i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf ·...

25
Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến SVTH: Nguyễn Phúc Trải 1 Lớp: 11N LỜI NÓI ĐẦU Tính toán thiết kế dẫn động cơ khí là nội dung quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư. Với em là một sinh viên khoa nhiệt, đồ án môn học Chi tiết máy là môn giúp em học sinh hệ thống hóa lại kiến thức của các môn học như: Cơ sở thiết kế máy, sức bền vật liệu, vẽ kĩ thuật…. Đồng thời giúp sinh viên có kĩ năng về làm đồ án hỗ trợ cho việc làm đồ án tốt nghiệp sau này. Nhiệm vụ được giao là thiết kế hệ dẫn động cơ khí gồm có: Hộp giảm tốc khai triển có 2 cặp bánh răng trụ răng thẳng, tính chọn động cơ điện và bộ truyền đai dẹt. Yêu cầu có bản thuyết minh và bản vẽ lắp hộp giảm tốc được vẽ trên giấy A 0 . Do lần đầu tiên làm quen với thiết kế và phải thực hiện một khối lượng kiến thức tổng hợp, tuy đã cố gắng tham khảo các sách và tài liệu có liên quan, cùng bài giảng của các thầy cô và sự nỗ lực của bản thân nhưng em vẫn không thể tránh được những sai sót. Vậy kính mong quý thầy cô giáo giúp đỡ em, chỉ bảo thêm cho em để em có thể nắm vững hơn kiến thức mà mình học được Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô thầy giáo bộ môn, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Yến đã giúp đỡ chỉ bảo tận tình cho em hoàn thành đồ án này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày….tháng….năm 2014 Sinh viên thực hiện đồ án Nguyễn Phúc Trải

Upload: others

Post on 08-Feb-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 1 Lớp: 11N

LỜI NÓI ĐẦUTính toán thiết kế dẫn động cơ khí là nội dung quan trọng trong chương trình

đào tạo kỹ sư. Với em là một sinh viên khoa nhiệt, đồ án môn học Chi tiết máylà môn giúp em học sinh hệ thống hóa lại kiến thức của các môn học như: Cơ sởthiết kế máy, sức bền vật liệu, vẽ kĩ thuật…. Đồng thời giúp sinh viên có kĩ năngvề làm đồ án hỗ trợ cho việc làm đồ án tốt nghiệp sau này.Nhiệm vụ được giao là thiết kế hệ dẫn động cơ khí gồm có: Hộp giảm tốc khai

triển có 2 cặp bánh răng trụ răng thẳng, tính chọn động cơ điện và bộ truyền đaidẹt. Yêu cầu có bản thuyết minh và bản vẽ lắp hộp giảm tốc được vẽ trên giấyA�0.

Do lần đầu tiên làm quen với thiết kế và phải thực hiện một khối lượng kiếnthức tổng hợp, tuy đã cố gắng tham khảo các sách và tài liệu có liên quan, cùngbài giảng của các thầy cô và sự nỗ lực của bản thân nhưng em vẫn không thểtránh được những sai sót. Vậy kính mong quý thầy cô giáo giúp đỡ em, chỉ bảothêm cho em để em có thể nắm vững hơn kiến thức mà mình học đượcCuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô thầy giáo bộ môn, đặc

biệt là thầy Nguyễn Văn Yến đã giúp đỡ chỉ bảo tận tình cho em hoàn thành đồán này.Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày….tháng….năm 2014Sinh viên thực hiện đồ án

Nguyễn Phúc Trải

Page 2: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 2 Lớp: 11N

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................ 1MỤC LỤC.............................................................................................................. 2Phần 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN............2

1.1 Chọn động cơ điện:.................................................................................... 2Hiệu suất chung toàn hệ thống.........................................................................21.1.1 Xác định sơ bộ số vòng quay:............................................................. 3

1.2 Phân phối tỷ số truyền, số vòng quay và momen xoắn:............................31.2.1 Tỷ số truyền chung của hệ thống........................................................ 31.2.2 Tính toán số vòng quay trên các trục:................................................. 31.2.3 Momen xoắn và công suất trên trục:................................................... 31.2.4 Bảng số liệu:........................................................................................ 4

Phần 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN...................................... 42.1 Bộ truyền đai dẹt:.......................................................................................4

Bảng thông số:..................................................................................................62.2 Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc:..................................................... 6

Phần 3: TÍNH THIẾT KẾ TRỤC...................................................................... 133.1 Chọn vật liệu chế tạo trục:.......................................................................... 133.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục:.......................................................... 133.3 Xác định sơ bộ đường kính các trục và bề rộng ổ lăn:...............................133.4 Xác đinh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:............................133.5 Tính trục I:...................................................................................................143.6 Tính trục II:................................................................................................. 173.7 Tính trục III:................................................................................................ 19Phần 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN........................................................................... 21

4.1 Tính chọn ổ lăn cho trục I:....................................................................214.2 Tính chọn ổ lăn cho trục II:.................................................................. 224.3 Tính chọn ổ lăn cho trục III:.................................................................224.4 Bôi trơn ổ lăn:....................................................................................... 234.5 Bôi trơn ổ lăn:....................................................................................... 23

Phần 5: THIẾT KẾ THÂN MÁY VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC....................... 23

Page 3: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 3 Lớp: 11N

Phần 1:CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐTRUYỀN

1.1 Chọn động cơ điện:

Hiệu suất chung toàn hệ thống2 3. .ch br ol d = 0,972.0,993.0,96 = 0,87 Trong đó:

br - là hiệu suất của một cặp bánh rang trụ br =0,97.ol - là hiệu suất của một cặp ổ lăn ol =0,99.d - là hiệu suất của bộ truyền đai dẹt d =0.96.

Công suất cần thiết trên trục động cơ: 3 7,2 8,30,81ct

ch

PP

(kw).

1.1.1 Xác định sơ bộ số vòng quay:Chọn tỷ số truyền sơ bộ của hộp giảm tốc 2 cấp khai triển uh=14. Bộ truyềnngoài – bộ truyền đai dẹt: uđ=2.Uch=uh.ud=14.2=28Số vòng quay sơ bộ của động cơ:Nđc=uch.n3=28.44=1232 (vòng /phút).Chọn động cơ: Tra bảng phụ lục 1. Bảng P.12 sách tính toán thiết kế dẫn độngcơ khí ta được động cơ sau:

Tên động cơ Công suất (kw) Số vòng quay(vòng/phút)

max

min

TT Hiệu suất

DK-62-4 P=10 1460 2,3 Cosφ =0,88

1.2 Phân phối tỷ số truyền, số vòng quay và momen xoắn:

1.2.1 Tỷ số truyền chung của hệ thống:3

1460 3344

dcch

nin

Chọn ih=14,433 2,3

14,4ch

dh

iii

Ih=in.ic mà in=1,2ich nên ich=3,6 và in=4.

