ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Lời Nói Đầu Hiện khoa học kỹ thuật phát triển nhanh, mang lại lợi ích cho người tất lĩnh vực tinh thần vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân để hòa nhập vào phát triển chung nước khu vực giới Đảng Nhà nước ta đề mục tiêu năm tới nước ta trở thành nước cơng nghiệp hóa, đại hóa Để thực điều ngành cần quan tâm phát triển ngành khí ngành đóng vai trị quan trọng việc sản xuất thiết bị công cụ cho ngành kinh tế quốc dân.Muốn thực việc phát triển ngành khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chun môn đáp ứng yêu cầu công nghệ tiên tiến, cơng nghệ tự động hóa theo dây chuyền sản xuất Chúng Em sinh viên Khoa Cơ Khí Cơng Nghệ nói riêng sinh viên Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội cố gắng phấn đấu học tập rèn luyện, trau dồi kiến thức dạy trường để sau trường đóng góp phần trí tuệ sức lực vào công phát triển đất nước Song với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế chưa có nên Đồ Án Em cịn nhiều thiếu sót Em mong bảo Thầy, Cô để Đồ Án Em hoàn thiện Cuối Em xin chân thành cảm ơn quan tâm bảo Thầy, Cơ khoa Cơ khí trường Đại Học Học Công Nghiệp Hà Nội đặc biệt hướng dẫn tận tình thầy: Nguyễn Tuấn Linh Hà Nội, Ngày 10 Tháng Năm 2012 SVTH: Trịnh văn Việt Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIT MY Phần 1:Tớnh toỏn h dn ng Với phơng án thiết kế hộp giảm tốc hai cấp phân đôi cấp chậm ta gặp phải u điểm nhợc điển nh sau: * Ưu điểm: - Tải trọng đợc phân bố cho ổ - Giảm đợc phân bố không đồng tải trọng chiều rộng vành nhờ bánh đợc bố trí đối xứng ổ - Tại c¸c tiÕt diƯn nguy hiĨm cđa c¸c trơc trung gian trục mômen xoắn tơng ứng với nửa công suất đợc truyền so với tờng hợp không khai triển Nhờ mà hộp giảm tốc loại nãi chung cã thĨ nhĐ h¬n 20% so víi hép giảm tốc khai triển dạng bình thờng * Nhợc điểm: hộp giảm tốc khai triển bề rộng hộp giảm tốc tăng cấp khai triển làm thêm cặp bánh so với bình thờng Do cấu tạo phận ổ phức tạp hơn, số lợng chi tiết khối lợng gia công tăng lên làm tăng giá thành động lên I Chọn động A Xác định công suất cần thiết động Do hộp giảm tốc làm việc chế độ tải thay đổi theo quy luật xác định Cho nên công suất lớn phát sinh động ứng với tải lớn trình làm việc là: Ptg Pthmax = (kW) Trong đó: - Ptg công suất làm việc truyền tải - hiệu suất truyền động toàn cấu Theo sơ đồ đề : = mổ lăn kbánh khớp nối.đai Trong đó: - m số cặp ổ lăn (m = 4); - k số cặp bánh (k = 2) Tra B¶ng 2.3 (Trang 19 - TËp 1: Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí), ta đợc giá trị hiệu suất ứng với chi tiÕt nh sau: η«l= 0,99; ηbr= 0,97; ηk= 1; đ= 0,95 = 0,994 0,972 0,95= 0,8586 Công suất làm việc truyền tải là: F v 12500.0,22 Ptg = = = 2,75(kW ) 1000 1000 Khi công suất lớn phát sinh trục động trình làm việc là: Ptg 2,75 Pthmax = = = 3,2( kW ) η 0,8586 *) Vì hộp giảm tốc làm việc điều kiện tải trọng thay đổi theo thời gian Cho nên tính toán chọn động ta sử dụng tải cố định tơng đơng với chế độ thay đổi tải làm việc Khi công suất yêu cầu động tơng ứng với tải cố định (tải tơng đơng) đợc tín theo công thức sau: Pyc = Ptd = P max th t1 + 0,8 2.t 3,3 + 0,8 2.3,8 = 3,2 = 2,7(kW ) t ck B Xác định tốc độ ®ång bé cđa ®éng c¬: Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Do c¬ cÊu dùng để biến đổi tỉ số chuyền động với xích tải gồm có truyền đai lắp với hộp giảm tốc Cho nên theo Bảng 2.4 (Trang 21-Tập 1:Tính toán hệ dẫn động khí) ta xác định đợc tỉ số chuyền sơ mà cấu cần phải có để đáp ứng đợc nhu cầu bé phËn kÐo t¶i Ta cã Uht= Uh Un = 20.2,5 = 50 60000.v 60000.0,22 = = 13(vg / ph) πD π 320 Sè vßng quay thùc tÕ cđa trơc bng tải là: nlv = Vậy ta có số vòng quay sơ động : nsb = nlv Uht = 13.50 = 650vg/ph) Ta chän sè vßng quay sơ trục động 1400 (vg/ph) Việc chọn động làm việc với truyền phải thỏa mÃn đồng thời điều kiện sau: Ptđ Pđc ; nđc nsb Tmm/T TK/Tdn Các thông số kỹ thuật yêu cầu động ta đà tính toán đợc nh sau: Pyc = 2,7 (kW); nsb = 650(vg/ph); Tmm/T = 1,48 Theo B¶ng phơ lơc P1.1 ( Trang 234 - TËp 1: TÝnh to¸n thiÕt kÕ hệ dẫn động khí) Ta chọn đợc động có ký hiệu : 4A112MB8Y3đáp ứng nhu cầu làm việc truyền Các thông số kĩ thuật ®éng c¬ 4A112MB8Y3nh sau : P®c = 3(kW) ; n®c = 701(vg/ph); TK/TDN = 1,8 II PH¢N PhèI Tû Sè TRUYềN Ta đà biết tỉ số chuyền toàn cấu Ucơ cấu = Uhộp.Ungoài Mặt khác tỷ số truyền thực toàn cấu đợc xác ®Þnh nh sau: n 701 U cocau = dc = = 53,9 nlv 13 Chọn Ungoài = Uđa= 2.5 Uhộp = 53,9 : 2,5 = 21,56 ; U h = U nh U ch Mặt khác hộp giảm tốc cấp nên ta có: Trong - Unh lµ tØ sè trun cÊp nhanh - Uch : TØ số truyền cấp chậm Để đảm bảo cấu truyền truyền động đợc làm việc điều kiện bôi trơn tốt ta phải phân phối tỉ số chuyền hai cấp nhanh cấp chậm hộp giảm tốc theo nguyên tắc: Unh = (1,2ữ1,3).Uch Nên tỉ số chuyền cấp nhanh chậm hộp động đợc phân phối nh sau: Unh = 6,06; Uch = 4,66 Kết luận: Tỉ số chuyền đợc phân phối cấp nh sau: Uh = 21,56 ; Unh = 6,06; Uch = 4,66; U®ai = 2,5 III Xác định công xuất, mômen, số vòng quay trục: Do Pthmax = 3,2> Pthđc = (kW) Vậy để đảm bảo điều kiện cho chi tiết có thời gian làm việc lâu dài theo yêu cầu đà đề ra, ta phải sử dụng công suất phát sinh lớn trình làm việc tính toán kết cấu hộp giảm tốc Có nh đề phòng đợc việc hỏng hóc công suất tăng đến giá trị lớn * Ta có công suất trục lần lợt đợc xác định nh sau : PI = Pthmax.ηd.ηol= 3,2x0,95x0,99 = (kW) PII = PI.ηbr.ηol= 3x0,97x0,99 = 2.89 (kW) PIII = 0,5.PII.ηbr.ηol= 0,5x2,89 x0,97x0,99 = 1,39 (kW); (Vì hộp phân đôi cấp chËm) PIV = 2.PIII.ηkηol= 2x1,39x1x0,99 = 2,75 (kW); * Sè vòng quay trục lần lợt nh sau: Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ndc 701 = = 280 Ud 2,5 nI = nI 280 = = 46,2 U 6,06 nII = (vg/ph); (vg/ph).s n II 46,2 = = 10 U II 4,66 nIII = nIV = (vg/ph)(V× trơc III nèi víi trục IV qua khớp đàn hồi) Pi Ti = 9,55.10 n * Còn giá trị Mô men đợc xác định nh sau: (N mm) Pdc = 9,55.10 = 40870 ndc 701 T®c = 9,55 106 (N.mm) PI = 9,55.10 = 102321 nI 280 TI = 9,55 106 (N mm) PII 2,89 = 9,55.10 = 599989 n II 46 TII = 9,55 106 (N mm) PIII 1,39 = 9,55.10 = 1327450 n III 10 TIII = 9,55 106 (N mm) PIV 2,75 = 9,55.10 = 2626250 n IV 10 TIV = 9,55 106 (N mm) Trục Thông số Tỉ số truyền u Cơng suất P, kW Số vịng quay n, vịng/phút Momen xoắn T, N.mm Động 1 701 40870 280 102321 2,89 1,39 46 10 599989 1327450 Phần : TíNH TOáN THIếT Kế CHI TIếT MáY I Tính truyền đai thang 2.1Chn tiết diện đai Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh Công tác 2,75 10 2626250 ĐỒ ÁN CHI TIT MY Dựa vào công suet cần truyền P lv= 5,34 số vòng quay cua bánh đai nhỏ :n=ndc=1445 Chọn tiết diện đai A với thông số: Ký hiệu A Kích thước tiết diện, mm bt B H yo 11 13 2,8 Diện tích tiết diện A, mm2 Chiều dài giới hạn Đường kính bánh l, mm đai nhỏ d1, mm 81 100 ÷ 200 Mặt cắt đai thang 13 2,8 11 400 Hình 