Đồ án môn Chi tiết máy - Võ Bá Vương
MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................... 4
1.1. Chọn động cơ điện ....................................................................................... 5
1.1.1. Chọn kiểu động cơ.................................................................................... 5
1.1.2. Xác định công suất động cơ ..................................................................... 5
1.1.4. Chọn động cơ thực tế ............................................................................... 6
1.2. Phân phối tỷ số truyền.................................................................................. 7
1.2.3. Tính toán các thông số trên trục............................................................... 7
2.1. Thiết kế bộ truyền xích................................................................................. 9
2.1.1. Chọn loại xích .......................................................................................... 9
2.1.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền.................................................................. 10
2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh ........................................................ 11
2.2.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt ......................................................................... 11
2.2.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................... 12
2.2.3. Xác định các thông số cơ bản................................................................. 13
2.2.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................ 14
2.2.8. Nhiệt truyền động trục vít ...................................................................... 17
2.3. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm.......................................................... 17
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
2.3.1. Tính sơ bộ vận tốc trƣợt ......................................................................... 17
2.3.2. Xác định ứng suất cho phép ................................................................... 18
2.3.3. Xác định các thơng số cơ bản................................................................. 18
2.3.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc ................................................................ 19
2.3.8. Nhiệt truyền động trục vít ...................................................................... 22
2.3.9. Kiểm tra sai số vận tốc ........................................................................... 23
3.1. Thiết kế trục ............................................................................................... 24
3.1.1. Các lực tác dụng lên trục........................................................................ 24
3.1.2. Tính sơ bộ đƣờng kính trục.................................................................... 25
3.1.6. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh........................................................... 35
3.1.7. Kiểm nghiệm trục về độ cứng................................................................ 36
3.2. Tính chọn ổ lăn........................................................................................... 37
3.2.1. Tính chọn ổ lăn cho trục 1...................................................................... 37
3.2.2. Chọn ổ cho trục 2 ................................................................................... 40
3.2.3. Chọn ổ cho trục 3 ................................................................................... 41
3.3. Tính chọn then............................................................................................ 43
ĐỘ LẮP TRONG HỘP..................................................................................... 45
4.1. Thiết kế các kích thƣớc của vỏ hộp............................................................ 45
4.1.1. Chọn bề mặt ghép nắp và thân ............................................................... 45
4.1.3. Một số chi tiết phụ.................................................................................. 46
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
2
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
LỜI NÓI ĐẦ
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là nội dung không thể thiếu trong
chƣơng trình đào tạo kỹ sƣ cơ khí. Đồ án môn học Chi Tiết Máy là môn học
giúp cho sinh viên có thể hệ thống hoá lại các kiến thức của các môn học nhƣ:
Chi tiết máy, sức bền vật liệu, dung sai, chế tạo máy, vẽ kỹ thuật ... đồng thời
giúp sinh viên làm quen dần với công việc thiết kế và làm đồ án chuẩn bị cho
việc thiết kế đồ án tốt nghiệp sau này
Hộp giảm tốc là một cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trục tiếp, có tỷ số
truyền không đổi và đƣơc dùng để giảm số vòng quay, tăng momen xoắn. Với
chúc năng nhƣ vậy, ngày này hộp giảm tốc đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành
cơ khí, luyện kim, hoá chất, công nghiệp đóng tàu, đầu máy toa xe…Trong giới
hạn môn học em đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ dẫn động xích tải sử dụng hộp
giảm tốc trục vít hai cấp.
Trong quá trình làm đồ án đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy (cô)
trong bộ môn ,đặc biệt là thầy Trần Ngọc Hiền đã giúp đỡ em hoàn thnahf đồ
án môn học của mình. Đây là đồ án đầu tiên của khoá học và với trình độ cũng
nhƣ thời gian có hạn nên trong quá trình thiết kế em không thể tránh khỏi
những sai xót, em rất mong nhận đƣớcự góp ý của các thầy (cô) trong bộ môn
để em thêm hiểu biết hơn.
Em xin chân thành cám ơn!
Ngày 15/12/2016
Sinh viên thực hiện
Võ Bá Vƣơng
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
4
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
CHƢƠNG 1: TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
1.1. Chọn động cơ điện
1.1.1. Chọn kiểu động cơ
Chọn loại động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc. Loại
này dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp, với hệ dẫn động cơ khí (hệ
dẫn động băng tải, xích tải, vít tải,... dùng với các hộp giảm tốc).
