ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

Vì vậy chi tiết máy là môn học quan trọng của ngành chế tạo máy,nên khi nghiên cứu đồ án môn học này là vấn đề rất quan trọng và cần thiết đểsau khi sinh viên sau khi ra trường tiếp cận

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Nhiều thế kỷ qua sự phát triển kinh tế trên thế giới đòi hỏi con người tìmtòi những công nghệ để ứng dụng vào sản xuất Trong đó ngành cơ khí là ngànhquan trọng góp phần cho sự phát triển kinh tế của nhiều quốc gia trên thế giớicũng như ở Việt Nam Ngành cơ khí chế tạo đã giúp chúng ta sản xuất ra nhiềuchi tiết, nhiều bộ phận máy móc có hình dạng kích thước cụ thể Để thỏa mãntrong chừng mực nhất định đáp ứng các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật và các yêucầu khác Vì vậy chi tiết máy là môn học quan trọng của ngành chế tạo máy,nên khi nghiên cứu đồ án môn học này là vấn đề rất quan trọng và cần thiết đểsau khi sinh viên sau khi ra trường tiếp cận với thực tế chuyên ngành, có thể amhiểu hơn về chi tiết máy nhằm giúp cho sinh viên vận dụng những kiến thức đãhọc, tổng hợp các kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thiết kế máymóc trong sản xuất Cụ thể là tính toán hình dạng, kích thước và khả năng làmviệc trong một điều kiện nhất định, về yêu cầu kỹ thuật, kinh tế và các yêu cầukhác

Thiết kế chi tiết máy gồm có: Thiết kế bộ truyền bánh răng, thiết kế bộtruyền đai, thiết kế trục then và các bộ phận liên quan của môn học Vì đây làlần đầu tiên học xong phần lý thuyết được giao một công việc thiết kế một chitiết máy Khi bắt tay vào công việc mới này nhiều sinh viên cũng như em đã cốgắng tính toán các vấn đề một cách cẩn thận Tuy nhiên với kiến thức có hạn vàlần đầu tiên thiết kế nên chắc chắn không thể tránh được những sai sót Rấtmong quý thầy cô quan tâm chỉ bảo và giúp đỡ để em hoàn thành đồ án được tốthơn Em xin chân thành cảm ơn

Thanh Hoá, ngày 29 tháng 05 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Lê Trung Thành

Trang 2

Đồ án môn học Chi tiết máy GVHD:

PHẦN I TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.1 Chọn động cơ

Xác định công suất cần thiết của động cơ

Theo công thức (2.8),(2.10) và (2.11) [TKHDD - I] ta có công suất cần thiết

Tra bảng (2.3) [TKHDD - I], ta được các hiệu suất:

ol= 0,99 Hiệu suất ổ lăn ( vì ổ lăn được che kín)

br= 0,97 Hiệu suất bộ truyền bánh răng

k= 1 Hiệu suất khớp nối

d = 0,95 Hiệu suất truyền đai

1.2 Phân phối tỷ số truyền:

Trang 3

Tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc:

46 , 22 65

nđc :số vòng quay của động cơ

ntrk:số vòng quay của trục khuấy

Trang 4

B ng phân ph i t s truy n:ảng phân phối tỉ số truyền: ối tỉ số truyền: ỉ số truyền: ối tỉ số truyền: ền:

Xác định thông số bộ truyền:

Đường kính bánh đai nhỏ d1= 1,2dmin = 140.1.2=168 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn d1=160 mm

Vận tốc đai

1000 60

1460 160

14 3 1000 60

Nhỏ hơn vận tốc cho phép Vmax(30 35 m / s¸ ) ( )

Ta có: i đai  2, hệ số trượt đai   0 02

Đường kính bánh đai lớn: D = 320 (mm)

Tỉ số truyền thực tế của bộ truyền:

04 , 2 ) 02 0 1 ( 160

320 )

1 (

% 2

% 100 2

2 04 , 2

i

i i i

So với sai số tỉ số truyền cho phép là  5 % Vậy đường kính 2 bánh đai được chọn là hợp lí

2.2 Khoảng cách trục A:

Chọn sơ bộ khoảng cách trục A=1,2.D=1,2.320=384 mm

Trang 5

) ( 65 , 1535 384

4

) 160 320 ( 2

) 320 160 ( 14 3 384

2

4 2

2

2 1 1

mm A

d D D d A

L

sb sb

8 ) 320 160 ( 55 0 )

