Đồ án nguyên lí chi tiết máy

2/Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ: a/ Số vòng quay của trục công tác lắp đĩa xích tải : Trong đó : V : vận tốc băng tải Z :số răng đĩa xích tải T : bước xích tảib/ Tỉ số sơ b

NHẬN XÉT CỦA GVHD

TP.HCM, Ngày… Tháng… Năm

Chữ ký Giáo Viên:

Trường ĐH- SPKT ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

d Bước xích t(mm): 100

e Số năm làm việc a(năm): 7

3 Đặc điểm của tải trọng:

Tải va đập nhẹ Quay một chiều

4 Ghi chú:

Năm làm việc 300 ngày, ngày 2 ca, 1ca = 8 giờ

Sai số cho phép về tỉ số truyền ∆I = 2÷3%

B- KHỒI LƯỢNG CỤ THỂ:

- Một bản thiết minh về tính toán

- Một bản vẽ lắp hộp giảm tốc ( khổ A0)

Sinh viên thực hiện:

Giảng viên hướng dẫn:

1/Xác định công suất cần thiết đối với động cơ :

Gọi Pt : công suất trên trục máy công tác

η : hiệu suất chung

Pct : công suất làm việc ( công suất cần thiết trên trục động cơ)

, 0 6 , 0

2 , 0 6 , 0 8 , 0 1000

1 , 1 3000

1000

2 2

ck ck

t t

t t

T

T t t

T T ti

ti T

Ti V

P F   



nt ô br

82,2

2/Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ:

a/ Số vòng quay của trục công tác lắp đĩa xích tải :

Trong đó :

V : vận tốc băng tải

Z :số răng đĩa xích tải

T : bước xích tảib/ Tỉ số sơ bộ của hệ :

Với hộp giảm tốc 2 cấp chon Error: Reference source not found sao cho :

16 Error: Reference source not found Error: Reference sourcenot found Error: Reference source not found200

Ta chọn :

Error: Reference source not found

Ta có : Error: Reference source not found vòng

Ta chọn Error: Reference source not found

Tra bảng ( P1.3) ta chọn động cơ có ký hiệu K132S4 công suất động cơ

Pdc=4 kw số vòng quay của động cơ 1445 ( vòng /phút) , khối lượng 58kg , đường kính trục động cơ D= 32 mm

II

Phân phối tỉ số truyền

- Trạm dẫn động cơ khí gồm hai bộ truyền

+ Bộ truyền ngoài hộp: bộ truyền đai

+ Bộ truyền trong hộp: 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng

1/ Tính tỉ số truyền thực của hệ dẫn động theo công thức :

1 , 1 60000

đc t

u

u u u

46 , 28



u

u u u

u

đ ch nh hgt unh u t ch 1 , 3

3/Xác định công suất, momen và số vòng quay các trục:

Công suất các trục :

+ Trục tải Error: Reference source not found + Trục III Error: Reference source not found Error:

Reference source not found

+ Trục II Error: Reference source not found Error:

Reference source not found

+ Trục I Error: Reference source not found Error:

Reference source not found

+Trục động cơ Error: Reference source not found Error: Reference source not found

, 2

, 33

67 , 192

3 , 3 10 55 ,

Tđc

) ( 72 , 51219 578

1 , 3 10 55 ,

mm N

) ( 5 , 146221 67

, 192

95 , 2 10 55 ,

mm N

Tđc 

PHẦN IITÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

I/ Bộ truyền đai thang :

1/ Chọn loại chi tiết đai :

Giả sử v < 25 m/s ta chọn đai thường

đường kính đai nhỏ

Vậy ta chọn

đai thang thường

Theo công thức 4.2 với ε = 0,02

và chiều dài đai L :

Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a= 315=

Theo công thức ( 4.14) chiều cao đai là :

d

1000.60

1445.125.14,31000.60

1 1

315)