2.1 Mặt cắt ngang đai thang: 2.2Tính tốn sơ đai • Chọn đường kính bánh đai nhỏ Chọn d1 = 120mm Kiểm tra vận tốc đai π d1 n1 π 120.1450 v= 60000 = 60000 = 9,1( m / s ) < v max với vmax = 25 m/s → thoả mãn điều kiện Theo (4.2) tài liệu [1] →ε = 0,02 • Chọn đường kính bánh đai lớn là: chọn : ε=0,02 Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh 560 ÷ 4000 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY d2 = 4,3 d1 (1 - ε) = 4,3.120(1 - 0,02) =505,7(mm) - Theo bảng 4.21 tài liệu [1] chọn đường kính tiêu chuẩn d2 = 500 mm Vậy tỉ số truyền thực tế: ut = d2 500 = = 4,25 d1 (1 − ε ) 120(1 − 0,02) Sai số tỉ số truyền là: ∆u = ut − u u 100% = 4,25 − 4,3 4,3 100% = 1,6% < 4% Thỏa mãn điều kiện • Chọn khoảng cách trục chiều dài đai Theo bảng 4.14 trang 60 tài liệu [1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỉ số truyền u đường kính bánh đai d2: Chän a=d2=500mm Kiểm tra điều kiện a: 0,55(d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2)` 2(d1 + d2) = (120 + 500) = 620mm → thỏa mãn điều kiện Theo (4.4) tài liệu [1] Từ khoảng cách trục a chọn, ta có chiều dài đai: ( d − d1 ) 4.a (500 − 120) = 2.500 + 0,5.π (120 + 500) + = 2046mm 4.500 l = 2.a + 0,5.π ( d1 + d ) + Theo bảng 4.13 tài liệu [1] → chiều dài tiêu chuẩn l = 2000 mm Nghiệm số vòng chạy đai giây Theo (4.15) tài liệu [1] ghh i= v 10,62 = = 5,31 < imax l 2,0 với imax = 10 vòng/giây - Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2000 mm Theo (4.6) trang 54 tài liệu [1] ⇒a= 2l − π (d + d1 ) + [2l − π (d + d1 )] − 8(d − d1 ) Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 475,32(mm) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Theo (4.7) trang 54 tài liệu [1] , góc ơm bánh đai nhỏ α1 = 180 o − 57 o ( d − d1 ) a α = 180 o − 57 o (500 − 120) = 134,43o 672,34 →α1>αmin = 120o→ thoả mãn điều kiện 2.3 Xác định số đai z: Theo (4.16) trang 60 tài liệu [1] z= P1 K d [Po ] Cα Cl Cu Cz Trong đó: + Cα: hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm α1 Bảng 4.15 trang 61 tài liệu [1] → Cα= 1-0,0025(180+ Cl : hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai α1 ) = 0,88với α = 131,67o l 2000 = = 0,85 l o 1700 Bảng 4.16 trang 61 tài liệu [1] → Cl = 0,975 + Kđ : hệ số tải trọng tĩnh Bảng 4.7 trang 55 tài liệu [1] → Kđ = 1,0 + Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền Bảng 4.17 trang 61 tài liệu [1] → Cu = 1,14 với u = 4,25 + [Po] : công suất cho phép (kW) Bảng 4.19 trang 62 tài liệu [1] → [Po] = 1,94 kW với v = 9,1 m/s d1 = 120 mm P1 5,34 = = 2,7 [ Po ] 1,94 → + Cz: hệ số kể đến ảnh hưởng phâtrn bố không tải trọng cho dây đai Bảng 4.18 trang 61 tài liệu [1] → Cz = 0,98 Do z= 5,34.1,0 = 3,29 1,94.0.88 1,02.1,14.0.975 → lấy z = 2.4.Chiều rộng bánh đai B = (z - 1) t + 2e Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Với z = 3, t = 15 e = 10 Tra bảng 4.21 Tài liệu [1] → B = (3 - 1) 15 + 10 =50 (mm) • Đường kính ngồi bánh đai (với ho = 4.2) da = d1 + 2ho = 120 + 3,3 = 126,6 (mm) Xét lực căng bánh đai + Xác định lực vũng Theo (4.20) trang 64 tài liệu [1] Fv = qm v2 =0,105 9,1^2=8,7 + qm: khối lượng m chiều dài đai Theo bảng 4.22 trang 64 tài liệu [1] qm = 0,105 kg/m + v: vận tốc vịng =9,1(m/s) + P1: cơng suất bánh đai chủ động Theo (4.19) trang 63 tài liệu [1] Fo = 780 P1.K d + Fv v.Cα z Fo = → 780 5,34.1,0 + 11,84 = 187 66( N ) 9,1.0,88 Lực tác dụng lên trục Fr = 2Fo z sin(α1/2) = 187,66 sin(134,43 /2) Fr = 1038 (N) Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY d2 n2 60 d1 F1 O1 F2 60 n1 O2 Fr F2 Hình 2.3– Sơ đồ lực tác dụng trục truyền đai làm việc B t d Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh da h ho ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Hình dáng mặt cắt đai Bảng thống kê Thông số Ký hiệu Đai thang Đường kính bánh đai nhỏ Đường kính bánh đai lớn Chiều rộng bánh đai Chiều dài đai Số đai Lực tác dụng lên trục d1, mm d2, mm B, mm l, mm z F r, N 120 500 50 2000 1038 II TíNH toán TRUYềN bên HéP GI¶M TèC Do bé trun cđa hép gi¶m tốc cặp bánh ăn khớp với điều kiện che kín đợc bôi trơn đầy đủ Cho nên dạng hỏng mà truyền thờng gặp phải tróc mỏi bề mặt bánh ăn khớp làm cho tuổi thọ cấu giảm xuống nhiều Vậy ta phải chọn vật liệu làm bánh để xác định giá trị ứng suất giới hạn [H] cho phép Để thiết kế tính toán thông số hình học cặp bánh vừa đáp ứng đợc yêu cầu tỉ số truyền lại ứng suất tiếp xúc sinh trình làm việc bề mặt bánh trình ăn khớp H không đợc lớn giá trị [H] cho phép A.Thiết kế cặp bánh bánh thẳng cấp nhanh: 1.Chọn vật liệu Vật liệu làm bánh đáp ứng đòi hỏi sau: - Vật liệu làm bánh phải thoả mÃn yêu cầu độ bền bề mặt để tránh tợng tróc mỏi, mài mòn, dính độ bền uấn trình làm việc Cho nên vật liệu làm bánh thờng thép có chế độ nhiệt luyện hợp lý đợc làm gang hay vật liệu không kim loại khác - Theo yêu cầu đề truyền bánh thẳng phải truyền đợc công suất tối đa công suất truyền lín nhÊt cđa trơc I lµ (kW) øng víi chế độ trung bình vật liệu làm bánh thuộc nhóm I có độ cứng đạt HB 350 - Để đảm bảo tiêu kinh tế ta phải chọn vật liệu phơng pháp gia công hợp lý cặp bánh có thời gian sử dụng không đợc chênh lệch không nhiều Căn vào tiêu chuẩn Bảng 6.1 (Trang 92-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí) ta xác định sơ vật liệu làm cặp bánh nh sau: Bánh nhỏ: Chọn vật liệu thép C45 chế độ nhiệt luyện tiến hành cải thiện sau gia công có thông số kỹ thuật (độ cứng,giới hạn bền giới hạn bền chảy) lần lợt nh sau: HB = 241 ữ 285; b1 = 850 MPa ; σch = 580 Mpa VËy ta chọn độ cứng bánh HB1 = 250 B¸nh lín: Chän vËt liƯu thÐp C45 cịng tiến hành cải thiện sau gia công có thông số vật liệu (độ cứng, giới hạn bền giới hạn bền chảy) lần lợt nh sau: HB = 192 ÷ 240; σb2 = 750 MPa ; σch2 = 450 Mpa VËy ta chän ®é cøng cđa bánh là: HB2 = 220 Xác định øng st tiÕp xóc [σ H] vµ øng st n [σ f] cho phÐp Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Kσ dj Kσ + Kx −1 εσ = Ky Kτ dj Kτ + Kx −1 ετ = Ky Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt: tra bảng 10.8 ( TT-TK) KHDĐC ⇒ K X = 1,1 -Dùng phương pháp gia công tiện với Ra= 2,5….0,63 Ky - hệ số tăng bề mặt trục, phụ vào tăng bề mặt tính vật liệu Ky -Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt : = Tra bảng 10.12 ( TT_TKHDĐCK) ta có: σ b = 850 -Sử dụng phương pháp gia cơng then dao phay ngón, ( MPa ) ⇒ K σ = 2,01 K τ = 1,88 ε σ , ετ -Trị số kích thước theo bảng 10.10 ( TT-TKHDĐCK) ε α = 0,81 ε τ = 0,76 Kα 2,01 + K X −1 + 1,1 − εα 0,81 K αd c = KY = = 2,58 Kτ 1,88 + K X −1 + 1,1 − ετ 0,76 Kτd c = KY = = 2,57 - Tra bảng 10.7 ( TT-TKHDĐCK) ψ σ = 0,1 ψτ = ,05 -Từ đó: S σ 2c = σ −1 K σd 2C σ a c + ψ σ σ m c Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh 371 2,58.38,39 + 0,1.0 = = 3,7 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sτ c = τ −1 K τd c τ a c + ψ τ τ m 2c 215 2,57.8,2 + 0,05.8,2 = = 10 Do vậy: S 2C = Sσ 2C Sτ 2C S σ 2C +S 3,7.10 τ 2C 3,7 + 10 = = 3,47 ≥ [S] ( thỏa mãn điều kiện) + Tại mặt cắt D-D: Có ứng suất uốn : M 2D σ a 2D = W2 D M D = M X2 D + M Y22 D = 788759 (Nmm) π d bII t II ( d D − t II ) 3,14.70 20.7,5.