ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ………… o0o………… BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY GVHD: Th.S Nguyễn Văn Thạnh THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH MỤC LỤC I ĐỀ BÀI Vận tốc băng tải: Vbt = +0,78 = 1,065 (m/s) Lực vòng băng tải: Fbt = 85 + 450 =535 (N) Đường kính tang dẫn băng tải: Dbt =400 (mm) Chế độ tải trọng: tải tĩnh Thời gian làm việc: năm Số ca làm việc: ca Số ngày làm việc/năm: 250 ngày/năm ɳol = 0,99 ɳkn = 0,99 ɳbrt = 0,95 ɳbrn = 0,97 ɳđ = 0,98 II TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách Cơ sở thiết kế máy, Nguyễn Hữu Lộc, nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Sách Bài tập chi tiết máy, Nguyễn Hữu Lộc, nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Phần 1: Chọn động và phân phối tỉ số truyền • Chọn động Công suất trục công tác (tải tĩnh): (kW) Công suất cần thiết trục động cơ: Tra bảng chọn động cơ: P = 0,75 (kW) (vòng/phút) • Ubr Chọn (vòng/phút) Chọn (vòng/phút) Chọn động 4A90LA8Y3, P = 0,75 (kW), (vòng/phút) Bảng thống kê kết quả: Trục P (kW) U Động 0,67 Trục 0,65 Trục 0,62 Trục 0,58 2,31 Công tác 0,57 n(vòng/phút) T (N.mm) 705 9075,89 352,5 17609,93 117,5 50391,49 55,16 100416,97 55,16 98685,64 Phần 2: Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang (vòng/phút) Ta có: Chọn đai loại Z với bp = 8.5mm; b0 = 10mm; h = 6mm; y0 = 2,1mm; A = 47mm ; d1 = 70140mm Đường kính bánh đai nhỏ: d1 = 1,2dmin = 1,2.70 = 84 mm Theo tiêu chuẩn, ta chọn d1 = 90 mm Vận tốc đai: Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối ξ = 0.01 Đường kính bánh đai lớn: d2 = ud1(1- ξ) = 2,128.90(1- 0,01) = 189,60 mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 180 mm Tỉ số truyền: Sai lệch so với giá trị chọn trước 1% Khoảng cách trục nhỏ nhất: 2(d1 + d2) a 0,55(d1 + d2) + h 2(90 + 180) a 0,55(90 + 180) + 540 a 154,5 mm Ta chọn sơ a = 1,2d2 = 216 mm Uđ = Chiều dài tính toán đai: Theo bảng 4.3 ta chọn đai có chiều dài L = 900 mm = 0,9 m Số vòng chạy đai giây: [i] = 10-1, điều kiện thỏa Tính toán lại khoảng cách trục a: Giá trị a vãn thỏa mãn giá trị cho phép Góc ôm đai bánh đia nhỏ: Các hệ số sử dụng: - Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai: Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc: Hệ số xét đến tỉ lệ truyền: Hệ số xét đến ảnh hưởng số dây đai Cz, ta chọn sơ Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng: Cr = 0,85 Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai: Theo đồ thị, ta chọn [P0] = 0,5 kW d = 90 mm loại Z Số dây đai xác định theo công thức: Ta chọn z = đai Chiều rộng bánh đai: Lực căng đai ban đầu: Lực căng dây đai: Lực vòng có ích: Lực vòng dây đai: 100,905 N Hệ số ma sát nhỏ để truyền không bị trượt trơn (giả sử góc biên dạng bánh đai ): Lực tác dụng lên trục: Ứng suất lớn dây đai: Tuổi thọ đai xác định theo công thức: Phần 3: Tính toán thiết kế bộ truyền cấp nhanh, cấp chậm Tính thiết kế bộ truyền cấp nhanh (bánh nghiêng) T1= 17609,93 N.mm (vòng/phút) Chọn vật liệu