Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu hướng dẫn làm Đồ án chi tiết máy đầy đủ. Bạn sẽ có một bản mẫu đồ án chi tiết máy Thiết kế hộp giảm tốc hai cấp Phân đôi cấp nhanh, cả thuyết minh và bản vẽ AutoCad . Kèm theo đó là tất cả tài liệu hướng dẫn để làm đồ án chi tiết máy từ A đến Z, cả phần thuyết minh và bản vẽ ( Các tài liệu hướng dẫn này được cung cấp qua 1 link để bạn download trực tiếp từ mediafire) . Ngoài ra bạn cũng có quyền kết nối với tác giả một Giảng viên Đại học chuyên hướng dẫn đồ án chi tiết máy để nhận được những giải thích và hướng dẫn cần thiết. Chúc các bạn thành công
đồ án môn học chi tiết máy A Chọn động phân phối tỷ số truyền I Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ hợp lý động điện chọn động điện: Dựa vào đồ thị tảI trọng thay đổi động ta xác định tỷ số làm việc động cơ: ts1%=ts%==87,5% =>ts1>60%.Nh vËy ®éng làm việc dàI hạn với tảI trọng thay đổi .7 II Xác định tỉ số truyền động U toàn hệ thống phân phối tỷ số trun cho tõng bé trun cđa hƯ thèng dÉn ®éng , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trục: B Thiết kế truyền bánh răng: 10 I Chän vËt liÖu: 10 II Xác định ứng suÊt cho phÐp: 10 ¦/s tiÕp xóc cho phÐp [σH] /s uốn cho phép [F] đợc tính theo công thøc: 10 [σH]=.ZR.ZV.kXH.kHL 10 [σF]=.YR.YS.kXF.kFL kFc 10 Trong đó: ZR- Hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc .10 ZV- Hệ số xét đến ¶nh hëng cđa vËn tèc vßng .10 KxH- Hệ số xét đến ảnh hởng củakích thớc bánh 10 YR- Hệ số xét đến ảnh hởng độ nhám mặt lợn chân 10 YS- Hệ số xét đến ảnh hởng vật liệu đối víi tËp chung /s 10 KxF- Hệ số xét đến kích thớc bánh a/h ®Õn ®é bỊn n 10 KFc- HƯ số xét đến ảnh hởng đặt tảI ,vì truyền quay chiỊu nªn .10 KFc=0,75 10 KHL,KFL-HÖ sè tuæi thä 10 SH,SF-HƯ sè an toµn tÝnh vỊ tiÕp xóc vµ n 10 σHlim-¦ng st tiÕp xóc cho phÐp øng với chu kì sở 10 Flim -Ưng suất uốn cho phép ứng với chu kì sở 10 Khi thiÕt kÕ sơ lấy ZR.ZV.ZxH=1và YR.YS.KxF=1,do công thức ứng suất 10 cho phÐp lµ : 10 [σH]=.KHL 10 [σF]=.KFL KFc 10 1,Bé truyÒn cÊp nhanh: 10 [σH]1=.KHL1= Mpa 11 [σH]2=.KHL2= MPa .11 2,Bé truyÒn cÊp chËm: 12 [σH]3=.KHL3= Mpa 13 [σH]4=.KHL4= MPa .13 PHạM TIếN DũNG lớp 43m Trang đồ án môn học chi tiết máy Xác định lực tác dụng lên truyền bánh răng: .18 Lực truyền bánh có phơng chiều đIểm đặt lực nh hình vẽ, tri số đợc xác dịnh theo công thức sau: 18 Ft1=Ft2= = 18 X¸c định lực tác dụng lên truyền bánh răng: .23 Lùc cđa bé trun bánh có phơng chiều đIúm đặt lực nh hình vẽ, tri số đợc xác dịnh theo công thức sau: 23 Ft1=Ft2= = 23 Fr1=Fr2= = 23 24 Hình 1:Sơ đồ phân tích lực ăn khớp truyền cấp chậm .24 V.TÝnh bé trun ngoµi 24 26 d-TÝNH TO¸N TRơC CđA HéP GI¶M TèC: 27 i Chän vËt liÖu 27 II Xác định sơ đờng kính trục khoảng cách gèi trôc: 27 *Gèi trôc 10: .29 .29 Hình 4:Biểu đồ Mômen ngoại lực tác dụng lên trục I 30 *Gèi trôc 20: .32 .32 *Gèi trôc 30: .35 .35 III TÝnh mèi ghÐp then 38 IV TÝnh kiĨm nghiƯm trơc vỊ ®é bỊn mái 39 1)Víi thÐp 45 cã σb=600Mpa ,σ-1=0,436.600=261,6 Mpa .39 