do an dung

Khoa: Khoa cơ khíLời nói đầu Đồ án môn học chi tiết máy là một đồ án cần thiết cho sinh viên nhiều ngành trong các trờng đại học kỹ thuật.. Việc làm đồ án này giúp cho sinh viên có khả n

Khoa: Khoa cơ khí

Lời nói đầu

Đồ án môn học chi tiết máy là một đồ án cần thiết cho sinh viên nhiều ngành trong các trờng đại học kỹ thuật.

Việc làm đồ án này giúp cho sinh viên có khả năng vận dụng lý thuyết để giải quyết những vấn đề có liên hệ mật thiết với thực tế sản xuât, thiết kế ra những chi tiết và bộ phận máy có hình dạng kích thớc cụ thể, thoả mãn các yêu cầu chủ yếu về kinh tế, kỹ thuật và các yêu cầu khác.

Làm đồ án chi tiết máy là một công việc hoàn toàn mới mẻ

đối với sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy bởi nó không chỉ đòi hỏi có kiến thức mà còn đòi hỏi khả năng vận dụng những kiến thức ấy vào thức tế…Tuy nhiên, qua đó, nó giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại cũng nh nắm vững thêm các kiến thức về môn học chi tiết máy và các môn học khác nh sức bền vật liệu, dung sai, vẽ kỹ thuật, luyện tập khả năng vẽ thiết kế trên máy tính…

Do lần đầu tiên làm đồ án, với trình độ và khả năng có hạn, phần trình bày của em chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Vậy em rất mong đợc sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Tiền Phong (giáo viên hớng dẫn thiết kế) , sự góp ý phê bình của quý bạn đọc !

Em xin chân thành cảm ơn !

Hng yên, ngày 20 tháng 05 năm2007

Sinh viên

Vũ văn dũng

4.Nèi trôc 5 B¨ng t¶i

Sè LiÖu cho tríc

5 Gãc nghiªng cña ®ai so víi ph¬ng

ngang

6 §Æc tÝnh lµm viÖc: ªm

Sinh viên thiết kế: Vũ Văn Dũng Lớp: CKK4LC

Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Tiền Phong

Mục lục

Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau

- Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

- Phần II: Tính toán bộ truyền đai dẹt.

- Phần III: Tính toán bộ truyền trong bánh răng trụ răng

- Phần VI: Thiết kế gối đỡ trục.

- Phần VII: Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.

- Phần VIII: Bôi trơn hộp giảm tốc

Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền

1.Công suất cần thiết:

Gọi N là công suất tính toán trên trục máy công tác (KW)

Nct là công suất cần thiết trên trục động cơ (KW)

 là hiệu suất truyền động

1=0,94: Hiệu suất bộ truyền đai

2=0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ

3=0,995: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

2 2

1   



 F=8100 N : Lực kéo băng tải

Khoa: Khoa cơ khí

4= 1: Hiệu suất của khớp nối



Vậy công suất cần thiết trên trục động cơ là:

2 Tính số vòng quay trên trục của tang:

Ta có số vòng quay của trục tang là :

340 14 , 3

9 , 0 60000

P V

Trong đó iđ: là tỷ số truyền của đai thang

ihgt: là tỷ số truyền của hộp giảm tốc

iđ và ihgt đợc tra trong bảng (2-2) bảng tỷ số truyền và ta chọn

 Theo bảng 2P (Thiết kế chi tiết máy) ta chọn đợc động cơ có

số hiệu A02-52-2 có thông số kĩ thuật:

,

0

29 ,

41 ,

Theo công thức tính tỷ số truyền ta có : 57,7

6,50

n

n

Ta có : ic = ihgt.iđ

Trong đó : ic : tỷ số truyền chung

ihgt : tỷ số truyền của hộp giảm tốc.

iđ : tỷ số truyền của bộ truyền đai.

i i

Khi phân phối tỉ số truyền cho hộp giảm tốc theo yêu cầu bôitrơn có thể tính theo công thức kinh nghiệm :

ihgt=inh.ich=(1,21,3)ich2

Trong đó: inh tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc

ich tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc

25,1

hgt i

=

25,1

20

= 4  inh= ihgt/ ich=20/4 =5

Phân phối tỷ số truyền nh sau:

Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp giảm tốc : inh = 5

Tỷ số truyền cấp chậm của hộp giảm tốc : ich= 4

Tỷ số truyền của bộ truyền đai : iđ= 4,424

Khoa: Khoa cơ khí

- Tốc độ quay trên trục I là: 1 42920,424 660,036(v/ph)

i

n n

ch







8 Xác định momen xoắn trên các trục:

Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức (3_53)