1.1.2. Xác định công suất động cơ
Công suất trên trục động cơ đƣợc xác định theo công thức:
Pct = Pt /η
trong đó: Pct – công suất cần thiết trên trục động cơ, kW
Pt – công suất trên trục máy công tác, kW
P P F .v /103 6000.0,06 /103 0,36 (kW)
t
lv
t
η – hiệu suât của các bộ phận trong hệ dẫn động
1.2.3.4.....
trong đó:
: là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ
1,2,3,4,.....
trong hệ thống dẫn động.
Theo sơ đồ đề bài thì : 2 .o3l.x.k
tv
: hiệu suất của bộ truyền trục vít: tv =0,4
tv
ol : hiệu suất một cặp ổ lăn: ol =0,995
: hiệu suất của bộ truyền xích: x =0,97
x
k
: hiệu suất của khớp nối: k =0,1
0,42.0,9953.0,97.1 0,153
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
5
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
P 0,36 / 0,153 2,36 (kW)
ct
Hệ số xét đến sự thay đổi tải không đều β:
2
2
2
2
2
T
ti
T
t0
T
t1
T
t2
T3
t3
i
1
0
2
.
.
.
.
.
T
tck
T
tck
T
tck
T
tck
T
tck
1
1
1
1
1
8,3.104
8
4
2
2
2
2
1,52.
1 . (0,7)2. 0,5 . 0,83
8
8
8
P 2,36.0,831,96 (kW)
ct
1.1.3. Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ
Số vòng quay của trục máy công tác:
60.103.v 60.103.0,06
nlv
3,6 (v / ph)
zt
10.100
Tỷ số truyền toàn bộ của hệ thống ut
ut = uh.ux
với: uh – tỷ số truyền của hộp giảm tốc trục vít hai cấp
ux – tỷ số truyền của bộ tuyền xích
tra bảng 2.4 [1] ta chọn nhƣ sau: uh = 400 ux = 2
vậy ut = 800
Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb = nlv.ut = 3,6.800 = 2880
1.1.4. Chọn động cơ thực tế
Tra bảng P1.2 [1] ta chọn động cơ DK.42 – 2 với các thông số:
Công suất: 2,8 kW,
Số vòng quay: n = 2880 (vg/ph)
Tk / Tdn = 2,5
Tmax / Tdn = 0,04
1.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
6
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Kiểm ta điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ vừa chọn:
P 2,8 P 1,96
dc
ct
ndc 2880 nsb
Tmm Tk
T
Tdn
thỏa mãn điều kiện mở máy và điều kiện quá tải của động cơ.
1.2. Phân phối tỷ số truyền
Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:
ndc 2880
u
800
nlv
3,6
1.2.1. Tỷ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
Ký hiệu:
uh là tỷ số truyền của hộp giảm tốc
ung là tỷ số truyền ngoài hộp giảm tốc
ung ux
Tỷ số truyền của bộ truyền ngoài:
ux 2; ung 2
Ta chọn
1.2.2. Tỷ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc
u uh.ung
u
800
2
uh
400
ung
u 19
1
uh 400
u 21,05
2
với u1: tỷ số truyền cấp nhanh
u2: tỷ số truyền cấp chậm
1.2.3. Tính toán các thông số trên trục
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
7
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Trục
Đ/cơ
Trục vít 1 Trục vít 2
Trục 3
Công tác
Thông số
Công suất (kW)
Tỷ số truyền (-)
2,8
2,786
1,11
0,442
0,36
1
19
21,05
2
Số vòng quay (v/ph) 2880
Momen (Nmm)
2880
151,579
7,21
3,605
9284,72 9238,3
69933,83
585450,76 953675,45
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
8
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
2.1. Thiết kế bộ truyền xích
2.1.1. Chọn loại xích
Chọn loại xích con lăn
2.1.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích
Số răng đĩa xích nhỏ (chủ động): z1 = 10
Số răng đĩa xích bị động: z2 = z1.ux = 10.2=20 < 120
Bƣớc xích: t = 100
Ta có: Pt = P.k.kz.kn
Với kz = 25/z1 = 25/10 = 2,5
kn = 50/3,605 = 13,8696
k = kokakđckbtkđkc = 1.1.1.1,1.1,2.1,25 = 1,7875