1(1

2

d

a

d d d d a l

4

) (

2

) (

2

2 1 2 2

4

) 125 315 ( 2

) 315 125 ( 14 , 3 315 2

, 6 1400

10 46 , 9

Tính khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l= 1400 mm

4

8 2 2

)315125(14,314002

1253152

95 8 8 , 708 8

0 0

1 2 0

341

125315180

57



a

d d



đ

C C C C P

K P Z

.1 0

25 , 1 3 , 3





Z

50 10 2 15 ) 1 3 ( 2 ) 1

B

6 , 131 3 , 3 2 125

K P

.





v F

87 , 133 39 , 9 3 91 , 0 46 , 9

25 , 1 3 , 3 780

F

12,925)2

148sin(

3.4,160.2)2sin(

F r

Tỉ số truyền thực tế : 2,57 mmChiều rộng bánh đai : 50 mmChiều dài đai : 1400 mm

Số đai : 3Tiết diện đai : Lực tác dụng lên trục : 925,12

II Bộ truyền bánh răng

1.Chọn vật liệu

Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong thống nhất hóa trong thiết kế ở đây chọn vật liệu hai cấp bánh răng như sau:

xoắn, số vòng quay và tổng số giờ

NHE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

70 2

0 1 lim  HB

2 1

0 1

H



441 245 8 , 1 8

,

1 1

0 1

F



530 70 230 2 70

2 2

0 2

H



414 245 8 , 1 8

,

1 2

0 2

F



4 , 2

30 HB

HO H

N 

7 4

, 2

1  30 245  1 , 6 10

HO N

7 4

, 2

2  30 230  1 , 39 10

HO N

i i

i

T

T c

1 2

Với c,n t lần lượt là số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, số vòng quay trong

1 phút và tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét

> NH02 do đó

KHL2 =

1 ( KHL: hệ số tuổi thọ )

Suy ra NHE1 > NHO1 do đó KHL1 = 1

Như vậy theo công thức 6.1a sơ bộ xác định được

Với NFO: số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn và NFO = 4.106

NFE: số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

578 1



1 , 1

1 560

1 530

578 1



  252

75 1

1 , 1 441

1 , 1 414

1 1

.1

ba n H

H n

a W

u

K T u

K a

8 , 3

W a

Ψbd = 0,5 Ψba( un + 1) = 0,5.0,3( 3.8 +1) = 0.72 do đó theo bảng 6.7 Chọn KHβ = 1,1 (sơ đồ 3).

3.3Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

cos

a

2 , 91 24 8 , 3 1

79 , 3 24

91





m u

95,0121.2

912422



2 1

1

1

2

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z Z

a

Z

2 sin

, 0 ) 19 , 18 ( ).

96 , 20 cos(

acrtg

tw t

05 , 17 cos 2





H Z

2

19,18sin3,36sin

1 1

kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta được =0,002

go: hệ số ảnh hưởng đến các sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, tra bảng 6.16 ta được g0 = 73

Xác định chính xác ứng xuất tiếp cho phép

Theo công thức (6.1) với V=1,528 m/s <5 m/s, ZV = 1; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia côngđạt độ nhám Ra =2,5… 1,25μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,95 ; với da < 700 mm và

KXH =1 do đó theo công thức (6.1) và (6.1a)

1 24

1 2 , 3 88 , 1 cos 1 1 2 , 3 88 , 1

2 1

52 , 50 1 79 , 3

121 2 1

u

a d

528,11000

.60

578.52,50.14.31000.60

121 528 , 1 73 002 , 0

52 , 50 3 , 36 26 , 1



HV K

27 , 1 02 , 1 13 , 1 12 , 1

, 50 79 , 3 3 , 36

) 1 79 , 3 ( 27 , 1 72 , 51219 2 783 , 0 69 , 1

2 2

w a b







3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Theo công thức (6.43)

Theo bảng 6.7 ,Kfβ =

1,24

Theo bảng 6.14 với V < 2,5 m/s và cấp chính xác 9, KHα = 1,37Theo công thức (6.47)

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2

1

1 1

121 53 , 1 73 006 , 0

2

52 , 50 38 79 , 3 1

2

1

w w F

FV T K K

d b







61 , 0 63 , 1

1 1

19 , 18

, 0

91 cos 3 3

52 , 50 38

9 , 3 61 , 0 77 , 1 72 , 51219

, 3

61 , 3 34 , 112

1

2 1

F

F F F

Theo các công thức trong bảng 6.11 ta tính được

4.3Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thức (6.33) ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc

.1

ba c H

H c

a W

u

K T u

K a

3

W a



9848,0.144.21

cos

a

105 35 3 1

Z c

3 35

105





m u

144.2

1053522



2 2

2

1

2

W m W

m H H

M H

d u b

u K T Z Z



đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta được =0,002

go: hệ số ảnh hưởng đến các sai lệch các bước răng bánh 1 và 2, tra bảng 6.16 ta được g0 = 73

a

Z

2 sin

, 0 ) 54 , 13 ( ).

52 , 20 cos(

acrtg

tw t

89 , 13 cos 2

54,13sin6,57sin

1 1

1 35

1 2 , 3 88 , 1 cos 1 1 2 , 3 88 , 1

2 1

72 1 3

144 2 1

u

a d

73,01000.60

193.72.14,31000.60

144 73 , 0 73 002 , 0

2

72 6 , 57 74 , 0

3 6 , 57

) 1 3 ( 27 , 1 5 , 145971

2 76 , 0 72 , 1



H



Theo công thức (6.1) với V=0,73 m/s <5 m/s, ZV = 1; với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9, khi đó cần gia côngđạt độ nhám Ra =10… 40μm, do đó Zm, do đó ZR = 0,9 ; với da < 700 mm và

KXH =1 do đó theo công thức (6.1) và (6.1a)

Y Y Y K T

w w

F F

F

.

2

1

1 1

144 73 , 0 73 006 , 0

F

u

a V g





02 , 1 37 , 1 17 , 1 5 , 145971

2

72 6 , 57 22 , 2 1

2

1

w w F

FV T K K

d b







58 , 0 71 , 1

1 1

54 , 13 1

35 cos 3 3

,0

72 6 , 57

7 , 3 9 , 0 58 , 0 37 , 1 5 , 145971

, 3

6 , 3 13 , 93

1

2 1

F

F F F

I.Chọn vật liệu làm trục

Dựa vào đặc điểm va tải trọng tác dụng lên các trục ta chọn thép C45 có

σb = 600 MPa, ứng suất

xoắn cho phép MPa

II.Xác dịnh sơ bộ đường kính trục

Đường kính trục được xác định nhờ vào momem xoắn theo công thức (10.9)

(k = 1, 2, 3)

 Trục I

T1 = 51219,12 (N.mm) (MPa)

III.Xác định khoảng cách các gối đở và diểm đặt lực

1 Từ đường kính trục d ta xác định gần đúng chiều rộng ổ lăn b0 theo bảng

mayơ bánh đai , mayơ

bánh răng trụ theo công thức (10.10)

   15 30

 

3

2 ,

0 

K K

4535303

3 2

d tb

+ Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc

khoảng cách giữa các chi tiết quay là K1 = 10 (mm)

+ Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp giảm tốc là

1 1

l m

42 30 4 , 1 4 ,

1 1

l m

49 35 4 , 1 4 ,

l m

49 35 4 , 1 4 ,

1 2

l m

90 45 2

2 3

l m

5 Xác định trị số và chiều các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục

5 ,

0 12 01 3

c l b K h l

169 21 10 2 10 3 49 49 2

23 22 31 21

5 ,

0 33 03

3 31

33 l h K  l b      

82 169 251

31 33

72 , 51219 2 2

Ft N d

T Ft

19,18cos

96,20.7,2027cos

Fr N tg

tg Ft





III.Tính lực và vẽ biểu đồ nội lực

1.Trục I

1.1 Xác định phản lực tác dụng lên gối đỡ

Fđ = 925,12 N

1.2 Biể

u

đồ nội lực

2 2

Ft N d

T Ft

54,13cos

52,50.76,4054cos

Fr N tg

tg Ft

d Fa

2

52,50.28,6662

Fr F

169

23,1683055

.59,81751.12,925169

55.70

N M

Fr F

169

23,1830114

.59,817239.12,925169

114.239

55.1

114.1



1.3 Momen tương đương tại các tiết diện

Do đó

(mm) (mm)Chọn trục theotiêu chuẩn

dA = dB = 25 mm

dD = 21 mm

dC = 32 mm

1.5Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi tại các vị trí mặt cắt nguy hiểm nhất