cho bánh dẩn bánh bị dẫn thép 45 Cr cải thiện Theo bảng 6.13 bánh dẫn, ta chọn độ rắn trung bình HB1 250; bánh bị dẫn ta chọn độ rắn trung bình HB2 = 288 Vật liệu có khả chạy rà tốt Số chu kỳ làm việc sở: Thời gian sử dụng: Thời gian làm việc: năm, số ca làm việc: ca, số ngày làm việc/năm: 250 ngày/năm Số chu kỳ làm việc tương đương chế độ tải trọng tĩnh: Vì nên lấy , , nên lấy , Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh răng: Ứng suất tiếp xúc cho phép: Khi cải thiện sH = 1,1 đó: Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán: Ứng suất uốn cho phép, chọn sF = 1,75 ta có: Do bánh nằm đối xứng trục nên , chọn Theo bảng 6.4, chọn ; Khoảng cách trục truyền bánh răng: Theo tiêu chuẫn chọn Modun mn = (0,010,02) = 0,81,6 mm Theo tiêu chuẫn chịn mn = 1,5 mm Từ điều kiện 20 0, suy ra: Ta chọn z1 = 26 răng, suy số bánh bị dẫn z2 = 26.3 = 78 Góc nghiêng răng: Các thông số hình học chủ yếu truyền bánh răng: - Đường kính vòng chia: - Đường kính vòng đỉnh: - Chiều rộng vành răng: Bánh bị dẫn: Bánh dẫn: Vận tốc vành bánh răng: Theo bảng 6.3 chọn cấp xác với vgh = 3m/s Hệ số tải trọng động theo bảng 6.5, ta chọn: KHV = 1,01; KFV = 1,03 Hệ số phân bố tải trọng không răng: Tính toán kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc: Do điều kiện bền tiếp xúc thỏa Xác định số tương đương zv1 zv2: Tính hệ số YF1 YF2 theo số tương đương này: Đối với bánh dẫn: Đối với bánh bị dẫn: Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp Kiểm định độ bền uốn: Do độ bề uốn thỏa Tính thiết kế bộ truyền cấp chậm (bánh thẳng) (vòng/phút) Momen xoắn trục bánh dẫn T2 = 50391,49 N.mm Chọn vật liệu cho bánh dẫn bánh bị dẫn Chọn thép 45Cr cải thiện Đối với bánh dẫn ta chọn độ rắn trung bình HB1 = 250, bánh bị dẫn ta chọn độ rắng trung bình HB2 = 228 Vật liệu có khẳ chạy tốt Số chu kỳ làm việc sở: Số chu kỳ làm việc tương đương chế độ tải trọng tĩnh: Vì nên lấy , , nên lấy , Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc uốn bánh răng: Ứng suất tiếp xúc cho phép: Khi cải thiện sH = 1,1 đó: Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán: Ứng suất uốn cho phép, chọn sF = 1,75 ta có: Do bánh nằm đối xứng trục nên , chọn Theo bảng 6.4, chọn ; Khoảng cách trục truyền bánh răng: Theo tiêu chuẫn chọn 10 Modun m = (0,010,02) = 1,252,5 mm Theo tiêu chuẫn chọn m = 2,5 mm Tổng số răng: Số bánh dẫn: Chọn z1 = 30 răng; z2 = 70 Tỉ số truyền sau chọn số răng: Các thông số hình học chủ yếu truyền bánh răng: - Đường kính vòng chia: ; - Đường kính vòng đỉnh: - Khỏang cách trục: Chiều rộng vành răng: Bánh bị dẫn: Bánh dẫn: Vận tốc vành bánh răng: Theo bảng 6.3 chọn cấp xác với vgh = 3m/s Hệ số tải trọng động theo bảng 6.5, ta chọn: KHV = 1,03; KFV = 1,05 Kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc: Do điều kiện bền tiếp xúc thỏa Hệ số dạng YF: Đối với bánh dẫn: Đối với bánh bị dẫn: Đặc tính so sánh độ bền bánh (độ bền uốn): 11 Bánh dẫn: Bánh bị dẫn: Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh bị dẫn có độ bền thấp Ứng suất uốn tính toán: Do độ bền uống thỏa Phần 4: Tính trục Trục d2 = 120 mm T2 = 50391,49 (N.mm d3 = 75 mm Chọn vật liệu trục thép C45, chọn sơ ứng suất uốn cho phép [] = 30MPa Phân tích lực tác dụng lên trục từ chi tiết quay hệ thống truyền động: - Lực tác dụng truyền bánh 2: - Lực tác dụng truyền bánh 3: Chọn kích thước dọc trục: l = l2 + l3 + 3x + Trong đó: l2 = b2 = 32 mm (kết tính truyền bánh nghiêng), l3 = b3 = 55 mm (kết tính truyền bánh thẳng), x = 10 – khe hở bánh thành hộp giảm tốc, (theo bảng 10.2 ) 12 l = l2 + l3 + 3x + = 32 + 55 + 3.10 + 40 = 157 mm Vẽ biểu đồ momen uốn xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: - Xét mặt phẳng x0z: 13 14 Theo biểu đồ momen tiết diện nguy hiểm vị trí C Đường kính trục: Vì vị trí C có rãnh then nên ta chọn dC = 32 mm Trục T1= 17609,93 (N.mm) Chọn vật liệu trục thép C45, chọn sơ ứng suất uốn cho phép [] = 40MPa Phân tích lực tác dụng lên trục từ chi tiết quay hệ thống truyền động: - Lực tác dụng lên truyền đai: - Lực tác dụng truyền bánh răng: , , Chọn số ứng suất xoắn cho phép [] = 20 MPa Đường kính sơ trục: Theo tiêu chuẩn ta chọn dđ = 17 mm vị trí thân trục lắp ráp bánh đai Khoảng cách f chọn bảng 10.2, chọn f = 50 mm Vẽ biểu đồ momen uốn xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: 15 - Xét mặt phẳng x0z: Theo biểu đồ momen tiết diện nguy hiểm vị trí C Đường kính trục: Vì vị trí C có rãnh then nên ta chọn dC = 24 mm Vậy để đảm bao bền ta chọn đường kính trục đai dđ = 17 mm, đường kính trục bánh dC = 32 mm 16 Trục T3= 100416,97 (N.mm) Chọn vật liệu trục thép C45, chọn sơ ứng suất uốn cho phép [] = 50MPa Khoảng cách từ khớp đến hộp giảm tốc theo bảng 10.2 chọn: f = 70 mm Phân tích lực tác dụng lên trục: 17 - Lực tác dụng truyền bánh 4: , - Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3: Vẽ biểu đồ momen uốn xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: - Xét mặt phẳng x0z: Theo biểu đồ momen tiết diện nguy hiểm vị trí B Đường kính trục: Vì vị trí B có rãnh then nên ta chọn dB = 32 mm 18 Phần 5: Chọn ổ lăn Trục (vòng/phút) Phản lực ổ đỡ: 19 Ta có: Nên ta chọn ổ bi đỡ chặn Chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ 36205: C0 = 9240 N, C = 13100 N, Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: Vòng quay nên V = Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: Vì nên khả tải động tính toán: Vậy chọn cỡ nhẹ 36205 hợp lý Trục (vòng/phút) Phản lực ổ đỡ: 20 Ta có: Nên ta chọn ổ bi đỡ Chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ 204: C0 = 6,3 kN, C = 10 kN Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: Vòng quay nên V = Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ A: Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ D: không chịu tác dụng nên Vì nên khả tải động tính toán: Vậy chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ 204 hợp lý Trục (vòng/phút) Phản lực ổ đỡ: Tính toán ổ với ổ vị trí A Do không chịu tác dụng lực nên chọn ôt bi đỡ: 21 Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: Thời gian làm việc tính triệu vòng quay: Khả tải động tính toán: Chọn ổ bi đỡ cỡ siêu nhẹ, vừa 1000905: C = 5,74 kN, C0 = 3,75 kN 22 [...]