Đồ án Thiết kế trạm dẫn động cơ khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Đề tài: THIẾT KẾ TRẠM DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ

SVTH: Nguyễn Mai Đạt

MSSV: 1311040068

Lớp:

13DCK03

GVHD: Phạm Bá Khiển

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18, tháng 01, năm 2015

O

GVHD: Phạm Bá Khiển

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................6

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN ...............7

1. Sơ đồ động: ....................................................................................................7

2. Tính toán chọn động cơ:.................................................................................8

2.1. Công suất của bộ phận công tác là băng tải:................................................8

2.2. Tính công suất định mức và chọn động cơ:.................................................8

3. Phân phối tỉ số truyền:....................................................................................8

3.1. Tính tỉ số truyền chung:...............................................................................8

3.2. Số vòng quay, công suất, moment xoắn trên các trục: ................................9

3.3. Bảng số liệu:..............................................................................................10

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ......................................................10

1. Bộ truyền đai :...............................................................................................10

1.1. Chọn đai thang ..........................................................................................10

1.2. Đường kính bánh đai nhỏ :.........................................................................11

1.3. Vận tốc dài: ...............................................................................................11

1.4. Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối: ξ = 0,01 ..........................................11

1.5. Khoảng cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức:................................11

1.6. Chiều dài tính toán của đai :.......................................................................11

1.7. Số vòng chạy của đai trong 1s:..................................................................11

1.8. Tính toán lại khoảng cách trục a: ..............................................................12

1.9. Góc ôm đai bánh đai nhỏ:..........................................................................12

Đồ án chi tiết máy

2

GVHD: Phạm Bá Khiển

1.10. Các hệ số sử dụng:...................................................................................12

1.11. Chọn loại đai: ..........................................................................................12

1.12. Số dây đai được xác định theo công thức:...............................................13

1.13. Lực căng đai ban đầu: .............................................................................13

1.14. Tù công thức: ..........................................................................................13

1.15. Lực tác dụng lên trục:..............................................................................13

1.16. Ứng suất lớn nhất trong dây đai: .............................................................13

1.17. Tuổi thọ đai xác định theo công thức: .....................................................14

1.18. Bề rộng bánh đai: ....................................................................................14

2. Bánh răng côn: .............................................................................................14

2.1. Chọn vật liệu: ............................................................................................14

2.2. Xác định số chu kì làm việc tương đương N_HEvà hệ số tuổi thọ K_L.........14

2.3. Xác định giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép: .............................................15

2.4. Ứng suât uốn cho phép:.............................................................................15

2.5. Tỉ số truyền: ..............................................................................................16

2.6. Đường kính vòng chia ngoài bánh dẫn:.....................................................16

2.7. Số răng: .....................................................................................................16

2.8. Mô đun vòng chia ngoài:...........................................................................16

2.9. Đường kính vòng chia ngoài bánh bị dẫn:.................................................17

2.10.Chiều dài côn ngoài:.................................................................................17

2.11. Chiều rộng vành răng: .............................................................................17

2.12. Góc mặt côn chia:....................................................................................17

2.13.Đường kính vòng chia trung bình:............................................................17

2.14. Vận tốc vòng: ..........................................................................................17

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TRỤC ..................................................................17

1. Trục 1 :..........................................................................................................17

Đồ án chi tiết máy

3

GVHD: Phạm Bá Khiển

1.1. Chọn vật liệu: ............................................................................................17

1.2. Đường kính sơ bộ của trục: .......................................................................18

1.3.Phân tích lực tác dụng lên chi tiết: .............................................................18

1.4. Xác định các kích thước dọc trục ..............................................................18

1.5. Vẽ sơ đồ moment: .....................................................................................18

1.6. Chọn then: .................................................................................................20

1.7.Kiểm tra độ bền then :.................................................................................21

1.8. Kiểm tra bền trục:......................................................................................21

1.9. Hệ số an toàn:............................................................................................21

2. Trục II: .........................................................................................................22

2.1. Chọn vật liệu: ............................................................................................22

2.2. Đường kính sơ bộ của trục: .......................................................................22

2.3. Tính kích thước dọc trục: ..........................................................................22

2.4.Phân tích lực tác dụng lên chi tiết: .............................................................22