a> Với vật liệu trục là thép C45 có σb = 600 MPa

và MPaMPa

Theo bảng 10.7 chọn

b> Vì các ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó

Tiết diện nguy hiểm nhất tại C với dC = 32 mm

75 , 0

A

) ( 3 , 122103 51219

75 , 0 75185

0 

tdi j

M

71 , 22 67 1 , 0



7 , 151 6 , 261 58 , 0

58 ,

C

C C aC

d

t d bt d W

M

2 1 1 3

2 2

max

32

7518585375

75185 85375

2 3

2 2

32

51219

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16



 

Vậy như vậy

không cần kiểm tra độ

cứng của trục

1.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

* Với đường kính trục 1 là d1 = 32 mm để lắp bánh răng

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 10 ; h = 8

t1 = 5 ; t2 = 3,3

Chiều dài then mm

K

K K K

K

K K K



x

K K y  1 , 5

88 , 0





   0 , 81

76 , 1





K K  1 , 54

3 , 1 5

, 1

1 06 , 1 88 , 0

54 , 1

, 1

1 06 , 1 81 , 0

54 , 1

6 , 261

dC C

7 , 151

dC C

3,29.5,3

2 2

C C C

S S

S S S

2

1 1 1

T d

51219 2

2

1 1







b l d

T C

d Fa

M w mnh

2

52,506662

1



mm N

d Fa

2

7213322

M Fr

Fr

169

4795263759

55.817114.1561169

55.114

M M Fr

169

114.8174795263759

55.1561169

114.55

Ft

169

114.405455

.2027169

114.55

Ft

169

55.4054114

.2027169

55.114

2



Do đó

xj yi

M tđ tđ

) ( 204755 146221

75 , 0 147730

B

) ( 239174 146221

75 , 0 186611

C

2.4 Đường kính tại các tiết diện tương ứng

Theo công thức (10.17):

Trong đó, - ứng suất cho phép của thép chế tạo trục cho trong bảng 10.5 tra được

Do đó

(mm) (mm)Chọn trục theo tiêuchuẩn

dA = dD = 35 mm

dB = dC = 40 mm

2.5Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi tại các vị trí mặt cắt nguy hiểm nhất

Với vật liệu trục là thép C45 có σb = 600 MPa

và MPaMPa

0 

tdi j

M

4 , 34 50 1 , 0



7 , 151 6 , 261 58 , 0

58 ,

C C

C C aC

d

t d bt d

M W

M

2 1 1

3 max

186611 79658

2 3

2 2

40

146221

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16

K

K K K

K

K K K



x

K K y  1 , 5

Vậy như vậy

không cần kiểm tra độ

cứng của trục

2.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

* Với đường kính trục là d2 = 40 mm để lắp bánh răng

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 12 ; h = 8

t1 = 5 ; t2 = 3,3

Chiều dài then mm





K K  1 , 54

42 , 1 5

, 1

1 06 , 1 85 , 0

76 , 1

, 1

1 06 , 1 78 , 0

54 , 1

6 , 261

dC C

7 , 151

dC C

4,16.3,4

2 2

C C C

S S

S S S

2

2

1 2 2

T d

146221

2

2

2 2







b l d

T C

d Fa

M w mch

2

7213322

 N ( Với Dt =

140 mm, tra bảng 15.10)