τ-1=0,58 ,σ-1=0,58.261,6=151,7 Mpa .39 ψσ=0,05 39 ψτ=0 .39 víi ψσ,ψτ hƯ số kể đến ảnh hởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi .39 2) Các trục hộp giảm tốc quay ứng suất uốn thay ®æi theo chu kú ®èi xøng ®ã σaJ tÝnh theo (10.22) σaJ= σmj=0 39 Trong WJ mômen cản uốn ,công thức tính đuợc tính theo bảng (10.6) 39 Đối với tiết diện tròn (T) W .39 §èi với tiêt diện có rănh (R)W 39 V× trơc quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động , mJ=aJ 39 Theo (10.23) τmJ=τaJ= .39 §èi víi tiÕt diƯn trßn (T)Wo .40 Đối với tiêt diện có rănh(R) W 40 PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang đồ án môn học chi tiết máy 3) Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiĨm cđa trơc .40 Trªn trơc 1: Tiết diện lắp ổ lăn 10 40 TiÕt diÖn lắp bánh 13 .40 Trên trục 2: Tiết diện lắp 23 40 Trên trục 3: Tiết diện lắp 32 40 Tiết diện lắp ổ lăn 31 40 Chän l¾p ghÐp : ổ lăn , bánh , đai lắp theo k6 40 Nh vËy kích thớc then (bảng 9.1 ) ,trị số mômen cản uốn mômen cản xoắn ( bảng 10.6 ) øng víi c¸c tiÕt diƯn trơc nh sau : 40 TiÕt diÖn 40 ®êng kÝnh trơc .40 bx h 40 t1 40 W 40 W0 40 σa 40 τa 40 10(T) 40 17 40 482 40 964 40 34,3 40 21 40 13(R) .40 20 40 6x6 40 3,5 40 642 40 1427 .40 65,8 40 7,1 40 23(R) .40 36 40 10x8 .40 .40 4123 .40 8701 .40 42,5 40 .40 31(T) 40 40 40 PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang đồ án môn học chi tiết máy 6280 .40 12560 .40 11,1 40 20,7 40 32(R) .40 45 40 10x8 .40 .40 4668 .40 10052 .40 34,7 40 25,9 40 sτj = 40 τ-1= 0,58 σ-1= 0,58.261,6 = 151,7[Mpa] 40 Theo b¶ng 10-7 : σb = 600 Mpa =>=0,05,=0 40 ,:hÖ sè kể đến a/h /s trung bình tới đo bền mái 41 5) X¸c định hệ số KdJ KdJ với tiết diƯn nguy hiĨm .41 -Theo b¶ng 10-12 dung dao phay ngãn ,vËt liÖu cã σb = 600 Mpa 41 -HÖ sè tËp trung /s : Kσ=1,76;Kτ=1,54 41 D ổ lăn 43 I TÝnh cho trôc 43 b)KiÓm nghiệm khả tảI động ổ: .43 Phản lực æ: Flt10=580(N); Flt11=679(N) 43 TiÕn hành kiểm nghiệm cho ổ ổ chịu tảI lớn hơn.theo công thức 11-3 với Fa=0 tảI trọng quy íc : .43 Q=X.V.Fr.kt.kd =1.1.679.1.1,2=814,8 N 43 Trong đó:X-h/s tảI trọng hớng tâm =>X=1(bảng 11-4) 43 V-H/s kể đến vòng quay ,vßng quay V=1 43 Kt-H/s kẻ đến a/h nhiệt độ,kt=1 tLE=60.973.10-6.8.300.5=700,56 triƯu vßng 44 =>Cd=672,5.=4800,9 N 44 =>Cd=4,8 KNXo=0,6(tra bảng 11-6) 44 Qt=Fr=679(N) 44 =>Qo=0,68 NXo=0,6(tra b¶ng 11-6) 45 Qt=Fr=1855(N) 45 =>Qo= 1,855NXo=0,6(tra bảng 11-6) 47 Qt=Fr=1889(N) 47 =>Qo= 1,88Nts1>60%.Nh động làm việc dàI hạn với tảI trọng thay đổi 1-Xác định công suất cần thiết theo công thức: P ct = Trong đó: a,Xác định Pt Pt P ct : công suất cần thiết trục động cơ(kW) P t :là công suất tính toán trục máy công tác (kW) :là hiệu suất truyền động toàn hệ thèng (P t Pt=Ptd ; Cã : Ptd = + P t ) (C«ng thøc 2.14 trang 20).