... dụng lên trục từ các chi tiết quay của hệ thống truyền động: - Lực tác dụng bộ truyền bánh răng 2: - Lực tác dụng bộ truyền bánh răng 3: Chọn kích thước dọc trục: l = l2 + l3 + 3x + Trong đó: l2 = b2 = 32 mm (kết quả tính bộ truyền bánh răng nghiêng), l3 = b3 = 55 mm (kết quả tính bộ truyền bánh răng thẳng), x = 10 – khe hở giữa bánh răng và thành trong hộp giảm tốc, (theo bảng 10. 2 ) 12 l = l2 +... 55 + 3 .10 + 40 = 157 mm Vẽ biểu đồ momen uốn và xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: - Xét mặt phẳng x0z: 13 14 Theo các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí C Đường kính trục: Vì tại vị trí C có rãnh then nên ta chọn dC = 32 mm Trục 1 2 T1= 17609,93 (N.mm) Chọn vật liệu trục thép C45, và chọn sơ bộ ứng suất uốn cho phép [] = 40MPa Phân tích lực tác dụng lên trục từ các chi tiết quay...Modun răng m = (0, 010, 02) = 1,252,5 mm Theo tiêu chuẫn chọn m = 2,5 mm Tổng số răng: Số răng bánh dẫn: Chọn z1 = 30 răng; z2 = 70 răng Tỉ số truyền sau khi chọn số răng: Các thông số hình học chủ yếu bộ truyền bánh răng: - Đường kính vòng chia: ; - Đường kính vòng đỉnh: - Khỏang cách trục: Chi u rộng vành răng: Bánh bị dẫn: Bánh dẫn: Vận tốc vành bánh răng:... cách f chọn trong bảng 10. 2, chọn f = 50 mm Vẽ biểu đồ momen uốn và xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: 15 - Xét mặt phẳng x0z: Theo các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí C Đường kính trục: Vì tại vị trí C có rãnh then nên ta chọn dC = 24 mm Vậy để đảm bao bền ta chọn đường kính trục đai là dđ = 17 mm, và đường kính trục bánh răng là dC = 32 mm 16 3 Trục 3 T3= 100 416,97 (N.mm) Chọn... suất uốn cho phép [] = 50MPa Khoảng cách từ khớp nổi đến hộp giảm tốc theo bảng 10. 2 chọn: f = 70 mm Phân tích lực tác dụng lên trục: 17 - Lực tác dụng bộ truyền bánh răng 4: , - Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3: Vẽ biểu đồ momen uốn và xoắn: - Xét mặt phẳng y0z: - Xét mặt phẳng x0z: Theo các biểu đồ momen thì tiết diện nguy hiểm nhất tại vị trí B Đường kính trục: Vì tại vị trí B có rãnh... Chọn ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ 36205: C0 = 9240 N, C = 1 3100 N, Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay: Vòng trong quay nên V = 1 Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: Vì nên khả năng tải động tính toán: Vậy chọn cỡ nhẹ 36205 là hợp lý 2 Trục 2 (vòng/phút) Phản lực tại các ổ đỡ: 20 Ta có: Nên ta chọn ổ bi đỡ Chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ 204: C0 = 6,3 kN, C = 10 kN Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay:... trí A Do không chịu tác dụng của lực nên chọn ôt bi đỡ: 21 Tải trọng quy ước tác dụng lên ổ: Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay: Khả năng tải động tính toán: Chọn ổ bi đỡ cỡ siêu nhẹ, vừa 100 0905: C = 5,74 kN, C0 = 3,75 kN 22