Chi tiết máy

Trong đồ án này, tôi đợc phân công thiết kế bộ truyền bánh răng nón-trụ 2 cấp gồm: I/ Số liệu cho tr ớc: 1.. Thiết kế bộ truyền trong của hộp giảm tốc 4..  Hệ dẫn động đến băng tải là

Lời mở đầu

Thiết kế chi tiết máy là một môn học nhằm củng cố những kiến thức các môn học nh: Sức bền, Vẽ kỹ thuật, Vật liệu, Nguyên lý chi tiết máy… và phát huy tính sáng tạo cho sinh viên trong việc thiết kế các cơ cấu máy Là cơ sở vững chắc cho sinh viên khi liên hệ thực tế sản xuất

Trong đồ án này, tôi đợc phân công thiết kế bộ truyền bánh răng nón-trụ 2 cấp gồm:

I/ Số liệu cho tr ớc:

1 Lực kẹp băng tải: P = 5000N

2 Vận tốc băng tải: V = 1,1 m/s

3 Đờng kính tay quay: D = 200 mm

4 Tính chất tải trọng: Liên tục, ổn định

5 Thời gian làm việc: 7 năm 320 ca/năm 6,5 h/ca

6 Bộ truyền làm việc một chiều

II/ Khối l ợng công việc :

1- Thuyết minh:

2 Chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền

3 Thiết kế bộ truyền trong của hộp giảm tốc

4 Tính trục, chọn then, khớp nối

5 Chọn kết cấu vỏ hộp và các chi tiết lắp ghép

6 Chọn chế độ bôi trơn, chế độ lắp ghép

2 - Bản vẽ:

1 Bản vẽ lắp đặt tổng thể hệ thống: Ao

2 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc: Ao

3 - Thời gian thực hiện:

1 Ngày giao đề:

2 Ngày hoàn thành:

Trong quá trình thực hiện đồ án, đợc sự giúp đỡ hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Bá Hội- Trởng khoa cơ khí Trờng ĐHSPKT Vinh Song do kiến thức còn hạn chế kinh ngiệm còn ít ỏi nên không tránh khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của quí thầy cô và các bạn học viên Em xin chân thành cảm ơn!

Ngời thực hiện.

Đào Văn Câu

 Hệ dẫn động đến băng tải là đai truyền đợc lắp đặt sau hộp giảm tốc

 Hệ thống đợc đặt trên nền xởng, phía góc sát tờng xởng vừa đảm bảo

an toàn thẩm mỹ và thao tác thuận tiện cho ngời công nhân vận hành thiết bị máy móc

2.Vẽ sơ đồ :

Động cơ

x

Phần II: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền

1 Chọn động cơ điện:

Chọn động cơ điện có đủ công suất cho băng tải làm việc ổn định, ta cần chọn theo công thức: (p.1-5) sách Thiết kế chi tiết máy(TKCTM)

Nđc ≥ Nct

c bt

N

Với V = 1,1m/s, P = 5000 N, thay vào ta có:

7,5 KW, hiệu suất 84%, số vòng quay n = 730 vg/ph, khối lợng m =110 kg

Nếu chọn động cơ có số vòng quay lớn thì tỷ số truyền của bbộ truyền lớn dẫn đến kích thớc hộp giảm tốc lớn Nên giá thành cao nh vậy ta chọn ta chọn động cơ co số vòng quay trên là hợp lý

ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng cÊp nhanh

T : Tæng sè giê lµm, T = Sè n¨m x sè ngµy/ n¨m x sè ca x sè giê/ ca

N = 1

* øng suÊt tiÕp cho phÐp cña b¸nh r¨ng:

- øng suÊt tiÕp cho phÐp cña b¸nh nhá: Theo b¶ng 5-10 trang 76 ta cã:

K N

.

5 ,

[σ]-2 =

σ

σ

k n

K N

.

5 ,

85 , 0

.