( 70 − 7,5) W2 D = − − 32 2.d D 32 2.70 = = 10741 (mm3) 788759 ⇒ σ a2D = 10741 = 13,2 (MPa) 2D Có ứng suất tiếp : TII τ m2D = τ a2D = 2.Wo D Wo D = π d 23D bII t II ( d D − t II ) − 16 2.d D = ⇒ τ m2D = τ a2D = TII 2.Wo D Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 599989 2.23006 3,14.70 20.7,5.( 70 − 7,5) − 16 2.70 = 10,3(MPa) =23006 (mm3) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Kσ dj Kσ + Kx −1 εσ = Ky Kτ dj Kτ + Kx −1 ετ = Ky Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt: tra bảng 10.8 ( TT-TKHDĐCK) ⇒ K X = 1,1 -Dùng phương pháp gia công tiện với Ra= 2,5….0,63 Ky - hệ số tăng bề mặt trục, phụ vào tăng bề mặt tính vật liệu Ky -Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt : = Tra bảng 10.12 ( TT_TKHDĐCK) ta có: σ b = 850 -Sử dụng phương pháp gia cơng then dao phay ngón, ( MPa ) ⇒ K σ = 2,01 K τ = 1,88 ε σ , ετ -Trị số kích thước theo bảng 10.10 ( TT-TKHDĐCK) εε ετ = 0,81 = 0,76 Do vậy: Kα 2,01 + K X −1 + 1,1 − εα 0, ,81 K αd D = KY = = 2,58 Kτ 1,88 + K X −1 + 1,1 − ετ 0,76 K τd D = KY = = 2,57 - Tra bảng 10.7 ( TT-TKHDĐCK) ψ σ = 0,1 ψτ = ,05 -Từ đó: Sσ D = σ −1 K σd D σ a D + ψ σ σ m D Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh 371 2,58.39,2 + 0,1.0 = = 3,66 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Sτ c = τ −1 K τd c τ a c + ψ τ τ m 2c 215 2,57.7,3 + 0,05.7,3 = = 11,2 Do vậy: Sσ D Sτ D S 2D = S σ 2D +S 3,66.11,2 τ 2D 3,66 + 11,2 = = 3,47 ≥ [S] ( thỏa mãn điều kiện) ∗ Trục III - Tính lực tác dụng lên trục III + Tính Lực tác dụng lên bánh bánh − d w36 396 = −198 2 r36 = r37 = = T3 2 d w36 Ft36 = = 1327450 396 = 3352 (N) tgα tw tg 23,612 Ft 36 cos β cos 33,63 •Fr36 = Fr37 = = 3352 = 1760 (N) Ft 36 tg β • Fa36 = - Fa37 = =3352.tg33,63= 2230 (N) + Tính lực khớp nối tác dụng lên trục lực khớp nối tác dụng lên trục hướng theo phương X 2.T3 D FX33 = (0,2…0,3) Đường kính vịng trịn qua tâm chốt nối trục vòng đàn hồi D = 260 (mm) 2.1327450 ⇒ FX 33 260 = (0,2…0,3) = 2042…3063 (N) Chọn FX33 = 2500 (N) - Xác định đường kính chiều dài đoạn trục • Tính lực tác dụng lên gối đỡ + Trong mặt phẳng yoz Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  FlY 30 ⇒ ⇒ Phương Trình lực : -Fr36 + FY30 - Fr37 + FY31= Phương Trình mơ men : + ∑ M ( A) ⇒ ⇒    FY 37 FlY 31 + + = = FY31 l34– Fr36 l32 – Fr37 l33 = FY30 = 1760(N) FY31 = 1760 (N) + Trong mặt phẳng xoz ⇒  FY 36  Fl X 30 Phương Trình lực :  FX 36 +  FX 37 +    Fl X FX 33 + + = -Ft36 - Ft37 + FX30 + FX31 + FX33 = ∑ M ( A) Phương Trình mơ men : = FX31 l34 +FX33 l31– Ft36 l32 – Ft37.l33 = Fx30 = 3455(N) Fx31 = 749 (N) Lực tổng gối đỡ Fl X2 30 + FlY230 Flt30 = = Fl X2 31 + FlY231 34552 + 1760 7492 + 1760 = 3877,5 (N) Flt31 = = = 1913 (N) • Tính mơ men gối đỡ bánh + Trong mặt phẳng yoz Ma3B = Ma3C = Fa36 r36 = 2230.198 = 441540 (Nmm) MX3A = MX3D = MX3E = MtX3B = FY30 l32 = 1760 71 = 124960 (Nmm) MpX3B = Ma3B - MtX3B = 441540 - 124960 = 316580 (Nmm) MpX3C = FY31 (l34 – l33 ) = 1760.(327 - 256) = 124960 (Nmm) MtX3C = Ma3C - MpX3C = 441540 – 124960 = 316580 (Nmm) + Trong mặt phẳng xoz MY3A = MY3E = MY3B = FX30 l32 = 3455 71 = 245305 (Nmm) MY3C = FX30 l33 – Ft36.(l33 – l32) = 3455.256 - 3352.