2.5. Vẽ sơ đồ moment: .....................................................................................22

2.6. Chọn then: .................................................................................................24

2.7. Kiểm tra độ bền then :................................................................................25

2.8. Kiểm tra bền trục:......................................................................................25

2.9. Hệ số an toàn:............................................................................................26

CHƯƠNG 4: CHỌN KHỚP NỐI ....................................................................26

1. Chọn khớp nối:.............................................................................................26

2. Kiểm nghiệm độ bền khớp nối :....................................................................26

2.1. Kiểm nghiệm độ bền uốn theo công thức:.................................................26

2.Kiểm tra độ bền dập giữa chốt và vòng cao su:.............................................26

3. Thiết kế gối đỡ trục: .....................................................................................27

3.1.Gối đỡ trục 1: .............................................................................................27

Đồ án chi tiết máy

4

GVHD: Phạm Bá Khiển

3.2. Gối đỡ trục II:............................................................................................28

4. Thiết kế vỏ hộp:............................................................................................29

4.1. Chiều dày: .................................................................................................30

4.2. Gân tăng cứng: ..........................................................................................30

4.3. Đường kính bulong: ..................................................................................30

4.4. Mặt bích ghép nắp và thân: .......................................................................30

4.5. Mặt đế hộp: ...............................................................................................30

4.6. Khe hở giữa các chi tiết:............................................................................31

4.7. Số lượng bulong nền: z = 4 .......................................................................31

5. Hệ thống bôi trơn: ........................................................................................31

5.1. Chọn dầu bôi trơn:.....................................................................................31

5.2. Kiểm tra điều kiện bôi trơn: ......................................................................31

6. Các chi tiết phụ:............................................................................................32

6.1. Chốt định vị:..............................................................................................32

6.2. Chọn nút tháo dầu: ....................................................................................32

6.3.Chọn nút thông hơi:....................................................................................32

6.4. Chọn bulong vòng :....................................................................................32

6.5. Vòng chắn dầu:..........................................................................................33

7. Dung sai lắp ghép:........................................................................................33

KẾT LUẬN ......................................................................................................34

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................35

Đồ án chi tiết máy

5

GVHD: Phạm Bá Khiển

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kĩ thuật đang phát triển rất nhanh, mang lại những lợi ích

cho con người về tất cả những lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đời sống

nhân dân, để hòa nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng

như trên toàn thế giới. Đảng và nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu trong những

năm tới là đất nước công nghiệp hóa hiện đại hóa.

Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát

triển nhất đó là cơ khí chế tạo máy vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản

xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để thực hiện việc phát

triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độ chuyên

môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến. công

nghệ tự động hóa theo dây chuyền trong sản xuất.

Nhằm thực hiện được mục tiêu đó, sinh viên chúng em luôn cố gắng phấn

đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã được dạy trong trường

để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào

công cuộc đổi mới của đất nước trong thế kỉ mới.

Đồ án chi tiết máy

6

GVHD: Phạm Bá Khiển

CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

1. Sơ đồ động:

2

1

3

4

5

*** Chú thích:

1. Động cơ

2. Bộ truyền đai

3. Hộp giảm tốc

4. Khớp nối

5. Tang và băng tải

Đồ án chi tiết máy

7

GVHD: Phạm Bá Khiển

2. Tính toán chọn động cơ:

2.1. Công suất của bộ phận công tác là băng tải:

Ta có:

퐹_푡× 푣

7550.1,35

= 10,1925 (푘푊)

1000

푃_푐푡=

=

1000

P_ct: công suất bộ phận công tác (kW)

F_t: lực kéo băng tải

v: vận tốc băng tải

2.2. Tính công suất định mức và chọn động cơ:

Ta có:

푃_푐푡

푃_푑푐=

푐ℎ



Với:

P_dc: công suất cần thiết của động cơ

_ch: hiệu suất chung hệ thống truyền động

Ta có:

=

. _푏푟. .