87 , 7 10 55 , 9

10 55 ,

59,7.10.55,9

10.55,

32,7.10.55,9

10.55,

Sè vßng quay cña trôc dÉn: n®c=2920(vg/ph)

Sè vßng quay cña trôc bÞ dÉn: n=660,036

Tû sè truyÒn cña ®ai: i®=4,424

1 Chän lo¹i ®ai v¶i cao su ,lµm viÖc thÝch hîp ë chç Èm ít.

N D

Chän D1=160 mm

VËn tèc vßng :

v D n 24,5m/s 25 30m/s

1000.60

2920.160.14,31000.60

1 1

036,660

29201

1 1

2

1

Sai sè vÒ sè vßng quay so víi yªu cÇu

1,3%

036,660

036,660448,651

1 1

' 1

Khoa: Khoa cơ khí

nằm trong phạm vi cho phép ( 35)% do đó không cần chọn lại đờng kính D2.

4 chiều dài tối thiểu của đai [ công thức (5-9)]

max min     ( umax=35)

D L D

D L

A

6,23638

160710871016014,36125.271016014,36125

2

8

82

2

2 2

2 1 2

2 1 2 1

D

A

24004

160710710

1602

14,324002

42

2

2 2

1 2 2



điều kiện (5-11) đợc thoả mãn

6.Định tiết diện đai :

Chiều dài đai đợc chọn theo tỷ số 401

+ cα là hệ số ảnh hởng của góc ôm (bảng 5-7)

97,0170

94,0160

88,020

41,81000

].[

.1000

0

mm c

c c c v

N b

b v t p

Phần III : Thiết kế Bộ truyền bánh răng

I Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

1.Chọn vật liệu và cách nhiệt luyện :

Do hộp giảm tốc 2 cấp chịu tải trọng trung bình nên chọn vậtliệu làm bánh răng có độ rắn bề mặt răng HB < 350 Đồng thời đểtăng khả năng chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớnhơn độ rắn của bánh răng lớn khoảng 25 50 HB

HB1 = HB2 + (25 50)HB

- Bánh răng nhỏ thép 45 thờng hóa

(giả thiết đờng kính phôi 100300mm)

(với cả bánh răng nhỏ và bánh răng lớn ta chọn phôi là phôi rèn)

2.Xác định ứng suất tiếp xúc , ứng suất uốn cho phép với bộ truyền cấp nhanh.

Theo công thức(3-3) số chu kì làm việc tơng đơng củabánh răng

Ntd=60.u.Th.nTrong đó: n: số vòng quay trong 1phút

Th: thời gian làm việc của máyu: số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng qay mộtvòng, u=1

- Số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:

 Xác định ứng suất uốn cho phép:

Vì phôi rèn, thép thờng hoá nên lấy hệ số an toàn n=1,5

2

1 0,43.480206,4N/mm



Vì bánh răng quay một chiều nên theo công thức (3-5)có:

- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

8 , 1 5 , 1

1 4 , 249 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1 (

k n

k k

1 4 , 206 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

007 , 132 4 , 0

87 , 7 45 , 1 5

416

10 05 , 1 1

2 6

-Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức : (3-17)

với n1 số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn

Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánhrăng là cấp 9

1 5 ( 1000

.

60

036 , 660 230 14





) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V





6 Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng:

Vì đây là bánh răng trụ răng thẳng nên ta tính môđun :

 Xác định mô đun : m = (0,010,02) A

6 , 4 3 , 2 230 ).

02 , 0 01 , 0

N K

td n

u

10.1,19

Khoa: Khoa cơ khí

92 036 , 660 25 3 429 , 0

87 , 7 45 , 1 10 1 ,

( 856 , 30 517 , 0

429 , 0 186 , 37

2

1 1

8.Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

- Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải (3-43)

.)1(10.05,1

n b

N K i

Ai



=

007,132.85

59,7.45,1)15(5.230

10.05,

N K

2

6 .10.1,19

=

92.036,660.25.3.429,0

87,7.45,1.10.1,19

) /

( 856 , 30 517 , 0

429 , 0 186 , 37

2

1 1

2

375 75

Di2 = dc2 - 2mn- 2c =375 - 2.3 - 2.0,75 =367,5 (mm)

Khoa: Khoa c¬ khÝ

B¶ng3 : C¸c th«ng sè bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng

87,7.10.55,9.2

.10.55,9.2

N d

n

N d

M

-Lùc híng t©m Pr: Pr  P tg   3036 , 541 tg 200  1105 , 210 ( N )

