Đồ Án Môn Học Chi Tiết Máy (Kèm file Autocad Full)

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền.. + Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp... Tra bảng với thông số HB > và dạng răng nghiêng

MỤC LỤC

Phần I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN ……… 2

Phần II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH ……… 6

Phần III: TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC …… 11

Phần IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN ……… 27

4.1 Tính toán trục ……….27

4.2 Tính toán then……….43

Phần V: TÍNH TOÁN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC………45

5.1 Tính toán ổ lăn………45

5.2 Tính toán nối trục………60

Phần VI: TÍNH TOÁN VỎ HỘP GIẢM TỐC……… 61

Phụ lục Tài liệu tham khảo……… ………68

2. Công suất động cơ.

• Công suất tính toán.

3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ.

• Số vòng quay của trục công tác.

N = 42 (vòng/phút)

• Tỉ số truyền.

là tỉ số truyền bộ truyền xích ống con lăn

• Tỉ số truyền của hộp giảm tốc 2 cấp.

+ Theo tính hợp lý ta đã có = 10.2213 nên ta chọn động cơ căn cứ vào công suất và tốc độ động cơ hợp lý nhất = Theo bảng tra tính chọn động cơ ta chọn động cơ có số vòng quay là: 1458 (rpm)

= = 34.714

= = = 11.57

4. Chọn động cơ.

Theo thông số = 10.2213 (Kw) và (rpm) tra theo bảng chọn động cơ

Ta chọn động cơ 4A132M2Y3 có công suất P = 11(kw) và số vòng quay động cơ 1458 (vòng/phút)

II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.

ống con lăn và ổ lăn

= = 10.0806 (kw)

răng nghiêng và ổ lăn

= = 10.4762 (kw)

- Công suất trên trục 01: trục 01 gắn với trục 02 qua bánh răng trụ răng nghiêng và ổ lăn.

•

= 1458 (vòng/phút)-

= = = 428.8235 (vòng/phút)-

= = = 126 (vòng/phút)

- Momem xoắn của động cơ

764045.4762

2177539.363

B. PHẦN II:

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH

1 Bộ truyền xích sử dụng xích ống con lăn

2 Chọn răng cho đĩa xích.

- Theo phần I tính chọn động cơ và tỉ số truyền ta có tỉ số truyền của bộ truyền xích là: u = 3.

3 Số răng đĩa xích bị dẫn là : = 23*3 = 69 (răng)

4 Hê số điều kiện sử dụng xích K.

K =

Với: * : Hệ số tải trọng động Bộ truyền hoạt đông có va đập nhẹ.

1 :Hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục Chọn khoảng cách trục a = (30 ÷50)

: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền Đường nối hai tâm đĩa xích hợp với phương ngang một góc nhỏ hơn 60˚

1 : Hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích Trục điều chỉnh được lực căng xích

: Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Bôi trơn nhỏ giọt

: Hệ số xét đến chế độ làm việc Làm việc 2 ca [1]

Với là công suất của bộ truyền xích Theo tính toán cho bộ truyền xích ta

có công suất bộ truyền xích trên trục bánh dẫn là:

6 Số vòng quay tới hạn.

⇒ = 800 (vòng/phút)

⇒ ⇒ thỏa điều kiện

7 Xác định vận tốc trung bình v của bộ truyền xích và lực vòng có ích Ft.

trục a một khoảng ∆a = 0.003a = 0.003*1280.6549= 3.8420

- Vậy khoảng cách trục a được lấy là : a = 1276.8129 (mm)

10 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn và số lần va đập của xích trong một giây.

C. PHẦN III:

TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC

I. Chọn vật liệu và tính ứng suất cho phép.

1. Chọn vật liệu.

bề mặt răng nên ta tính theo ứng suất tiếp xúc

hóa trong thiết kế ta chọn vật liệu bánh răng 2 cấp Chế tạo bánh dẫn và bánh bị dẫn ta chọn thép 40Cr được tôi cải thiện với các số liệu sau:

= 360

Chọn = 380

2. Phân tỉ số truyền trong hộp giảm tốc.

- Theo tính toán trong phần phân bố tỉ số truyền cho hệ thống ta có

được các thông số

+ Tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc = 11.57 + Tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh = 3.4 + Tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm = 3.4

3. Xác định ứng suất cho phép.

180…350

răng trụ răng nghiêng nên :

= 1.2 sơ đồ 4 ta có hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

+ Công suất trên trục 1 là : (N.mm)

=

+ Từ công thức ⟹ 15.74

c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

+ Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng Theo bảng 6.13 trang

106 [1] tra bảng với thông tin : bánh răng trụ răng nghiêng vận tốc vòng nhỏ hơn 4 Suy ra ta có cấp chính xác là 9

+ Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp Tra bảng 6.14 trang 107 [1] với các thông tin : cấp chính xác 9, vận tốc 2.5 m/s ta có hệ số = 1.13

+ Theo 6.42 trang 107 [1] ta có :

Tra bảng 6.15 [1]về trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp Tra bảng với thông số HB > và dạng răng nghiêng ta có

Tra bảng 6.16 [1] về hệ số của trị số kể đến ảnh hưởng củasai lệch bước răng Tra bảng theo thông tin cấp chính xác 9 và modun m = 2 Ta có 73

= = 3.118+ Hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

= 1 + = 1.0257+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Theo 6.39 [1]

= = = 1.5068 ⟹

1.71*274*0.7685

= 541.3251 MPa

+ Theo 6.1 với v = m/s và HB ⟹ hệ số xét đến ảnh hưởng củavận tốc vòng = 0.925* = 0.9466 Gia công với cấp chính xác 9khi đó độ nhám Suy ra ta có hệ số xét đến độ nhám bề mặt răng Đường kính vòng đỉnh răng

⟹ [ = 662.727 *0.9466*0.9*1 = 564.593 MPa

Ta thấy = 541.3251 MPa < 564.593 ⟹ Thỏa điều kiện

d. Kiểm nghiềm răng về độ bền uốn.

+ Tra theo bảng 6.7 trang 98 [1] với = 1.166 sơ đồ 4 ta có hệ sốphân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

+ Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp Tra bảng 6.14 trang 107 [1] với các thông tin : cấp chính xác 9, vận tốc 2.5 m/s ta có hệ số = 1.37

+ Theo 6.42 trang 107 [1] ta có :

Tra bảng 6.15 [1]về trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp Tra bảng với thông số HB > và dạng răng nghiêng ta có

Tra bảng 6.16 [1] về hệ số của trị số kể đến ảnh hưởng củasai lệch bước răng Tra bảng theo thông tin cấp chính xác 9 và modun m = 2 Ta có 73

= = 4.677+ Hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

= 1 + = 1.0318+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Theo 6.39 [1]

1.0163 ;

- ()Suy ra : = *1*1.0318*1 = 371.448 MPa = 339.4286 *1*1.0318*1 = 350.2 MPa

⟹ = = 129.77 MPa

Ta thấy : 129.77 MPa < 371.448 MPa ⟹ Thỏa điều kiện

Ta có : = < 350.2 MPa ⟹ Thỏa điều kiện

e. Kiểm nghiệm răng về quá tải.

⟹ Thỏa mãn điều kiện.

f. Các thông số và kích thước bộ truyền.

lấy thông số cặp bánh răng cấp chậm cho bánh cặp bánh răng cấp nhanh

= 0.1528

Theo tiêu chuẩn chọn

= =

V = = = 5.3935 (m/s)

đồng thời ăn khớp Tra bảng 6.14 trang 107 [1] với các thông tin : cấp chính xác 9, vận tốc 10 m/s ta có hệ số = 1.16

phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

a. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc.

[1] ta có :

+ Ta có = 274 MP theo bảng 6.5 trang 96 [1]

+ Ta có : = 20.7141 + Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở .tan = cos20.7141*tan15.74 = 0.2636

+ Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

=

= 1.7186+ Hệ số trùng khớp dọc Theo 6.37 trang 105 [1] ta có : = = = 1.3816

+ Theo 6.38b trang 105 [1] ta có hệ số :

= = 1.6932+ Hệ số kể đến sự trùng hợp của răng Theo 6.36c trang 105 [1]

Do ⟹ = = 0.7685+ Đường kính vòng lăn bánh nhỏ

= 70.64 (mm)+ Vận tốc vòng v Theo 6.40 trang 106 [1] ta có :

V = = = 5.3927 (m/s)+ Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng Theo bảng 6.13 trang

106 [1] tra bảng với thông tin : bánh răng trụ răng nghiêng vận tốc vòng nhỏ hơn 4 Suy ra ta có cấp chính xác là 8

+ Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp Tra bảng 6.14 trang 107 [1] với các thông tin : cấp chính xác 8, vận tốc 5 m/s ta có hệ số = 1.09

phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

+ Theo 6.42 trang 107 [1] ta có :

Tra bảng 6.15 [1]về trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp Tra bảng với thông số HB > và dạng răng nghiêng ta có

Tra bảng 6.16 [1] về hệ số của trị số kể đến ảnh hưởng củasai lệch bước răng Tra bảng theo thông tin cấp chính xác 8 và modun m = 2.5 Ta có 56

= = 2.3919+ Hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

= 1 + = 1.0339

+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Theo 6.39 [1]

= = = 1.155 ⟹

1.7186*274*0.772

= 414.3 MPa

+ Theo 6.1 với v = m/s và HB ⟹ hệ số xét đến ảnh hưởng củavận tốc vòng = 0.925* = 0.9466 Gia công với cấp chính xác 9khi đó độ nhám Suy ra ta có hệ số xét đến độ nhám bề mặt răng Đường kính vòng đỉnh răng

⟹ [ = 662.727 *0.9466*0.9*1 = 564.5929 MPa

Ta thấy = 414.3 MPa < 564.5929 ⟹ Thỏa điều kiện

b. Kiểm tra độ bền uốn.