(256 – 71) = 264360 (Nmm) MY3D = FX33 (l31 – l34 ) = 2500 (340,5– 327) = 33750 (Nmm) ⇒ momen tương đương tiết diện Mtd13A = Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2 M Xp B + M Y B + 0.75.T32 Mtd3B= = 1217370 (Nmm) 316580 + 2453052 + 0,75.13274502 = M Xt 3C + M Y 3C + 0.75.T32 Mtd3C= = 1221352 (Nmm) 2 316580 + 2643602 + 0,75.13274502 = M X D + M Y D + 0.75.T32 + 33750 + 0,75.13274502 Mtd3D= = = 1150101 (Nmm) 2 M X E + M Y E + 0.75.T32 Mtd3E= + + 0,75.13274502 = = 1149605 (Nmm) -Đường kính đoạn trục M tdj dj = 0,1.[ σ ] [σ ] ⇒ [σ ] - ứng suất cho phép thép chế tạo trục tra bảng 10.5 ( TT-TKHDĐCK ) = 55 (MPa) + Tại tiết diện B-B M td B 1217370 d 3B ≥ 0,1.[σ ] 0,1.55 = = 60,5(mm) + Tại tiết diện C-C M td 3C 1221352 d 3C ≥ 0,1.[σ ] 0,1.55 = = 60,6 (mm) + Tại tiết diện D-D M td D 1150101 d 3D ≥ 0,1.[σ ] 0,1.55 = = 59,4 (mm) + Tại tiết diện E-E M td E 1149605 d 3E ≥ 0,1.[σ ] 0,1.55 = = 59,3 (mm) Xuất phát từ yêu càu độ bền, lắp ghép cơng nghệ ta chọn đường kính đoạn trục sau : d3A = 70 (mm) d3B = 80 (mm) Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY d3C = 80 (mm) d3D = 70 (mm) d3E = 65 (mm) - Xác định then kiểm nghiệm độ bền then Dựa vào tính tốn xác định đường kính trục tiết diện Tra theo bảng 9.1a ( TT-TKHDĐCK) ta chọn thông số then lắp trục I sau Kích thước tiết diện then: bIII = 22 ( mm ) hIII =14 ( mm ) Chiều sâu rãnh then: trục tIII1 = ( mm ) lỗ tIII2 = 5,4( mm ) -Xác định điều kiện bền dập: áp dụng công thức 9.1 ( TT-TKHDĐCK) [σd ] Với ứng suất dập cho phép: tra bảng 9.5 (TT- ( MPa) σd = 2.TIII ≤ [σd ] d ltIII ( hIII − t III ) = 100 (MPa) TKHDĐCK) [ σ d ] = 100 +Tại tiết diện B-B Với ltIII1 = (0,8…0,9).lm36 = (0,8…0,9).85 = 68…76,5 chọn ltII1 = 72 (mm) ⇒ σd = 2.1327450 80 72.(14 − 9) = 92,2 ≤ [σ d ] = 100 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) +Tại tiế t diện C-C Với ltIII2 = (0,8…0,9).lm37 = (0,8…0,9).90 = 72…81 chọn ltIII2 =75(mm) ⇒ σd = 2.1327540 80 75.(14 − 9) = 93,6 ≤ [σ d ] = 100 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) Tại tiết diện E-E Với ltII3 = (0,8…0,9).lm38 = (0,8…0,9).100 = 80…90 chọn ltII3 = 85 (mm) ⇒ σd = 2.1327450 70.85 (14 − 9) = 71,5 ≤ [σ d ] = 100 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) Xác định điều kiện bền cắt: áp dụng công thức 9.2 ( TT-TKHDĐCK) - Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY [τc ] ứng suất cắt cho phép τc = [ τ c ] = 20 30 ( MPa) 2.TII ≤ [τc ] d ltII bII +Tại tiết diện B-B τC = 2.T3 2.1327450 = d B l tIII1 bIII 80 72.22 = 21,4 (MPa) ≤ [τ C ] = 40…60 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) +Tại tiết diện C-C τC = 2.T3 2.1327450 = d 3C l tIII bIII 80 75.22 = 20,6 (MPa) ≤ [τ C ] = 40…60 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) +Tại tiết diện E-E τC = 2.T3 2.1327450 = d E ltIII1 bIII 70.85 22 = 18,4 (MPa) ≤ [τ C ] = 40…60 (MPa) (Thỏa mãn điều kiện) - Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: + Tại mặt cắt B-B: Có ứng suất uốn : σ a3B = M 3B W3 B M B = M X2 B + M Y23 B = W3 B = 316580 + 2453052 π d b t ( d − t ) − III III B III 32 2.d B ⇒ σ a3B = 3B 400496,5 44002 = 9,6 (MPa) Có ứng suất tiếp : Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = = 400496,5 (Nmm) 3,14.80 22.9.( 80 − 9) − 32 2.80 = 44002 (mm3) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY τ m3 B = τ a 3B = W3 B = ⇒ TIII 2.Wo B π d 33B bIII t III ( d B − t III ) − 16 2.d B TIII 2.Wo B τ m3B = τ a3B = Kσ dj Kσ + Kx −1 εσ = Ky = Kτ dj = 1327450 2.94242 3,14.80 22.9.