đề 2 tiểu luận NL CTM thầy VĂN HỮU THỊNH

đề 2 nguyên lí chi tiết máy của thầy Văn Hữu Thịnh, bánh răng chữ V và bộ truyền xích bản full đầy đủ CÁC NHỚ SỬA LẠI PHẦN 5 BIỂU ĐỒ NHA MÌNH ĐỂ ĐÓ MINH HỌA THÔI DO MÌNH VẼ TAY



LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển, do đó khoa học kĩ thuật đóng mộtvai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động, thay thếsức lao động của người lao động một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàncho người lao động trong quá trình làm việc Để tạo nền tảng tốt cho bướcphát triển trong tương lai, chúng ta cần đầu tư, nghiên cứu, giáo dục, pháttriển khoa học kĩ thuật một cách nghiêm túc ngay từ trong các trường đạihọc

Tiểu luận môn học Chi Tiết Máy là bài học giúp sinh viên thuộc khốingành Kỹ thuật nói chung và sinh viên ngành Nhiệt – lạnh nói riêng có bước đichập chững, làm quen với công việc thiết kế, vận hành mà mỗi người kĩ sư

sẽ gắn cuộc đời mình vào đó Học tốt môn học này sẽ giúp cho sinh viênmường tượng ra được công việc tương lai, qua đó có cách nhìn đúng đắn hơn

về con đường học tập đồng thời tăng thêm lòng nhiệt huyết, yêu nghề chomỗi sinh viên Không những thế quá trình thực hiện đồ án sẽ là thử tháchthực sự đối với những kĩ năng mà sinh viên đã được học từ năm trước như vẽ

cơ khí, kĩ năng sử dụng phần mềm chẳng hạn như Autocad, cùng với nhữngkiến thức trong những môn học nền tảng: Nguyên lí - chi tiết máy, Đo lường nhiệt,

…

Trong quá trình thực hiện tiểu luận, em nhận được sự chỉ dẫn rất tận

tình của Thầy TS Văn Hữu Thịnh Sự giúp đỡ của Thầy là nguồn động lực

lớn lao cỗ vũ tinh thần cho em trên con đường học tập, rèn luyện đầy gian laovất vả

Do đây là bản thiết kế kĩ thuật đầu tiên mà em thực hiện nên chắc chắn

sẽ mắc phải những thiếu xót, sai lầm Em rất mong nhận được sự góp ý chânthành từ phía các Thầy Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

Phan Văn Đạo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PHỤ LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2

PHỤ LỤC 3

Phần I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 4

1 TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ 4

1.1 Số liệu ban đầu 4

1.2 Xác định công suất cần thiết của động cơ 4

1.3 Tính số vòng quay sơ bộ của động cơ điện 5

1.4 Chọn động cơ 5

2 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN ……5

Phần II: TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN 7

1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 7

1.1Chọn loại xích ……… 7

1.2 Xác định các thông số xích và bộ truyền 7

2.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 12

2.1Chọn vật liệu 15

2.2Xác định ứng suất cho phép 15

2.3Xác định khoảng cách trục 17

2.4Xác định các thông số ăn khớp 18

2.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 18

2.6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 19

2.7 Kiểm nghiệm răng về quá tải 21

Phần III: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TRỤC 23

1 Tính sơ bộ đường kính trục … .23

2 Xác định lực tác dụng lên trục và bánh răng 23

3 Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 24

4 Xác định các phản lực gối đỡ 27

5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi ……32

6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh ……34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

1.1 Số liệu ban đầu:

Hệ thống truyền động băng tải làm việc có các thông số sau:

- Lực vòng trên băng tải: 2F = 3000 (N)

- Số răng đĩa xích tải: Z = 11 (răng)

- Bước răng đĩa xích tải: t = 100 (mm)

- Sai số cho phép về tỉ số truyền:

u  (2  3)%

Hệ thống truyền động băng tải quay 1 chiều, làm việc 2 ca/1 ngày, tải va

đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức:

P ct 



Trong đó: Pct - công suất cần thiết trên trục động cơ, kW;

Pt - công suất tính toán trên trục máy công tác, kW;

 - hiệu suất truyền động

Hiệu suất truyền động:

         3  0,930,9810,993  0,88

x br nt ol

Trong đó: (Số liệu tra theo bảng 2.3)

nt =1:hiệu suất nối trục

br = 0,98: hiệu suất 1 cặp bánh răng trụ

o = 0,99: hiệu suất 1 cặp ổ lăn

 x =0,93: hiệu suất bộ truyền xích để hở.

