Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

38 1.4K 9
Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI NHĨM THÀNH VIÊN :2 :NGUYỄN HOÀI SƠN 1512840 :PHẠM PHÚ HƯNG 1511404 :PHẠM HOÀNG DUY 1510494 GVHD :PGS.TS.BÙI TRỌNG HIẾU TP HCM,NGÀY 05 THÁNG 05 NĂM 2017 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU MỤC LỤC Trang PHẦN 1:CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.2 Phân phối tỉ số truyền 1.3 Bảng đặc tính PHẦN 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Thông số ban đầu 2.2 Tính tốn thiết kế 2.2.1 Chọn vật liệu đai 2.2.2 Đường kính bánh đai nhỏ 2.2.3 Đường kính bánh đai lớn 2.2.4 Khoảng cách trục 2.2.5 Chiều dài dây đai 2.2.6 Góc ơm bánh đai nhỏ 10 2.2.7 Số dây đai 10 2.2.8 Lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 11 PHẦN 3:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 13 3.1 Thông số ban đầu 13 3.2 Tính tốn thiết kế 13 3.2.1 Chọn vật liệu 13 3.2.2 Xác định ứng suất cho phép 13 3.2.3 Xác định thông số truyền 15 3.2.4 Xác định thông số ăn khớp 16 3.3 Kiểm nghiệm bánh độ bền tiếp xúc 16 3.4 Kiểm nghiệm bánh độ bần uốn 19 3.5 Kiểm nghiệm bánh độ tải 21 3.6 Bảng thơng số kích thước truyền 21 PHẦN 4:THIẾT KẾ HAI TRỤC TRONG HỘP GIẢM TỐC 22 4.1 Thông số thiết kế 22 4.2 Quy ước ký hiệu 22 4.3 Chọn vật liệu xác định sơ đường kính trục 22 4.4 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 22 4.5 Phân tích lực tác dụng lên truyền 24 4.6 Xác định lực tác dụng lên trục,đường kính đoạn trục 25 4.7 Chọn kiểm nghiệm then 30 4.8 Kiểm nghiệm trục 31 NHÓM 2 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU PHẦN 5:THIẾT KẾ HAI CẶP Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC 34 5.1 Chọn loại ổ lăn 34 5.2 Chọn cấp xác ổ lăn 34 5.3 Khả tải động 34 5.4 Chọn ổ lăn theo khả tải động 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC 37 NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU YÊU CẦU ĐỀ BÀI :  Thiết kế hệ dẫn động xích tải:  Hệ thống dẫn động xích tải bao gồm: 1-Động điện ; 2-Bộ truyền đai thang ; 3-Hộp giảm tốc bánh trụ; 4-Nối trục đàn hồi ; 5-Bộ phận công tác – xích tải  Số liệu thiết kế: - Lực vòng xích tải,F = 3000 (N) - Vận tốc xích tải,v = 3,25 (m/s) - Số rang đĩa xích tải,Z = 11 (răng) - Bước xích tải,p = 110 (mm) - Thời gian phục vụ,L = (năm) - Quay chiều,làm việc ca,tải va đập nhẹ ( năm làm 300 ngày,1 ca làm việc ) - Chế độ tải: T1=T;t1=30;T2=0.7T;t2=36 - Sai số vòng quay trục máy cơng tác so với u cầu ≤ 5%  Nội dung trình bày :  Phần 1: Chọn động điện,phân phối tỷ số truyền  Phần 2: Thiết kế truyền đai thang  Phần 3: Thiết kế truyền bánh trụ  Phần 4: Thiết kế trục hộp giảm tốc  Phần 5: Thiết kế cặp ổ lăn hộp giảm tốc NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU PHẦN : CHỌN ĐỘNG CƠ , PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động cơ: 1.1.1 Chọn hiệu suất hệ thống  Hiệu suất truyền động : 1.1  = đ.br.kn.