MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦUC.......................................................................................................... 3
PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNGC...........................................................4
1. Chọn động cơ........................................................................................................ 4
a. Chọn hiệu suất của hệ thống ................................................................................ 4
b. Tính công suất cần thiết......................................................................................... 5
c. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ ........................................................... 6
d. Chọn động cơ điện ................................................................................................6
2. Phân phối tỉ số truyền ...........................................................................................6
3. Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục ................................ 7
a. Phân phối công suất trên các trục ........................................................................7
b. Tính toán số vòng quay trên các trục ....................................................................7
c. Tính toán Momen xoắn trên các trục .....................................................................7
d. Bảng thông số kĩ thuật.............................................................................................8
PHẦN II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY. .................................................... 8
1. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh ..................................................................... 8
a. Chọn vật liệu:...........................................................................................................8
b. Ứng suất cho phép ................................................................................................ 9
c. Xác định các thông số thiết kế của bộ truyền ........................................................10
d. Kiểm nghiệm răng bánh vít ....................................................................................10
e. Các thông số cơ bản của bộ truyền ..................................................................... 13
f. Tính nhiệt của truyền động trục vít ..........................................................................14
2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm .................................................................... 15
a. Chọn vật liệu: .........................................................................................................15
b. Ứng suất cho phép ...............................................................................................15
c. Xác định các thông số thiết kế của bộ truyền ........................................................15
d. Kiểm nghiệm răng bánh vít.....................................................................................16
e. Các thông số cơ bản của bộ truyền ......................................................................19
f. Tính nhiệt của truyền động trục vít ......................................................................... 19
PHẦN III. THIẾT KẾ TRỤC .......................................................................................21
A. Tính trục ................................................................................................................21
1. Chọn vật liệu trục ................................................................................................... 21
2. Tính sức bền trục .................................................................................................. 21
a. Lực tác dụng lên trục .............................................................................................21
b. Phân tích lực tác dụng lên các trục......................................................................... 21
Thiết kế trục vào - trục thứ I .......................................................................................30
Thiết kế trục vào - trục thứ II ......................................................................................30
Thiết kế trục vào - trục thứ III......................................................................................38
B. Tính then ................................................................................................................45
PHẦN IV. THIẾT KẾ Ổ LĂN......................................................................................47
1. Chọn ổ lăn...............................................................................................................47
a. Trục I.................................................................................................................. ....47
b. Trục II..................................................................................................................... 51
c. Trục III................................................................................................................... 52
PHẦN V. THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC.......................................................................56
1. Thiết kế vỏ hộp.......................................................................................................56
2. Các phụ kiện khác..................................................................................................58
3. Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp..............................................................................64
4. Định kiểu lắp......................................................................................................... 65
KẾT LUẬN.................................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................67
LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế đồ án Chi tiết máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí,môn học này không những giúp cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức đã được học , mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ được học sau này.
Đề tài của em được giao là thiết kế hệ dẫn động xích tải gồm có hộp giảm tốc 2 cấp trục vít_bánh vít .Bộ truyền trục vít có ưu điểm : làm việc êm, không gây tiếng ồn ; tỷ số truyền lớn và có khả năng tự hãm. Nhược điểm đó là hiệu suất thấp sinh nhiệt nhiều do có sự trượt trên răng ; vật liệu chế tạo bánh vít làm bằng kim loại màu để giảm ma sát nên khá đắt tiền (gia công phức tạp) ; nguy hiểm về dính mòn tăng trong quá trình làm việc. Hệ thống dẫn động bằng động cơ điện,hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động tới xích tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế em đã sử dụng và tra cứu các tài liệu sau.
- Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS LÊ VĂN UYỂN
- Chi tiết máy tập 1+2 của GS.TS NGUYỄN TRỌNG HIỆP
- Dung Sai lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN
Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán thiết kế chi tiết máy cùng với những hiểu biết còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo của các Thầy trong bộ môn thiết kế áy để đồ án của được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy cô trong bộ môn Thiết Kế Máy, đặc biệt là thầy: Ths………………. đã hướng dẫn một cách tận tình giúp em hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
Các thông số cho trước: Phương án lựa chọn là PHƯƠNG ÁN 3
- Lực khéo trên xích tải (KG): 600
- Vận tốc xích tải V (m/s): 0,1
- Bước xích tải t (mm): 160
- Số răng đĩa xích tải: 9
- Chiều cao tâm đĩa xích (mm): 550
- Thời gian phục vụ (năm): 5
- Sai số vận tốc (%): 5
- Chế độ làm việc: tải trọng va đập nhẹ, làm việc một chiều.