5 , 0 1

10 05 , 1

1

n

N K i

i

L

I tx

c L bc

ϕ σ

2 6

2

6 , 208 3 , 0 85 , 0

7 , 5 4 , 1 520

5 , 3 3 , 0 5 , 0 1

10 05 , 1

1 5 , 3

1000 60

5 , 0 1 2

7 §Þnh chÝnh x¸c hÖ sè t¶i träng vµ chiÒu dµi nãn:

K

4 , 1

35 , 1 = 167,95 mm = 148 mm

m s − 0 , 5

152

45 5 , 0 152

= 2,55

9 KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn:

* B¸nh nhá: Ta cã gãc mÆt nãn l¨n theo b¶ng 5-6 trang 74:

tgϕ1 =

bc i

10 1 , 19

1 1 2

10 KiÓm nghiÖm søc bÒn khi chÞu t¶i trong thêi gian ng¾n.

* øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: C«ng thøc 5-44TKCTM

85 , 0

) 1 ( 5 , 0

10 05 , 1

n b

N K i

i b L

I bc

10 05 ,

- §èi víi b¸nh lín:

11 C¸c th«ng sè h×nh häc chñ yÕu cña bé b¸nh r¨ng nãn:

2

Z m

I

n Z m

N

.

10 55 , 9 2

1 6

N2=60 n2.T

T : Tæng sè giê lµm T = Sè n¨m x sè ngµy/ n¨m x sè ca x sè giê/ ca

N = 1

* øng suÊt tiÕp cho phÐp cña b¸nh r¨ng:

- øng suÊt tiÕp cho phÐp cña b¸nh nhá: Theo b¶ng 5-10 trang 76 ta cã:

K N

.

5 ,

K N

.

5 ,

.

.

10 05 , 1 ).

1 (

III A

II tx

bt bt

n

N K i

8 , 105 4 , 0

5 , 5 4 , 1 416 97 , 1

10 05 , 1 ).

1 97 , 1

= 60.1000π.223.(1.146,97+1) ≈ 0,57 m/s

Chän cÊp chÝnh x¸c cho b¸nh r¨ng lµ cÊp 9 theo b¶ng 5-12 trang 82

7 §Þnh chÝnh x¸c hÖ sè t¶i träng vµ kho¶ng c¸ch trôc:

K

4 , 1

1 , 1 = 183 mm

9 KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn:

Theo b¶ng 5-19 trang 88 TKCTM ta cã hÖ sè d¹ng r¨ng y khi α =2 0°, C= 0,25 mm B¸nh nhá: y = 0,46, b¸nh lín: y = 0,517

- øng suÊt uèn t¹i ch©n r¨ng b¸nh nhá: C«ng thøc 5-35 trang 86 TKCTM

III tb

I

.

10 1 , 19

1 2

10 KiÓm nghiÖm søc bÒn khi chÞu t¶i trong thêi gian ng¾n

* øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: C«ng thøc 5-44TKCTM

.

) 1 (

10 05 , 1

n b

N K i

i A

II bt

bt

+

= = 1911,05..110,976 (1,9773+.1051)3,19,1.5,5 = 385 N/mm2 ≤ [σtxqt2]

[σtxqt2] = 1 300 N/mm2

* KiÓm nghiÖm søc bÒn uèn qu¸ t¶i: Theo c«ng thøc (5-45) ta cã

- §èi víi b¸nh nhá:

- §èi víi b¸nh lín:

2

N

.

10 55 , 9 2

3

6

⇒ P3 = P4 = 2.1329,55.208.106,.65,5 = 3337,6 N

PhÇn IV: TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc vµ chän then

I TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc :

N: Lµ c«ng suÊt trªn trôc

n: Sè vßng quay cña trôc

* §èi víi trôc I: N = 5,7 KW, n = 730 vg/ph

730

7 , 5 = 23 mm

* §èi víi trôc II: N = 5,5 KW, n = 208,6 vg/ph

6 , 208

5 , 5 = 35 mm

* §èi víi trôc III: N = 5,3 KW, n = 105,9 vg/ph

⇒ dIII ≥ 120 3

9 , 105

3 , 5 = 44 mm

Để chuẩn bị cho bớc tính gần đúng, ta lấy giá trị đờng kính trung bình là dII = 35 mm và chọn sơ bộ ổ bi theo bảng 14P TKCTM ta chọn ổ có chiều rộng B = 21 mm.

∆=10

a Tính gần đúng trục I:

d Pa1.

L1) L Pr1(

-L

57

2

72 156,5.

