ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Mục lục Trang A- Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền I – Chọn động cơ 4 II- Phân phối tỷ số truyền 6 III- Xác định công xuất, momen, số vòng quay trên các trục 7 B- Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh I- Chọn vật liệu bộ truyền bánh răng trụ 8 II- Xác định ứng xuất tiếp xúc mỏi cho phép 9 III- Xác định ứng xuất mỏi cho phép 9 IV- Xác định ứng xuất quá tải cho phép 10 VI- Xác định thông số bộ truyền 11 VII- Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc 12 VIII- Kiểm nghiệm độ bền uốn răng bánh vít 13 IX- kiểm nghiệm quá tải 14 X- xác định các kích thước hình học của bộ truyền 14 C- Tính bộ truyền bánh răng cấp chậm I- Chọn vật liệu 16 II- Xác định ứng xuất cho phép 17 III- Tính chọn một số thông số bộ truyền 19 IV- Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 20 V- Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 23 V- Kiểm nghiệm quá tải 24 VII- Các thông số bộ truyền 25 VIII- Xác định lực trên bộ truyền bánh răng 27 D- Tính bộ truyền xích I- Chọn số răng đĩa xích 28 II- Xác định một số thông số bộ truyền 28 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 1 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY III- Tính kiểm nghiệm xích về độ bền uốn 30 IV- Tính các thông số bộ truyền 31 V- Tính kiểm về độ bền tiếp xúc 32 VI- Xác định lực tác dụng nên bộ truyền xích 32 E- Tính trục I- Chọn vật liệu trục 34 II- Xác định sơ bộ đường kính trục và khoảng cách gối 34 III- Xác định trục về độ bền mỏi 43 V- Kiểm nghiệm chính xác đường kính trục 37 IV- Kiểm nghiệm độ cứng của trục 51 VI- Tính chọn then 52 VII- Tính chọn ổ 55 VIII- Tính chọn khớp nối 61 G- Kết cấu vỏ hộp 61 H- Tính chọn dầu và mỡ bôi trơn 67 K- Xác định và chọn các kiểu lắp 69 M- Phương pháp lắp ráp các chi tiết trên hộp 71 J- Tính nhiệt 73 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 2 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN . I- Chọn động cơ. 1-xác định công suất động cơ .p Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức sau: P ct = η t P . Trong đó : P ct -công suất cần thiết trên trục động cơ [kw]. P t - công suất tính toán trên trục máy công tác [kw]. η - Hiệu suất truyền động. +/ Ta có : η = η ôl 4 .η 2 BR . η x Trong đó : η ôl - Hiệu suất của một cặp ổ lăn . η BR - Hiệu suất của bộ truyền bánh răng . η x - Hiệu suất của bộ truyền xích . Dựa vào bảng 2.3/1/trang19 ta tra được hiệu suất của các bộ truyền,nó được thống kê ở bảng sau. Hiệu suất Số lượng Giá trị η ôl 4 (0,99) 4 η BR 2 (0,97) 2 η x 1 0,93 Do đó ta có: η = η ôl 4 .η 2 BR . η x = (0,99) 4 .0,93.(0,97) 2 = 0,84 Như vậy muốn xác định công suất động cơ cần biết công suất tính toán P t , mà công suất được xác định tuỳ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ và tính chất tải trọng. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 3 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY +/ Xác định P t : Ở đây đề bài cho tải trọng thay đổi - rung động nhẹ. Ta có : ts = ck lv t t 100 = 021 ttt t lv ++ 100 Trong đó: t lv = t 1 +t 2 =1+2,5= 3,5(giờ)- thời gian làm việc. t 0 -thời gian nghỉ ; t ck – thời gian chu kỳ .  ts = 4 5,3 100 = 87,5 %  Có : ts =87,5% > 60% => động cơ coi như làm việc trong chế độ dài hạn với tải trọng thay đổi . P t = P tđ = )/() ( 212 2 21 2 1 tttPtP ++ (1) Có mối quan hệ : P = 9550 .nT (kw) nên theo đầu bài chúng ta có: T 2 = 0,8T 1 => P 2 = 0,8P 1 Có : P 1 = P max = 1000 .vF = 1000 85,0.9000 = 7,65 (KW) Theo đầu bài có : t 1 =1 (h) ; t 2 = 2,5 (h); thay t 1 ,t 2 ,P 1 vào (1) ta được : P t = 7,65. 