do an cua hai hoan thanh

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp tính toán, thiết kế chi tiết máy nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầ

Trang 1

Khoa: Khoa Hoc Cơ Bản

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc

đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề

cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp tính toán, thiết

kế chi tiết máy nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

Đồ án môn học chi tiết máy nằm trong chơng trình đào tạo của ngành chế tạo máy có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ng-

ời kỹ s cơ khí gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.

Đợc sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo, đặc

biệt là thầy Nguyễn Tiền Phong đã giúp em hoàn thành tốt

đồ án môn học này.

Em mong nhận đợc ý kiến đóng góp của các thầy, cô để

đề tài của em đợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 2

Khoa: Khoa Hoc C¬ B¶n

Hng Yªn, ngµy 30 th¸ng 05 n¨m

2007 Sinh viªn thùc hiÖn:

Ph¹m ThÞ B¨ng H¶i

§å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y

5 Gãc nghiªng cña ®ai so víi ph¬ng

ngang

6 §Æc tÝnh lµm viÖc: ªm

Trang 3

Khối l ợng thiết kế

1 01 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc trên phần mềm Autocad

2 01 Bản vẽ chế tạo chi tiết: Trục số 1

3 01 Bản thuyết minh

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 thang.

- 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

Trang 4

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)

η là hiệu suất truyền động

Trong đó η1, η2, η3, ηol, ηk đợc tra bảng (2-1) bảng trị số hiệu suất

của các loại bộ truyền và ổ

η1=0,96: Hiệu suất bộ truyền đai, để hở

η2= η3 = 0,97: Hiệu suất bộ truyền bánh răng,để kín

ηol=0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn

1000

.V F

N =

4 4 3 2

1 η η η η η

ol

= =0,96.0,97.0,97(0,99)4.1 =0,86767

F=7700 N : Lực kéo băng tải

Trang 5

ηk= 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 :

280 14 , 3

8 , 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

191 , 7 86767

, 0

24 , 6

KW

) (

191 ,

π

= n (V/P)t : Tốc độ quay của trục tang

V= 0,8 m/s:Vận tốc băng tải

Trang 6

Theo công thức tính tỷ số truyền ta có : 53,3

6,54

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=(1,2ữ1,3)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= 2,67

6 Công suất động cơ trên các trục :

- Công suất động cơ trên trục III là:

NIII = 6,303( )

1.99,0

24,6

N k ol

ηη

- Công suất động cơ trên trục II là:

NII= 6,564( )

99,0.97,0

303,6

N ol br

ηη

- Công suất động cơ trên trục I (trục dẫn ) là:

Trang 7

99,0.97,0

564,6

N ol br

ηη

7 Tốc độ quay trên các trục :

- Tốc độ quay trên trục I là: 1089,9( / )

67,2

2910

i

n n

1

i

n n

ch

=

8 Xác định momen xoắn trên các trục:

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

2910

24,6.10.55,9

10.55,

n

N M

835 , 6 10 55 , 9

10 55 ,

10.55,

775,5.10.55,9

10.55,

Trang 8

Phần II : Tính toán bộ truyền đai

( Hệ dẫn động dùng bộ truyền đai thang)

Theo đặc tính làm việc của bộ truyền chọn loại đai vảI cao su vì

có sức bền và đặc tính làm việc cao ít chịu ảnh hởng của nhiệt

độ và độ ẩm

a.Xác định đờng kính bánh đai nhỏ D 1

)(1682910

24,6.1300n

1300) -(1100

1

25 ( )

/ ( 4122 , 27 60000

14 , 3 180

2910

V s m

b.Xác định đờng kính bánh đai lớn D 2

Theo công thức(5-4) ta có đờng kính đai lớn:

Trang 9

180 2910 ).

1 (

9,1089

124,10379

,1089

%100'

Sai sè ∆n n»m trong ph¹m vi cho phÐp (3 ÷5)%

3.§Þnh kho¶ng c¸ch trôc A vµ chiÒu dµi ®ai L:

m u

v

5

4122,27

max·

)(2,28

)18,05,0(8)]

5,018,0.(

14,348,5.2[)5,018,0(14,348

8)]

(2

[)(

2

2 2

2 1 2

2 1 2 min

1 2 min

m

D D D

D L

D D L

A

=

−

−+

D D D D A

2,2.4

)18,05,0()18,05,0(2

14,32,2.24

)(

0 0

1 2 0 2

0 0

1 2 0 1

18857

.2,2

18,05,018057

.180

17257

.2,2

18,05,018057

.180

=

−+

=

−+

D D

αα

Trang 10

0

1 =172 〉α =150

5.Xác định tiết diện đai:

Theo điều kiện (5-12) và bảng (5-2) ta có:

5,440

18040

1

max 1 1

Theo bảng (5-3) ta có chiều dày đai là: δ =4,5

Ta có chiều rộng b của bánh đai là:

1.79,0.97,0.8,0.25,2.5,4.41,27

24,6.1000

d C C C C v

N b

α

Trong đó: [ ]σp 0- ứng suất có ích cho phép của đai (N/mm2)

C t - hệ số xét đến ảnh hởng của chế độ tảitrọng, C t=0,8

6.Định chiều rộng B của bánh đai:

Theo công thức (5-14):

B=1,1b+(10-15)mm

mm

B=1,1.40+11=55

thoả mãn điều kiện (5-15) B≤D1

7.Tính lực căng và lực tác dụng lên trục:

Lực căng ban đầu tính theo công thức (5-16):

) ( 324 40

5 , 4 8 , 1

0

Trong đó:σ0=1,8N/mm2 ứng suất căng ban đầu

Lực tác dụng lên trục tính theo công thức (5-17):

Trang 11

.324.3

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 ữ50 HB

Trang 12

(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:

Trang 13

• Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ ]p tx [ ]N tx k'N

0

0σ

• 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

−

σVì 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

n

σ σ

σ

- ứng suất uốn cho phép của bánh lớn:

8 , 1 5 , 1

1 4 , 206 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

k N

σ

σ σ

Trang 14

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

835 , 6 45 , 1 5 416

10 05 , 1 1

2 6

≥

→

Chọn A= 200 (mm)

4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.

-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

9 , 1089 200 14

+

=

) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V

±

=

Trang 15

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=(0,01ữ0,02) A

4 2 200 ).

02 , 0 01 , 0

N K

td n

u

10.1,19

Trang 16

→ Hệ số dạng răng bánh lớn: y2=0,517

- Nh vậy ứng xuất tại chân răng bánh nhỏ là :

80 9 , 1089 24 3 429 , 0

835 , 6 45 , 1 10 1 ,

( 4 , 19 517 , 0

429 , 0 4 , 23

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

±

=

218.75

835,6.45,1)15(5.200

10.05,

N K

2

6 .10.1,19

=

80.9,1089.24.3.492,0

835,6.45,1.10.1,19

429 , 0 43 , 20

2

1 1

Trang 17

9 C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng:

Di2 = dc2 - 2mn- 2c =366 - 2.3 -2.0,75 =358,5 (mm)

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

Trang 18

835,6.10.55,9.2

.10.55,9.2

N d

n

N d

M

-Lùc híng t©m Pr: Pr = P tg α = 1663 , 61 tg 200 = 605 , 5 ( 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:

Trang 19

(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 quay mộtvòng, u=1

- Số chu kì làm việc của bánh răng nhỏ:

Trang 20

• 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

−

σVì 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

n

σ σ

σ

8 , 1 5 , 1

1 4 , 206 5 , 1

).

6 , 1 4 , 1

1

k n

k N

σ

σ σ

10.05,1)

1(

n

N k i

i A

24 , 6 3 , 1 4

416

10 05 , 1 1

2 6

≥

→

Trang 21

Chọn Asb= 255 (mm)

4 Tính vận tốc vòng v của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.

-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

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

k

=255 3

3,1

1,1

=241,19(mm)

02 , 0 01 , 0

.

60

218 255 14

+

=

) / ( ) 1 ( 1000 60

2 1000

60

.

s m i

n A n

d V

±

=

Trang 22

- Sè r¨ng b¸nh nhá: Z1 = 2m A(cosi+1)

n

β

= 2.2453(4.0+,951061) = 31,07(r¨ng)

2

)( 1+ 2

=

245.2

3)12832( +

=0,98 → β=11060’’

• ChiÒu réng b¸nh lín : b2 = ψA A = 0 , 4 245 = 98 ( mm )

ChiÒu réng b¸nh r¨ng tho¶ m·n:

)(3,37'6011sin

3.5,2sin

.5,2

y

N K

n

u

'

10.1,19

Trang 23

24 , 6 1 , 1 10 1 ,

( 14 , 26 517 , 0

46 , 0 38 , 29

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

±

=

5,54.98

24,6.1,1)14(4.245

10.05,

N K

2

6 .10.1,19

=

103.5,54.32.3.46,0

24,6.1,1.10.1,19

2

6

= 176,29(N/mm2) →σuqt1 < [ ]σ uqt1

+ Bánh răng lớn theo công thức (3_40)

[ ]σ uqt2= 0,8.σch=0,8.240 = 192(N/mm2)

Trang 24

517 , 0

46 , 0 38 , 29

2

1 1

9 C¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n cu¶ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng:

2

384 96

D 2 = dc2 +2mn=384+2.3 = 390(mm)

• §êng kÝnh vßng ch©n r¨ng:

Di1 = dc1 - 2mn - 2c =96 - 2.3 – 2.0,75 =88,5(mm)

Di2 = dc2 - 2mn- 2c = 384 - 2.3 -2.0,75 =376,5 (mm)

B¶ng4 : C¸c th«ng sè bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng

Trang 25

h=6,75mm

b1=103mm

b2 =98(mm)

' 60

24,6.10.55,9.2

.10.55,9.2

N d

n

N d

M

' 60 11 cos

20 5695

0

N tg

ptg

β α

-Lực dọc trụcp a = ptgβ =5695.tg11060'=1169(N)

Phần IV : Tính toán trục

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 tốcchịu tải trọng trung bình nên ta chọn loại thép 45 (thờng hóa) cógiới hạn bền: δb=600 (N/mm2)

2- Tính sức bền trục

Trang 26

a- Tính đờng kính sơ bộ của trục theo công thức (7-2)

Ta có

d - là đờng kính trục (mm)

C- hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục vào vàtrục truyền chung, lấy C = 120

N- công suất truyền của trục

n- số vòng quay trong 1 phút của trục

• Đối với trục I :

N C

d ≥

) ( 13 , 22 9

, 1089

835 , 6

→

) ( 33 , 37 218

564 , 6

→

) ( 47 , 58 5

, 54

303 , 6

→

Trang 27

Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên các bánh răng

Để tính các kích thớc chiều dài của trục tham khảo bảng 7_1.Ta chọn các

Trang 28

ChiÒu réng b¸nh r¨ng cÊp nhanh b1=80(mm),

b2=75(mm)

ChiÒu réng b¸nh r¨ng cÊp nhanh b1=103mm, b

2=98(mm)

Tæng hîp c¸c kÝch thíc trªn ta cã: a=81,5(mm),b=102,5(mm)

0 ) (

+ 1 − + + =

(Nmm)

Pdy

dx P

Trang 29

) ( 363 5

, 102 5

, 72 5

,

81

5 , 72 5 , 606 7

, 0 5

45 cos

N

c b a

c P l R

BY

= +

+

=

+ +

ΣmAX = P1.c +Rdx.l- RBX.(a+b+c) = 0

5 , 81 5 , 72 5 , 102

5 , 72 60 sin 970 5 , 72 61 , 1663

c b a

l P c P

+ +

+

= + +

5 , 102 5 , 81 ( 708 )