(ol)2 = 0,95.0,96.0,992 = 0,8939  Với: đ = 0.95 : hiệu suất truyền đai - br = 0.96 : hiệu suất truyền bánh rang - kn = : hiệu suất khớp nối trục đàn hồi - ol = 0.99 : hiệu suất ổ lăn - 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết động  Công suất làm việc : 𝑃𝑙𝑣 =  Cơng suất tính tốn : 𝐹𝑡 𝑣 3000.3,25 = = 9,75 𝐾𝑤 1000 1000 𝑇1 𝑇2 ( ) ( ) 𝑡1 𝑡 + 30 + 0,72 36 √ 𝑇 𝑇 √ 𝑃𝑡đ = 𝑃𝑙𝑣 = 9,75 = 8,2836 (𝐾𝑤) 𝑡1 + 𝑡2 30 + 36  Công suất cần thiết trục động cơ: 8,2836 = 9,2668 (𝐾𝑤)  0,8939 1.1.3 Xác định số vòng quay sơ động  Số vòng quay trục cơng tác : 𝑃𝑐𝑡 = 𝑃𝑡đ = 60000 𝑣 60000.3,25 = = 161,1570 (vòng⁄𝑝ℎú𝑡 ) 𝑝 𝑧 110.11  Chọn sơ tỉ số truyền : - Của đai : Uđ = - Của bánh : Ubr = - Của hệ thống : Usb = Uđ.Ubr = 3.3 =  Số vòng quay sơ trục động cơ: 𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 𝑈𝑠𝑏 = 161,1570 = 1450,413 (vòng⁄𝑝ℎú𝑡 ) 𝑛𝑙𝑣 = NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 1.1.4 Chọn động điện  Động điện chọn phải thỏa mãn:{  Tra bảng 237 tài liệu (1) , ta chọn: Động 4A132M4Y3 { 𝑛đ𝑐 𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡 = 9,2668 𝑘𝑤 𝑛đ𝑐≈ 𝑛𝑠𝑏 = 1450,413 (vòng⁄𝑝ℎú𝑡 ) 𝑃đ𝑐 = 11 𝑘𝑤 = 1458 (𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 ) Phân phối tỉ số truyền  Tỉ số truyền chung hệ dẫn động : nđ𝒄 1458 U𝒄𝒉 = = ≈ 9,0471 𝑛𝑙𝑣 161,1570  Nên chọn : - Tỉ số truyền truyền động bánh đai Uđ = 3,0157 - Tỉ số truyền truyền động bánh rang Ubr = 1.3 Bảng đặc trị 1.3.1 Phân phối công suất trục  Trên trục 2: 1.2 𝑃2 = 𝑃𝑙𝑣 9,75 = = 9,8485 (𝑘𝑤) 𝑜𝑙 𝑘𝑛 0,99.1  Trên trục 1: 𝑃1 = 𝑃2 9,8485 = = 10,3625 (𝑘𝑤) 𝑜𝑙 𝑏𝑟 0,99.0,96  Trên trục động cơ: 𝑃đ𝑐 = 𝑃1 đ = 10,3625 = 10,9079 (𝑘𝑤) 0,95 1.3.2 Tính tốn số vòng quay trục  Trục động : 𝑛đ𝑐 = 1458 (𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 )  Trục : 𝑛1 = 𝑛đ𝑐 1458 = = 483,4698 (𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 ) 𝑈đ 3,0157  Trục : 𝑛2 = NHÓM 𝑛1 483,4698 = = 161,1566 (𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 ) 𝑈𝑏𝑟 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 1.3.3 Tính tốn moment xoắn trục  Trục động cơ: 𝑇đ𝑐 = 9,55 106 𝑃đ𝑐 10,9079 = 9,55 106 = 71447,4931 (𝑁 𝑚𝑚) 𝑛đ𝑐 1458  Trục 1: 𝑇1 = 9,55 106 𝑃1 10,3625 = 9,55 106 = 204690,9135 (𝑁 𝑚𝑚) 𝑛1 483,4698  Trục 2: 𝑇2 = 9,55 106 𝑃2 9,8485 = 9,55 106 = 583613,5473 (𝑁 𝑚𝑚) 𝑛2 161,1566 1.3.4 Bảng đặc tính Trục Động 10,9079 10,3625 9,8485 Thông số Công suất P,kw Tỉ số truyền U 3,0157 Số vòng quay n,vòng/phút 1458 483,4698 161,1566 Moment xoắn T,Nmm 71447,4931 204690,9135 583613,5473 NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU PHẦN : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Thông số ban đầu  Công suất trục bánh đai nhỏ : 𝑃 = 𝑃đ𝑐 = 10,9079 (𝑘𝑤 )  Tỷ số truyền : Uđ = 3,0157  Số vòng quay trục bánh đai nhỏ: n = nđc = 1458 (vòng/phút)  Moment xoắn trục bánh đai nhỏ: T = T đc =71447,4931 (N.mm) 2.2 Tính tốn thiết kế 2.2.1 Chọn loại đai:  Từ thông số bánh đai nhỏ: { 𝑃 = 10,9079 (𝑘𝑤) 𝑛 = 1458 (𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡 )  Tra bảng 4.22 trang 167 tài liệu (3),chọn đai loại B với thông số : - Bp = 14 mm ; Bo=17 mm ; h=10,5 mm ; yo=4 mm ; A=138 