+ Tra theo bảng 6.7 trang 98 [1] với = 0.44 sơ đồ 5 ta có hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

+ Trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răngđồng thời ăn khớp Tra bảng 6.14 trang 107 [1] với các thông tin : cấp chính xác 8, vận tốc 5 m/s ta có hệ số = 1.27

+ Theo 6.42 trang 107 [1] ta có :

Tra bảng 6.15 [1]về trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp Tra bảng với thông số HB > và dạng răng nghiêng ta có

Tra bảng 6.16 [1] về hệ số của trị số kể đến ảnh hưởng củasai lệch bước răng Tra bảng theo thông tin cấp chính xác 8 và modun m = 2.5 Ta có 56

= = 3.5879+ Hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp

= 1 + = 1.0423+ Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc Theo 6.39 [1]

= 339.4286 *1*1.0318*1 = 350.2 MPa

⟹ = = 73 MPa

Ta thấy : 73 MPa < 371.448 MPa ⟹ Thỏa điều kiện

Ta có : = < 350.2 MPa ⟹ Thỏa điều kiện

c. Kiểm nghiệm răng về quá tải.

+ Theo 6.48 [1] : = 565.2286 * = 565.2286 MPa < 1932 MPa

+ Theo 6.49 [1] : = 73*1 = 73 = 552 MPa

= *1 = = 432 MPa

⟹ Thỏa mãn điều kiện.

d. Các thông số và kích thước bộ truyền.

e. Kiểm tra điều kiện bôi trơn.

- Đối với hộp giảm tốc đồng trục hai cấp của bộ truyền có đường kính như nhau nên điều kiên bôi trơn ngâm dầu luôn luôn thỏa.

72614.0604

233307

433

764045.4762

2177539.363

b

65 , 70 , 85

; 226

; 383

; 324

; 540

; 785

σ τ

σ σ

ứng với trục có đường kính lần lượt là 30,50, hoặc 100

Chọn

[ ]τ = 25MPa

,đối với trục vào ra;

[ ]τ = 15MPa

đối với trục trung gian

2.Xác định đường kính sơ bộ trục theo mô men xoắn:

* 5

= 53.46mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 25mm, d2 = 45 mm,d3 = 55 mm

3.Sơ đồ không gian:

II Thiết kế trục:

1. Trục 1

Suy ra:

=

Dựa vào biểu đồ nội lực tính momen uốn tổng hợp tại từng tiết diện theo công thức (7.3) [2]:

Từ đó suy ra: = 0 ; = 394061.6851 Nmm

Suy ra:

• Chọn then cho các tiết diện trục.

Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn

Ta kiểm nghiệm tất cả các tiết diện đã có đường kính đã được xác định bằng tính toán phía trên.Hai tiết diện lắp ổ trên cùng một trục có đường kính như nhau nên tachỉ kiểm tra tiết diện ổ chịu tải trọng lớn trong hai ổ

Hệ số an toàn của trục truyền được xác định theo công thức (7.6)

2 2

τ σ

τ σ

s s

s s s

K

s

σ ψ β ε

σ σ

σ σ

K

s

τ ψ β ε

τ σ

τ τ

Giới hạn mỏi của vật liệu khi thử nghiệm với mẫu thử theo (7.10)

25 , 353 785 45 , 0 45 , 0

σ σ

Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất:

Do trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng (7.11)

σ

với W là momen cản uốnỨng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động khi trục quay một chiều (7.12)

0 0

 Biên độ và giá trị trung bình của các ứng suất

10 ,

; 03 ,

K

Chọn kiểu lắp trung gian có độ đôi cho các tiết diện lắp ổ ,đối với các tiết diện bánh răng,bánh đai và nối trục chon lắp then kết hợp lắp trung gian có độ dôi.

 Kết quả tính toán đối với tiết diện của ba trục

σ

σ

K

β ε

Lắp chặt

Rãn

h then

Lắp chặt

Theo bảng trên ta thấy các tiết diện đều thỏa điều kiện bền theo hệ số an toàn

5.Kiểm nghiệm then

Kiểm nghiệm độ bền dập theo (7.20)

[ ]d l l d

l t

F dl t

2 2

2

Kiểm nghiệm độ bền cắt theo (7.21)

[ ]c l l c

bdl

T bl

E. PHẦN V:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC

Công suất trên thùng trộn P= 9.5 KW

Thời gian phục vụ, L = 6 năm

Quay một chiều ,làm việc 2 ca ,tải va đập nhẹ

(một năm làm việc 250 ngày ,1 ca làm việc 8 giờ)

nth(dầu)

Sốvòngquay(mỡ)

Khốilượn

g kg

3620

5

25

52

15

15

1,5

0,5

16,7

0

0,122

• Lực hướng tâm xác định theo (8.1)

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 là:

Trong đó: V = 1 do vòng trong quay.