1.2.2 Tính toán số vòng quay trên các trục:

1

12

23

1460 635( / )2,3

635 159( / )4159 44( / )3,6

dc

d

n

ch

nn v pinn v pinn v pn

Page 4: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 4 Lớp: 11N

1.2.3 Momen xoắn và công suất trên trục:

Công suất:P1=Pđc.ηđ.ηol=8,3.0,96.0,99=7,9 (kw).

P2=P1.ηol.ηbr=7,9.0,97.0,99=7,6 (kw).

P3=P2.ηol. ηbr=7,6.0,97.0,99=7,2 (kw).

Momen xoắn:

3

3

3

1

3

2

3

3

9550. .10

95550.8,3.10 54291 .1460

9550.7,9.10 118811 .635

9550.7, 6.10 456478 .159

9550.7, 2.10 1562727 .44

dc

NTn

T N mm

T N mm

T N mm

T N mm

1.2.4 Bảng số liệu:

Trục

Động cơ I II III

Tỷ số truyền u ing=2,3 in=4 ic=3,6

Số vòng quay n (v/p) 1460 635 159 44

Công suất P (kw) 8,3 7,9 7,6 7,2

Momen xoắn T (N.mm) 54291 118811 456478 1562727

Đại lượng

Page 5: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 5 Lớp: 11N

Phần 2:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

2.1 Bộ truyền đai dẹt:Số liệu thiết kế:Công suất trên trục P1=8,3kw; số vòng quay n�1=1460 vòng/ phút; tỷ số truyềnu=2,3; momen xoắn trên trục: T= 54291N.mm1. Chọn vật liệu làm dây đai: bộ truyền quay với số vòng quay lớn nên dùng vật

liệu làm dây đai là đai vải cao su vì chúng có các đặc tính sau: bền, dẻo, ít bịảnh hưởng của độ ẩm và sự thay đổi nhiệt độ.

2. Đường kính bánh nhỏ:33

1 16. 6 54291 227D T mm chọn d1=250mm.Đai có 4 lớp và có lớp lót

3. Đường kính bánh lớn:D2=d1.u.(1-ԑ)=250.2,3.(1-0,015)=566mmԑ- là hệ số trượt ԑ=0,015Tính lại tỷ số truyền thực:

2

1

2,27(1 )d

d

vậy độ sai lệch 2,3 2,27 .100% 1,3%

2,3

Thỏa mãn điều kiện cho phép.4. Khoảnh cách trục:

a≥(1,5….2)(d1 + d2) và 15000 ≥ a ≥ 1,75(250+60)=1417,5(mm)lấy a=1420mm.

5. Chiều dài dây đai:2 2

1 2 2 1( ) ( ) (250 560) (560 250)2 2.1420 41302 4 2 4.1420

d d d dl a mma

.

Kiểm tra lmim=v/I với i=51. . .250.1460 19,1( / )

60000 60000dcd nv m s

.

19,1 3,825miml m .

Vậy l > lmim thỏa mãnXác định lại khoảng cách trục:

2 2

1 2

2 1

2 2

( 8. ) / 4.( ) (250 560)4130 2858

2 2560 250 155

2 2(2858 2858 8.155 ) 1420

4

ad dl

d d

a mm

6. Góc ôm α1:α1 = 180 - (d2 - d1) . 57/a = 180 - (560 - 250) .57 / 1420=1680.Thỏa mãn điều kiện là đai vải cao su có α1≥1500

7. Tiết diện đai:

Page 6: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 6 Lớp: 11N

..[ ]t d

F

F ka b

Lực vòng: 1 8,31000. 1000. 435( )9,1t

PF Nv

.

Chọn chiều dày dây đai sao cho: max1 max

1 6,2540

mmd d

chọn

=6mm.Theo bảng 4.1 ta được số lớp là 4; đai có lớp lót; kí hiệu đai B800.Ứng suất có ít cho phép:[σF]= [σF]o.Cα.Cv.Co[σF]o=k1-k2 /d1

Đối với đai vải cao su, bộ truyền đặt thẳng đứng chọn σo=1,6MpaVậy: k1=2,3; k2=9

[σF]o=2,3 – 9.6/250 = 1,8Mpa.Cα- hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm α1 trên bánh đai nhỏ đến khả năng kéocủa đai: Cα= 1-0,003(180-α)=1-0,003(180-168)=0,964.Cv-hệ số kể đến ảnh hưởng của lực li tâm đến độ bám của đai trên bánh đai

Cv= 1- kv(0,01v2-1) kv=0,04 ��_ với đai vải cao suCv=1-0,004(0,01.19,1-1)=0,89

C0- hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền trong không gian và phươngpháp căng đai; bảng 4.12 cho ta C0=1.[σF]=1,8.0,964.0,89.1=1,54Mpa.Bề rộng đai: chọn kd=1,5 bảng 4.7

. 435.1,5 70,6( )

1,54.6t d

F

F kb mm

chọn b=71mm

Lực tác dụng lên trục: F�r�=2F0sin(α1/2) với F0=σ0δb=1,8.6.71=766,8N→ Fr=2.766,8.sin(168/2)=1525N.

Bảng thông số:Thông số Ký hiệu Giá trịLoại đai B800Chiều dài dây đai l 4130mmĐường kính bánh nhỏ d1 250mmĐường kính bánh lớn d2 560mmKhoảng cách trục a 1420mmGóc ôm bánh nhỏ α1 1680

Tiết diên đai A 423,7mmLục vòng Ft 435NChiều dày dây đai 6mmBề rộng bánh đai B 85mmBề rộng dây đai b 70,6mm

2.2 Thiết kế bộ truyền trong hộp giảm tốc:2.2.1 Chọn vật liệu:

Page 7: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 7 Lớp: 11N

Vật liệu chế tạo bánh nhỏ là thép 45 tôi cải thiện có HB241…285. Giới hạn bềnσb=850MPa. Giới hạn chảy là σch=580MPa.Vật liệu chế tạo bánh lớn là thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240. Giới hạn bềnσb= 750MPa. Giới hạn chảy là σch=450MPa.Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, ứng suất uốn cho phép và ứng suất khi quá tải.

Ứng tiếp xúc cho phép: [σH]=σ0Hlim.kHL/Sh.Ứng suất uốn cho phép: [σF]=σ0Flim..kFC .kHC/SF.Ứng suất tiếp xúc khi quá tải: [σH]qt=2,8.σch.Ứng suất uốn khi quá tải: [σF]qt=0,8 σch.Tra bảng 6.2:

- Bánh nhỏ: σ0Hlim1=2HB+50 (MPa), SH1=1,1; SF1=1,75. σ0Flim1=1,8HB.- Bánh lớn: σ0Hlim2=2HB+50 (MPa), SH2=1,1; SF2=1,75. σ0Flim2=1,8HB.