II TÝnh to¸n bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng ngiªng

1.Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn cho b¸nh r¨ng cÊp chËm:

(giả thiết đờng kính phôi 300500mm)

+ Giới hạn bền kéo: bk= 480N/mm2

+ Giới hạn chảy ch= 240N/mm2

+ Độ rắn : HB = 140…190 (Chọn HB2 =160)

(Ta chọn phôi chế tạo bánh răng là phôi rèn)

2.Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép

Theo công thức(3-3) số chu kì làm việc tơng đơng củabánh răng

Ntd=600.u.Th.nTrong đó: n: số vòng quay trong 1phút

Th: thời gian làm việc của máyu: số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng qay mộtvòng, u=1

- Số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:

 Xác định ứng suất uốn cho phép:

Vì phôi rèn, thép thờng hoá nên lấy hệ số an toàn n=1,5

2

1 0,43.480206,4N/mm



Vì bánh răng quay một chiều nên theo công thức (3-5)có:

- ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ:

8 , 1 5 , 1

1 4 , 249 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1 (

k n

k k

1 4 , 206 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

002 , 33 2 , 1 4 , 0

29 , 7 3 , 1 4

416

10 05 , 1 1

2 6

-Vận tốc vòng của bánh răng trụ ăn khớp ngoài đợc tính theo công thức : (3-17)

với n1 là số vòng quay trong 1 phút của bánh dẫn

Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánhrăng là cấp 9

5 Tính chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A

k

=310 3

3,1

1,1

=293,210(mm)

Chọn A=294 (mm)

6 Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng:

Vì đây là bánh răng trụ răng nghiêng nên ta tính môđun pháp:

) / ( 857 , 0 )

1 4 ( 1000

.

60

007 , 132 310 14





) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V





Khoa: Khoa cơ khí

 Xác định mô đun pháp: mn=(0,010,02) A

88 , 5 94 , 2 294 ).

02 , 0 01 , 0

2

)( 1 2

=

294.2

3)

14436

=0,91837   15021’

) ( 6 , 117 294

4 , 0

3.5,2sin

.5,2

y

N K

n

u

'

'

10.1,19

,,: Hệ số ảnh hởng khả năng tải  ''  1 , 5Theo bảng (3-18) :

59 , 7 1 , 1 10 1 ,

( 34 517 , 0

476 , 0 37

2

1 1

8.Kiểm nghiệm sức bền bánh răng khi chịu quá tải đột ngột

- Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải theo côngthức (3-43)

.)1(10.05,1

n b

N K i

Ai



=

002,33.112

59,7.1,1)14(4.294

10.05,

N K

2

6 .10.1,19

=

118.002,33.43.3.476,0

59,7.1,1.10.1,19

2

6

= 222(N/mm2)  uqt1 <   uqt1

+ B¸nh r¨ng lín

  uqt2= 0,8.ch=0,8.240 = 192(N/mm2)

32 ( / )

517 , 0

476 , 0 35

2

1 1

2

432 108

D 2 = dc2 +2mn=432+2.3 = 438 (mm)

 §êng kÝnh vßng ch©n r¨ng:

Di1 = dc - 2mn - 2c =108-2.3 – 2.0,75 =100,5(mm)

Di2 = dc2 - 2mn- 2c =432 - 2.3 -2.0,75 =424,5 (mm)

Bảng4 : Các thông số bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

h=6,75mm

b1=118mm

b2 =112(mm)

' 21

59,7.10.55,9.2

.10.55,9.2

N d

n

N d

M

' 21 15 cos

20 10168

0

N tg

1- Chọn vật liệu cho trục:

Vật liệu làm trục phải có độ bền cao, ít nhạy với tập trung ứngsuất, có thể nhiệt luyện đợc và dễ gia công Thép các bon và hợpkim là những vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Vì hộp giảm tốc

N- c«ng suÊt truyÒn cña trôc

n- sè vßng quay trong 1 phót cña trôc

 §èi víi trôc I :

N C

d 

) ( 41 , 27 036

, 660

87 , 7



) ( 31 , 46 007 , 132

59 , 7



) ( 64 , 72 002 , 33

32 , 7



§Ó tÝnh c¸c kÝch thíc chiÒu dµi cña trôc tham kh¶o b¶ng 7_1.Ta chän c¸c

kÝch thíc sau :

khe hë gi÷a c¸c b¸nh r¨ng 10 (mm)

