đồ án môn học chi tiết máy Lời nói đầu Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí nội dung thiếu chơng trình đào tạo kỹ s khí đặc biệt kỹ s nghành chế tạo máy Đồ án môn học Chi Tiết Máy môn học giúp cho sinh viên hệ thống hoá lại kiến thức môm học nh: Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Dung sai, Chế tạo phôi, Vẽ kỹ thuật đồng thời giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế làm đồ án chuẩn bị cho việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau Nhiệm vụ đợc giao thiết kế hệ dẫn động cấu nâng gồm có hộp giảm tốc côn trụ truyền đai dẹt Hệ đợc dẫn động động điện thông qua truyền đai, hộp giảm tốc khớp nối truyền chuyển động tới tang Do lần làm quen thiết kế với khối lợng kiến thức tổng hợp có mảng cha nắm vững dù cố gắng tham khảo tài liệu giảng môn có liên quan song làm em tránh đợc sai sót Em mong đợc hớng dẫn bảo thêm thầy môn để em cố hiểu sâu , nắm vững kiến thức học hỏi đợc Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy TRN DUY THC trợc tiếp hớng dẫn, bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ đợc giao Một lần em xin chân thành cảm ơn ! ! ! TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy Mục Lục 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: II Xác định tỉ số truyền động U toàn hệ thống phân phối tỷ số truyền cho truyền hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trục: .5 B Thiết kế truyền I Chọn vật liệu: II Xác định ứng suất cho phép: III Tính truyền cấp nhanh 10 IV Tính truyền cấp chậm: 15 V.Tính truyền .19 C Thiết kế trục then 21 i Chọn vật liệu 21 II.Tính thiết kế trục độ bền 21 c.Trục III 29 Xác định khoảng cách đoạn trục : 29 + Khoảng cách đoạn trục phía hộp giảm tốc lấy theo kích thớc trục II .29 + Xác định lực hớng tâm Fr khớp nối : 29 Fr32 = 0,3.Ft23 29 Trong : Ft23 = 4382,6 29 Fr32 = 0,3.4382,6 = 1314,8 29 + Xác định phản lực gối trục dựa vào sơ đồ hình vẽ IV: 29 Phản lực theo phơng ox : 29 X = FX32 + FX30 + FX31 FX33 = 29 MoY = FX32.l31 + FX33.l32 FX31.(l33+ l32) = 29 FX31 = 2139,8 (N) 29 FX30 = 928 (N) 29 Phản lực theo phơng oy : 29 Y = FY33 + FY30 - FY31 = 29 Mox = FY33.l32 - FY31.(l32 + l33) + FZ33 = 29 FY31 = 1572,2(N) 29 FY30 = 663,3(N) 29 + Biểu đồ mô men Mx : 29 MX33 = FY31.l33 = 1572,2 123,5 = 194164,3 (N.mm) .29 30 30 Hình IV 30 TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy - Bớc nhảy mô men Mbn = FZ33 = 233631,9 (N.mm) 30 + Biểu đồ mô men MY 30 MY30 = FX32.l31 = 1314,8.99,5 = 130821,1 (N.mm) 30 MY33 = FX31.l33 = 2139,8.123,5 = 264267,5 (N.mm) 30 + Biểu đồ mô men xoắn T 30 MZ33 = FX33.dm4/2 = 615431 (N.mm) 30 + Tính mô men uốn tổng mô men tơng đơng tiết diện trục III .30 M32 = Mtđ32 = 30 M30 = 130821,1 Mtđ30 = 31 M33 = 31 Mtđ33 = 31 M31 = Mtđ31 = 532979 (N.mm) 31 + Tính đờng kính trục tiết diện trục III .31 d32 = 31 d30 = 31 d33 = 31 d31 = .31 Xuất phát từ yêu cầu tính công nghệ chọn : 31 d30 = d31 = 30 (mm) .31 d33 = 45 (mm) 31 d32 = 25 (mm) 31 III Tính mối ghép then 31 IV Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi .34 V.Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh 40 D ổ lăn 42 I Tính cho trục 42 II.Tính cho trục 44 d = 25(mm) ; D = 62(mm) ; T = 25,25(mm) ; C = 45,5(KN) ; C0 = 36,6(KN) .46 III Tính cho trục III 46 E Nối trục đàn hồi 50 G.Tính kết cấu vỏ hộp 52 I.Vỏ hộp .52 H Bôi trơn hộp giảm tốc .57 I Các phơng pháp bôi trơn hộp giảm tốc 57 k- Xác định chọn kiểu lắp 59 M- phơng pháp lắp ráp hộp giảm tốc 62 I-Phơng pháp lắp ráp tiết máy trục .62 II- Phơng pháp điều chỉnh ăn khớp truyền 62 III.Phơng pháp điều chỉnh khe hở ổ lăn 62 TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy Tài liệu tham khảo 63 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: - Công suất cần thiết đợc xác định theo công thức: P P ct = t Trong đó: P ct công suất cần thiết trục động cơ(kW) P t công suất tính toán trục máy công tác (kW) hiệu suất truyền động - Hiệu suất truyền động: = o4 cbr tbr d Trong đó: o hiệu suất cặp ổ lăn cbr hiệu suất truyền bánh côn tbr hiệu suất truyền bánh nón d hiệu suất truyền đai = 0,994 0,96 0,97 0,95 Thay số: = 0,84 - tính pt : + Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc động t lv t +t 20 100 = = 100 = 66,66 % ts = t ck t ck 30 ts > 60% động làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì P12 t + P22 t P ct = t1 + t +Xác định P1 , P2 : tính sơ ta bỏ qua ma sát puli TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy F =G/2 = 1100/2 =5500(N) Vd =2V =2 0,35 = 0,7 (m/s) F Vd 5500.0,7 = = 3,85 (kw) 1000 1000 Vì P tỉ lệ bậc với T nên ta có: P2 = 0,3P1 = 0,3 3,85 = 1,16 (kw) P1 = Pct = Pt 2,84 = = 0,84 = 3.38(kw) - Xác định số vòng quay sơ hợp lý động điện + Tính số vòng quay trục tang : 60.1000.Vd 60.1000.0,7 = nlv = = 45 (v/p) D 3,14.300 - Tỉ số truyền cấu : Ut = U n U h - Theo bảng 2- Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ Un =Ud = Uh =16 Ut = 16 = 32 - 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 trục tang U t tỷ số truyền toàn hệ thống - Thay số n sb = 32.45 = 1440 (v/p) ; chọn n db = 15000 (v / p) - Chọn quy cách động cơ: - Với số liệu tính đợc kết hợp với yêu cầu mở máy phơng pháp lắp đặt động tra bảng ta đợc động với ký hiệu: 4A100L4Y3 Tk T Với P dc = (kw) ; n dc = 1420 (v/p); = > mm = 1,3 Tdn T II Xác định tỉ số truyền động U t toàn hệ thống phân phối tỷ số truyền cho truyền hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men xoắn , số vòng quay trục: - Xác định tỷ số truyền U t hệ thống dẫn động n dc Ut = n lv TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy Trong đó: n dc số vòng quay động n lv số vòng quay trục tang 1420 Thay số Ut = = 31,56 45 - Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động U t cho truyền U t =U n U h U t 31,56 Chọn Un theo tiêu chuẩn U n = 2,24 U h = = = 14,09 U n 2,24 Đây hộp giảm tốc côn- trụ cấp với Uh =14,09 dw 22 Chọn K be = 0,3 , bd = 1,2 , [ ko1 ] = [ ko ] , C k = = 1,1 de 21 2,25. bd [ k o ] 2,25.1,2.[ k o ] k = = = 12,8 (1 k be ).k be k o1 (1 0,3).0,3.[ k o1 ] [ ] Từ ta có k c 3k = 12,8.1,13 = 17 ,1 - Dựa vào sơ đồ hình 3-21 trang 45 TKCTM tập với Uh = 14,09 U = 3,95 mà U h = U U với U tỷ số truyền cặp bánh cấp nhanh U tỷ số truyền truyền cấp chậm U h 14,09 = = 3,57 Do U2 = U 3,95 - Xác định công suất, mô men số vòng quay trục: - Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có : +trục I P = P ct d o1 = 3,38.0,95.0,99 = 3,18( kw) N1 =ndc/Ud = 1420/2,24 =634 (v/p) p 3,18 T1 = 9,55.10 = 9.55.10 = 47876( Nmm ) n1 634 +trục II P = P1 cbr o1 = 3,18.0,96.0,99 = 3,02( kw) n2= TRN DUY THC n1 634 = = 160( v / p ) u1 3,95 Trang đồ án môn học chi tiết máy T2 = 9,55.10 3,02 = 179706( Nmm ) 160 +trục III P = P2 brt ol = 3,02.0,97.0,99 = 2,9 (kw) N3 = n2/U2 = 160/3,57 =45 (v/p) T3 = 9,55.10 p3 2,9 = 9,55.10 = 615444( Nmm ) n3 45 - Dựa vào kết tính toán ta có bảng sau: Trục Động 3,38 3,18 3,02 2,9 Thông số Công suất P lv ( kw ) Tỷ số truyền U Số vòng quay n ( v / p) Mô men xoắn T(Nmm) TRN DUY THC 2,24 1420 3,95 3,57 634 160 45 47876 179706 615444 Trang đồ án môn học chi tiết máy B Thiết kế truyền 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 có HB = 241285 lấy giá trị HB =245 ; b1 = 850( Mpa ) ; ch1 = 580( Mpa ) Bánh lớn : Để tăng khả chạy mòn nhiệt luyện với độ rắn mặt nhỏ từ 1015HB nên ta chọn thép 45 cải thiện có HB = 192240 lấy giá trị HB =230 ; b = 750Mpa ; ch = 450Mpa II Xác định ứng suất cho phép: - Theo bảng 6-2 với thép 45 cải thiện : 0H lim = HB + 70 ; S H = 1,1 ; 0F lim = 1,8HB ; S F = 1,75 - Chọn độ rắn bánh nhỏ HB =245 ; độ rắn bánh lớn HB =230 0H lim = 2HB + 70 = 2.245 + 70 = 560( Mpa ) 0F lim = 1,8.HB = 1,8.245 = 441( Mpa ) 0H lim = 2HB + 70 = 2.230 + 70 = 530( Mpa ) 0F lim = 1,8.HB = 1,8.230 = 414( Mpa ) - Số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc 2, Theo 6-5 N H = 30 H HB thay số N Ho1 = 30.245 2, = 16,26.10 ; N Ho = 30.230 2, = 13,97.10 - Số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử uốn TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy N Fo = 4.10 với tất loại thép - Do truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc nên NHE = 60.C.(Ti/Tmax)3.ni t NFE = 60.C.(Ti/Tmax)mF.ni t Trong : c số lần ăn khớp 1vòng quay n số vòng quay phút t tổng số làm việc bánh xét Thay số Tơng tự Riêng 13 + 0,3 NHE1 = 60.1.634 .12000 = 15,62.107 > NHO1 lấy KHL1=1 NHE2 > NHO2 KHL2 =1 NHE3 > NHO3 KHL3 =1 NHE4 = 11,09.106 NHE4 < NHO4 KHL4 = N HE / N HE = 0.96 áp dụng công thức 6-1a tập [ H ] = H lim K HL SH Sơ xác định đợc [ H ] = 560 [ H ] [ H ]3 = 509( Mpa ) 1,1 = 530 = 481,8( Mpa ) 1,1 = 560 = 509( Mpa ) 1,1 [ H ] = 530 0,96 = 463,63(Mpa) 1,1 -Tính NFE =60.C.(Ti/Tmax)6.ni.tI NFE1 = 152,27.106>NFO KFL2 = Tơng tự ta có : KFL2 = KFL3 = KFL4 = -Hệ số xét đến ảnh hởng đặt tải , tải trọng đặt hai phía nên KFC = 0,7 K FC K FL Theo 6-2a [ F ] = F lim SF Sơ xác định đợc [ F ] = 560 0,7 = 224( Mpa ) 1.75 [ F ] = 530 0,7 = 212( Mpa ) 1,75 TRN DUY THC Trang đồ án môn học chi tiết máy [ F ] = 560 0,7 [ F ] = 224( Mpa ) 1.75 0,7 = 530 = 212( Mpa ) 1,75 -ứng suất tiếp xúc cho phép tải [ H ] max 1,3 = 2,8. ch1,3 = 2,8.580 = 1624( Mpa ) [ H ] max 2,4 = 2,8. ch 2,4 = 2,8.450 = 1260( Mpa ) [ F1 ] max 1,3 = 0,8. ch1,3 = 0,8.580 = 464( Mpa ) [ F ] max 2,4 = 0,8. ch 2,4 = 0,8.450 = 360( Mpa ) III Tính truyền cấp nhanh Chiều dài côn bánh côn chủ động đợc xác định theo công thức T1 K H R e = K R u + 1.3 (1 K be ).K be u.[ H ] Trong : K R hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm loại K R = 0,5.K d = 0,5.100 = 50 Mpa { } ( ) K H hệ số kể đến phân bố không dều tải trọng chiều rộng vành Bánh côn Tra bảng 6-21 K H = 1,1 K be hệ số chiều rộng vành U1=3,95>3 chọn K be = 0,25 K be u 0,25.3,95 = = 0,56 K be 0,25 Thay số R e = 50 3,95 + 1.3 47876 1,1 ( 0,25) 0,25.3,95.481,8 R e = 50.4,07.0,6842 = 139,4( mm ) 2.Xác định thông số ăn khớp Re 2.139,4 = = 68,4( mm ) Theo 6-52b : d e1 = 2 1+ u + 3,95 Tra bảng 6-22 Z p = 17 Số bánh nhỏ Z = 1,6.Z p = 1,6.17 = 27,2 lấy Z1 = 27 Đờng kính trung bình mô đun trung bình TRN DUY THC 10 Trang đồ án môn học chi tiết máy X = 0,5; Y0 = 0,22 cot g = 0,22 cot g12 = 1,035 Theo công thức 11-19 tập khả tải tĩnh Qt = X Fr + Y0 Fa = 0,5.4083,6 + 1,035.1084,6 = 3164,4( N ) > Fr Qt = 3164,4( N ) [...]... tính công nghệ chọn : d30 = d31 = 30 (mm) d33 = 45 (mm) d32 = 25 (mm) d31 = 3 III Tính mối ghép then - Then là một tiết máy tiêu chuẩn ta có thể chọn và tính then theo đờng kính trục và chiều dài may ơ Vì các trục trong đồ án này đều nằm trong hộp giảm tốc nên ta dùng then bằng Để đảm bảo tính công nghệ ta chọn then giống nhau trên cùng một trục *Trục 1 +Với d12 = 20 (mm) tra bảng 9-1a tập 1 có b... quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển động quay giữa các bánh răng ăn khớp Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng thời cả mômem uốn và mô men xoắn Mặt khác , theo yêu cầu thiết kế trục còn làm việc trong thời gian dài ( 5 năm , mỗi năm làm việc 300 ngày , mỗi ngày làm việc 8 giờ) Do những yêu cầu và đặc đi m trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hình học cao Trục còn phảI đảm bảo... định dao động Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ngời thiết kế chọn vật liệu chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công từ đó ta chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 có : b = 600 Mpa [] = 1220 (Mpa) II.Tính thiết kế trục về độ bền 1.Xác định lực tác dụng lên các bộ truyền Bỏ qua ma sát giữa các răng , bỏ qua trọng lợng bản thân và các chi tiết lắp trên trục thì lực tác dụng lên... (bảng 4.7) b = 237.1,1/2,095.4,5 = 27,65(mm) theo bảng 4.1 lấy theo trị số tiêu chuẩn b = 32 chiều rộng bánh đai lấy B = 40 (bảng 9.10) sách thiết kế chi tiết máy 4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục - theo 4.12 F0 = 0.b. = 2,25.32.4,5 = 324(N) - theo 4.13 Fr = 2.F0.sin(1/2) = 2.324.sin(167,5/2) = 644 (N) C Thiết kế trục và then i Chọn vật liệu