Đồ án chi tiết máy 2 7

Đồ án môn học chi tiết máy trường đại học Giao thông vận tải.Thiết kế hộp giảm tốc 3 trục bánh răng ăn khớp trong ,có bản vẽ autocad Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí đặc biệt là đối với các kỹ sư ngành chế tạo máy Nhiệm vụ thiết kế được giao là:THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Mục Lục

Lời nói đầu

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí đặc biệt là đối với các kỹ sư nghành chế tạo máy Thiết kế môn học chi tiết máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ thống lại các kiến thức của các môn học như : Chi tiết máy , Sức bền vật liệu , Nguyên lý máy , Vẽ kỹ thuật… Đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ

án tốt nghiệp sau này.

Nhiệm vụ thiết kế được giao là : THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Do lần đầu tiên làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp còn

có những mảng kiến thức chưa nắm vững cho nên dù đã cố gắng tham khảo các tài liệu và các bài giảng của các môn có liên quan song bài làm của em còn có những thiếu sót Em rất mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy

cô trong bộ môn để em củng cố kiến thức và có thể hiểu sâu hơn , nắm vững hơn về những kiến thức đã học …

• Tài liệu tham khảo :+ Hướng dẫn thiết kế môn học chi tiết

máy-PGS.TS.Trương Tất Đích

Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn ,đặc biệt là

thầy Bùi Vũ Hùng đã trực tiếp hướng dẫn & chỉ bảo cho em hoàn thành

tốt nhiệm vụ được giao.

Em xin trân thành cảm ơn !!!

Sinh viên thực hiện :

Nguyễn Quốc Chính

- Các thông số cho trước

+ Lực vòng trên băng tải (kG): 350

+ Vận tốc băng tải (m/s): 1,2

+ Đường kính tang D (mm): 450

+ Chiều rộng băng tải B (mm): 500

+ Chiều cao tâm tang H (mm): 750

-Tính hiệu suất chung :

Chọn trong bảng 2.1:

- hiệu suất của khớp nối

- hiệu suất một cặp bánh răng

- hiệu suất một cặp ổ lăn

-Công suất cần thiết của động cơ :

(kW)

-Xác định số vòng quay sơ bộ:

Trong đó : : Số vòng quay của trục máy làm việc

: tỉ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động

(Chọn theo bảng 2.2 trang 16)

(vòng/phút)

-Dựa trên công suất, số vòng quay sơ bộ, các yêu cầu về momen mở máy,…động cơ được chọn phải thoả mãn các điều kiện

Với u1 – tỷ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh

u2 – tỷ số truyền bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc đồng trục bằng

phương pháp ngâm dầu ta chọn u 1 = u 2

-Công suất trên trục,số vòng quay,mômen:

Vì hộp giảm tốc có công suất nhỏ bộ truyền chịu tải trọng va đập nhẹ và không có yêu cầu

gì đặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo hai cấp bánh răng như sau :

-Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện

*Ứng suất tiếp xúc cho phép

-Số chu kì chịu tải của bánh lớn

Trong đó:

+ c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay, chọn c=1

+ Ti, ni, ti lần lượt là momen xoắn, số vòng quay, tổng số giờ làm việc ở chế độ i đang xét

+Với độ cứng HB =230 < 350, mF = 6

Thay số

Số chu kì chịu tải bánh lớn lớn hơn số chu kì chịu tại cơ sở

-Số chu kì cơ sở khi tính độ bền tiếp xúc bánh lớn

-Có lấy hệ số tuổi thọ

-Số chu kì chịu tải của bánh nhỏ:

Số chu kì chịu tải bánh nhỏ lớn hơn số chu kì chịu tải cơ sở

-Số chu kì cơ sở khi tính độ bền tiếp xúc bánh nhỏ

-Có lấy hệ số tuổi thọ

-TÍnh ứng suất cho phép về tiếp xúc:

-Theo bảng 3.2

+ ( Ứng suất giới hạn mỏi tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở )

(MPa)

+ ( Ứng suất giới hạn mỏi tiếp xúc ứng với chu kì cơ sở )

(MPa)

+Hệ số an toàn khi tính tiếp xúc

+ZR- Hệ số kể đến ảnh hưởng của nhám mặt răng

+ZV- Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng

+KxH- Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh

+Trong tính toán sơ bộ

*Ứng suất uốn cho phép

-Số chu kì cơ sở khi tính độ bền uốn bánh lớn:

đối với tất cả các loại thép

-Số chu kì chịu tải của bánh lớn:

+,: Ứng suất giới hạn mỏi uốn ứng với chu kỳ cơ sở

+YR- Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng

+YS- Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất

+KxF- Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn

+Trong tính toán sơ bộ

+KFC- Hệ số xét đến ảnh hưởng của đặt tải, đặt tải 1 phía KFC=1

+Hệ số an toàn khi tính uốn SF=1,75

+ u2 = 5,27 - tỉ số truyền bộ truyền bánh răng chậm

+ T2 – momen xoắn trục trên trục chủ động 2

+ – hệ số chiều rộng vành rang (bảng 3.6 trang 32)

+

Chọn được hệ số phân bố không đều tải trọng theo chiều rộng bánh răng khi tính về tiếp xúc (bảng 3.7 trang 33)

+ (Bảng 3.14)- Hệ số ảnh hưởng của hình dạng bề mặt tiếp xúc

+ T2 : mô men xoắn trên trục bánh chủ động

+ - Hệ số ảnh hưởng của tải trọng động khi ăn khớp

+Với , , theo bảng 3.17a và 3.17b

+

(MPa)

(MPa)

(

-Số răng tương đương bánh nhỏ : 40

-Số răng tương đương bánh lớn : 210

-Hệ số răng tra bảng 3.18 trang 45 với hệ số dịch chỉnh x=0

+Bánh nhỏ

+Bánh lớn

-Thay số ⇒

(MPa) (MPa) (MPa) (MPa)

Đường kính đỉnh răng bánh nhỏ 84 mm

4,bánh răng cấp nhanh :

-Do hộp giảm tốc yêu cầu đồng trục nên khoảng cách trục cấp nhanh phải bằng cấp chậm nên (mm)

+ (bảng 3.14) - Hệ số ảnh hưởng của hình dạng bề mặt tiếp xúc

+Trong đó :

+ Thay số

+ - Hệ số ảnh hưởng của tải trọng động khi ăn khớp

+Với , , theo bảng 3.17a và 3.17b

+ - Hệ số ảnh hưởng trùng khớp của rang

+ - Hệ số ảnh hưởng do độ nghiêng của răng

-Số răng tương đương bánh nhỏ

-Số răng tương đương bánh lớn

-Hệ số dạng răng tra bảng 3.18 trang 45 với hệ số dịch chỉnh x = 0,18

+Lực dọc trục: (N)

+Lực hướng tâm: (N)

+Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:

(N) ( đường kính vòng chia tra bảng 16.10 trang 65 quyển TKHDĐCK)

-Trục II: Lực tác dụng lên trục là lực của bánh răng II và III

+Lực tác dụng của bánh răng II chia làm 3 thành phần:

-Trục III: Lực tác dụng lên trục là lực của bánh răng IV

+Lực tác dụng của bánh răng IV chia làm 2 thành phần:

+Lực vòng: (N)

+Lực hướng tâm: (N)

+Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:

(N)

4,Định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

-Để tính các kích thước của trục, trước hết ta chọn các kích thước theo bảng 7.2 trang 135:

+ (mm) – Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay

+ (mm) – Khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp

+ (mm) – Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ

+ (mm) – Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông

+Chiều dài moay ơ trên:

+trục I: (mm)

+ trục II: (mm)

+ trục III: (mm)

+Chiều dài moay ơ khớp nối:

σa,τa : biên độ của ứng suất pháp và ứng suất tiếp

σm,τm : trị số ứng suất trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp

Dựa vào kết cấu trục ở trên và biểu đồ mômen tương ứng, có thể thấy các tiết diệnsau đây là tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi

Trục 1: tiết diện lắp nối trục 10, lắp ổ lăn 11, lắp bánh răng 12

Trục 2 : tiết diện lắp bánh răng 21, lắp ổ lăn 22, bánh răng 23

Trục 3 : tiết diện lắp bánh răng 31, lắp ổ lăn 32

-Chọn lắp ghép : các ổ lăn lắp trên trục theo K6, lắp bánh răng nối trục theo k6 kếthợp lắp then

Kích thước của then theo bảng 7.3b[I] trị số của mômen cản uốn và mômen cảnxoắn ứng với các tiết diện trục như sau:

-Xác định các hệ số và đối với các tiết diện

Các trục được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra

2,5…0,63 Theo bảng 7.4 hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx = 1,06

Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền ky = 1

Theo bảng 7.5c khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứngvới vật liệu có là và

Theo bảng 7.6 tra hệ số kích thước và ứng với đường kính của tiết diện nguy hiểmTheo bảng 7.5b, ứng với kiểu lắp đã chọn, và đường kính của tiết diện nguy hiểmtra được tỷ số và

.Kết quả ghi trong bảng

Tiếtdiện

d,mm

1,91

1,85

1,97

1,91

154,09

70,92

78,3

12 28

56,7

9

-90,92

21 30

63,

5,0

23 30

88,5

7

-66,38

31 55

0,4

2

-53,19

33 60

9,4

8

-52,92

Kết quả bảng trên cho thấy không có tiết diện nguy hiểm trên 3 trục đều đảm bảo

an toàn về mỏi với s > [s] = 3

-Tính kiểm nghiệm độ bền của then

Then phải đảm bảo điều kiện bền dập và bền cắt :

Theo 7.21 và 7.22 ta có:

Trong đó: σd ,τc : Ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán (MPa)

d-Đường kính trục (mm) T: Mômen xoắn trên trục ( Nmm)

b,h,t1: Kích thước then tra bảng 7.10 và 7.11

lt=(0,8… 0,9)lm Chọn lt=0,85lm

[σd] - :Ứng suât dập cho phép Tra bảng 7.12 : [σd]= 100(MPa)

[τc] - Ứng suất cắt cho phép (MPa): τc= [ 60 .90MPa]chọn=87MPa

chọn[τc] = 90 MPa Kết quả kiểm nghiệm then đối với các tiết diện của 3 trục như sau:

Lực dọc trục Fa1 = 150,14 N

Tải trọng tác dụng lên vị trí 11:

Fr11 = =

= 1028,05 NTải trọng tác dụng lên vị trí 13:

Ta chọn ổ bi đỡ chặn cho cả 2 gối Do d11 = d13 mà Fr11>Fr13, ổ 11 còn chịu lực dọc trục

Fa nên ta dựa vào ổ 11 để chọn kích thước ổ

Chọn sơ bộ loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung, tra bảng P4.6, ta có:

Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Ta xét ổ gối 11 do chịu tải lớn hơn, gối còn lại thì chọn theo ổ gối 11Theo công thức 8.3 trang 163 cho ổ bi đỡ chặn, ta có

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải động

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

 Theo 8.14, ta có: Qt= Fr= kN << Co = 9,17 kN

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải tĩnh

Xét trục II

Ta chọn ổ bi đỡ chặn cho cả 2 gối Do d20 = d22 mà Fr20<Fr22, ổ 2 còn chịu lực dọc trục

Fa nên ta dựa vào ổ 22 để chọn kích thước ổ

Chọn sơ bộ loại ổ bi đỡ chặn cỡ trung, tra bảng P4.6, ta có:

Khả năng tải tĩnh Co = 30,7 kN

Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Ta xét ổ gối 22 do chịu tải lớn hơn, gối còn lại thì chọn theo ổ gối 22Theo công thức 8.3 cho ổ bi đỡ chặn, ta có

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải động

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

 Theo 8.14, ta có: Qt= Fr=N <Co = 30,7 kN

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải tĩnh

Xét trục III

Khả năng tải tĩnh Co = 66,6 kN

Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:

Ta xét ổ gối 32 do chịu tải lớn hơn, gối còn lại thì chọn theo ổ gối 32Theo công thức 8.3 cho ổ bi đỡ chặn, ta có

Qd=XVFR1.KtKd= 1.1 6512,75.1.1=6512,75 N

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải động

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

 Theo 8.14, ta có: Qt= Fr=6,51275 kN <Co = 30,7 kN

 Vậy ổ thỏa mãn khả năng tải tĩnh

Phần V: Tính toán,chọn các yếu tố của vỏ hộp giảm tốc và chế độ bôi trơn

*Nhiệm vụ của vỏ hộp :+ Đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy

+ Tiếp nhận tải trọng từ các chi tiết

+ Đựng dầu bôi trơn

+ Bảo vệ các chi tiết ,tránh bụi bẩn,

*Bao gồm: Thành hộp, nẹp, mặt bích,gối đỡ,

*Vật liệu để đúc:

Xác định kích thước cơ bản của vỏ hộp

Chiều dày thân