σ0Hlim1= 2HB+50 = 2.263+50 = 576(MPa).σ0Flim1=1,8HB = 1,8.263 = 473(MPa).σ0Hlim2= 2HB+50 = 2.235+50= 520(MPa).σ0Flim2=1,8HB=1,8.235=423(MPa).

- Chọn kFC=0,75- bộ truyền làm việc hai chiều và HB<350.- KHL, kFL- hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải

trọng của bộ truyền:

H

F

HOmHL

HE

FOmFL

FE

NkN

NkN

- Với mH=6 mF=6.2,4

2,41

2,42

3030.263 19275917(chu ki).30.235 14712420(chu ki).

HO

HO

HO

N HBNN

NFO1=NFO2=4.106.NHE1=60.c.n�1.tz=60.1.159.8700=83.106(chu kì).NHE2=60.c.n2.tz=60.1.44.8700=23.106(chu kì).

NFE1=NHE1=83.106 chu kì.NFE2=NHE2=23.106 chu kì.

- Ta thấy: NHE > NHE kHL=1NFE > NFO. kFL= 1.

Vậy ta có:[σH]1= σ0Hlim1.kHL1/SH1=576.1/1,1=524(MPa).[σH]2= σ0Hlim2.kHL2/SH2=520.1/1,1=472(MPa).[σF]1=σ0Flim.1.kFC1 .kHC1/SF1=473.0,75.1/1,75=202,7(MPa).[σF]2=σ0Flim2..kFC2 .kHC2/SF2=423.0,75.1/1,75=181(MPa).

- Ứng suất tiếp xúc cho phép trung bình:1 2[ ] [ ] 524 472[ ] 498(MPa)

2 2H H

H

.

- Ứng suất này thỏa mãn:[ ]H < 1,25 min[ ]H =1,25.472=590(MPa).

- Ứng suất uốn cho phép trung bình:

Page 8: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 8 Lớp: 11N

1 2[ ] [ ] 202,7 181[ ] 194,35(MPa)2 2

F FF

.

- Ứng suất tiếp xúc khi quá tải:[σH1]qt=2,8σch1=2,8.580=1624(MPa).[σH2]qt=2,8σch2=2,8.450=1260(MPa).Ứng suất tiếp xúc khi quá tải trung bình:[σH]=1442(MPa)

- Ứng suất uốn khi quá tải:1[ ]F qt=0,8σch=0,8.580=464(MPa).2[ ]F qt=0,8σch=0,8.450=360(MPa).

Ứng suất uốn khi quá tải trung bình:[σ]qt=412(MPa).

2.2.2 tính thiết kế bộ truyền cấp chậm:2.2.2.1các thông số cơ bản:

- Khoảng cách trục:

1

3 2( 1). .HB

w aH ba

T ka K uu

.

Với: ka=49,5 MPa1/3, tỷ số truyền u=3,6. Momen xoắn T1=456478Nmm.KHB=1,07. φba=0,4.

φbd=0,53.φba.(u+1)=0,53.0,4.(3,6+1)=0,975.Vậy aw=252mm.Chọn a=225mm.

- Modun: m=0,0012.aw=225.0,0111=2,5.- Số răng và hệ số dịch chỉnh:

12 2.225 39( 1) 2,5.(3,6 1)

wazm u

. Lấy z1=39

z2=u.z1=39.3,6=140 răng

tính lại khoảng cách trục: 1 2( ) (39 140)2,5. 223,75 .2 2w

m z za mm

Cần dùng dịch chỉnh: hệ số dịch tâm:Y= aw/m – (z1+z2)/2=225/2,5 – (39+140)/2=0,5Hệ số ky=1000.y/zt=1000.0,5/(39+140) = 2,3.Kx=0,032 (tra bảng 6.10).Y=kxzt/1000=0,032.179/1000=0,0057.

Tổng hệ số dịch chỉnh:Xt=y+ y= 0,5+0,0057=0,5057.Hế số dịch chỉnh bánh nhỏ và bánh lớn:X1=0,5[xt – (z1-z2).y/zt]=0,5[0,5057-(140-39).0,5/179]=0,11.X2=xt-x1=0,5057-0,11=0,3957.

- Góc ăn khớp:Cosαtw=zt.m.cosα/2aw=179.2,5 cos20/(2.225)=0,934.αtw=20,850.

2.2.2.2 kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:Ứng suất tiếp xúc thỏa mãn:

Page 9: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 9 Lớp: 11N

12

1

2 ( 1). . .. .H

H m H Hw w

T k uz z zb u d

.

Zm- tra bảng 6.5 zm=274MPa1/3

2cos / sin 2H b twZ

Bánh răng trụ răng thẳng nên βb=0.

ZH=1,74; 43

z .

Ԑα=[1,88-3,2(1/z1+1/z2)cosβ=[1,88-3,2(1/36+1/130)]=1,766.Vậy zԐ=0,86.KH=kHBkHαkHV=1,07.1.1=1,07.KHB,kHα tra bảng kHB=1,07; kHα=1.KHV=1+vHbwdw1/(2T1kHBkHα)VH=δH .g0.v.(aw/u)1/2

δH=0,004(tra bảng 6.15); g0=73(tra bảng 6.16);Vận tốc vòng:V=0,816m/s; dw1=98mmCấp chính xác 9.VH=0.0175.Chiều rộng vành răng bw=φba.aw= 0,4.225=90mm.

12 2

1

2 ( 1) 2.456478.1,07.(3,6 1). . . 274.1,74.0,86 492 .. . 90.98 .3,6H

H m Hw w

T k uz z z MPab u d

Vậy ta thấy [σH]=498(MPa)>σH=492MPa. Vậy liệu dảm bảo điều kiện bền tiếp xúc.2.2.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

1 11

2 . . .. .

F B FF

w w

T k Y Y Yb d m

; σF2=σF1.YF2/YF1.

YԐ=1/Ԑα=1/1,766=0,566.Yβ=1-β/140=1 (răng thẳng nên β=0).YF1,YF2 - tra bảng 6.18Zv1=z1=39; x1=0,11 nên tra ra YF1=3,53.Zv2=z2=140; x2=0,3957 nên tra ra YF2=3,53.KF=kFβ.kFα.kFv tra bảng 6.7 ta có kFβ=1,16. kFα=1(bánh rang trụ rang thẳng)VF=δF.g0.v.(aw/u)1/2 trong đó: δF=0,011VF=0,011.73.0,774.(225/3,6)1/2=4,91.KFv=1+(vF.bw.aw)/(2T1.kFβ.kFα)=1+(4,91.90.98)/(2.456478.1,16.1)=1,04.KF=1,16.1.1,04=1,2064.

Vậy: 12.456478.1,2064.0,566.1.3,53 176,32( )

90.98.2,5F MPa .