( 80 − 9) − 16 2.80 =94242 (mm3) = 6,3 (MPa) Kτ + Kx −1 ετ = Ky Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt: tra bảng 10.8 ( TT-TKHDĐCK) -Dùng phương pháp gia công tiện với Ra= 2,5….0,63 ⇒ K X = 1,1 Ky - hệ số tăng bề mặt trục, phụ vào tăng bề mặt tính vật liệu Ky -Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt : Tra bảng 10.12 ( TT_TKHDĐCK) ta có: = -Sử dụng phương pháp gia cơng then dao phay ngón, ⇒ K σ = 2,01 σ b = 850 K τ = 1,88 ε σ , ετ -Trị số kích thước theo bảng 10.10 ( TT-TKHDĐCK) εε ετ = 0,76 = 0,73 Do vậy: K αd B Kα + K X −1 εα = KY = 2,01 + 1,1 − 0,76 Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 2,74 ( MPa ) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY K τd B Kτ + K X −1 ετ = KY 1,88 + 1,1 − 0,73 = = 2,67 - Tra bảng 10.7 ( TT-TKHDĐCK) ψ σ = 0,1 ψτ = ,05 -Từ đó: Sσ 3B = σ −1 K σd B σ a B + ψ σ σ m3 B τ −1 K τd B τ a B + ψ τ τ m3 B Sτ B = = 371 2,74.9,6 + 0,1.0 = = 14,1 215 2,67.6,3 + 0,05.6,3 = 12,5 Do vậy: S 3B = S σ B Sτ B 14,1.12,5 S σ2 B + Sτ23 B 14,12 + 12,5 = = 9,3 ≥ [S] ( thỏa mãn điều kiện) + Tại mặt cắt C-C Có ứng suất uốn : σ a 3C = M 3C W3C M 3C = M X2 3C + M Y23C = W3C = 316580 + 2643602 π d b t ( d − t ) − III III 3C III 32 2.d3c ⇒ σ a 3c = 3C 412443 44002 =9,86 (MPa) Có ứng suất tiếp : Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 412443 (Nmm) 3,14.80 22.9.( 80 − 9) − 32 2.80 = = 44002 (mm3) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY τ m c = τ a 3c = W3c = ⇒ TIII 2.Wo 3c π d 33c bIII t III ( d 3c − t III ) − 16 2.d 3c TIII 2.Wo 3c τ m 3c = τ a 3c = Kσ dj Kσ + Kx −1 εσ = Ky = Kτ dj = 1327450 2.94242 3,14.80 22.9.( 80 − 9) − 16 2.80 = 94242 (mm3) = 6,3 (Mpa) Kτ + Kx −1 ετ = Ky Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt: tra bảng 10.8 ( TT-TKHDĐCK) -Dùng phương pháp gia công tiện với Ra= 2,5….0,63 ⇒ K X = 1,1 Ky - hệ số tăng bề mặt trục, phụ vào tăng bề mặt tính vật liệu Ky -Do không sử dụng phương pháp tăng bề mặt : Tra bảng 10.12 ( TT_TKHDĐCK) ta có: = -Sử dụng phương pháp gia cơng then dao phay ngón, ⇒ K σ = 2,01 σ b = 850 K τ = 1,88 ε σ , ετ -Trị số kích thước theo bảng 10.10 ( TT-TKHDĐCK) εε ετ = 0,76 = 0,73 Do vậy: K αd 3c Kα + K X −1 εα = KY = 2,01 + 1,1 − 0,76 Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 2,74 ( MPa ) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY K τd 3c Kτ + K X −1 ετ = KY 1,88 + 1,1 − 0,73 = = 2,67 - Tra bảng 10.7 ( TT-TKHDĐCK) ψ σ = 0,1 ψτ = ,05 -Từ đó: S σ 3c = Sτ c = σ −1 K σd 3c σ a 3c + ψ σ σ m 3c τ −1 K τd 3c τ a 3c + ψ τ τ m3c = = 371 2,74.11,86 + 0,1.0 215 2,67.6,3 + 0,05.6,3 = 12,66 = 12,5 Do vậy: S 3c = S σ 3c Sτ 3c 12,66.12,5 S σ2 3c + Sτ23c 12,66 + 12,5 = = 8,8 ≥ [S] ( thỏa mãn điều kiện) + Tại mặt cắt D-D Có ứng suất uốn : σ a3D = M 3D W3 D M D = M X2 D + M Y23 D = W3 D = + 33750 π d b t ( d − t ) − III III D III 32 2.d D ⇒ σ a3D = 3D 33750 28394 = 1,19 (MPa) Có ứng suất tiếp : Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = = 33750 (Nmm) 3,14.70 22.9.( 70 − 9) − 32 2.70 = 28394 (mm3) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY τ m3 D = τ a D = W3 D = ⇒ TIII 2.Wo D π d 33D bIII t III ( d D − t III ) − 16 2.d D TIII 2.Wo D τ m3 D = τ a D = Kσ dj Kσ + Kx −1 εσ = Ky = Kτ dj = 1327450 2.62051 3,14.70 22.9.