{2.14-tr20} t1 + t P T 1 Mặt khác ta có: P = T = 0,7 =>P2=0,7P1 + P1 : C«ng st lín công suất tác dụng lên trục máy thêi gian lµm viƯc: P1 = F *v 1000 (2.8 - tr19) Víi + F : Lùc kÐo , cã F = 2100 N + v : VËn tèc xÝch t¶i, cã v = 1,1 m/s =>Pt=1,94 (KW) b,Xác định - Hiệu suất truyền động: η = η d η o η br Trong ®ã: η d lµ hiƯu st cđa bé trun ®ai o hiệu suất cặp ổ lăn br hiệu suất truyền bánh - Thay số: = 0,95 0,99 0,98 = 0,886 ⇒ P ct = 1,94 =2,19 (kw) 0,886 2- Xác định số vòng quay sơ hợp lý động điện PHạM TIếN DũNG lớp 43m Trang đồ án môn học chi tiết máy Số vòng quay trục máy công tác Nlv= 60.1000.1,1 =70(vòng/ph) 3,14.3000 3- Tỉ số truyền cÊu : U t =Uh.Udt - Theo b¶ng 2- Trang 21/ tËp chän tû sè trun cđa hép gi¶m tèc hai cÊp → U t = Uh.Udt=15 = 60 Uh=14,Udt=3 - Số vòng quay sơ động cơ: n sb = n lv U t Trong đó: n sb số vòng quay đồng n lv số vòng quay trục máy công tác thùng nghiền bi U t lµ tû sè trun cđa toµn bé hƯ thèng - Thay sè n sb = 70 14,3 = 2920(v/p) ; chän n db = 3000 (v \ p) - Chọn quy cách động cơ: - Với số liệu đà tính đợc kết hợp với yêu cầu mở máy phơng pháp lắp đặt động tra bảng ta đợc động với ký hiệu: 4A80B2Y3 Với P dc = 2,2 (kw) ; n dc = 2850 (v/p); vµ Tk T = > mm = 1,4 Tdn T II Xác định tỉ số truyền động U t toàn hệ thống phân phối tỷ số truyền cho tõng bé trun cđa hƯ thèng dÉn ®éng , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trục: 1- Xác định tỷ số trun U t cđa hƯ thèng dÉn ®éng U= n dc n lv Trong đó: n dc số vòng quay động n lv số vòng quay cđa thïng nghiỊn bi Thay sè U = 2920 = 41,74 70 2- Ph©n phèi tû sè trun cđa hƯ dẫn động U t cho truyền Vì hộp giảm tốc gồm cặp bánh ăn khớp dạng phân đôI chọn Uh=14 Tra bảng 3-1 ta đợc U1=4,49;U2=3,12 U tỷ số truyền cặp bánh cÊp nhanh U lµ tû sè trun cđa bé trun cÊp chËm PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang đồ án môn học chi tiết máy Tính lại Un= Ut 41.71 = =3 U 1.U 4,49.3,12 3- Xác định công suất, mô men số vòng quay trục: - Dựa vào sơ đồ dẫn động ta cã P = P ct η k η o1 = 2,19.0,95.0,99 = 2,06(kW) = ndc ud = 2920 n = 973( v \ p ) p1 2,06 = 9.55.10 = 20218,7(N.mm) n1 973 P = P1 η br η o1 = 2,05.0,97.0,99 = 1,97(kW) ⇒ T1 = 9,55.10 n1 973 = = 216,7( v \ p ) u1 4,49 1,97 ⇒ T2 = 9,55.10 = 86818,2(N.mm) 216,7 P = P2 η br η o1 = 1,97.0,97.0,99 = 1,89(kW) n2= n 216,7 = = 69,4(v/ph) u2 3,12 p 1,689 ⇒ T3 = 9,55.10 = 9,55.10 = 260079(N.mm) n3 69,4 n3= - Dùa vµo kÕt tính toán ta có bảng sau: Trục Động 2,19 2,06 1,97 1,89 Thông sè C«ng st P lv ( kw) Tû sè trun U Số vòng quay n ( v \ p) Mô men xoắn T(Nmm) PHạM TIếN DũNG lớp 43m 2920 4,49 3,12 973 216,7 69,4 20218,9 86818,2 260079 Trang đồ án môn học chi tiết máy B Thiết kế truyền bánh răng: I Chọn vật liệu: - Với đặc tính động với yêu cầu quan điểm thống hoá thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh nh Theo bảng 6-1 chọn *Bánh nhỏ : Thép 45 cải thiện đạt độ rắn bề mặt có HB(241 285) HB1 = 245 ; b1 = 850( Mpa ) ; σ ch1 = 580( Mpa ) *Bánh lớn : Do có tóc độ quay đIêù kiện nên chọn đọ rắn mạt thấp từ 10-15HB Chọn thép 45 cải thiện đạt độ rắn bề mặt có HB = 230 ; σ b = 750( Mpa ) ; σ ch = 450( Mpa ) II Xác định ứng suất cho phép: Ư/s tiếp xúc cho phép [H] /s uốn cho phép [F] đợc tính theo công thức: H lim [σH]= S