ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy

ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy ĐỒ án THIẾT kế CHI TIẾT máy

Page 1

THUYẾT MINH

THIẾT KẾ CHI TIẾT

MÁY

Page 2

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế chi tiết máy là một môn học có ý nghĩa rất quan trọng đối với sinh viên, giúp cho sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu, thiết kế các môn học trong nghành cơ khí nói chung và nghành cơ khí chế tạo máy nói riêng

Rèn luyện cho sinh viên có ý thức nghiêm túc trong việc tính toán thiết kế, phải biết vận dụng trình độ hiểu biết của bản thân kết hợp với sự hướng dẫn của thầy giáo và các tài liệu tham khảo khác

Để thiết kế chế tạo ra một chi tiết hay bộ phận máy hoàn thiện có hình dáng, kích thước thoả mãn các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật đã đặt ra, đó thực sự

là một công việc khó khăn cho sinh viên, mặt khác trình độ bản thân còn có hạn

Vì vậy mặc dù thời gian làm thiết kế kéo dài trong suốt cả học kỳ nhưng kết quả của việc tính toán thiết kế chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn để nâng cao trình độ hiểu biết của bản thân, nhằm phục vụ tốt hơn nữa việc nghiên cứu thiết kế cũng như làm đề tài tốt nghiệp sau này

Sinh viên thực hiện

Page 3

ĐỀ SỐ 10: THIẾT KẾ TỜI LƯỚI KÉO TRỤC NGANG 3 TANG

Số liệu: 1.Lực kéo định mức trên tang: P = 12KN

2.Tốc độ kéo cáp định mức: V=0,9m/s

3.Độ sâu đánh bắt: h= 40m

4.Thời gian làm việc: 30 phút x 6 ca x 200 ngày x A năm, với A= 13

5.Đặc tính làm việc: quay 1 chiều

6.Tính chất của tải trọng:

 Hệ số tải trọng động: Kđ=1.5

 Hệ số quá tải hệ thống: Kqt = 1.6

7.Điều kiện làm việc: trên biển

ChươngI: CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG

I.Xác định công suất động cơ:

1 Công suất làm việc:(N lv )

Coi hệ thống làm việc với chế độ tải không đổig

9.0.10

)96

LC

3,0C

42020

.3,020

Page 5

.d)1n2(

D

Dn  0   c

)

mm(7,4259,9)112.2(D

- Tốc độ quay trục tang: (nlv)

)dD

(

V.10

6

n

c tb

7,4251982

DD

)

phut/vong(4,53)9,98,311.(

14

,

3

9,0.10



cos

dm

mM

M

dm

maxM

(Kg.m2)

Trọng lượng (Kg)

5,12.15th

%

N

chuaơntieđuCÑ%

teầïcCÑ

vậy ta chọn Nđm = 20 (KW)

2 Kiểm tra động cơ điện:

 Kiểm tra thời gian khởi động:

74,0.1460

10.9,0.12

1460.5,125

N.10.55,9

M

6 6

,1

5

170068 

Page 6

10)9,1308215

,170086

(

6,877,87

Mđ=

t.5,37

n]

.n

V.P.5,36)

GD

.(

2 max 2

1460]

74,0.1460

9,0.12.5,1.5,3675

N3 23 2 oâb n 2   KW

3,134,13.99,0N.N

N4 34 3 oâb 3   KW

6,123,13.99,0.96,0N N

1,160

15.10.55,9n

N.10

i

M

mm.N791835799834

.99,0.1M

i

M

mm.N799834280525

.96,0.99,0.3M

i

M

mm.N28052598116

.99,0.95,0.04,3M

i

M

4 5 4

5

4

5

3 4 3

4

3

4

3 3 2

3

2

3

1 2 1

ChươngII :THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

I.Chọn loại đai:

Chọn tiết diện đai thang theo giá trị mô men trên trục dẫn

Chiều dài đai L (mm)

