đồ án chi tiết máy

Chọn hệ số trượt và tính bánh đai bị dẫn Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai bị dẫn theo công thức d2=d1... Chọn vật liệu Do hợp giảm tốc có công suất trung bình nhỏ nên ta

CHƯƠNG I - CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1.1 Chọn động cơ

1.1.1 Công suất cần thiết của động cơ

- Công suất trên trục động cơ xác định theo công thức:

P ct ≥ P t

❑

Trong đó: + P ctlà công suất cần thiết trên trục động cơ

+ P tlà công suất tính toán trên trục máy công tác

+ là hiệu suất chung của hệ dẫn động

Công suất trên trục công tác:

Hiệu suất của máy:

¿❑đai ❑bánh răng ❑ổ lăn ❑kh p ớ n i ố

Tra bảng 2.3, tài liệu [1] ta được:

 Hiệu suất bộ truyền đai: đai = 0,95

 Hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ làm việc trong điều kiện được che kín: bánh răng= 0,97

 Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn làm việc trong điều kiện được che kín: ổ lăn= 0,99

 Hiệu suất của khớp nối cứng: khớp nối= 0,995

 Hiệu suất của khớp nối:  = 0,95.0,972.0,994.0,995 = 0,85

 P ct≥ P t

4,230,85=¿ 4,97 (KW)

Tra bảng 2.4-trang 21, tài liệu [1] ta được:

 Tỷ số truyền nên dùng cho truyền động bánh răng trụ (hộp giảm tốc 2 cấp)

 Tỷ số truyền của khớp nối cứng: u kn=1

 Tỷ số truyền nên dùng cho truyền động đai thang:u đai=(3 ÷5)

Ta chọn loại động cơ: 4A112M4Y3 với các thông số như sau:

Kiểu động cơ Công suất

u1=n I

n II → n II=n I

u1=

347,563,83 =¿90,74 (vòng/phút)

u2=n II

n III →n III=n II

u2=

90,742,61 =¿34,76 (vòng/phút)

1.3.3 Momen xoán trên các trục

2.1 Các yêu cầu về chọn đai

Điều kiện làm việc: Hệ thống quay 1 chiều, làm việc 2 ca trên ngày, chịu tải va đập nhẹ (1năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

Ưu điểm đai thang :

 Dễ thay thế, sử dụng rộng rãi và giá thành rẻ

 Cấu tạo đơn giản, nhẹ dễ lắp đặt

 Bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai lớn làm tăng khả năng kéo tải

 Có thể bảo vệ động cơ khí quá

→ Chọn đai thiết kế: Đai thang

2.2.2 Xác định đường kính đai thang

Đường kính đai thang d1≈1,2 d min

Tra bảng 4.3 trang 128 tài liệu [3] chọn d min=140 mm

d1≈1,2 d min=1,2 140=168 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn d1=180 mm (bảng tiêu chuẩn trang 153 tài liệu [3])

Kiểm tra vận tốc bánh đai dẫn:

v1=π n đc d1

2.2.3 Chọn hệ số trượt và tính bánh đai bị dẫn

Chọn hệ số trượt và xác định đường kính bánh đai bị dẫn theo công thức d2=d1 u đ(1−ξ )

Tra tài liệu [3] trang 132 chọn ξ=0,02

Đường kính bánh đai bị dẫn là:

Tra tiêu chuẩn tài liệu [3] trang 153 chọn d2=710 mm

Kiểm tra lại tỷ số truyền:

Tra tài liệu [3] trang 153 chọn a = 0,95d2= 0,95.710 = 674,5 mm

Chiều dài dây đai là:

2.2.5 Số lần chạy đai trong 1 giây

- Hệ số khi làm việc 1 ca, tra bảng 148 tài liệu [3] ta chọn c r=0.8

- Sử dụng phương pháp nội suy:

Tra bảng 4.9 tài liệu [3] ta được c z=0,95

2.2.8 Số bánh đai và chiều rộng đai

Số đai Z xác định theo công thức

2.2.9 Xác định lực căng ban đầu

- Lực cănban đầu: F0=p A V2

Tra bảng 4.22 tài liệu [1] khối lượng của khối lượng của 1m dây đai q m=0,178 (Kg/m)

- Lực căng ban đầu của đai: F0=Z A [σ0]

Trong đó [σ0] là ứng suất do lực căng ban đầu gây ra không đổi nên chọn [σ0]=1,5

( tương ứng với tuổi thọ là 33%)

- Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trơn trượt

f min=f ' sin200=0,46 sin 200=0,15

2.2.12 Tuổi thọ của đai

Tra tài liệu [1] trang 145 ta có:

σ r – Giới hạn mỏi của đai σ r=9 (MPa) đối với loại đai thang

m – Số mũ đường cong mỏi và m = 8 đối với loại đai thang

Tuổi thọ của đai (giờ) 2544,94

CHƯƠNG III - BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

3.1 Sơ đồ và kí hiệu các bánh răng

3

45

3.1 Tính toán cấp chậm

3.1.1 Chọn vật liệu

Do hợp giảm tốc có công suất trung bình nhỏ nên ta chọn vật liệu chế tạo là vật liệu nhóm I

có rắn HP < 350 và có thể tăng khả năng chạy mòn thì nên nhiệt luyện để tăng độ cứng vàthông thường thì bánh răng nhỏ có độ cứng lớn hơn bánh răng lớn 10÷ 15 đơn vị

Ứng suất tiếp cho phép [σ H¿

σ H=σ OHlim 0,9 k HL

S H Trong đó:

[σ H¿– Ứng suất tiếp xúc cho phép (N/mm2

 Số giờ làm việc : L h=300.2 8 5=24000 giờ

Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương:

Khi N HE>N HO thì lấy N HE=N HO tính toán K ' HL2=K HL3=1

Như vậy theo công thức 6.1a [1], sơ bộ xác định được:

K FC – Hệ số xét đến ảnh hưởng khi quay 2 chiều đến độ bền mỏi Ở đây quay 1

3.1.4.1 Hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập chung tải trọng

Chiều rộng vành răng xác định dựa vào bảng 6.15 trang 228 [3]

Do bánh răng không đối xứng các ổ trục nên:ψ ba=0,25 ÷ 0,4

Theo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [3] ta chọn cấp chính xác cho bánh răng là 9

Hệ số tải trọng theo bảng 6.5 tài liệu [3] ta chọn K HV=1,06 và K FV=1,11

3.1.4.7 Xác định giá trị lực tác dụng lên bộ truyền

Z M: Là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp

Theo 6.56 trang 228 tài liệu [3] ta chọn Z M=275 MP a1/ 2

Z H: Là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo công thức 6.64 trang 230 tài liệu

Vậy điều kiện bền tiếp xúc được thoả.

3.1.4.9 Kiểm nghiệm độ bền uốn

Bánh dẫn: σ F 2 '

Y F 2 '=

2883,71=¿ 77,62 (MPa)Bánh bị dẫn: σ F 3

Do không có yêu cầu đặc biệt và do quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế

Ở đây chọn vật liệu 2 cấp như nhau Cụ thể theo bảng 6.1 tài liệu [1]

 Bánh nhỏ: Thép 40XH tôi cải thiện độ rắn HB1= (230÷300)

3.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H] và ứng suất uốn cho phép [σ F]

- Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H]

[σ H]=0,5√ [σ H 1]2+[σ H 2]2 6.40 – Trang 222 tài liệu [3]

Tra bảng 6.13 trang 223 tài liệu [3] được: S H=1,1 và S F=1,75

[6.40] trang 225 tài liệu [3]

Theo bảng 6.6 trang 2.11 tài liệu [3] K HV=1,11 và KFV=1,22

Theo công thức 6.27 trang 213

Z M: Hệ số xét đến cơ tính vật liệu bánh răng ăn khớp Z M=275 MPa

Z H : Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Z H=√sin 2α 2 cos β t w=√sin 2.20,642cos14,98 = 1,71