PHẦN I: TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
1. Chọn động cơ
a. Chọn hiệu suất của hệ thống
- Hiệu suất truyền động:
Thay số được: u = 0,65
b. Tính công suất cần thiết
* Trường hợp tải không đổi_Công suất tính toán là công suất làm việc trên trục máy công tác: Pt = 0,6 (kW)
* Trường hợp tải thay đổi cần chọn động cơ đạt trị số ổn định khi làm việc
Muốn như vậy ta coi động cơ làm việc với công suất tương đương không đổi , công suất này gây ra mất mát năng lượng do công suất thay đổi gây ra trong cùng 1 thời gian
Pt = Ptd = 0,6 (kW)
d. Chọn động cơ điện
- Động cơ điện có thông số phải thỏa mãn:
Chọn động cơ 4A112M4Y3 (Bảng P1.3)
2. Phân phối tỉ số truyền
- Tỷ số truyền chung của hệ chuyển động
uh: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc hai cấp, uh= u1.u2.
un: Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài, un= 1.
u1: Tỉ số truyền của cấp nhanh - bộ truyền trục vít - bánh vít.
u2: Tỉ số truyền của cấp chậm - bộ truyền trục vít - bánh vít.
- Đối với hộp giảm tốc hai cấp trục vít, ta lấy khoảng cách trục cấp chậm bằng hai lần khoảng cách trục cấp nhanh (aw2 = 2aw1) để cho kết cấu chung của hộp được hợp lý.
- Kiểm tra sai số: Au = 0,51%=> thỏa mãn điều kiện đề bài.
d. Bảng thông số kĩ thuật
Thông số kỹ thuật được thể hiện như bảng dưới.
PHẦN II. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
1. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp nhanh
a. Chọn vật liệu:
- Khi tiến hành thiết kế, chọn vật liệu là bước đầu tiên, nhưng để chọn được đúng cần phải biết vận tốc trượt. Vì vậy phải dựa vào công thức gần đúng sau đây để xác định vận tốc trượt.
=> Vs = 2,76 (m/s)
Vậy Vs < 5 m/s có thể chọn vật liệu trục vít bằng thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn 45 - 50 HRC, ren thân khai, sai khi cắt ren được mài. Vật liệu bánh vít là đồng thanh nhôm sắt niken 10-4-4 đúc ly tâm có σb= 600 MPa, σch = 200 MPa. (Bảng 7.1)
c. Xác định các thông số thiết kế của bộ truyền
Thay vào công thức: aw = 37,16 (mm)
=> Lấy: aw = 38 (mm).
d. Kiểm nghiệm răng bánh vít
* Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc
- Tính lại vận tốc trượt:
Thỏa mãn: eH < [eH] < 250 (MPa)
=> Bộ truyền thỏa mãn điều kiện độ bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm độ bền uốn
Thỏa mãn: eF < [eF] < 150,056 (MPa)
=> Bộ truyền thỏa mãn điều kiện độ bền uốn.
* Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải
Trong quá trình làm việc (nhất là khi khởi động máy), răng bánh vít có thể bị quá tải đột ngột.
Với [sH]max = 400 MPa
Để tránh gãy răng hoặc biến dạng dư, ứng suất uốn cực đại sFmax không vượt quá 1 giá trị cho phép:
sFmax = sF.Kqt = 20,164.1,5= 30,246 < [sF]max = 160 MPa
=> Thỏa mãn về quá tải trên răng bánh vít.
e. Các thông số cơ bản của bộ truyền
Các thông số cơ bản của bộ truyền như bảng dưới.
