Bản thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Bản thuyết minh đồ án môn học chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Tp Hồ Chí Minh tháng 4/2013.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA KỸ THUẬT CƠ SỞ

BỘ MÔN:CHI TIẾT MÁY.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Giáo viên hướng dẫn :VĂN HỮU THỊNH

Sinh viên thưc hiệnMSSV: 11443060

Lớp: 11443DVT

ηk =1 hiệu suất của khớp nối

ηbr =0,98 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

ηx=0,97 hiệu suất bộ truyền xích

ηol=0,99 hiệu suất một cặp ổ lăn

ηot=0,98 hiệu suất một cặp ổ trượt

Trong đó: n: số vòng quay của động cơ

n: số vòng quay của xích tải

9 36,66 = 572329(N.mm)

II.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

*chọn xích truyền động là xích con lăn: (vì tải trọng nhỏ,vận tốc thấp)Xác định các

thông số của xích và bộ truyền:

Theo bảng 5.4,với u=2.chọn số răng đĩa nhỏ Z=25,do đĩ số răng đĩa lớn Z=U.Z=2.27= 54 < Z=120

_Theo cơng thức(5.5),cơng suất tính toán Pt =

Trong đĩ với Z=27 ,k=25/Z=1,với n=200(vịng/phút),k= = 136,66200 = 1,46

- S d ng cơng th c(5.4) tra b ng 5.6ử dụng cơng thức(5.4) tra bảng 5.6 ục III: ức(5.4) tra bảng 5.6 ảng 5.6

Kb = 1,3 hệ số xét đến điều kiện bơi trơn,chọn bơi trơn định kì

KC = 1,25 hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền làm việc 2 ca

Ch n s b a = 40.25,4 = 1016 (mm)ọn sơ bợ a = 40.25,4 = 1016 (mm) ơ bợ a = 40.25,4 = 1016 (mm) ợ a = 40.25,4 = 1016 (mm)

Tính số mắt xích theo công thức 5.12

X = + +

X = 2.101625, 4 + 27 542 + 2 2

(54 27) 25, 4 4.3,14 1016



= 120,96Chọn x= 122 (mắt)

Kiểm nghiệm số lần va đập của xích trong một giây theo cơng thức 5.14

i= = 27.136,6615.122 = 2,01 < [i]=35

Z1: số răng đĩa dẫn

n3: số vịng quay trong 1 phút của đĩa dẫn

Theo (5.9) số lần va đập cho phép trong một giây [u] = 35 cho nên điều kiện

V y ch n A=1026 mm.ậy chọn A=1026 mm ọn sơ bợ a = 40.25,4 = 1016 (mm)

* Tính đường kính vịng chia trên đĩa xích theo cơng thức(5.17) và bảng 13.4

đĩa dẫn: d1 = =

25, 4 180 sin 27

o = 218,79(mm) đĩa bị dẫn: d2=

25, 4 180 sin 54

o = 436,84 (mm)

da1 = p.[0,5 + cotg(/Z1)] = 25,4.( 0,5 + cotg(/27) = 230 mm ;

da2 = p.[0,5 + cotg(/Z2)] = 25,4.( 0,5 + cotg(/54) = 448mm ;

r =0,5025.d +0,05=0,5025.11,91+0,05= 6,03 mm và d =11,91(xem bảng 5.2) d= d-2r=203,55mm

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức 5.18

Trong đó với Z=27; k=0,42; E=2,1.10 Mpa ; A=450mm(bảng 5.12),

k=1,2(xích 1 dãy),lực va đập trên 3 dãy xích theo(5.19)

F=13.10.n.p.m=13.10.136,66.25,4.3= 8,73(N)

Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp

xúc cho phép []=600Mpa,đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1

Tương tự,  [] (với cùng vật liệu và nhiệt luyện)

*Xác định lực tác dụng lên trục:

Theo (5.20) F=k.F=1,15.5250= 6037,5(N)

Trong đó đối với bộ truyền nghiêng 1 góc nhỏ hơn 40,k=1,15

III.THIẾT KẾ BỘ TRUYẾN BÁNH RĂNG :

1.Trình tự thiết kế bánh răng trụ cấp nhanh:

Bảng hệ thống số liệu có: P=8,84 kw ,n =1458 vòng/phút,U =10,69.thời hạn làm việc 18000 giờ,Bộ truyền quay 1 chiều

 chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau:theo bảng 6.1 ta chọn

+Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241 285 b1= 850 MPa ,

ch1= 580 MPa

+Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192 240 b2= 750 MPa ,

ch2= 450Mpa

 Phân phối tỉ số truyền U=10,69 cho các cấp: ta được U =3,58 ,U =2,98

 Xác định ứng suất cho phép

Theo bảng 6.2 với thép 45 tôi cải thiện độ rắn HB180 350

2.Tính bộ truyền cấp nhanh:bánh răng trụ răng chữ V

Ta có các thông số U=3,58 ;n=407,26(vòng/phút)

Vì là răng chữ V nên T’= = 196974,9

a)xác định sơ bộ khoảng cách trục:

trong đó theo bảng 6.6,chọn ψ=0,4 với răng chữ V có k=43(bảng 6.5)

57575,

.0, 4

1

= 111,9 (mm) Lấy a=133(mm)

b)xác định các thông số ăn khớp theo (6.17)

do đó tỉ số truyền thực sẽ là: U= = 75

21 = 3,57 chiều rộng bánh răng b=0,4.112= 44,8(mm)

c)Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

theo(6.33) ứng suất tiếp xúc trên mặt làm việc

sin(2.22,796

c

= 1,6

Theo(6.42): V=.g.V =0,002.73.3,7 112

3,57 = 3 K= 1+ = 1+ 2.57575,1.1,12.1,133.44,8.49 = 1,04



= 445(Mpa)_Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:

Theo(6.1) với V= 3,7m/s<5m/s.Z=1.Với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8.Khi đó cần gia công đạt độ nhám Ra=2,5…1,25m.Do đó Z=0,95 với d<700mm.K=1,do đó theo(6.1) và (6.1a):

[H]= [H].ZV.ZR.KHX = 495,4.1.0,95.1=470,63(Mpa)

Như vậy H <[H],do đó không cần tăng thêm khoảng cách trục a

d)kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

21 0,85 = 34(răng)

ZV2= = 3

75 0,85 = 122(răng) Theo bảng 6.18 ta được: Y=3,7 ; Y=3,6.Với m=2mm,

Y=1,08-0,0695ln2=1,03.Y=1,K=1(d<400mm),do đó theo(6.2) và (6.2a):

δF1max = δF1Kqt =80,6.1,8 = 145 Mpa < [δF1 ]max =464Mpa

δF2max = δF2Kqt = 78,4.1,8= 141Mpa < [δF2 ]max =360Mpa

f)các thông số và kích thước bộ truyền:

3.Tính toán cấp chậm:bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng:

a)xác định sơ bộ khoảng cách trục:theo(6.15 a)

a= Ka(u1+ 1)3

1 2

1

] [

.

ba H

H u

K T

180mm

tính hệ số dịch tâm theo(6.22)

y= -0,5(Z+Z)= 180

2 -0,5(45+134)= 0,5 theo(6.23),k == 1000.0,5

45 134  = 2,79 theo bảng (6.10a) tra được k=0,032,do đó theo(6.24) hệ số giảm đỉnh răng

y= = 0,032.(45 134)

1000



= 0,005 Theo(6.25)tổng hệ số dịch chỉnh x=y+y= 0,5+0,005= 0,505

_theo(6.33) ứng suất tiếp xúc trên mặt làm việc

H= ZM.ZH.Z

1 2

1

(

)1( 2

w w

H

d u b

u K

_theo bảng 6.5,Z =274Mpa

do đó theo(6.34):

Do đó theo(6.38): Z= = = 0,86

Trong đó theo(6.38b): =[1,88-3,2(1/Z1 + 1/Z2)]

=1,88-3,2(1/45+1/134)=1,78_Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:

dw1= = 2,97 12.180

 = 90,68(mm) _theo(6.40), v= = 3,14.90,68.407, 26

60000 = 1,93(m/s)Với V=1,93 m/s theo bảng 6.13 ta dùng cấp chính xác 9.với bánh răng thẳng