Z ε=√ε1α=√1,51 =0,81

Độ bền bánh dẫn thấp hơn nên lấy đi kiểm tra

3.2.16 Ứng suất uốn tại đáy răng

Phân tích lực tác dụng lên bánh răng

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN

4.1 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu chế tạo là C45 sau đó tôi cải thiện đạt độ rắn 240 HB, giới hạn bền

Ϭb = 750 MPa, giới hạn chảy σ ch = 450

Ứng suất uốn cho phép: [Ϭ] = Ϭlim¿ β ε S

[S] K S K L¿

Trong đó: S : Hệ số an toàn cho phép, ta chọn S=2

Ϭlim = (0,4÷0,5)Ϭ b=0,5.750=375 MPa

Chi tiết gia công phay, cắt lănβ=0,9

Trụ có rãnh then và Ϭb = 750 MPa Tra bảng 10.8 tài liệu [3] ta chọn K S '=1,975

ε S: Hệ số kích thước tra bảng 10.3 ta được ε S=0,78

Khoảng cách từ mặt nút của chi tiết đến thành trong của hộp K1=10 mm

+ Khoảng cách từ mặt nút ổ đến thành trong của hộp K2=10 mm

+ Khoảng cách từ mặt nút chi tiết quay đến nắp ổ K3=15 mm

+ Chiều cao nắp ổ và đầu bulong : h n=20 mm

- Chiều dài trục:

Đường kính chính xác tại các tiết diện nguy hiểm

66,25

Đường kính chính xác tại các tiết diện nguy hiểm:

152,5

Biểu đồ lực:

Đường kính chính xác tại các tiết diện nguy hiểm:

Các tiết diện nguy hiểm của trục:

- Trục I: Tiết diện lắp bánh đai, tiết diện lắp ổ lăn A, tiết diện lắp bánh răng Z1.

- Trục II: Tiết diện lắp bánh răng Z2 và Z2'

- Trục III: Tiết diện bánh răng Z3, tiết diện lắp ổ lăn F, Tiết diện lắp khớp nối

Môment uốn W j và moment xoắnW Oj

4.5.1 chọn vật liệu và chọn mối ghép then.

Chọn vật liệu chế tạo là thép C45 có S b=750 MPa , Sch=450 MPa

4.5.2 Xác định các thông số kích thước then

Tải làm việc chịu va đập nhẹ Tra bảng 9.5 tài liệu [1] ta được [S b]=100 MPa

Tải làm việc va đập nhẹ, tra bảng 174 tài liệu [1] ta được [T c]= (20÷ 30¿MPa

Vậy tất cả then đều đảm bảo yêu cầu độ bền dập và độ bền cắt.

CHƯƠNG 5 - TÍNH TOÁN, CHỌN Ổ LĂN

- Lực dọc trục phụ do lực hướng tâm sinh ra

Công thức 11.27 trang 397 tài liệu [3]

- Chọn K S , K t , Vtheo điều kiện làm việc

Tra bảng 11.2 trang 394 tài liệu [3] ta có: K S=1,3 ;K t=1; V=1

+ Tỷ số V F F a

rA

Tra bảng 11.3 tài liệu [3] ta được X=0,45 ; Y=1,22

- Tính tuổi thọ theo triệu vòng quay

Công thức 11.19 trang 393 tài liệu [3]

L=60.l h n

- Tải trọng quy ước Q

Công thức 11.23 trang 394 tài liệu [3]

- Chọn K S , K t , Vtheo điều kiện làm việc

Tra bảng 11.2 trang 394 tài liệu [3] ta có: K S=1,3 ;K t=1; V=1

- Khả năng tải trọng tính toán C tt

Công thức 11.20 trang 393 tài liệu [3]

