Đồ án chi tiết máy cũ

Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tảiPage45 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC Số liệu cho trước Lực kéo xích tải F = 4440 (N) Vận tốc xích tải v = 1 4 (ms) Số.Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tảiPage45 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC Số liệu cho trước Lực kéo xích tải F = 4440 (N) Vận tốc xích tải v = 1 4 (ms) Số.Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động xích tảiPage45 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC Số liệu cho trước Lực kéo xích tải F = 4440 (N) Vận tốc xích tải v = 1 4 (ms) Số.v

Số ca làm việc: soca = 2 (ca)

Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ = 300

•Tỉ số truyền bộ truyền xích: ux=2,5

•Tỉ số truyền bộ truyền bánh răng: ubr=4,5

Ta được động cơ với các thông số sau:

 Ký hiệu động cơ :4A132S4Y3

Chọn tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng là :4,5

Suy ra tỉ số truyền của bộ truyền xích là: u x=11,09

4,5 = 2,46

 uch : 11,09

 ux : 2,46

 ubr : 4,5

ge 3

1.2 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG S TRÊN TR CỐ Ụ

- Công suất trên trục công tác là:Pct= Plv =6,216 kW

- Công suất trên trục II: PII = P ct

-Số vòng quay của trục II: n II= n I

u br= 14554,5 =¿ 323.33 vg/ ph

- Số vòng quay trục công tác: n ct=n II

u x=323,332,46 = 131,43 vg/ph

- Mômen xoắn thực trên trục động cơ là:

ge 4

T(N.mm) Tdc¿47060,82 TI=46601,37 TII=201438,16 Tct=451668,57

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng

Thông số đầu vào{ P1=P I =7,10(kW )

N HE1 >NH01 lấy NHE1 =NH01

N HE2 >NH02 lấy NHE2 =NH02

N FE1 >NF01 lấy NFE1 =NF01

ge 6

N FE2 >NF02 lấy NFE2 =NF02

Do là bánh răng trụ răng nghiêng nên:

T1 – Moment xoắn trên trục chủ động: TI = 46601,37 (N.mm)

[σH] - Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH] = 495,455 (MPa)

u – Tỷ số truyền: u = 4,5

KHβ, KFβ – Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về ứng suất

tiếp xúc và uốn: Tra bảng với =1,045 và sơ đồ bố trí là sơ đồ 6 ta được: KHβ = 1,05 ;

KFβ=1,1

Suy ra: aw = 43.(4,5+1) √3 46601,37.1,05

(495,455)2.4,5 0,38= 115,5 mmChọn aw = 120 mm

2.(4,5+1) =21,34 =>Chọn Z1=21

Z2=Z1.u=21.4,5=94,5 =>Chọn Z2=95

Tỷ số truyền thực tế: ut =Z 2

Z 1= 9521= 4,52 Sai lệch tỷ số truyền :

∆ u=|u t −u

u |=|4,52−4,5

4,5 |=¿0,44% <4% (thỏa mãn)

Xác định góc nghiêng răng:

ge 8

Cosβ=m(Z 2 a1+Z2)

w =2.(21+95)2.120 = 0,9667 => =arccos(0,9667)=14,830Xác đinh góc ăn khớp :

K Fv=1,10

Từ thông tin trang 91,92 trong [1] ta chọn:

= 1,25……0,63

HB<350

ge 10

Vì >1 => Z ε=√ 1

ε α= 0,77K

H – Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:

=1,16.1,05.1,04=1,267Thay vào được:

σ H =274.1,72 0,77 √2 46601,37 1,267 (4,52+1)

46.4,52 (43)2 = 472,5 ( MPa ) < [σ H]

 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

- Ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:

Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:Y ε=1

ε α = 1,71 = 0,588

Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng: Y β =1− β140=1−14,83140 =0,894

YF1, YF2 – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương ZV1 và ZV2:

Chọn loại xích ống con lăn.