Ta thấy: σF1<[σF2]=202,7(MPa)σF2= 176,32.1/1=176,32(MPa)<[σF2]=181(MPa).

Nên bộ truyền thỏa bản điều kiện bền uốn.2.2.2.4 Kiểm nghiệm răng về quá tải:Kqt=Tmax/TT=2,3.σHmax=σH.kqt1/2=492.2,31/2=746,15(MPa).Ta thấy: [σH]=1442(MPa)> σHmax nên bộ truyền thỏa mãn điều kiện ứng suất tiếp xúckhi quá tải.σFmax1=σF1 .kqt1/2=176,32.2,31/2=267,4(MPa)< [σFmax1] = 464(MPa).

Page 10: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 10 Lớp: 11N

σFmax2=σF2 .kqt1/2=176,32.2,31/2=267,4(MPa)< [σFmax2]=360(MPa).Vậy bộ truyền thỏa mãn về điều kiện bền uốn khi quá tải.2.2.2.5 bảng thông số các bộ truyền cấp chậm:

Thông số Kí hiệu Công thức tínhKhoảng cách trục

chia a 1 2( ) 2,5(39 140) 223,752 2

m z za mm

Khoảng cách trục aw aw=225mmĐường kính vòng

chia d d1 =mz1=2,5.39=97,5mmd2=mz2=2,5.140=350mm.

Đường kính vònglăn dw

dw1=2aw/(u+1)=2.225/(3,6+1)=98mmdw2=dw1.u=98.3,6=352,8mm

Đường kính đỉnhrăng da

da1=d1+2(1+x1-Δy)=97,5+2.(1+0,11-0,0057) =100 mmda2=d2+2(1+x1-Δy)m; da2=350+2(1+0,3957-0,0057) .2,5=357mm

Đường kính chânrăng df

df1=d1-(2,5-2.x1)m=97,5-(2,5-2.0,11)2,5=92mmdf2=d2-(2,5-2.x2)m=350-(2,5-2.0,3957)2,5=346mm

Đường kính cơ sở dbd�b1=d��1cosα=97,5.cos20=92mmdb2=d2cosα=350.cos20=329mm

Gốc prifin gốc α α=200

Gốc profin răng αt αt=20Gốc ăn khớp αtw αtw=20,850

Tổng hệ số dịchchỉnh xt xt=0,5027

Hệ số trùng khớpngang Ԑα Ԑα=1,766

Bề rộng bánh răng bw bw=90mm

2.2.3 tính thiết kế bộ truyền cấp nhanh2.2.3.1 các thông số ăn khớp.

3.1 Khoảng cách trục:

1

3 22

..( 1)

.H

w aba H

T ka k u

u

.

Ka-tra bảng 6.5 được ka=49,5T1=118811NmmK�Hβ-tra bảng 6,5 được kHβ=1,16.φba=0,4

Vậy

3 2118811.1,1649,5.(4 1) 1740,4. 498 .4wa mm

Chọn lại là: aw= 180mm3.2 Xác định modun:

(0,01÷0,02)aw=(1,5÷3) chọn m=2,5.3.3 Số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh:

Z1=2aw/m(u+1)=2.180/2,5(4+1)=28,8 →chọn z1= 29 răng.Z2=z1.u=29.4=116 răng.Góc nghiêng β=0.Xác định lại khoảng cách trục: aw=m(z1+z2)/2cosβ=2,5.145/2=181mm.

Page 11: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 11 Lớp: 11N

Vậy chọn khoảng cách trục là aw=185mm và cần dùng dịch chỉnh.Hệ số dịch tâm:Y= aw/m – (z1+z2)/2=185/2,5 – (29+116)/2=1,5Hệ số ky=1000.y/zt=1000.0,5/(29+116) = 3,44.Kx=0,032 (tra bảng 6.10).Y=kxzt/1000=0,032.145/1000=0,00464.

Tổng hệ số dịch chỉnh:Xt=y+ y= 1,5+0,00464=1,50464.Hế số dịch chỉnh bánh nhỏ và bánh lớn:X1=0,5[xt – (z1-z2).y/zt]=0,5[1,50464 - (116-29).1,5/145]=0,5.X2=xt-x1=1,50464-0,55=1.

3.4 Góc ăn khớp:Cosαtw=(zt.m.cosα)/2aw=145.2,5.cos20/(2.185)=0,94.Suy ra: αtw=20.

2.2.3.2 kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc:σH=zM. zH.zԐ.[2T�1.kH.(u+1)]/(bw.u.dw12)]1/2.ZM- tra bảng 6.5 được zM=274MPa1/3.ZH-tra bảng 6.12 được zH=1,67.zԐ=[(4-Ԑα)/3]1/2 với Ԑα=[1,88-3,2(1/z1+1/z2)]cosβ=[1,88-3,2(1/24+1/96)]=1,71.Nên zԐ=0,87.KH=kHBkHαkHV.KHB,kHα tra bảng 6.7 kHB=1,05; bánh răng thẳng nên kHα=1.KHV=1+vHbwdw1/(2T1kHBkHα)VH=δH .g0.v.(aw/u)1/2

δH=0,004(tra bảng 6.15); g0=73(tra bảng 6.16);xác định đường kính vòng lăn: dw1=2aw/(u+1)=2.185/5=74mm.Vận tốc vòng:V=πdw1n1/60000=π.74.635/60000=2,5m/s.Cấp chính xác 9.VH=0,004.73.2.(185/4)1/2=4(m/s).Chiều rộng vành bánh răng:bw=φba.aw=0,4.185=74mm.

3.74.741 1,072.118811.1,05.1Hvk .

KH=1,07.1.1,04.=1,1.σH=274.1,67.0,87.[2.118811.1,1.(4+1)/(74.742.4)]1/2=357,5(MPa).Ta thấy: σH<[σH]=498(Mpa). Vậy bộ truyền đảm bảo điều kiền bền tiếp xúc.

Page 12: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 12 Lớp: 11N

2.2.3.3 thông số bộ truyền cấp nhanh:Thông số Kí hiệu Công thức tính

Khoảng cách trục chia a a=0,5m(29+116)/cosβ=0,5.2,5.145=181mmKhoảng cách trục aw aw=a+ym=181+1,5.2,5=185mm

Đường kính chia d d1=mz1/cosβ=2,5.29=72,5mmd2=mz2/cosβ=2,5.116=290mm

Đường kính lăn dwdw1=2aw1/(u+1)=2.185/5=74mmdw2=dw1 .u=74.4=296mm

Đường kính đỉnh răng da

d��a1=d1+2(1+x1-Δy)m=72,5+2.(1+0,5-0).2,5=80mmda2=d2+2(1+x2- Δy)m=290+2(1+1-0).2,5=300mm.