( 70 − 9) − 16 2.70 = 62051 (mm3) = 9,56 (MPa) Kτ + Kx −1 ετ = Ky Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt: tra bảng 10.8 ( TT-TKHDĐCK) -Dùng phương pháp gia công tiện với Ra= 2,5….0,63 ⇒ K X = 1,1 Ky - hệ số tăng bề mặt trục, phụ vào tăng bề mặt tính vật liệu Ky -Do khơng sử dụng phương pháp tăng bề mặt : Tra bảng 10.12 ( TT_TKHDĐCK) ta có: = -Sử dụng phương pháp gia cơng then dao phay ngón, ⇒ K σ = 2,01 σ b = 850 K τ = 1,88 ε σ , ετ -Trị số kích thước theo bảng 10.10 ( TT-TKHDĐCK) εε ετ = 0,76 = 0,73 Do vậy: K αd D Kα + K X −1 εα = KY = 2,01 + 1,1 − 0,76 Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh = 2,74 ( MPa ) ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY K τd D Kτ + K X −1 ετ = KY 1,88 + 1,1 − 0,73 = = 2,67 - Tra bảng 10.7 ( TT-TKHDĐCK) ψ σ = 0,1 ψτ = ,05 -Từ đó: Sσ 3D = Sτ D = σ −1 K σd D σ a D + ψ σ σ m D τ −1 K τd D τ a D + ψ σ τ m3 D = = 371 2,74.8,41 + 0,1.0 = 16,1 215 2,67.9,56 + 0,1.9,56 = 8,2 Do vậy: S 3D = S σ D Sτ D 16,1.8,2 Sσ2 D + Sτ23 D 16,12 + 8,2 = = 7,3 ≥ [S] ( thỏa mãn điều kiện) PHẦN IV : TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN A ; Chọn ổ lăn cho trục vào hộp giảm tốc *Chọn loại ổ lăn Vì trục lắp bánh trụ thẳng nên ta có:Fa =0.Nên ta chọn loại ổ bi đỡ dãy cho gối đỡ A1 va B1 Vi ổ có khả chịu lực hướng tâm lớn làm việc tốc độ cao ,giá thành thấp va cấu tạo đơn giản *chon sơ kích thước ổ Ta có đường kính trục d=35 mm (tra bảng P2.7 TTTKHDDCK) ta chọn loại ổ có số hiệu 307 có thơng số +Đường kính d=35mm ,đương kính ngồi D=80mm, +chiều rộng ổ B=21mm , đường kính bi dB=14,29mm +Khả tải động C= 26,2 (Kn), khả tải tĩnh C0=17,9 kN *Kiệm nghiệm khả tải ổ lăn làm việc a.Khả tải động Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Ta có khả tải động m L CD=QE VỚI :-m bậc đường cong mỏi ổ bi đỡ m=3 -QE tải trọng động tương đương (KN) -L tuổi thọ tính băng triệu vòng m Qim Li / ∑ Li Ta có Q E= (với i=1,2) Với Qi tải động quy ước ổ lăn gối thứ i trục Qi = (X.V.Fri + Y.Fa).Kt.Kđ=X.V.Fri.Kt.Kđ (Fa=0) Với – X ;hệ số tải trọng hướng tâm.X=1 (tra bảng 11.4_HDDCK) - Fai,Fri ;Tải trọng dọc trục tải trọng hướng tâm ổ gối I (KN) - V; hệ số ảnh hưởng dến vịng quay có vịng quay nên ta có V=1 - Kđ; hệ số kể đến đặc tính tải trọng vói chế độ va đập vừa Kđ=1,3 θ ⇒ - Kv ;hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ làm việc =105 Kt=1 X A21 + YA21 Ta có FrA1= = X B21 + YB21 FrB1= ⇒ Q A1 = 24662 + 506 1512 + 723 = 2517 (N) = 1676 (N) = X.V FrA1.Kt.Kđ =1.1.2517.1,3.1 = 3272,1 (N) QB1 = X.V FrB1.Kt.Kđ =1.1.1676.1,3.1 = 2178,8 (N) Chọn Q = Q m QE = A1 ta có tải trọng tương đương ; ∑ (Q m i L) / ∑ Li ⇔ A1 QE = Q 3  Q  L  Q1  Lh  h1     +   Q1  Lh  Q2  Lh  3 QE = 3272,1 (1 2,5/6,8 +0,6 3,5/6,8) =2559,87 N = 2,55987 (KN) Tuổi thọ ổ lăn : Sinh viên:Trịnh Văn Việt GVHD:Nguyễn Tuấn Linh ... thiết kế hệ dẫn động khí) ta có cấp xác động học Tra Bảng 6.14 (Trang 107-Tập 1: Tính toán thiết kế ) ta đợc KF=1,37 Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí) F = 0,006 Bảng... Còn Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí) H = 0,002 Bảng 6.16 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí) go = 73 Bảng 6.7 (Trang 98-Tập 1:Tính toán thiết kế. .. dÉn: v = m/s < m/s theo Bảng 6.13 (Trang 106-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn ) ta có cấp xác động học Bảng 6.15 (Trang 107-Tập 1:Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí) F = 0,011 Bảng 6.16 (Trang 107-Tập