2. Thiết kế bộ truyền trục vít cấp chậm
- Khi tiến hành thiết kế, chọn vật liệu là bước đầu tiên, nhưng để chọn được đúng cần phải biết vận tốc trượt. Vì vậy phải dựa vào công thức gần đúng sau đây để xác định vận tốc trượt:
Vt = 0,4 (m/s)
Vậy vt < 2 m/s có thể chọn vật liệu trục vít bằng thép 45 tôi bề mặt đạt độ rắn 45 - 50 HRC, ren thân khai, sai khi cắt ren được mài. Vật liệu bánh vít là gang xám mềm CЧ 12-28 đúc bằng khuôn cát có σb= 120 MPa, σch = σbu = 280 MPa. (Bảng 7.1)
a. Ứng suất cho phép
* Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH]
Theo bảng 7.2, với bánh vít làm bằng gang xám mềm CЧ 12-28, ta có: 190 (MPa)
* Ứng suất cho phép khi quá tải
[eH]max = 285 (MPa)
[eF]max = 72 (MPa)
Thay vào công thức: aw = 117,68 (mm)
=> Lấy: aw = 118 (mm)
c. Kiểm nghiệm răng bánh vít
* Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Thay vào công thức (7.19):
eH = 204,1 (MPa)< [eH] = 190 (MPa) (bảng 7.2)
Do đó cần chọn lại các thông số của bộ truyền kiểm nghiệm lại.
Lấy aw=196mm ; m=8,17
Thay aw=196 vào công thức (7.19) sẽ tính được eh =189,65 (MPa) < [eh] <190 (MPa)
=> Bộ truyền thỏa mãn điều kiện độ bền tiếp xúc.
* Kiểm nghiệm răng bánh vít về quá tải
Trong quá trình làm việc (nhất là khi khởi động máy), răng bánh vít có thể bị quá tải đột ngột.
Để tránh gãy răng hoặc biến dạng dư, ứng suất uốn cực đại sFmax không vượt quá 1 giá trị cho phép:
sFmax = sF.Kqt = 15,47.1,5=23,21< [sF]max = 72 MPa
=> Thỏa mãn về quá tải trên răng bánh vít.
e. Các thông số cơ bản của bộ truyền
Các thông số cơ bản của bộ truyền như bảng dưới.
f. Tính nhiệt của truyền động trục vít
Với trường hợp không làm nguội nhân tạo mà để nhiệt lượng tỏa đi qua vách hộp giảm tốc, nhiệt độ td của dầu trong hộp giảm tốc.
Thay vào công thức: td = 34,80 < [td]<900
=> Thỏa mãn: td < [td]<900
PHẦN III. THIẾT KẾ TRỤC
A. Tính trục
1. Chọn vật liệu trục
Với yêu cầu chế tạo trục trong hộp giảm tốc chịu tải trọng trung bình nên ta chọn vật liệu làm trục là thép 45 thường hoá, tra bảng 6.1.
2. Tính sức bền trục
a. Lực tác dụng lên trục:
- Bộ truyền truc vít - bánh vít cấp nhanh:
- Bộ truyền truc vít - bánh vít cấp chậm:
b. Phân tích lực tác dụng lên trục:
Xác định lực tác dụng lên trục như sau:
Tra bảng 10.2, trang 189, [1] ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ổ lăn theo tiêu chuẩn : (Tra bảng P1.7, trang 242, [1] ta chọn dc = 22 mm)
Vì trục I nối với động cơ qua khớp nối nên đường kính sơ bộ của trục I là: d1 = 20mm
- Khoảng côngxôn trên trục 1:
Theo bảng 10.4 ta có:
l12 =-lc12 = -65,5 (mm)
=> Chọn l11 = 120 (mm)
l13 = 60 (mm)
- Các phản lực trên các gối đỡ: Fk = 66,69 (N)
=> Ta chọn Fk = 66 (N)
- Xét đoạn AB ta có:
Mômen uốn tại A:
MyA = 0 (N.mm)
Mômen uốn tại B:
MyB= 0 (N.mm)
- Xét đoạn CD ta có:
Mômen uốn tại C:
MyC = -1324,5 (N.mm)
Mômen uốn tại D:
MyD= 0 (N.mm)
- Tính momen uốn tổng và đường kính trục tại các tiết diện:
+ Tại điểm A:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =20 mm, theo bảng 10.5 trang 195,[1] có [σ] = 63 Mpa.
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện A là 15 (mm)
+ Tại điểm B:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =20 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 63 Mpa.
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện B là 20 (mm)
* Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
- Dựa vào biểu đồ mômen trục 1, ta kiểm nghiệm tại tiết diện tại C là tiết diện nguy hiểm của trục 1.
