Luận văn Đồ Án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn Động xích tải

Ti nói đầu Trang tất cả các máy móc cư khi đệu có sự chuyển động cơ hục của các bộ phận của máy.. "rong sản xuất công nghiệp, đề nâng cao năng s quả kinh tế cũng nhự tính khả thì người

Đồ án tốt nghiệp

Chỉ tiết máy

Ti nói đầu

Trang tất cả các máy móc cư khi đệu có sự chuyển động cơ hục của các bộ phận của máy Muốn cô sự chuyển động thì cằn phải có năng lượng Một trong những dạng năng lượng

dễ kiếm, dễ sử dụng và có thê cỏ mặt ở khắp mọi nơi đó là điện năng Trong lịch sử phát minh,

con người đã thấy rằng chỉ có động cơ điện là một thiết bị tối ưu nhất có tác dụng biển năng

lượng điện thành cơ năng dễ thực hiện một chuyển động cơ học cần thiết

"rong sản xuất công nghiệp, đề nâng cao năng s quả kinh tế cũng nhự tính khả

thì người ta chỉ chế tạo ra các động cơ điện có công suất và vận tốc quay là một giá trị cụ thể

nào đó đã được lập trong các bãng tiêu chuẩn Trong khi đó, các chuyên động cơ hoc trong các

máy móc lại cân những công suất bất kì, không theo một dây số tiêu chuẩn nào Vì vậy, các

động cơ điện không thể truyền rực tiẾn công suất sung cho các hệ thông chuyên động mà phải thông qua thiết bị chuyển đổi công suất dễ chế tạo hơn Một trong các thiết bị như vậy là hộp tiãm tốc Hộp kiểm tốc là cơ cầu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đôi

và được dùng để giảm vận tốc góc và lăng momen xoin,

Như vậy, ta thấy rằng, một hệ thông may méc chuyén động cần phải có động cơ, bộ

truyện, hộp giảm lốc (hoặc hộp tăng tốc) và hệ thông tài Một hệ thông nhự vậy được gọi là hệ thống dẫn động cơ khi

Trên thực tế „ khi thiết kế một hệ thông dẫn động cơ khi ta phải khảo sát tit cả các số

kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế, Nhưng trong đồ án môn học Chỉ Tiết Máy này, các số liệu

đã được cho trước và †a chỉ phải thiết kế hệ thống mà thôi

CHƯƠNG 1: CHON ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỎI TỈ SỐ TRUYỂN—————-——

Lie Chon động cơ,

1⁄2> Phân cấptỉ số truyền

1⁄2.1> Tỉ số truyền của hệ đần động

12.2> Tốc độ vòng quay trên các trực

L.2.3> Lông suất và mômen xoắn trên các trục

CHƯƠNG 1: TĨNH TOÁN THIẾT KẾ CAC BO TRUYEN

2.1> Thiết kế bộ truyền bánh rắng trong hộp giảm tốc

2.1.1 Chon vat liệu và xác định ứng suất cha phép

'CHƯƠNG 4: THIET KE TRUC, CHON & LAN VA KHOP NOL

3.1> Chon vat liệu và tính các khoảng cách, lực

3.1.1> Xác định sơ bộ đường kính trục

3.1.2> Xác định khuảng cách giữa các gỗi đỡ và điểm đất lực

3.1.3> Xác định trị số vá chiễn cña các tực từ chí tiết quay tác dụng lên trục

Dé dn chi tiét may

Tài liệu tham khảo

[1] Trinh Chat, Lé Vin Uyén — Tinh toán thiết kể hệ dẫn động cư khi

TậpI,2

Nb Giáo dục Hả Nội

[2] Nguyễn Trọng Hiệp — Chỉ tiết may

Tập 2 Nxb Giáo dục Hà nội 1994

[3] Ninh Đức Tến ~ Dung sai và lắp ghép

Nxb Giáo dục Hà nội 2004

[4] Đã Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc — Giáo trình cư kỹ thuật

Nxb Giáo đục Hà nội 2002

ĐÔ ẤN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Thiết kế hệ dẫn động xich tai

Phan 1: Thuyet minh

*Dữ liệu kĩ thuật phục vụ cho đề tài thiết kế

7 Góc nghiêng dường nói tàm bộ truyền ngoài: 300

8 Dic tinh lam việc~— — — : và đập nhẹ

Khối lượng thiết kế :

1, Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc - khổ A0

2 Mật bản về chế taa chỉ đết - khổ A3

3, Mật bản thuyết minh

Dé dn chi tiết máy

CHUGNG1: CHON BONG CO VA PHAN CAP Ti 80 TRUYEN

11 động cơ

~ Công suất vũng tu trên xích tải:

~ Công suất yêu cầu trên trục động cơ:

Trong đó: ;;,: Hiệu suất tổng của bộ truyền

te = ag age ty = 0,99 0,93 0,95 = 0,875

0,99 : Hiệu suất nỗi trục đàn hồi

270,93 : Hiệu suất bộ truyền xích

„ = 085: Hiệu suất hộp giảm tốc

Chon ty = 18 hye = 45 (tay = 1) Š0yra u,= 18.41=72

Số vòng quay sơ bộ của động cơ : n„- n¿y.u,' 19,69.72 -1418(vòng/phủt

60000+„ _ 60000.0.25

a a =19,69(vg/nh)

Chạn số vòng quay đẳng bộ của động cơ là: nạ = 1500(vòng/phút)

Theo bing P12 [1] tpl: Voi Pye = 1,143 và nạ = L500(vöng/phúf)

'Khỗi lượng động cơ: G=39 (ky)

Đường kính trục động cơ dy — 25 (mm)

Trong đồ: tị : Tỉ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc

w¿ : T¡ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc

1.2.2, Tỉnh tốc độ quay trên các trục:

+ Trên trục sông tác: nụ = 19,69 (vông/phút)

sa : Hiệu suất 1 cặp bánh răng

Mémen xoắu T(Naran) 79225 | 78438 | 40060 _„ 1203485 | 4850178

CHƯỢNGH: TÍNH TOÁN THIET KE CAC BO TRUYEN:

Dé dn chi tiết máy

ZL Thiét kd 6 truyén bénh trang hộp giám tắc:

1-1.1.Chạn yãt liệu và xác đỉnh ứng suất cho phên:

v⁄_ Chọn vật liệu 2 cấp bảnh răng nhự nhau;

Cụ thể, theo bảng 6.1 |1] tập! chọn: —_

Bánh nhỏ: thép 45 tôi cát thiện đạt độ rắn HB 241 285,c6ø„, = 85D8#Pa,Ø,„, = S80MPa

Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240,c6ơ,, =7504/Pa,ø,„, =4508/Pa

+“ Phân cấp Ú số truyền uụ —18; cấp nhanh làu,— 5,31 ; uạ~3,39,

¥ Xfc dink ứng suất cho phép:

Theo bảng 6.2, |1], tập, với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180.350

Oem = ZLB > 70; Sy, = Uy Foie = LBS, = 1,75

Chạn độ rắn bánh nhỏ HBy= 245 ; bánh lớn HB;= 230 Khi đó;

he: = 2HB, +70 530AfPa; Shige 18HB, = lÃ.230 = 414MPa

=min[[z„ ] ơ„ |,}= 4818MPa

Với cẤp chậm sử đụng răng nghiêng» [Z„] = Eul.si2,L, = wees =4954MPa Theo (6.8),[1].t3p1: Nao ++ 60c t; BUF (Tr) f

1420 Nexo = 600

sia 531 2000 5 08 0Ì" b4,10Ẻ2 Ngy > Ngọ = 4.105

Rye TH “Ti = 236,6MPa

ứng suất qua tai cho phép: Theo (6.13) va (6.14), I], tapl ca:

» K„„: Hệ số kê đến sự nhân bố không đền ti trọng trên chiều rộng vánh răng khi tính về tiếp

xúc Với hệ số ạy = 0,53.v/„ (0yt1] = 0,53.0,4(3.39+1) = 0,93 ; tra bang (6.7), [1] tập, ta

Dé dn chi tiét may

—>Mỗi bánh răng có chiều rộng vành răng lả: 23 mm

Số răng mỗi bánh răng: ZI=26; Za= 88

„.Sin đ _ 40.sin31°1424

Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ s:

tgft, = cose, gf = 008237933" sg31°1424""= 0,558 => 4, = 28,16” = 205936

+ Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Hệ số kẻ đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp (tra báng 6.5, [1], tập] = Z„= 274 MP

lbz]=lt„Ï-2„Z¿-K„„ =495/L1.095.1 =470,6MPs

Như vay oy <[o4] ` :

Vay bánh răng đã chọn thoả mãn điều kiện tiếp xúc

+ Kiểm nghiệm răng về độ bền uỗn

Số răng tương đương: z„ —

Vì tụ dùng răng không dịch chỉnh nên hệ

Tra bảng (6.18) [1], tiplta được : T;

Bộ số tải trụng khí tỉnh vẻ uốn : „ = là K Tư, =1,32,1,37.1,02 = 184

ng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh chú động:

ứng suất tin x xúc cực đại

#us„ “Ø4 ¬jK„, =3905j1y 461,5(MPA) < [œ„]„ =1260(MPa) => đã thoả mãn điều kiện tránh biến dạng dư hoặc gẫy đòn lớp bề mặt,

ứng suất uỗn cực đại :

mu = Fo K,, = 105.1

= 147(MPa) <0 5] = 44 MPa)

Crime mượ, KV, m102.14 =143/8(MP) <(ey2]a„ =360(4P4) => M8 thod mãn điền kiện phòng, biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng

ính toán cầp nhanh ( bộ truyền bánh răng trụ răng thang

"_ £„;: Hệ số kế đến sự nhân bố không đều tái trong trên chiêu rộng vành rắng khi tính về tiếp

xúc Với hệ số ự,„=0,53.g,, (u¡+1}P0,53.0,3(5,31*1)E L, tu bing(6.7),[1], pl K„„=L,03 ;

Dé dn chi tiét may

Ga préfin gée -20" (theo TCVN 1065-71)

Góc nghiêng răng 0 (vi Li ring thing} => cos đ =1

Khoang cach tryc : aq = 90mm)

Hệ số tải trọng khi tính vẻ tiếp xúc : £„ = K„.K„„.K„> =L03.1.114= 1124

ứng suất tiếp xúc trên mặt rắng làm việc:

Như vậy e„ « |ø„]

Vậy bánh răng đã chọn thoâ mãn điểu kiện tiếp xúc

+ Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

1

Tig a kd dine tig khúp của tăng: Ÿ, =-—= TC =0495

Hệ số ké din * 46 nebiéng ota ring: ¥,=1- w 1 8 =1- 9 21 N

Số răng tương đương: z„,

Dé dn chi tiét may

= 47,3(MPa) < fer, ]= 252¢MPa)

ng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh bị động:

ứng suất tiến xúc cực đại :

Cymer = Fa) Kg = AREA = SOK MPO) <[a,],„ =1260(MPa) => đã thoả mãn điều kiện tránh biến dạng đư hoặc gẫy dòn lớp bề mặt

ng suất uốn cực đại :

đại

=a,X„, =413.14= 66,12(MPa) <|g„, | = 464(M4Pa)

© pam = Tp1-K y = A174 = 58,4 MPA) <[o pz] = 360(MPa) => đã thoả mãn điều kiện phòng

biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chan ring

2,5.Thiết kế bộ truyền xích;

2.3.1> Chọn loại xích;

'Vï tải trạng nhỏ, vận tốc thần — dũng xích can lăn,

2,2.1> Xác định các thông số cúa xích và bộ truyền:

Theo bing (5.4),[1], tập, với uy = 4, chọn số răng dĩa nhỏ Z¡ =25,

số răng đĩa lớn Z; = n„.Z¡ = 4,25 = 100 <Z„„; =120

‘Theo cing thite(5.3),{1],t8p1.Céng suất tính toán:

k„=,25 (bộ truyền làm việc 2 ca)

km =L3 (Môi trường lảm việc có bui)

‘Minh kiémn nghigm xich vé 84 bi

“Theo (5.15),1]: 8 = Qi{kePe! Pol Fy)

Theo bing 5.2, (di rọng phá hỏng Q=I 3400 (N), khối lượng 1m xich la: q = Sky

kg 14 (ti trong md may bang 2 lân tải trong danh nghia)

-p.n /6(KI00 = 25.25,4.19,69/60000 = 0,2084 (m/s) T,= 1000P/y = 1000.1

Đường kinh đĩa xích

Theo (5.17), đường kính vòng chứa đĩu xích :

dy = p/sin(180/Z.,) = 25,4/sin{ 180/25) = 202,66mm

Dé dn chi tiết máy

d; = p/sin(180/72) = 25,4/sin{ 180/100) = 808,64 mim

Chan thép 45, t8i cai thiện đạt độ răn HE I 700— [2„ |= 5094472

Nhu vay đảm bảo độ bên tiếp xúc

Lire tác đụng lên trục: Theo (5.20), Py = ke Fr = 1,15.4798,5 = 5518,3

4g, = 1,15 (bộ truyền nghiêng 1 gc <40°)

CHUGNG 3: THIET KE TRUC

3.1> Chọn vật liên và tỉnh các khoảng cách ,lực

Trục chỉ chịu tải trọng trung bình nên ta dùng thép 4Š tôi

¿= 600(MPa), ứng suất xoắn chọ phép [r] =L2 20(MPs) dễ cÍ

a, Van 7 -Ÿ nang T TT (na) > chon đ,= 40(mm)

3.1.2> Xác định khoảng cách giữa rác gối đỡ và điểm đặt lực

Dya vio bang 10.2 [1], tập1, chọn chiều rộng ỗ lăn

1„ạ= (1,4 2,5) 4,=(1,4 2,5).L8 = 25,2 45 => chọn 1= 40(mm)

Khoảng côngxôn trên trục tính từ chỉ tiết ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đô :

gg = O,5 (lage +g) + by +h, => bayy= /5.(A+15}+10+15 = 52,5(mm)

3.1.3> Xác định trị số và chiều của các lực từ chỉ tiết quay tác dụng lên trục

Lực từ khớp nối tác dụng lên trac I:

Fas = (0,2 0,3).2T Dn = (0,2 0,3).2.7843,8/50 = (62,75 94,13) Lay Fars = 90N

Dé dn chi tiét may

Trong đó Iìạ:đường kinh vòng trồn qua lâm các chốt của nỗi trục vông dan hdi(tra hang) 6

Trong đỏ: F,,, + lực tác dụng theo phương m của chỉ tiết thử i én trục k

đụy đường kinh vòng lãn của bánh răng ở tiết điện ¡ trên trục k

Chiều của các lực được xác định như trong hình

Chiều của lực nối trục có chiêu sao cho mô men uốn tại mặt cắt của tiết điện bất kỹ lä lớn nhất,

DF a = 089 Fang Fas Far + Fes = 0 ‘at

Ho Fug = Fig —Fiy + Fy, = 90-157 +550 = 30300)

Mô men xoắn

Đa tính đổi xứng của trục nên :

Fay =F = Fin = -F, = 1604 760-200 «ny

Foo = Fa căm t in = Sere 90-877 115266)

Mô men uốn

.Mô men xoắn

Men =m ap EE = B77, = 20030 Nm) Ty

M6 men udn

Mig haa = = 41044( Niven)

Mô men xoắn

My = Magy = = 877.2 — 67661(Nnm)

Dl) 0S Babs Kate Fools Fiadly lạ) =0

Bad — Phun +#ýz(u +Ìa¿) — —760.131—76040+4279.171+ 615)