Thay các giá trị vừa tính được vào (6.33) ta được:

= 274.1,71.0,86 2.196974,9. 2.(2,97 1)

71,6.90,68

1, 29 2,97



= 432,8(Mpa)_Xác định chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:

theo(6.1) với V=1,93(m/s)<6(m/s),Z=1.với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 7,khi đó cần gia công đạt độ nhám R=10…40m,do đó Z=0,9;với d<700mm,K=1,do đó theo(6.1) và (6.1a):

KFV= 1+

= 1+ 2.19697,9.1,12.1,376,58.71,6.90,68 = 1,07

Do đó KF= KF.KF.KFV =1,37.1,12 1,07= 1,64

_với  = 1,78 Y= = 1 = 0,56

_với = 0 Y= 1

_Số răng tương đương: ZV1= = 45(răng)

ZV2= =134 (răng) Theo bảng 6.18 ta được: Y=3,63 ; Y=382,47.Với m= 2mm,

Y=1,08-0,0695ln2=1,03.Y=1,K=1(d<400mm),do đó theo(6.2) và (6.2a):

δF1max = δF1Kqt = 101.1,8 = 181,8 Mpa < [δF1 ]max = 464Mpa

δF2max = δF2Kqt =96,5.1,8 = 173,7 Mpa < [δF2 ]max = 360Mpa

f)các thông số và kích thước bộ truyền:

P-Công suất truyền(Kw)

n-Số vòng quay trong một phút của trục

C: hệ số phụ thuộc vào ứng suất xoắn cho phép

,

= 21,84(mm)Lấy d1= 25(mm)

,

= 32,9 ( mm)Lấy d2= 30(mm)

+ đối với trục III :

.

= 44,96 ( mm)Lấy d3= 45 (mm)

Trong ba trị số d,d,d ở trên ta có thể lấy trị số d=35(mm)để chọn loại ổ bi đỡ

cỡ trung bình bảng(2.7)trang 255 ta có được chiều rộng của ổ B=21(mm)

(B:chiều rộng của ổ bi)

*tính gần đúng trục:

Tham khảo hình 7-3 sách TK-CTM ta có:

+ Khe hở giữa các bánh răng là 10 mm

+ Chiều rộng bánh răng cấp nhanh b1 = 44,8 mm

+ Chiều rộng bánh răng cấp chậm b2= 71,6 mm

+ Chiều rộng ổ B= 19 mm

+Khe hở giữa các bánh răng và thành hộp là 10 mm

+Khe hở giữa thành trong tới mặt bên ổ lăn l2=10mm

+đường kính bulông cánh ổ đếp ghép nắp và thân hộp d1=18mm,

ta có l140mm

+Chiều cao của nắp và đầu Bulông I3=18mm

+Khe hở mặt bên xích và đầu Bulông 10mm

+Chiều rộng xích : 52 mm

+Tính các khoảng cách

L = 2

1

B+chiều cao bulông ghép nắp ổ và bề dày nắp+khe hở giữa đai

và bulông+21 bề rộng bánh đai

= 21

2 + 18 +10 + = 64,5Lấy l=65(mm)

a = B + khe hở giữa bánh răng và thành trong + k/c từ thành trong của hộp đến mặt bên ổ lăn+ b2 = 66,3(mm)

+Tính mômen uốn ở những tiết diện nguy hiểm,ở tiết diện nguy hiểm(1-1);(2-2)

d (mm)

+đường kính trục ở tiết diện(n-n)

84500  0, 75.57575,1 = 98114,3(N.mm) chọn []=63N/mm

d 3

0,

9811 ,3 1.63

4

= 24,97(mm) chọn d=25mm

+đường kính trục ở tiết diện (m-m)

M= 173959,7 2  0,75.57575,1 2 = 180964,5 (N.mm)

chọn []=63N/mm

d 3 180964,5

0,1.63 = 30,6(mm) chọn d= 35 mm

Kết cấu trục

*Tính mômen uốn ở những tiết diện nguy hiểm,ở tiết diện(e-e),(i-i).