3.3

Momen tương đương tại các tiết diệnTheo công thức (10.15) và(10.16) ta có

Trong

đó -

7642 140

534950

2 2

Fr

169

143856114

.1561169

114.4

N Fr

M

169

14385655

.1561169

55.4

F

169

114.4054251

.1910169

114.251

Fnt

169

55.191082

.4054169

55.82



xj yi

momen uốn trong mặt phẳng yoz và xoz tại các tiết diện j

Do đó

(mm) (mm)Chọn trục theotiêu chuẩn

dA = dC = 50 mm

dB = 52 mm

dD = 48 mm

3.5Tính kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi tại các vị trí mặt cắt nguy hiểm nhất

Với vật liệu trục là thép C45 có σb = 600 MPa

và MPaMPa

0



M D A

M tđ tđ

) ( 551533 534950

75 , 0 256044

B

) ( 489033 534950

75 , 0

0 

tdi j

M

9 , 47 50 1 , 0



7 , 151 6 , 261 58 , 0

58 ,

B B

B B aB

d

t d bt d

M W

M

232

2 1 1 3

5 , 5 52 5 , 5 14 52 32

256044 154926

2 3

2 2

5,5525,5.1416

52

534950

2 3

j

d

t d t b d W

2 1 1

3 0

16



 

Vậy như vậy

không cần kiểm tra độ

cứng của trục

3.6 Kiểm nghiệm độ bền của then

* Với đường kính trục III để lắp then là d3 = 52 mm

Theo bảng 9.1a chọn then có : b = 14 ; h = 9

t1 = 5,5 ; t2 = 3,8

Chiều dài then mm

K

K K K

K

K K K



x

K K y  1 , 5

81 , 0





K K  1 , 54

49 , 1 5

, 1

1 06 , 1 81 , 0

76 , 1

, 1

1 06 , 1 76 , 0

54 , 1

6 , 261

dB B

7 , 151

dB B

4,9.3,6

2 2 2

B B B

S S

S S S

2

2

1 3 3

T d

534950

2

2

3 3







b l d

T C

PHẦN IVTÍNH TOÁN Ổ LĂN VÀ VỎ HỘP

Theo bảng phụ lục ( P2.12 ) chọn ổ lăn có kí hiệu 36205 với các thông số

* Chọn kiểu lắp bánh răng:

Trục I:  32 Trục II:  40 Trục III:  50

II Tính toán và thiết kế vỏ hộp

1 Tính toán vỏ hộp

-Ta chọn vỏ hộp đúc,vật liệu là gang xám GX 15_32

-Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua đường tâm các trục

để việc tháo lắp các chi tiết được thuận tiên và dễ dàng hơn

895 , 0 817 1561

666 1332

2 3

Fa Fa

85 , 0 1561

1332

4

Fr Fa

-Các kích thuớc của hộp giảm tốc:

+Chiều dày thân hộp:

L: chiều dài hộp.Chọn sơ bộ L = 600 mm

B: chiều rộng hộp.Chọn sơ bộ B =300 mm

Z =

 chọn Z =6

2 Bôi trơn ổ lăn

-Do ổ làm việc lâu dài,tốc độ làm viêc thấp,nhiệt độ làm việc < 150C nên

ta bôi trơn bằng mỡ.Theo bảng 15-15 ta chọn mỡ LGMT2

-Ta dùng vòng phớt để che kín ổ lăn

3 Bôi trơn hộp giảm tốc

-Do vận tốc vòng < 12m/s nên ta bôi trơn bắng phương pháp ngâm dầu Chiều sâu ngâm dầu = (0,75 2) h > 10mm

Với h : chiều cao chân răng

Ta dùng dầu tuabin để bôi trơn

300 200

300 600









TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Trịnh Chất & Lê Văn Uyển tập 1, tập 2 (nhà xuất bản giáo dục Việt Nam).

2 Bài tập chi tiết máy – Nguyễn Hữu lộc (nhà xuất bản đại học quốc gia Thàn Phố Hồ Chí Minh).

3 Cơ sở thiết kế máy & chi tiết máy – trịnh chất (nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật).