Đồ án chi tiết máy
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (429.15 KB, 59 trang )
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐ TRUYỀN
CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
- Để chọn động cơ cho bộ truyền trước hết ta phải tính công suất cần thiết
Ta có công thức:
Nct =
N
η
Trong đó:
Nct: Công suất cần thiết
N: Công suất trên băng tải
η: hiệu suất chung
- Hiệu suất chung được tính theo công thức:
η = η1 . η 2 2.η43 . η4
Trong đó: η1 =0,94 : hiệu suất bộ truyền đai
η2 =0,97: hiệu suất bộ truyền bánh răng
η3å =0,995 : hiệu suất 1 cặp ổ lăn
η4 =1 : hiệu suất khớp nối
- Vậy hiệu suất chung là:
η = 1 . 0,972 . 0,94 . 0,9954 =0,87
+ mặt khác ta có:
N
P.V 6500.1,6
=
=10,4 (Kw)
1000
1000
+ Công suất cần thiết:
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
1
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Nct =
N
η
=
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
10,4
= 11,95 (Kw)
0,87
- Theo bảng 2P trang 322 sách TKCTM ta chọn động cơ che kín có quạt gió
Kiểu A02-61-4
Có công suất động cơ Nđc = 13 Kw
Số vòng quayNđc= 1460 v/phút.
- Hiệu suất 86%.
CHƯƠNG II: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I. Tính tỉ số truyền chung:
Ta có: ic =
nđc
ntan g
Trong đó: nđc = 1460 v/p số vòng quay động cơ
n tan g = 101,9 v/p
Vậy ic =
số vòng quay của tang
ndc
1460
=
= 14,32
101,9
n
Với ic = ih . iđ
Trong đó:
ih : tỉ số truyền của các bộ truyền bánh răng trong hộp
i đ : tỉ số truyền của bộ truyền đai
- Theo ta chọn :
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
iđ = 2
ih = ibn .x ibt
ih =
ic
iđ
=
14,32
=7,16
2
- Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng
phương pháp ngâm dầu nên ta chọn
Ibn = (1,2 ÷1,3).ibt
⇒ ih = 1,2 . i2bt
⇒ ibt =
ih
= 2,4
1,2
⇒ ibn = 1,2. ibt =1,2. 2,4 = 2,9
II.Tính tốc độ, công suất, và momen xoắn của các trục
* Trục I: n 1 =
nđc 1460
=
=730 (vg/p)
iđ
2
N1 = Ndc . η1 . η3å =13 . 0.94 . 0,995 =12,4 (kw)
Mx1 = 9,55. 106.
* Trục II: n2 =
N1
12,4
= 9,55.10 6.
= 162219 (N.mm).
n1
730
730
n1
=
=251,9 (v/p)
ibn
2,9
N2 = N1 . η2å .η3 = 12,4 .0,995 .0,97= 11,96 (KW)
Mx2 = 9,55. 106.
* Trục III: n3 =
N2
11,96
= 9,55.10 6.
= 453786 (N.mm).
n2
251,7
n2 251,9
=
=104,8 (v/p)
ibt
2,4
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
N3 = N2 . η2 . η3 = 11,96 . 0.995 . 0,97 = 11,54 (KW)
Mx3 = 9,55. 106.
N3
11,54
= 9,55.10 6.
= 1051593 (N.mm).