+Tại tiết diện(e-e)

0,1.63 = 38,7(mm).chọn d= 40(mm)đường kính lắp ổ lăn d=40mm

*Trục III:

8147

Trang 20

2.7870 = 3,65(N.mm) Chọn hệ số ψ và ψ theo vật liệu thép cacbon trung bình ψ=0,1 và

2.3981 = 7,2(N.mm) Chọn hệ số ψ và ψ theo vật liệu thép cacbon trung bình ψ=0,1 và

2.7870 = 12,5(N.mm) Chọn hệ số ψ và ψ theo vật liệu thép cacbon trung bình ψ=0,1 và

ψ =0,05;hệ số tăng bền =1

chọn các hệ số K ,K , ,

5, 5,8

=>n= 1,5  [n]= 1,5 2,5

Hệ số an toàn cho phép thường lấy 1,5 2,5

*Tại mặt cắt(i-i) d= 40mm tra bảng(10.6)ta có:

tỷ số = 2,7

Ta có: =1+0,6( -1)=1+0,6(2,7-1)=2,02

n= 2,75.51,5270 = 1,9

57 3

2329

2651 = 8,7(N.mm) Chọn hệ số ψ và ψ theo vật liệu thép cacbon trung bình ψ=0,1 và

=>n=2,5 [n]= 1,5 2,5

Hệ số an toàn cho phép thường lấy 1,5 2,5

*tính then:

Để cố định bánh răng theo phương tiếp tuyến,nói cách khác là truyền Mômen

và chuyển động từ trục bánh răng và ngược lại ta dùng then(chọn loại then bằng cao)

=  [] (N/mm)

M= 57575,1(N.mm).Theo bảng(9.5)trang 178[]=150N/mm

+Chiều dài mayjo :Lm=b1=44,8mm

+Chiều dài then: L=0,8Lm=0,8.44,8=35,84mm

+Chiều dài mayjo :Lm1=b=44,8mm

+Chiều dài then bánh bị dẫn: L=0,8Lm=0,8 44,8= 35,84(mm)

+Chiều dài mayjo bánh dẫn:L=71,6(mm)

+chiều dài then bánh dẫn:L=0,8.L=0,8.71,6= 57,28mm

+Chiều dài mayjo :Lm=b= 71,6mm

+Chiều dài then: L=0,8Lm=0,8.71,6=57,28 mm

Vậy :  = 55.5.2.57232957, 28 = 72,6N/mm <[ ]=150(N/mm)

+Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức(9.2)trang 173.

K=1 nhiệt độ làm việc dưới 100,bảng(8.4)trang 162

K=1 vòng trong của ổ quay,bảng 8.5 trang 162

+R= = 1210,6 2  1483,3 2 =1914,6(N)

908,6  847,6 = 1242,5(N) +SA=1,3RAtg=1,3 1914,6.tg32= 1555,2(N)

ứng với d=35mm tra bảng P2.12 lấy loại ổ kí hiệu 46307 với C=78800,

đường kính ngoài D=80 mm,chiều rộng B=21 mm ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp

K=1 nhiệt độ làm việc dưới 100,bảng(8.4)trang 162

K=1 vòng trong của ổ quay,bảng 8.5 trang 162

705  1875,9 = 2961(N) +R= = 1300 2  3832 2 = 4046,5(N)

ứng với d=40 mm tra bảng P2.12 lấy loại ổ kí hiệu 46308 với C= 78800,

đường kính ngoài D=90 mm,chiều rộng B=23 mm ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp

*Trục III:

K=1 nhiệt độ làm việc dưới 100,bảng(8.4)trang 162

K=1 vòng trong của ổ quay,bảng 8.5 trang 162

ứng với d=45mm tra bảng P2.12 lấy loại ổ kí hiệu 46309 với C= 48100,

đường kính ngoài D=100 mm,chiều rộng B=25 mm ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp

Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng lắpổ và điều chỉnh khe hở của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc.Nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vít(đai ốc)loại này dùng để lắp ghép.