Với: σ-1 , τ-1: Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.Trục làm bằng thép 45 có σb = 600 MPa. Do đó:
σ-1 = 0,436.σb = 0,436.600 = 261,6 (MPa)
τ-1 = 0,58.σ-1 = 0,58.261,6 = 151,73 (MPa)
σaj,τaj: Biên độ của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
σmj,τmj: Trị số ứng suất trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
Theo bảng 10.8 và 10.9 chọn được:
Kx = 1 : (trục gia công trên máy mài với Ra = 0,32..0,16): hệ số tập trung ứng suất do trang thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công nhẵn bề mặt.
Ky = 1,5: (trục nhẵn):hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt, cơ tính vât liệu.
Do vậy trục 1 thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn.
** Thiết kế trục vào – trục thứ II:
* Tính sơ bộ đường kính trục
d2 ≥ = 33,5 mm
=> Ta chọn sơ bộ d2 = 33,5 mm
* Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Với d1 = 20 (mm), theo bảng 10.2, ta chọn sơ bộ chiều rộng ổ lăn cho trục I là d01 = 15 (mm)
- Chiều dài moay ơ nửa khớp nối:
lm12 = 28-50 (mm)
=> Ta chọn lm12 = 50 (mm)
* Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục:
Ta có phương trình cân bằng lực và mômen.
- Xét mặt phẳng xOz:
=> FDX = 147,69 (N)
- Xét đoạn AB ta có:
Mômen uốn tại A:
MyA = 0 (N.mm)
Mômen uốn tại B:
MyB = 0 (N.mm)
- Xét đoạn CD ta có:
Mômen uốn tại C:
MyC = 1324,5 (N.mm)
Mômen uốn tại D:
MyD = 0 (N.mm)
- Tính momen uốn tổng và đường kính trục tại các tiết diện:
+ Tại điểm A:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =20 mm, theo bảng 10.5 trang 195,[1] có [σ] = 63 Mpa.
Thay số được: dA = 8,85 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện A là 15 (mm).
+ Tại điểm C:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =20 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 63 Mpa.
Thay số được: dC = 8,8 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện C là 40 (mm)
* Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
- Dựa vào biểu đồ mômen trục 1, ta kiểm nghiệm tại tiết diện tại C là tiết diện nguy hiểm của trục 1.
Với: σ-1 , τ-1: Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.Trục làm bằng thép 45 có σb = 600 MPa. Do đó:
σ-1 = 0,436.σb = 0,436.600 = 261,6 (MPa)
τ-1 = 0,58.σ-1 = 0,58.261,6 = 151,73 (MPa)
σaj,τaj: Biên độ của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
σmj,τmj: Trị số ứng suất trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
Theo bảng 10.8 và 10.9 chọn được:
Kx = 1 : (trục gia công trên máy mài với Ra = 0,32..0,16): hệ số tập trung ứng suất do trang thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công nhẵn bề mặt.
Ky = 1,5: ( trục nhẵn):hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt, cơ tính vât liệu.
Kσ, Kτ : Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn, xoắn. Theo bảng 10.12, dùng dao phay ngón ta tra được:
Kσ =1,76; Kτ = 1,54
Do vậy trục 1 thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn.
** Thiết kế trục vào – trục thứ II:
* Tính sơ bộ đường kính trục
Thay số được: d2 ≥ 33,5 mm
=> Ta chọn sơ bộ d2 ≥ 35 mm
* Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
+ Ta có phương trình cân bằng lực và mômen
- Xét đoạn AB ta có:
Mômen uốn tại A:
MxA = 0 (N.mm).
Mômen uốn tại B:
MxB = 300808 (N.mm).
- Xét đoạn BC ta có:
Mômen uốn tại B:
MyB = 252554,4 (N.mm).
- Xét đoạn CD ta có:
Mômen uốn tại C:
MyC = 11465,9 (N.mm).
Mômen uốn tại D:
MyD = 0 (N.mm).
- Tính momen uốn tổng và đường kính trục tại các tiết diện:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d2 =35 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 63 Mpa.
Thay số được: dA = 22,3 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện A là 25 (mm)
+ Tại điểm C:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =35 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 63 Mpa.
Thay số được: dC = 28,5 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện C là 35 (mm)
* Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
Dựa vào biểu đồ mômen trục 1, ta kiểm nghiệm tại tiết diện tại B là tiết diện nguy hiểm của trục 1.
Với: σ-1 , τ-1: Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.Trục làm bằng thép 45 có σb = 600 MPa. Do đó:
σ-1 = 0,436.σb = 0,436.600 = 261,6 (MPa)
τ-1 = 0,58.σ-1 = 0,58.261,6 = 151,73 (MPa)
σaj,τaj: Biên độ của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
σmj,τmj: Trị số ứng suất trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
Theo bảng 9.1a với dB = 60 mm, tra được then có: t1 = 7 mm, b = 18mm
Theo bảng 10.8 và 10.9 chọn được:
Kx = 1 (trục gia công trên máy mài với Ra = 0,32..0,16): hệ số tập trung ứng suất do trang thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công nhẵn bề mặt.
Ky = 1,5 ( trục nhẵn):hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt, cơ tính vât liệu.
Do vậy trục 2 thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn.
** Thiết kế trục vào – trục thứ III:
* Tính sơ bộ đường kính trục
d3 ≥ 65,04 mm
=> Ta chọn sơ bộ d3 = 60 (mm)
* Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
Fk = 5348 -8021 (N)
=> Các phản lực trên các gối đỡ: Fk = 800 (N)
- Xét đoạn AB ta có:
Mômen uốn tại A:
MxA = 0 (N.mm)
- Xét đoạn BC ta có:
Mômen uốn tại B:
MxB = 728940,3(N.mm)
Mômen uốn tại C:
MxC = -474999,45(N.mm)
- Xét đoạn AB ta có:
Mômen uốn tại A:
MyA = 0(N.mm)
Mômen uốn tại B:
MyB = -726561(N.mm)
- Xét đoạn CD:
Mômen uốn tại D:
MyD = 0(N.mm)
Mômen uốn tại C:
MyC = -86488,435(N.mm)
- Tính momen uốn tổng và đường kính trục tại các tiết diện:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d3 =60 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 50 Mpa.
Thay số được: dA = 57 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện A là 70 (mm)
+ Tại điểm B:
Vật liệu là thép 45 có σb = 600 MPa, đường kính trục sơ bộ là d1 =60 mm, theo bảng 10.5 có [σ] = 50 Mpa.
Thay số được: dB = 68,18 (mm)
=> Chọn đường kính trục tại tiết diện B là 85 (mm)
* Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
- Dựa vào biểu đồ mômen trục 3, ta kiểm nghiệm tại tiết diện tại B là tiết diện nguy hiểm của trục 3.
σ-1 , τ-1: Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.Trục làm bằng thép 45 có: σb = 600 MPa. Do đó:
σ-1 = 0,436.σb = 0,436.600 = 261,6 (MPa)
τ-1 = 0,58.σ-1 = 0,58.261,6 = 151,73 (MPa)
σaj,τaj: Biên độ của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
σmj,τmj: Trị số ứng suất trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
Theo bảng 10.8 và 10.9 chọn được:
Kx = 1 (trục gia công trên máy mài với Ra = 0,32..0,16): hệ số tập trung ứng suất do trang thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công nhẵn bề mặt.
Ky = 1,5 ( trục nhẵn):hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bề mặt, cơ tính vât liệu.
Do vậy trục 3 thoả mãn điều kiện về hệ số an toàn.
B. Tính then
- Then chọn phải thoả mãn điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt:
d: Đường kính trục, mm, xác định được khi tính trục.
T: Mômen xoắn trên trục, Nmm.
b,h,t: Các kích thước của then.
[sd]: Ứng suất dập cho phép, MPa. Tra bảng 9.5.
[tc]: Ứng suất cắt cho phép. Đối với thép CT45 chịu tải trọng va đập nhẹ có[tc ]=20-30(Mpa). Lấy [tc]= 25(Mpa)
lt = 50=40-45(mm) chọn lt =40(mm)
Với đường kính trục là : lt =15
Tra bảng 9.1a ta có:
=> Chọn then có thông số: b = 5 (mm); h = 5 (mm); t1 = 3 (mm); t2 = 2,3 (mm); rmin = 0,16(mm); rmax = 0,25 (mm).
* Trục III:
lt = 100=80-90(mm) chọn lt =90(mm)
Với đường kính trục là : lt = 85 mm
=> Chọn then có thông số: b = 22 (mm); h = 14 (mm); t1 = 9 (mm); t2 = 5,4 (mm); rmin = 0,4 (mm); rmax = 0,6 (mm).
Với đường kính trục là lt=55 mm
=> Chọn then có thông số: b = 16 (mm); h = 10 (mm); t1 = 6 (mm); t2 = 4,3 (mm); rmin = 0,25 (mm); rmax = 0,4 (mm).
PHẦN IV: THIẾT KẾ Ổ LĂN
1. Chọn ổ lăn
a. Trục I
* Lực tác dụng lên ổ lăn:
- Lực dọc trục tại C: Fa1 = 1440,93 (N) ; Fr1 = 524,46 (N)
Ta có tỉ số: 2,75>0,3
=> Dùng ổ đũa côn
* Chọn cấp chính xác ổ lăn:
- Cấp chính xác chọn: 0
- Độ đảo hướng tâm (μm): 20
- Giá thành tương đối: 1
* Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh:
- Để ổ không bị biến dạng dư hoặc dính bề mặt tiếp xúc cần thỏa mãn điều kiện: Qt < C0
Vậy: Qt = 10,66 < C0 = 13,3 (kN)
=> Thỏa mãn khả năng tải tĩnh.
b. Trục II
* Lực tác dụng lên ổ lăn:
- Lực dọc trục:
Fa2 = Fa2 + Fa3 = 223,33+26737,94 = 26961,27 (N)
- Lực hướng tâm:
Fr2 = Fr2 + Fr3=524,46+9731,81=10256,27(N)
=> Tính toán theo ổ lăn bên phải
- Lực hướng tâm: Fr2 = 10256,27(N)
Ta có tỉ số: 2,63>0,3
=> Dùng ổ bi đũa côn
* Chọn cấp chính xác ổ lăn:
- Cấp chính xác chọn: 0
- Độ đảo hướng tâm (μm): 20
- Giá thành tương đối: 1
* Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh:
Để ổ không bị biến dạng dư hoặc dính bề mặt tiếp xúc cần thỏa mãn điều kiện: Qt < C0
Vậy: Qt 34,79 < C0 = 36,6 (k.N)
=> Thỏa mãn khả năng tải tĩnh.
c. Trục III
* Lực tác dụng lên ổ lăn:
- Lực dọc trục Fa4 =4277,9 (N)
- Lực hướng tâm: Fr4 = 9731,81(N)
=> Tính toán theo ổ lăn bên phải
- Lực hướng tâm Fr4 = 25918,83(N)
* Chọn cấp chính xác ổ lăn:
- Cấp chính xác chọn: 0
- Độ đảo hướng tâm (μm): 20
- Giá thành tương đối: 1
- Dựa vào bảng P2.7page254[1] ta chọn ổ cỡ nhẹ, có kí hiệu 211 có: d = 55 (mm); D=100 (mm); C=34 (kN); Co= 25,6 (kN)
* Khả năng quay nhanh của ổ:
Số vòng quay tới hạn:
Thay các giá trị ta được: nth = 1300 (v/p)
PHẦN V: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC
1. Thiết kế vỏ hộp
- Vỏ HGT có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giữa các chi tiết và các bộ phận máy, tiếp nhận tải trọng do các chi tiết lắp trên vỏ truyền đến, chứa dầu bôi trơn và bảo vệ các chi tiết tránh bụi.
- Chỉ tiêu cơ bản của HGT là khối lượng nhỏ, độ cứng cao
- Vật liệu là gang xám GX 15-32.
- Bề mặt ghép nắp và thân là bề mặt đi qua trục bánh vít để việc lắp bánh vít và các chi tiết khác lên trục dễ dàng
- Mặt đáy HGT nghiêng về phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 1o.
- Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với các kích thước cơ bảng như bảng.
d1 = 0,04a + 10 ⇒ d1 = 18 mm
d2 = 0,6d1 ⇒ d2 = 14 mm
d3 = (0,8÷0,9)d2 ⇒ d3 = 12mm
d4 =(0,7÷ 0,7)d2 ⇒ d4 = 10 mm
d5 = (0,5÷0,6)d2 ⇒ d5 = 6 mm
S1 = ( 1,3 ÷ 1,5 )d1⇒ S1 = 20 mm.