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ:

L = = 2099.52 (Triệu vòng)

= 1702.0747* = 21794.3985 N = 21.7943 KN > C

⟹ Không thỏa.

• Thay ổ bi đỡ chặn bằng ổ đũa côn.

1. Chọn sơ bộ ổ đũa côn cỡ nhẹ.

Kí

hiệu

dmm

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 là:

Trong đó: V = 1 do vòng trong quay

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ:

= 2162.2065

- Kiểm tra số vòng quay tới hạn theo công thức 8.13

Trông đó: [] = 2.5* bôi trơn bằng mỡ dẻo

= 33.5K1 = 1 Vì < 100 mmK2 = 1 Vì ổ cỡ nhẹ

K3 = 0.99 Vì thời gian sử dụng dưới 50000h = = 7388.0597 > 1458 (rpm)

.

II Chọn ổ lăn cho trục 2.

Chọn sơ bộ ổ 46307 cỡ trung hẹp, theo phụ lục ổ lăn bảng 8.3[1]

Tmm

Bmm

rmm

r1

mm

C,KN

C0,KN

= 3296.3691 – 1292.4771= 2003.892

=

năng tải động:

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 là:

Trong đó: V = 1 do vòng trong quay

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ:

Ta thấy QE2 > QA2 nên ta tính toán ổ theo thông số tại C.

L = = 617.5058 (Triệu vòng)

= 5817.1219* = 49536.1049 N = 49.5361 KN > C

⟹ Không thỏa.

• Thay ổ bi đỡ chặn bằng ổ đũa côn.

1. Chọn sơ bộ ổ đũa côn cỡ nhẹ rộng.

Kí

hiệu

dmm

= 436.254

+ Fa = 436.254 + 1292.4771 = 1728.7311

năng tải động:

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 là:

Trong đó: V = 1 do vòng trong quay

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ:

L = = = 750.8 (Triệu vòng) = = 29180.707 (h)

- Kiểm tra số vòng quay tới hạn theo công thức 8.13

Trông đó: [] = 2.5* bôi trơn bằng mỡ dẻo

= 53.5K1 = 1 Vì < 100 mmK2 = 1 Vì ổ cỡ nhẹ

K3 = 0.99 Vì thời gian sử dụng dưới 50000h = = 4626.168 > 428.8235 (rpm)

III Chọn ổ lăn cho trục 3.

7. Do số vòng quay n = 126 rpm > 1 rpm nên ta chọn ổ theo khả năng tải động:

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ theo công thức 8.3 là:

Trong đó: V = 1 do vòng trong quay

Tải trọng động quy ước tác dụng lên ổ:

5. Kiểm tra số vòng quay tới hạn.

- Kiểm tra số vòng quay tới hạn theo công thức 8.13

Trông đó: [] = 2.5* bôi trơn bằng mỡ dẻo

= 80K1 = 1 Vì < 100 mmK2 = 0.9 Vì ổ cỡ trung

K3 = 0.99 Vì thời gian sử dụng dưới 50000h = = 2784.375 > 126 (rpm)

= = 2.8299 < 3.5 MPa ⟹ Thỏa điều kiện bền

= = 44.9385 < 75 MPa ⟹ Thỏa điều kiện bền

Tính toán chọn hộp giảm tốc

* Chọn thân máy, bulông và các chi tiết phụ khác

1 Vỏ hộp

Nhiệm vụ của vỏ hộp giảm tốc là bảo đảm vị trí tơng đối giữa các chi tiết và bộ phận máy , tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn , bảo vệ các chi tiết tránh bụi bặm Vật liệu phổ biến nhấtdùng để đúc hộp giảm tốc là gang xám GX 15-32

2 Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp và thân

Bề mặt ghép của vỏ hộp (phần trên của vỏ là nắp , phần dới là thân ) thường đi qua đường tâm các trục , nhờ đó việc lắp ghép các chi tiết sẽ thuậntiện hơn Bề mặt ghép thờng chọn song song với mặt đế

3 Xác định các kích thước cơ bản của vỏ hộp

- Chiều dầy thân hộp d : Xác định theo công thức sau

Lấy d1 = 18 mm, chọn bulông M16 ( theo TCVN).

- Đường kính bulông ghép bích nắp và thân

- Khe hở giữa bánh răng với thành trong hộp.