THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH TẢI

13/ Bôi trơn bằng cách ngâm bánh vít trong dầu.PHẦN IV: THIẾT KẾ CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 1/Do bộ truyền kín được bôi trơn tốt nên ta tính toán thiết kế theo ứng suất tiếp xúc Ta chọ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM.

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Hoàng MSSV:20900914

Ngành đào tạo : Cơ điện tử

Người hướng dẫn: TS Trần Thiên Phúc Ký tên:

Ngày hoàn thành: ………Ngày bảo vệ:………

2(giây) T

Mục lục.

TrangPhần I: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 3

THUYẾT MINH:

***PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.

1/ Công suất trên trục công tác

i

T t

6/Chọn động cơ 4A132S4Y3 của có công suất P=11 kW và số vòng quay n=1458 vòng/phút.

Hệ số công suất cos 0.87,hiệu suất  87.5%

7/Phân phối tỷ số truyền:

1458

65.3822.3

dc ch

tácCông suất

*** PHẦN II:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG.

Dữ liệu:Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang với P=8.73 kW, n=1458 vòng/ phút,

tỉ số truyền u = 2

1/ Chọn đai thang, chất liệu vải cao su

2/ Theo bảng công suất và số vòng quay ta chọn loại đai B với bp= 14 mm, b0= 17 mm, h= 10.5 mm, y0= 4.0 mm, A= 138 mm2, d1= 140…280 mm

3/ Đường kính bánh đai nhỏ:

Theo tiêu chuẫn ta chọn d1 = 180 mm

4/ Vận tốc đai:

1 1 1

Sai số của tỷ số truyền 1 %

6/ Khoảng cách trục phải thỏa mãn điều kiện

2(d d )� �a 0.55(d d )h

Theo bảng tiêu chuẫn ta chọn L = 2000mm.

8/ Số vòng chạy của đai trong một giây:

1

13.74

6.872

Khoảng cách a này nằm trong khoảng cho phép

10/ Góc ôm đai của bánh đai dẫn động :

0

2 1 1

11/ Các hệ số được sử dụng:

*Hệ số ảnh hưởng góc ôm đai: C 1.24*(1e1/110) 1.24*(1 e161.9110) 0.95

Ghi chú: 1tính bằng độ.

*Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền: Cu = 1.12

*Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai:

0

2000

0.982240

L

L C

L

*Hệ số ảnh hưởng của số dây đai: Cz=0.95 (hai hoặc ba đai)

*Hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng,tải va đập mạnh: Cr=0.7

u L z r v

P z

�

1000 1000*8.73

635.4 13.74

22

F F f

6.87 18652*3600 2*3600*6.46

48 12 4

z u z

H

T K q

q z

Hệ số khe hở hướng tâm c0=0.2

Chiều cao chân ren hf1=(f0+c0)m=(1+0.2)*6.3=7.56m

Chọn hệ số YF2 = 1.45

d/ Tính toán lại ứng suất tiếp xúc cho phép:

[  H] (276 300) 25*3.09 (198.75 222.75) 208 �   � � MPa giá trị này phù hợp với giá trị đã chọne/Kiểm nghiệm độ bền uốn của bánh vít:

2 2 2 F

2 t2 a1

13/ Bôi trơn bằng cách ngâm bánh vít trong dầu.

PHẦN IV: THIẾT KẾ CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

1/Do bộ truyền kín được bôi trơn tốt nên ta tính toán thiết kế theo ứng suất tiếp xúc

Ta chọn thép C45 được tôi cải thiện làm vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn Ta chọn:

NHO số chu kì làm việc cơ sở.

mH bậc của đường cong mỏi, có giá trị 6

*Số chu kỳ làm việc tương đương:

1

3.3*10

0.839.78*10

HO HL

HE

N K

Do bộ truyền là bánh răng trụ răng thẳng nên: [H] [ H]min [H]1495MPa

3/ Ứng suất uốn cho phép:

Số chu kì làm việc tương đương:

Số chu kì làm việc cơ sở NFO=5*106 đối với các loại thép

Vì chu kì làm việc tương đương lớn hơn chu kì làm việc cơ sở nên:

Theo tiêu chuẩn, ta chọn aw 315 mm

7/ Mô đun răng m0.01 0.02 a�  w 3.15 6.3 mm� 

Theo tiêu chuẩn, ta chọn m 6 mm

Số răng bánh dẫn:

1 2 1

8/ Các thông số hình học của bộ truyền bánh răng:

9/ Chọn cấp chính xác cho bộ truyền:

Vận tốc vòng bánh răng dẫn:

1 1 3

Hệ số ảnh hưởng đến điều kiện bôi trơn: Kl=1



Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng (độ bền uốn):

F1 F1 F2 F2

[ ] / Y =339 / 4.17 81.29[ ] / Y =324/3.87= 83.72

Do đó độ bền uốn được thỏa.