푐푡 표푙 푘푛

푐ℎ



   

Chọn:

_ct= 0,95: hiệu suất bộ truyền đai

_br= 0,96: hiệu suất bộ truyền bánh răng côn

_ol= 0,99: hiệu suất 1 cặp ổ lăn

_kn= 0,99: hiệu suất khớp nối

_푐ℎ= 0,95.0,96.0,99³.0,99 = 0,876

=>



푃_푑푐= ^10,1925= 11,635 (푘푊)

0,876

Tra bảng P1.1/234 sách tính toán thiết kế hộp dẫn động cơ khí

*** Chọn động cơ loại K180M4 có công suất động cơ P_dc= 15 kW, số vòng

quay n_dc= 1450 vg/ph, hiệu suất _dc= 87,5%.

3. Phân phối tỉ số truyền:

3.1. Tính tỉ số truyền chung:

Ta có:

푛_푑푐

푢_푐ℎ=

푛_푐푡

Đồ án chi tiết máy

8

GVHD: Phạm Bá Khiển

Với : n_dc= 1450 (vg/ph): số vòng quay của động cơ

n_ct= số vòng quay của trục công tác

Trong đó:

푛_푐푡= ^60000.푣

=

60000.1,35

푣푔 푝ℎ)

= 92,08 (

휋.퐷

휋.280

1450

=>

Mặt khác

푢_푐ℎ= 푢_đ.푢_푏푟.푢_푘푛

푢_푐ℎ= _92,08= 15,74

Với: u_br= 3: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng côn

u_đ: tỉ số truyền bộ truyền đai

u_kn= 1: tỉ số truyền của khớp nối

푢_푐ℎ

=>

푢_đ=

=

^15,74= 5,246

푢_푏푟.푢_푘푛

3.1

* Chọn u_đ= 5,24

Kiểm tra:

|푢 ― 푢 | |15,74 ― 15,72|

푢_푠푏= 푢_푏푟.푢_đ.푢_푘푛= 3.5,24.1 = 15,72

(thỏa mãn)

=

푠푏

= 0,02

푐ℎ

3.2. Số vòng quay, công suất, moment xoắn trên các trục:

*Số vòng quay trên các trục:

푛_푑푐

푛₁=

푛₂=

=

¹⁴⁵⁰= 276,72

276,72

푣푔 푝ℎ

푢_đ

푛₁

5,24

푣푔 푝ℎ

= 92,24 (

)

푢_푏푟

3

Với:

n₁: số vòng quay của trục dẫn

n₂: số vòng quay của trục bị dẫn

* Công suất trên các trục:

Công suất trên trục công tác:

P_ct= 10,1925 (kW)

Công suất trên trục động cơ:

P_dc= 11,635 (kW)

Công suất trên trục bị dẫn:

푃_푐푡

10,1925

= _0,99.0,99= 10,4 (푘푊)

푃₂= _

.

푘푛 표푙



Công suất trên trục dẫn:

푃₂

푃₁= _{ }

10,4

= _0,99.0,96= 10,94

(푘푊)

.

표푙 푏푟

* Moment xoắn trên các trục:

Đồ án chi tiết máy

9

GVHD: Phạm Bá Khiển

푃_푐푡

푇_푐푡= 9,55.10⁶. = 9,55.10⁶.^10,1925= 1057106,59 (푁푚푚)

푛_푐푡

푃₂

92,08

10,4

푇₂= 9,55.10⁶. = 9,55.10⁶._92,24= 1076756,29

(푁푚푚)

푛₂

푃₁

10,94

푇₁= 9,55.10⁶. = 9,55.10⁶._276,72= 377554,93

푛₁

푃_푑푐

푇_푑푐= 9,55.10⁶. = 9,55.10⁶.^11,635= 76330,52

푛_푑푐

1450

Với T_ct, T₂, T₁, T_dclần lượt là moment xoắn trên các trục công tác, trục

bị dẫn 2, trục dẫn 1 và trục động cơ.

3.3. Bảng số liệu:

Trục

Động cơ

Dẫn 1

Bị dẫn 2

Công tác

Thông số

Công suất

11,635

5,24

10,94

10,4

10,1925

1

(kW)

Tỉ số truyền u

Số vòng quay

(vg/ph)

3

1450

276,72

92,24

92,08

Moment xoắn T

(Nmm)

76330,52

377554,93

1076756,29

1057106,59

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN

1. Bộ truyền đai:

1.1. Chọn đai thang

Theo hình 4.22 (CSTKM) phụ thuộc công suất P_dc= 11,635 kW và số

vòng quay n = 1450 vg/ph theo bảng 4.3 (CSTKM) ta chọn đai loại B với

b_p= 14 mm, b₀= 17 mm, h = 10,5 mm, y₀= 4 mm, A₁= 138 mm, d₁= 140 ÷

280 mm.

Đồ án chi tiết máy

10

GVHD: Phạm Bá Khiển

1.2. Đường kính bánh đai nhỏ:

푑₁= 1,2.푑_푚푖푛= 1,2.140 = 168 푚푚

Theo tiêu chuẩn ta chọn đai d₁= 180 mm (trang 148/CSTKM)

1.3. Vận tốc dài:

푣₁= ^{휋.푑 .푛}

^휋.180.1450= 13,67 푚/푠

60000

1

=

60000

1.4. Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối: ξ = 0,01

Đường kính bánh đai lớn:

(1 ― 휉)

푑₂= 푢.푑₁.

(1 ― 0,01)

= 935,55 푚푚

= 5,25.180.

Theo tiêu chuẩn ta chọn d₂= 900 mm

Tỉ số truyền:

푑₂

푢 = _{푑 .(1 ― 휉)}

900

= _{180.(1 ― 0,01)}= 5,05

1

=> sai lệch so với giá trị cho trước 3,8%

1.5. Khoảng cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức:

(푑 + 푑 )

+ℎ

1 2

2.

≥ 푎 ≥ 0,55.

1

2

(180 + 900)

2.

(180 + 900)

+10,5

≥ 푎 ≥ 0,55.

2160 ≥ 푎 ≥ 604,5 푚푚

Ta có thể chọn a = d₂= 900 mm khi u = 5

1.6. Chiều dài tính toán của đai:

(푑₂― 푑₁)²

퐿 = 2.푎 + ^{휋.(푑 + 푑 )}

+

2

1

2

4.푎

(900 ― 180)²

= 2.900 + ^{휋.(900 + 180)}

+

= 3640,5 푚푚

2

4.900

Theo bảng 4.3 (CSTKM) ta chọn đai có chiều dài L = 4000 mm = 4m

1.7. Số vòng chạy của đai trong 1s:

푣

푖 = _퐿= ^13,67= 3,4175푠 < = 10푠

―1

[푖]

4

Do đó điều kiện được thỏa mãn

Với:

v: vận tốc đai (m/s)

L: chiều dài đai (m)

1.8. Tính toán lại khoảng cách trục a:

푘²― 8.∆²

푎 = ^{푘 +}

4

Đồ án chi tiết máy

11

GVHD: Phạm Bá Khiển

trong đó:

푘 = 퐿 ― 휋.^{(푑 + 푑 )}= 4000 ― 휋.^{(900 + 180)}= 2303,5 푚푚

2

1

2

∆ = ^{(푑 ― 푑 )}

=

^{900 ― 180}= 360

2

1

2

2303,5²― 8.360²

푎 = ^{2303,5 +}

= 1092,4 푚푚

=>

4

Giá trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép.

1.9. Góc ôm đai bánh đai nhỏ:

훼₁= 180 ― 57.^{(푑 ― 푑 )}

2

1

푎

= 180 ― 57.^{(900 ― 180)}= 142,4^°= 2,48 푟푎푑

1092,4

1.10. Các hệ số sử dụng:

Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai:

―훼

1 ― 푒

1 ― 푒^―142,4

1

110

퐶_훼= 1,24.

= 1,24.

= 0,9

Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc:

(0,01.푣²― 1)

퐶_푣= 1 ― 0,05.

= 1 ― 0,05.(0,01.13,67²― 1) = 0,96

Hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền u:

vì u = 5,25 > 2,5

퐶_푢= 1,14

Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng:

(làm việc 3 ca giảm 0,2)

Hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai:

퐶_푟= 0,8

퐿

4000

퐶_퐿= ⁶

=

= 1,1 푚푚

6

퐿₀

2240

Với:

L₀: chiều dài đai thực nghiệm (H4.21/CSTKM)

L: chiều dài thật của đai (mm)

1.11. Chọn loại đai:

Theo đồ thị hình 4.21b/CSTKM chọn P₀= 3,8 kW khi d = 180 mm và

đai loại B

1.12. Số dây đai được xác định theo công thức:

푃₁

푧 ≥ _{[푃 ].퐶 .퐶 .퐶 .퐶 .퐶 .퐶}

11,635

= _{3,8.0,9.1,14.1,1.1.0,8.0.96}= 3,53

0

훼

푢

퐿

푧

푟

푣

Đồ án chi tiết máy

12

GVHD: Phạm Bá Khiển

Chọn z = 4 đai.