0 σ

tdm

d ≥

- §êng kÝnh trôc ë tiÕt diÖn n1-n1:

Mtd = MU2 + 0 , 75 MX2 = 703252 + 0 , 75 5 98902 = 87383 ( N mm )

Theo b¶ng (7-2) ta cã [σ] = 48 (N/mm2)

Trang 30

) ( 26 48 1 ,

5 75 , 0

) ( 32 48

1 , 0

Trôc ë tiÕt diÖn m-m lÊy dm1-m1=32 mm

Trôc ë tiÕt diÖn n-n lÊy dn1-n1=26 mm

r2 P 2 P

3 P

a3 P r3

P

dy R

dx R

uy M

ux M

x M

(N.mm)

0 x

z y

Trang 31

.(

3 3

=

∑ mCY Pr c Pr c b Pa d RDY a b c

c b a

c b P c P

d P

+ +

−

=

3 3

) ( 1491 5

, 256

) 5 , 72 5 , 102 (

2116 5

, 72 5 , 605 2

4356 61

, 1663

) ( 4356 5

, 256

) 5 , 72 5 , 102 (

5695 5

, 72 61 , 1663 )

(

3 2

N P

R P

R

N c

b a

b c P c P

R

DX CX

DX

=

− +

= +

−

=

→

= +

+

= +

+

+ +

=

→

Tính momen uốn tại các mặt cắt nguy hiểm

- Tại tiết diện n2- n2

2 2

uy ux

) ( 23534 5

, 72 61 , 324

) ( 1414 5

, 72 5 , 19

mm N c

R

M

mm N c

96 1169 5

, 81 1491 2

.

P a R

Muy = DY − a = − =

) ( 360988 5

, 65404

- Tính đờng kính trục tại các tiết diện

Trang 32

[ ]

3 2 2

1 ,

0 σ

td n

n

M

d − ≥

) ( 250140 87551

2 75 , 0 23576

75 ,

1 , 0

2 75 , 0 360988

75 , 0

1 , 0

2 2

2

mm N M

M

m d

X U

td

td m

m

= +

=

≥

) ( 45 48

1 , 0

Mx Mux Muy

r4 P

y

z x

0

Trang 33

, 256

2

384 1169 )

5 , 102 5

, 72 ( 2116 2

4 )

4

N c

b a

d P b c

P

+ +

61 , 1663

) ( 1135 5

, 256

) 5 , 102 5

, 72 ( 61 , 1663 )

.(

4

N R

P R

N c

b a

b c P R

FX EX

uy ux

) ( 75 , 92506 )

5 , 102 5

, 72 ( 61 , 528 )

.(

) ( 270725 )

5 , 102 5

, 72 (

1547 )

.(

mm N b

c R

M

mm N b

c R

= +

=

= +

=

) ( 286094

0 tdσ

M

d ≥

) ( 998370 1104471

75 , 0 286094

75 ,

Trang 34

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

nτ hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng xuất tiếp

Trong đó τ-1: là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với 1 chu kỳ đối xứng

τa: Biên độ ứng xuất tiếp và phát sinh ra trong tiết diện của trục

W : mô men cản uốn của tiết diện

W0: mô men cản xoắn của tiết diện

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

((7-β : hệ số tăng bền bề mặt trục

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

τm : là trị số trung bình của ứng xuất tiếp

MU, MX : là mô men uốn và mô mem xoắn

[ ]n n n

n n

+

=

2 2

τ σ

δδ

m a

K

n

δψδβε

δ

δ σ

σ

δ

2 W

M X m

a =τ =τ =τ

m a

t K

n

τψτβε

τ

τ τ

τ

1

+

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	1,32 MB