mm2 Chiều dài đai L=800÷6300(mm) ; T1=40÷190(Nmm) ; d1min=140÷280(mm) H=16 ; ℎ0 =4,2 ; t=19 ; e=12,5 2.2.2 Đường kính bánh đai nhỏ d1  Đường kính bánh đai nhỏ nên chọn khoảng đường kính nhỏ nên dùng d1min=140÷280  ta chọn d1 = 200 ( mm )  Vận tốc bánh đai nhỏ : 𝑣= 𝜋𝑑1 𝑛 𝜋 200.1458 = = 15,2681 < 25 (𝑚⁄𝑠) 60000 60000  Thỏa điều kiện đai thang thường 2.2.3 Đường kính bánh đai lớn d2  Tỷ số truyền truyền động đai thang tính theo cơng thức: 𝑈đ = 𝑑2 ↔ 𝑑2 = 𝑈đ (1 − 𝜀)𝑑1 (1 − 𝜀)𝑑1  Trong đó: - 𝜀 hệ số trượt tương đối,chọn 𝜀 = 0,02 - 𝑈đ = 3,0157 NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  𝑑2 = 3,0157 (1 − 0,02) 200 = 591,0772 (𝑚𝑚)  chọn d2 : d2 = 590 (mm)  Tính lại tỷ số truyền: 𝑈đ = 𝑑2 590 = = 3,0102 (1 − 𝜀)𝑑1 (1 − 0,02) 200  Sai số so với tỷ số truyền ban đầu %∆𝑈 = 3,0157 − 3,0102 = 0,18% 3,0157  Sai số chấp nhận 2.2.4 Tính tốn sơ khoảng cách trục a  Trị số a tính cần thỏa mãn điều kiện sau: 0,55(𝑑1 + 𝑑2 ) + ℎ ≤ 𝑎 ≤ 2(𝑑1 + 𝑑2 )  Suy ra: 0,55(200 + 590) + 10,5 ≤ 𝑎 ≤ 2(200 + 590) 445(𝑚𝑚) ≤ 𝑎 ≤ 1580(𝑚𝑚)  Tra bảng 4.14 trang 60 tài liệu (1) , ta có: { 𝑈đ = 3,0157  𝑎 ≈ 𝑑2 = 590 (𝑚𝑚) 𝑑2 = 590 2.2.5 Chiều dài tính tốn dây đai  Chiều dài L dây đai tính theo cơng thức: 𝑑1 + 𝑑2 (𝑑2 − 𝑑1 )2 𝐿 = 2𝑎 + 𝜋 + 4𝑎 200 + 590 (590 − 200)2 → 𝐿 = 2.590 + 𝜋 + = 2485,3783 (𝑚𝑚) 4.590  Tra bảng 4.23 trang 65 tài liệu (1),chọn L tiêu chuẩn: L=2240(mm)  Kiểm nghiệm lại chiều dài đai L: 𝑖= 𝑣 15,2681 103 = = 6,8161 ≤ 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 10 𝐿 2240  Thỏa điều kiện kiểm nghiệm  Tính lại xác khoảng cách trục a: 𝜆 + √𝜆2 − 8Δ2 𝑎= NHÓM BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Trong đó: 𝜆 =𝐿−𝜋 𝑑1 + 𝑑2 200 + 590 = 2240 − 𝜋 = 999,0709 2 ∆= 𝑑2 − 𝑑1 590 − 200 = = 195(𝑚𝑚) 2  Vậy : 999,0709 + √999,07092 − 8.1952 𝑎= = 458,0257(𝑚𝑚) 2.2.6 Góc ơm đai bánh đai nhỏ  Giá trị α1 tính theo cơng thức: 𝛼1 = 180 − (𝑑2 − 𝑑1 ) 57 (590 − 200) 57 = 180 − = 131,46560 𝑎 458,0257  Ta thấy, α1 ≥ α1min=1200 thỏa điều kiện yêu cầu 2.2.7 Tính số day đai  Số dây đai z xác định : 𝑧≥ 𝑃 [𝑃0 ] 𝐶  Trong đó:  P = 10,9079 (kw) : công suất trục bánh đai nhỏ  [P0] (kw) công suất cho phép,xác định thực nghiệm.Tra bảng 4.8 trang 162 tài liệu (3) Đ𝑎𝑖 𝑙𝑜ạ𝑖 𝐵 { 𝑑1 = 200(𝑚𝑚) → [𝑃0 ] = 5,1293(𝑘𝑤) 𝑣 = 15,2681 (𝑚⁄𝑠)  C=Cα.Cu.CL.Cz.Cv.Cr - Cα=1,24(1-e-α1/110)= 1,24(1-e-131,4656/110)=0,8647 : Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm đai - Cu=1,14 (do Uđ=3,0157) : hệ số xét đến ảnh hưởng tỷ số truyền U NHÓM 6 CL = √𝐿⁄𝐿 = √2240⁄2240 = : hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai L Cz=0,9 : hệ số xét đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng dây đai Cv=1-0,05(0,01v2-1)= 1-0,05(0,01 15,26812-1)=0,9334 : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc Cr=0,9 : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng 10 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 4.5 Phân tích lực tác dụng lên truyền :  Lực vòng bánh răng: 𝐹𝑡1 = 𝐹𝑡2 = 2𝑇1 2.204690,9135 = = 4548,6869(𝑁) 𝑑1 90  Lực hướng tâm bánh : 𝐹𝑟1 = 𝐹𝑟2 = 