Công suất trên trục máy công tác:

n: số vòng quay của trục công tác

 245  82

- Có nhiều trên thị trường do đó dễ thay thế

- Chế tạo không phức tạp bằng xích răng

- Phù hợp với vận tốc yêu cầu

- Độ bền mòn của xích con lăn cao hơn xích ống

Vì công suất không lớn lên ta chọn xích con lăn 1 dãy

(z01:bước xích tiêu chuẩn của bộ truyền xích có số răng đĩa nhỏ, z01= 25)

• Hệ số số vòng quay:

01 400

1,63 245

- k0: Hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền, lấy k0=1

(Chọn độ nghiêng giữa bộ truyền và phương ngang < 600)

- ka: Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích, lấy ka = 1( Khoảng cách trục a=(30 50)p )

- kdc: Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích, lấy kdc = 1 (ứng với

vị trí trục được điều chỉnh một trong các đĩa xích)

- kbt: Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn, lấy kbt = 0,8 ( vì môi trường không bụi, bôi trơn loại I)

- kd: Hệ số tải trọng động, kể đến tính chất của tải trọng, lấy kd = 1,3 (vì tải trọng

p  25, 4mm

Theo bảng 4.5 chọn 1 dãy xích có bước xích p = 25,4mm

Mặt khác để tránh lực căng quá lớn do trọng lượng bản thân xích gây nên,

khoảng cách trục không nên quá lớn a  amax = 80.p

Khi thiết kế sơ bộ chọn: a = 30p Vậy a = 40p = 30x25,4 = 762 (mm)

3,14 ]2} = 765 (mm)

Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng a

 a   0, 002  0, 004  a

Chọn a  0, 004  a  0, 004 765  3

Do đó: a = 765– 3 = 762 (mm)

Sau khi xác định được số mắt xích và khoảng cách trục, cần tiến hành kiểm nghiệm

số lần va đập i của bản lề xích trong một giây:

Điều kiện : i  [P]i]

[P]i]: Số lần va đập cho phép trong một giây

Tra theo bảng 4.10, dựa vào p = 25,4 mm ta có: [P]i] = 30 Vậy i = 2,93 < [P]i] =30 => thoả mãn

1.2.4 Kiểm nghiệm xích về độ bền:

Với cả bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu tải trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn:Theo công thức:

kf: Hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền, f =

(0,010,02)a Lấy kf = 4 ( Bộ truyền nghiêng một góc < 600)

Vậy S = 21,90 > [P]S] = 9,3  Bộ truyền xích đảm bảo độ bền

1.2.5 Xác định các thông số của đĩa xích và kiểm nghiêm độ bền tiếp xúc:

a Xác định thông số của đĩa xích:

- Đường kính vòng chia của đĩa xích được xác định theo công thức:

- Đường kính vòng đỉnh của đĩa xích 1,2:

d a 1=p [0,5+cot(z π1) ]=25,4 ×[0,5+cot(23π ) ]= ¿ 197,5 Lấyd a 1=198 mm;

d a 2=p [0,5+cot(z π2) ]=25,4 ×[0,5+cot(69π ) ]=570,2 Lấy d a 2=570 mm;

- Đường kính vòng chân của đĩa xích 1,2:

df1 = da1 - 2r Tra bảng 4.2 với p=25,4 => d1 = 15,88 (mm)

Với r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025 x 15,88 + 0,05 = 8,03 (mm)

 df1 = d1 - 2r = 186,54 – 8,03x2 = 170,48 (mm)

df2 = d2 - 2r =558,1 – 8,03x2 = 542,04 (mm)

b Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích:

Ứng suất tiếp xúc H trên mặt răng đĩa xích phải thoả mãn điều kiện:

σ H= 0,47.√k r (F t K đ+F vđ) E

A k d ≤[σ H]

Trong đó:

- K đ− ¿ hệ số tải trọng động, bảng 5.6

- k đ− ¿hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, kđ=1

- [σ H]− ¿ ứng suất tiếp xúc cho phép, MPa, tra bảng (5.11)

- F vđ− ¿lực va đập trên m dãy xích, xác định F vđtheo (5.19)

- Kđ: Hệ số tải trọng động, tra bảng 4.6 ta lấy Kd = 1,2.

- A: Diện tích chiếu của mặt tựa bản lề, tra bảng 4.14 ta được: A = 180 (mm2)

2E1 E2

- E = E1  E2 , Môđun đàn hồi MPa.