2.2.2 Xác định các kích thước và thông số bộ truyền

- Chọn số răng đĩa xích:

Z1=29−2u=29−2.2,46=24,08=¿Chọn Z1=25

Z2=u Z1=2,46.25=61,5=¿Chọn Z2=61

-Xác định bước xích:

Bước xích p được tra bảng 5.5Tr81 [1] với điều kiện: P t ≤[ P] trong đó:

P t – công suất tính toán:P t =P k.k z k n

Ta có:

Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc vòng đĩa xích nhỏ là

{ Z01=25

n01=400(vg/ ph)

⇒ k đc=1(Vị trí trục được điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích).

k bt – hệ số ảnh hưởng của bôi trơn : Tra bảng B5.6

82 [1] ta được kbt = 1,3 (do môi trường có bụi)

k đ - Hệ số tải trọng động: Tra bảng B5.6

82 [1] ta được k đ=1,3 (va đập vừa)

k c - Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền Tra bảng B5.6

82 [1] với số ca làm việc là 2 ta được

Tra bảng với loại xích ống con lăn, bước xích p = 25,4 (mm) =>[i] = 30

Kđ – Hệ số tải trọng động: Theo như mục trên ta đã tra được Kđ = 1,3

A – Diện tích chiếu của bản lề: Tra bảng =>A =180 (mm2)

ge 18

ge 19

Ch ươ ng III: CH N KH P N I, TÍNH TR C, THEN VÀ LĂN Ọ Ớ Ố Ụ Ổ

Thông số đầu vào:

- Mô men cần truyền: T = Tđc = 47060,82 (N.mm)

- Đường kính trục động cơ: dđc = 38 (mm)

3.1 Chọn khớp nối (không yêu cầu kiểm nghiệm)

-Sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục

Ta chọn khớp theo điều kiện:

Trong đó:

dt – Đường kính trục cần nối: dt = dđc =38 (mm)

Tt – Mô men xoắn tính toán: Tt = k.T với:

k – Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy Tra bảng

ta lấy k = 1,5

Ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:

Trong đó: [σu] - Ứng suất cho phép của chốt Ta lấy [σu] = (6080) Mpa

Ứng suất sinh ra trên chốt:

σu=1,5×47060,82×34

0,1×143×105×6 =13,88(Mpa )≤ [ σu] =(60÷80)Mpa

-Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:

3.2 Lực tác dụng lên trục và khoảng cách các gối đỡ và điểm đặt lực

3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục

-Trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục

là thép C45 thường hóa có cơ tính như sau:

b= 600 (MPa); ch= 340 (MPa); Với độ cứng 200 HB; [] = 12  30 (MPa)

Chọn d sb 2=¿ 35 mm

3.2.4 Xác định khoảng cách gối đỡ và các điểm đặt lực

Tra bảng với :dsb1=25 (mm);dsb2=35 (mm)

ge 23

Ta có chiều rộng ổ lăn trên các trục: b01=17 (mm);b02=21 (mm)

Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng :

-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng cách giữa các chi

tiết quay: k1=10 mm;

-Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k2=10 (mm);

-Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: k3=15 (mm);

-Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn=15 (mm)

Sơ đồ trục:

•Phương trình mômen tại 1 trong mặt phẳng (zoy): ∑M1x(F)=0

 -F y 0 92−F r1 46−F a1 432 =0=¿F y 0=−556,17 (N) => đổi chiều Fyo

•Theo phương oy: ∑F y=0

ge 26

 -F y 0 −F r 1 −F y1=0=> F y 1= -287,9 (N) => đổi chiều Fy1

•Phương trình mômen tại 1 trong mặt phẳng (xoz):∑M1y(F)=0

 F x 0.92 + F t 1.46 + F kn.67,5= 0 => F x 0= -1215,30 (N) => đổi chiều

•Theo phương ox:∑F x=0

 -F x 0-F t 1-F x 1+F kn=0 => F x 1= -772,89 (N) => đổi chiều

ge 27

ge 28

-Mô men uốn tổng, mô men tương đương và đường kính:

Trong đó :

Mj ,Mtđj,dj -lần lượt là môment uốn tổng,môment tương đương,đường kính trục tại các tiết

diện j trên chiều dài trục

Myj,Mxj-mô men uốn trong mặt phẳng yoz và zox tại các thiết diện thứ j

[σ]-ứng suất cho phép chế tạo trục,tra bảng 10.5[1] có [σ]=63 Mpa

-τc,[ τc]:Ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép

[ τc]=30÷45 MPa khi chịu tải trọng va đập vừa

-T-Mô men xoắn trên trục

 Chiều cao then:h=7(mm)

 Chiều sâu rãnh then trên trục t1=4 (mm)

 Chiều sâu rãnh then trên lỗ t2= 2,8 (mm)

 Chiều dài then:l=(0,8÷0,9).lm13= 28÷31,5 (mm)

 Chọn lt=30 mm

Vậy tại vị trí này ta làm bánh răng liền trục

+Xác định mối ghép then cho trục 1 lắp khớp nối:d13=17 (mm),chọn then bằng tra bảng B [1]

ta có:

 Chiều rộng then: b= 5 mm

 Chiều cao then : h= 5 mm

 Chiều sâu rãnh then trên tấm trục: t1= 3 (mm)

 Chiều dài then: l =(0,8÷0,9)lm12=46,4 – 52,2

Vậy mối ghép then đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt

3.3.3 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh và mỏi

+ Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

trong đó : [ s ] - hệ số an toàn cho phép, thông thường [ s ] = 1,5… 2,5 (khi

cần tăng độ cứng [ s ] = 2,5… 3, như vậy có thể không cần kiểm nghiệm về độ

cứng của trục)

sj và sj - hệ số an toàn chỉ xét đến riêng ứng suất pháp và hệ số an

toàn chỉ xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j :

sσj= σ−1

Kσ djσaj+ψσσmj

sτj= K τ−1

τ djτaj+ψττmj

, , , là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại

tiết diện j,do quay trục một chiều:

với là momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j của trục

là hệ số kể đến ảnh hưởng của các trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi ,tra bảng B

Kx-Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ

nhẵn bề mặt Theo bảng 10.8[1] với yêu cầu các trục được gia công trên máy tiện,tại cá tiết diện

nguy hiểm yêu cầu đạt

Ra=2,5÷0,63 μm,chọn Kx=1,06

Ky-Hệ số tăng bền bề mặt trục,không dùng phương pháp tăng bền có Ky=1

εσ, ετ –Hệ số kích thước,kể đến ảnh hưởng của tiết diện trục đến giới hạn mỏi

ge 32

Kσ , Kτ-Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn

-Kiểm nghiệm tại tiết diện ở ổ lăn: {M ol =12102 Nmm

τ mj =τ aj=2.w τ max

oj= 466012.1570,79=14,83(MPa)

Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắ

p khớp nối là do rãnh then và do lắp ghép có độ dôi Tra bảng

ảnh hưởng của rãnh then :Tra bảng B Ta có:

Tra bảng:B với trục 600 MPa có: Kσ=1,76 ; Kτ=1,54

Mmax và Tmax- momen uốn lớn nhất và momen xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải.

σ ch- giới hạn chảy của vật liệu với thép C45 thường hóa có ch= 340 (MPa)

Q- là tải trọng động quy ước kN

L- là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

m- là bậc đường cong mỏi khi thử về ổ lăn.m=10/3

Ta có: L = Lh.n1.60.10-6 = 18500 1455 60 10-6 = 1615 (triệu vòng)

Tải trọng quy ước:

Fr là tải trọng hướng tâm

Fa:là tải trọng dọc trục

V là hệ số ảnh hưởng đến vòng nào quay, khi vòng trong quay V=1

kt:là hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ,ở đây chọn kt =1 do t<1000C

kđ:là hệ số ảnh hưởng đến đặc tính tải trọng Theo bảng B ,ta chọn kđ =1.3

(va đập vừa)