do đó : Pt = 0,36.1,7875.2,5.13,8696 = 22.312 kW
Theo bảng 5.5 [1] với n01 = 50 (vg/ph), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bƣớc
xích p = 50.8 (mm) thoả mãn điều kiện bền mòn:
Pt < [P] = 22,9 đồng thời p < pmax
Khoảng cách trục: a = 30.50,8 = 1524 (mm)
Số mắt xích: x = 2a/p + 0,5(z1 + z2) + (z2 – z1)2p/(4π2a)
= 2.1524/50,8 + 0,5(10 + 20) + (20 - 10)2.50,8/(4.π2.1524) = 75,08
Vì số mắt xích là chắn nên x = 76
Tính lại khoảng cách trục:
a 0,25p{xc 0,5(z2 z1) [xc 0,5(z2 z1)]2 2[(z2 z1) / ]2}
0,25.50,8{76 0,5(20 10) [76 0,5(20 10)]2 2[(20 10) / ]2}1598
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta giảm a một lƣợng bằng:
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
9
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ta chọn là 6
a (0,002...0,004)a 3,196...6,392
Do đó a = 1592 (mm)
Số lần va đập i của bản lề xích trong 1 giây
i z1n1 / (15x) 10.3,605/ (15.78) 0,031
< [i] = 15
2.1.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền
s Q / (kd Ft F F ) [s]
o
v
trong đó: Q – tải trọng phá hỏng, N ; tra bảng 5.2 ta có Q = 226,8.103 N
kđ – hệ số tải trọng động, kđ = 1,7
Ft – lực vòng, Ft = 6000 N
Fv – lực căng do lực ly tâm sinh ra, N;
Fv = qv2 = 9,7.0,062 = 0,035 (N)
Fo – lực căng do trọng lƣợng nhánh xích bị động sinh ra, N
Fo = 9,81.kfqa = 9,81.4.9,7.1,592 = 606 (N)
[s] – hệ số an toàn cho phép, [s] = 7
Do đó: s 226.103 / (1,7.6000 606 0,035) 20,91 > [s] = 7
Vậy xích đảm bảo điều kiện bền
2.1.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục
a) Xác định các thông số của đĩa xích
Đƣờng kính vòng chia của đĩa xích:
(mm)
d1 p / sin( / z1) 50,8/ sin( /10) 164,4
(mm)
d1 p / sin( / z2) 50,8/ sin( / 20) 324,74
Vật liệu chế tạo đĩa xích thép 45, phƣơng pháp nhiệt luyện là tôi, ram.
Ứng suất tiếp xúc σH trên mặt răng đĩa xích:
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
10
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
H 0,47 kr (F Kd F )E / (Akd ) [H ]
t
vd
trong đó: [σH] - ứng suất tiếp xúc cho phép, MPa, [σH] = 900 (MPa)
Ft – lực vòng,
Fvd – lực va đập trên m dãy xích,
Fvd = 13.10-7n1p3m = 13.10-7.3,605.50,83.1 = 0,614 (N)
kd – hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy, kd = 1
Kd – hệ số tải trọng động, Kd = 1,2
kr – hệ số kể đến ảnh hƣởng của số răng đĩa xích, kr = 0,6
E – modun đàn hồi, MPa, E = 2,1.105
A – diện tích chiếu của bản lề, A = 645 (mm2)
0,47 0,6(6000.1,2 0,614)2,1.105 / (645.1) 557,43 [ ]
Do đó:
H
H
b) Lực tác dụng lên trục
Fr = kx.Ft
kx – hệ số kể đến trọng lƣợng xích, kx = 1,15
với:
do đó: Fr = 1,15.6000 = 6900 (N)
2.2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh
Các thông số đầu vào:
P = 2,786 kW; n = 2880 (vg/ph); u = 19; T = 9238,3 (Nmm)
Số giờ làm việc : 23360 (giờ)
2.2.1. Tính sơ bộ vận tốc trượt
vsb 8,8.103 3 Pu n2
1 1 1
8,8.103 3 2,786.19.28802 7,45 m / s
Với vsb = 7,45 > 5, nên ta dùng đồng thanh thiếc để chế tạo bánh vít, cụ
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG 11
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
thể là đồng thanh thiếc kẽm chì ЂpOЦC 5-5-5, có σb = 250 (MPa), σch = 100
(MPa). Chọn vật liệu chế tạo trục vít là thép carbon trung bình 45 đƣợc tôi bề
mặt đạt độ rắn 50 HRC, sau đó thấm than, bề mặt ren trục vít đƣợc mài và đánh
bóng.