𝐹𝑡1 tan 𝛼𝑡𝑤 4548,6869 tan(20,6324) = = 1771,7329(𝑁) cos 𝛽 cos(14,8351)  Lực dọc trục bánh : 𝐹𝑎1 = 𝐹𝑎2 = 𝐹𝑡1 tan 𝛽 = 4548,6869 tan(14,8351) = 1204,7965(𝑁)  Lực truyển :  Lực truyền đai tác động lên trục : (𝐹đ𝑎𝑖 = 𝐹𝑟đ ) 𝛼1 𝐹𝑟đ = 2𝐹0 zsin ( ) 131,4656 ) = 1401,9678 (𝑁) = 256,3091 sin (  Lực khớp nối tác động lên trục : 𝐹𝑘𝑛 = (0,2 ÷ 0,3 ) 𝑇2 2.583613,5473 = (0,2 ÷ 0,3 ) 𝐷0 160 = (1459,0339 ÷ 2188,5508 ) (N)  Ta chọn Fkn = 1823,7923 (N)  Sơ đồ phân tích lực bánh trục :  Trục :  Trục : NHÓM 24 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 4.6 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính đoạn trục : 4.6.1 Trục :  Phản lực gối đỡ: ∑ 𝐹𝑥 = ↔ 𝑅𝐴𝑥 + 𝑅𝐶𝑥 = 𝐹𝑡1 + 𝐹𝑟đ ∑ 𝐹𝑦 = ↔ 𝑅𝐴𝑦 + 𝑅𝐶𝑦 = 𝐹𝑟1 ∑ 𝑀𝑥⁄𝐴 = ↔ 𝑅𝐶𝑦 121 = −𝐹𝑎1 𝑑1 +𝐹𝑟1 60,5 {∑ 𝑀𝑦⁄𝐴 = ↔ 𝑅𝐶𝑥 121 = 𝐹𝑡1 60,5 + 𝐹𝑟đ 195  Thay giá trị lực vừa tìm mục 4.5,ta tìm phản lực gối đỡ sau: 𝑅𝐴𝑥 = 1416,9416(𝑁) 𝑅𝐴𝑦 = 1333,9313(𝑁) 𝑅𝐶𝑥 = 4533,7131(𝑁) {𝑅𝐶𝑦 = 437,8016(𝑁)  Moment tương đương mặt cắt:  Có lắp bánh dẫn 𝐵 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐵𝑥 + 𝑀𝐵𝑦 + 0,75𝑀𝐵𝑧 = √80702,84372 + 85724,96682 + 0,75 204690,91352 = 212803,892(𝑁𝑚𝑚)  Có lắp gối đỡ 𝐶 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐶𝑥 + 𝑀𝐶𝑦 + 0,75𝑀𝐶𝑧 = √02 + 103745,62992 + 0,75 204690,91352 = 205394,5795(𝑁𝑚𝑚)  Có lắp bánh đai 𝐷 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐷𝑥 + 𝑀𝐷𝑦 + 0,75𝑀𝐷𝑧 = √02 + 02 + 0,75 204690,91352 = 177267,531(𝑁𝑚𝑚) NHÓM 25 BTL CHI TIẾT MÁY NHÓM ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 26 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Đường kính trục mặt cắt (do đường kính sơ d1 = 45mm,tra bảng 10.5 trang 195 tài liệu (1),ta chọn []=54,25 (MPa) )  Có lắp bánh dẫn 𝑑𝐵 ≥ √ 𝐵 212803,892 𝑀𝑡đ =√ = 33,9776(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 54,25 Do có rãnh then nên đường kính tối thiểu phải bằng: dB+5%dB = 35,6765(mm)  Chọn theo tiêu chuẩn d = 40 (mm)  Có lắp gối đỡ 𝐶 205394,5795 𝑀𝑡đ 𝑑𝐶 ≥ √ =√ = 33,5786(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 54,25  Chọn theo tiêu chuẩn d = 35 (mm)  Có lắp bánh đai 𝐷 177267,531 𝑀𝑡đ 𝑑𝐷 ≥ √ =√ = 31,9700(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 54,25  Chọn theo tiêu chuẩn d = 32 (mm) NHÓM 27 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 4.6.2 Trục 2:  Phản lực gối đỡ: ∑ 𝐹𝑥 = ↔ −𝑅𝐵𝑥 + 𝑅𝐷𝑥 = 𝐹𝑡2 − 𝐹𝑘𝑛 ∑ 𝐹𝑦 = ↔ −𝑅𝐵𝑦 + 𝑅𝐷𝑦 = 𝐹𝑟2 ∑ 𝑀𝑥⁄𝐵 = ↔ 𝑅𝐷𝑦 121 = 𝐹𝑎2 𝑑2 +𝐹𝑟2 60,5 { ∑ 𝑀𝑦⁄𝐵 = ↔ 𝑅𝐷𝑥 121 = 𝐹𝑡2 60,5 + 𝐹𝑘𝑛 88,5  Thay giá trị lực vừa tìm mục 4.5,ta tìm phản lực gối đỡ sau: 𝑅𝐵𝑥 = 883,3796(𝑁) 𝑅𝐵𝑦 = 458,328(𝑁) 𝑅𝐷𝑥 = 3608,2742(𝑁) {𝑅𝐷𝑦 = 2230,0609(𝑁)  Moment tương đương mặt cắt:  Có lắp bánh bị dẫn 𝐶 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐶𝑥 + 𝑀𝐶𝑦 + 0,75𝑀𝐶𝑧 = √134918,68452 + 218300,58912 + 0,75 583613,57432 = 566843,7189(𝑁𝑚𝑚)  Có lắp gối đỡ 𝐵 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐵𝑥 + 𝑀𝐵𝑦 + 0,75𝑀𝐵𝑧 = √02 + 161405,61862 + 0,75 583613,57432 = 530570,8028(𝑁𝑚𝑚)  Có lắp khớp nối trục vòng đàn hồi 𝐴 𝑀𝑡đ = √𝑀𝐴𝑥 + 𝑀𝐴𝑦 + 0,75𝑀𝐴𝑧 = √02 + 02 + 0,75 583613,57432 = 505424,1813(𝑁𝑚𝑚) NHÓM 28 BTL CHI TIẾT MÁY NHÓM ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 29 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Đường kính trục mặt cắt (do đường kính sơ d2 = 50mm,tra bảng 10.5 trang 195 tài liệu (1),ta chọn []=50 (MPa) )  Có lắp bánh bị dẫn 𝑑𝐶 ≥ √ 𝐶 566843,7189 𝑀𝑡đ =√ = 48,3984(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 50 Do có rãnh then nên đường kính tối thiểu phải : dC+5%dC = 50,8183(mm)  Chọn theo tiêu chuẩn d = 60 (mm)  Có lắp gối đỡ 𝐵 530570,8028 𝑀𝑡đ 𝑑𝐵 ≥ √ =√ = 47,3432(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 50  Chọn theo tiêu chuẩn d = 55 (mm)  Có lắp khớp nối trục đàn hồi 𝐴 505424,1813 𝑀𝑡đ 𝑑𝐴 ≥ √ =√ = 46,5831(𝑚𝑚) 0,1 [𝜎] 0,1 50  Chọn theo tiêu chuẩn d = 50 (mm) 4.7 Chọn kiểm nghiệm then  Dựa bảng 9.1a trang 173 tài liệu (1),chọn kích thước then bh theo tiết diện trục  Chọn chiều dài lt then theo tiêu chuẩn,nhỏ chiều dài mayơ 5÷10(mm)  Kiểm nghiệm then theo độ bền dập độ bền cắt then 𝜎𝑑 = 2𝑇 ≤ [𝜎𝑑 ] 𝑑𝑙𝑡 (ℎ − 𝑡1 ) 𝜏𝑐 = 2𝑇 ≤ [𝜏 𝑐 ] 𝑑𝑙𝑡 𝑏  Trong đó: - [d] =100(MPa) ứng suất dập cho phép,tra bảng 9.5 trang 178TT - [c] = 40÷60(MPa) ứng suất cắt cho phép NHĨM 30 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Bảng thông số kiểm nghiệm then Trục Đường Tiết lm kính diện 40 B 60 I 32 D 63 II t1 d c lt b h T 50 12 56 10 76,1499 22,8449 204690,9135 5,5 81,8763 17,0576 60 C 60 50 18 11 97,2689 21,6153 50 A 90 80 25 14 58,3614 11,6722 583613,5473  Các mặt cắt thỏa điều kiện bền dập điều kiện bền cắt 4.8 Kiểm nghiệm trục 4.8.1 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi  Kết cấu trục đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiệm thỏa mãn điều kiện sau: 𝑠𝜎𝑗 𝑠𝜏𝑗 𝑠𝑗 = ≥ [𝑠 ] 2 + 𝜎𝜏𝑗 √𝑠𝜎𝑗  Trong đó: - [s] hệ số an tồn cho phép,thơng thường [s]=1,5 2,5 (khi cần tăng độ cứng [s]=2,5 3,như khơng cần kiệm nghiệm độ cứng trục) - sj sj hệ số an tồn tính riêng ứng suất pháp hệ số an tồn tính riêng ứng suất tiếp tiết diện j: 𝑠𝜎𝑗 = 𝜎−1 𝐾𝜎𝑑𝑗 𝜎𝑎𝑗 + 𝜓𝜎 𝜎𝑚𝑗 𝑠𝜏𝑗 = 𝜏−1 𝐾𝜏𝑑𝑗 𝜏𝑎𝑗 + 𝜓𝜏 𝜏𝑚𝑗 - -1 -1 giới hạn mỏi uốn xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.có thể lấy: 𝜎−1 = 0,436𝜎𝑏 = 0,436.600 = 216,6(𝑀𝑃𝑎) 𝜏−1 = 0,58𝜎−1 = 0,58.216,6 = 125,628(𝑀𝑃𝑎) - aj , mj , aj , mj biện độ trị số trung bình ứng suất pháp ứng suất tiếp tiết diện j NHÓM 31 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 𝜎𝑚𝑎𝑥𝑗 − 𝜎𝑚𝑖𝑛𝑗 𝜎𝑚𝑎𝑥𝑗 + 𝜎𝑚𝑖𝑛𝑗 = 𝜎𝑎𝑗 = 𝜎𝑚𝑗  Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng,do đó: 𝜎𝑚𝑗 = ; 𝜎𝑎𝑗 = 𝜎𝑚𝑎𝑥𝑗 = 𝑀𝑗 𝑊𝑗  Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động,do đó: 𝜏𝑚𝑗 = 𝜏𝑎𝑗 = 𝜏𝑚𝑎𝑥𝑗 𝑇𝑗 = 2𝑊𝑜𝑗 Với Wj Woj moment cản uốn moment cản xoắn tiết diện j trục,được xác định theo bảng 10.6 trang 196 tài liệu (1),Mj moment tương đương tiết diện j - Kdj Kdj hệ số xác định theo công thức: 𝐾𝜎𝑑𝑗 𝐾𝜎 + 𝐾𝑥 − 𝜀𝜎 = 𝐾𝑦 ; 𝐾𝜏𝑑𝑗 𝐾𝜏 + 𝐾𝑥 − 𝜀𝜏 = 𝐾𝑦  Kx hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp gia công,tra bảng 10.8 trang 197 tài liệu (1) ,ta chọn: 𝐾𝑥 = 1,06  Ky hệ số tăng bề mặt trục,phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt,cơ tính vật liệu,tra bảng 10.9 trang 197 tài liệu (1),ta chọn: 𝐾𝑦 = 2,4    hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi,trị số cho bảng 10.10 trang 198 tài liệu (1)  K K hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn,tra bảng 10.12 trang 199 tài liệu (1),ta chọn: 𝐾𝜎 = 1,76 ; 𝐾𝜏 = 1,54 -   hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi,tra bảng 10.7 trang 197 tài liệu (1) , ta chọn: 𝜓𝜎 = 0,05 NHÓM ; 𝜓𝜏 = 32 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Kết tính tốn hệ số an toàn tiết diện: Trục I II  d  Kdj Kdj 40 0,85 0,78 0,8878 35 0,865 0,795 0,8728 32 0,874 0,804 0,8641 60 0,83 0,745 0,9085 55 0,7975 0,7525 0,9445 50 0,81 0,76 0,9304 aj aj=mj sj sj sj 0,8477 22,2092 8,8348 10,9853 16,7744 9,1899 0,8321 24,6471 12,1572 10,0688 12,4187 7,8211 0,8231 0.0000 34,9037 4,4767 0,8863 14,0569 14,7892 16,9607 9,5843 8,3442 0,8777 9,8817 17,8652 23,2073 8,0118 7,5732 0,7575 0.0000 28,1105 5,8998 -  Theo kết tính tốn ,ta thấy tất hệ số an tồn tiết diện trục thỏa mãn điều kiện kiểm nghiệm,các giá trị tìm lớn khoảng [s]=2,5 3,do khơng cần kiểm nghiệm độ cứng trục 4.8.2 Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh  Điều kiện kiểm nghiệm 𝜎𝑡𝑑 = √𝜎 + 3𝜏 ≤ [𝜎]  Trong đó: 𝜎= 𝑀𝑚𝑎𝑥 0,1𝑑 𝜏= 𝑇𝑚𝑎𝑥 0,1𝑑 [𝜎] ≅ 0,8𝜎𝑐ℎ = 0,8.340 = 272(𝑀𝑃𝑎)  Kết tính tốn td tiết diện: Trục I II d 40 35 30 60 55 50 Mmax 117735,8013 103745,6299 256628,5226 161405,6186 Tmax 204690,9135 204690,9135 204690,9135 583613,5473 583613,5473 583613,5473  18,3962 24,1972 11,8809 9,7013  31,9829 47,7413 75,8114 27,0192 37,0782 46,6891 td 58,3708 86,1579 131,3091 48,2832 64,9499 80,8679  Tất giá trị td tìm thỏa điều kiện kiệm nghiệm NHÓM 33 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU PHẦN : THIẾT KẾ HAI CẶP Ổ LĂN CHO HỘP GIẢM TỐC 5.1 Chọn loại ổ lăn  Tại gối đỡ trục 1:  Lực dọc trục: 𝐹𝑎 = 𝐹𝑎1 = 1204,7965(𝑁)  Lực hường tâm: 2 𝐹𝑟 = √𝑅𝐶𝑥 + 𝑅𝐶𝑦 = √4533,71312 + 437,80162 = 4554,8024(𝑁)  Tỉ số : 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,2645 < 0,3 𝐹𝑟 4554,8024  Chọn ổ bi đỡ dãy  Tại gối đỡ trục 2:  Lực dọc trục: 𝐹𝑎 = 𝐹𝑎2 = 1204,7965(𝑁)  Lực hướng tâm: 2 𝐹𝑟 = √𝑅𝐷𝑥 + 𝑅𝐷𝑦 = √3608,27422 + 2230,06092 = 4241,7938(𝑁)  Tỉ số : 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,2840 < 0,3 𝐹𝑟 4241,7938  Chọn ổ bi đỡ dãy 5.2 Chọn cấp xác ổ lăn  Do trục cần lắp ổ lăn trục hộp giảm tốc nên ta chọn ổ lăn có:  Cấp xác :  Độ đảo hướng tâm,m : 20  Giá thành tương đối : 5.3 Khả tải động  Khả tải động Cd tính theo cơng thức: 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 NHÓM 34 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Trong đó: - Q tải trọng động quy ước,kN  Đối với ổ bi đỡ,tải trọng động tính theo cơng thức: 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝐾𝑡 𝐾𝑑 Với:  V hệ số kể đến vòng quay,vòng quay V=1  Kt hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ,Kt=1  Kd hệ số kể đến đặc tính tải trọng,tra bảng 11.3 trang 215 tài liệu (1) ,chọn Kd=1  X hệ số tải trọng hướng tâm  Y hệ số