54) 57

= 1147,9 N

∑M Ax = – RBx L’ + Pr1( L’+ L’

L1) L Pr1(

⊕ Tại tiết diên 1-1: Theo sơ đồ lực ta có

M + = 34217,1 2 + 84491,1 2 = 85340,7 N.mm

⊕ Tại tiết diên 2-2: Theo sơ đồ lực ta có

1 ,

0 tdσ

M

50 1 , 0

4 , 107020

= 27,7 mm ⊕ Tại tiết diên 2-2:

1 ,

0 tdσ

M

50 1 , 0

3 , 62642

∑M Ay = – Pr2 a1 + Pr3( a1+ b1) – RDy ( a1 + b1 + c1 ) + – Pa2 d22

= o

⇒ RDy =

1 1

2 2 1 1 r3 1

2

d ) b (a P a P -

c b a

P a

+ +

− + +

⇒ RDy =

67 69 54

2

252 6 , 547 ) 69 (54 1214,8.

156,5.54 -

+ +

− + +

= 387,4 N

1 1 3 1

2 a P (a b ) P

c b

a + +

+ +

⊕ Tại tiết diên 1-1: Theo sơ đồ lực ta có

M + = 22928,4 2 + 168484,8 2 = 170037,8 N.mm

1 ,

0 tdσ

M

50 1 , 0

206868

= 34,6 mm ⊕ Tại tiết diên 2-2:

1 ,

0 tdσ

M

50 1 , 0

a + +

+

1 1

4 (a b ) P

c b

a + +

+

= 333754,+6.(6954++6769) = 2144 N ∑F x = REx + RFx – P4 = o

⊕ Tại tiết diên 1-1: Theo sơ đồ lực ta có

M + = ( − 224000 ) 2 + 0 2 = 224000 N.mm

⊕ Tại tiết diên 2-2: Theo sơ đồ lực ta có

M + = 141504 2 + (-31079,4 ) 2 = 144876,9 N.mm

1 ,

224000

= 35,5 mm ⊕ Tại tiết diên 2-2:

1 ,

385519

= 43 mm

Từ các số liệu trên ta lấy d= 40 mm là đờng kính ngõng trục lắp ổ bi, d= 45 là đờng kính có then lắp bánh răng thẳng

II Tính chính xác – kiểm nghiệm trục:

1 Đối với trục I: Để tính chính xác ta kiểm nghiệm sức bền của trục ở các tiết diện nguy

hiểm là tại điểm (1-1) d= 30mm

+ Tại tiết diện 1-1: theo công thức (7-5) TKCTM.

n n

n n

≥ + 2 2

.

τ σ

τ σ

m a

K

σ ϕ σ β ε

σ

δ σ

.

1 +

−

CT (7-6) TKCTM

m a

K

τ ϕ τ

β

ε

τ

τ τ

.

1 +

−

CT (7-7) TKCTMTheo trang 170 sách TKCTM ta có các công thức kiểm nghiệm trục sau:

kỳ đối xứng

σa = σmax = σmin = M w u và σm = 0

σa : biên độ ứng suất; σm : biên độ ứng suất trung bình

- Về ứng suất tiếp ( xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động

nσ =

m a

K

σ ϕ σ β ε

σ

δ σ

.

1 +

−

1 86 , 0

63 , 1

270

m a

K

τ ϕ τ β ε

τ

τ τ

.

1 +

−

1 75 , 0

5 , 1

τ σ

n n

n n

+ = 4 , 3 2 7 , 9 2

9 , 7 3 , 4

2 Trục II : Đối với trục II có hai tiết diện nguy hiểm

= 170037,8 N.mm

σa = M w u = 1700377800,8= 21,8 N/mm2

0 min

- Hệ số xét đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình và sứ bền mỏi; đối với thép 45:

nσ =

m a

K

σ ϕ σ β ε

σ

δ σ

.

1 +

−

= 3,3.21270,8+0,1.0= 3,8

m a

K

τ ϕ τ β ε

τ

τ τ

.