Trục là bộ phận quan trọng trong hộp. .. từ yêu cầu công nghệ ta chọn : d20 = 25 (mm) d22 = 30 (mm) d23 = 30 (mm) d21 = 25 (mm) d21 = 3 c.Trục III Xác định khoảng cách các đoạn trục : + Khoảng cách các đoạn trục phía trong hộp giảm tốc lấy theo kích thớc trục II + Xác định lực hớng tâm Fr của khớp nối : Fr32 = 0,3.Ft23 Trong đó : Ft23 = 4382,6 Fr32 = 0,3.4382,6 = 1314,8 + Xác định phản lực tại các gối trục dựa vào sơ đồ hình vẽ IV: Phản... + 23 + 3.12 + 2.10 = 183( mm ) + Trục III + Khoảng cách phía trong hộp giảm tốc lấy theo trục II + khoảng cách đoạn trục phía ngoài lc32 = 0,5.(lm32 + b03_) + K3 + hn = 0,5.(108 + 31 ) + 15 +15 = 99,5 (mm) = l31 l32 = l22 = 59,5 (mm) l33 = l21 l22 = 183 59,5 = 123,5(mm) 4 Xác định chính xác đờng kính và chiều dài các đoạn trục a Trục 1 - dựa vào sơ đồ hình vẽ II để xác định phản lực tại các gối... ở đây lắp bánh đai lên đầu vào của trục I nên không cần quan tâm tới đờng kính trục động cơ đi n 3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và đi m đặt lực Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các đi m đặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động , chiều dài may ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ , khe hở cần thiết và các yếu tố khác Theo bảng 10-2 tập 1 ta có thể xác định đợc chiều rộng ổ lăn... máy 2.615431,1 = 86,8( Mpa ) 45.90.( 9 5,5) 2.615431,1 c = = 21,7( Mpa ) 45.90.14 d = Vậy then trên trục 3 thỏa mãn đi u kiện bền dập và uốn IV Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 1-Kiểm nghiệm truc I Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thoả mãn đi u kiện sau sj s Sj = [s] s2j + s2j Với : [s]- Hệ số an toàn cho phép , thông thờng [s]= 1,52,5 sj-... mỏi, tra bảng 10.7/1/ đợc = 0,05 , = 0 Kd , Kd Hệ số xác định theo công thức sau: K K + Kx 1 + Kx 1 Kd = ; Kd = Ky Ky Kx- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc vào phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt , tra bảng 10.8/1/ đợc Kx= 1,06 Ky Hệ số tăng bền bề mặt, với b= 600 Mpa tra bảng 10.9/1/ đợc ky= 1,9 Do bề mặt trục lắp có độ dôi và tại tiết diện nguy hiểm không có rãnh... 7,6 K d a + m 0,597.33,5 s s 55,8.7,6 = = 7,5 S= 2 2 2 2 s + s 55,8 + 7,6 s = S > [s] = 2,5 3 Nh vậy trục 1 thỏa mãn đi u kiện bền mỏi 2 Kiểm nghiệm trục 2 Thiết diện 2-2 và thiết diện 3-3 là những thiết diện nguy hiểm , có cùng đờng kính và các yếu tố tập trung ứng suất nhng tại mặt cắt 2-2 có mô men uốn lớn hơn nên ta chỉ kiểm tra cho mặt cắt 2-2 TRN DUY THC 36 Trang ) ... cho trục III 46 E Nối trục đàn hồi 50 G.Tính kết cấu vỏ hộp 52 I.Vỏ hộp .52 H Bôi trơn hộp giảm tốc .57 I Các phơng pháp bôi trơn hộp. .. công suất cần thiết , số vòng quay sơ hợp lý động điện chọn động điện: - Công suất cần thiết đợc xác định theo công thức: P P ct = t Trong đó: P ct công suất cần thiết trục động cơ(kW) P t công... .19 C Thiết kế trục then 21 i Chọn vật liệu 21 II.Tính thiết kế trục độ bền 21 c.Trục III 29 Xác định khoảng cách đoạn trục :