ĐỒ án môn học CHI TIẾT máy

Đây là bài đồ án mẫu của môn học chi tiết máy. Bài đồ án đầy đủ các nội dung từ chọn động cơ, phân phối tỷ số truyền, tính toán thiết kế bộ truyền, trục, ổ lăn, vỏ hộp giảm tốc và dung sai lắp ghép của hệ thống truyền động bánh răng.

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại Vì thế tầm quan trọng của các hệ thống dẫn động cơ khí là rất lớn Hiểu biết lý thuyết và vận dụng nó trong thực tiễn là một yêu cầu cần thiết đối với một người kỹ sư

-Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong viểc trở thành một người kỹ sư trong tương lai Đồ

án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí trong ngành cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí làm quen với những kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống cụ thể Ngoài ra môn học này còn giúp sinh viên cũng cố kiến thức của các môn học liên quan, vận dụng khả năng sáng tạo và phát huy khả năng làm việc theo nhóm

-Trong quá trình trình thực hiện đồ án môn học này, chúng em luôn được sự hướng dẫn tận tình của thầy Hồ Ngọc Thế Quang và các thầy bộ môn trong khoa cơ khí Em xin chân thành cảm ơn các thầy đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án môn học này

Võ hộp

Các kích thước cơ bản của vỏ hộp

Bảng chi tiết dung sai của hệ hệ thống

SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG:

1 Động cơ không đồng bộ 3 pha

2 Nối trục vòng đàn hồi

3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển

4 Bộ truyền xích ống con lăn

N : công suất trên băng tải

Hiệu suất chung:        k .x brn. ol4. brt= 4

  :Hiệu suất bộ truyền xích

Vậy công suất công tác của động cơ:

Chọn i x 2,246i i bn bt 10(truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp có i=8-40(bảng 2-2))

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu:

Với : i x là tỉ số truyền của bộ truyền xích

i bn là tỉ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng nghiêng cấp nhanh

i bt là tỉ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng thẳng cấp chậm

3 Tính toán công suất của các trục

Công suất danh nghĩa trên trục động cơ: N dc  N ct 20,89kw

Công suất danh nghĩa trên trục I: N1 N ct . k ol 20,89.1.0,9920,68kw

Công suất danh nghĩa trên trục II: N2  N1  brn. ol  20,68.0,96.0,99 19,65  kw

Công suất danh nghĩa trên trục III: N3 N2. brt ol 19,65.0,97.0,99 18,87 kw

Công suất danh nghĩa trên trục tải IV:N4 N3 . x ol 18,87.0,96.0,99 17,94 kw

4 Tính toán tốc độ quay của các trục

Trục động cơ: ndc  1460 vg ph /

Trục I: n1  ndc  1460 vg ph /

ct dc

n i n

   chọn số răng đĩa dẫn Z1 26 Số răng đĩa bị

dẫn (CT 6-5): Z2  i Z 1 2, 25.26 59

o Z

Z k Z

o n

n k n

   (lấy n o1 200vg ph/ ) Công suất tính toán (CT6-7):

Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện(6-9) Theo bảng 6-5 với t=50,8mm và số răng đĩa dẫn

là Z1  26, số vòng quay giới hạn n ghcủa đĩa dẫn là 356vg/ph, như vậy điều kiện (6-9) được thỏa mãn (n3  146 vg ph / )

Để đảm bảo độ võng bình thường , tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách trục A

một khoảng  A 0, 003A6mm Cuối cùng lấy A= 2047mm

4.Tính đường kính vòng chia của đĩa xích (CT 6-1)

675226.50,8.146

- Bánh răng nhỏ: thép đúc 40, thường hóa

- Bánh răng lớn: thép đúc 35, thường hóa

Tra bảng (3-8):

-Thép đúc 40: b  560 N mm / 2; ch  280 N mm / 2; HB  210

Phôi rèn ( giả thuyết đường kính phôi dưới 100mm)

-Thép đúc 35: b  500 N mm / 2; ch  260 N mm / 2; HB  190

phôi rèn (giả thiết đường kính phôi 100-300mm)

3.Định ứng suất tiếp và ứng suất uốn cho phép

a.Ứng suất tiếp cho phép

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn: (theo ct 3-4: với bánh răng chịu tải thay đổi)

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:   2

b.Ứng suất uốn cho phép

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K 1,8

Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động cho ta tính ứng suất uốn cho phép theo công thức:

-Bánh nhỏ (thép 40):   401 " 2

1

240,8

.1 89,18 / N 1,5.1,8

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

Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện:



10.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Tính số răng tương đương: (CT 3.37)

Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc(CT 3-14 và 3-41)

+ Công thức tính sức bền tiếp xúc: (lấy  ' 1, 25  )

6 3 6 3 x

Phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi 100 300  mm)

+ Bánh răng lớn: thép 35 thường hóa có:

Phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi 300 500  mm)

3 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất cho phép:

a Ứng suất tiếp xúc cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

 Hệ số chu kỳ ứng suất KN của cả 2 bánh răng đều bằng 1

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng lớn (bảng 3-9)

b Ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh răng lớn (áp dụng CT 3-8)(m  6)

Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K  1,8

Vì ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động cho nên dùng CT 3-5 để tính ứng suất uốn cho phép:

A 3 x

7 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng:

Vận tốc vòng (CT 3.17)

2

2 2 270.422

360.1000.( 1) 60000.(2,88 1)

b d

- Ứng suất uốn tai chân răng bánh nhỏ: (CT 3.33)

11 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn: (khi

khởi động hay khi hãm… )

Ứng suất tiếp xúc cho phép(CT 3-43)

N mm

Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với cả 2 bánh lớn và bánh nhỏ

Kiểm nghiệm sức bền uốn (áp dụng CT 3-33 và 3-42)

C = 120; C – hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với đầu trục vào

Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, trong ba trị số trên ta có thể lấy trị số d  dII  45 mm

để chọn lại ổ bi cỡ trung bình, tra bảng 14P ta có được chiều rộng của ổ B = 25mm hiệu 309,

cỡ trung, ổ bi đỡ một đáy  OCT 8338 57 

Để tính các kích thước chiều dài của trục có thể tham khảo hình 7-3, bảng 7-1

Tính gần đúng trục:

Khoảng cách từ mặt cạnh của 2 chi tiết quay đến thành

Khoảng cách giữa các chi tiết quay c = 10 mm

Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp D  1,2    D 1,2.8 9,6  mm

8 12mm

   (chiều dày thân

hộp) Khoảng cách giữa các gối đỡ trục bánh răng trụ hoặc

Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực của xích

hoặc bánh đai tác động lên trục l1 64,5mm

Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp l2 10mm

Chiều cao của nắp và đầu bulông l3 15mm

Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay

Chiều dài phần mayơ lắp với trục l5 1,2.d 1,2.4554mm

Khoảng cách từ nắp ổ đến nối trục hoặc li hợp

Ở đây ta phải làm bạc chắn mỡ để bảo vệ mỡ trong bộ phận ổ, ở đây không thể dùng dầu bắn tóe để bôi trơn bộ phận ổ vì vận tốc vòng của bộ truyền (bánh răng) thấp hơn 3m/s

Tổng hợp các kích thước phần tử ở trên, ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ:

a=67,5mm; b=100mm;c=87,5mm;L=64,5mm

Ft3

Fr2Fr1

Fr3

Ft4Fr4

Fa1

a b+c

L

b

2 Phân tích lực tác dụng của bộ truyền

x z

y

z x

-Xác định tiết diện nguy hiểm:

Tính momen uốn tại những tiết diện nguy hiểm (1-1)

Lấy d(1 1)  40 mm lớn hơn giá trị tính được vì có rãnh then

TRỤC II:

Fr2 Ft3

Fr3

Ft2 Ft3

279650

330277 474147

y z

x z

y

z x

450581

Xác định tiết diện nguy hiểm

Tính momen uốn tại những tiết diện nguy hiểm (3-3),(4-4)

46,3 0,1 0,1.50

x

z

y

zx

5

5

-Xác định tiết diện nguy hiểm

Tính momen uốn tại những tiết diện nguy hiểm (4-4)

Vì trên trục có làm rãnh then cố định bánh răng Lấy d(5 5)  68 mm

Đường kính đầu trục ra ϕ2=65 mm Với kích thước đã được chúng ta tiến hành vẽ cấu tạo trục sau đó kiểm nghiệm hệ số an toàn của trục

Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng

Giới hạn mỏi và xoắn:

5,842,02.11,58 0,05.11,58



Hệ số an toàn cho phép   n thường lấy bằng 1,52,5

-Đối với trục II:

u

a

M

N mm w

5,57 /2,38.10,35 0,05.10,35

a

M

N mm w

4,66 /2,38.12,37 0,05.12,37

u

a

M

N mm w

4,65 /2,38.12, 4 0,05.12, 4

a

M

N mm w

n

140

5, 22,38.11,1 0,05.11,1

Chiều dài then: l t1  0 , 8 l m1  0 , 8 70  56mm

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức:

/

.

.

2

mm N l

K d

136524

2

mm N

Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức:

 c z c

l b d

  

.

.

2

136524

2

mm N

l t2  0 , 8 m2  0 , 8 70  56

Chiều dài then ở chỗ lắp bánh răng dẫn trên trục thứ hai:

mm l

l t3  0 , 8 m3  0 , 8 110  88

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức:

/

2

mm N l

K d

474147

2

.2

mm N l

K d

474147

2

.2

mm N l

K d

l b d

  

.

474147

2

.2

l b d

b d

474147

2

.2

l t5  0 , 8 m5  0 , 8 110  88

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức:

/

.

.

2

mm N l

K d

5

88.7,8.90

1296000

2

.2

mm N l

K d

l b d

  

.

b d

1296000

2

.25

IV: Thiết kế gối đỡ trục:

Trục I và trục II có lực dọc trục tác dụng nên ta chọn ổ bi đỡ chặn, còn với trục III ta chọn trục ổ

n Q

C 0 , 3 

) ( ( công thức 8-1)

R

R A  Ax2  Ay2  976 , 72 465 , 62  1082

N R

Tra bảng 17P ứng với d= 35mm lấy ổ có ký hiệu 36307, C bang  41000, đường kính ngoài của ổ D=80mm, chiều rộng B=21mm

Để tiện cho việc chế tạo và lắp ghép nên ta chọn ổ cho gối còn lại cùng kích thước với ổ đã tính

n Q

C 0 , 3 

) ( ( công thức 8-1)

R

R C  Cx2  Cy2  5149 , 52  15162  5368

N R

n Q

C 0 , 3 

) ( ( công thức 8-1)

R

R E  Ex2  Ey2  41732  9978 , 62  10816

N R

B chiều rộng hộp, sơ bộ lấy bằng 300mm

711 300

4 250

VI.Bôi trơn hộp giăm tốc:

Do vận tốc nhỏ nên ta chọn phương pháp ngâm các bánh răng trong hộp dầu

VII.Dung sai lắp ghép:

a).Chọn cấp chính xác:

- Đối với bánh răng chọn cấp chính xác là 8,9

- Đối với trục, then và các rãnh then chọn cấp chính xác là 7

- Đối với gia công các lỗ thì chọn cấp chính xác nhỏ hơn nên chọn cấp chính xác là 6

- Đối với các chi tiết khác chọn cấp chính xác cho sự sai lệch của độ song song, độ thẳng góc,

độ nghiêng, độ đảo mặt đầu, độ đảo mặt toàn phần là 6, còn đối với độ phẳng, độ thẳng là 7

- Đối với sự sai lệch của độ đồng tâm, độ đối xứng, độ giao trực, độ đảo hướng tâm, độ đảo hướng tâm toàn phần, độ trụ, độ tròn và pfofin tiết diện dọc ta chọn cấp chính xác là 5

b).Chọn kiểu lắp:

Căn cứ vào yêu cầu làm việc của các chi tiết trong hộp giảm tốc ta chọn các kiểu lắp như sau:

- Bánh răng lắp trên trục theo kiểu lắp trung gian H7/k7

- Đối với vòng trong các ổ lăn chọn kiểu lắp k7

- Đối với cách lắp ổ vào ta chọn kiểu lắp H7

- Ta có bảng lắp ghép như sau:

Mối ghép Trục Kích thước

danh nghĩa

Kiểu lắp Vòng trong ổ trục với trục 1

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo Dục, 2007

Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1 – 2 , NXB Giáo Dục, 2003 Nguyễn Tuấn Kiệt – Nguyên Thanh Nam – Phan Tấn Tùng - Nguyễn Hữu Lộc ( Chủ biên ) , Cơ sở thiết

kế máy, Tập 1 – 2 , ĐHBK TPHCM, 2001

Nguyễn Hữu Lọc, BT Cơ sở thiết kế máy máy, ĐHBK TPHCM, 2001

Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy, Tập 1 – 2, NXB Giáo Dục, 1999.

Lê Hoàng Tuấn, Sức bền vật liệu, Tập 1 – 2, NXB KHKT, 1998.

Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo Dục, 2000.

HẾT