Dé dn chi tiét may

DC) 0 Mads Masdea * Moat Mall these) 0

Ends + Fuad + Falls Hass)

fy

= 87? 1914 877.404 2759,(1714 61,5) = 4635

171

Da = 09 Fay ~ Far Fo + Foi — Fin =0

=? fey — Ma t hy — Bay t Big — 877 + 877 — 4628 + 2759 — -115(N)

= Fes

aN

Tiắu “-* chứng tả F,;¡ ngược với chiều trang biểu để phân tích lực

Đường kính các đoạn trục: Vì ở đây trục vào lắp khớp nói đề nỗi với trục động cơ điện

có đường kính trục là dự = 25 mm nên chọn đường kính trục đầu vào dị; = 41,š.đ¿, = (8.25 = 20

mm

Đường kinh 2 ngõng trục lắp với ô lăn lay bằng dịa = dị, = 25 mm a

_ Vi đường kính chân bánh rằng dạ; = 24.75mam nhỏ hơn đường kính chỗ lắp ỗ lãn nên ta chế tga banh rang liễn trục

` Xác định đường kính và chiều đài các đoạn trục

Sơ đủ trục, chí tiết quay, lực từ các chỉ tiết quay the dụng lên trục, biểu đồ mômen uốn M,,,

37, trong các mặt phẳng zoy, zox và biểu đồ mômen xoắn 7, đối với các trục được vẽ ở cáo Trang tiếp theo Trên các biểu đồ nãy ghi giá trị tuyệt đối của các mômen ứng với thiết điện thứ j

À4, “® - trong đó ứng suất cho £

Đường kính trục k tại các tiết điện j sơ bộ được tính:d„ Le

Xuất phát từ các yêu cầu về độ bản, lắp ghép, công nghệ và có sử đụng các dẫy số tiêu chuẩn

ta chon cy thể đường lánh các đoạn trục như sau:

v' Tính kiếm nghiệm trạc về độ bền mii

ở đây trục II là trục chịu tải lớn nhất có mômen xoản lớn , các trục khác không có yêu cầu gì

đặc biệt thủ lá chỉ cần kiểu nghiệm độ bổn ruỏi ö các liết điện nguy hiểm của trục II

Dé dn chi tiét may

-Các trục đựợc gia công trên máy tiện, tại các tiết điện nguy hiểm yêu cầu đạt R, = 2,5 0,63

pom do dé theo bing 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bẻ mặt K„ — 1,06

-Không dùng các biện pháp tăng bên bề mặt, do đó hệ số ề

-Theo bing 10.12 [1], khi ding dao phat ngồn, hệ

Iitu 6 o,~ 600Mpa li &, = 1,76; K, = 154

Theo bing 10.10 [1] ta cỏ bảng sau:

Theo bang 10.11 (1] ,ứng với kiểu lắp đã chọn, o, = 600MPa , va duémg kinh cia tidt chén nguy

hiém tra duye ti séX,/c, vaX, fc, do Kip cing tai tiết điện này, trên cơ sử này dùng giá trị lớn

hơn so với tỉ số bang trén dé tinh KWAK,

Tra bing 0.11 ta duge

áp dụng công thức 10.20, 16.21 và 10.19 [1] ta xác định được hi ổ an toàn xót: riêng thành nhân

Tại oáo tiết điện nguy hiểm của trục HH1, S> [SJ

'Vậy các tiết điện nguy hiểm của trục II đều đảm bảo an toàn về môi

' Chẹu kÍch thước then và kiẫm nghiệm độ bẪn then

Các ỗ lăn lắp lên trục theo kó, lắp bánh răng, nối trục theo kó kết hợp với lắp then

Kích thước của then (bảng 9,1)ứng với các tiết điện trục như sau:

Theo bảng 9,5, với tải trọng va đập nhẹ [ø„] =100, [z, ] = 40 69

'Vậy tắt cả các mối ghép then đểnđảm bão độ bên dập và độ bên cắt

24