tải trọng dọc trục - L tuồi thọ tính triệu vòng quay 𝐿= 60 𝑛 𝐿ℎ 106 - m bậc đường cong mỏi thử ổ lăn,m=3 ổ bi - Lh tuổi thọ ổ tính : Lh = 24000 5.4 Chọn kích thước ổ lăn theo khả tải động  Trục 1:  Do đường kính tiết diện lắp ổ lăn d=35(mm),nên chọn ổ bảng sau: Kí hiệu ổ C , kN C0 , kN Cỡ đặc biệt nhẹ 107 12,5 8,66 Cỡ nhẹ 207 20,1 13,9 Cỡ trung 307 26,2 17,9 Cỡ nặng 407 43,6 31,9  Giả sử chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nặng 407,ta có: 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,0378 𝐶0 31900 → 𝑒 = 0,234 < 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,2645 𝑉𝐹𝑟 4554,8024 Dựa vào bảng 11.4 trang 215 tài liệu (1),ta chọn X=0,56 nội suy giá trị Y=1,892  Tải trọng động có giá trị: 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝐾𝑡 𝐾𝑑 = (0,56 4554,8024 + 1,892 1204,7965) 1.1 = 4830,1643(𝑘𝑁) NHÓM 35 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU  Tuổi thọ tính triệu vòng quay: 𝐿= 60 𝑛1 𝐿ℎ 60 483,4698 24000 = = 696,1965(𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 106 106  Kiểm tra lại khả tải động: 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 = 4830,1643 √696,1965 = 42,8094(𝑘𝑁) < 𝐶 = 43,6(𝑘𝑁)  Ổ bi đỡ chọn phù hợp  Trục 2:  Do đường kính tiết diện lắp ổ lăn d=55(mm),nên chọn ổ bảng sau: Kí hiệu ổ C , kN C0 , kN Cỡ đặc biệt nhẹ 111 22,2 17,3 Cỡ nhẹ 211 34 25,6 Cỡ trung 311 56 42,6 Cỡ nặng 411 78,7 63  Giả sử chọn ổ bi đỡ dãy cỡ trung 311,ta có: 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,0283 𝐶0 42600 → 𝑒 = 0,2204 < 𝐹𝑎 1204,7965 = = 0,284 𝑉𝐹𝑟 4241,7938 Dựa vào bảng 11.4 trang 215 ,ta chọn X=0,56 nội suy giá trị Y=1,96  Tải trọng động có giá trị: 𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎 )𝐾𝑡 𝐾𝑑 = (0,56 4241,7938 + 1,96 1204,7965) 1.1 = 4736,8057(𝑘𝑁)  Tuổi thọ tính triệu vòng quay: 𝐿= 60 𝑛2 𝐿ℎ 60 161,1566 24000 = = 232,0655(𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) 106 106  Kiểm tra lại khả tải động: 𝑚 𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿 = 4736,8057 √232,0655 = 29108,6746(𝑘𝑁) < 𝐶 = 56(𝑘𝑁)  Ổ bi đỡ chọn phù hợp NHÓM 36 BTL CHI TIẾT MÁY ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất,Lê Văn Uyển,Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập 1,NXB Giáo Dục Việt Nam,2016 Trịnh Chất,Lê Văn Uyển,Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập 2,NXB Giáo Dục Việt Nam,2016 Nguyễn Hữu Lộc, Giáo trình sở thiết kế máy,NXB Đại học Quốc gia TPHCM,2016 PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC TÊN MSSV NGUYỄN HOÀI SƠN 1512840 PHẠM PHÚ HƯNG 1511404 PHẠM HOÀNG DUY 1510494 NHĨM CƠNG VIỆC Tính tốn: Phần 2: Thiết kế truyền đai thang Phần 3: Thiết kế truyền bánh trụ Phần 4: Thiết kế trục hộp giảm tốc Tổng hợp , làm file thuyết minh Vẽ mô 3D hộp giảm tốc Vẽ vẽ chi tiết trục Phần 2: thiết kế truyền đai thang Phần 1: chọn động cơ,phân phối tỉ số truyền Phần 5:thiết kế cặp ổ lăn hộp giảm tốc Vẽ vẽ lắp 37 BTL CHI TIẾT MÁY NHÓM ĐỀ SỐ – PHƯƠNG ÁN GVHD : BÙI TRỌNG HIẾU 38 ... 446,7049 10 6 (