2.2.2. Xác định ứng suất cho phép
a) Ứng suất tiếp xúc cho phép
[σH] = [σHO]KHL
trong đó: [σHO] - ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kỳ
[σHO] = 0,9.σb = 0,9.250 = 225 (MPa)
KHL – hệ số tuổi thọ,
KHL 8 107 / NHE
với NHE – là số chu kỳ thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng
4
T2i
NHE 60
n2iti
T2max
4
4 2
8
4 2
8
=60.23360.151,579 14 0,7
0,5
8
122298642,2 12,23.107
KHL 8 107 / (12,23.107) 0,73
do đó:
Ta đƣợc: [σH] = 225.0,73 = 164,25 (MPa)
b) Ứng suất uốn cho phép
Với bánh vít bằng vật liệu đồng thanh thiếc ứng suất uốn cho phep đƣợc
xác định theo công thức: [F] = [F0].KFL
Với:
[F0] =0,25b + 0,08ch = 0,25.250+0,08.100 = 70,5 (MPa)
9 106
Hệ số tuổi thọ:
KFL
NFE
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
12
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Trong đó:
9
T2i
NHE 60
n t
T2max
2i i
4
9 2
8
9 2
8
60.23360.151,579 19 0,7
0,5
8
108473612,6 10,85.107
9 106
KFL
0,594
10,85.107
[F] = 70,5.0,594 = 41,877 (MPa).
Ứng suất cho phép khi quá tải
Với bánh vít đồng thanh thiếc:
[H]max = 4ch =4.100 = 400 (MPa)
[F]max = 0.8ch =0,8.100 = 80 (MPa)
2.2.3. Xác định các thông số cơ bản
a) Xác định khoảng cách trục
Với u = 19; chọn Z1 = 2 Z2 = u.Z1 =19.2 = 38 (răng);
Với Z1 = 2, chọn sơ bộ hiệu suất η = 0,78,
T2 = 69933,83 (Nmm)
Tính sơ bộ q: q = 0,3Z2 = 0,3.38 = 11,4. Theo bảng 7.3 chọn q = 12,5
Chọn sơ bộ KH = 1.3
Tính sơ bộ khoảng cách trục:
3
2
170
T2KH
q
a Z q
w
2
Z2[H ]
170
69933,83.1,3
12,5
2
3
38 12,5
88,57 (mm)
38.164,25
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
13
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Theo tiêu chuẩn SEV229 – 75 ta lấy aw =100 mm.
b) Xác định môđun
Mô đun dọc của trục vít đƣợc xác định:
2aw
2.100
m
3,96
q z2 12,5 38
Tra bảng 7.3 [1] ta chọn m = 4
Tính lại khoảng cch trục:
aw = 0,5m(Z2 + q) = 0,5.4(38 + 12,5) = 101 (mm);
Chọn aw =100mm.
Tính hệ số dịch chỉnh:
x= aw/m - 0,5(q+Z2) = 100/4 - 0,5(12,5+38)= - 0,25 (mm);
và - 0,7 < x < 0,7
thoả mãn điều kiện dịch chỉnh.
2.2.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
3
170 Z2 q T2.KH
(*)
H
[H ]
Z2 aw
q
Vận tốc trƣợt tính theo công thức:
vs = dw1 n1 /(60000.cos w)
trong đó:
w = arctg [Z1/(q + 2x)] = arctg[2/(12,5 – 2.0,25)] = 9,46
dw1 = (q + 2x)m = (12,5 – 2.0,25)4 = 48 (mm)
vs = .48.2880/(60000.cos 9,46) = 7,34 (m/s).
Nhƣ vậy vật liệu đã chọn làm bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc;
Với [H] = 164,25 (MPa)
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
14
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Theo bảng 7.4[1]: f = 0,0189; υ = 1,0806
Góc vít trên trục chia: = arctg(Z1/q) =arctg(2/12,5) = 9,1
Hiệu suất bộ truyền: = 0,95tg / tg( + )
= 0,95tg(9,1) / tg(9,1+1,0806) = 0,85
Do đó: T2 = 69933,83.0,85 = 59443,76 (Nmm)
Hệ số tải trọng: KH = KH . KHv
3
Z
T2m
2
KH 1
1
T2max
Với: = 125 (bảng 7.5[1]).