11822

5,111102

11885

2710102

9222

5,832

2720202

ay r

ax

1

by r

bx

r

x

z y

P1 = 2600 (N) c= 76 (mm)

P1 = Ft1 = Ft2 = 2600( )

72

93614.22

1

d

T w



Pr1=Fr1=Fr2=Ft1 981( )

2115cos

20.2600

0

N tg

Khoa: Khoa c¬ khÝ

0 ) (

c P l R

76 106 5 , 88

5 , 82 1045 76

2600

.

c b a

l R c P

106 5 , 88 ( 1049 )

) ( 30 48

1 ,

75 , 0

) ( 37 48

1 , 0

237079

Trục ở tiết diện m-m lấy dm-m=40 mm

Trục ở tiết diện n-n lấy dn-n=34 mm

Chọn đờng kính lắp ổ lăn : d = 25 mm

dy r

x

z y

m

m

m

r cy cx r

3

d

T w



2115cos

20.8360

0

N tg

.(

3 3

2       



 mCY Pr c Pr c b Pa d RDY a b c

c b a

c b P c P

d P

2

3

) ( 2305 76

106 5 , 88

) 76 106 (

3155 76

981 2

6355 2600

) ( 6355 76

106 5

, 88

) 76 106 (

8360 76

2600 )

(

3 2

3 2

N P

R P R

N c

b a

b c P c P R

DX CX

TÝnh momen uèn t¹i c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm

- T¹i tiÕt diÖn n2- n2

2 2

uy ux

) ( 349980 76

4605

) ( 9956 76

131

mm N c

R

M

mm N c

- T¹i tiÕt diÖn m2- m2

MU  Mux2  Muy2

Mux = RDX.a = 6355.88,5 = 562418(N.mm)

) ( 80063 2

108 2295 5

, 88 2305 2

.

P a

R

) ( 568088 80063

1 ,

0 

td n

n

M

) ( 524812 451431

75 , 0 350122

75 ,

1 , 0

75 , 0 568088

75 , 0

1 , 0

2 2

2 2

2

2

mm N M

M

M

m d

X U

td

td m

1 , 0

Khoa: Khoa c¬ khÝ

f y r

x

z y

p

p p

106 5

, 88

2

432 2295 )

76 106 (

3155 )

.(

c b a

c b P

) ( 2735 5625

8360

) ( 5625 76

106 5

, 88

) 106 76

( 8360 )

.(

4

4

N R

P R

N c

b a

b c P R

FX EX

uy ux

) ( 497770 )

106 76

.(

2735 )

.(

) ( 521430 )

106 76

.(

2865 )

.(

mm N b

c R M

mm N b

c R M

EX ux

EY uy

75 , 0 720877

75 ,

1 , 0

Trong đó : n hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất pháp

n hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất tiếp

n n





2 2

W : mô men cản uốn của tiết diện

W0: mô men cản xoắn của tiết diện

K:hệ số tập trung ứng xuất thực tế khi uốn và xoắn tra bảng 6)(7-13))

((7- : hệ số tăng bền bề mặt trục

 :hệ số xét đến ảnh hởng của trị số ứng xuất trung bình đến sức bền mỏi

m : là trị số trung bình của ứng xuất tiếp

MU, MX : là mô men uốn và mô mem xoắn

Xét tại tiết diện (m-m)

Đờng kính trục d=40 mm tra bảng (7-3b) ta có :

M X m

a   





m a

93614

2

)

/(4,405510222786

0

mm N w

M

mm N w

M

X m

U a

Chọn hệ số  và  theo vật liệu đối với thép các trung bình lấy 

Nh vậy tiết diện (m-m) đảm bảo độ an toàn cho phép

5,1

;92,185,0

63,1

6,2

,266,1857,2

66,18.57,2

66,184.05,04.96,1150

57,24,40.6,2

1.270

99,182,0

63,1

2,93

88,32.8,2

14,7.93,2

Vậy tiết diện (n2-n2) của trục 2 đảm bảo an toàn

 Xét tại tiết diện (m2-m2) đờng kính của trục là 55 mm

5,1

96,183,0

63,1

)/(86,922900.2

451431

2

)/(88,3210650350122

2 0

2

mm N w

M

mm N w

M

X a

U a

Theo b¶ng(7-10) víi P30(N/mm )

Tacã:

ta cã:

  (1,5 2,5)03

,242,809,2

42,8.09,2

42,833,7.05,033,7.38,2

150

09,215,39.3,3270

5,1

2,274,0

63,1

Theo b¶ng(7-10) víi P30(N/mm2)

3,3

451431

2

)/(15,3914510568088

2 0

2

mm N w

M

mm N w

M

X a

U a

Ta có:

Vậy tiết diện của trục đảm bảo an toàn

 Kết kuận : Tất cả cá trục đều đảm bảo làm việc an

Chiều dài then l = 0,8.lm(lm - chiều dài mayơ)

 Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then

theo công thức (7-11)

ở đây: Mx = 93614(N.mm),l = 0,8.l5 = 0,8.1,4.40 = 44,8(mm)

.