X : hệ số tải trọng hướng tâm

Y :hệ số tải trọng dọc trục

-Sơ đồ bố trí ổ:

Theo công thức: ta có: Qt≤ C0 trong đó:

Qt:tải trọng tĩnh quy ước kN

Qt=1,68 kN < C0=16.6 (kN) thỏa mãn điều kiện bền

3.4 Tính toán thiết kế cụm trục II (không yêu cầu tính chi tiết)

3.4.1 Thiết kế trục

Với dsb2 = 35 mm Ta chọn đường kính các đoạn trục:

-Tại tiết diện lắp bánh răng: dbr =40 mm

ge 39

-Tại tiết diện lắp ổ lăn: dol =35 mm

-Tại tiết diện lắp đĩa xích : dx =30 mm

3.4.2 Tính chọn then

+Xác định mối ghép then cho trục 2 lắp bánh răng ,dbr= 40 (mm),chọn then bằng tra bảng

Ta có:

 Chiều rộng then:b=12(mm)

 Chiều cao then:h=8(mm)

 Chiều sâu rãnh then trên trục t1=5 (mm)

 Chiều sâu rãnh then trên lỗ t2= 3,3 (mm)

 Chiều dài then:l=(0,8÷0,9).lm23= 40÷45 (mm)

Chọn l= 42 (mm)

+Xác định mối ghép then cho trục 2 lắp đĩa xích:dx=30 mm

Chọn then bằng tra bảng B [1] ta có:

 Chiều rộng then:b= 8 mm

 Chiều cao then : h= 7 mm

 Chiều sâu rãnh then trên tấm trục: t1= 4 (mm)

 Chiều dài then: l =(0,8÷0,9)lm22= 40÷45(mm)

ge 40

3.4.4.Sơ đồ kết cấu trục và các chi tiết lắp trên trục

ge 41

4.1 Các kích thước cơ bản của vỏ hộp giảm tốc

-Hộp giảm tốc để đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy,tiếp nhận tại trọng do các

chi tiết lắp trên vỏ truyền đến,đựng dầu bôi trơn bảo vệ các chi tiết máy tránh bụi bẩn

Chi tiết cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ

Chọn vật liệu làm hộp giảm tốc là gang xám GX 15-32

Chọn bề mặt ghép ráp và thân đi qua tâm trục song song với đáy

- Các kích thước cơ bản của các phần tử tạo nên hộp giảm tốc:

Chiều dày: Thân hộp

Nắp hộp

=0,03a+3=0,03.120+3=6,6 (mm)

>6 chọn =8 (mm)

=0,9 =7,2 (mm) Chọn =8 (mm) Gân tăng cứng: chiều dày e

chiều cao h

độ dốc

chọn e=8 h<58 chọn h=42

khoảng 2 đến 3 độ Đường kính:

Chiều dày bích thân hộp S3

Chiều dày bích nắp hộp S4

Bề rộng bích nắp và thân K3:

chọn S3=15 chọn S4=15

Chọn =36

chọn K3=33 Kích thước gối trục:

Đường kính ngoài và tâm lỗ vít

Tra

chọn E2=19 (mm) chọn =15(mm)

Phụ thuộc lỗ bu lông Mặt đế hộp:

Chiều dày: khi không có phần lồi

,

Khi có phần lồi

Bề rộng mặt đế hộp

chọn =25(mm) xác định theo đường kính dao khoét

Chọn S1=25 (mm) Chọn

Khe hở giữa các chi tiết:

Giữa bánh răng với thành trong

Đường kính nắp ổ được xác định theo công thức :

trong đó D là đường kính lắp ổ lăn

ge 44

-Bu lông vòng hoặc vòng móc:

Để nâng và vận chuyển hộp giảm tốc, ta làm vòng móc lắp trên nắp hộp Vòng móc có chiều dày S và

đường kính D chọn theo công thức bằng (2÷3)δ = (16÷24)mm => Chọn S = 16mm, D = 17mm

-Cửa thăm: Để kiểm tra, quan sát các tiết máy trong hộp và để đổ dầu vào hộp, ta làm cửa thăm

Kích thước của cửa thăm được chọn theo kích thước của nắp hộp

Q K

ge 45

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

ngoài hộp ta dùng nút thông hơi nắp trên cửa thăm

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 ta có kích thước nút tháo dầu:

- Kiểm tra mức dầu: dùng que thăm dầu để kiểm tra mức dầu

- Chốt định vị:

Đảm bảo vị trí tương đối của nắp và thân trước và sau khi gia công cũng như khi nắp ghép,khi xiết bu

lông không làm biến dạng vòng ngoài của ổ

Chọn chốt định vị là chốt côn :{d=3

c=0,5 l=38

ge 46

-Các chi tiết liên quan:

Lót kín bộ phận ổ nhằm mục đích bảo vệ ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, hạt cứng và các tạp chất khác

xâm nhập vào ổ, đề phòng mỡ chảy ra ngoài

Vòng phớt được dùng để lót kín và là chi tiết được dùng khá rộng rãi do có kết cấu đơn giản, thay

thế dễ dàng nhưng chóng mòn và ma sát lớn khi bề mặt có độ nhám cao Ta chỉ cần chọn vòng phớt

cho trục vào và ra và tra bảng 15-17 trang 50

a

0

Để ngăn cách mỡ trong bộ phận ổ với dầu trong hộp thường dùng các vòng chắn mỡ (dầu) Kích

thước vòng chắn mỡ (dầu) cho như hình vẽ

5.1.1 Bôi trơn hộp giảm tốc

Do bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có nên ta chọn phương pháp bôi trơn

ngâm dầu Với vận tốc vòng của bánh răng nghiêng

v = 3,28 m/s < 12 m/s tra bảng ta được độ nhớt của dầu 80/11 ứng với 50oC

Tra bảng ta chọn được loại dầu là: Dầu ôto máy kéo AK-20 có độ nhớt ≥

70 Centistoc (50oC)

5.1.2 Bôi trơn ổ lăn

Bôi trơn ổ lăn bằng mỡ

5.2 Bảng kê kiểu lắp, sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép

-Bảng dung sai lắp ghép bánh răng :

Mối ghép không yêu cầu tháo lắp thường xuyên, ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn dưới

Chọn kiểu lắp D11/k6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn dưới

ge 48

-Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn:

Để các vòng ổ không trơn trượt trên bề mặt trục hoặc lỗ khi làm việc cần chọn kiểu lắp trung gian có

độ dôi cho các vòng quay

Đối với các vòng không quay ta sử dụng kiểu lắp có độ dôi hở Chính vì vậy khi lắp ổ lăn lên trục ta

chọn mối ghép k6, còn khi lắp ổ lăn vào vỏ thì ta chọn H7

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn dưới

-Bảng dung sai lắp ghép nắp ổ lăn:

Chọn kiểu lắp H7/d11 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn dưới

-Bảng dung sai lắp ghép vòng chắn dầu

Chọn kiểu lắp D11/k6 để thuận tiện cho quá trình tháo lắp

Mối lắp Sai lệch giới hạn trên Sai lệch giới hạn dưới

Sai lệch giới hạn chiều rộng

rãnh then Sai lệch giới hạn chiều sâu rãnh then Trên trục Trên bạc Sai lệch giới

hạn trên trục

t1

Sai lệch giới hạn trên bạc t2

-theo phương dọc trục: lấy chiều rộng bánh răng nhỏ tăng lên 10% so với chiều rộng bánh răng lớn

-Tài liệu thảm khảo:

[1] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1 + 2) – Trịnh chất, Lê Văn Uyển

[2] Chi tiết máy (tập 1 + 2) – Nguyễn Trọng Hiệp

[3] Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức Tốn

ge 50