E1,E2: Mô đun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa E = 2,1.105 MPa.

Vậy ứng suất tiếp xúc H:

Mà theo trên ta tra bảng được [P]H1] = 500 ÷ 600 MPa

Thoả mãn điều kiện H<[P]H]

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích bị dẫn da2 (mm) 570,2 Đường kính vòng chân răng đĩa xích dẫn df1 (mm) 170,48 Đường kính vòng chân răng đĩa xích dẫn df2 (mm) 542,04

2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Bánh răng nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 có: ϭb1=850MPa,b1=850MPa, ϭb1=850MPa,ch1=580MPa Chọn HB1=270 (HB); s  60mm

Bánh răng lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192  240 : ϭb1=850MPa,b2=750MPa,ϭb1=850MPa,ch2=450MPa Chọn HB2=230 (HB);

Vì bộ truyền quay 1 chiều nên KFC=1

Vì tính sơ bộ nên chọn sơ bộ: Z R  ZV  KxH  1 ; Y R Y S  KxF  1

Với SH là hệ số an toàn, SF là hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất theo bảng 5.2 đối với vật liệu đã chọn thì SH=1,1; SF=1,75

 302302,4 1,39107

N HE ; N FE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương

Khi bộ truyền chịu tải trọng tĩnh:

+ t: tổng số giờ làm việc của bánh răng: t  530028  24000h

Số chu kì làm việc của bánh lớn:

Ta có : NHE1 > NHO1 nên thay NHE1=NHO1

NHE2 > NHO2 nên thay NHE2=NHO2

NFE1 > NFO1 nên thay NFE1 = NFO1

NFE2 > NFO2 nên thay NFE2 = NFO2

Vậy ứng suất tiếp xúc đảm bảo điều kiện

Do bộ truyền quay 1 chiều nên KFC=1

Với: T1: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, T1=35854N.mm

Ka: hệ số phụ thuộc loại răng, Ka=43 (răng chữ V)

2 cos  b

sin 2 tw

2 cos(30 27 ') sin(2 23 22')

 

thỏa điều kiện bền tiếp xúc.

Để đảm bảo bánh răng trong quá trình làm việc không gãy răng thì ứng suất uốn tác dụng lên bánh răng  F phải nhỏ hơn giá trị ứng suất uốn cho phép [P]  F ] hay:

Điều kiện bền uốn cho bánh răng:

F

2

98 2,93

Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:

Số răng tương đương:

32o39'82 cos 3

YR = 1, vì da < 400 mm nên KxF = 1 Thay các giá trị vừa tính được vào (5.2) ta được:

F1   F1 Y R Y S  K xF  277,111, 051  290,95MPa

Tương tự tính được F 2   236,511, 051  248,33MPa

 2T1  K F YYY F1

Các thông số và kích thước bộ truyền

Chiều rộng vành khăn b = 41,16 mm

-Chọn d1sb=25mm, theo bảng (10.2), ta được chiều rộng ổ lăn b01=17mm.

-Chọn d2sb=40mm, theo bảng (10.2), ta được chiều rộng ổ lăn b02=23mm

GVHD: TS.Văn Hữu Thịnh Tiểu Luận NL-CTM – 2019 

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

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: k3 = 15mm;

- Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn = 20mm

 Tính phản lực ở các gối đỡ C và D trên trục II:



2(92 46) 1239,29 (65 92) 2153

292

Vậy FxD đúng chiều đã chọn và đổi chiều đã chọn của FxC

Biểu đồ Momen trục I:

Biểu

đồ Momen trục II:

 GVHD: TS.Văn Hữu Thịnh Tiểu Luận NL-CTM – 2019

 GVHD: TS.Văn Hữu Thịnh

Tiểu Luận NL-CTM – 2019

Theo bảng 7.15 và 7,16, ta tính được

Tỉ sốdo

s

Rãnhthen

Lắpchặt

Rãnhthen

Lắpchặt

Tỉ sốdo

s

Rãnhthen

Lắpchặt

Rãnhthen

Lắpchặt

Với Mmax – Momen uốn lớn nhất

Tmax – Momen xoắn lớn nhất

ch  340 MPa – Giới hạn chảy

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Thiết kế đồ án chi tiết máy [2] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển :

Tính toán Thiết kế hệ dẫn động cơ khí , tập 1 và tập 2

Nhà xuất bản Giáo dục , 1999