Đường kính đáy răng dfdf1=d1-(2,5-2x1)m=72,5-(2,5-2.0,5).2,5=66mmdf2=d2-(2,5-2x2)m=290-(2,5-2.1).2,5=288mm

Đường kính cơ sở dbdb1=d1cosα=72,5.cos0=72,5mmdb2=d2cosα=290.cos0=290mm

Gốc profin gốc α α=200

Góc profin răng α�t α�t=20Góc ăn khớp α�tw α�tw=200

Bề rộng bánh răng bw bw=74mm

Kiểm tra điều kiện bôi trơn:

o o'

AB

A'B'c

- Mức dầu thấp nhất phải đủ ngập đoạn BC. Đường mức dầu min là đường AA’.- Mức dầu cao nhất ngập không quá 1/3 bán kính bánh răng.- Khoảng cách giữa mứa dầu max và min là khoảng 10÷15mm.- Lấy A’B’=AB=15mm.

OA=O’A’=129mm- Đường mức dầu max là đường AA’.- Đường mức dầu min là đường BB’. Thỏa mãn 3 điều kiện trên.

Page 13: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 13 Lớp: 11N

Phần 3:TÍNH THIẾT KẾ TRỤC

3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục:Vật liệu chế tạo trục là thép 45 tôi cải thiện có giới hạn bền là σb= 750MPa,giới hạn cháy σch=450MPa, ứng suất cho phép là [σ]=63MPa. Ứng suất xoắncho phép [τ]=20÷25MPa.

3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trục:Với bộ truyền bánh răng trụ nên ta có:

- Trục 1:+ Ft11=2T1/dw11=2.118811/60=3960N.Fr11=Ft11.tgαtw/cosβ=Fr21=3960.tg200/cos00=1441N.Fa11=Ft11.tgβ=Fa21=3960.tg00=0N.

- Trục II: + Ft22=2T2/dw22=2.456478/240=3804NFr22=Ft22.tgαtw/cosβ=3804.tg20/cos0=1384NFa=0.

+ Ft23=2T2/dw23=2.456478/98=9316NFr23=Ft23.tgαtw/cosβ=9316.tg20/cos0=3390NFa=0.

- Trục III: + Ft32=2T3/dw31=2.1562727/352,8=8859NFr32=Ft32.tgαtw/cosβ=8859.tg20/cos0=3224NFa=0.

3.3 Xác định sơ bộ đường kính các trục và bề rộng ổ lăn:- Trục I: 33

1 1 / 0, 2[ ] 118811/ 0,2.22 30d T mm . Chọn d�1=30mm, b1=19mm.- Trục II: 33

2 2 / 0, 2[ ] 456478 / 0,2.26 44d T mm Chọn d2=45mm,b2=25mm

- Trục III: 333 3 / 0, 2[ ] 1562727 / 0,2.30 64 .d T mm Chọn d3=65mm,

b3=33mm.

3.4 Xác đinh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:+ K1= 10mm: khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay dến thành trong của vỏhộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay.

+ K2 = 8mm : khoảng cách từ mặt mút ổ dến thành trong của hộp.

+ K3 = 15mm : khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay dến nắp ổ.

+ h = 20mm : khoảng cách của nắp ổ và bulông .TRỤC I:

- Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: lm13=(1,2…1,5)d1=(36…45)mm- Chiều dài mayo tối thiểu bằng chiều rộng vành răng: theo phần tính toán bánh

răng bw=60mm. vậy chọn lm12=60mm.- Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh đai: lm12=(1,2…1,5)d1=(36…45)mm lấy

lm12=40mm.l12=lc12=0,5(lm11+b0)+k3+hn=0,5(40+19)+15+20=64,5mm.l13=0,5(lm13+b0)+k�1 + k2=0,5(60+19)+10+8=87,5mm

Page 14: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 14 Lớp: 11N

l11=l21=221mmTRỤC II:

- Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: lm22=(1,2…1,5)d2=(54…67,5)mm, chiềudài mayo bánh răng tối thiểu bằng bề rộng bánh răng: theo tính toán ở trên tachọn lm22=60mm và lm23=90mm.l21=lm22+lm23+3k1+2k2+b0=90+60+3.10+2.8+25=221mm.l22=0,5(lm22+b0)+k1+k2=0,5(60+25)+10+8=60,5mm.l23=l22+0,5(lm22+l�m23)+k1=60,5+0,5(90+60)+10=145,5mm

TRỤC III:- Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: lm32=90mm- Chọn sơ bộ chiều dài mayo của chiết quay nằm ở trục ra là lm33= 50mm.- Khoảng côngxôn trên trục 3:

lc33=0,5(lm33+b0)+k3+hn=0,5(50+33)+15+20=76,5mml32=l23=145,5mml31=l21=221mml33=l31+lc33=221+76,5=297,5mm.

- Sơ đồ của hộp giảm tốc:

Fk

Ft

FrFt

FrFt

FrFt

FrFtFr

Ft

FrFt

FtFr

FtFr

Tải trọng tác dụng lên các trục gồm có lực Fr và Ft.

3.5 Tính trục I:3.5.1 Thay trục bằng dầm sức bền:

Page 15: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 15 Lớp: 11N

l12l11

l11

RAYRAX A

Fr11 Ft11

Fr11 Ft11

RBYRBX B

RBY

l13

FkC

My

Mx

Mz

192373,5Nmm70950Nmm

607860Nmm

118811Nmm

x

3.5.2 Tính phản lực tại các gối tựa:Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng đứng tại gối A:

0AYM

→RBY.l11+Fr11.(l11-l13)=Fr.(l11+l12)→RBY=[Fr.(l11+l12)-Fr11.(l11-l13)]/l11→RBY=[1525.(221+64,5)-1441.(221-87,5)]/221=1100N.Theo phương Y: ta có: RBY+RAY=Fr11→RAY=Fr11+RBY-Fk

→RAY=1441+1100-1525=1016N.Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng ngang tại gối A:

0A

XM

→ Ft11.( l11-l13)=RBXl11+Fk.(l11+l�12)→RBX=Ft11(l11-l13)/l�11

→RBX=3960.(221-87,5)/221=2392NTheo phương X ta có:RAX+RBX=Ft11.→RAX=Ft11-RBX=3960-2392=1568N

3.5.3 Tính đường kính các đoạn trục:Tại vị trí lắp bánh răng:

2 2 2 2607860 192373,5 637574x yM M M Nmm

2 2 2 20,75 637574 0,75.118811 637657tdM M T Nmm

Page 16: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 16 Lớp: 11N

3313 / (0,1.[ ]) 637657 / (0,1.63) 46 .tdd M mm

Tại vị trí lắp bánh răng có rãnh then nên tăng đường kính trục lên5%. d=48mm. chọn d=50mm.Tại vị trí lắp ổ đỡ:

2 2 270950 70950x yM M M Nmm

2 2 2 20,75 70950 0,75.118811 124983tdM M T Nmm 33 / (0,1.[ ]) 124983 / (0,1.63) 27 .tdd M mm

Chọn d=45mm.Tại các vị trí khác lấy d=40mm.Tại vị trí lắp bánh đai có rãnh then nên tiết diện tăng lên 5%. Lấyd=45mm.