n3
104,8
Bảng hệ thống số liệu tính được:
Trục Động
I
II
III
cơ
i
id = 2
ibn =2,9
ibt =2,4
n (v/p)
1460
730
251,7
104,8
N (KW)
13
12,4
11,96
11,54
Mx
85034
162219
453786
1051593
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
Phần 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
I.Thiết kế bộ truyền đai
A . Chọn loại đai hình thang:
Theo bảng(5-13) trang 93 sách TKCTM:
Giả thiết vận tốc của đai là V>5(m/s) cho nên ta dung loại đai Ε hoặc Β
Tiết diện đai
Ε
Β
17 .10,5
22.13,5
138
230
200
250
15,2
19
392
490
400
500
1_kích thước tiết diện đai: theo bảng (5-11) trang93 sách
TKCTM
a.h(mm)
tiết diện đai F(mm )
2
2_đường kính bánh đai nhỏ: theo bảng (5-14) trang 93 sách
TKCTM
D 1 (mm)
Kiểm tra vận tốc đai: cơng thức(5-18) trang 93
V=
π .1460.D1
1000.60
=0,764D 1
V
D 2 (mm)
Lấy ε =0,02 (hệ số trượt của đai hình thang)
n
D 2 = đc (1-0,02)D 2
n1
Chọn D 2 theo tiêu chuẩn ở bảng(5-15) trang93
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
5
ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
Số vòng quay thực n '2 (trục bị dẫn)
Theo công thức (5-8) trang 85 sách TKCTM
D1
D2
715,5
715,5
2,04
2,04
400
500
( D2 − D1) 2
(mm)
4Α
1767
2208
Theo tiêu chuẩn: tra bảng(5-12) ta có
1800
2240
5,6
5,8
417
516
390
482,4
471
583,2
Ta có: n '2 =(1-0,02). 1460
Tỉ số truyền : i =
n 1460
= '
n2'
n2
4_ chọn sơ bộ khoảng cách trục A:
Theo bảng (5_16)trang 94 sach TKCTM chọn A ≈ D 2 (mm).
5_ tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A.
Theo công thức (5-1)trang 83 sách TKCTM ta có:
π
L = 2A+ ( D1 + D2 ) +
2
Kiểm nghiệm số vòng chạy U trong 1 giây
U=
V
L
6_ xác định khoảng cách trục A:
Chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn-theo công thức(5-2) trang
83.
A=
2 L − π ( D1 + D2 ) +
[2 L − π ( D1 + D2 )]2 − 8( D2 − D1 )2
8
-Khoảng cách trục A phải thỏa mãn điều kiện sau:
0,05.(D 1 +D 2 )+ h ≤ A ≤ 2(D 1 +D 2 )
-Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai:
A min =A - 0,015L
-Khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng:
A max =A + 0,03L
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
6
ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
7_Tính góc ôm α1 , α 2
Theo công thức(5-3) trang 83 ta có:
α1 = 180 o -
D2 − D1
57 o
Α
α 2 = 180 o +
D2 − D1
57 o
Α
Góc ôm α1 ≥ 120
152
152
207
207
1,74
1,74
0,9
0,9
0,89
0,89
0,94
0,94
4,73
2,14
5
2
o
8_ Xác định số đai cần thiết: Ζ
Chọn ứng suất ban đầu σ = 1,2 (N/mm 2 ) và trị số D 1 (mm);
Tra bảng (5-17)trang 95 sách TKCTM:
Thì ta tìm được ứng suất cho phép [σ p ] (N/mm 2 )
C t -hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng, tra bảng
(5-6) trang 89:
C α -hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, tra bảng (518)trang95 ta có:
C v -hệ số xét ảnh hưởng của vận tốc, tra bảng (5-19) trang 95 ta
có:
P
1000 N
Ζ=
hoặc Ζ =
V [σ P ].Ct .Cα .Cv .F
[σ P ].Ct .Cα .Cv .F
Lấy số đai Z là:
9_định các kích thước chủ yếu của bánh đai:
Theo công thức (5-23):
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
7
ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
t ;s theo bảng 10-3 trang 257 sách TKCTM
Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1)t + 2S
20 ;12,5
26 ;17
105
60
4,1
4,8
208,2
259,6
596,2
744,6
165
276
1866
1561
Đường kính ngoài cùng của bánh đai: theo công thức(5-24)
trang96
Bánh dẫn:
với h 0
D n1 = D 1 +2h 0
Bánh bị dẫn:
D n 2 = D 2 +2h 0
10_ tính lực căng ban đầu: S 0
Theo công suất(5-25) trang 96 sách TKCTM
S 0 = σ 0 .F
(N)
11_ Lực tác dụng lên trục:
Theo công thức (5-25) trang 96 sáchTKCTM
R=3S 0 Zsin
α1
2
(N)
B_ KẾT LUẬN:
Qua tính toán, so sánh các số liệu ta thấy: kết cấu bộ truyền đai thang loại Ε nhỏ
gọn hơn bộ truyền đai loại B. loại Ε đơn giản hơn, ít tốn kém hơn. Vì thế ta chọn
loại đai Ε .