ZR.ZV.kXH.kHL H σ F lim [σF]= S YR.YS.kXF.kFL kFc F Trong ®ã: ZR- HƯ sè xÐt đến độ nhám mặt làm việc ZV- Hệ số xét đến ảnh hởng vận tốc vòng KxH- Hệ số xét đến ảnh hởng củakích thớc bánh YR- Hệ số xét đến ảnh hởng độ nhám mặt lợn chân YS- Hệ số xét đến ảnh hëng cđa vËt liƯu ®èi víi tËp chung /s KxF- Hệ số xét đến kích thớc bánh a/h ®Õn ®é bỊn n KFc- HƯ sè xÐt ®Õn ¶nh hởng đặt tảI ,vì truyền quay chiều nên KFc=0,75 KHL,KFL-HƯ sè ti thä SH,SF-HƯ sè an toµn tính tiếp xúc uốn Hlim-Ưng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kì sở Flim -Ưng suất uốn cho phép ứng với chu kì sở Khi thiết kế sơ lấy ZR.ZV.ZxH=1và YR.YS.KxF=1,do công thức ứng suất cho phép : H lim [σH]= S KHL H σ F lim [σF]= S KFL KFc F 1,Bé trun cÊp nhanh: PH¹M TIÕN DũNG lớp 43m Trang 10 đồ án môn học chi tiết máy dsb dtc Tiêt diện then Chiếu sâu r·nh then 15,6 13 22,3 22,4 TiÕt diÖn 10 11 12 13 14 17 17 17 20 20 6x6 6x6 6x6 3,5 3,5 3,5 2- TÝnh trơc II a-X¸c định lực tác dụng: - Vị trí đặt lực bánh 2và :r22=r24=-79,3(mm) -Vị trí đặt lực bánh dơng:r34=34(mm) - Trục quayII thuận chiều kim đồng hồ =>cq=-1 - Bánh răng3 trục bánh chủ động=>cb23=1 - Bánh răng2 trục bánh bị động=>cb22=cb24=1 - Hớng bánh phảI ,bánh tráI =>h22=-h24=-1 Fx22=Fx24=r22 /r24.(-1).(-1).Ft2=-572,3(N) Fy22=Fy24=-r 22 / r22.Fr2=288,3(N) Fz22=-Fz24=-1.(-1).(-1).Fa2=-245,05(N) Fx23=r23 /r23.(-1).1.Ft2=-572,3(N) Fy23=-r 23 / r23.Fr3=-998(N) Fz23=0 b-Xác định phản lực gối trục : *Gốỉ trục 21: Dựa vào phơng trình cân Mômen tai cac gối trục21 theo phơng x y ΣM 21 y = Fr 22 l 22 + Fy 24 l 24 − Fr 23 l 23 + Fz 22 r 22 − Fz 24 r 24 + Fy 21.l 21 = Fy 21 = −[ Fr 22 l 22 + Fy 24 l 24 − Fr 23 l 23 + Fz 22 r 22 − F24 r 24 l 21 ] 288,3.49,5 + 288,3.165,6 − 998.107,5 ] = 210,7( N ) 215 F l 22 + Fx 23 l 23 + Fx 24 l 24 572,3.49,5 + 2553.107,5 + 572,3.165,5 = x 22 = =1843(N) 215 l 21 Fy 21 = −[ Fx11 =>Ft21=1855,2(N) *Gèi trôc 20: Fy 20 = −( Fy 21 + Fy 22 − Fy 23 + Fy 24 ) = −(210,7 + 288,3 − 998 + 288,3, ) = 210,7( N ) PH¹M TIếN DũNG lớp 43m Trang 32 đồ án môn häc chi tiÕt m¸y Fx 20 = − Fx 21 + Fx 22 + Fx 23 + Fx 24 = 1843( N ) =>Ft20=1855(N) Biêu đồ Mômen l22 l l l Hình 5:Biểu đồ Mômen ngoại lực tác dụng lên trục II -Tính mô men uốn tổng M j mô men tơng đơng M tdj tiết diện nguy hiÓm 2 Mj = M y + M xj M tdj = M + 0,75.T j2 j + Tại ổ 20 xét mặt căt 20: Mx20=0 My20=0 2 M 20 = M y 20 + M x 20 = + = 0( Nmm ) 2 M td 20 = M 20 + 0,75.T20 = 0( Nmm) + Tại ổ 21 xét mặt căt 21: M 21 = 0( Nmm ) Mx21=0 MY21=0 2 M td 21 = M 21 + 0,75.T21 = 0( Nmm) PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang 33 đồ án môn học chi tiết máy + Bánh 22 xét mặt căt 22: Mx22=29860(Nmm) MY22=91230(Nmm) 2 M 22 = M y 22 + M x 22 = 29860 + 91230 = 95992( Nmm ) 2 M td 22 = M 22 + 0,75.T22 = 103090( Nmm) + Bánh 23xét mặt căt 23: Mx23=58800 (Nmm) MY23=164930 (Nmm) 2 M 23 = M y 23 + M x 23 = 58800 +164930 = 175098( Nmm ) 2 M td 23 = M 23 + 0,75.T23 = 179088( Nmm) + B¸nh 24 xét mặt căt 24: Mx24=29860(Nmm) MY24=91230(Nmm) 2 M 24 = M y 24 + M x 24 = 29860 + 91230 = 95992( Nmm ) 2 M td 12 = M 24 + 0,75.T24 = 103090( Nmm) =>Các tiết diện nguy hiểm: 23: Tiết diện lăp bánh chịu mô men lớn *Tính đờng kính trục tiết diện 0,1,2,3 theo công thøc : d =3 M td ®ã 0,1.