Bài tập lớn chi tiết máy

đồ án chi tiết máy giúp các bạn tham khảo để nắm bắt rõ hơn về những vấn đề học tập trên lớp còn thiếu xót, ..................................................................................................................................................

pg 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: CHI TIẾT MÁY

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……….3

ĐỀ BÀI………3

I CHỌN ĐỒNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN……….4

II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH……….6

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG……….8

1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG THẲNG……… 8

2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG……….11

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC I, II, III ……….15

1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC I……… 15

a TRỤC I………

15 b Ổ LĂN TRỤC I……… 20

2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC II……….22

a TRỤC II……… 22

b Ổ LĂN TRỤC II……… 27

3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC III………

30 a TRỤC III……… 30

b Ổ LĂN TRỤC III……….35

A LỜI NÓI ĐẦU:

Môn học CHI TIẾT MÁY là một môn học cơ bản của ngành cơ khí chúng ta, giúp chúng ta có một cách nhìn cụ thể, thực tế hóa kiến thức đã được học để thiết kế ra một hệthống nào đó, tiêu biểu như trong BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY là thiết kế hộp giảm tốc 2 cấp

Môn học CHI TIẾT MÁY còn là môn học cơ sở của các môn học sau này đồng thời cung cấp một lượng kiến thức lớn để giúp sinh viên cơ khi làm đồ án tốt nghiệp, vì vậy cần phải hiểu rõ môn học này hơn nữa

Đối với BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY, đây là một bài tập lớn đồi hỏi phải được cung cấp một lượng kiến thức lớn và đầy đủ để đảm bảo tính chính xác của bài làm Lượng kiến thức đó đã được thầy chỉ dẫn và những tài liệu tham khảo như : GIÁO

TRÌNH CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY (*) , BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY, TÍNH TOÁN THIẾT

KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

Cuối lời, cảm ơn sự chỉ dẫn của thầy Nguyễn Văn Thạnh đã giúp em hiểu rõ hơn về môn học, bài tập lớn này là bài tập lớn quan trọng của bản thân em cũng như môn họcnày, vì là lần đầu tiên nên có nhiều sai sót và mong thầy đóng góp ý kiến để giúp em hoàn thiện hơn

B ĐỀ BÀI:

1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

2 Tính toán thiết kế bộ truyền xích

3 Tính toán thiết kế 2 bộ truyền bánh răng

4 Tính toán thiết kế trục I, II, III trong hộp giảm tốc

5 Chọn ổ lăn cho trục I, II, III

3

Chú thích :

(1) , (2) : Bánh răng trụ răng nghiêng

(3) , (4) : Bánh răng trụ răng thẳng

(5) , (6) : Đĩa xích

(7) : Tăng dẫn băng truyền

D = 494 mm : Đường kính tăng dẫn băng truyền (mm)

F = 1079,4 N : Lực vòng trên băng tải (N)

v = 1,794 m/s : Vận tốc băng tải (m/s)

ĐC : Động cơ điện 3 pha

*Cấu trúc bài làm :

Phần 1: Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

Phần 2: Tính toán thiết kế bộ truyền xích

Phần 3: Tính toán thuyết kế hai bộ truyền bánh răng

Phần 4: Tính toán và thiết kế ổ trục I, II, III

Phần 5: Chọn ổ lăn cho trục I, II, III

I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN:

1.Hiệu suất truyền động :

IV

v   Dn

4 4

69,39( / )3,14.494

1,794.6.10 6.10

D

v n

2.357( ) 0,823

12. 34. 56 41,5

dc IV

u n

u u n n

4 3,08 1,3

u

  

4.4 1,3

2880

720( / )

n n u

2 3 34

720

234( / ) 3,08 v p

n n u

1

9,55 9,55 2,333

7736,163( ) 2880

2

9,55 9,55 2,240

29711,111( ) 720

3

9,55 9,55 2,107

85990,812( ) 234

4

9,55 9,55 1,94

266998,127( ) 69,39

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH:

■Số liệu dựa vào bài 4.2 sách “ BÀI TẬP CHI TIẾT MÁY” của Thầy “ Nguyễn Hữu Lộc

và số liệu thu thập được ở phần I, ta có:

+ Công suất bộ truyền: P = 2,107 (kw)

1 Chọn loại xích: xích ống con lăn

2 Chọn số răng đĩa xích dẫn và đĩa bị dẫn :

Z1 = 29 – 2u = 29 – 2.3,37 = 22,26 răng  ta chọn Z1 = 23 răng vì số răng lẽ để đĩa sẽ mòn đều hơn, tăng khả năng sử dụng

Z2 = u.Z1 = 23.3,37 = 77,51 răng  ta chọn Z2 = 78 răng

P

N v

394,15

p z d

ta chọn độ cứng trung bình HB = 228 Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt.2

2 Số chu kì làm việc cơ sở:

7 2,4 2,4

1 30 1 30.250 1,71.10

HO

7 2,4 2,4

Cho nên: KHL1 KHL2  KFL1 KFL2  1

4 Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng:

0 limH 2 HB 70

K s

Theo bảng 6.4 (HB<350), ta nội suy tuyến tính được: KH  1,02; KF  1,35

8 Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng:

2 3

9 Mô đun răng : m   0,01 0,02   aw  1,2 2,4  mm

Theo tiêu chuẩn, ta chọn m = 2mm

1

120

29,4 3,08 1

Do đó điều kiên bền tiếp xúc được thỏa

14 Hệ số dạng răng YF:

- Đối với bánh dẫn: 1

13,2 3,47 3,91

F FY

F FY



Độ bền uốn của bánh bị dẫn thấp hơn bánh dẫn

15 Ứng suất uốn tính toán theo công thức:

2 2 2

1 w

2.29711,111.3,617.1,35.1,335

44,83 234,53.60.48

Do đó, độ bền uốn được thỏa mãn

 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG:

1 Chọn vật liệu làm bánh răng thẳng:

Chọn thép C45 được tôi cải thiện theo bảng 6.13 trang 249 sách “CƠ SỞ THIẾT KẾ CHITIẾT MÁY” đối với bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình HB1= 250, đối với bánh bị dẫn

ta chọn độ cứng trung bình HB2= 228 Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt.

2 Số chu kì làm việc cơ sở:

7 2,4 2,4

HO

7 2,4 2,4

Cho nên: KHL1 KHL2  KFL1 KFL2  1

4 Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng:

11

K s

Theo bảng 6.4 (HB<350), ta nội suy tuyến tính được: KH  1,02; KF  1,35

8 Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng:

 

1 3

Trong đó:  H  0,45(466,4 430,4) 403,6   MPa   Hmin  430,4 MPa

2.80 10,14 2

o

m z z a

F FY

F FY



Độ bền uốn của bánh dẫn thấp hơn bánh bị dẫn

15 Ứng suất uốn tính toán theo công thức:

1 1 1

Modun m, mm 1,5 2

Số răng z1

Z2

2184

3090

5348

III.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRỤC VÀ Ổ LĂN0 I,II,III:

1 TRỤC I và ổ bi I:

 TRỤC I:

a Chọn vật liệu làm trục là thép C45:     70MPa và     35MPa

b Lực và môment tác dụng lên cập bánh răng (1) và (2):

1383,52 170 Cy

R R

1382 120.178,78 170 Ay

R R



15

1 0 125,7

F

M d



14,51 0,1.70 mm

F

M d

F

M d

zy

s ,s là hệ số an toàn cho phép chỉ xát cho ứng suất uốn và xoắn

Xác định ứng suất s ,s theo công thức:

Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất:

+ Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng

M W

với W là moment cản uốn

+ Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động khi trục quay 1 chiều:

với Wo là moment cản xoắn

Ta tra bảng moment cản uốn và moment xoắn đối với trục 2 then:

6716,5 19171,2

Bx By a

Hệ số và , ta tra theo bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon trung bình:

Hệ số kích thước tra bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon có đường kính d = 14 – 16

mm, vì đường kính nhỏ nên ta cho:

1 1

Hệ số tăng bề mặt với kiểu tôi bề mặt tần số cao  1,6

Hệ số K và Kảnh hưởng đến sự tập trung ứng suất đến độ bền mỏi:

Tra bảng 10.9 tài liệu (*) ta được: K 1,9và K 1,7



280

3,59 65,66.1,9

0,1.0 1.1,6

0,05.4,89 1.1,6

Ta không cần kiểm nghiệm theo độ cứng

Trục không chịu tải trọng quá tải đột ngột

 Ổ LĂN TRỤC I:

v n

p



a o

F

=> ta chọn e 0,34

3.Chọn hệ số X,Y:

-Chọn V=1 ứng với vòng trong quay

-Lực dọc trục tác động vào ổ A,C do lực hướng tâm FRgây ra:

a R A

3377,02 1382,4 4,2

C L

n Q

(giờ ) 8.Kiểm tra tải tĩnh :

0,6.183,97 0,5.86,47 153,62( )183,97(N)

Với ổ đỡ - chặn  12ota chọn X o 0,6 ; Y o 0,5 .( bảng 11,6 tài liệu *)

Như vậy Qo  Co  3900( ) N nên ổ bảo đảm điều kiện bền tĩnh.