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
I. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng của cấp nhanh trong hộp
giảm tốc theo số liệu sau:
- Số vòng quay trong 1 phút của trục dẫn n1 =1460 v/p, bộ truyền quay 1 chiều.
- Yêu cầu làm việc trong 5 năm.
- Mỗi năm 300 ngày làm việc
- Mỗi ngày 2 ca ,1 ca 8 giờ
1. Chọn vật liệu làm bánh răng.
a) Bánh răng nhỏ: Theo bảng (3-8) ta chọn thép 45 thường hoá
Giả sử đường kính phôi dưới 100 mm
- Theo bảng (3-8)
- Giới hạn bền kéo σbk = 600 (N/mm2)
- Giới hạn chảy σch = 300 (N/mm2)
- Độ cứng HB =220
- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính cao
b) Bánh lớn : chọn thép 35 thường hoá
- Giả sử đường kính phôi từ 300÷500 mm có:
- Giới hạn bền kéo σbk = 480 (N/mm2)
- Giới hạn chảy σch = 240 (N/mm2)
- Độ cứng HB = 190
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính cao
2. Đònh ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.
a) Ứng suất tiếp xúc cho phép:
- Số chu kì làm việc tương đương của bánh lớn
N2 =5 . 300 .2 . 8 . 60 . 251,7 = 362.106
- Số chu kì làm việc tương đương của bánh nhỏ
N1 = i bn . N2 = 2,9 . 362.106 =1049,8.106
- Theo (3-9)trang 43 ta có số chu kì cơ sở N0 =107
- Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn
Lấy
K’’N = K’N =1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ : theo cơng thức(3-1)trang38.
[σ]tx1 = [σ]Notx . K’N
[σ]Notx : ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài.
- Theo bảng (3-9) trang 43 sach TKCTM :chọn [σ]Notx = 2,6 HB
- ng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh nhỏ
[σ]tx1 = 2,6 . HB . K’N = 2,6 × 220 = 572 (N/mm2)
- ng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn
[σ]tx2 = 2,6 . HB . K’’N = 2,6 . 190 = 494 (N/mm2)
b) Ứng suất uốn cho phép:
Vì N > No ta chọn K’’N = K’N =1
- Vì bánh răng quay một chiều nên ta có: theo cơng thức (3-5) trang42.
[σ]u=
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
σ o .K N''
n.kσ
=
(1,4 ÷ 1,6).σ −1.K N''
n.Kσ
10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- Trong đó σo và σ-1: giới hạn mỏi uốn trong chu kì mạch động và trong chu kì
đối xứng:
σ-1=(0,4÷0,45) . σbk
- Vì phôi là thép thường hoá tôi cải thiện nên chọn hệ số n=1,5
kσ =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng
Thép 45: σ-1= 0,43 . 600 = 258 (N/mm2)
Thép 35: σ-1= 0,43 . 480 = 206,4 (N/mm2)
+ Đối với bánh nhỏ: [σ]u1 =
+ Đối với bánh lớn: [σ]u2 =
1,5 × 258
2
= 143,3 (N/mm )
1,5 ×1,8
1,5 × 206, 4
2
= 114, 7 (N/mm )
1,5 ×1,8
3. Chọn sơ hệ số tải trọng: K=1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
ψA = 0,3
5. Tính khoảng cách trục: A
- Theo bảng (3-10) bộ trền bánh răng trụ răng thẳng, ta có công thức:
2
A ≥ (i ± 1) .
3
⎛ 1,05.106 ⎞ K .N
⎜⎜
⎟⎟ .
[
]
.
σ
i
tx bn ⎠ ψ A .n.θ
⎝
- Trong đo ù: i bn = 2,9 tỉ số truyền
n = 251,7 (V/P) : số vòng quay trong một phút của bánh răng bò dẫn
N = 12,4 KW: công suất
A ≥ (2,9 + 1) .
2
3
⎛ 1,05.106 ⎞
12,4.1,3
⎜⎜
⎟⎟ .