1 +

τ σ

n n

n n

+ = 3 , 8 2 13 , 4 2

4 , 13 8 , 3

Thoả m n điều kiện: ã [ ]n ≥ 1 , 5 ữ 2 , 5

III Tính mối ghép then – chọn then:

Để cố định bánh răng và truyền mô men, chuyển động từ trục đến bánh răng hay ngợc lại ta dùng mối ghép then

1 Đối với trục I :

Đờng kính lắp bánh răng nón nhỏ có d = 28mm, ta chọn then bằng tra bảng

* Kiểm nghiệm then về sức bền dập: Theo công thức 7 -11 TKCTM.

l k d

M

σ

.

2

M τ

.

2

τc =228.47880.3,5.31,8 = 13,8 N/mm2

2 Đối với trục II :

* ứng với đờng kính trục lắp bánh răng nón lớn: d = 40mm, chọn then bằng tra bảng

răng nón l = 31mm

* ứng với đờng kính trục lắp bánh răng thẳng nhỏ: d = 45mm, chọn then bằng tra bảng

then lắp bánh răng nón l = 56mm

3 Đối với trục III:

* ứng với đờng kính trục lắp bánh răng thẳng lớn: d = 45mm, chọn then bằng tra bảng

răng nón l = 56mm

* ứng với đờng kính trục lắp bánh đai: d = 38mm, chọn then bằng tra bảng 7-23 TKCTM

- Chiều dày mặt bích dới của thân hộp: b = 1,5 δ = 9 1,5 = 12 mm

- Chiều dày thân ổ gân hộp: m = ( 0,85 ữ 0,9) δ = 8mm

- §êng kÝnh bu lµm vÝt n©ng chän theo träng lîng cña hép vµ kho¶ng c¸ch A Theo b¶ng 10 -11a vµ 10 -11b ta cã träng lîng hép gi¶m tèc øng víi A = 176 mm, L= 131

b Nót th¸o dÇu: Chän theo b¶ng (10-14) lÊy nót cã kÝch thíc: d = M16 x1,5,

- Đối với hộp giảm tốc 2 cấp, 2 cặp bánh răng nón và bánh răng thẳng có vận tốc

v = 1m/ph, chọn phơng pháp bôi trơn bằng cách ngâm các bánh răng trong dầu

- Đối với cặp bánh răng thẳng ngâm mức dầu ngập chiều cao đến chiều cao răng của bánh nhỏ

- Đối với cặp bánh răng nón ta có thể ngăn 1 hộp chứa dầu từ trục đến thành hộp ( bằng 1 hộp rời đợc bắt vào thành hộp và trục) để đựng dầu và chúa bánh răng nón lớn Mức ngập dầu là hết chiều rộng bánh răng nón lớn

- Chọn độ nhớt của dầu: Theo bảng 12-1 TKCTM chọn dầu bôI trơn bánh răng ở nhiệt

độ 50°C là dầu có 116Centistoc hoặc 10 độ Engle Theo bảng 12-4 TKCTM chọn loại dầu AK20 ( đầu ôtô - máy kéo )

b BôI trơn ổ:

- Bộ phận ổ đợc bôi trơn bằng mỡ vì vận tốc của bộ truyền thấp nên không dùng phơng pháp bắn toé dầu để bôi trơn ổ

- Số lợng mỡ chứa 2/3 chỗ hổng của ổ Để mỡ không chảy ra ngoài và ngăn chặn bụi dùng ống phớt chắn dầu.

- Chọn loại mỡ bôi trơn ổ theo bảng 12-6 TKCTM ta chọn loại mỡ ký hiệu M để dùng

- Lằp ghép then vào trục:

6

7

h K

- Lằp ghép then vào may ơ:

6

7

h

J s

TàI liệu tham khảo

1 Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm

- Thiết kế chi tiết máy :

Nh©n xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Mục lục TT Nội dung Trang 1 Lời mở đầu 1 2 Phần I: Lựa chọn sơ đồ cấu trúc của hệ thống, vẽ sơ đồ 2 3 Phần II: Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền: 3 4 Phần III: Thiết kế bộ truyền hộp giảm tốc 1 Bộ truyền bánh răng cấp nhanh 2 Bộ truyền bánh răng cấp chậm

5 5 9

1 Tính sơ bộ kiểm nghiệm cho trục

2 Tính mối ghép then, chọn then

11 11 21