Đường kính bánh đai

Dmin

Mô men xoắn bánh dẫn M1

.6

1460.220.14,3V

s/m)3530(.10.6

n.D.V

4

4 1 1

n’2 = (1- 0,02) 1460

630

220

499,6 (V/p) Kiểm tra: 480,2 tương ứng với 100%

499,6 tương ứng với x%

- Xác định chính xác chiều dài đai L khoảng cách trục A

+ Chiều dài đai sơ bộ:

Lsb= 2Asb+

A4

)DD()DD(2

2 1 2 2

)220630()630220(2

14,

n.D

60

1460

)DD(8)DD(L2[)DD

1 2 1

Z



C.C.G.F

V

N.1000

V 0

P

Với: N = 15 KN

Diện tích tiết diện đai F = 138 (mm2)

Vậy chọn Z = 5

142 0

= 2352,2 (N) (0= 1,2 N/mm2)

Page 11

ChươngIII: THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

I.Chọn vật liệu và phương pháp luyện:

- Bánh răng nhỏ: Chọn thép C50 , thường hoá có:

II.Xác định ứng suất cho phép :

- Ứng suất tiếp xúc cho phép :

Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương

N0 =107 :số chu kỳ cơ sở của đường cong tiép xúc

Ntđ =N = 60.u.n.t

u : số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay

n : số vòng quay trong một phút của bánh răng :

Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương

m : Bậc đường cong mỏi uốn m = 6

6

3 224733600

10 5

5

= 0,64 ; K’’N4 = 0,76

8,1.5,1

44,0.600.42,0.5

64,0.540.42,

53,0.600.42

76,0.540.42,

- Ứng suất tải cho phép :

+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép :

uqt

2 2

1

uqt

ch uqt

sb 2

ót L

6 2

n.85,0

NK.i

)

5,01(

10.05,1

1,14.4,1585

.3)

3,0.5,01(

10.05,1

1

2 6

3,13.4,1.520)

3,0.5,01(

10.05,11

2 6

10.6

n)

.5,01.(

L.210

1 4

10.6

2,480)

3,0.5,01.(

44,212

L1 = 184,23 170,07(mm)

4,1

1,1

Page 14

L2 = 300,42 277 , 22 ( mm )

4 , 1

1 , 1

07,170.21i

m

L

2

3 2

tb

6

u

b.n.z.m

27

i

1artg

57,144.4L

L

,

0

1,14.1,1.10.1,19

1 1

2 6

29Cos

1,56.22,277

635,235m

.L

L

m

2 6

3

s tb

,60

17,83.4,53.87.1,5.5145,0.85,0

6,12.1,1.10.1,19

4 4

2 6

7,91Cos

87Cos

ZZ

2

4 4

- Kiểm ngiệm bánh răng theo quá tải đột ngột:

Để bộ truyền có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn càn kiểm tra bộ

truyền quá tải theo điều kiện:

Page 16

1,14.1,1.13.51.5,007

,

170

3

10.05

3,13.1,1.13.17,83.5,022,277

3

10.05,1

2 6

,7507,

07,1

5

,

261

uqt uqt

txqt txqt

uqt

2 txqt

txqt

mm/N2005

,2738,0

,16138,0

.27.4.5,

0

L

Z.Zm.5,

0

L

2 2

2 2 2 1 s

L

sin.bmL

b.5,0L

s

+ Góc mặt nón lăn:

Page 17

0 1

1Z

Z

0 2

51) = 91,86 (mm)

51) = 275,58 (mm)

1

4,107,

0 2

2

i

0 0

0 1

1

i

9,697,16,71

7,167,14,18

2

0 0

0 1

734,16,71

8,194,14,18

1 z

z 

L = 0,5 6 292 872 275,12(mm)

b5,0L

dtb1 = 174 (1 – 0,5

12,275

17,83

) = 147,7 (mm)

dtb2 = 522(1- 0,5

12,275

17,83

1

5,112,275

6.25

1

s '

2,112,275

6artg

L

martg

mh:

2

i

0 1

1

i

1 , 70

9 , 16

Page 19

0 2

2

0 1

1

8,72

6,19

,105

280525

2d

1 2

N5,6114

,18sin.20tg.5323sin

.tg

P

P

P

4,18cos.20tg.5323cos

.tg

P

P

P

o o

1 1

2

r

o o

1 2

,18sin.20tg.2,10722sin

.tg

P

P

P

N37034

,18cos.20tg.2,10722cos

.tg

P

P

P

N2,107227

,147

791835

2d

1 1

2

r

o o

1 2

1

r

tb

x 2

mm/N850

x

x sb

2,0

Md





[Tx]=20N/mm2

)mm(45)mm(24,4120

b Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc:

Quan hệ kích thước giữa các yếu tố của hộp giảm tốc

Page 21

135

202.P2

d.P135

202.PM

M

0M202.P135.R

M

N7965135

202.5323135

M

1 r 1 tb 1 1

r 1 By

1 1

r By

Cy

1

Bx

1 Bx

202.18382

105.612

Biểu đồ tính toán:

 Các phản lực tại C:

N2642135

67.5323135

M

1

Cx

1 Cx

3213067

.1838135

M67

P

R

0M67.P135.R

M

1 1

r

Cy

1 1

r Cy

279458

75,0M

M

75

,

0

R Cy

RBx

R Cx C

.mm326,3175

,7

2441415

,77

105.53232

M

279458

75,090990356670

M.75,0MM

mm4,385,77.1,0

440528

Page 23

 Tục III: Ta có tổng chiều dài tính toán:

mm3262.1tb

d1xa2

l2

316.18382

2tb

d

316.53232

2tb

244.5323R

0244.P326.RM

Ax

2 Ax

290404244

.612

R

0M244.P236.R

M

Ay

2 2

r Ay

Page 24

Vậy RAx , Ray ngược chiều với giả thiết ban đầu

 Các phản lực tại C:

N13395323

3984P

RR

0RPRF

2 Ax Cx

Ax 2 Cx x

82.5,611290404326

82.PM

R

0M82.P326.R

M

2 r 2 Cy

2 2

r Cy

Vậy RCx có chiều ngược với giả thiết ban đầu

 Mô men uốn theo phương Y:

y 2

x M 0,75M

2 2

Mñ

  51,5mm

73.1,0

818271M

3



0,1.ñVậy chọn dIII = 55(mm)

 Tiết diện tại ổ trục: Xét tại C:

Ta có: Mtđ = Mx2 My2 0,75M2z

mm.N728357841034

.75,000

 mm50

mm4,4673.1,0

728357

312

8310152

B2

bla

lBC = l’ = 3.d = 3.60 = 180 mm

148.12322

d.P

3

mm.N7934282

148.107222



.N15606180

262.10722180



N4883180

91168262

.3703180

91168262

Page 26

Ta có:

 

mm55

mm8,513

68.1,0

9481753

.1,0

MIV

d

mm.N948175t

M

212400

75,023036462

879204

2zM.75,0

2yM

2xMM

Vaây

tññ

tñ

Tiết diện tại A:

  46,7mm

68.1,0

690556

.75,0911680

M.75,0MM

M

3 3

A

2 2

2 z 2

y 2

Vậy chọn dA=50 mm

 Trục V: Chiều dài các đoạn trục:

mm1502

8385.6,115412

bxaB

mm4482

1481502

.2

l

lBC  AC AB   



mm.N23749232

433.107222

443.37032

2

2

2 tb

298.10722448

298

P

R

0298.P448.R

M

2

Ax

2 Ax

MCy  Ay  r2  2 



N2650448

820215298

.1232448

M298.P



Vây RCy cĩ chiều ngược với giả thiết ban đầu

 Mơ men uốn theo phương x:

mm24,7068

.1,0

2356529

M

2374923

75,04225641069800

M.75,0MM

M

3 3

IV

t

2 2

2 2

z 2

y 2

tđ

dchọn

ta

Vây

Đường kính trục tại ổ trục:

Page 28

mm.N20567442374923

.75,000M

.75,0MM

 mm70V

mm12,6768

.1,0

2056744

Sử dụng kiểu then có đầu tròn:

Các thông số của then:

b = 10; h = 8; t = 4,5;

t’=3,6; k =4,2; r = 0,3

 Điều kiện bền dập của then:

 d x

Vậy kích thước của then thỗ mãn

II.Kiểm nghiểm trục theo hệ số an tồn:

Hệ số an tồn được kiểm nghiệm theo điều kiện:

 nn

0,2

uốnmỏi hạnGiới

k

1n

b

m a

d

W

2 3

td.t.b16

d

W

2 3

;5,1K

mm/N120600.2,0

2

,

0

mm/N240600.4,0

x

a

2 3

u

u

a

mm/N81,716

40.14,3.2

279458W

2

M

mm/N94,1932

40.14,3.2

356670W

mmm/N81

,

7

mm/N94,19

;71,0

51,1

1240

k

1n

m a

18,1

1120

k

1n

m a

,48,14

Page 32

N/mm ;K 1,5.600

;63,1K

mm/N120600.2,0

2

,

0

mm/N240600.4,0

x

a

2 3

u

u

a

mm/N3,1816

55.14,3.2

841034W

2

M

mm/N3,1532

55.14,3.2

326688W

mmm/N7,36

mm/N7,30

;67,0

63,1

1240

k

1n

m a

5,1

1120

k

1n

m a

,568

;63,1K

mm/N120600.2,0

2

,

0

mm/N240600.4,0

x

a

2 3

u

u

a

mm/N3,1816

55.14,3.2

841034W

2

M

mm/N3,1532

55.14,3.2

326688W

mmm/N7,

36

mm/N7,30

;67,0

63,1

1240

k

1n

m a

Page 33

63,18.05,03,18.67,0.7,1

5,1

1120

k

1n

m a

,568

;4,1K

mm/N120600.2,0

2

,

0

mm/N240600.4,0

x

a

2 3

u

u

a

mm/N21,16

16

72.14,3.2

2374923W

2

M

mm/N60,14

32

72.14,3.2

1069800W

mmm/N21,

16

mm/N60,14

;71,0

4,1

1240

k

1n

m a

14,1

1120

k

1n

m a

,459,917

,

5

59,9

III.Kiểm nghiệm trục về quá tải:

Ta có điều kiện bền quá tải của trục :

2 qt 2

40.14,332

d

W

3 3

2N/mm8,606280

381637W

Mu

uqt



Page 34

1256016

40.14,316

d.W

3 3

Mxqt = Kqt.Mx =1,07.279458 =299020 (N.mm2)

2N/mm8,2312560

299020W

2 2

qt 2

52.14,332

d

W

3 3

Mqt = Kqt.Mu = 1,07 326688 = 349556,2 (N.mm2)

2N/mm3,2513797

349556W

Mu

52.14,316

d.W

3 3

2N/mm

899906

6,3227594W

2 2

qt 2

55.14,332

d

W

3 3

Muqt = Kqt.Mu =0,38.879204 = 334097,5 (N.mm2)

2N/mm5,2016325

5,334097W

Mu

55.14,316

d.W

3 3

2N/mm

301502

3,932651W

2 2

qt 2

72.14,332

d

W

3 3

Muqt = Kqt.Mu =0,38.1069800 = 406524 (N.mm2)

Page 35

2N/mm1,1136625

406524W

Mu

72.14,316

d.W

3 3

2N/mm

902470,8

3,1273250

2 2

qt 2

Page 36

ChươngVI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Thiết kế gối đỡ trục dùng ổ lăn

I.Chọn loại ổ lăn:

Chọn ổ đũa côn đỡ chặn: chịu lực hướng tâm và lực dọc trục một chiều

II.Xác định tải của ổ:

Tải của ổ được xác định theo hệ số khả năng làm việc C, giá trị của hệ

số C đựơc tính theo công thức sau:

n

0 i

với Kv: hệ số vòng quay của ổ

m: hệ số chuyển đổi tải trọng dọc trục về hướng tâm

Kt: hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ

khả năng làm việc

Số vòng quay giới hạn trong1’

Đường kính trung bình

Chiều dài làm việc

Page 38

ChươngVII: THIẾT KẾ KHỚP NỐI

I.Chọn kiểu loại nối trục:

Chọn kiểu nối trục răng

II.Xác định mô men xoắn tính toán:

n

N.K10.55,9

,480

1,14.5,1.10.55

,53

6,12.5,1.10.55

III.Chọn và kiểm tra nối trục tiêu chuẩn:

Chọn nối trục tiêu chuẩn đảm bảo:  Mx Mxt

Đặc tính kỹ thuật nối trục răng:

d (mm)

D (mm)

D1 (mm)

L (mm)

B (mm)

III.Kiểm nghiệm sức bền của vấu:

tb

x d

h.a.D.Z

M.K

791835

5,1

x u

W.D.Z

h.M

4.86

h.aW

2 2

798135

5,





Page 40

ChươngIX: THIẾT KẾ CẤU TẠO HỘP GIẢM TỐC

Thiết kế cấu tạo các chi tiết truyền động:

I.Thiết kế cấu tạo bánh răng:

Các thông số của các bánh răng:

III Thiết kế cấu tạo hộp giảm tốc:

Cấu tạo vỏ hộp: quan hệ kích thước của các phần tử cấu tạo vỏ hộp giảm tốc đúc bằng gang

- Chiều dày thành thân hộp:

.mm5,111420.025,0

(mm1A.025,0

mm1A.02,01

mm10m

)185,0(m

)185,0(

;mm352,

1 n

- Chiều cao h để lắp bu lông d1: h chọn theo cấu tạo hộp

- Khoãng cáh từ mép lỗ lắp ổ đến tâm bu lông d1:

 Trục II: D=80mm; D1 = 100mm; D2 = 125mm; d3:bu lông M8, 4 cái

 Trục III: D=90mm; D1 = 110mm; D2 = 135mm; d3:bu lông M10, 6 cái

Page 43

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

ChươngI: CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG .3

I Xác định công suất động cơ: 3

II Xác định tốc độ động cơ: 4

III Chọn động cơ điện truyền động .5

IV Phân phối tỉ số truyền động: 6

ChươngII :THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 8

I Chọn loại đai: 8

I Xác định đường kính bánh đai: 8

ChươngIII: THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 11

I Chọn vật liệu và phương pháp luyện: 11

II Xác định ứng suất cho phép : 11

ChươngIV: THIẾT KẾ TRỤC 20

I Chọn vật liệu trục: 20

II Tính sơ bộ trục: 20

III Tính gần đúng: 20

ChươngV: TÍNH KIỂM NGHIỆM TRỤC 29

I Định kết cấu trục: 29

II Kiểm nghiểm trục theo hệ số an toàn: 30

III Kiểm nghiệm trục về quá tải: 33

IV Kiểm nghiệm trục về độ cứng: 35

ChươngVI: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC 36

I Chọn loại ổ lăn 36

II Xác định tải của ổ: 36

III Chọn kích thước ổ lăn: 37

ChươngVII: THIẾT KẾ KHỚP NỐI 38

I Chọn kiểu loại nối trục: 38

II Xác định mô men xoắn tính toán: 38

III Chọn và kiểm tra nối trục tiêu chuẩn: 38

Page 44

ChươngVIII: THIẾT KẾ LY HỢP 39

I Kích thước ly hợp vấu: 39

II Chọn vật liệu cấu tạo: 39

III Kiểm nghiệm sức bền của vấu: 39

ChươngIX: THIẾT KẾ CẤU TẠO HỘP GIẢM TỐC 40

I Thiết kế cấu tạo bánh răng: 40

II Cấu tạo trục: 40

III Thiết kế cấu tạo hộp giảm tốc: 41