= 175,8 (mm)
⎝ 494.2,9 ⎠ 0,3.251,7.1,25
- Vậy lấy A = 176 (mm)
6. Tính vận tốc vòng của bánh răng và cấp chính xác để chế tạo bánh răng
V=
πd1n1
60.1000
=
2πAn1
2.3,14.176.730
=
=3,35 (m/s)
60000(ibn + 1) 60000(2,9 + 1)
(3-17)
- Với vận tốc này có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9 bảng (3-11)
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
7. Đònh chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A.
- Hệ số tải trọng K được tính theo công thức
K = Ktt . Kđ
- Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên chọn
Ktt = 1: số tập trung tải trọng
- Đối với bánh răng trụ răng thẳng
Giả sử b >
2,5m n
với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng V< 3 m/s tra bảng (3sin β
14) ta chọn
Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động
⇒ K = 1 . 1,2 = 1,2
Trị số K điều chỉnh khơng chênh lệch so với đã chọn sơ bộ nên lấy A=176(mm)
8. Xác đònh mun, bánh răng và chiều rộng bánh răng và góc nghiêng:
+ Mun: m n = (0.01 ÷ 0,02)A
= (0.01 ÷ 0,02) .176 = 1,76 ÷ 3,52 mm
Lấy m n = 3 mm
+ Số răng bánh nhỏ:
Z1 =
2.176.0,985
2. A. cos β
=
= 29,6 =30 răng
3(2,9 + 1)
mn (ibn + 1)
+ Số răng bánh lớn :
Z2 = Z1. i bn = 30. 2,9 = 86 răng
+ Chiều rộng bánh răng lớn:
b = ψA . A = 0,3.176 = 52,8 (mm)
chiều rộng b phải thỏa mãn điều kiện b >
Ta chọn b 1 =55 (mm)
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
2,5m n
= 51,9 (mm) thỏa mãn.
sin β
b 2 =50 (mm)
12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
-Tính số răng tương đương của bánh nhỏ:
Z tđ 1 =
z1
30
=
=31
3
cos β
cos 8,6o
-Số răng tương đương của bánh lớn :
Z tđ 2 =
z2
86
=
=89
3
cos β
cos 8,6o
-
theo bảng 3-16
σu =
19,1 × 106.K .N
≤ [σ ]u
2
Y .mn .Z .n.b.θ , ,
Trong đó
m n = 3 mm
y1 = 0,47 hệ số dạng răng của bánh nhỏ
y2 = 0,511 hệ số dạng răng của bánh lớn
n = 730 V/p số vòng quay của bánh răng
θ ,, =1,5
-
ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
σu1 =
19,1.106.1,3.12,4
=40,3 (N/mm 2 )
0,47.32.30.730.1,5.55
σ u1 < [σ ]u1
-
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:
σu2 = 40,3.
0,47
=36,7
0,511
σu2 =σu1
y1
y2
(N/mm 2 )
σu2 ≤ [σ ]u2
10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
Mun m n = 3 mm
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
Số răng Z1 = 30, Z2 =86
Góc ăn khớp α n = 200 ; β = 8,60
∗ Đường kính vòng chia:
d1 =
mn .Z1
90
=
= 91 (mm)
cos β
cos 8,6o
d2 =
mn .Z 2
3.86
=
= 260 (mm)
cos β
cos 8,6o
-Khoảng cách trục A
A = 175 (mm)
Chiều rộng bánh răng: b = 55 mm
* Đường kính vòng đỉnh răng:
De1 = d1 + 2.m n = 91 + 2.3 = 97 mm
De2 = d2 + 2.m n = 260 + 2.3 = 266 mm
* Đường kính vòng chân răng:
Di1 = d1 – 2,5.m n = 91- 2,5 . 3 = 83,5 mm
Di2 = d2 – 2,5.m n = 260 – 2,5 . 3 = 252,5 mm
11. Tính lực tác dụng lên trục:
-Lực vòng:
2 M X 2.9,55.106.12,4
=
=3565 (N)
P1 =
d
730.91
-Lực hướng tâm:
Pr1=
P1.tgα n
3565.tg 20o
=
= 1312,3 (N)
cos β
cos 8,6o
-Lực dọc trục:
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
P a =P 1 .tg β =3565.tg8,6 =539,2 (N)
Thơng số
Kí hiệu
Trị số
Khoảng cách trục A
A
176
Mơ dun
m
3
Chiều rộng bánh răng nhỏ
b1
55
b2
50
y1 ; y 2
0,47;0,511
d1; d 2
91;260
Đường kính vòng đỉnh răng
de
97;260
Đường kính vòng chân răng
di
Chiều rộng bánh răng lớn
Hệ số dạng răng
Đường kính vòng chia
α
Góc ăn khớp
83,5 ;252,5
20
β
8,6
Số răng
Z
30; 86
Lưc vòng
P
Lực hướng tâm
pr
1312
Pa
539
Góc nghiêng răng
Lực dọc trục
3565
II. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm
1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
*Bánh nhỏ: theo bảng (3-8) trang 40 ta chọn thép 45 thường hoá.
- Giả sử đường kính phôi (100÷300) mm
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- Giới hạn bền kéo σbk = 580 N/mm2
- Giới hạn chảy σch = 290 N/mm2
- Độ cứng HB = 220
- Dùng phôi rèn
* Bánh lớn: ta chọn thép 35 thường hoá.
Giả sử đường kính phôi (300÷500) mm
- Giới hạn bền kéo σbk = 480 N/mm2
- Giới hạn chảy σch = 240 N/mm2
- Độ cứng HB = 190
- Dùng phôi rèn
2. Đònh ứng suất cho phép:
a) ng suất tiếp xúc cho phép:
Số chu kì làm việc của bánh lớn
N2 = 5.300.2.8.60.104,8 = 150.106
Số chu kì làm việc của bánh nhỏ
N1 = N2.ibt=2,4.150.106= 360.106
Theo bảng (3-9) trang 43 ta chọn số chu kì cơ sở N0= 107
- Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất của bánh nhỏ và bánh lớn lấy KN’’ =
KN’ = 1
- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ
[σ]tx1 = [σ]Notx. KN
Trong đó:
[σ]Notx ứng suất mỏi tiếp xúc cho khi bánh răng làm việc lâu dài
- Theo bảng (3-9) chọn [σ]Notx = 2,6 HB
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- ng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh nhỏ:
[σ]tx1 = 2,6.HB.KN = 2,6.220.1=572 N/mm2
- ng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn:
[σ]tx2 = 2,6.HB.KN’’
= 2,6.190.1=494 N/mm2
b) ng suất uốn cho phép
- Ta có số chu kì cơ sở của đường cong mỏi uốn No = 5.106
N ≥ No ta chọn KN’’ = KN’ = 1
- Vì bánh răng quay một chiều ta có cơng thức (3-5) trang 42 sách TKCTM
[σ ]u =
σ 0 .K N'
n.Kσ
1, 4 ÷ 1, 6 ) × σ −1 K N'
(
=
n.Kσ
- Trong đó σ-1 và σ0 giới hạn mỏi uốn trong chu kì trong chu kì vận động và
trong chu kì đối xứng
σ-1 ≈ (0,4 ÷0,45). σbk
- Vì phôi là thép thường hoá tôi cải thiện nên chọn hệ số n = 1,5
- KN =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng
Giới hạn mỏi:
- Thép 45 :σ-1 = 0,43 . 580=249,4 N/mm2
- Thép 35 :σ-1 =0,43 . 480 = 206,4 N/mm2
+ Đối với bánh nhỏ
[σ ]u1 =
1,5 × 249, 4
= 138, 6 N / mm 2
1,5 ×1,8
+ Đối với bánh lớn
[σ ]u 2 =
1,5 × 206, 4
= 114, 7 N / mm 2
1,5 ×1,8
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: k =1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
ψA =
b
=(0,3 ÷ 0,45)=0,4
A
5. Tính khoảng cách trục A.
- Theo bảng (3-10) bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ta có công thức
2
⎛ 10,5.106 ⎞ KN 2
⎟⎟
A ≥ (ibt ± 1) ⎜⎜
'
⎝ [σ ]tx ibt ⎠ ψ Aθ n3
3
- Trong đó:
i=2,4 tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm
n = 104,8 số vòng quay một phút của bánh răng bò dẫn
θ’ = 1,25 hệ số phản ánh sự tăng năng tải
N = 11,96 KW công suất trục 2
- Vì bộ truyền có công suất tách đôi nên công thức khoảng cách trục, công suất
phải chia cho hai
- Ta có:
A ≥ (2,4 + 1) .