3.5.4 Tính chọn then bằng:Chọn vật liệu là thép 45 có ứng suất dập là [σd]=100MPa và ứng suất cắtlà [τ]=75MPa.Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng là:d13=50mm; b=14mm; h=12; t1=7mm; t2=4,9;l=0,85lm=0,85.60=51mm.Kiểm tra điều kiện bền dập:σd=2T/[dlt(h-t1)]=2.637657/[50.51.(12-7)]=100MPa=[σ].→Thỏa mãn điều kiên bền dậpKiểm nghiệm điều kiện bền cắt:τc=2T/(dltb)=2.637657/(50.51.14)=36MPa<[τ]→ thỏa mãn điều kiện bền cắt.Tương tự ta chọn then bằng tại vị trí lắp bánh đai tiết diện 1-1:d13=45mm; b=14mm; h=12; t1=7mm; t2=4,9;l=0,85lm=0,85.60=56mm.Kiểm nghiệm then theo ứng suất bền dập và ứng suất bền uốn ta thấyđều thỏa mãn.

3.5.5 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:Hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn:Tại vị trí lắp bánh rang có tiết diện nguy hiểm nhất nên ta kiểm tra bềncho vị trí này. Mặt cắt 1-3.

2 2

.j jj

j j

s ss s

s s

[s]-hệ số an toàn cho phép, thường lấy [s]=1,5…2,5.

σ-1 và τ-1 là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đốixứng.

σ-1=0,436σb=0,436.750=327MPa ; τ-1=0,58.σ-1=0,58.327=190MPa.Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó:σmj=0; σaj=σmaxj=Mj/Wj

1

a

1

a

. .

. .

jdj j mj

jdj j mj

sK

sK

Page 17: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 17 Lớp: 11N

Trục quay 2 chiều nên τmj=0; τaj=τmaxj=T�j/Woj.Trong đó Mj là momen tương đương tại tiết diện nguy hiểm và Wj vàWoj là momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện nguy hiểm.

3 2 3 21 1 2( ) 50 7.14.(50 7) 10459

32 2 32 2.50j j

jj

d bt d tW mm

d

3 2 3 21 1 2( ) .50 7.14.(50 7) 22731

16 2. 16 2.50j j

ojj

d bt d tW mm

d

ψσ và ψσ – hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độbền mỏi.ψσ=0,05 và ψσ=0Kσdj và Kτdj là hệ số xác định theo công thức sau:Kσdj=(Kσ/Ԑσ+Kx-1)/Ky với các giá trị tra trong bảng 10.8, 10.9, 10.10 và10.11: Kx=1; Ky=1,6; Ԑσ=0,81; Ԑτ=0,76; Kσ/Ԑσ=2,35 →Kσ=1,9.Kσdj=(2,35+1-1)/1,6=1,5.Kτdj=(Kτ/Ԑτ+Kx-1)/Ky với các giá trị tra trong bảng 10.8, 10.9, 10.10 và10.11. Kτ/Ԑτ=1,7Kτdj=1,7/1,6=1,1.σaj=637657/10459=61; τaj=118811/22731=5,2.

327 3, 61, 5.61 0, 05.0

190 33, 21,1.5, 2 0.0

j

j

s

s

→ 2 2

3,6.33,2 3,63,6 33,2

js

≥[s]

Vậy thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc.3.5.6Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh:

2 23 [ ]td . Trong đó:σ=Mmax/(0,1d3)=637657/(0,1.503)=51MPa.τ=Tmax/(0,2d3)=118811/(0,2.503)=4,75MPa.[σ]=0,8σch=0,8.450=360MPa.

2 251 3.4,75 52 [ ] 360 .td MPa MPa Vậy trục đảm bảo điều kiện bền tĩnh.

3.6 Tính trục II:3.6.1 Thay trục bằng dầm sức bền:

Page 18: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 18 Lớp: 11N

RAYRAX A

Fr23 Ft23

Fr23 Ft23

RBYRBX B

RBYMy

Mx

Mz

222132Nmm 255945Nmm

703358Nmm

456478Nmm

l21

l22

l23

Fr22 Ft22

xx

610542Nmm

3.6.2 Tính phản lực tại các gối tựa:Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng đứng tại gối A:

0AYM

→RBY.l21=Fr23.(l21-l23) +Fr22.(l21- l22)→RBY = [Fr23.(l21-l23) +Fr22.(l21- l22)]/l21→RBY = [(1384.(221-145,5)+3390.(221-60,5)]/221=2163N.Theo phương Y: ta có: RBY+RAY=Fr23+Fr22→RAY=Fr22+Fr23-RBY.→RAY=1384+3390-2163=2611N.Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng ngang tại gối A:

0A

XM

→Ft22.( l21-l22) +Ft23.(l21-l�23)=RBX .l21

→RBX=[Ft22(l21-l22)+ Ft23.(l21-l�23)]/l�21→RBX=[3804.(221-60,5)+9316.(221-145,5)]/221

→RBX=5945N.Theo phương X ta có:RAX+RBX=Ft22 +Ft23.→RAX= Ft22 +Ft23-RBX= 3804+9316-5945=7175N.

3.6.3 Tính đường kính các đoạn trục:Tại vị trí lắp bánh răng:

2 2 2 2222132 713358 747142x yM M M Nmm

2 2 2 20,75 747142 0,75.456478 845281tdM M T Nmm

Page 19: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 19 Lớp: 11N

33 / (0,1.[ ]) 845281/ (0,1.63) 51 .tdd M mm

Tại vị trí lắp bánh răng có rãnh then nên tăng đường kính trục lên5%. d23 =54mm. chọn d23 =55mm.

2 2 2 2255945 610542 662019x yM M M Nmm

2 2 2 20,75 662019 0,75.456478 771069tdM M T Nmm 33

22 / (0,1.[ ]) 771069 / (0,1.63) 50tdd M Nmm

Tại vị trí lắp bánh răng có rãnh then nên đường kính trục tăngthêm 5%. d22=55mm.Tại vị trí lắp ổ đỡ:

Chọn đường kính tại vị trí hai ổ đỡ theo tiêu chuẩn:d2A=50mm. d2B=50mm.

