LỜI NÓI ĐẦU

     Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy.

     Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc; thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy; chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác. Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như  Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy... từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.

      Trong đó:  Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí T1, T2

                         Chi tiết máy tập 1, tập 2  

      Nhiệm vụ của em là thiết kế hộp giảm tốc hai cấp. Loại hộp là: Hộp giảm tốc côn trụ. Hệ được dẫn động bằng động cơ điện bộ truyền đai dẹt, hộp giảm tốc và nối trục đàn hồi để truyền động đến băng tải.

     Lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế, với một khối lượng kiến thức tổng hợp lớn, và có nhiều phần em chưa nắm vững, dù đã tham khảo các tài liệu song khi thực hiện đồ án, trong tính toán không thể tránh được những thiếu sót. Em mong được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô giáo.

     Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo: ................ đã hướng dẫn tận tình và cho em nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thành đồ án môn học này...

PHẦN I. TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ, PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN VÀ MOMEN

XOẮN TRÊN CÁC TRỤC.

1.1. Chọn động cơ.

1.1.1. Công suất làm việc:

1.1.2. Hiệu suất hệ dẫn động:

- Trong đó,tra bảng 2.3[1] tr19 ta được:

- Hiệu suất bộ truyền đai ngoài  :

- Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn :

- Hiệu suất ổ lăn:  

·  Công suất trên trục I:

·  Công suất trên trục của động cơ:

1.4.2.  Số vòng quay trên các trục:

· Số vòng quay trên trục động cơ:

·  Số vòng quay trên trục I:

·  Số vòng quay trên trục II:

·  Số vòng quay trên trục công tác:

1.4.3.  Momen xoắn trên các trục:

Mô men xoắn trên trục động cơ:

·Mô men xoắn trên trục I:

·Mô men xoắn trên trục II:

·Mô men xoắn trên trục III:

..........................................................................................

..........................................................................................

....................................

2.2.2. Xác định đường kính bánh đai lớn D₂:

Theo công thức ( 4.2 ) ta có đường kính đai lớn:

D₂= ..............(1 –.... )

Trong đó :  hệ số bộ truyền đai

               : hệ số trượt truyền đai thang lấy  = 0,02

D₂ = 5.200.( 1- 0,02) = 980(mm)

Chọn: D₂ = 1000(mm) theo ( bảng 4.21 )

Ta có: .................                

=>d1,d2 thỏa mãn.

2.3. Chọn sơ bộ khoảng cách trục a.

Theo bảng (4.14), ta có: = 0,9 với =5

............0,9=900(mm)

Theo điều kiện: 0,55.(d₁+d₂) + h a 2.(d₁+d₂)

(Với h là chiều cao của tiết diện đai)

...........=900(mm) (thỏa mãn).

2.4. Tính chiều dài đai L theo khoảng cách sơ bộ A.

Theo công thức (4.4) ta có:

L = 2.a + (d₂ + d₁) +..........

=2.900 + .(1000 + 200) + = 3862,7(mm)

Kiểm nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:

Ta có:  i= i_max = 10

Kết hợp theo bảng (4.13) lấy L = 4000 (mm)

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

1.3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Theo (6-43):...........................................

Theo bảng (6.7): =1,26

Trong đó:T momen xoắn trên bánh răng chủ động:T=490027,3

 M=3(modun pháp)

-.... : Chiều rộng vành răng.

-...: Hệ số kể đên sự trung khớp của răng

-....: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng

-....: Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2.Tra bảng (6.18):

- K_F:Hệ số tải trọng khi tính về uốn.

+ : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn.

Tra bảng (6.7):.................

+...: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn.Tra bảng (6.14): .............

+...: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn.Ta có:..........................(6-46)

PHẦN IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

4.1. Sơ đồ lực ăn khớp.

4.2. Chọn vật liệu.

Chọn vật liệu chế tạo trục I, II, III trong hộp truyền giảm tốc là thép 45 có

s_b = 600MPa ,  ứng suất xoắn cho phép [t] = 15..30 Mp

4.3.Xác định sơ bộ  đường kính trục.

d = .....................................................(10.9)

[.... ]- ứng suất xoắn cho phép [ ......] = 15...30 Mpa, lấy số nhỏ đối với trục vào của hộp giảm tốc, trị số lớn đối

với trục ra

..........................................................................................

..........................................................................................

....................................

4.5. Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quáy tác dụng lên trục.

- Lực do đai và Puli tác dụng lên trục F_đ =1950,2 (N)

- Góc nghiêng đường nối tâm với bộ truyền ngoài là 60⁰ Ta có:

       F_đx=F_x12 =F_đ.cos60⁰=1950,2.cos60⁰=975,1 (N)

       F_đy= F_y12=F_đ.sin60⁰=1950,2.sin60⁰=1689 (N)

- Lực do bộ truyền bánh răng côn tác dụng lên trục là:

       + F_t13= = 3068(N)

       + F_r13= F_a23 =F_t13.tg cos ₁=3068.tg20⁰.cos14,04 =1083,3 (N)

       + F_a13= F_r23 =F_t13 .tg .sin ₁=3068.tg20.sin14,04=271 (N)

- Lực do bộ truyền bánh răng trụ tác dụng lên trục là:

        + F_t22=F_t32= = =9065,3 (N)

        + F_r22=F_r32=F_t22. =9065,3.  =3300 (N)

-  Lực vòng tác dụng lên khớp nối theo phương x là.

        + Ta có T₃=2120248,1 (Nmm)

        d₃=70 (mm)

        + Tra bảng 16.10a ta được : D₀=200

         F_k=(0,2...0,3)2. =4240,5...6361 lấy F_k=5000 (N)

4.6. Vẽ biểu đồ mômem uốn M_x, M_y  và mômem xoắn T.

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

c) Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:

      s  =  [s] ;  [s] = 1,5…2,5 (CT )

      s =  (CT )

      s =  (CT )

- Dựa theo kết cấu trục trên 3 hình vẽ trước và biểu đồ mômen tương ứng, ta phải kiểm tra các tiết diện nguy hiểm sau về độ bền mỏi :

Trục I :   10  11  12  13.

Trục II :  21  22  23

Trục III : 31  32  33.

- Xác định  :

............= M_j/W_j .

....= /2 = .....; M_j = ....... (chỉ xét uốn) :......................................

d) Chọn lắp ghép:

- Các ổ lăn lắp trên trục theo k6; lắp bánh răng, bánh đai, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then. Kích thước then theo bảng & W, W_o (mômen cản uốn và mômen cản xoắn) bảng

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

Theo bảng , với đặc tính tải trọng va đập nhẹ:  = 100 MPa

                                                                                 = 20 – 30 MPa.

=>Vây tất cả các mối ghép then bằng đều đảm bảo độ bền dập & độ bền cắt.

PHẦN IV: TÍNH TOÁN CHỌN Ổ ĐỠ

5.1. Chọn và tính ổ đỡ cho trục I.

 Chọn loại ổ:

 - Tải trọng hướng tâm ở hai ổ:

- Tải trọng dọc trục: F_a1 = 271N

  Do yêu cầu độ cứng cao, đảm bảo độ chính xác giữa vị trí trục và bánh răng côn, chọn ổ đũa côn một dãy. Tra bảng P.2.11, dựa vào đường kính ngõng trục d = 35 mm, ta chọn: sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung.

 Ký hiệu7307 có: C = 48,1 KN,  C₀= 35,3 KN, a = 12,00⁰ .               

Sơ đồ bố trí ổ :  

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

Q₁₁ = (X₁₁.V.F_r11 + Y₁₁.F_a11).K_t.K_đ

      = (1.1.6302,83+0).1.1,3 = 8193,7 N

Vậy : Q₁₁> Q₁₀do đó chỉ tính cho ổ 1 :

=> Q = Q₁₁= 8193,7 N

 => C= 48,1kN

Do đó ta  phải tăng đường kính ngõng trục: d=40 mm

·   Kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh: C₀³  Q­_t

Theo (11.19): Q_t1=X­­₀. F_r11+ Y₀.F_a11 và  (11.20) :  Q_t1= F_r11

Tra bảng (11.6) ta có:   X₀=0,5

Y₀= 0,22.cotga = 1,03

Q_t1 =  0,5.6302,83 + 1,03. 1674,03 = 4875,7 N

Q^‘’_t1 = F_r11=6302,83 N

Q_t = Max(Q^‘_t1, Q^‘’_t1) = 6302,83 N < C₀= 35,3 kN.

=> Vậyổ thỏa mãn về khả năng tải tĩnh.

..........................................................................................

..........................................................................................

....................................

Chọn ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ. Kí hiệu: 215

Kích thước ổ :    D = 130 mm            B  = 25 mm           r  = 2,5 mm

Đường kính  bi: .... = 17,46  mm        C = 51,9 kN          C₀ =41,9 kN

·   Tính ổ theo khả năng tải động.

- Theo bảng (11.4) , với ổ bi đỡ 1 dãy :X=1; Y=0 ; e = 0,19

 - Theo (11.7) lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên ổ:

 F_s30 = 0,83.e.F_r30 = 0,83.0,19.4013,6 = 633 N

 F_s31 = 0,83.e.F_r31 = 0,83.0,4.10735,2 = 1693 N

- Theo bảng (11.5), với sơ đồ bố trí đã chọn ta có :

SF_a30 = F_s31 - F_at = 1693 – 0 = 1693 N > F_s30

=> F_a30 =  = 1693 N

SF_a31 = F_s30 +F_at = 633 + 0  = 633 <  F_s31

 => F_a31 = F_s31 = 1693 N 

- Xác định X và Y :

Ta có : i.F_a30/C₀=1693/41900=0,04 => chọn e=0,22    

+ i.F_a30/V.F_r30 = 1. 1693 /4013,6  = 0,42 >  e = 0,22

 => X₃₀= 1,  Y₃₀  = 0.

=> Q₂₀ =(X₃₀V.F_r30 + Y₃₀.F_a30).K_t.K_đ

 = (1.1. 4013,6+0).1.1,3 = 5217,7  N

+i.F_a31/V.F_r31 = 1. 1693  /10735,2 = 0,16  < e = 0,22

Theo bảng (11.4) ta có : X₃₁= 1  , Y₃₁ = 0

=> Q₃₁= (X₃₁.V.F_r31 + Y₃₁.F_a31).K_t.K_đ

= (1. 10735,2  + 0).1.1,3 = 13955,7  N

=> Như vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn.

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

g) Ống lót và lắp ổ.

     Ống lót được dùng để đỡ ổ lăn, để thuận tiện khi lắp ghép và điều chỉnh bộ phận ổ, đồng thời tránh cho ổ khỏi bụi bặm, chất bẩn, ống lót làm bằng vật liệu GX15-32, ta chọn kích thước của ống lót như sau:

- Chiều dày d = 6…8 mm, ta chọn d = 8mm.

- Chiều dày vai  d₁ và chiều dày bích d_2.

d₁ = d₂ = d

- Đường kính lỗ lắp ống lót:

D’ = D +2. d = 67 +16 = 83 [mm].                       

- Theo bảng 18-2[2] chọn vít M10 số lượng 6 chiế

...........................................................................................

..........................................................................................

....................................

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: …………………, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ………………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

    Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. TTTKHDĐCK- Tập 1-2-Trịnh Chất - Lê Văn Uyển - Nhà xuất bản Giáo Dục - năm 2007.

[2]. CHI TIẾT MÁY- Tập 1-2 - Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà xuất bản Giáo Dục- năm 2006. 

[3]. DUNG SAI và LẮP GHÉP - GS.TS - Ninh Đức Tốn - Nhà xuất bản Giáo Dục - năm 2007.  

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"