2
3
⎛ 1,05.106 ⎞
11,96.1,3
⎜⎜
⎟⎟ .
= 209 (mm)
⎝ 494.2,4 ⎠ 0,4.104,8.1,25
- Ta chọn A=210 mm
6. Tính vận tốc vòng và chọn cách chính xác chế tạo bánh răng.
V=
πd1n1
60.1000
=
2πAn1
2.3,14.210.251,7
=
=1,62 (m/s)
60000(ibt + 1) 60000(2,4 + 1)
Theo bảng (3-11) ta chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9 .
7. Đònh chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A.
- Hệ số tải trọng K được tính theo công thức
K = Ktt . Kđ
- Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của bánh răng HB < 350 nên chọn
Ktt = 1: số tập trung tải trọng
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- Đối với bánh răng trụ
Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động
⇒ K = 1 . 1,2 = 1,2
-
Vì hệ số K =1,2 không khác nhiều so với k sơ bộ, nên khoảng cách trục A
Lấy A = 210 mm
8. Xác đònh mun, số răng, góc nghiêng và chiều rộng bánh răng:
+ Mun pháp: mn = (0.01 ÷ 0,02)A
= (0.01 ÷ 0,02) .210
= 2,1 ÷ 4,2 mm
Lấy mn = 4 mm
Tổng số răng: Zt= Z1 + Z2 =
cos β .2 A
=109,33 răng
mn
+ Số răng bánh nhỏ:
Z1 =
2 A cos β
= 32,15 ≈ 32 răng
mn .(ibt + 1)
Số răng Z1 thoả mãn điều kiện là lớn hơn trò số giới hạn cho trong bảng (3-15)
+ Số răng bánh lớn :
Z2 = Z1. i bt = 32,15 × 2,4 = 76,8 ≈ 77 răng
+ Chiều rộng bánh răng :
b = ϕA.A = 0,4.210 = 84 mm
- Lấy b = 85 mm
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
theo bảng 3-16 cơng thức 3-34 trang 51:
σu =
19,1.106.K .N
2
Y mn .Z .n .b
≤ [σ ]u
Trong đó
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
m n = 4 mm
y1 = 0,44 hệ số dạng răng của bánh nhỏ
y2 = 0,511 hệ số dạng răng của bánh lớn
n = 251,7 V/p số vòng quay của bánh răng
ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ
σu1 =
19,1.106.K .N 2
19,1.106.1,2.11,96
=
=33,5 (N/mm 2 )
Y1.mn2 .Z1.n1.b1.θ '' 0,44.42.32.1,5.85.251,7
σu1 < [σ ]u1
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn:
σu2 = σu1
0,44
Y1
=33,5 .
=28,8
0,511
Y2
σu2 ≤ [σ ]u2
10. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
Mun m= 2 mm
Số răng Z1 = 32, Z2 =77
Góc ăn khớp α = 200
Đường kính vòng chia
d 1 = m n .Z1 = 4 .32 = 128 mm
d 2 = m n .Z2 = 4 . 77 =308 mm
-
Khoảng cách trục A
A=
308 + 128
=218 (mm)
2
Chiều rộng bánh răng: b = 85 mm
* Đường kính vòng đỉnh răng
De1 = d1 + 2. m n = 128 + 4 .2 = 136 mm
De2 = d2 + 2. m n = 308 + 4 .2 = 316 mm
* Đường kính vòng chân răng:
Di1 = d1 – 2,5. m n = 128 - 2,5 .4 = 118 mm
Di2 = d2 – 2,5. m n = 308 – 2,5 .4 = 298 mm
11. Tính lực tác dụng lên trục:
Lực vòng:
P2=
2M x 2.9,55.106.11,96
=
=7090 (N)
d
128.251,7
Lực hướng tâm:
Pr2= P2 . tgα =7090 . 0,364= 2580 (N)
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
20
ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
Thông số
Kí hiệu
Trị số
Khoảng cách trục A
A
218
Mô dun
m
4
Chiều rộng bánh răng nhỏ
b1
85
b2
80
y1 ; y 2
0,44;0,511
d1; d 2
128;308
Đường kính vòng đỉnh răng
de
136;316
Đường kính vòng chân răng