3.6.4 Tính chọn then bằng:Chọn vật liệu là thép 45 có ứng suất dập là [σd]=100MPa và ứng suấtcắt là [τ]=75MPa.Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng – vị trí 2-3:d23=55mm; b=16mm; h=10; t1=6mm; t2=4,3mm;l23 =0,85.lm=0,85.90=76,5mm.Kiểm tra điều kiện bền dập:σd=2T/[dlt(h-t1)]=2.845281/[55.76,5.(10-6)]=100MPa=[σ].→Thỏa mãn điều kiên bền dậpKiểm nghiệm điều kiện bền cắt:τc=2T/(dltb)=2.845281/(55.76,5.16)=16MPa<[τ]→ thỏa mãn điều kiện bền cắt.Tương tự ta chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng tiết diện 2-2:d13=55mm; b=16mm; h=10; t1=6mm; t2=4,3;l=0,85lm=0,85.60=51mm.Kiểm nghiệm then theo ứng suất bền dập và ứng suất bền uốn ta thấyđều thỏa mãn.

3.7 Tính trục III:3.7.1 Thay trục bằng dầm sức bền:

Page 20: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 20 Lớp: 11N

RAY

RAX A

RBY

RBX B

My

Mx

Mz

243412 Nmm

668854 Nmm

1562727 Nmm

l31

l32

l33

Fr32 Ft32

x

3.7.2 Tính phản lực tại các gối tựa:Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng đứng tại gối A:

0AYM

→RBY.l31=Fr32.(l31-l32)→RBY = Fr32.(l31-l32)/l21→RBY = 3224.(221-145,5)/221=1101N.Theo phương Y: ta có: RBY+RAY=Fr32→RAY=Fr32-RBY.→RAY=3224-1101=2123N.Phương trính cân bằng momen trong mặt phẳng ngang tại gối A:

0A

XM

→Ft32.( l31-l32)=RBX .l31

→RBX=Ft32(l31-l32)/l�21→RBX=8859.(221-145,5)/221=3030N

Theo phương X ta có:RAX+RBX=Ft32.→RAX= Ft32-RBX= 38859-3030=5829N.

3.7.3 Tính đường kính các đoạn trục:Tại vị trí lắp bánh răng:

2 2 2 232 243421 668854 711772x yM M M Nmm

2 2 2 232 0,75 711772 0,75.1562727 1529119tdM M T Nmm

Page 21: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 21 Lớp: 11N

33 / (0,1.[ ]) 771069 / (0,1.63) 51 .tdd M mm

Tại vị trí lắp bánh răng có rãnh then nên tăng đường kính trục lên5%. d32 =54mm. chọn d32 =55mm.Tại vị trí lắp ổ đỡ:

Chọn đường kính tại vị trí hai ổ đỡ theo tiêu chuẩn:d3A=50mm. d3B=50mm.

3.7.4 Tính chọn then bằng:Chọn vật liệu là thép 45 có ứng suất dập là [σd]=100MPa và ứng suấtcắt là [τ]=75MPa.Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng – vị trí 2-3:d32=55mm; b=20mm; h=18; t1=11mm; t2=7,4mm;l32 =0,85.lm=0,85.90=76,5mm. Chọn l32=80 (then bằng cao).Kiểm tra điều kiện bền dập:σd=2T/[dlt(h-t1)]=2.1562727/[55.80.(18-11)]=101MPa>[σ] khoảng 1%.→Thỏa mãn điều kiên bền dậpKiểm nghiệm điều kiện bền cắt:τc=2T/(dltb)=2.1562727/(55.80.20)=35.3MPa<[τ]→ thỏa mãn điều kiện bền cắt.

Phần 4:TÍNH CHỌN Ổ LĂN

4.1 Tính chọn ổ lăn cho trục I:4.1.1 Chọn ổ lăn theo khả năng tải động:

- Tải trọng tác dụng lên ổ A:2 2 2 21568 1016 1868rA AX AYAF R NR R

- Tải trọng tác dụng lên ổ B:2 2 2 22392 1100 2632RB B BX BYF R R R N

Ta thấy: R�A<RB nên ta tính cho ổ B:Lực dọc trục Fa=0 nên ta chỉ chọn ổ bi đỡ.Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ B:QB=(X.V.RB+Y.∑RaB).K�đ.KtVới: X=1; Y=0; Kđ=1,4; Kt=1; V=1 (bảng 11.3)→ QB=1.1.2632.1,4=3685N=3,7kN.Tuổi thọ ổ:L=60.n1.Lh/106=60.635.8700/106=331,47(triệu vòng)Hệ số khả năng tải động:

3 3. 3,7. 331, 47 25,6d BC Q L kN Từ đó ta chọn được thông số của ổ (theo bảng P2.7).

Kíhiệu ổ d,mm D,mm B,mm r,mm

Đườngkính

bi,mmC,kN C0,kN

208 45 85 19 2,0 12,7 25,7 18,1

4.1.2 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ:

Page 22: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 22 Lớp: 11N

Theo bảng 11.6 ta có: X0=0,6; Y0=0,5.Qt=FrB=RB=2632N.Ta thấy Qt<C0 nên ổ đảm bảo độ bền tĩnh.

4.2 Tính chọn ổ lăn cho trục II:4.2.1 Chọn ổ lăn theo khả năng tải động:

- Tải trọng tác dụng lên ổ A:2 2 2 27175 2611 7635rA AX AYAF R NR R

- Tải trọng tác dụng lên ổ B:2 2 2 25945 2163 6326RB B BX BYF R R R N

Ta thấy: R�A>RB nên ta tính cho ổ A:Lực dọc trục Fa=0 nên ta chỉ chọn ổ bi đỡ.Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ A:QA=(X.V.RA+Y.∑RaA).K�đ.KtVới: X=1; Y=0; Kđ=1,4; Kt=1; V=1 (bảng 11.3)→ QB=1.1.7635.1,4=10,7kN.Tuổi thọ ổ:L=60.n1.Lh/106=60.159.8700/106=83(triệu vòng)Hệ số khả năng tải động:

3 3. 10,7. 83 46,7d BC Q L kN Từ đó ta chọn được thông số của ổ (theo bảng P2.7).

Kíhiệu ổ d,mm D,mm B,mm r,mm

Đườngkính

bi,mmC,kN C0,kN

310 50 110 27 3,0 19,05 48,5 36,3

4.2.2 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:Theo bảng 11.6 ta có: X0=0,6; Y0=0,5.Qt=FrB=RB=7635N=7,6kNTa thấy Qt<C0 nên ổ đảm bảo độ bền tĩnh.

4.3 Tính chọn ổ lăn cho trục III:4.3.1 Chọn ổ lăn theo khả năng tải động:

- Tải trọng tác dụng lên ổ A:2 2 2 25829 2123 6204rA AX AYAF R NR R

- Tải trọng tác dụng lên ổ B:2 2 2 23030 1101 3224RB B BX BYF R R R N

Ta thấy: R�A>RB nên ta tính cho ổ A:Lực dọc trục Fa=0 nên ta chỉ chọn ổ bi đỡ.Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ A:QA=(X.V.RA+Y.∑RaA).K�đ.KtVới: X=1; Y=0; Kđ=1,4; Kt=1; V=1 (bảng 11.3)→ QB=1.1.6204.1,4=8,7kN.Tuổi thọ ổ:L=60.n1.Lh/106=60.44.8700/106=23(triệu vòng)

Page 23: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 23 Lớp: 11N

Hệ số khả năng tải động:3 3. 8,7. 23 24,7d BC Q L kN

Từ đó ta chọn được thông số của ổ (theo bảng P2.7).