0,862 = 6,5943 (KW) • P ct = η t P = 84.0 5943,6 = 7,85 (KW) 2- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 4 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Ta có : n sb =n lv .u t . Trong đó: n sb - Số vòng quay đồng bộ . n lv - số vòng của trục máy công tác ở đây là trục của băng tải quay. u t - Tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống dẫn động. Đối với hệ thống băng tải ta có : n lv = 340.14,3 85,0.60000 . .1000.60 = D V π = 47,77 [v/ph]. Trong đó : V- Vận tốc băng tải [m/s]. D- Đường kính tang quay [mm]. Với sơ đồ đề bài ra thì tỉ số truyền của toàn hệ thống : U t =U h .U x. U h : tỉ số truyền của hộp giảm tốc; U x : tỉ số truyền của bộ truyền xích; Tra bảng 2.4/1/trang 21 sách thiết kế CTM ta chọn được U h =14,U x =2.1 Vậy n sb =n lv. .U t = 47,77.2,1 = 1404,4 [v/ph]. Ta chọn số vòng quay đồng bộ là : n đb = 1500 v/ph. 3- Quy cách chọn động cơ. Động cơ được chọn phải thoả mãn ba điều kiện sau: P đc >P ct. ; n đc ≈ n sb ; dn kmm T T T T < . Theo bảng phụ lục 1.2/1/ sách thiết kế CTM với P ct =7,85 (KW) và n đ1 =1500 v/hp ta chọn được động cơ có : Ký hiệu 4A132M4Y3 Công suất động cơ P đc =11 kw Vận tốc quay N=1458 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 5 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Tỷ số dn k T T = 2,2 So với điều kiện trên ta có: P đc =11 > P ct =7,85. n đc = 1458 ≈ n sb = 1404,4 [v/ph]. dn k T T = 2,2> T T mm =1,4. II- Phân phối tỷ số truyền . Ta có U t = lv dc n n . Trong đó : n đc - Số vòng quay của động cơ . n lv - Số vòng quay của trục tang . n lv =47,77 v/ph (tính ở trên). n đc =1458 v/ph (chọn ở trên).  U t = 77,47 1458 = 30,52. Mà U t =U x .U h . • U x = h U Ut = 14 30,52 = 2,18 • Ta chọn tỷ số truyền của xích: U x = 2,2 Với U h = 14, tra bảng (3.1/43) ta được : u 1 =4,79 , u 2 =2,92; III- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. Dựa vào công suất cần thiết P ct của động cơ và sơ đồ của hệ thống dẫn động ta tính được trị số công suất ,mômen và số vòng quay trên các trục. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 6 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY TRỤC I: P I = P ct .η ôl P I = 7,85.0,99 = 7,7715 [kw]. n I = n đc = 1458 [v/ph]. T I = 9,55.10 6 . 1458 7715,7 .10.55,9 6 = I I n P = 50903,858 [N.mm] TRỤC II: P II = P I .η brI .η ôl P II = 7,7715.0,97.0,99 = 7,463 [kw]. n II = 79,4 1458 1 = U n I = 304,384 [v/ph] T II = 9,55.10 6 . 384,304 463,7 .10.55,9 6 = II II n P = 234150,448 [N.mm] TRỤC III: P III = P II .η brII .η ôl P III =7,463.0,97.0,99 = 7,167 [kw]. n III = 92,2 384,304 2 = U n II = 104,241 [v/ph]. T III = 9,55.10 6 . 241,104 167,7 .10.55,9 6 = III III n P = 656602 [N.mm] TRỤC IV: P IV = P III .η x .η ôl P IV =7,167.0,93.0,99 = 6,598 [kw]. n IV = 2,2 241,104 = Ux n III = 47,38 [v/ph]. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 7 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY T IV = 9,55.10 6 . 38,47 598,6 .10.55,9 6 = IV IV n P = 1329905,023 [N.mm] Bảng thống kê Trục Thông số Động cơ I II III Công suất P,kw 11 7,7715 7,167 0,796 Tỷ số truyền u 1 4,79 2,92 Số vòng quay n, v/p 1458 1458 304,384 104,247 Momen xoắn T, N.mm 50903,858 234150,44 656602 B- thiết kế bộ truyền động . Bánh răng là bộ phận rất quan trọng trong hộp giảm tốc nói riêng và hệ thống truyền động nói chung .Bánh răng dùng để truyền động giữa các trục ,thông thường có kèm theo sự thay đổi về trị số và chiều của vận tốc hoặc Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 8 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY mô men.Việc bánh răng hư hỏng trong quá trình hoạt động là rất nguy hiểm .Cho nên cần thiết phải tính toán thiết kế bánh răng sao cho phù hợp ,đảm bảo an toàn trong sử dụng ,tiết kiệm được chi phí vật liệu nhằm đạt hiệu quả cao nhất . Việc thiết kế truyền động bánh răng được tiến hành qua các bước sau : 1.) Chọn vật liệu. 2.) Xác định ứng suất cho phép . 