di
Chiều rộng bánh răng lớn
Hệ số dạng răng
Đường kính vòng chia
α
Góc ăn khớp
118 ;298
20
Z
32 ; 77
Lưc vòng
P
7090
Lực hướng tâm
pr
2590
Số răng
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
21
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
PHẦN 3 : THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
CHƯƠNG I :THIẾT KẾ TRỤC
I . Tính sơ bộ
*chọn vật liệu thép 45 chọn
[τ ]x = 30 N / mm2 , C = 120
I.theo công thức (7-2) trang 114 ta có :
d ≥ C3
N
n
Trong đó:
d:đøng kính trục
n:số vòng quay 1 phút của trục
N: công suất
C:hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép C=120
1. Đối với trục I
N= 12,4 kw
C= 120
n= 730 v/ph
suy ra:
d = 120.3
12,4
= 30(mm)
730
lấy d1=30 mm
2 . Đối với trục II
N= 11,96 kw
C= 120
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
22
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
n= 251,7 v/ph
suy ra:
d = 120.3
11,96
= 44,5(mm)
251,7
lấy d2=45 mm
3 . Đối vớ trục III
N= 11,54 kw
C= 120
n= 104,8 v/ph
suy ra:
d = 120.3
11,54
= 58(mm)
104,8
lấy d3 = 60 mm
-để chuẩn bò cho bước tính gần đúng trong ba trò số d1,d2,d3 ở trên ta có thể lấy
trò số d2
=45mm để chọn ổ bi cỡ trung bình tra bảng 14p ta có chiều rộng của
B=25 mm
II. Tính gần đúng
-theo bảng (7-1)trang 118 ta chọn bạng kích thước như sau:
-khoảng cách từ thành trong hộp đến mặt bên của ổ lăn: 10 mm
- khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp: 10 mm
- đường kính bu lơng cạnh ổ để ghép nắp vào thân hộp :16(mm)
- chiều rộng của ổ lăn B=25mm
- chiều cao bu lơng ghép nắp ổ và chiều dày nắp bu long lấy: 16 mm
- chiều cao của lắp hộp vào đầu bu lơng: chọn sơ bộ
l3 = 16mm
- khe hở giữa mặt bên bánh đai và đầu bu long lấy: 10 mm
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
23
ÑOÀ AÙN CHI TIEÁT MAÙY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
- Chiều rộng bánh đai B = 105mm
- chiều rộng bánh răng cấp nhanh:55mm
;và 50mm
- chiều rộng bánh răng cấp chậm:85mm
; và 80 mm
* Ta tìm chiều dài các đoạn trục cần thiết và khoảng cách các gối đỡ.
- Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai tác dụng lên trục là:
l=
Bđ
B 105
25
+ l4 + l3 + =
+ 16 + 15 +
= 96mm
2
2
2
2
- khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp:
Δ > 1,26
σ = 8 mm chiều dày của thân hộp:
Δ=
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: VŨ KIM CHÍNH
P r1
P1
P a1
Pa2
P r3
P4
P2
P r2
P3
P r4
Thiết kế trục I
-Lực vòng :
p1= 3565 N
-Lực hướng tâm: pr1= 1312 N
-Lực dọc trục:
pa1=539 N
Rđ = 1866( N )
l=96(mm)
(a+b)=77,5+82,5=160 (mm)
C=60(mm)
d1=91(mm)
+ Xác đònh phản lực ở 2 đầu gối đởi Avà B
*Theo phương đứng
∑ M AY = Rđ .l + Pa1
⇒ RBY =
pr1 (a + b) − Rđ l − Pa1
a+b+c
d1
− Pr1 (a + b) + Rby (a + b + c) = 0
2
91
d1
1312.160 − 1866.96 − 539.
2 =
2 = 28,45( N )
220
RAY = Rđ + Pr1 − RBY = 1866 + 1312 − 28,45 = 3149,5( N )
SVTH: ĐẬU VĂN THƯỜNG
LỚP CĐ CĐT 32B
25