320 160

d L D

d L

A

5 , 415 160

2 2

480 1600

2

480 1600

4

1

2 2

2 4

1

2 2

2 1

1  o    o 

A

d D

đc

C C C F

V

N z

Trang 6

Với Nđc là công suất động cơ, Nđc= F.v 7500.1,1 8,25(kW)

( 24 , 1 ) 1

( 24

25 , 8 1000

Trang 7

N A

F o   0  138  1 , 2  165 , 6

Lực vòng :Ft=1000.Nđc/V=1000.8,25/12,23=674,57N

Fr lực tác dụng lên trục

2 sin

Trang 8

PHẦN 2 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG

tđ

06 , 3

10 6 , 306 i

n.K

K 1,6)δ (1,4



n : hệ số an toàn (n =1,5)

Trang 9

1 249,4 1,5

1 206,4 1,5

2 tx

6

.n

K.N ].i [δ

1,05.10 1).

8,65 1,5 06 , 3 416

1,05.10 1).

2 6

1000(3,06 60

730 200 3,14 2 1) 1000(i 60

.A.n 2

200 2 1) (i

Ktt   

Theo bảng (3-14) [1], Kđ = 1,55

→ K = 1,015 1,55 = 1,57 sai số so với dự đoán K=1,5

Trang 10

Vậy khoảng cách trục A chính là A=200 203 mm

3(3,06

203 2 1) m(i

.K.N 19,1.10

2 2

6

u 38,9N/mm [δ ] 138,5N/mm

5 , 6 730 3 3 0,451

65 , 8 1,5 19,1.10

2 2

6

u 30,5N/mm [δ ] 76,4N/mm

6 238,5 101

3 0,517

22 , 8 1,5 19,1.10

1.10 Kiểm nghiệm quá tải:

a Ứng suất cho phép khi quá tải:

10 05

) 1 (

n b

N K

i 

= 2001,05..310,066

60 5 , 238

65 , 8 5 , 1 ) 06 , 4

= 422,6N/

Trang 11

txqt = tx K qt = 422,6 1 , 8 = 566,9 N/mm2 < []txqt2

b Kiểm nghiệm quá tải về độ bền uốn:

Ứng suất quá tải cho phép:

Z

99mm cos

/

1 m n Z   (đường kính vòng chia)

mm 309 2.3 303 2m

Dc2 d c2 n   

105mm 2.3

99 2m

1 dc     (đường kính đỉnh)

mm C

m

d c 2 n 2 99 2.3 - 2.0,75 91 , 5

D i 1  1     

mm 295,5 2.0,75

2.3 303 2

8,65 9,55.10

2 d

2.M F

6 1

Trang 12

5 , 91 D

1

c  mm

5 , 295 D

2

c 

2.Thiết kế bộ bánh răng nghiêng

2.1 Vật liệu chế tạo bánh răng :

a Bánh nhỏ : C45 thường hóa, δb = 580 N/mm2, δch = 290 N/mm2 , HB = 190 phôi ren

b Bánh lớn : C35 thường hóa, δb = 480 N/mm2, δch = 240 N/mm2 , HB = 160 phôi ren

2.2 Định ứng suất cho phép:

a Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Số chu kỳ làm việc bánh răng nhỏ:

i

M

M 60u.

N 1

4773.10 0,3)

1 0,3 0,75 0,4 7000(0,5 238,5

1

6 6

tđ

3,67

47,73.10 i

K 1,6)δ (1,4



Trang 13

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

1 249,4 1,5

1 4 , 06 2 1,5

, 2 A

2

tx

6

1,35 65 0,3

8,22 1,5 67 , 3 416

1,05.10 1).

(3,67 θ

.n

K.N i δ

1,05.10 1).

1000(3,67 60

238,5 250

3,14 2 1) 1000(i

60

.A.n 2

250 2 1) (i

Ktt   

Theo bảng (3-14) [1], Kđ = 1,45

→ K = 1,025 1,45 = 1,48 sai số không nhiều so với dự đoán K=1,5

Trang 14

Vậy khoảng cách trục A chính là A=250 248 mm

0,985 248

2 m

2Acosβ Z

Z

n 2

163 1

Z2  1    răng

Tính chính xác β :

' 0 n

248 2

3 163 2A

.m Z

8.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng :

Theo CT (3-37), số vòng tương đương :

36,6 0,986

35 β

128 β

n

6

.Z.n.b.θ Y.m

.KN 19,1.10

Trang 15

 1

2 2

6

1,5 75 238,5 35

3 0,476

8,22 1,5 19,1.10

6

1,5 75 5 , 238 129 3 0,517

8,22 1,5 19,1.10

10.kiểm nghiệm quá tải:

a Ứng suất cho phép khi quá tải:

10 05 ,

) 1 (

n b

N K i





= 1250,05..310,676

75 65 35 , 1

22 , 8 5 , 1 ) 67 , 4

=500N/mm2

txqt = tx K qt = 500 1 , 8 = 670,8 N/mm2 < []txqt2

Kiểm nghiêm quá tải về độ bền uốn:

ứng suất quá tải cho phép:

Trang 16

9 Các thông số chủ yếu của bộ truyền :

35 3 cosβ

3Z

d 1

mm 390 0,986

128 3 cosβ

106

mm 396 3 2 390 2m

390

mm 98,5 2,5m

106

382,5mm 2,5m

106

8,22 9,55.10

2 d.n

.N 2.9,55.10 d

2M

F

6 6

6152tg9 tgβ

6152.tg20 cosβ

.tgα

F

0 a

1

c 

Trang 17

8,65 120.

8,22 120.

Trục 3 : N = 7,5 Kw

n = 65 v/ph

58,4mm 65

7,5 120.

Tra bảng 14P tr.337

Trang 18

d1=30mm ,ta có b01=19mm

Chọn trước các thông số sau theo sách thiêt kế máy bảng 7-1

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay k1=815 mm chọn k1=12mm

Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong hộp k2=515 chọn k2=10mmKhoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3=1020mm chọn

k3=15mm

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông hn=1520mm chọn hn=15mm

Khoảng côngxôn lcki=0,5(lmki+b0)+ k3+ hn

Trang 20

Trang 22

Trang 23

N Y

F F

l l

A r

đ 1463 832 2240 55 Y

N 2240 2.120,5

832.120,5 1463.300,5

Y

0 l F Y

2 F

1 B

A

13 r1 13 A 11

2286 X

-N 1143 2l

F X

0 l F l

X

2

1 B

13

13 a1 A

13 a1 13

Tính mômen uốn tại những tiết diện nguy hiểm:

Tra bảng 7-3 sách tkctm :    63N/mm2

Tại n-n:

2 2

2 uy 2

ux u

2 ux

2 12

đ

uy

N/mm 87048,5 5

, 87048 M

, 59 1463 l

2 2

uy 2

ux u

2 13

ux

2 13

B

uy

mm 137890,8N/

137731,5 6627,5

M M

M

N/mm 137731,5 120,5

1143 l

X

M

N/mm 6627,5 5

, 120 55 l Y

M

6,3

3 , 69168 1

Trang 24

Trang 25

2286 - -6152.2 X

-7295N 241

5 , 120 2286 ) 5 , 182 5 , 58 (

6152 X

0 l X l F l F

-F

3 2 1 A

B

21 B 24 a3 23 a2 22

F l

832 - 2.2275 Y

-N -1859 241

5 , 120 832 ) 5 , 182 5 , 58 (

2275 Y

0 l Y l F l F

-F

3 2 1 A

B

21 B 24 r3 23 r2 22

2 2

uy 2

ux u

2 22

A

ux

2 1

22 A

uy

mm 455327,9N/

426757,5 171412,7

M M

M

mm 426757,5N/

7295 5 , 58 l M

N/mm 7 , 171412 2

, 62661 5

, 58 1859 l

M

d  , với

2 6

2

2 2 2

u x 2 tđ

/ 6 , 329144 5

, 238 / 22 , 8 10 55 , 9

0,75.M M

M

mm N M

Trang 26

Mtđ=541069,6N/mm2

 

3 tđ

δ 0,1.

2 2

uy 2

ux u

2 22

23 r1 1 uy

2 22

23 1 ux

N/mm 389395,7 78388,8

381424 M

M

N/mm 78388,8 2275.62

-62661,2 )

( F M

N/mm 381424 62

6152 )

.(l Fa

M

2

2 2

u x tđ

N/mm 329144,6

M

0,75.M M

Trang 27

thiết kế trục 3:

Trang 28

Trang 29

-6152N 241

5 , 182 6152 5

, 58 6152 X

0 l X l F

F

2 1 A

B

31 B 33 a2 32

a F X F

2.2275 Y

2275N 241

5 , 182 2275 5 , 58 2275 Y

0 l Y l F

F

2 1 A

B

31 B 33 r2 32

r F Y F

2 2

uy 2

ux u

2 32

A

ux

2 2

32 A

uy

mm 505546,8N/

359892 355042,7

M M

M

359892N/mm 6152

5 , 58 l M

N/mm 7 , 355042 2

, 221955 5

, 58 2275 l

M

d  , với

2 6

3

2 3 u

tđ

N/mm 1101923

.7,5/65 10

55 ,

9

M

0,75.M M

M

0,1.49,6 1079932

Trang 30

d D

D KM

4 4

Chốt được kiểm nghiệm về ứng suất cắt tại hai tiết diện:

Trang 31

 c

c

x c

d d

M K

4

2 0 , 25 85 / /

Trang 32

: d x  d

l k d

M



.

Trang 33

b l d

T



.

T



.

1 Kiểm nghiệm độ bền mỏi





2 2

Trang 34

; 63 , 1

63 , 1

/ 1 , 14 4010 2

9 , 113160

/ 9 , 46 1855

5 , 87048

mm N

m a

Trang 35

62 , 5 1 , 14 05 , 0 1 , 14 84 , 1

150

39 , 2 9 , 46 4 , 2 270



39 , 2 62 , 5

2 2

Xét tiết diện m-m:d=32mm;W=2730N/mm2,,W0=5910N/mm2



2 2

/ 57 , 9 5910 2

9 , 113160

/ 5 , 50 2730

8 , 137890

mm N

m a

150

23 , 2 5 , 50 4 , 2 270



29 , 8 23 , 2

2 2

63 , 1

/ 17 , 9 17930 2

6 , 329144

/ 55 8280

9 , 455327

mm N

m a

Trang 36

Đồ án mơn học Chi tiết máy GVHD:

Thay các giá trị tìm được vào công thức ta được

90 , 7 17 , 9 05 , 0 17 , 9 02 , 2

150

8 , 1 55 7 , 2 270



8 , 1 90 , 7

2 2

Xét tiết diện b-b:d=48mm;W=9620mm;W0=20500mm 

2 2

/ 02 , 8 20500 2

6 , 329144

/ 4 , 40 9620

7 , 389395

mm N

150

47 , 2 4 , 40 7 , 2 270



5 , 7 47 , 2

2 2

63 , 1

Trang 37

M x=9,55.106.N/n=1101923Nmm

2 2

/ 4 , 12 44300 2 1101923

/ 1 , 24 20900

8 , 505546

mm N

150

2 , 3 1 , 24 5 , 3 270



7 , 4 2 , 3

2 2

2 Kiểm tra độ bền tĩnh

1 , 0

8 , 137890 1

2 , 0

9 , 113160 2

M

14 , 71 40

1 , 0

9 , 455327 1

2 , 0

6 , 329144 2

M

4 , 23 60

1 , 0

8 , 505546 1

Trang 38

d

T

5 , 25 60 2 , 0

1101923 2

Trang 40

kn hệ số nhiệt độ bảng 8-4 chọn kn=1

kt hệ số tải trọng động bảng 8-3 sách tkctm chọn kt=1

N 6559 2275

6152 R

R

Ay 2

Ax

N 6559 2275

6152 R

R

By 2

Trang 41

1859 R

R

Ay 2

Ax

N 7528 7295

1859 R

R

By 2

Trang 42

Tra bảng 14P, với d1=30mm chọn ổ bi đỡ TOCT 8338-57 kí hiệu quy ước

306 có Cbảng=33000, ổ bi cỡ trung , đường kính bi 12,30mm,đường kính ngoài D=59,4mm

Tuổi thọ ổ lăn:

vì là ổ bi nên m=3 (sách chi tiết máy)

L tuổi thọ tính bằng triệu vòng

Trang 43

L=60.n.lh/106=60.730.7000/106=306,6 triệu vòng

n số vòng quay ổ

Lh tuổi thọ của ổ tính bằng giờ

7.THIẾT KẾ VỎ HỘP

Tra bảng (10-9), chọn các kích thước của võ hộp như sau:

Chiều dày thành thân hộp:  = 0,025A + 3 = 0,025 x 250 + 3 =

9,25 mm

Chiều dày thành nắp hộp:  1 = 0,02A + 3 = 0,02 x250 + 3 = 8 mm

Trang 44

- Chiều dày mặt bích dưới thân: b = 1,5 = 1,5 x 9,25= 13,875 mm

- Chiều dày mặt bích trên của nắp: b1 = 1,5 1 = 1,5 x 8 = 12 mm

- Chiều dày đế hộp không có phần lồi = 2,35 = 2,35 x 9,25 = 21,73 mm

- Chiều dày gân = (0,85  1)   8 mm

- Chiều dày gân nắp hộp = 7 mm

- Đường kính bulông nền: dn = 0,036A + 12 = 21 mm

Trang 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trịnh Chất-Lê Văn Uyển – Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí _ Nhà Xuất Bản Giáo Dục.