2

mm N l

k d

1742046

2

)/(84,2133000720877

2 0

2

mm N w

M

mm N w

M

X a

U a

,363,542,4

63,5.42,4

63,55,12.05,05,12.08,2

150

42,484,21.8,2270

n

n





Đờng kính trục II để lắp then là dn n = 50mm ,dm m=55mm

Ta chọn hai then có cùng kích thớc.theo bảng (7-23) chọn then

b = 16; h = 10; t = 5,0 t1 = 5,1 ; k = 6,2

Chiều dài then : ở vị trí lắp bánh răng dẫn l1 = 0,8.1,4.50 = 56 mm

ở vị trí lắp bánh răng bị dẫn l2 = 0,8.1,4.55 = 61,6mm

2

mm N l

k d

Mx

d

451431

Tại vị trí lắp bánh bị dẫn:

d   42 , 03 ( N / mm )     d

63 2 , 6 55

451431

M



.

2

Theo bảng (7-21) có []c = 120 (N/mm2)

Tại vị trí lắp bánh dẫn:

c   20 , 15 ( N / mm )     c

56 16 50

451431

Tại vị trí lắp bánh bị dẫn:

c   16 , 29 ( N / mm )     c

63 16 55

451431

Chiều dài then l = 0,8.1,4.72 = 80,64 mm

Kiểm nghiệm độ bền dập trên mặt cạnh làm việc của then theo

2

mm N l

k d

Mx

d

Tra bảng (7-20) với ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tĩnh, vậtliệu CT6

ở đây: nI = 660,036(V/P) : Tốc quay trên trục I

h = 18000 giờ, bằng thời gian phục vụ của máy

Theo công thức (8-2) có Q = (Kv.R + m.A).Kn.Kt

Hệ số m = 1,5 (tra bảng 8-2)

Kt = 1 tải trọng tĩnh(bảng 8-3)

Kn = 1 nhiệt độ làm việc dới 1000(bảng 8-4)

Kv = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

).(11451049

460

).(15531551

83

2 2

2 2

2 2

2 2

mm N R

R

R

mm N R

R

R

BX BY

B

AX AY

Khoa: Khoa cơ khí

Vì lực hớng tâm ở gối trục A lớn hơn lực hớng tâm ở gối truc B, nên

ta tính đối với gối đỡ trục A và chọn ổ cho gối trục này, gối trục Blấy ổ cùng loại

Q=(Kv.RA+m.A).Kn.Kt = (1.1553 +0).1.1 = 1553(N) =155,3daN

C = 155,3.(660,036.18000)0,3 = 20588

Tra bảng 14P ứng với d = 25 mm, ổ có ký hiệu 305, Cbảng = 27000

Đờng kính ngoài của ổ D = 62mm Chiều rộng ổ B = 17mm

ở đây: nII = 132,007(V/P) : Tốc quay trên trục II

h = 18000 giờ, bằng thời gian phục vụ của máy

Q: Tải trọng tơng đơng (daN)

Theo công thức (8-6) có Q = (Kv.R + m.At).Kn.Kt

Hệ số m = 1,5 (tra bảng 8-2)

Kt = 1 tải trọng tĩnh(bảng 8-3)

Kn = 1 nhiệt độ làm việc dới 1000(bảng 8-4)

Kv = 1 vòng trong của ổ quay (bảng 8-5)

)(428626

.6760.3,1

.4607.3,1

2305

).(46074605

131

0 0

2 2

2 2

2 2

2 2

N tg

tg R

S

N tg

tg

R

S

mm N R

R

R

mm N R

D

CX CY

Nh vậy lực At hớng về phía về phía gối đỡ trục bên phải

Vì lực hớng tâm ở hai gối trục gần bằng nhau, nên ta chỉ tính đốivới gối đỡ trục bên phải D (ở đây lực Q lớn hơn) và chọn ổ cho gốitrục này, gối trục kia lấy ổ cùng loại

QD=(Kv.RD+m.At).Kn.Kt=(1.6760+1,5.930).1.1 = 8155(N) hoặc=815,5daN