Kíhiệu ổ d,mm D,mm B,mm r,mm

Đườngkính

bi,mmC,kN C0,kN

212 50 110 22 2,5 15,88 41,1 31,5

4.3.2 Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:Theo bảng 11.6 ta có: X0=0,6; Y0=0,5.Qt=FrB=RB=6204N=6,2kNTa thấy Qt<C0 nên ổ đảm bảo độ bền tĩnh.

4.4 Bôi trơn ổ lăn:- Vì vận tốc vòng của cấp nhanh chỉ là 2m/s nên ta chọn bôi trơn ổ bằng mỡ.- Chọn mỡ là mỡ π, mỡ lấp đầy 2/3 thể tích phần rỗng của bộ phận ổ.(theo bảng

8-28, sách thiết kế chi tiết máy_Nguyễn Trọng Hiệp).

4.5 Bôi trơn ổ lăn:- Vì vận tốc vòng thấp nên chọn dầu có độ nhớt vừa phải: theo bảng 18-12

và bảng 18-13 ta chọn dầu dầu công nghiệp Engle 50. Độ nhớt từ 5.6-7.6.- Khối lượng đưa vào sao cho mức dầu nằm giữ 2 đường mức dầu max và

mức dầu min.

Phần 5:THIẾT KẾ THÂN MÁYVÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC- Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết vàcác bộ phận của máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyềnđến, đựng dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi bẩn bám vào- Vật liệu là gang xám GX15-32- Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp hộp và thân hộp đi qua các trục để lắp cácchi tiết thuận tiện và dễ dàng hơn.- Bề mặt lắp nắp và thân được cạo sạch hoặc mài, dể lắp sít, khi lắp có mộtlớp sơn lỏng hoặc sơn đặc biệt.- Mặt đáy lỗ dốc về phía lỗ tháo dầu với độ dốc từ 10...30, và ngay tại chỗtháo dầu lõm xuống- Kết cấu hộp giảm tốc đúc.

5.1 Kích thước vỏ hộp.Tên gọi Biểu thức tính toánChiều dày: Thân hộp,δ

Nắp hộp, δ1

δ=0,03a+3=0,03.225+3=9,75mm→δ=10mmδ1=0,9δ=0,9.10=9mm→δ1=9mm

Gân tăng cứng- Chiều dày ,e- Chiều cao,h- Độ dốc

e=(0,8…1)δ=(8…10)mm→chọn e=9mmh<58mmkhoảng 20

Đường kính:

Page 24: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 24 Lớp: 11N

- Bulông nền, d1- Bulông cạnh ổ, d2- Bulông ghép nắp bích và

thân, d3- Vít ghép nắp ổ,d4- Vít ghép cửa thăm,d�5

d1>0,04δ+10=19mm→chọn d1=19mmd2=(0,7…0,8)d1=(14…16)→chọn d2=15mmd3=(0,8…0,9)d�2=(12…13,5); chọnd3=13mm

d4=(0,6…0,7)d3=(7,8…9,1); chọn d4=8mmd5=(0,5…0,6)d4=(4…4,8) chọn d5=4mm

Mắt bích ghép nắp và thân:- Chiều dày bích thân

hộp,S3- Chiều dày bích nắp

hộp,S�4- Bề rộng mặt ghép

bulông cạnh ổ, K2- Bề rộng bích nắp và

thân, K3

S3=(1,4…1,8)d3=(18,2…23,4), → chọnS3=20mmS4=(0,9…1,0)S3=(18…20),→ chọn S4=18mmK2=E2+R2+4=1,6d2+1,3d2+4=47,5 → chọnK2=48.K3=K2+4=48+4=52mm.

Khe hở giữa các chi tiết:- Giữa bánh răng với

thành trong hộp- Giữa đỉnh bánh răng

lớn và đáy hộp- Giữa mặt bên các bánh

răng với nhau

Δ≥(1…1,2)δ=(10…12)→ chọn Δ=12mm

Δ1≥(3..5)δ=(30…50)→ chọn δ=40mm.

Δ≥δ→ chọn Δ=12mm

Số lượng bulông nền Z Z=(L+B)/(200…300); lấy Z=45.2 Một số chi tiết khác:

a. Cửa thăm:Dùng để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắpghép và để đổ dầu vào hộp. Cửa thăm được đậy bằng nắp. trênnắp có gắn nút thông hơi. Kích thước của thăm như sau:

A B A1 B1 C C1 K R Vít Sốlượng

100 75 150 100 125 - 87 12 M8x22 4b. Nút thông hơi:

Khi làm việc, nhiệt độ trong hộp tăng lên. Để giảm áp suất vàđiều hòa không khí bên trong và bên ngoài hộp, ta dùng nútthông hơi. Nút thông hơi được lắp trên cửa thăm. Theo bảng18.6 ta có được các thông số

A B C D E G H I KM27x2 15 30 15 45 36 32 6 4

L M N O P Q R S10 8 22 6 32 18 36 32

c. Nút tháo dầu

Page 25: i.vietnamdoc.neti.vietnamdoc.net/data/file/2015/Thang02/10/do-an-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi.pdf · 0 1 # ) 2* 3 # +' 0 45 $6 & ' $7 8 6 9 :( ; ,- $ % / 8 < D !! a b c ? d c :e f

Đồ án chi tiết máy GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Yến

SVTH: Nguyễn Phúc Trải 25 Lớp: 11N

Sau một thời gian làm việc, dồi bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn(do bụi bặm và do hạt mài), hoặc bị biến mất, do đó cần phảithay đổi dầu mới. Để tháo dầu cũ người ta dùng lỗ tháo dầu.Chọn theo bảng 18.7 ta được:

d b m f L c q D S D0

M20x2 15 9 3 28 2,5 17,8 30 22 25,4d. Kiểm tra mức dầu:

Dùng que thăm dầu có kết cấu kích thước như hình vẽ để kiểmtra mức dầu.

Ø6

30

3

6 l12

Ø18Ø12Ø5

e. Chốt định vịd c l6 1 39

f. Cốc lót:- Dùng để đỡ cặp ổ kép, tạo thuận lợi cho việc lắp ghép và

điều chỉnh bộ phận lót ổ cũng như điều chỉnh sự ăn khớpcủa trục vít.

- Chiều dày: δ=8mm- Chiều dày vai: δ1=8mm- Chiều dày bích: δ2=7mm