1.13. Lực căng đai ban đầu:

퐹₀= 퐴.휎₀= 푧.퐴₁.휎₀= 4.138.1,5 = 828 푁

Trong đó:

A₁: diện tích mặt cắt ngang của một sợi dây đai

Lực căng mỗi dây đai:

퐹₀= ^퐹⁰= ⁸²⁸= 207 푁

1

4

Lực vòng có ích:

퐹_푡= ^1000.푃

=

^1000.11,635= 851,1 푁

13,67

푣₁

Lực vòng trên mỗi dây đai là 212,8 N

1.14. Tù công thức:

_푡푒^푓.훼+ 1

푒^푓.훼― 1

퐹

퐹₀= .

⇔2.퐹₀.푒^푓.훼= 퐹_푡.푒^푓.훼+ 퐹_푡

2

⇔푒^푓.훼.(2퐹₀― 퐹_푡) = 2.퐹₀+ 퐹_푡

2퐹₀+ 퐹_푡

⇔ 푒^푓훼=

2퐹₀― 퐹_푡

Từ đây suy ra:

2퐹₀+ 퐹_푡

1

2.828 + 851,1

′

푓 = _훼.푙푛_{2퐹 ― 퐹}

=

_2,48.푙푛

= 0,46

0

푡

2.828 ― 851,1

Hệ số ma sát nhỏ nhất để bộ truyền không bị trượt trơn (giả sử

0

góc biên dạng bánh đai

)

훾 = 38

훾

38

′

푓_푚푖푛= 푓 .sin( ₂) = 0,46.sin( ) = 0,15

2

1.15. Lực tác dụng lên trục:

퐹_푟= 2.퐹₀.sin( ^훼¹) = 2.828.sin( ^142,4) = 1567,65 푁

2

1.16. Ứng suất lớn nhất trong dây đai:

휎_푚푎푥= 휎₁+ 휎_푣+ 휎_푢

1

Với:

휎₁= ^퐹¹= ^퐹⁰+ ^퐹^푡=

+

^212,8= 3,04 푀푃푎

138

207

퐴

138

là ứng suất kéo nhánh căng và nhánh chùng

휎_푣= ^퐹^푣= 휌.푣².10^―6= 1200.13,67².10^―6= 0,224 푀푃푎

퐴

là ứng suất do lực căng phụ gây nên

Đồ án chi tiết máy

13

GVHD: Phạm Bá Khiển

휎_푢= 휉.퐸 = ^2.푦.퐸 = ₁²₈^.4₀.100 = 4,4 푀푃푎

0

푑₁

1

là ứng suất sinh ra khi bao đai vòng quanh bánh đai

=>

휎_푚푎푥= 3,04 + 0,224 + 4,4 = 7,664 푀푃푎

1.17. Tuổi thọ đai xác định theo công thức:

푚

8

휎

9

푟

.10⁷

휎

7,664

푚푎푥

퐿_ℎ=

trong đó:

1.18. Bề rộng bánh đai:

(푧 ― 1)

=

= 1469,79 푔푖ờ

2.3600.3,4175

2.3600.푖

σ_r= 9MPa, i = 3,4175s^-1, m = 8

(4 ― 1)

.19 + 2.12,5 = 82 푚푚

퐵 =

.푒 + 2.푓 =

với b₀= 17 mm, e = 19 mm, f = 12,5 mm.

2. Bánh răng côn:

2.1. Chọn vật liệu:

Bánh răng

Giới hạn bền Giới hạn chảy

Vật liệu

Độ bền (HB)

(MPa)

850

(MPa)

580

Dẫn 1

Bị dẫn 2

C45

260

220

750

450

2.2. Xác định số chu kì làm việc tương đương N_HEvà hệ số tuổi thọ K_L

* Đối với bánh dẫn:

Khi bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi không đáng kể

푁_퐻퐸= 퐾_퐻퐸.푁_훴= 푁_퐻퐸.60.푐.푛₁.퐿_ℎ

1

Với K_HE= 1: hệ số chế độ tải trọng

c = 1: số lần ăn khớp của răng trong mỗi vòng quay của bánh

răng

L_h: tổng số thời gian làm việc tính bằng giờ

퐿_ℎ= 3.300.24 = 21600 푔푖ờ

푁_퐻퐸= 1.60.1.276.21600 = 3,6.10⁸푐ℎ푢 푘ì

=>

1

Số chu kì làm việc cơ sở N_HO:

푁_퐻푂= 30.퐻퐵^2,4= 30.260^2,4= 1,9.10⁷푐ℎ푢 푘ì

1

Vì

do đó hệ số tuổi thọ:

푁

> 푁

퐻푂₁

퐻퐸₁

푁_퐻푂

6

퐾_퐻퐿

=

¹= 1

1

푁_퐻퐸

1

Đồ án chi tiết máy

14

GVHD: Phạm Bá Khiển

Đối với bánh bị dẫn:

푁_퐻퐸= 퐾_퐻퐸.푁_훴= 푁_퐻퐸.60.푐.푛₂.퐿_ℎ

2

= 1.60.1.92.21600 = 1,2.10⁸푐ℎ푢 푘ì

푁_퐻푂= 30.퐻퐵^2,4= 30.220^2,4= 1,3.10⁷푐ℎ푢 푘ì

2

Vì

nên ta chọn

퐾_퐻퐿= 1

푁_퐻퐸> 푁_퐻푂

2

2.3. Xác định giá trị ứng suất tiếp xúc cho phép:

0,9.퐾_퐻퐿

[휎_퐻]₁= 휎_푂퐻

[휎_퐻]₂= 휎_푂퐻

.

¹= 590.^0,9.1= 483 푀푃푎

1,1

푙푖푚

푆_퐻

1

0,9.퐾_퐻퐿

.

²= 510.^0,9.1= 417 푀푃푎

1,1

푙푖푚

푠_퐻

2

Trong đó

sH = 1,1: hệ số an toàn

,

: giới hạn mỏi bánh dẫn và bị dẫn

휎

푂퐻_푙푖푚

1

2

휎_푂퐻

= 2.퐻퐵₁+70 = 2.260 + 70 = 590 푀푃푎

= 2.퐻퐵₂+70 = 2.220 + 70 = 510 푀푃푎

푙푖푚

Theo bảng 6.13 CSTKM

Đối với bánh răng côn thẳng thì ứng suất tiếp xúc cho phép khi tính

toán chọn theo giá trị nhỏ nhất từ 2 giá trị

, do đó

[휎_퐻]₁,[휎_퐻]₂

[휎_퐻] = [휎_퐻]₂= 510푀푃푎

2.4. Ứng suât uốn cho phép:

퐾_퐹퐿.푌_푅.푌_푋.푌_훿.퐾_퐹퐶

[휎 ]

= 휎_푂퐹

.

퐹

푠_퐹

푙푖푚

Vì các hệ số Y_X, Y_δ, Y_Rtrong giai đoạn thiết kế sơ bộ chưa chính xác

được nên công thức có thể viết dưới dạng:

휎_푂퐹_.퐾_퐹퐶

푙푖푚

[휎 ]

=

.퐾_퐹퐿

퐹

푠_퐹

Trong đó giới hạn mỏi uốn

đối với thép tôi cải thiện xác định

휎

푂퐹_푙푖푚

theo công thức

휎_푂퐹

= 1,8.퐻퐵₁= 1,8.260 = 468 푀푃푎

= 1,8.퐻퐵₂= 1,8.220 = 396 푀푃푎

푙푖푚

1

휎_푂퐹

2

Hệ số an toàn đối với ứng suất uốn s_F= 1,75

Hệ số xét đến ảnh hưởng khi làm việc một chiều K_FC= 1

Số chu kì làm việc tương đương bánh dẫn:

푁_퐹퐸= 60.푐.푛₁.퐿_ℎ= 60.1.276.21600 = 3,6.10⁸

1

Đồ án chi tiết máy

15

GVHD: Phạm Bá Khiển

푁_퐹퐸> 푁_퐹푂= 5.10⁶=> 퐾_퐹퐿= 1

Vì

1

Số chu kì làm việc tương đương bánh bị dẫn:

푁_퐹퐸= 60.푐.푛₂.퐿_ℎ= 60.1.92.21600 = 1,2.10⁸

2

푁_퐹퐸> 푁_퐹푂= 5.10⁶=> 퐾_퐹퐿= 1

Vì

2

Thay vào công thức xác định [σ_F] ta có:

[휎_퐹]₁= ^468.1

_1,75.1 = 267,4 푀푃푎

[휎_퐹]₂= ^396.1

_1,75.1 = 226,3 푀푃푎

2.5. Tỉ số truyền:

푛₁

푢 = _푛= ²⁷⁶= 3

2

92

2.6. Đường kính vòng chia ngoài bánh dẫn:

Chọn Ψ_be= 0,285

Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K_H= K_Hβ= 1,3 (dựa vào bảng

6.4/CSTKM)

푇₁.퐾_퐻

0,85.(1 ― 0,5.훹_푏푒)².훹_푏푒.푢.[휎_퐻]²

푑_푒1= 95.³

377555.1,3

0,85.(1 ― 0,5.0,285)².0,285.3.417²

= 95.³

= 165,4 푚푚

2.7. Số răng:

Theo bảng 6.19/CSTKM ta chọn z_1p= 22 răng và do

HB₁và HB₂< 350HB

=> số răng bánh dẫn z₁= 1,6.z_1p= 1,6.22 = 35 răng

số răng bánh bị dẫn z₂= z₁.u = 35.3 = 105 răng

2.8. Mô đun vòng chia ngoài:

푚_푒= ^푑

=

^165,4= 4,73

푒1

푧₁

35

Theo tiêu chuẩn chọn m_e= 5

Do đó d_e1= m_e.z₁= 5.35 = 175 mm

2.9. Đường kính vòng chia ngoài bánh bị dẫn:

d_e2= m_e.z₂= 5.105 = 525 mm

Đồ án chi tiết máy

16

GVHD: Phạm Bá Khiển

2.10.Chiều dài côn ngoài:

푅_푒= 0,5.푚_푒.

2

푧₁+ 푧₂

35²+ 105²

= 0,5.5.

= 276,7 푚푚

2.11. Chiều rộng vành răng:

b = Ψ_be.R_e= 0,285.276,7 = 78,86 mm

2.12. Góc mặt côn chia:

훿₁= 푎푟푐푡푔_푢¹= 푎푟푐푡푔¹₃= 18,43°

훿₂= 90 ― 18,43 = 71,57°

2.13.Đường kính vòng chia trung bình:

푏

(1 ― 0,5.훹 )

1 ― 0,5 _푅

푑_푚1= 푑_푒1.

= 푑_푒1.

푏푒

푒

78,86

1 ― 0,5.

= 175.

= 150,1 푚푚

= 450,2 푚푚

276,7

78,86

1 ― 0,5.

푑_푚2= 525.

276,7

2.14. Vận tốc vòng:

푣 = ^휋.푑

=

_푚1.푛₁

휋.150,1.276

푚 푠

= 2,17

60000

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN TRỤC

1. Trục 1:

1.1. Chọn vật liệu:

Thông số đầu vào P₁= 10,94 kW, T₁= 377555 Nmm,

n₁= 276,72 vg/ph. Trục đầu vào của hộp giảm tốc ta chọn thép C45 có

σ_b= 750 MPa, σ_ch= 450 MPa, τ_ch= 324 MPa, σ_-1= 383 MPa, τ_-1= 226 MPa.

Chọn sơ bộ ứng suất xoắn cho phép là [τ] = 25 MPa, ứng suất uốn cho

phép là [σ] = 67 MPa.

1.2. Đường kính sơ bộ của trục:

5.푇₁

푑₁> ³

=

^5.377555= 42,27 푚푚

3

[휏]

25

Theo tiêu chuẩn ta chọn d₁= 42 mm tại vị trí thân trục lắp bánh đai.

Đồ án chi tiết máy

17

GVHD: Phạm Bá Khiển

1.3.Phân tích lực tác dụng lên chi tiết:

Lực tác dụng lên bộ truyền đai:

훼₁

142,4

2

퐹_đ= 2.퐹_표.sin

= 2.828. sin

= 1567,65 푁

2

Lực tác dụng lên bánh răng 1:

퐹_푡= ^2.푇

=

^2.377555= 5030,71 푁

1

푑_푚1

1

150,1

퐹_푟= 퐹_푡.tan 훼.cos 훿₁

1

= 5030,71.tan20.cos21,8 = 1700,1 N

퐹_푎= 퐹_푡.tan 훼.sin 훿₁

1

= 5030,71.tan20.sin21,8 = 679,99 N

푀_푎= ^{퐹 .푑}

=

^679,99.150,1= 51033,25 푁푚푚

푎

푚1

1

=>

1

2

1.4. Xác định các kích thước dọc trục

Dựa vào bảng 10.2 (CSTKM), chọn w = 60 mm, x = 10 mm còn lại

thể hiện như hình vẽ.

1.5. Vẽ sơ đồ moment:

Xét theo phương y:

↑⁺훴퐹_푦= 퐹_đ― 푓_퐵푦― 퐹_퐶푦― 퐹_푟1= 0

⤿₊푀_퐷푦= ― 퐹_đ.300 + 퐹_퐵푦.210 + 퐹_퐶푦.100 ― 푀_푎1= 0

<=>

(1)

퐹_퐵푦+ 퐹_퐶푦= 퐹_đ― 퐹_푟1= 1567,65 ― 1700,1 = ―132,45

(2)

퐹_퐵푦.210 + 퐹_퐶푦.100 = 퐹_đ.300 + 푀_푎1

= 1567,65.300 + 51033,25 = 521328,25

Từ (1), (2) suy ra F_By=4859,76 N, F_Cy= -4992,21 N

Đồ án chi tiết máy

18

GVHD: Phạm Bá Khiển

Fr1

Ft1

Fa1

D

y

C

A

B

z

x

90

110

100

FBy

FBx

Fr1

Ft1

Ma1

Fa1

FCx

FCy

Fd

170010

Mx

51033,25

141088,5

My

503070,7

T = 440187,13 Nmm

Moment xoắn :

푇 = 퐹_푡.¹⁷⁵= 5030,71.¹⁷⁵= 440187,13 푁푚푚

1

2

Đồ án chi tiết máy

19

GVHD: Phạm Bá Khiển

Xét theo phương x:

↙₊훴퐹_푥= 퐹_퐵푥― 퐹_퐶푥― 퐹_푡1= 0

⤿₊푀_퐷푥= 퐹_퐵푥.210 ― 퐹_퐶푥.100 = 0

퐹_퐵푥― 퐹_퐶푥= 퐹_푡1= 5030,71

퐹_퐵푥.210 ― 퐹_퐶푥.100 = 0

퐹_퐵푥= ―4573,73 푁

<=>

퐹_퐶푥= ―9604,08 푁

*** Mặt cắt nguy hiểm tại C:

푀_푡đ

^653687,3= 46,03 푚푚

3

푑_푐≥ ³

=

퐶

0,1.[휎]

0,1.67

2

푀_푥²+ 푀_푦²+ 0,75.푇_퐶

푀_푡đ

=

퐶

170010²+ 503070,7²+ 0,75.440187,13²

=

= 653687,3 푁푚푚

Trục có rãnh then nên:

d₁= d_c+ 0,05d_c= 1,05d_c= 1,05.46,03 = 48,33 mm

Chọn trục theo tiêu chuẩn d_c= 50 mm

90

110

100

1.6. Chọn then:

Chọn then cho trục tại vị trí A lắp bánh đai và vị trí D lắp bánh răng

có đường kính d_A= d_D= 42 mm.

Tra phụ lục 13.1 (CSTKM) ta chọn then bằng đầu tròn có chiều rộng

b = 12 mm, chiều cao h = 8 mm, chiều sâu rãnh then trên trục t₁= 5 mm,

chiều sâu rãnh then trên mayơ t₂= 3,3 mm.

* Chọn vật liệu là thép C45

Chiều dài then l ≤ 1,5.d = 1,5.42 = 63 mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn l = 63 mm

Đồ án chi tiết máy

20