2.TRỤC II VÀ Ổ BI II:

* TRỤC II:

a Chọn vật liệu làm trục là thép C45:     70MPa và     35MPa

b Lực và môment tác dụng lên cập bánh răng (3) và (4):

5534,08 170 Hy

R R

5534,08 70.360,47 170 Ey

R R

F

M d



 3 57575,88

20,19 0,1.70 mm

F

M d

 

3

0,1.

C td C

F

M d

Các kích thước còn lại được thiết kế như sau:

Chọn then cho trục II: dựa vào bảng ở trục I ta có:

zy

g Kiểm định trục theo hệ số an toàn:

[s] là hệ số an toàn cho phép Lấy [s] = 1,5

s ,s là hệ số an toàn cho phép chỉ xát cho ứng suất uốn và xoắn

Xác định ứng suất s ,s theo công thức:

Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất:

+ Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng

M W

với W là moment cản uốn

+ Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động khi trục quay 1 chiều:

với Wo là moment cản xoắn

Ta tra bảng moment cản uốn và moment xoắn đối với trục 2 then:

8883,7 50734,6

Gx Gy a

6,522.2279,67

Hệ số tăng bề mặt với kiểu tôi bề mặt tần số cao  1,6

Hệ số K và Kảnh hưởng đến sự tập trung ứng suất đến độ bền mỏi:

Tra bảng 10.9 tài liệu (*) ta được: K 1,9và K 1,7



280

4,77 44,96.1,9

0,1.0 0,91.1,6

0,05.6,52 0,89.1,6

9

2679,67

-27

Ta không cần kiểm nghiệm theo độ cứng.

Trục không chịu tải trọng quá tải đột ngột

a o

F

=> ta chọn e 0,19

3.Chọn hệ số X,Y:

-Chọn V=1 ứng với vòng trong quay

-Lực dọc trục tác động vào ổ E và H do lực hướng tâm FR gây ra:

a R E

F

93,37 0,13 735,8

aH R H

V F F  

= e nên ta chọn X=1 ; Y=04.Tải trọng quy ước :

3882,96 1382,4 9,8

C L

n Q

(giờ ) 8.Kiểm tra tải tĩnh :

29

0,6.735,8 0,5.86,47 484,72( )735,8(N)

Với ổ bi đỡ ta chọn X o 0,6 ; Y o 0,5 .( bảng 11,6 tài liệu *)

Như vậy Qo  Co  6300( ) N nên ổ bảo đảm điều kiện bền tĩnh.

3.TRỤC III VÀ Ổ LĂN TRỤC III:

* TRỤC III:

a Chọn vật liệu làm trục là thép C45:     70MPa và     35MPa

b Lực và môment tác dụng lên cập bánh răng (3),(4) và đĩa xích (5):

1701,76116,22

30.1701,76 70.360,47 170 Iy

R R



4 0 407,8

F

M d



 3 96033,8

23,94 0,1.70 mm

M d

F

M d

zyx

Và các đường kính còn lại được thiết kế như sao:

Chọn then cho trục III :

[s] là hệ số an toàn cho phép Lấy [s] = 1,5

s ,s là hệ số an toàn cho phép chỉ xát cho ứng suất uốn và xoắnXác định ứng suất s ,s theo công thức:

Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất:

+ Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng

M W

với W là moment cản uốn

+ Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động khi trục quay 1 chiều:

Ta tra bảng moment cản uốn và moment xoắn đối với trục 2 then:

44874 40780

Jx Jy a

Hệ số kích thước tra bảng 10.4 tài liệu (*) với thép cacbon có đường kính d = 20 – 30

mm, vì đường kính nhỏ nên ta cho:

0,91 0,89

Hệ số tăng bề mặt với kiểu tôi bề mặt tần số cao  1,6

Hệ số K và Kảnh hưởng đến sự tập trung ứng suất đến độ bền mỏi:

Tra bảng 10.9 tài liệu (*) ta được: K 1,9và K 1,7



280

6,83 31,42.1,9

0,1.0 0,91.1,6

0,05.9,39 0,89.1,6



Ta không cần kiểm nghiệm theo độ cứng.

Trục không chịu tải trọng quá tải đột ngột

 Ổ LĂN TRỤC III:

v n

-Chọn V=1 ứng với vòng trong quay

4.Tải trọng quy ước :

5.Thời gian làm việc :

32258,95 1382,4 25,16

60 60.234 2258,95

m h

C L

n Q

(giờ )

HẾT

37