Ngày đăng: 05/11/2017, 14:06

Hình ảnh liên quan

 Tra bảng 237 tài liệu (1),ta chọn: - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

ra.

bảng 237 tài liệu (1),ta chọn: Xem tại trang 6 của tài liệu.
1.3.4. Bảng đặc tính - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

1.3.4..

Bảng đặc tính Xem tại trang 7 của tài liệu.
 [P0] (kw) là công suất cho phép,xác định bằng thực nghiệm.Tra bảng 4.8 - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp
] (kw) là công suất cho phép,xác định bằng thực nghiệm.Tra bảng 4.8 Xem tại trang 10 của tài liệu.
 Bảng kết quả tính toán bộ truyền đai: - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

Bảng k.

ết quả tính toán bộ truyền đai: Xem tại trang 12 của tài liệu.
 Với b là góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở: - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

i.

b là góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở: Xem tại trang 17 của tài liệu.
 Tra bảng 6.13 và 6.14 trang 106 tài liệu (1),chọn cấp chính xác là 9 và - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

ra.

bảng 6.13 và 6.14 trang 106 tài liệu (1),chọn cấp chính xác là 9 và Xem tại trang 18 của tài liệu.
ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14 trang 106 tài liệu (1) chọn KFα=1,37 - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

n.

khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14 trang 106 tài liệu (1) chọn KFα=1,37 Xem tại trang 19 của tài liệu.
3.6. Bảng thông số và kích thước bộ truyền. - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

3.6..

Bảng thông số và kích thước bộ truyền Xem tại trang 21 của tài liệu.
 Tra bảng 10.2 tài liệu (1) ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn theo - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

ra.

bảng 10.2 tài liệu (1) ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn theo Xem tại trang 22 của tài liệu.
 Đường kính trục tại mặt cắt (do đường kính sơ bộ d 2= 50mm,tra bảng 10.5 - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

ng.

kính trục tại mặt cắt (do đường kính sơ bộ d 2= 50mm,tra bảng 10.5 Xem tại trang 30 của tài liệu.
 Bảng thông số và kiểm nghiệm then - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

Bảng th.

ông số và kiểm nghiệm then Xem tại trang 31 của tài liệu.
của trục,được xác định theo bảng 10.6 trang 196 tài liệu (1),Mj là - Thiết kế bộ truyền đai, hộp giảm tốc bánh răng 1 cấp

c.

ủa trục,được xác định theo bảng 10.6 trang 196 tài liệu (1),Mj là Xem tại trang 32 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan