THIẾT KẾ MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY: Thiết kế bộ truyền đại dẹt

+ Lùc tiÕp tuyÕn trªn b¨ng t¶i : P = 3000 N + VËn tèc trªn tang b¨ng t¶i : V = 0,75 ms + §­êng kÝnh tang b¨ng t¶i : D = 180 mm + Thêi gian lµm viÖc cña m¸y: T = 4 n¨m + Sè ca lµm viÖc trong ngµy : C = 3 ca + TÝnh chÊt t¶i träng : æn ®Þnh, quay mét chiÒu + Lo¹i ®ai : DÑt UPhÇn 1: chän ®éng c¬ ,ph©n phèi tû sè truyÒn : UI Chän ®éng c¬ ®iÖn C«ng suÊt c«ng t¸c: NBCTB = Trong ®ã:+P = 3000 N:lùc tiÕp tuyÕn trªn b¨ng t¶i +V =1,00 ms:vËn tèc trªn tang b¨ng t¶i NBCTB = = 2,25 ( kW ) C«ng suÊt yªu cÇu: NBYCB= Trong ®ã: = B®ai B. Bb¨ng B. Bæ l¨n B. Bkhíp B. Bæ tr­îtB Tra b¶ng 1 ta chän: B®ai B = 0,96 HiÖu suÊt bé tryÒn ®ai dÑt Bbr B= 0,98 HiÖu suÊt bé truyÒn b¸nh r¨ng Bæ l¨n B= 0,99 0,99 HiÖu suÊt æ l¨n( 2 cÆp ) BkhípB = 0,99 HiÖu suÊt khíp nèi Bæ tr­ît B= 0,98 HiÖu suÊt æ tr­ît = 0,96 .0,98 .0,99 .0,99 .0,99.0,98 0,895 C«ng suÊt yªu cÇu: NBYCB= = 2,513 ( kW ) Tõ c«ng suÊt yªu cÇu NBYCB = 2,513 120%NBYC = 2,513 x 1.2 = 3,015 ( kW)

Bộ công nghiệpTrờng Đại học công nghiệp hà nội

-Đề thiết kế môn họcchi tiết máy Sinh viên thiết kế :Nguyễn Văn Quỳnh

Lớp : LT TC CĐ M1 – K7

Giáo viên hớng dẫn :

Các Số liệu ban đầu

+ Lực tiếp tuyến trên băng tải : P = 3000 N

+ Vận tốc trên tang băng tải : V = 0,75 m/s

+ Đờng kính tang băng tải : D = 180 mm

+ Thời gian làm việc của máy: T = 4 năm

+ Số ca làm việc trong ngày : C = 3 ca

+ Tính chất tải trọng : ổn định, quay một chiều

- Trong đó:+P = 3000 N:lực tiếp tuyến trên băng tải

- +V =1,00 m/s:vận tốc trên tang băng tải

- NB CT B =

1000

75,0

η B đai B = 0,96 Hiệu suất bộ tryền đai dẹt

η B br B= 0,98 Hiệu suất bộ truyền bánh răng

25,2

πVới v= 0,75 m/s

D= 180 mm

- ⇒: nCTB =

14 , 3 180

10 60 75 ,

=79,6 ( vòng/phút )

- Tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống : iΣ=

CT

dcn

n

=

6,79

iΣ

= 3

17,

Công suất vào : NB maxII B = NB minI B η B đai B = 2,513 0,96 = 2,412 ( kW )

Công suất ra : NB minII B = NB maxII B η B ổ lăn B = 2,412 0,99 = 2,387( kW )

Trục III :

Công suất vào : NmaxIIIB = NB minII BII η B br B = 2,387 0,98 = 2,339 ( kW )

Công suất ra : NminIIIB = NmaxIIIB η B ổ lăn B = 2,339 0,99 = 2,315 (kW)

Trục IV :

Công suất vào : NmaxIVB = NB minIII B η B khớp B = 2,315 0,99 = 2,291 ( kW )

Công suất ra : NB minIV B = NmaxIVB η B ổ trợt B = 2,291 0,98 = 2,245 ( kW

* Với NB CT = 2,2 (KW) ta có : ∆N = NB CT - NIV min = 2,2 – 2,198 = 0,002 (KW)

=2(W) < 10(W) Vậy công suất trên trục IV đảm bảo

= 9,55 106

730

513,

2 ≈ 32875,547 ( N.mm ) Trôc II :

412,2

≈96242,165 ( N.mm )

MB xminII B = 9,55 106

II

II n

Nmin

= 9,55 106

34,239

387,2

≈95244,631 ( N.mm )TrôcIII

339 , 2

≈ 279988,09 ( N.mm)

MB xminIII B = 9,55 106

III

III n

Nmin

= 9,55 106

78 , 79

315 , 2

≈ 277115,191 ( N.mm )Trôc IV :

291,

245,2

D n

π =

3

110.60

D n dc

310.60

730.200.14,

NghiÖm sai sè tØ sè truyÒn :

Cã ilý thuyªt =i®ai =3,05

iB TT B =

)1(1

2ξ

Do đó ∆i = 100%

lt

TT lt i

i

i −

05,3

03,305,

.4

+ +

60,1.4

)20,060,0

55,9

1 ⇒ thỏa mãn

⇒S = 4,5 là hợp lý

Tính B: B ≥

C K S

P

0Trong đó:

513,2.1000

= 263,141 ( N ) Tính KB 0 B:

Theo bảng 16: Để bộ truyền làm viêc với hiệu suất cao ta chon ứng suất lực căng

4 = 2,27 ( N/mm2 )Tính C

=

0,97

= C1 170

10

03,1/

5

10 2

5 2

C s m v

C s m v

C9 , 55

2 = 1,03 - 4,55

5

103,

- xác định hệ số điều kiên làm việc C3

Hộp giảm tốclàm viêc 3 ca ,động cơ quay một chiều ,tải trọng ổn định Nên theo bảng 19 ⇒ CB 3 B = 0,6

S

P

0 =4,5.0,874.2,32

141,263

= 28,84 (mm)Tra bảng 14 ⇒ Quy chuẩn B = 100 mm thoả mãn B, S thẳng hàng

7

Dây đai đã chọn kích thớc hợp lý :

S = 4,5 ; B = 100 mm ⇒ F = S B = 4,5 100 = 450 ( mm2 ) Bớc 6 :Tính lực tác dụng lên trục :

Rđ =

2sin

II/Thiết kế bộ truyền bánh răng

1 Đề bài: Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng làm việc trong hộp giảm tốc , truyền công suất NB 1 B = 2,387 kW tỉ số truyền ibr = 3 , tốc độ quay nBB = 79,78 vòng/phút bánh răng quay một chiều, tải trọng không thay đổi

br TX

4

'

].i[

10.105

θψ

N K A

+Công suất trục chủ đông N1 = NminII = 2,387 kW

+Vận tốc quay trục bị đông nB 2 B = nIII = 79,78 ( vòng/phút )

Thay số: AB sb B ≥ ( 3 + 1 ) 3

2 4

35,0.3,1.78,79

387,2.3,1 3665

10.105

2

+

br s

sb i m

A

=

)1(

cos.2+

i m

2

12cos.114

+ ≈27,8 ( răng ) Chọn ZB 1 B = 28 răng

ZB 2 B = i ZB 1 B = 3 28 = 84 ( răng )

9

- TÝnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch hai t©m: AB cx B =

βcos2

).(Z1 Z2

012cos.2

)8428.(

D n II

cos

28.2.34,239.14,

n

N K b

)1(

1 1 3

10

3 , 1 78 , 79

387 , 2 2 , 1 40

) 1 3

- ZB td1 B =

β3

1cos

Z

)12(cos

=

y 30

= Z

0,412

=

y 28

= Z

1 td

Z

)12(cos

=

y 100

= Z

0,480

=

y 80

= Z

2 td

10.1,19

2 2 1 1

1 6θ

n m n Z b y

387,2.2,1.10.1,19

28 2 cos

84.2cos

=β

2.2 ≈61,28 ( mm )

