ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (442.55 KB, 42 trang )
đồ án môn học chi tiết máy
Mục Lục
A. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền .
I. Xác định công suất cần thiết ,số vòng quay sơ bộ hợp lý của
động cơ điện và chọn động cơ điện .
II.Xác định tỉ số truyền động Ut của toàn bộ hệ thống, phân phối tỷ số
truyền .Cho từng hệ thống dẫn động ,lập bảng công suất ,Momem xoắn
số vòng quay trên các trục.
III.Tính toán bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm
1.Xác định sơ bộ khoảng cách trục .
2.Xác định thông số ăn khớp ,môđun
3.Kiểm nghiệm răng về độ tiếp xúc
4.Kiểm nghiệm răng về độ uốn
5.Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải
6.Các thông số của bộ truyền
IV. Tính toán bộ truyền ngoài
1.Chọn vật liệu
2.Xác định thông số của bộ truyền
3.Xác định tiết diện đai và chiều rộng đai
4.Xác định lực căng ban đầu và tác dụng lên trục
B. Thiết kế trục và then
I. Chọn vật liệu
II.Tính toán thiết kế trục về độ bền
1.Xác định lực tác dụng lên bộ truyền
a.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp nhanh
b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm
2.Tính sơ bộ đờng kính trục
3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
4.Xác định chính xác đờng kính và chiều dài trục
a.Xét trên trục I
b.Xét trên trục II
c.Xét trên trục III
5.Kiểm nghiệm về độ bền mỏi
a.ứng suất cho phép của vật liệu
b.ứng suất uốn ,ứng suất xoắn
c.Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục
d.Xác định hệ số KHj và Kdj với tiết diện nguy hiểm
e.Chọn lắp ghép
6.Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh
7.Tính mối ghép then
a.Tính chọn then cho trục I
b.Tính chọn then cho trục II
c.Tính chọn then cho trục III
C.Chọn ổ lăn .
I.Tính chọn then cho trục I
1.Chọn ổ lăn
2.Chọn kích thớc ổ lăn
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh
II. Tính chọn then cho trục II
1.Chọn ổ lăn
2.Chọn kích thớc ổ lăn
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh
III. Tính chọn then cho trục III
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 1
2.
3.
4.
6.
6.
6.
8.
10.
12.
13.
14.
14.
14.
15.
16.
16.
16.
16.
16.
17.
17.
17.
18.
19.
19.
21.
23.
24.
24.
24.
25.
25.
27.
27.
28.
28.
29.
30.
30.
31.
31.
32.
32.
32.
33.
33.
33.
33.
33.
34.
đồ án môn học chi tiết máy
1.Chọn ổ lăn
2.Chọn kích thớc ổ lăn
a.Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ
b.Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh
D.Tính kết cấu vỏ hộp
I. Vỏ hộp
1.Chọn bề mặt lắp ghép giữa nắp và
2.Xác định các thông kích thớc cơ bản của vỏ hộp
a.Chiều dày thân và nắp
b.Gân tăng cứng và nắp
c.Các đờng kính bulông và vít
d.Mặt bích ghép nắp và thân
e.Gối trên vỏ hộp
f.Đế hộp
g.Khe hở giữa các chi tiết
3. Một số Chi tiết khác
a.Cửa thăm dầu
b.Nút thông hơi
c.Nút tháo dầu
d.Nút kiểm tra mức dầu
e.Chốt định vị
II.Các phơng pháp bôi trơn trong và ngoài hộp giảm tốc
1.Bôi trown trong hộp giảm tốc
2.Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc
3.Bôi trơn ổ lăn
E.Xác định và chọn các kiểu lắp
F.Phơng pháp lắp giáp hộp giảm tốc
I .Phơng pháp lắp giáp trên trục
II.Phơng pháp điều chỉnh sự ăn khớp của bộ truyền
III.Phơng pháp điều chỉnh khe hở giữa các ổ lăn
34.
34.
34.
35.
35.
35.
35.
35.
35.
35.
36.
36.
37.
37.
37.
37.
37.
38.
38.
38.
39.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
46.
A. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
I . Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
- Công suất cần thiết đợc xác định theo công thức:
P ct =
Pt
Trong đó:
P ct :là công suất cần thiết tren trục động cơ(kW).
P t : là công suất tính toán tren trục máy công tác (kW).
: là hiệu suất truyền động.
Và = 1 . 2 . 3 với 1 ; 2 ; 3 . là hiệu suất của các
bộ
truyền.(Tra trong bảng 2.3 tập I)
- Vì đặc tính tải trọng là rung động nhẹ nên coi:
P t = P lv =
F .V
(kw)
1000
F: Lực kéo lớn nhất trên guồng với F =9250 (N)
V: Vận tốc của xích Với V= 0,8 m/s
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 2
đồ án môn học chi tiết máy
9250.0,8
= 7,4 ( Kw )
1000
3
2
- Hiệu suất truyền động: = ol . br . đ
Vậy Pt= Plv =
Trong đó:
đ : là hiệu suất của bộ truyền đai (Tra bảng 2.3 tập I)
ta có đ = 0,96
ol : là hiệu suất của ổ lăn ol = 0,98.
br :là hiệu suất của bộ truyền bánh răng.
Tra bảng ta có br = 0,99 (Hộp giảm tốc phân đôi chỉ tính cho
một cặp ổ lăn )
Tra bảng 2.3 Tập I ta có br=0,99
-Thay số ta có :
= 0,98 3 . 0,99 2 .0,96 = 0,895
P ct =
7, 4
= 8,27 (kw)
0,895
- Xác định số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện.
+Tỉ số truyền của cơ cấu : U t = U n .U h
+Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1 chọn U h = 12; U n = 2
U t = 12 . 2 = 24
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n sb = n lv . U t
Trong đó: n sb : là số vòng quay đồng bộ.
n lv : là số vòng quay của trục máy công tác .
U t : là tỷ số truyền của toàn bộ hệ thống.
Với :
nlv=
60000.V 60000.0,8
=
= 60 ( v / p )
Zt
10.80
- Thay số
n sb = 60 . 24 = 1440 (v/p) ; Chọn n sb = 1500 (v/p) .
- Chọn quy cách động cơ:
- Với những số liệu đã tính đợc kết hợp với yêu cầu mở máy và phơng pháp
lắp đặt động cơ (tra bảng P 1.3 trang 236-237 tập I) ta đợc động cơ với ký
hiệu:
4A132M4Y3 .
Với các thông số : P dc = 11 (kw) ; n dc = 1458 (v/p);
-Kiểm tra điều kiện :
Theo bảng ( P 1.3 trang 236-237 ) có
Tk
=2.
Tdn
Tk
T
= 2 > mm = 1,4 .
Tdn
T
Vậy
II. Xác định tỉ số truyền động U t của toàn bộ hệ thống và phân phối tỷ số
truyền cho từng bộ truyền của hệ thống dẫn động , lập bảng công suất , mô men
xoắn , số vòng quay trên các trục:
- Xác định tỷ số truyền U t của hệ thống dẫn động
Ut =
Vũ trí hùng lớp 43m
ndc
nlv
Trang 3
đồ án môn học chi tiết máy
Trong đó: n dc : là số vòng quay của động cơ.
n lv : là số vòng quay của trục gâu xúc .
Thay số
Ut =
1458
= 24,3 (v/p)
60
- Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động U t cho các bộ truyền
U t =U n .U h
-Chọn ( theo bảng 2.4 trang 21 Tập I ) U h = 12
Ut
thì U n = U =
h
24,3
= 2,025 (v/p) .
12
- Uh = 12theo bảng 3.1 ( thoả mãn đồng thời các chỉ tiêu khối luợng nhỏ nhất ,
momen quán tính thu gọn nhỏ nhất và thể tích các bánh lớn nhúng trong dầu ít
nhất ) với : Uh =12 chọn U1=4,05 ; U2= 2,97 (đối với hộp giảm tốc phân
đôi )
U 1 : là tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh.
U 2 : là tỷ số truyền của bộ truyền cấp chậm .
- Chọn sơ bộ tỷ số truyền Uh cho từng bộ truyền của hộp giảm tốc.
Uh = U 1 . U 2 = 4,05.2,97 = 12,0285.
- Tính U n theo U 1 và U 2 :
Un =
u
u .u
t
2
- Thay số vào ta đợc :
Un =
.
1
24,3
= 2,02 .
4,05.2,97
- Xác định công suất, mô men và số vòng quay trên các trục:
- Dựa vào sơ đồ dẫn động ta có :
+ Bộ truyền thứ nhất :
P 1 = P ct . d = 8,27.0,95 = 7,857 ( kw) .
nd / c 1458
=
= 721,78 ( v \ p ) .
un
2,02
p
7,857
T1 = 9,55.10 6. 1 = 9.55.10 6.
= 103957,06 ( Nmm ) .
n1
721,78
n1 =
+ Bộ truyền thứ hai :
P 2 = P . br . o1 = 7,857.0,98.0,99 = 7,62 ( kw) .
1
n1 721,78
=
= 178,22 ( v \ p ) .
u1
4,05
7,62
T2 = 9,55.10 6.
= 408321,17 ( Nmm ) .
4,05
n2=
+ Bộ truyền thứ ba :
P 3 = P2 . br . o1 = 7,62.0,98.0,99 = 7,39 ( kw) .
n 3 = n2 =
u
2
178,22
= 60 ( v \ p ) .
2,97
T3 = 9,55.10 6 .
p3
7,39
= 9,55.10 6.
= 1176707,07 ( Nmm ) .
n3
60
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 4
đồ án môn học chi tiết máy
Trục
Thông số
Công suất P lv ( kw)
Tỷ số truyền U
Số vòng quay n
Động cơ
1
2
3
8,27
7,857
7,62
7,39
2,02
1458
( v \ p)
Mô men xoắn
T(Nmm)
4,05
721,78
103957,06
2,97
178,22
60
408321,17 1176707,07
B. Thiết kế các bộ truyền.
I. Chọn vật liệu:
- Với đặc tính của động cơ cùng với yêu cầu bài ra và quan điểm thống nhất
hoá trong thiết kế nên ta chọn vật liệu hai cấp bánh răng nh nhau . Theo bảng 6-1
chọn
+Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện có các thông số sau:
HB = 241 285 ; giới hạn bền b1 = 850 ( Mpa ) .
ch1
= 580 ( Mpa )
Bánh lớn : Thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192 240 ; giới hạn bền b 2 = 750 ( Mpa ) .
Giới hạn chảy : ch 2 = 450 ( Mpa ) .
II. Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn:
HB = 180 350 thì :
0H lim = 2 HB + 70 ; S H = 1,1 ; 0F lim = 1,8HB ; S F = 1,75
- Chọn độ rắn bánh nhỏ HB 1 =250
- Thì độ rắn bánh lớn HB 2 = H 1 - (10 ữ 15)HB = 235 .
- Đối với bánh nhỏ : thay số vào ta có
-
0H lim1 = 2 HB1 + 70 = 2.250 + 70 = 570 ( Mpa ) .
0F lim 1 = 1,8.HB1 = 1,8.250 = 450 ( Mpa ) .
Đối với bánh lớn :
0H lim 2 = 2 HB2 + 70 = 2.235 + 70 = 540 ( Mpa ) .
0F lim 2 = 1,8.HB2 = 1,8.235 = 423 ( Mpa ) .
- Ưng suất tiếp xúc cho phép [ H ]& Ưng suất uốn cho phép [ F ] .
[
[
-Ta có :
0
H lim
. .
.
.
. Z R Z V K XH K HL
H ] =
s
H
0
F lim
. .
.
.
.
. Y R Y S Y XF K FC K FL
F] =
s
F
Z R . Z V . K XH = 1.
Y .Y .Y
R
Vũ trí hùng lớp 43m
S
XF
= 1.
Trang 5
đồ án môn học chi tiết máy
[ H ] =
0
H lim
sH
.
.
K HL
[ F ] =
0
F lim
sF
.
.
K FC K FL
.
.
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5
N H 0 = 30H 2HB, 4 thay số :
N Ho1 = 30.250 2, 4 = 17.10 6 ; N Ho 2 = 30.235 2, 4 = 14.10 6
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn .
N Fo = 4.10 6 (vì chọn vật liệu là thép )
- Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh nên
N HE = N FE = N = 60.C.n.t
Trong đó : c: là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.
n: là số vòng quay trong một phút.
t :là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Với c=1
n1=721,78 (vòng/ phút ).
Thay số
Ta thấy
t= 5.300.8 = 12000 (h) .
N HE = N FE = 60.1.721,78.12000 = 5,1.10 8 .
N HE 2 > N FE 2 K HL 2 = 1 , tơng tự ta cũng có K HL1 =1 .
áp dụng công thức 6-1a tập 1 : [ H ] = 0H lim .
Sơ bộ xác định đợc :
K HL
.
SH
[ H 1 ] = 570. 1
= 518,18( Mpa ) .
1,1
[ H 2 ] = 540. 1 = 490,9 (Mpa) .
1,1
Vì bộ truyền đều là bánh răng thẳng nên
[ H ] = [ H 2 ] = 518,18 ( Mpa ) .
Theo trên ta thấy N FE 2 > N FO K FL 2 = 1 , tơng tự thì K FL1 = 1
Mặt khác bộ truyền đã cho là bộ truyền quay một chiều K FC = 1
Theo 6-2a
[ ] =
F
0
F lim
Sơ bộ xác định đợc :
.
K FC . K FL
.
SF
[ F1 ] = 450. 1.1
= 257,14( Mpa )
1.75
[ F 2 ] = 423. 1.1 = 241,7( Mpa )
1,75
-ứng suất khi quá tải :
[ H ] max = 2,8. ch 2 = 2,8.450 = 1260( Mpa )
[ F1 ] max = 0,8. ch1 = 0,8.580 = 464( Mpa )
[ F 2 ] max = 0,8. ch 2 = 0,8.450 = 360( Mpa )
III. Tính bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm .
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 6
đồ án môn học chi tiết máy
1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a w = k a ( u + 1).3
T .K H
[ H ] 2 .u. ba
.
-Trong đó :
K a :là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5 tập I đợc k a = 49,5( Mpa ) 13 .
T: Mô men xoắn trên trục bánh :T1 = 103957,06 (Nmm) .
T2 = 408321,17 (Nmm) .
-Theo bảng 6-6 chọn:
+bộ truyền cấp nhanh : ba1 = 0,3
bd 1 = 0,53. ba1 .(u1 + 1) = 0,53.0,3.( 4,05 + 1) = 0,804 .
+ bộ truyền cấp chậm : ba 2 = 0,5 .
bd 2 = 0,53. ba 2 .(u 2 + 1) = 0,53.0,5.( 2,97 + 1) = 1,05 .
-Theo bảng 6-7 K H1 = 1,02 ; [ H ] = 490,9( Mpa ) , (sơ đồ 7) .
K H2 =1,15; [ H ] = 490,9( Mpa ) , (sơ đồ 3) .
-Thay vào trên :
+bộ truyền cấp nhanh :
a w1 = 49,5.( 4,05 + 1).3
103957,06.1,02
= 176,18( mm ) .
490.9 2.4,05.0,3
+bộ truyền cấp chậm :
a w 2 = 49,5.( 2,97 + 1).3
408321,17.1,15
= 215,77( mm ) .
490.9 2.2,97.0,5
2. Xác định thông số ăn khớp ,mô đun
-Theo (6-17) : m = ( 0,01 0,02) a w .
+ bộ truyền cấp nhanh : m = 1,76 ữ 3,52 .
(theo bảng tiêu chuẩn 6-8 tập I ) chọn m = 2,5 .
+ bộ truyền cấp chậm : m = 2,15 ữ 4,3 .
( theo bảng tiêu chuẩn 6-8 tập I ) chọn m = 2,5.
-Xác định số răng :
-Theo công thức 6-19 tập I :
+ bộ truyền cấp nhanh :
2.a w1
2.178,18
=
= 28,18 răng chọn Z 1 = 28 .
m.( u1 + 1) 2,5( 4,05 + 1)
Theo 6-20 Z 2 = u.Z 1 = 4,05.28 = 113 răng .
Z1 =
+ bộ truyền cấp chậm :
2.a w 2
2.215,77
=
= 43,48
m.( u 2 + 1) 2,5( 2,97 + 1)
chọn
Z 1 = 43 (răng).
Z1 =
Theo CT (6-20) Tập I ta có :
Z 2 = u.Z 1 = 2,97.43 =127 ,71
-Tỷ số truyền thực :
+ bộ truyền cấp nhanh :
um=
chọn Z 2 = 127 (răng).
Z 2 113
=
= 4,036 .
Z1
28
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 7
đồ án môn học chi tiết máy
+ bộ truyền cấp chậm :
um=
Z 2 127
=
= 2,95 .
Z1
43
-Theo (6-21)
+ bộ truyền cấp nhanh :
a w1 =
m.Z t m.( Z 1 + Z 2 ) 2,5.( 28 + 113)
=
=
= 176,25 .
2
2
2
Lấy aw = 178(mm) cần dịch chỉnh từ 176,5 lên 178(mm) .
+ bộ truyền cấp chậm :
a w2 =
m.Z t m.( Z 1 + Z 2 ) 2,5.( 43 + 127 )
=
=
= 212,5 .
2
2
2
Lấy aw = 212 ,không cần dịch chỉnh .
-Tính hệ số dịch chỉnh tâm : theo CT (6.22)
Ta có :
+bộ truyền cấp nhanh :
a w1
178
0,5.( 26 + 105) = 0,7 .
m
2,5
1000. y 1000.0,7
=
= 4,96 .
-Theo (6.32) ky=
zt
28 + 113
Y=
0,5.( z1 + z 2 ) =
Theo bảng 6.10a ta có : kx=0,191 .
Do đó theo 6.24 hệ số giảm đỉnh răng :
k z
0,191.141
= 0,027 .
y= x. t =
1000
1000
-Tổng hệ số dịch chỉnh là:
t = + Y = 0,7 + 0,027 = 0,527 .
-Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 1 là :
x1 = 0,5.[ xt
( z 2 z1 ). y
zt
] = 0,50,527 (113 28).0,5 ] = 0,113 (mm) .
141
Hệ số dịch chỉnh của bánh 2 là :
x2= xt-x2 =0,527 - 0,113 = 0,414 (mm).
Theo (6.27) góc ăn khớp là :
+bộ truyền cấp nhanh :
cos tw1 =
Z t .m. cos ( Z 1 + Z 2 ).m. cos 20 0 ( 28 + 113).2,5. cos 20 0
=
=
= 0,9304
2.a w1
2.a w1
2.178
tw1 = 210 29 '.
+bộ truyền cấp chậm :
cos tw 2 =
Z t .m. cos ( Z 1 + Z 2 ).m. cos 20 0 ( 43 + 127 ).2,5. cos 20 0
=
=
= 0,9419.
2.a w1
2.a w1
2.212
tw 2 = 19 0 39 '.
3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc .
-Theo 6-33 tập I:
H = Z M .Z H .Z .
2.T1 .K H .( u m + 1)
Trong đó
bw .u m .d w21
Z M : là hệ số kể đến cơ tính của vật liệu tra bảng 6-5 đợc Z M = 274( Mpa ) 13 .
Z H :hệ số kể đến hình dáng bề mặt tiếp xúc .
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 8
đồ án môn học chi tiết máy
ZH =
2. cos b
với b là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở b = 0 .
sin 2 tw
-Thay số vào công thức ta có :
+bộ truyền cấp nhanh :
2.1
= 1,71
sin 2.210 29 '
ZH =
( theo 6.34 tập I ).
+bộ truyền cấp chậm :
2.1
= 1,78 .
sin 2.19 0 39 '
ZH =
Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .
Z=
( 4 ) với = 1,88 3,2.
3
-Thay số vào công thức ta có :
+bộ truyền cấp nhanh :
1
1
. cos .
+
Z
Z
1
2
1
1
0
= 1,88 3,2. +
cos 0 = 1,74
28 113
Z =
( 4 1,74)
3
.
= 0,87
+bộ truyền cấp chậm :
1
1
0
= 1,88 3,2. +
cos 0 = 1,78
43 127
Z =
( 4 1,768)
3
.
= 0,86
K H : là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K H = K H .K H .K Hv .
-Trong đó :
K H :là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng (Tra bảng 6-7 tập I ) .
+bộ truyền cấp nhanh : K H = 1,02 ) .
+bộ truyền cấp chậm : K H = 1,16 ) .
K H :là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng
ăn khớp K H = 1 ( do bộ truyền là răng thẳng ).
K HV :là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp .
K HV = 1 +
H .bw .d w1
a
với (theo CT 6.42) H = H .g 0 .v. w
2.T1 .K H .K H
um
-Vận tốc vòng là V theo (6.40):
V=
.d w1 .n 1
.Trong đó :
60000
+bộ truyền cấp nhanh :
d w1 =
2.a w
2.178
=
= 70,7 (mm) ( dw1 Đờng kính vòng lăn của bánh nhỏ .)
u m + 1 4,038 + 1
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 9
đồ án môn học chi tiết máy
-Thay số vào ta có :
V 1 =
( )
3,14.70,7.721,78
= 2,67 m .
s
60000
-Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 8.
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1 H = 0,006 ; g 0 = 56
H = 0,006.56.2,67.
178
= 5,95
.
4,05
bw = ba .a w = 0,3.178 = 53,4( mm )
5,95.70,7.53,4
K HV = 1 +
= 1,106 .
2.103957,06.1,02.1
Vậy K H = 1,02.1,106 = 1,128 .
+bộ truyền cấp chậm :
d w2 =
2.a w
2.212
=
= 107 (mm) ( dw2 Đờng kính vòng lăn của bánh lớn).
u m + 1 2,95 + 1
-Thay số vào ta có :
V 2 =
( )
3,14.107.178,22
=1m .
s
60000
-Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1 H = 0,006 ; g 0 = 73 .
H = 0,006.73.1.
212
= 3,7
2,97
bw = ba .a w = 0,5.212 = 106( mm )
3,7.106.107
K HV = 1 +
= 1,04 .
2.408321,17.1,16.1
Vậy K H = 1,04.1,16 = 1,206 .
-Thay vào (6-33 tập I ) :
+bộ truyền cấp nhanh :
H = 274.1,72.0,87.
2.103957,06.1,128.( 4,05 + 1)
= 428,01( Mpa ) .
53,4.4,05.70,7 2
+bộ truyền cấp nhanh :
H = 274.1,78.0,86.
-Theo 6-1và 6-1a
( )
2.408321,17.1,206.( 2,97 + 1)
= 436,86( Mpa ) .
106.2,97.107 2
[ ] = [ ].Z
H
H
V
.Z R .K XH .
Vì V 5 m s Z V = 1 .
+bộ truyền cấp nhanh :
Cấp chính xác động học là cấp 8 và chọn cấp chính xác tiếp xúc 8.
Khi đó cần gia công đạt độ chính xác R z = 10 40( m ) Z R = 0,9 .
Đờng kính đỉnh răng
d a1 < 700; d a 2 < 700 K XH = 1
[ H ] = 490,9.1.0,9.1 = 441,81( Mpa )
[ H ] H = 441,81 428,01 = 0,0312
Xét tỉ số :
[ H ]
441,81
Vậy H < []H là 3,12%
Nh vậy là chênh lệch là nhỏ hơn 4%.
+bộ truyền cấp chậm :
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 10
đồ án môn học chi tiết máy
Cấp chính xác động học là cấp 9 và chọn cấp chính xác tiếp xúc 9.
Khi đó cần gia công đạt độ chính xác R z = 10 40( m ) Z R = 0,9 .
Đờng kính đỉnh răng
d a1 < 700; d a 2 < 700 K XH = 1
[ H ] = 490,9.1.0,9.1 = 441,81( Mpa )
[ H ] H = 441,81 436,86 = 0,011
Xét tỉ số :
[ H ]
441,81
Vậy H < []H là 1,1%
Nh vậy là chênh lệch là nhỏ hơn 4%
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
-Theo 6-43 F 1 =
2.T1 .K F .Y .Y .YF 1
bw .d w1 .m
Trong đó:
T 1 : Mô men xoắn trên bánh chủ động cấp nhanh T 1 = 103957,06( Nmm ) .
T 2 : Mô men xoắn trên bánh chủ động cấp chậmT 2 = 408321,17( Nmm ) .
m : Mô đun pháp m=2,5 (mm)
b w1 : Chiều rộng vành răng cấp nhanh: b w1 = 53,4( mm ) .
b w 2 : Chiều rộng vành răng cấp chậm : b w 2 = 106( mm ) .
d w1 : Đờng kính vòng lăn bánh chủ động cấp nhanh d w1 = 70,7( mm ) .
d w 2 : Đờng kính vòng lăn bánh chủ động cấp chậm d w 2 = 70,7( mm ) .
Y : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng .
+ Bộ truyền cấp nhanh :
Y =
1
với
hệ số trùng khớp ngang = 1,74 Y =
1
với
hệ số trùng khớp ngang = 1,78 Y =
1
= 0,576 .
1,74
+ Bộ truyền cấp chậm :
Y =
1
= 0,562 .
1,78
Y Hệ số kể đến dộ nghiêng của răng do = 0 Y = 1 .
+ Bộ truyền cấp nhanh :
Y F 1 , YF 2 Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2.
Z1
= Z 1 = 28; Z V 2 = 113 .
cos 3
= 3,735, YF 2 = 3,525
-Theo 6.18 ta có : Z V 1 =
-Tra bảng 6-18 đợc YF 1
+ Bộ truyền cấp chậm :
Y F 1 , YF 2 Hệ số dạng răng của bánh 1 và bánh 2.
-Theo 6.18 ta có : Z V 1 =
Z1
= Z 1 = 43; Z V 2 = 127 .
cos 3
-Tra bảng 6-18 đợc YF 1 = 3,7, YF 2 = 3,6
-K F : Hệ số tải trọng khi tính về uốn K F = K F .K F .K FV
Trong đó:
+ Bộ truyền cấp nhanh:
KF = 1,02 . Tra bảng 6-7 với bd =0,81
Theo bảng 6.14 chọn KF = 1,27
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 11
đồ án môn học chi tiết máy
KFV = 1 +
Trong đó:
F .bw .d w1
2.T1 .K F .K F
với F = F .g 0 .V
aw
um
F = 0,016 ; = 2,67 ; g0=56
178
= 15,88 .
4,036
15,88.53,4.70,7
KFV=1+ 2.103957,06.1,02.1,27 = 1,223
F = 0,016.56.2,67
KF=1,223.1,27.1,02 = 1,58 .
+ Bộ truyền cấp chậm :
KF = 1,16 . Tra bảng 6-7 với bd =1,05 .
Theo bảng 6.14 chọn KF = 1,37 .
KFV = 1 +
Trong đó:
F .bw .d w1
2.T1 .K F .K F
với F = F .g 0 .V
aw
um
F = 0,016 ; = 1 ; g0=73 .
212
= 9,87 .
2,97
9,87.106.107
KFV=1+ 2.408321,17.1,16.1,37 = 1,087
F = 0,016.73.1
KF=1,087.1,37.1,16 = 1,73 .
-Với m =2,5 (mm) : cho cả hai bộ truyền .
ys - hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu với tập trung ứng suất .
Ys = 1,08- 0,0695 .ln (m) .
Thay số ys=1,08-0,0695.ln 2,5 = 1,002 .
YR- hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng , chọn
yR= 1 ( bánh răng phay ) .
+ Bộ truyền cấp nhanh :
[F1]=[F1] . yR.yS.KXF = 257,14 .1.1,022.1=262,79( Mpa).
-Tơng tự tính: [F1] = 241,7.1.1,022.1= 247 ( Mpa).
Thay vào 6.43 ta có :
F1 =
2.103957,06.1,58.0,576.1.3,735
= 74,78( Mpa )
70,7.53,4.2,5
< [F1] =262,79 (MPa).
-Theo CT 6.44 tập I :
F 2 = F1
YF 2
3,525
= 74,78
= 70,58( Mpa ) < [F2] =247 (MPa).
YF 1
3,735
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn.
+ Bộ truyền cấp chậm :
[F1]=[F1] . yR.yS.KXF = 257,14 .1.1,022.1=262,79( Mpa)
Tơng tự tính [F2]=241,7.1.1,022,1=247 ( Mpa)
Thay vào 6.43 ta có :
F1 =
2.408321,17.1,73.0,562.1.3,7
= 103,61( Mpa )
106.107.2,5
< [F1] =262,79 (MPa).
-Theo CT 6.44 tập I ta có :
< [F2] =247 ( MPa) .
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn .
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 12
đồ án môn học chi tiết máy
5. Kiểm nghiệm răng về quá tả :
Theo 6.48 Kqt=
Tmax
= 1,4 .
T
+ Bộ truyền cấp nhanh :
H max = H K qt = 428,01 1,4 = 506,43( Mpa ) < [ H ] max = 1260( Mpa ) .
F 1 max = F 1 .K qt = 74,78.1,4 = 104,69( Mpa) < [ F 1 ] max = 464 ( Mpa).
F 2 max = F 2 .K qt = 70,58.1,4 = 98,81 ( Mpa) < [ F 2 ] max = 360 ( Mpa) .
+ Bộ truyền cấp chậm:
.
H max = H K qt = 436,86 1,4 = 516,9( Mpa ) < [ H ] max = 1260( Mpa )
F 1 max = F 1 .K qt = 103,61.1,4 = 145,05 < [ F 1 ] max = 464
Mpa.
F 2 max = F 2 .K qt = 100,81.1,4 = 141,34 < [ F 2 ] max = 360
Mpa.
.
6. Các thông số và kích thớc bộ truyền.
+ Bộ truyền cấp nhanh :
Khoảng cách trục
Mô đun pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đờng kính vòng chia
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính đáy răng
Đờng kính vòng lăn
Góc ăn khớp
+ Bộ truyền cấp chậm :
Khoảng cách trục
Mô đun pháp
Chiều rộng vành răng
Tỉ số truyền
Góc nghiêng của răng
Vũ trí hùng lớp 43m
aw=178 mm
m=2,5 mm
bw=53,4 mm
um=4,036
= 00
z1= 28; z2=113
x1=0,113; x2= 0,414
d1=70 mm; d2=282,5 mm
da1=75,43 mm; da2=287,93mm
df1=64,3mm; df2=278,32 mm
d w1 = 70,7 mm ; d w2 = 286,34mm
tw = 21029
aw=212 mm
m=2,5 mm
bw= 106 mm
um=2,95
= 00
Trang 13
đồ án môn học chi tiết máy
Số răng bánh răng
Hệ số dịch chỉnh
Đờng kính vòng chia
Đờng kính đỉnh răng
Đờng kính đáy răng
Đờng kính vòng lăn
Góc ăn khớp
z1=43 răng ;z2=127 răng
x1=0; x2=0
d1=107,5; d2=317,5mm
da1=112,5 mm ; da2=322,5mm
df1=102,5 mm; df2=312,5 mm
d w1 = 106,8 mm ; d w2 =317,19mm
tw = 19039
V.Tính bộ truyền ngoài
1. Chọn vật liệu :
-Theo phần trên ta tính toán chọn đai dẹt với tỉ số truyền 2,02.
-Theo Phần chọn đông cơ:Pd/c= 8,27 ( Kw ).
Nđ/c=1458 vòng/phút .
2 . Xác định thông số của bộ truyền :
-Từ đó ta xác định thông số của bộ truyền :
+Theo CT (4.1) d1= (5,26). 3 T 1 = (5,26).3 103957,06 = (244282)mm.
-Ta chọn đờng kính bánh đai nhỏ có d1=250 (mm) (chọn theo tiêu chuẩn ).
-Vận tốc đai: v = d1 .n1 = 3,14.250.1458 = 19,08 ( m / s ) .
60000
60000
-Theo công thức (4.2)
+Với hệ số trợt đai =0,01, đờng kính bán đai lớn :
d2=u.d1(1-)=2,02.250.(1-0,01)= 499,9 (mm) .
-Theo bảng (21.15) chọn đờng kính tiêu chuẩn d2=500 (mm ).
-Nh vậy tỉ số truyền thực tế :
500
= 2,0202
250(1 0,01)
( u u ) 2,0202 2,02 .100% = 0,99% < 4%
Vậyu= t
=
2,02
u
Ut=
-Theo CT (4.3) tập I Khoảng cách trục :
as = (1,5..2)(d1+d2)
+Vậy ta chọn as = 1400(mm).
-Theo(4.4)chiều dài đai :
L=2a + 0,5(d1+d2)+
(d
2
d1
( 4a )
)
= 1125...1500(mm).
2
.
=2.1400 + 3,14(250 + 500)/2 +
(500 250 )
4.1400
2
= 3988,66 (mm) .
-Tuỳ thuộc vào cách nối đai mà ta có thể cộng thêm 100..400(mm).
-Số vòng chạy của đai : i =
19,8
V
=
3,98866
L
= 4,78 < imax .
+ Mà imax = 3 ữ 5 (m/s).
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 14
đồ án môn học chi tiết máy
-Theo CT (4.70) tập I ,1 = 1800 -
(d d )
( 500 250) .57 0
.57= 1800 2
1
1400
a
= 169,820.
3 . Xác định tiết diện đai và chiều rộng đai :
+ Theo CT (4.9) , Ft = 1000.P/V = 1000.8,27/19,08
-Theo bảng (4.8) đai vải cao su:
+ Tỉ số ( /d1)max = 1/40
=
d
1
40
=
250
40
= 433,54 N .
= 6,25(mm).
-Theo bảng (4.1) dùng loại đai -800 không có lớp lót
+Chọn trị số = 6,25 mm .
+Số lớp 5 lớp không lót ;
+Theo bảng (4.7) tập I : Kđ=1,7(thuộc nhóm động cơ II,máy gầu xúc đất).
- ứng suất cho phép xác định theo CT (4.10).
[F] = [F]0 . C . C0 .CV
(a).
-Trong đó :
[F]0 = K1- K2.
d
(b).
1
+ Trong đó : - K1,K2 xác định theo (4.9) tập I .
- Điều chỉnh định kỳ lực căng,chon 0 = 2 Mpa.
- Vậy K1 = 2,7,K2 = 11.
+Thay số vào (b) : ta đợc
[F]0 = 2.7- 11.
2
= 2.612 Mpa.
250
- C : Hệ số ảnh hởng đến góc ôm;
- C = 1- 0,003.(1800 - ) = 1- 0,003.(1800- 169,82)
= 0,96 .
- CV : Hệ số ảnh hởng của lực ly tâm :
CV = 1 KV(0,01.V2 1)
= 1 - 0,04.[0,01.(19.8)2 -1] = 0,96 .
-KV : Đai vải cao su chọn KV = 0,04 .
- C0 = 1 Tra bảng 4.12 tập I .
-Thay số vào (b): ta có
[F] = 2,612.0,96.0,89 .1
= 2,23 Mpa.
-Theo CT (4.8) :
b=
F .K
[ ] .
t
F
d
=
433,5.1,7
2,23.6,25
= 52,88mm.
-Chiều rộng bánh đai B chọn theo bảng (21.16) B= 63 mm.
4. Xác định lực căng ban đầu & lực tác dụng lên trục :
- Theo CT (4.12) tập I : F0 = . .b.0 = 2.50.6,25
= 625(N).
- Lực căng đai ( Theo CT (4.13) tập I):
+Fr = 2.F0 .sin(1/2) = 2.625.sin(169,82/2)
= 1245,1 (N).
C. Thiết kế trục và then.
i . Chọn vật liệu .
-Trục là bộ phận quan trọng trong hộp giảm tốc có tác dụng truyền chuyển
động quay giữa các bánh răng ăn khớp .Đồng thời , trục còn tiếp nhận đồng
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 15
đồ án môn học chi tiết máy
thời cả mômem uốn và mô men xoắn . Mặt khác , theo yêu cầu thiết kế trục
còn làm việc trong thời gian dài ( mỗi năm làm 300 ngày , mỗi ngày làm 8
giờ)
-Do những yêu cầu và đặc điểm trên nên ngoài thiết kế đạt độ chính xác hình
học cao . Trục còn đảm bảo về độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định dao
động
-Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu làm việc trên , yêu cầu ngời thiết kế chọn vật liệu
chế tạo hợp lý , giá thành rẻ , dễ gia công .
-Vì ở đây tải trọng trung bình nên ta dùng thép 45 thờng hoá, có 1= 600
(Mpa) , ứng suất xoắn cho phép = (12ữ 30) Mpa.
II.Tính thiết kế trục về độ bền .
1.Xác định lực tác dụng lên các bộ truyền .
-Bỏ qua ma sát giữa các răng ,bỏ qua trọng lợng bản thân và các chi tiết lắp
trên trục thì lực tác dụng lên bộ truyền gồm 2 lực :
-Lực vòng Ft có phơng tiếp tuyến với vòng lăn ,chiều ngợc với chiều
-Lực hớng tâm F R có phơng hớng kính ,chiều hớnh về tâm mỗi bánh
Ta vẽ đợc sơ đồ nh hình bên
a. Lực tác dụng lên bộ truyền cấp
nhanh
F t1 =
2.T1
2.103957,06
=
d w2
70,7
= 2940,8( N ) .
Fr3
Ft .1 .tg tw
tg 210 39
Fr1 =
= 2940,8.
= 1155,4( N ) .
cos
cos 0 0
F a 2 = Ft 2 .tg = 2778,336.tg 0 0 = 0 .
Vũ trí hùng lớp 43m
Ft4
Fr4
Ft3
Trang 16
đồ án môn học chi tiết máy
Bộ truyền cấp nhanh
b.Lực tác dụng lên bộ truyền cấp chậm .
2.T , 2
2.408321,17
=
F t 22 =
2d w3
2.106,8
Ft 2. .tg tw
= 3823,3( N ) .
tg19 0 29
cos
cos 0 0
F a 22 = Fx22 .tg = 6008,54.tg 0 0 = 0 .
F r 22 =
= 1350,1( N ) .
= 3823,3.
Fr2
Ft2
Fr1
Ft1
Bộ truyền cấp chậm
2. Tính sơ bộ đờng kính trục :
-Theo (10-9) tập I đờng kính sơ bộ đợc tính theo công thức sau :
d
3
T
(mm) .
0,2.[ ]
+Trong đó :
T : là mô men xoắn (N.mm).
Momen xoắn của trục Thứ III:
T
III
= T II u 2
. .
ol
br
2
= 408321,17.2,97.0,98.0,99/2
= 588287,5 (N.mm).
[ ] : Là ứng suất xoắn cho phép ,đối với thép [ ] =12 20(Mpa) .
chọn [ ] =17(Mpa) .
-Trục 1:
d1 3
103957,06
= 31,6 (mm) chọn sơ bộ d sb1 = 35 (mm) .