T2tb
T2itin2i
4
2
2
1 0,7 0,5 0,8
T2max
T
t n
8
8
8
2max i 2i
3
38
kH 1
1 0,8 1,01
125
KHv – hệ số tải trọng động, KHv = 1,1
KH = 1,01.1,1 =1,111
3
170 38 12,5 59443,76.1,111
H
Do đó:
38
100
12,5
117 MPa [ ] 164,25 MPa .
H
Thoả mãn điều kiện bền tiếp xúc.
2.2.5. Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn
1,4.T2.YF.KF
F
[F ]
b2d2mcos
trong đó: KF = KFβ.KFv = KHβ.KHv = 1,01.1,1 = 1,111 – hệ số tải trọng;
d2 = mZ2 = 4.38 = 152 (mm) – đƣờng kính vòng chia bánh vít;
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
15
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
b2 – chiều rộng bánh vít,
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
b2 ≤ 0,75da1 = 0,75m(q + 2) = 0,75.4(12,5 + 2) = 43,5 (mm)
ta chọn b2 = 20 (mm)
YF – hệ số dạng răng, với Zv = 39,5, tra bảng 7.8[1] ta đƣợc YF = 1,55
1,4.59443,76.1,55.1,11
12 [F ]=41,877 (MPa)
Do đó :
F
20.152.4.cos9,1
2.2.6. Kiểm nghiêm răng bánh vít về quá tải
Để tránh biến dạng dƣ hoặc dính bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại
không đƣợc vƣợt quá một giá trị cho phép:
H max H Kqt [H ]max
H max 117. 1,5 143,3 (MPa) < [H ]max 400 (MPa)
Thoả mãn điều kiện tiếp xúc
Để trạnh biến dạng dƣ hoặc phá hỏng tĩnh chân răng bánh vít, ứng suất
uốn cực đại không đƣợc vƣợt quá giá trị cho phép
F max F .Kqt 12.1,5 18 < [F ]max 80 (MPa)
Thoả mãn điều kiện
2.2.7. Xác định các kích thước hình học của bộ truyền
Khoảng cách trục: aw = 100 (mm)
Hệ số dịch chỉnh: x = -0.25
Đƣờng kính vòng chia: d1 = 50 (mm); d2 = 152 (mm)
Đƣờng kính vòng đỉnh: da1 = 58 (mm); da2 = 158 (mm)
Đƣờng kính vòng đáy: df1 = 40,4 (mm0; df2 = 140,4 (mm)
Chiều rộng bánh vít: b2 = 20 (mm)
Góc ôm: δ = 22,62
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
16
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
2.2.8. Nhiệt truyền động trục vít
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc (với Aq ~ 0,3 A)
1000P 1
1
A
0,7K 1 0,3K t t
t
0
tq
d
i i
Pn
1
2
t
1,25
ck
4
2
8
tck
1. 0,7. 0,5.
8
8
W
0,25;
Kt 10
;
2 0
m C
w
ktq 40
;
td 700C;
2 0
m C
t0 200C
Khi đó:
1000.2,786 1 0,85
A
0,322 (m2)
0,7.10 1 0,25 0,3.401,25 70 20
2.3. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm
Các thông số đầu vào:
P = 1,11 (kW); n = 151,579 (vg/ph); u = 21,05; T = 69933,83 (Nmm)
Số giờ làm việc 23360 (giờ)
2.3.1. Tính sơ bộ vận tốc trượt
vsb 8,8.103 3 P u n2
2 2 2
8,8.103 3 1,11.21,05.151,582 0,715 m / s
Với vsb = 0,715 < 2, nên ta dùng gang để chế tạo bánh vít, cụ thể là gang
xám tƣơng đối mềm CҶ 18-36, có σb = 180 (MPa), σch = σbu = 360 (MPa).
Chọn vật liệu chế tạo trục vít là thép carbon trung bình 45 đƣợc tôi bề mặt
đạt độ rắn 50 HRC, sau đó đƣợc mài và đánh bóng.
