏ hộp:

-Chọn vỏ hộp đúc , mặt ghép giữa nắp và thân là mặt phẳng đi qua đường làm

các trục

-Theo bảng 10.9 tính các kích thước của các phần tử cấu tạo vỏ hộp:

+ Chiều dày thân hộp:

= 0,025A + 3mm = 0,025.247 + 3 10 mm(Vói A = 247mm)

2.Cửa thăm dầu:

Bảng 10.12 trang 277

-Số lượng vít : 4

A = 100 , B = 75-Kích thước vít M8 22.

vít

Số lượngvít

3.Nút tháo dầu:

-Sau một thời gian làm việc , dầu bị bẩn hoặc bị biến chất , do đó cần phải thay dầu mới Để thay dầu cũ , ta làm ở đáy hộp lỗ thoát dầu Lúc bình thường

lỗ tháo dầu được đậy kín bằng nút tháo dầu

- Kích thước nút tháo dầu :

M16 1,5, L = 23, D = 26, D = 16, S = 17

4 Que thăm dầu:

- Dùng để kiểm tra mức dầu trong hộp giảm tốc , để đảm bảo luôn ở mức cao cho phép để các chi tiết hoạt động khác

1.Dung Sai lắp ghép bánh răng:

Chịu tải vừa , thay đổi , va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung

2.Dung Sai Lắp Ghép ổ lăn:

Vòng chịu tải tuần hoàn , va đập nhẹ , lắp theo hệ thống trục , để vòng ổ

không bị trượt bề mặt trục ta chọn chế độ lắp k6 , lắp trung gian có độ

dôi.Vòng ngoài lắp theo hệ thống lỗ , vòng ngoài không quay nên chịu tải cục

bộ ( Để ổ mòn đều và không dịch chuyển khi làm việc do nhiệt độ tăng , ta chọn chế độ lắp trung gian H7).

3.Lắp vòng chắn dầu trên trục:

Chọn kiểu lắp trung gian để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

4.Lắp then trên trục:

Sai lệch giới hạn của

kích thước then Sai lệch giới hạn của rãnh thenTrên trục Trên bạc

BẢNG DUNG SAI LẮP GHÉP Chi tiết

trục Mối lắp Sai lệch trên Sai lệch dưới Độ dôi lớn

nhất (

m )

Độ dôi nhỏ nhất (

-Sai lệch giới hạn của vòng ổ lăn cấp chính xác cấp 0 ( m)

Khoảng đường kính ổ ( mm ) Ổ bi đỡ , ổ bi đỡ chặn , ổ đũa

IV : BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

Để giảm mất mát công suất vì ma sát ,giảm mài mòn răng, đảm bảo thoát

nhiệt tốt , đề phòng các chi tiết bị gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc Chọn phương pháp bôi trơn trong hộp giảm tốc là

phương pháp ngâm dầu với chiều sâu ngâm dầu là ( 0,75 2 ).h ( Với h là chiều cao răng nhưng không nhỏ hơn 10 mm)

-Chiều sâu ngâm dầu : (0,75 2 ) 9 = 6,95 16 (mm)

Chọn dầu bôi trơn trong hộp giảm tốc : AK20