2.2 ≈ 175,7 ( mm )

2.2 ≈ 53,11 ( mm )

11

2 ≈ 167,6 ( mm )

Bíc 6: TÝnh lùc ¨n khíp

PB 1 B = PB 2 B =

1 max

165 , 96242 2

≈ 3365,11 ( N )

PB r1 B = PB r2 B =

β

αcos

1tg P

12cos

364,0.11,

3365 ≈ 1252,26 ( N )

PB a1 B = PB a2 B = PB 1 B.tgβ = 3365,11 tg120 ≈ 715,27 ( N )

III/ ThiÕt kÕ trôc vµ æ

1,

ThiÕt kÕ trôc III:

A, §Ò bµi: TÝnh søc bÒn cho trôc l¾p b¸nh r¨ng vµ khíp nèi nh h×nh vÏ Trôc l¾p b¸nh r¨ng nghiªng

Cã : Lùc tiÕp tuyÕn P = 3365,11 ( N )

Lùc híng t©m PB r B = 1252,26 ( N )

Lùc däc trôc PB a B = 715,27 ( N )TruyÒn momen xo¾n : MB z B = Mxmax = 279988,09 N.mm2

§êng kÝnh vßng chia cña b¸nh r¨ng: dB 2 B = 171,7 mm

B, Bµi gi¶i:

D C

B A

P2

lng lIII/2 lIII/2

2

/o III m

lIII = lB m/ơ-III B + 2.lB 2 B + BB ổ-III B + 2a = 60 +2.12 + 20 + 2.15 = 134

d = 715,27

2

7,

171 = 61405,92 N (d0 : đờng kính vòng chia bánh răng bi dẫn)

+ m = mIII = P2

20

d = 3365,11

2

7,

171 = 288894,69

Tính phản lực tại B & D

⇒ Vẽ biểu đồ mômen uốn đứng

+ Biểu đồ mômen uốn ngang trong mặt phẳng ngang: M

⇒ Vẽ biểu đồ mômen uốn ngang

+ Biểu đồ mômen xoắn: MZ

MB Z B = MxmaxIII = 279988,09 (N.mm)

⇒ Vẽ biểu đồ mômen xoắn

*Tính đờng kính tại các mặt cắt nguy hiểm :

15

≥

σ

tdC M

MB tđC B = 2 2 2

ZC unC

= 76448 , 79 2 + 118620 , 12 2 + 279988 , 09 2 ≈ 313541,832 ( N.mm )

⇒ dB C B 3

40.1,0

832,313541

+ Nghiệm hệ số an toàn mòn cho các tiết diện nguy hiểm

- Nghiệm tại mặt cắt C: uốn và xoắn đồng thời

n = 2 2

τ σ

τ σ

n n

n n

+

Cã :

m a

K

n

σψσε

σ

σ σ

σ

σ

1+

;

m a

K

n

τψτε

τ

τ τ

τ

τ

1+

04,

141121 =9,725( N/mm2 )

m

2 /

2

then truc

a F F

P

− =

2

.4

2

2

H B d

55.14,3

27,7152

0

2 W

M Z m

10 8 , 30 2

09 ,

279988 = 4,54 ( trôc quay mét chiÒu )

Tra b¶ng 45 :

→ σ−1 = 260 N/mm2 , σb= 600 , τ−1 = 160 N/mm2

Tra b¶ng: K ,σ Kτ:

B¶ng 52 Kσ= 1,49 ; Kτ = 1,5

B¶ng 50 : εσ = 0,78 ; ετ = 0,67

17

5,1 = 2,2

Đồng thời tra bảng 53 Lắp ghép có độ dôi C2:

160

=+

79,8.86,5

2

+ NghiÖm bÒn t¹i mÆt c¾t A : ChÞu m«men xo¾n

K a m

n

τψτε

τ

τ τ

τ

τ

1+

01,436142

5,1

τ

εε

K K

Thay sè:

02,13.05,002,13.52,2

160+

,RD = 1682,555 N lùc Pa = 715,27 N §êng kÝnh cæ trôc 50 mm Thêi gian lµm viÖc (1 n¨m 365 ngµy, 1 ngµy ba ca, 1 ca 8 giê ) 4 n¨m = 35040 giê T¶i träng va

So s¸nh Q cña hai æ ta tÝnh C theo hÖ sè Qmax

35000078

,79

TruyÒn momen xo¾n : MB Z B = MXm·xII = 96242,165 ( Nmm )

§êng kÝnh vßng chia cña b¸nh r¨ng: dB 1 B = 66,5 mm

B,ThiÕt kÕ : + Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc:

+ Dïng thÐp 45 cã σb= 600 N/mm2 σ−1 = 260 N/mm2 [σ−1] = 55 N/mm2

Bíc1 :

Chän s¬ bé :dsb 3 [ ]

.2,

.2,0

165,96242

lng =

22

/ 4 3

oII m II

l l

B

+++

D D

Mz

, 70 26 , 1252 72 ,

3365 = 1682,555 (N)

∗Vẽ biểu đồ nội lực:

-Biểu đồ mô men uốn đứng :MX

+Tại A và D : MuD= MuA= 0

+ Tại B MuB= -Rđ.78,5 = -2411,23.78,5 = -189281,55 (Nmm) +Tại mặt cắt C

MucphảI =YD.70,5 =576,22 70,5 = 40623,51 (Nmm)

+ Biểu đồ mômen uốn ngang:

M yc = X B.70,5=1682,555.70,5=118620,12(Nmm)

+ Biểu đồ mômen xoắn:

MZ =MmaxII = 96242,165 (Nmm)

Tính đờng kính trục tại các mặt cắt : A, B ,C ,D

≥

σ

tdA M

MtdA = Mz = 96242,165 (Nmm)

σ−1=55 (vì chọn vật liệu là thép 45)

⇒ dA 3

55.1,0

165,96242

2,212344

≥

≈ 33,79 ( mm )-Tại C :Lắp bánh răng tồn tại cả 3 thành phần nội lực Mx , My , Mx

dC

[ ]

3

1.1,

≥

σ

tdC M

⇒ dC 3

55.1,0

94,162611

⇒ VÏ kÕt cÊu trôc

Bơc 3, Tính chính xác

+ Nghiệm hệ số an toàn mòn cho các tiết diện nguy hiểm

- Nghiệm tại mặt cắt C: uốn và xoắn đồng thời

n =

2 2

.

τ σ

τ σ

n n

n n

+

Có :

m a

K

n

σψσε

σ

σ σ

σ

σ

1+

;

m a

K

n

τψτε

τ

τ τ

τ

τ

1+

Mu = ( C) 2 ( C) 2

M + γ = (55761,605)2 +(118620,12)2 = 131072,84( N.mm )

Wx = Wu

Tra bảng 48 → Wu = 7,8 ( cm3 )

⇒ σa = 3

10 8 , 7

84 ,

a F F

P

2

9.144

45.14,3

27,7152

.4

165 , 96242

5 , 1

260

≈+

26,2265

,

4

26,22.65

K

n

τψτε

τ

τ τ

τ

τ

1+

165,96242

5,1

τ

εε

K K

Thay sè:

03,12.05,003,12.5,2

160+

600000 = 400000 < C = 507483,43 < [C] = 600000Vậy ổ đã chọn hợp lý Kí hiệu 46307

Tính lại thời gian

60,4249

600000

34,239

1

vậy thời gian làm viêc của ổ II là h = 60232,28 giờ.

IV QUAN Hệ KíCH THƯớc của các phần tử cấu tạo nên hộp giảm tốc đúc :

I/ Chiều dày :

-chiều dày thân hộp :δ = ( 0 , 03A+ 3 ) > 6mm

31