13/ Bôi trơn hộp giảm tốc trục vít – bánh răng

-Ta chọn phương pháp ngâm dầu trục vít (dầu ngập chân răng trục vít)

Đối với cặp bánh răng trụ răng thẳng:

+Phần ngâm dầu không thấp hơn chân răng và không được vượt quá 1/3 đường kính vòng đỉnh bánh răng

Tức là 75mm < khoảng cách từ tâm trục đến mức dầu <224mm

+Phần ngâm dầu của trục vít tối thiểu ngập chân ren trục vít

tức là: khoảng cách từ tâm trục bánh vít đến mức dầu < 190+32 =222mm

 Điều kiện bôi trơn được thỏa

Nếu hạ mức dầu xuống không ngập hết chiều cao ren trục vít thì sẽ làm thêm vòng vung dầu để bôi trơn trục vít khi nó đang làm việc

***PHẦN V: THIẾT KẾ TRỤC.

1/Chọn vật liệu trục:

Vật liệu trục là thép C45, chọn sơ bộ ứng suất xoắn cho phép [τ] = 20 Mpa

(σ-1 = 260MPa, σb = 600MPa, τ-1 = 150MPa)

sb

3 2

1116132

650.2*20

sb

3 2

2920673

900.2* 20

sb

Ta chọn dsb1=35mm tại vị trí thân trục lắp với bánh đai

Chọn dsb2=65mm tạo vị trí lắp bánh vít trêm

Chọn dsb3=90 tại vị trí lắp bánh răng tren trục 3

Các đường kính còn lại chọn sơ bộ như hình vẽ:

<4*106 Nmm)

Chiều dài mayor nữa nối trục lm33=130mm

-Ta chọn các khoảng cách:

k1=8: Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách

giữa các chi tiết quay

k2=10: Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

k3=15:Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ

hn=16: Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông

l32=l23 =192mm

l31=l21=296 mm

l33 ≥ l31+0,5(b03+lm33)+k3+hn=296+0.5*(43+130)+15+16=413.5mm chọn l33

=414mm

MEx(trai)=RDy*74=5347*74 = 395693Nmm

MFx=RGy*104=10627*104 =1105187Nmm

Trong mặt phẳng Oxz:

RDx=(Ft2*222+Fr3*104)/296 =(7382*222+4836*104)/296 =7235.6N

RGx=-RDx+Fr3+Ft2=-7235.6+4836+7382 =4982.4N

MEy=RDx*74=7235.6*74=535434Nmm

O

Tiết diện trục tại mặt cắt nguy hiểm:

7/Kiểm nghiệm điều kiện bền mỏi của trục theo hệ số an toàn:

Ta kiểm nghiệm tất cả các tiết diện đã có đường kính được xác định bằng tính toán phía trên Hai tiết diện lắp ổ trên cùng một trục có đường kính như nhau nên ta chỉ 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

Giới hạn mỏi của vật liệu: σ-1 = 260MPa, τ-1 = 150MPa

Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất:

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

Biên độ và giá trị trung bình các ứng suất:

Tiết diện a MPa m MPa m = a

Theo bảng 7.6, hệ số tăng bền bề mặt ứng với kiểu tăng bền thấm cacbon: β = 1,5

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

***PHẦN VI: CHỌN Ổ LĂN.

*Chọn ổ cho trục I

Đường kính ngỗng trục d = 40mm

Số vòng quay n =729 vòng/phút Thời gian làm việc L = 10000 h

1/Ta có lực hướng tâm tác dụng lên các gối đỡ:

e=0.46 (tra catalogue)

Thành phần lực dọc trục sinh ra do lực hướng tâm gây nên:

Tính tỷ số sơ bộ: 1

321

a r

Do đó theo bảng tra ta được X=0.4, Y = 1.3 (tra catalogue)

3/ Hệ số K 1.2 ta chọn theo khả năng tải động, K

10/3

tt m

8/ Như ban nãy ta đã chọn ổ côn 32208 J2/Q có C = 85 000N

9/Tuổi thọ xác định theo công thức:

L=(C/Q)10/3=(85000/11862)10/3=709.36 triệu vòng quay

Tuổi thọ tính bằng giờ:

Lh=106*L/(60n)=106*709.36/(60*729) = 16217 h

10/Chọn ổ lăn cho vị trí C:

Ban nãy ta đã chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ cỡ nhẹ kí hiệu 2208:

11/ Hệ số K 1.2 ta chọn theo khả năng tải động, K

t=1 và V=1 do vòng trong quay.12/ Tải trọng quy ước:

*Thiết kế ổ lăn cho trục II

2/Do có lực dọc trục nên ta chọn ổ đũa côn và lắp kiểu chữ “O”

Chọn ổ đũa côn cỡ nhẹ số hiệu 7212

F

e

Do đó theo bảng tra ta được X=0.4, Y=1.71

3/ Hệ số K 1.2 ta chọn theo khả năng tải động, Kt=1 và V=1 do vòng trong quay.