[ σ] [] ứng suất cho phép thép chế tạo trơc , tra b¶ng 10-5 → [σ ] = 63( Mpa ) ⇒ d 2o = =0 0,1.63 lÊy d 2o = 25( mm ) ⇒ d 21 = =0 0,1.63 lÊy d 21 = 25( mm ) => d 22 = 103090 = 25,4 0,1.63 lÊy d 22 = 30( mm ) => d 23 = 179088 = 30,6 0,1.63 lÊy d 23 = 36(mm) => d 24 = 103090 = 25,4 0,1.63 lÊy d 24 = 30(mm) Tõ ®ã chän ®êng kính trục theo trị số tiêu chuẩn ,đồng thời chọn thông số then tiêt diện có then(tra bảng 9-1) PHạM TIếN DũNG lớp 43m Trang 34 đồ án môn học chi tiết máy Ta đợc bang thèng kª sau: TiÕt diƯn dsb 20 21 22 25,4 23 30,6 24 25,4 dtc Tiªt diƯn then ChiÕu s©u r·nh then 25 25 30 36 30 8x7 10x8 8x7 c TÝnh trôc III: a- Xác định lực tác dụng: - Vị trí đặt lực bánh âm :r32=-106(mm) - Trục quayIII ngợc chiều kim đồng hồ =>cq3=1 - Bánh răng3 trục bánh bi động=>cb32=-1 Fx32=r32 /r32.1.(-1).Ft4=2553(N) Fy32=-r 32 / r32.Fr4=998(N) Fz23=0 ĐIểm đặt lực Fx33 tâm trục có phơng theo trục x ngợc chiều với Fx32 Fx33 =-(0,2…0,3) 2T 2.260079 =-(0,2…0,3) =-1000(N) Dt 130 b-Xác định phản lực gối trục : *Gốỉ trục 31: Dựa vào phơng trình cân Mômen tai cac gối trục21 theo phơng x y M 31 y = Fr 32 l 32 + Fy 31 l 31 = Fy 31 = −[ Fr 32 l 32 ] l 31 998.107,5 ] = −499( N ) 215 F l 33 − Fx 32 l 32 1000.284,5 − 2553.107,5 Fx 31 = x 33 = =-47(N) 215 l 31 = −[ =>Ft31=501(N) *Gèi trôc 30: Fy30 = −( Fy 31 + Fy 23 ) = −449( N ) Fx 30 = −( Fx 31 + Fx 32 − Fx 33 ) = −1506( N ) PH¹M TIếN DũNG lớp 43m =>Ft30=1586(N) Trang 35 đồ án môn học chi tiết máy Biêu đồ Mômen l l l Hình 6:Biểu đồ Mômen ngoại lực tác dụng lên trục III -Tính mô men uốn tổng M j mô men tơng đơng M tdj tiết diện nguy hiÓm 2 Mj = M y + M xj M tdj = M + 0,75.T j2 j + Tại ổ 30 xét mặt căt 30: Mx30=0 My30=0 2 M 30 = M y 30 + M x 30 = + = 0( Nmm ) 2 M td 30 = M 30 + 0,75.T30 = 0( Nmm) + Tại ổ 31 xét mặt căt 31: Mx31=0 MY31=69500(Nmm) M 31 = 69500( Nmm ) 2 M td 13 = M 31 + 0,75.T31 = 235714( Nmm) + Bánh 32 xét mặt căt 32: PHạM TIếN DũNG lớp 43m Mx32=53642,5(Nmm) Trang 36 đồ ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y MY22=161895(Nmm) 2 M 32 = M y 32 + M x 32 = 53642,5 + 161895 = 170550( Nmm ) 2 M td 32 = M 32 + 0,75.T32 = 282521( Nmm) + Khớp nối 33xét mặt căt 33: Mx33=0 (Nmm) MY33=0 (Nmm) M 33 = M y 33 + M x233 = + = 0( Nmm ) 2 M td 33 = M 33 + 0,75.T33 = 225235( Nmm) =>C¸c tiÕt diƯn nguy hiểm: 31: Tiết diện lăp ổ lăn chịu mô men lớn 32: Tiết diện lăp bánh chịu mô men lớn *Tính đờng kính trục tiết diện 0,1,2,3 theo công thức : d =3 M td 0,1.