*Bôi trơn ổ lăn:

Bộ phân ổ được bôi trơn bằng mỡ,vì vận tốc bộ truyền bánh răng thấp,không thể dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu trong hộp và bôi trơn bộ phận ổ.Có thể dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 100c và vận tốc dưới

1500 vòng/phút.Lượng mỡ chứa 2/3 chỗ rộng của bộ phận ổ.Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn không cho dầu rơi vào bộ phận ổ,nên làm vòng chắn dầu

*che kín ổ lăn:

Để che kín các đầu trục ra,tránh sự xâm nhập của bụi bặm và tạp chất vào ổ,cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài,ở đây dùng loại vòng phốt là đơn giản nhất,bảng 8-29 cho kích thước dùng phốt trục là 35,45,55

G.CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC

Chọn vỏ hộp đúc,mặt ghép giữa nắp và than là mặt phẳng đi qua đường làm các trục để việc lắp ghép được dễ dàng.Bảng(10-9) cho ta tính được kích thướccác phần tử cấu tạo vỏ hộp sau đây

Chiều dày thành thân hộp: =0,025.A+3 (mm),tra bảng(10-9)

khoảng cách trục A=228mm =0,025.112+3= 5,8(mm)

Chiều dày thành lắp hộp =0,02.127+3= 5,24 (mm)

Chiều dày mặt bích của thân: b=1,5. =1,5.5,8= 8,7(mm)

chọn b=10 mm

Chiều dày mặt bích trên của nắp: b=1,5.=1,5.5,24= 7,86(mm)

Chiều dày đế hộp không có phần lồi: p=2,35.=2,35.5,8= 13,63(mm)

Chiều dày gân của thành hộp: m=(0,85+1)=(0,85+1).5,8= 10,73(mm)

Chiều dày gân của nắp hộp: m=(0,85+1)=(0,85+1).5,24= 9,7(mm)

Đường kính bulông nền: d=0,036A+12=0,036.112+12= 16(mm)

Đường kính các bulông khác:

Số lượng bulông nền: n=

Trong đó L:chiều dài hộp sơ bộ lấy bằng 610(mm)

B:chiều rộng của hộp sơ bộ lấy bằng 241(mm)

n= = 3,4 lấy n=4(bulông)

*Bôi trơn hộp giảm tốc:

Để giảm mất công suất do ma sát,giảm mài mòn răng,đảm bảo thoát nhiệt đề phòng các chi tiết bị hàn gỉ cần phải bôi trơn liên tục các bộ truyền trong hộp giảm tốc

Việc chọn hợp lý các loại dầu,độ nhớt và hệ thống bôi trơn sẽ làm tăng tuổi thọ

của các bộ truyền tức là nâng cao thời gian sử dụng máy.

Do vận tốc nhỏ nên chọn phương án ngâm các bánh răng trong hộp dầu.vì vận tốc nhỏ(0,50,8)m/s thì lấy chiều sau ngâm dầu:

Bằng 1/6 bán kính bánh răng cấp nhanh

Bánh răng cấp chậm lấy bằng 1/3 bán kính bánh răng cấp chậm

Dung lượng dầu trong hộp thường lấy khoảng(0,40,8) lít cho 1KW công suấttruyền.Theo bảng(10-20) chọn loại dầu AK20

Mức dầu trong hộp giảm tốc được kiểm tra bằng que thăm dầu

*

Tháo lắp bộ truyền1.Cách lắp

-Khi lắp ta lắp các bánh răng vào trục trước,rồi lắp các ổ bi vào trục, cố định ổ

bi trên hộp

-Ghép nắp hộp thân hộp, gắn chốt định vị và ghép các bu lông giữa năp và

thân hộp2.Cách tháo

-Tháo bánh răng ra khỏi trục

VI:TÀI LIỆU THAM KHẢO:

.Tập 1 và 2 chi tiết máy của GS.TS-Nguyễn Trọng Hiệp

.Tập 1 và 2 tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS Trịnh Chất và TS.Lê Văn Uyển

.Dung sai và lắp ghép của GS.TS Ninh Đức Tốn

Do lần đầu tiên làm quen với việc thiết kế, khối lượng kiến thức tổng hợp lớn

có những mãng chưa nắm được vững Cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu và bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em không thể tránh khỏi được những sai sót Em rất mong được sự hướng dẫn chỉ bảo thêm của thầy giáo bộ để em cũng cố & hiểu sâu hơn, năm vững hơn về nhữngkiến thức đả học

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Văn Hữu Thịnh đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!!