5.3 Tính toán ổ lăn cho trục III

- Lực hướng tâm tác dụng tại ổ E

Chọn sơ bộ ổ bi đỡ 1 dãy kí hiệu 413 với các thông số C= 81,7 KN; C0= 64,50 KN

- Chọn K S , K t , Vtheo điều kiện làm việc

Tra bảng 11.2 trang 394 tài liệu [3] ta có: K S=1,3 ;K t=1; V=1

- Chỉ tiêu cơ bản của vỏ hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ nên ta chọn vật liệugang xám GX 15-32

- Bề mặt lắp ghép vỏ hộp đi qua đường tâm trục để việc lắp ghép các chi tiết thuận tiện

- Mặt đáy của hộp nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 2%

- Đường kính ngoài và tâm lỗ vít

Tra bảng 18.2 trang 88 tài liệu [2]

- Giữa bánh răng với thành trong hộp

Tra bảng 18.5 trang 92 tài liệu [2] ta có các thông số A= 100 mm; B= 35 mm; A₁= 150 mm; B₁= 100 mm; Cα= 125 mm; K= 87 mm; R= 12mm; vít M8×22 số lượng 4

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên Để giảm áp suất và điều hòa không khí bêntrong và bên ngoài hộp, người ta dùng nút thông hơi Nút thông hơi thường được lắp trên nắp cửa thăm hoặc vị trí cao nhất của nắp hộp

Tra bảng 18.6 tài liệu [2] ta có các thông số A= M27×2; B= 15 mm; C= 30 mm; D= 15 mm; E=45 mm; G=36 mm; H=32mm; I=6mm; K=4 mm; L=10 mm; M=8mm; N=22mm; O=6 mm; P=32mm; Q=18 mm; R=36mm; S=32 mm

6.2.4 Nút tháo dầu

Sau một thời gian làm việc, dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn hoặc bị biến chất, do đó cần phải thay dầu mới Để tháo dầu củ, ở đáy hộp có lỗ tháo dầu Lúc làm việc, lỗ được bịt kín bằng nút tháo dầu

Tra bảng 18.6 tài liệu [2] ta có các thông số d=M20×2; b15 mm; m=9 mm; f=3 mm; L=28 mm; c=2,5 mm; q=17,8 mm; D=30 mm; S=22 mm;D₀=25,4 mm

6.2.5 Que thăm dầu

Dùng que thăm dầu để kiểm tra mức dầu trong hộp Vị trí que thăm dầu nằm nghiêng với các thông số như hình vẽ

6.3 Bôi trơn hộp giảm tốc

6.3.1 Chọn phương pháp bôi trơn

- Do bộ truyền là bộ truyền kín nên ta chọn phương án bôi trơn là ngâm dầu

6.3.2 Chọn dầu bôi trơn

Công thức 13,6a tài liệu [3] trang 446

6.4.1 Dung sai lắp ghép bánh răng

Tra bảng 1, 2 phụ lục 1 tài liệu [4] ta có các thông số như bảng bên dưới

Số thứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp ghép Sai lệch giới hạn của

lỗ và trục ( mm)

1 Bánh răng Z₁ 36 H 7

K 6

+25+18+2

2 Bánh răng Z₂ 50H 7

K 6

+25+18+2

3 Bánh răng Z ̓₂ 55 H 7

K 6

+30+21+2

4 Bánh răng Zɜ 75 H 7

K 6

+30+21+2

6.4.2 Dung sai lắp ghép ổ lăn

Tra bảng 1, 2 phụ lục 1 tài liệu [4] ta có các thông số như bảng bên dưới

Số thứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp ghép Sai lệch giới hạn của

lỗ và trục ( mm)1

Vòng trong ổ lăn với trục I 30K6

+15+2

Vòng ngoài ổ lăn với vỏ hộp

6.4.3 Dung sai lắp ghép then

- Do cần di trượt dọc trục nên ta chọn kiểu lắp rãnh bánh răng D10 và chiều rộng rãnh H9

Số thứ tự Tên mối ghép Kiểu lắp ghép Sai lệch giới hạn của

lỗ và trục ( mm)