5/ Tải trọng quy ước:

*Chọn ổ lăn cho trục III

2/Chọn ổ bi đỡ và tính toán theo ổ bên phải vì nó chụi lực lớn hơn

Do không có lực dọc trục theo bảng tra ta được X=1, Y=0

3/ Hệ số K 1.2 ta chọn theo khả năng tải động, Kt=1 và V=1 do vòng trong quay.

5/ Tải trọng quy ước:

3

9292.4* 10.7 20476.5

tt m

8/ Theo phụ lục ta chọn ổ bi một dãy cỡ đặc biệt nhẹ,vừa số hiệu 117 và C=37400N

9/Tuổi thọ xác định theo công thức:

Dùng phương pháp đúc để chế tạo nắp ổ, vật liệu là GX15-32

Các kích thước của hộp giảm tốc

d3 = (0.8 0.9)*d2 =14.4 - 16.2(mm)

 chọn d3 = 16mm và chọn bulông M16

d4 = (0.6  0.7)d2=(0.6  0.7)*18 = 10.8 - 12.6(mm)Chọn d4 = 10mm và chọn vít M10

d5 =( 0.5  0.6)d2=( 0.5  0.6)*18=9-10.8(mm)Chọn d5 = 8mm và chọn vít M8, chọn theo kích thước cửa thăm

E2= 1.6*d2 = 1.6 * 18= 28.8 mm

R2 = 1,3 d2 = 1.3* 18 = 23.4mm

C  D3 / 2 = 80mm với k1,2d2=21.6mm chọn k=22mm

h = 12mmMặt bích ghép nắp và thân:

-Chiều dày bích thân hộp, S3

-Chiều dày bích nắp hộp, S4

-Bề rộng bích nắp hộp, K3

S3 =(1.4-1.8)d3 = (1.4-1.8)*16 = 22.4 – 28.8(mm)Chọn S3 = 24mm

S4 = ( 0.9  1) S3 =( 0.9  1)*24 = 21.6-24(mm)Chọn S4 = 22mm

K1  3.d13*22 = 66(mm) Chọn K1= 60 mmq K1 + 2. = 60 +2*12 = 84 mm

Khe hở giữa các chi tiết

-Giữa bánh răng và thành trong

II.MỘT SỐ CHI TIẾT KHÁC

1814

Sau 1 thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do

đó phải thay dầu mới Để tháo dầu cũ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc lỗ được bít kín bằng nút tháo dầu Dựa vào bảng 17-7[2] ta chọn nút tháo dầu có kích thước như hìnhvẽ

4.KIỂM TRA MỨC DẦU

Để kiểm tra mức dầu trong hộp ta dùng que thăm dầu, que thăm dầu có kết cấu và kích thước như hình vẽ

8

8D2

D3

6.ỐNG LÓT VÀ NẮP Ổ

Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp ghép và điều chỉnh bộ phận ổ,đồng thời tránh cho ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, ống lót làm bằng vật liệu thép CT3, ta chọnkích thước của ống lót như sau:

8.NỐI TRỤC ĐÀN HỒI.

Bảng tra theo sách Bài tập Chi tiết máy –Nguyễn Hữu Lộc

PHẦN 6: BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

I.BÔI TRƠN TRONG HỘP GIẢM TỐC

Do các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đều có v < 12m/s nên ta chọn

phương pháp bôi trơn ngâm dầu Theo bảng 18-15 ta chọn được loại dầu bôi trơn là

AK-15 có độ nhớt là 20Centistoc

II.BÔI TRƠN NGOÀI HỘP

Với bộ truyền ngoài hộp do không có thiết bị che đậy, hay bị bụi bặm bám vào, ta

Kiểu lắp Dung

sai(mm)

Kiểu lắp Dung

sai(mm)

6

H k

6

H k



+0.0350+0.021

+0.002 +0.025+0.0032

Bánh vít –trục

76

k

0+0.021+0.002

4 Ổ lăn –trục 40k6 +0.018+0.002 60k6 +0.021+0.002 85k6 +0.025+0.0035

Vỏ hộp-ổ lăn 80H7 +0.0300 110H7 +0.0350 130H7 +0.0400

Tên dầu hoặc mỡ Thiết bị cần bôi

trơn Lượng dầu hoặc mỡ Thời gian thay dầuhoặc mỡDầu ô tô máy kéo

AK- 15 Bộ truyền trong hộp 0,6 lít/Kw 5 tháng

Mỡ T Tất cả các ổ và bộ truyền ngoài 2/3chỗ rỗng bộ phận ổ 1 năm