2 Nguyễn Hữu Lộc-Nguyễn Tuấn Kiệt-Phan Tấn Tùng-Nguyễn Thanh Nam – Cơ Sở Thiết Kế Máy _ Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chi Minh.

3 Trần Hữu Quế-Đặng Văn Cừ-Nguyễn Văn Tuấn – Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí _ Nhà Xuất Bản Giáo Dục.

4 Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm – Thiết Kế Chi Tiết Máy _ Nhà Xuất Bản Giáo Dục

Trang 46

Phần 2 Thiết kế bộ truyền

A.Thiết kế bộ truyền ngoài

Ta đi thiết kế bộ truyền xích với các thông số kỹ thuật như sau:

Tỷ số truyền: u =3,16

Công suất: N =9,72 KW

Số vòng quay trục dẫn: n = 90,59 v/p

1/.Chọn loại xích.

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên dùng xích con lăn

2/ Xác định các thông số của bộ truyền xích.

Theo bảng (5.4) [TKHDD - I] với u=3,16 chọn số răng đĩa nhỏ z1=25, do

đó số răng đĩa lớn:

z2=uz1=3,16.25 =79 < zmax =120 (răng)

Theo công thức (5.3) [TKHDD - I] công suất tính toán:

z

z k

01 50

0,5590,59

n III

n k n

kđc=1,25 : Vị trí trục không điều chỉnh được

kbt=1,3 : Môi trường có bụi, bôi trơn nhỏ giọt

Trang 47

kc=1,25 : Bộ truyền làm việc hai ca.

Vậy có:

k = 1.1.1,25.1,3.1,25.1,3 = 2,64

Lúc đó có:

Pt= 9,72.2,64.1.0,55 = 14,11 kNTheo bảng (5.5)[TKHDD - I], với n01= 50v/p, chọn bộ truyền xích mộtdãy có bước xích p = 44,45 mm thoả mãn điều kiện bền mòn:

Nt<[N]

Ta có khoảng cách trục a= 40p = 40.44,45 = 1778 mm

Theo công thức (5.12)[TKHDD - I] , ta có số mắt xích:

X=2a/p + 0,5(z1+z2) + (z2-z1)2p/(42a) = 2.1778/44,45 + 0,5(25 + 79) + (79 - 25)2.44,45/(421778) = 133,85 mắt

Trang 48

Trang 49

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc.

NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

C: Số lần ăn khớp trong một vòng quay

Ti , ni, ti : Lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế

độ i của bánh răng đang xét

Trang 50

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn

NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

c : Số lần ăn khớp trong một vòng quay

Trang 51

T K u



Với: T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ;

Ka : hệ số phụ thuộc vào loại răng ;

aw1= 43.(4,91+1).3  

2

71526/2 1,2

500 4,91.0,3  127,23 mmChọn aw1 = 130 mm

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

Yêu cầu cần phải đảm bảo

Trang 52

Trang 53

Tra bảng (6.14) [TKHDD - I] với bánh trụ răng nghiêng, vận tốc vòngnhỏ hơn 5 m/s ta có;KH = 1,16

Trang 54

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

Trang 55

mF: Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn.

NFO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

Ta thấy độ bền uốn được thoả mãn vì F1 < [F1] ,F2 < [F2];

7 Kiểm nghiệm răng về quá tải

ứng suất quá tải cho phép : [H]max = 2,8 ch2 = 2,8 450 = 1260 MPa;

vì F1max < [F1]max ,F2max < [F2]max nên răng thoả mãn

Kết luận: với vật liệu trên thì bộ truyền cấp nhanh thoả mãn các yêu cầu kĩ

thuật

Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh :

Trang 56

mH: Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc

NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

Trang 57

N HE 60 .c n i t i.T T i / 13 /t i t CK

1 640

, ,

H

T K u

Thay số ta được : aw2= 49,5.(3,26+1).3

2

327259.1,02(572,72) 3,26.0,4 = 175,14 mm Chọn khoảng cách trục: aw2 = 175 mm

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	1,68 MB