K1 ≈ 3d1 ≈ 3.18 =54 mm
q ≈ K1 + 2δ = 54 + 2.9 = 72 mm
2. Các phụ kiện khác
a. Bulông vòng
Kích thước bulông vòng tra theo bảng 18.3 a :
Ren (d) M10, d1=45; d2=25; d3=10; d4=25; d5=15; h1=8; h2=6; h=22; l ≥21; f=2; b=12; c=1,5; x=3; r=2; r1=5; r2=4;
Trọng lượng nâng được : 200(a); 250(b); 125(c).
Để nâng hay vận chuyển HGT người ta dùng bulông vòng
c. Cửa thăm
Để kiểm tra, quan sát các chi tiết máy trong hộp khi lắp ghép và để đổ dầu vào, trên đỉnh hộp có làm cửa thăm. Cửa thăm được đậy bằng nắp. Trên nắp có lắm thêm nút thông hơi. Kích thước cửa thăm được chọn theo bảng 18.5, trang 92, [2]
e. Nút tháo dầu
Sau một thời gian làm việc dầu bôi trơn chứa trong hộp bị bẩn do bụi bặm , hạt mài,… cần phải thay lớp dầu mới . Để tháo dầu cũ , ở đáy hộp có lỗ tháo dầu, lúc đang làm việc thì được bịt kín bởi nút tháo dầu. Các kích thước tra bảng 18.7 trang 93, [2]
h. Vòng chắn dầu
Không cho dầu mỡ trong bộ hộp tiếp xúc với bộ phận ổ lăn
3. Bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp
- Ta dùng phương pháp bôi trơn ngâm dầu:bánh vít và trục vít hoặc các chi tiết phụ khác được ngâm trong dầu chứa ở vỏ hộp.
- Chọn loại dầu bôi trơn cho hộp giảm tốc: Theo bảng [2]-(18-12)[II] ta chọn độ nhớt của dầu là 116,đặc tính làm việc với v<10m/s,tải trọng nhẹ.
Vậy theo bảng [2]-(18-13) chọn loại dầu ô tô máy kéo AK-20,khối lượng riêng 0,886-0,926(g/ cm2) ё= 20
4. Định kiểu lắp
a. Dung sai và yêu cầu kĩ thuật
Dựa vào kết cấu làm việc, chết độ tải của các chi tiết trong hộp giảm tốc mà ta chọn các kiểu lắp ghép sau (Bảng 20-4, trang 121, [2]):
b. Dung sai và lắp ghép bánh vít trên trục
Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ vì thế ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6.
* Dung sai lắp ghép ổ lăn:
Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý:
- Lắp vòng trong trên trục theo hệ thống lỗ, lắp vòng ngoài vào vỏ theo hệ thống trục.
- Để các vòng ổ không trơn trượt theo bề mặt trục hoặc lỗ hộp khi làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi cho các vòng quay.
* Dung sai lắp ghép then lên trục:
Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trên trục là P9 và kiểu lắp trên bạc là Js9.
Theo chiều cao sai lệch giới hạn kích thước then là h14 đối với trục
KẾT LUẬN
Qua thời gian làm đồ án môn học Chi tiết máy, em đã nắm vững hơn về cách phân tích một công việc thiết kế, cách đặt vấn đề cho bài toán thiết kế.
Vì đặc trưng nghiên cứu của môn học là tính hệ truyền động nên qua đó giúp cho sinh viên có cách xử lý sát thực hơn và biết cách kết hợp với những kiến thức đã được học để tính toán và chọn ra phương án tối ưu cho thiết kế.
Dù đã cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ làm việc cao, kỹ lưỡng và có sự hướng dẫn rất cụ thể của quý thầy cô khoa Cơ khí nhưng do hiểu biết còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắc chắn đồ án này còn có nhiều thiếu sót và bất cập. Vì vậy, em rất mong sự sửa chữa và đóng góp ý kiến của quý thầy cô để em được rút kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô khoa Cơ khí và sự hướng dẫn tận tình của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí. Tập 1 và 2 của PGS.TS.TRỊNH CHẤT-TS LÊ VĂN UYỂN
2. Chi tiết máy. Tập 1và 2 của GS.TS NGUYỄN TRỌNG HIỆP
3. Dung Sai lắp ghép. GS.TS NINH ĐỨC TỐN
4. Vẽ kỹ thuật cơ khí. NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh – 2013. LÊ KHÁNH ĐIỀN
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"