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
17
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
2.3.2. Xác định ứng suất cho phép
a) Ứng suất tiếp xúc cho phép
[σH] = [σHO]KHL
trong đó: [σHO] - ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kỳ
[σHO] = 0,9.σb = 0,9.180 = 162 (MPa)
KHL – hệ số tuổi thọ,
KHL 8 107 / NHE
với NHE – là số chu kỳ thay đổi ứng suất tƣơng đƣơng
4
T2i
NHE 60
n2iti
T2max
4
4 2
8
4 2
8
=60.23360.7,21 14 0,7
0,5
8
5817251 5,82.106
KHL 8 107 / (5,82.106) 1,07
do đó:
[σH] = 162.1,07 = 173,34 (MPa)
b) Ứng suất uốn cho phép
Với bánh vít bằng vật liệu gang, bộ truyền quay 1 chiều
[F] = 0,12 σbu = 0,12.360 = 43,2 (MPa)
Ứng suất cho phép khi quá tải: với bánh vít làm bằng gang
[H]max = 1,5. [σH] = 1,5.173,34 = 260 (MPa)
[F]max = 0,6.b = 0,6.180 = 108 (MPa)
2.3.3. Xác định các thơng số cơ bản
a) Xác định khoảng cách trục
Với u = 21,05; chọn Z1 = 2 Z2 = u.Z1 =21,05.2 = 42,1 (răng);
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
18
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
Ta chọn 42 T2 = 585450,76 (Nmm)
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Tính sơ bộ q: q = 0,3Z2 = 0,3.42 = 12,6. Theo bảng 7.3 chọn q = 12,5
Chọn sơ bộ KH = 1.3
Tính sơ bộ khoảng cách trục:
3
2
170
T2KH
q
a Z q
w
2
Z2[H ]
2
170
585450,76.1,3
3
42 12,5
175,2 (mm)
42.173,34
12,5
ta lấy aw =175 mm.
b) Xác định môđun
Mô đun dọc của trục vít đƣợc xác định:
2aw
2.175
m
6,42
q z2 12,5 42
Tra bảng 7.3 [1] ta chọn m = 6,3
Tính lại khoảng cách trục:
aw = 0,5m(Z2 + q) = 0,5.6,3(42 + 12,5) = 172 (mm);
Chọn aw =175mm.
Tính hệ số dịch chỉnh:
x= aw/m - 0,5(q+Z2) = 175/6,3 - 0,5(12,5+42)= 0,53 (mm);
và - 0,7 < x < 0,7
thoả mãn điều kiện dịch chỉnh.
2.3.4. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
3
170 Z2 q T2.KH
H
[H ]
(*)
Z2 aw
q
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
19
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GTVT
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
Vận tốc trƣợt tính theo công thức:
vs = dw1 n1 /(60000.cos w)
Trong đó:
w = arctg [Z1/(q + 2x)] = arctg[2/(12,5 + 2.0,53)] = 8,4
dw1 = (q + 2x)m = (12,5 + 2.0,53)6,3 = 85,43 (mm)
VÌ vậy: vs = .85,43.151,58/(60000.cos 8,4) = 0,69 (m/s).
Nhƣ vậy vật liệu đã chọn làm bánh vít phù hợp với điều kiện làm việc;
Với [H] = 173,34 (MPa)
Theo bảng 7.4[1]: f = 0,0824; υ = 5,5
Góc vít trên trục chia: = arctg(Z1/q) =arctg(2/12,5) = 9,1
Hiệu suất bộ truyền: = 0,95tg / tg( + )
= 0,95tg(9,1) / tg(9,1+5,5) = 0,584
Do đó: T2 = 585450,76.0,584 = 341903,25 (Nmm)
Hệ số tải trọng: KH = KH . KHv
3
Z
T2m
2
KH 1
1
T2max
Với: = 125 (bảng 7.5[1]).
T2tb
T2itin2i
4
2
2
1 0,7 0,5 0,8
T2max
T
t n
8
8
8
2max i 2i
3
42
kH 1
1 0,8 1,007
125
KHv – hệ số tải trọng động, KHv = 1,1
Nên: KH = 1,007.1,1 =1,1077
SVTH: VÕ BÁ VƢƠNG
20
Tải về để xem bản đầy đủ
51 trang
28/03/2022
6200
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn Chi tiết máy - Võ Bá Vương", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_mon_chi_tiet_may_vo_ba_vuong.pdf
