Thuyết minh Đồ án chi tiết máy

Thuyết minh Đồ án chi tiết máy

THUYẾT MINH:ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

PHẦN 1.TÍNH ĐỘNG HỌC1.1 Chọn động cơ:

+Tính công suất yêu cầu của động cơ.

+Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ.

+Kết hợp công suất,số vòng quay và các yêu cầu khác để chọn động cơ 1.1.1 Công suất làm việc:

+Hiệu suất nối trục k=1

+Hiệu suất ổ lăn ol=0,99

+Hiệu suất bộ truyền bánh răng br=0,96

+Hiệu suất của bộ truyền xích x=0,93

1.1.6 Số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Ta có số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ: nsb= nlv.usb = 105,19.9=946,71 (v/ph) Số vòng quay đồng bộ của động cơ:

Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc : ubr=4,5

Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài là : ux ut 9,034,5 2

Công suất trên trục công tác : Pct= Plv=3,763 (KW) Công suất trên trục II :

Thông sô\TrụcĐộng cơIIICông tác

PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI

Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện Pt≤[P],trong đó: •Pt-Công suất tính toán: Pt=P.k.kZ.kn

k0-Hệ số ảnh hưởng của vị trí bộ truyền: với β=900,ta được k0=1,25 ka-Hệ số ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:

Chọn a=(30÷50)p ka=1

kđc-Hệ số ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích: kđc=1

kbt-Hệ số ảnh hưởng của bôi trơn: kbt=1,3(Bộ truyền làm việc trong môi trường có bụi,chất lỏng bôi trơn đạt yêu cầu).

Tra bảng 5.9[1] với loại xích ống con lăn,bước xích p=25,4mm  Số lần va đập cho phép của xích:[i]=30

Thông sốKý hiệuGiá trị

PHẦN 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG(BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG)

Thông số đầu vào:

NHE1>NH01 lấy NHE1= NH01  KHL1=1 NHE2>NH02 lấy NHE2= NH02  KHL2=1 NFE1>NF01  lấy NFE1= NF01  KFL1 =1 NFE2>NF02 lấy NFE2= NF02  KFL2=1

Do đây là bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 

-T1-Môment xoắn trên trục chủ động:T1=43226,32(N.mm) -[σH]-Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σH]=495,46(MPa) -u- Tỉ số truyền: u=4,5

-ψba,ψbd -Hệ số chiều rộng vành răng:

Tra bảng 6.6[1] với bộ truyền đối xứng,HB<350,ta chọn được ψba=0,3; ψbd=0,5 ψba.(u+1)=0,5.0,3.(4,5+1)=0,825

- KHβ,KFβ-Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và uốn:Tra bảng 6.7[1] với ψbd=0,825 và sơ đồ bố trí

Nội suy tuyến tính ta được:

-KHα ,KFα-Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn

3.6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng:

3.6.1 Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc:

Nhận thấy σH=459,88(MPa) < [σH]=471,16(MPa) do đó bánh răng nghiêng ta tính toán đã đáp ứng được điều kiện bền do tiếp xúc

3.6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn:

Bảng 3.1: Các thông số của bộ truyền bánh răng

PHẦN 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC4.1 Tính chọn khớp nối.

Thông số đầu vào:

•Mô ment cần truyền:T=Tđc=43628,42(N.mm) •Đường kính trục động cơ:dđc=35(mm)

4.1.1 Chọn khớp nối:

Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục Ta chọn khớp theo điều kiện:

•Tt-Mô ment xoắn tính toán:Tt=k.T ,với:

+k-Hệ số chế độ làm việc,phụ thuộc vào loại máy.Tra bảng 16.1[2],ta lấy k=1,7 +T-Mô ment xoắn danh nghĩa trên trục:T=Tđc=43628,42(N.mm)

4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối: Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:

a)Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi

-Ứng suất dập cho phép của vòng cao su

Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:

[ ]- Ứng suất uốn cho phép của chôt.Ta lấy [ ]=(60 ) MPa; Do vậy,ứng suất sinh ra trên chốt:

Thông sốKý hiệuGiá trị

Môment xoắn lớn nhất có thể truyền được Tkncf 125N.mm Đường kính lớn nhất có thể của trục nối dkncf 36mm

Bảng 4.1: Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi

4.2 Thiết kế trục

4.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục:

Trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục là thép C45 thường hóa có cơ tính như sau:

b= 600 (MPa); ch= 340 (MPa); Với độ cứng200 HB; [] = 12  30 (MPa)

với [τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa] ứng suất cho phép [τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa]=12÷30(MPa) Do trục 2 lớn nên ta chọn [τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa]=25MPa

4.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

a)Lực tác dụng lên trục và các mômen:

•Phương trình mômen tại 2-1 trong mặt phẳng (zoy):

+)Mj ,Mtđj,dj -lần lượt là môment uốn tổng,môment tương đương,đường kính trục tại các tiết diện j trên chiều dài trục.

+)Myj,Mxj-mô men uốn trong mặt phẳng yoz và zox tại các thiết diện thứ j +)[σ]-ứng suất cho phép chế tạo trục,tra bảng 10.5[1] có [σ]=65MPa

d)Chọn và kiểm nghiệm then:

Chọn then bằng thỏa mãn điều kiện:

-τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPac,[ τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPac]:Ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép [ τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPac]=40÷60MPa khi chịu tải trọng va đập nhẹ -T-Mô men xoắn trên trục

e)Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Kết cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều

sσjvà sτ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPaj-Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiếp diện j:

Trong đó:σ-1 ,τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa-1-giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Với thép 45 có σb=600MPa ; σ-1=0,436 σb=262MPa

τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa-1=0,58 σ-1=152MPa

Theo bảng 10.7[1] ta có hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi:ψσ=0,05 , ψτ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa=0.

Các trục của hộp giảm tốc đều quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng,do đó:

0 mj

  ; aj w M jj

Tiết diện nguy hiểm trên trục I là tiết diện lắp bánh răng(tiết diện 1-1)

Theo công thức trong bảng 10.6[1]và tra thông số của then trong bảng 9.1a[1]với

Trong đó:

Kx-Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt Theo bảng 10.8[1] với yêu cầu các trục được gia công trên máy tiện,tại cá tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt

Ra=2,5÷0,63 μm m,chọn Kx=1,06

Ky-Hệ số tăng bền bề mặt trục,không dùng phương pháp tăng bền có Ky=1 εσ, ετ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa –Hệ số kích thước,kể đến ảnh hưởng của tiết diện trục đến giới hạn mỏi theo bảng 10.10[1] ta có: εσ=0,88 ; ετ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa=0,81

Kσ , Kτ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa-Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn.Tra bảng 10.12[1] có: Kσ=1,76 ; Kτ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa);ta chọn [τ]=20MPa=1,54

f)Chọn và kiểm nghiệm ổ lăn trục II:

Bảng 4.5.2: Các thông số ổ đũa đở trên trục II.

•Kiểm nghiệm ổ theo khả năng tải động:

mCd Q L

Với ổ bi đỡ chặn: Q=(XVFr+YFa)kt,kđ

-V –hệ số kể đến vòng nào quay;với vòng trong quay có V=1

-kt –hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ,có kt=1 khi nhiệt độ θ=1050

-kđ-hệ số kể đến đặc tính tải trọng,tra bảng 11.3[1] ta có kđ=1,1 -X-hệ số tải trọng hướng tâm

-Y-hệ số tải trọng dọc trục

Ta có :ổ đũa côn Fs=eFr,trong đó e=1,5tgα=1,5.tg120=0,32

Với m bậc của đường cong mỏi;ổ bi có m=3 L:tuổi thọ (triệu vòng quay);

Với C0-khả năng tải tĩnh của ổ;C0=38,8kN Qt-tải trọng tĩnh quy ước; Qt=X1Fr1+Y1Fa1

Tra bảng 11.6[1] ta có: X1=0,5 ; Y1=0,22cotgα=0,22cotg120=1,04 → Qt=0,5.2152,84 +1,04.409,16=1501,95(N)=1,5(kN)

 Qt=1,5kN < C0=38,8kN  thỏa mãn

PHẦN IV: TÍNH LỰA CHỌN KẾT CẤU:

 Tính lựa chọn kết cấu:

 Tính kết cấu của vỏ hộp:

Vỏ hộp của hộp giảm tốc có nhiệm vụ đảm bảo vị trí tương đối giữa các chi tiết và bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền tới , đựng dầu bôi trơn, bảo vệ các chi tiết may tránh bụi.

Chỉ tiêu cơ bản của hộp giảm tốc là độ cứng cao và khối lượng nhỏ, vì vậy vật liệu nên dùng của hộp giảm tốc là GX15-32

Các kích thước của hộp giảm tốc:

Chiều dày: Thân hộp,

h: xác định theo kết cấu, phụ thuộc tâm lỗ bulông và kích thước mặt tựa.

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

Với lắp ổ nhỏ:D=40mm; D2=60mm; D3=80mm;d4=M10; Z=4 Với lắp ổ lớn:D=45mm; D2=65mm; D3=90mm; d4=M10; Z=4

 BẢNG THỐNG KÊ CÁC KIỂU LẮP, TRỊ SỐ CỦA SAI LỆCHGIỚI HẠN VÀ DUNG SAI CỦA CÁC KIỂU LẮP

14k6

+12 +1

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp : Chi tiết máy tập 1, tập 2 – NXB Giáo dục [2] PGS.TS.Trịnh Chất – TS Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, tập 2 – NXB Giáo dục.

[3] GS.TS Ninh Đức Tốn: Dung sai và nắp ghép - NXB Giáo dục 2000.

[4] Bộ môn Hình họa –Vẽ kỹ thuật trường ĐHBK Hà Nội : Bài tập vẽ kỹ thuật.

Bảng các thông số của bộ truyến xích…….………… ………… 10

Phần III: Tính bộ truyền trong……….… 11

PhầnIV: Tính toán thiết kế trục……… 21

4.1 Tính thiết kế trục……… 21

4.2 Thiết kế trục……… 24

4.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục……….………… 24

4.2.2 Sơ đồ phân bố lực……… 24

4.3 Xác đinh sơ bộ đường kính trục……….………… 24

4.4 Xácđịnh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực……… 25

4.5 Vẽ biểu đồ mômen……… 28

Chọn kiểm nghiệm then……… 31

Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi……… 32

Chọn kiểm nghiệm ổ lăn……….35

Phần V Tính lụa chọn kết cấu………37

Tài liệu tham khảo……… … 41