[ ] [] ứng suất cho phép thép chế tạo trục , tra bảng 10-5 → [σ ] = 63( Mpa ) ⇒ d 3o = =0 0,1.63 lÊy d 3o = 40( mm ) ⇒ d 31 = 235714 = 33,5 0,1.63 lÊy d 31 = 40( mm ) => d 32 = => d 33 = 282521 = 35,5 0,1.63 225235 = 32,8 0,1.63 lÊy d 32 = 45( mm ) lÊy d 33 = 40(mm) Tõ chọn đờng kính trục theo trị số tiêu chuẩn ,đồng thời chọn thông số then tiêt diện có then(tra bảng 9-1) Ta đợc bang thống kê sau: Tiết diện Tiêt diện then Chiếu sâu rÃnh then dsb dtc 30 40 31 33,5 40 32 35,5 45 10x8 PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang 37 đồ án môn học chi tiết máy 33 32,8 38 10x8 III TÝnh mèi ghÐp then Then tiết máy tiêu chuẩn ta chọn tính then theo đờng kính trục chiều dài may Vì trục đồ án nằm hộp giảm tốc nên ta dùng then Dựa vào tiết diện đờng kính trục ta chon then theo bảng 9-1a tập I Chiều dài then đợc xác định theo công thức lt=( 0,8 0,9)lm với lm chiều dài may Ta lập bảng chọn then chiều dài then tơng ứng Tiết diện 12 13,14 22,24 23 31,33 32 ®êng kÝnh trơc 17 20 30 36 40 45 bxh 6x6 6x6 10x8 10x8 12x8 12x8 lm 25 25 40 45 55 55 lt 20 20 30 36 45 45 Để đảm bảo tính công nghƯ ta chän then gièng trªn cïng mét trơc *Trơc Víi d 12 = 17( mm ) ,d13=20(mm) tra b¶ng 9-1a cã b=6mm ; h =6mm ; t = 3,5mm; t = 2,8mm;0,16 ≤ r ≤ 0,25 Công thức kiểm tra điều kiện bền dập bỊn c¾t cho d12 σd = 2.T 2.T ≤ [σd ] ; τ c = ≤ [ τc ] d.l t ( h − t ) d.l t b Trong ®ã [ σ d ] øng suÊt dËp cho phÐp tra b¶ng 9-5 tËp1 [ σ d ] = 100( Mpa ) [ τ c ] øng suÊt c¾t cho phép Với trục làm thép 45 tải trọng rung động nhẹ [ c ] = ( 60 90) = ( 40 60) => [τ c ] = 60( Mpa ) Thay vµo 2.20218,9 = 47,6( Mpa ) < [σ d ] 20.17.( − 3,5) [τ c ] = 2.20218,9 = 19,8( Mpa ) < [τ c ] 17.20.6 [σ d ] = VËy điều kiện bền dập cắt thỏa mÃn PHạM TIếN DũNG lớp 43m Trang 38 đồ án môn học chi tiÕt m¸y *Trơc Víi d 22 = 30( mm ) tra b¶ng 9-1a cã b=10mm ; h =8mm ; t = 5mm; t = 3,3mm;0,25 ≤ r ≤ 0,4 Víi [σ d ] = 100( Mpa ); [τ c ] = 60( Mpa ); T = 29860( Nmm ) 2.29860 = 22( Mpa ) < [σ d ] 30.30.( − 5) 2.29860 τc = = 8,3( Mpa ) < [τ c ] 30.30.8 σd = Vậy trục thỏa mÃn điều kiện bền dập n *Trơc 3: Víi d 31 = 40( mm ) tra b¶ng 9-1a tËp cã b=12mm ; h =8 mm ; t1 = 5mm; t = 3,3mm;0,25 ≤ r ≤ 0,4 Víi [σ d ] = 100( Mpa ); [τ c ] = 60( Mpa ); T = 260079( Nmm ) 2.260079 = 72( Mpa ) 40.45.( − 5) 2.260079 τc = = 24( Mpa ) 40.45.12 d = Vậy then trục thỏa mÃn điều kiƯn bỊn dËp vµ n IV TÝnh kiĨm nghiƯm trơc vỊ ®é bỊn mái 1)Víi thÐp 45 cã σb=600Mpa ,σ-1=0,436.600=261,6 Mpa τ-1=0,58 ,σ-1=0,58.261,6=151,7 Mpa ψσ=0,05 ψτ=0 víi ψσ,ψτ hƯ sè kể đến ảnh hởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi 2) Các trục hộp giảm tốc quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kú ®èi xøng M j ®ã σaJ tÝnh theo (10.22) σaJ= ¦ W , σmj=0 j Trong WJ mômen cản uốn ,công thức tính đuợc tính theo bảng (10.6) Đối với tiết diện tròn (T) W J = π d j 32 π d b.t1 ( d j − t1 ) j mm Đối với tiêt diện có rănh (R)W J = 32 2.dj ( ) Vì trục quay chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động , mJ=aJ Tj Theo (10.23) τmJ=τaJ= 2.W 0j PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang 39 đồ án môn học chi tiết máy Đối víi tiÕt diƯn trßn (T)Wo J = π d j 16 π d b.t1 ( d j − t1 ) j − mm §èi víi tiêt diện có rănh(R) W j = 16 2d j ( ) 3) Xác định hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm trục Trên trục 1: Tiết diện lắp ổ lăn 10 Tiết diện lắp bánh 13 Trên trục 2: Tiết diện lắp 23 Trên trục 3: Tiết diện lắp 32 Tiết diện lắp ổ lăn 31 Chọn lắp ghép : ổ lăn , bánh , đai lắp theo k6 Nh vËy kÝch thíc cđa then (b¶ng 9.1 ) ,trị số mômen cản uốn mômen cản xoắn ( bảng 10.6 ) ứng với tiết diện trục nh sau : ®êng bx h t1 W W0 σa τa kÝnh trôc 10(T) 17 482 964 34,3 21 13(R) 20 6x6 3,5 642 1427 65,8 7,1 23(R) 36 10x8 4123 8701 42,5 31(T) 40 6280 12560 11,1 20,7 32(R) 45 10x8 4668 10052 34,7 25,9 4) KÕt cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn thiết diện nguy hiểm thoả mÃn điều kiện sau: Tiết diện Sj = s σj s τ s σj + s 2j τ ≥ [s] Víi : [s]- HƯ sè an cho phÐp th«ng thêng [s]= 1,5…2,5 Theo c«ng thøc 10.20 ta có hệ số an toàn xét riêng cho ứng suất ph¸p : σ −1 sσj = K σ + ψ σ σdj aj σ mj HƯ sè an toµn xÐt riêng ứng suất tiếp mặt cắt j sτj = K τ + ψ τ τdj aj t mj Trong : -1,-1 giới hạn uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Với thép 45 có b = 600 Mpa lấy gần đúng: σ-1= 0,436.σb = 0,436.600=261,6 [Mpa] τ-1= 0,58 σ-1= 0,58.261,6 = 151,7[Mpa] Theo b¶ng 10-7 : σb = 600 Mpa =>ψ σ =0,05,ψ t =0 PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m Trang 40 đồ án môn học chi tiết máy σ ,ψ t :hƯ sè kĨ ®Õn a/h cđa /s trung bình tới đo bền mỏi 5) Xác định hệ số KdJ KdJ với tiết diện nguy hiÓm KσdJ Kσ + K x −1 = εσ Ky Kτ + K x −1 ετ KτdJ= Ky -Theo b¶ng 10-12 dung dao phay ngãn ,vËt liƯu cã σb = 600 Mpa -HÖ sè tËp trung /s : Kσ=1,76;Kτ=1,54 ε σ , ε τ -hƯ sè kÝch thíc kể đến ảnh hởng kích thớc tiết diện trục đến giới hạn mỏi trị số cho bảng 10.10/1/ tra ứng đờng kính tiết diƯn nguy hiĨm Kx- HƯ sè tËp trung øng xuất trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phơng pháp gia công độ nhẵn bề mặt Các trục đợc gia công máy mài , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra=0,32 0,16 Theo bảng 10-8 h/s tập trung /s trạng tháI bề mặt kx=1,06 Ky Hệ số tăng bền bề mặt, với b= 600 Mpa Dùng phơng pháp tăng bền bề mặt băng dòng điện cao tần từ tra bảng 10.9/1/ chọn Ky=1,6 (đối với trục nhẵn ) Do bề mặt trục lắp có độ dôi tiết diện nguy hiểm rÃnh then nên ta có thÓ tra trùc tiÕp tû sè Kσ Kτ , εσ ετ ε σ , ε τ -hƯ sè kÝch thíc kể đến ảnh hởng kích thớc tiết diện trục đến giới hạn mỏi trị số cho bảng 10.10/1/ tra ứng đờng kính tiết diện nguy hiểm K K Từ xác định Ta có bảng sau : Tiết diƯn 10 13 23 31 PH¹M TIÕN DịNG – líp 43m d εσ ετ Kσ εσ Kτ ετ 17 20 23 36 0,94 0,92 0,86 0,85 0,91 0,89 0,80 0,78 1,91 2,05 - 1,73 1,93 Trang 41 đồ án môn häc chi tiÕt m¸y 32 40 0,83 0,77 2,12 2,0 Từ ta có bảng tính hệ số an toàn s tiết diện nguy hiểm : Tiêt diện 10 13 23 31 32 d TØ sè R·nh then 1,91 2,05 2,12 17 20 36 40 45 Kσ εσ Tỉ số Lắp căng 2,06 2,06 2,06 2,06 2,06 K RÃnh then 1,73 1,93 2,00 K Lắp căng 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 Kσd Kτd Sσ 2,12 1,7 3,77 2,12 1,89 2,74 2,12 1,99 1,84 2,12 1,7 6,26 2,12 2,06 Sτ S 5,01 5,9 9,2 2,3 1,78 3,01 2,48 1,8 2,16 1,33 K Để tính Kd,Kd ta cần so sánh hai bảng lấy giá trị lớn V.Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Để đề phòng không bị biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột ta phải kiểm tra độ bền tĩnh cđa trơc C«ng thøc kiĨm tra σ td = σ + 3.τ ≤ [ σ] M max T ; τ = max ; [ σ] = 0,8.σ ch 0,1.d 0,2.d Víi σ ch = 340( Mpa ) → [ σ] = 0,8.340 = 272( Mpa ) σ= Trong ®ã *Trơc M max = 43133( Nmm ) , Tmax = 20218,9( Nmm ) , d1 = 28( mm ) σ= 43133 20218,9 = 19,7( Mpa );τ = = 4,6( Mpa ) 0,1.28 0,2.28 σ td = 19,7 + 3.4,6 = 21,3 < [σ ] → trơc tháa m·n ®é bỊn tÜnh * Trôc M max = 179088( Nmm ) , Tmax = 43409,1( Nmm ) , d1 = 36( mm ) σ= 179088 43409,1 = 38,4( Mpa );τ = = 4,65( Mpa ) 0,1.36 0,2.36 σ td = 38,4 + 3.4,65 = 39,2 < [σ ] → Trơc tháa m·n ®é bỊn tÜnh *Trơc PHạM TIếN DũNG lớp 43m Trang 42 đồ án môn học chi tiết máy M max = 282521( Nmm ) , Tmax = 260079( Nmm ) , d1 = 45( mm ) σ= 282521 260079 = 31( Mpa ) ;τ = = 14,3( Mpa ) 0,1.45 0,2.45 σ td = 312 + 3.14,3 = 39,7 < [σ ] → Trơc tháa m·n ®é bỊn tÜnh D ổ lăn Vì có nhiều u điểm nh mô men ma sát nhỏ , mô me mở máy nhỏ chăm sóc bôi trơn đơn giản , thuận tiện sửa chửa thay nên ổ lăn đợc dùng phỉ biÕn I TÝnh cho trơc 1 Chän lo¹i ổ lăn : Dựa vào kết đà tính với tảI trọng va đập nhẹ ,Mômen xoắn trục không lớn nên chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ kiểu 2000(ổ tuỳ động) Đờng kính ngõng trục d=20(mm)=>chọn ổ cõ nhẹ loại 2204: d=20(mm);D=47(mm);B=14(mm);r=1,5(mm);r1=1(mm);C=11,9 KN; C0=7,38 KN b)Kiểm nghiệm khả tảI động ổ: Phản lực ổ: Flt10=580(N); Flt11=679(N) Tiến hành kiểm nghiệm cho ổ ổ chịu tảI lớn hơn.theo công thức 11-3 với Fa=0 t¶I träng quy íc : Q=X.V.Fr.kt.kd =1.1.679.1.1,2=814,8 N Trong đó:X-h/s tảI trọng hớng tâm =>X=1(bảng 11-4) V-H/s kể đến vòng quay ,vòng quay V=1 Kt-H/s kẻ đến a/h nhiệt độ,kt=1 tLE=60.973.10-6.8.300.5=700,56 triƯu vßng =>Cd=672,5 10 / 700,56 =4800,9 N =>Cd=4,8 KNXo=0,6(tra bảng 11-6) Qt=Fr=679(N) =>Qo=0,68 NQ=1.1.1855.1.1,2= 2226 N Theo 11-3 tảI trọng tơng đơng QE đợc xác định theo công thức: Q L ∑L m QE= m i i i m m Q11 Lh1 Q12 L h m Q L + Q L h h =Q11 8 =2226 13 + 0,7 =1819,9 (N) Thay vµo C d = 1819,9.3 156 = 9797( N ) < C=29,2(KN) VËy ỉ ®· chän đảm bảo khả tải động b)Kiểm nghiệm khả t¶I tÜnh: Theo 11-19 va 11-20 víi Fa= ,chän Qo trị số lớn giá trị đợc tính sau đây: Qt=Xo.Fr=0,6.1855=1113 N Với Xo hệ số tảI trọng hớng tâm =>Xo=0,6(tra bảng 11-6) Qt=Fr=1855(N) =>Qo= 1,855Nh 22= -h24=-1 Fx 22= Fx24=r 22 /r24.(-1).(-1).Ft2=-5 72, 3(N) Fy 22= Fy24=-r 22 / r 22? ??.Fr2 =28 8,3(N) Fz 22= -Fz24=-1.(-1).(-1).Fa2= -24 5,05(N) Fx23=r23 /r23.(-1).1.Ft2=-5 72, 3(N)... Fz 22 r 22 − Fz 24 r 24 + Fy 21 .l 21 = Fy 21 = −[ Fr 22 l 22 + Fy 24 l 24 − Fr 23 l 23 + Fz 22 r 22 − F24 r 24 l 21 ] 28 8,3.49,5 + 28 8,3.165,6 − 998.107,5 ] = 21 0,7( N ) 21 5 F l 22 + Fx 23 l 23 ... 21 : M 21 = 0( Nmm ) Mx21=0 MY21=0 2 M td 21 = M 21 + 0,75.T21 = 0( Nmm) PH¹M TIÕN DịNG lớp 43m Trang 33 đồ án môn học chi tiết máy + Bánh 22 xét mặt căt 22 : Mx 22= 29860(Nmm) MY 22= 9 123 0(Nmm) 2