3.) Tính sơ bộ kích thước cơ bản của bộ truyền bánh răng . Trên cơ sở đó xác định các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng làm việc của bộ truyền ,rồi tiến hành kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc,độ bền uốn ,độ quá tải. 4.) Xác định kích thước hình học của bộ truyền . I-Chọn vật liệu. Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu ta chọn vật liệu hai bánh là như nhau,vì ở đây tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu như sau. 1-Chọn vật liệu bánh nhỏ: Chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB 1 = 241 285 Có σ b1 = 850 [Mpa]. σ ch1 = 580 [Mpa]. 2-Chọn vật liêu bánh lớn . Để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh lớn có độ rắn mặt răng thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 HB. Chọn thép 45tôi cải thiện đạt độ rắn mặt răng HB 2 = 192 240 Có σ b2 = 750 [Mpa]. σ ch2 = 450[Mpa]. II- xác định ứng suất cho phép. Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 9 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ] được xác định theo công thức sau . [σ H ] = H HLxHvrH S KKZZ 0 lim σ [σ F ] = F FcFLxFsRF S KKKYY 0 lim σ . Trong đó : Z R - Hệ số xêt đến độ nhám của mặt răng làm việc. Z v - Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng. K xH - Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. Y R - Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. Y s - Hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu đối với tập chung ứng suất . K xF - Hệ số xét đến kích thước của bánh răng ảnh hưởng đến độ bềnuốn. K Fc - Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải vì bộ truyền quay một chiề nên: K Fc = 1. K HL, K FL -Hệ số tuổi thọ. S H ,S F - Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. σ 0 Hlim - ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở. σ 0 Flim - ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở. Khi thiết kế sơ bộ lấy Z R .Z v .K xH = 1 và Y R .Y s K xF = 1, do đó công thức ứng suất cho phép là: [σ H ] = H HLH S K. 0 lim σ [σ F ] = F FcFLF S KK 0 lim σ . Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB 1 =245 Mpa Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 10 - Lớp 43M [...]... BỘ TRUYỀN CẤP NHANH 1- Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw Ta có : Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 13 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY a w1 = K a ( u1 + 1).3 TI K Hβ [σ H ] 2 u1 Ψba (1) Trong đó : Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, tra bảng 6.5/1/ : Ka= u1- tỷ số truyền của cặp bánh răng , u1= 49,5 (răng thẳng) 4,79 (xác định ở trên) TI- Mô men xoắn trên trục bánh. .. d-a222269,52 Đường kính chân răng df df1= 49,22 df2= 100,85 Lớp 43M mm ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY III-B TÍNH CHỌN CÁC SỐ THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM 1-xác định sơ bộ khoảng cách trục aw Ta có : 3 aw2 = Ka.(U2+1) TII K Hβ [σ H ] 2 U 2 Ψba Trong đó : Ka- Hệ số phụ thuộc vật liệu của cặp bánh răng và loại răng tra bảng 6.5/1/ trang 96 được Ka= U2- tỷ số truyền của cặp bánh răng , 49,5 U2 = 2,92 (tính... kê các thông số Thông số Môđun pháp Số răng bánh răng Tỷ số truyền thực Ký hiệu M Z Trị số m=2,5 Z3 =38 Um Z4= 110 2,89 Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 30 - đơn vị mm răng Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Khoảng cách trục Chi u rộng vành răng Góc ăn khớp Đường kính cơ sở Hệ số dịch chỉnh đường kính chia Đường kính lăn Đường kính đỉnh răng Đường kính chân răng aw bw αtw db aw= 185 bw=74 αtw=... = 1,599 ÷ 3,198 2,5 Số răng bánh nhỏ: z1= 2.a w1 2.159,9 = m.( u1 + 1) 2,5.( 4,79 + 1) = 22,09 => Chọn : Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 14 - z1 = 22 (răng ) Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Số răng bánh lớn: z2 = z1 u1 = 22 4,79  = 105,38 => Chọn : z2 = 105 (răng) zt= z1 +z2 =22+105= 127 ( răng ) Xác định tỉ số truyền thực: Um = Z2 Z1 = 105 22 = 4,77 Như vậy tỉ số truyền tahy đổi nhỏ nên... 21 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Bảng 5 Bảng thống kê các thông số Thông số Môđun pháp Số răng bánh răng Tỷ số truyền thực Khoảng cách trục Chi u rộng vành răng Góc ăn khớp Đường kính lăn Ký hiệu m Z Trị số m = 2,5 z1 = 22 um aw bw αtw dw z2= 105 u1= 4,77 aw= 160 bw = 48 αtw=21,190 dw1 = 55,45 đơn vị răng mm mm mm độ mm dw2 =264,54 Hệ số dịch chỉnh Đường kính cơ sở Đường kính đỉnh răng X x1= 0,0941... môđun pháp : m = 2,5 • xác định số răng bánh nhỏ Vì răng thẳng nên ta có : Z3= 2.a w 2 2.187 ,998 = m.(U 2 + 1) 2,5(2,92 + 1) Chọn Z3 = Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI = 38,366 (răng) 38 (răng) - 23 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Do đó Z4= u2.z3 = 2,92.38 =110,96 Xác định tỉ số truyền thực: Chọn Z4= Um = Z4 Z3 = 110 38 110 (răng) = 2,89 Như vậy tỉ số truyền tahy đổi nhỏ nên không có sự... hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 19 - 21,959 = 1,371 Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY • KF = KFβ KFα KFv = 1,288 1 1,371 = 1,7658 Yε- Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng: Yε = 1 1 = ε α 1,704 = 0,5868 (εα= 1,704 tính ở trên ) Yβ - Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, vì răng thẳng nên Yβ = 1 YF1,YF2 - Hệ số biến dạng răng của bánh 1 và 2, tra bảng 6.18/1/ với số răng tương đương : zv1 = z1 = 22 zv2 = z2= 105 ta... vòng lăn bánh nhỏ dw3= 2.a w 2 2.185 = U m + 1 2,89 + 1 = 95,115 [mm] bw :Chi u rộng vàng răng bw= ψba.aw2 = 0,4.185 = 74 [mm] Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 25 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY VH = δH g0.v aw2 U2 Với V là vận tốc vòng :V= Π.d w3 n II 3,14.95,115.304,384 = 60000 60000 = 1,515 [m/s] Với V= 1,515 < 2 m/s tra bảng 6.13/1/ ta chọn cấp chính xác về mức làm việc êm là 9 Với cấp chính... chọn độ rắn mặt răng HB < 350 Mpa nên ta được mH = 6 , mF = 6 Vì bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nên ta phải vậy nên NHE , được xác định theo công thức sau : N HE  T = 60.c.∑  i T  max 3   ni t i   Sinh viên thực hiện : HOÀNG MẠNH HẢI - 11 - Lớp 43M ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY Với Ti , ni , ti ,lần lượt là mômen xoắn , số vòng quay ,và tổng số giờ làm việc ở chế độ thứ i của bánh răng đang xét... df3= 88,75 mm df4= 268,75 D-THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH I- Chọn loại xích Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, không yêu cầu bộ truyền làm việc êm ta chọn xích ống con lăn mặt khác xích ống con lăn rẻ hơn xích răng II-Xác định một số thông số của bộ truyền 1Xác định số răng đĩa xích Với Ux = 2,2 tra bảng 5.4/1/ trang 80 ta chọn được số răng đĩa xích nhỏ là Z1 = 25 răng , do đó số răng đĩa xích lớn là : Sinh . định công xuất, momen, số vòng quay trên các trục 7 B- Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh I- Chọn vật liệu bộ truyền bánh răng trụ 8 II- Xác định ứng xuất tiếp xúc mỏi cho phép 9 III-. cần thiết phải tính toán thiết kế bánh răng sao cho phù hợp ,đảm bảo an toàn trong sử dụng ,tiết kiệm được chi phí vật liệu nhằm đạt hiệu quả cao nhất . Việc thiết kế truyền động bánh răng. 234150,44 656602 B- thiết kế bộ truyền động . Bánh răng là bộ phận rất quan trọng trong hộp giảm tốc nói riêng và hệ thống truyền động nói chung .Bánh răng dùng để truyền động giữa các trục ,thông thường