0,2.17
-Trục 2
d2 3
408321,17
= 49,34 (mm) chọn sơ bộ d sb 2 = 50 (mm).
0,2.17
-Trục 3
d3 3
588287,5
= 55,7 (mm) chọn sơ bộ d sb 3 = 55 (mm).
0,2.17
3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực .
-Chiều dài trục cũng nh khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực phụ
thuộc vào sơ đồ động , chiều dài may ơ của các chi tiết quay , chiều rộng ổ ,
khe hở cần thiết và các yếu tố khác
-Theo bảng 10-2 ( Giáo trình Tập I) ta có thể xác định đợc chiều rộng ổ lăn
b 0 theo đờng kính sơ bộ d sb .
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 17
đồ án môn học chi tiết máy
b01 = 21( mm )
-Chiều rộng của từng ổ trên từng trục :
*Xác định chiều dài các trục :
b02 = 27( mm ) .
b03` = 29( mm )
-Dựa vào CT (10.10) Tập I ta xác định chiều dài may ơ của bánh đai
và bánh răng trụ lần lợt là.
+Với trục I :
Chiều dài May ơ ở bánh răng nhỏ cấp nhanh:
l m13= (1,2..1,5) dsb1= (1,2 ..1,5) .35= 42...52,5 mm.
Vậy ta chọn lm13
= 45 (mm) .
+Với trục II :
Chiều dài May ơ ở bánh răng lớn cấp nhanh:
lm23= (1,2..1,5) dsb2= (1,2..1,5 ) .50= 60...75 do đó chọn .
lm23
= 70 (mm).
Chiều dài May ơ ở bánh răng nhỏ cấp chậm :
lm22= (1,2..1,5) dsb2= (1,2..1,5 ) .50= 60...75 do đó chọn .
lm22
= 70 (mm).
+Với trục III :
Chiều dài May ơ bánh răng lớn cấp chậm :
lm33= (1,2..1,5) d3b3= (1,2..1,5).55 = 66...82,5 do đó chọn .
lm33
= 75 (mm).
-Xác định chiều dài giữa các ổ :
+Xét đối với trục I:
l12= - lc12
+Theo CT (10.14) Tập I : l c12 = 0,5.( l m12 + b0 ) + k 3 + hn .
Trong đó :
b o1 : là chiều rộng ổ
b o1 = 21( mm )
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 18
đồ án môn học chi tiết máy
K 3 : là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ
(tra bảng 10-3 tập I ).
K 3 = 15( mm ) .
h n : Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông , tra bảng 10-3 tập I
hn = 18( mm ) .
l c12 : Là khoảng cách công sôn trên trục I.
l c12 = 0,5.( 45 + 21) + 15 + 18 = 66( mm ) l12 = l c12 = 66( mm ) .
l11=2.l13 . .
-Trục II.
+Theo bảng (10.3) Tập I chọn : k 1 , k 2 .
Trong đó :
K1: khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp .
Chọn K1= 10 (mm).
K2: khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp .
Chọn K2=8 (mm).
-Theo CT (10.4) tập I ta có :
l 22 = 0,5.( l m 22 + b02 ) + K1 + K 2 = 0,5.( 70 + 27 ) + 10 + 8
l 23 = l 22 + 0,5.( l m 22 + l m 23 ) + K 1 = 66,5 + 0,5.( 70 + 70 ) + 10
= 66,5( mm )
= 146,5( mm )
l 24 = 2.l 23 l 22 = 2.146,5 66,5
= 226,5( mm ) .
l 21 = 2.l 23 = 2.146,5
= 293(mm).
.
l 23 = l13 .
-Xét đối với trục thứ III:
l32=l22
= 66,5 (mm).
l31=l21
= 293(mm).
l33=l31+lc33=293+ 86
=379 (mm).
+Với lc33 tính theo CT bảng 10.4 tập I : và k3 =15mm,hn = 18mm.
lc33=0,5.(lm33+b03)+ k3+hn=0,5.(75 + 31) +15+18
=86 (mm).
-Vậy từ đó suy ra hai trục II,III
xác định đợc chiều dài :
l13=l23=146,5(mm).
l11=l21= l31= 293 (mm).
4. Xác định chính xác đờng kính và chiều dài các đoạn trục:
a.Trục I .
-Xác định phản lực tại các gối tựa :
2
f
0 f
3
x12
f
f
y11
y13
f
f
y12
+Momen tại điểm O theo trục X:
1
x10
f
y10
M 0 ( X ) = Fr12 .l11 Fy13 .l13 Fy11 .l c12 = 0
Fy12 =
Fy13 l13 + Fy11 .l c12
+ Trong đó :
.
l11
Fr: lực căng đai với Fr=1245,1 (N)
FY11= Fr= 1245,1 (N).
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 19
đồ án môn học chi tiết máy
FY13 = Fr1 = Ft1.tg(tw)= 2940,8.tg(21039) = 1155,4(N).
-Thay số vào ta đợc :
1155,4.146,5 + 1245,1.66
= 858,2( N )
293
Y = Fy10 + Fy12 Fy13 + Fy11 = 0
Fy12 =
.
Fy10 = Fy13 + Fy12 + Fy11 = 1155,4 + 858,2 + 1245,1 = 947,9( N )
+Chiều của Fy10, Fy12 : có chiều nh hình vẽ
-Xét theo phơng Y :
M o (Y ) = Fx13 .l13 Fx12 .l11 = 0
.
146,5
146,5
= 2940,8.
= 1470,4( N )
293
293
Fx12 + Fx13 = 0
Fx12 = Fx13
Fx = Fx10
Fx10 = Fx12 + Fx13 = 2940,8 1470,4 = 1470,4( N )
-Biểu đồ Momen M1x,M1v trong các mặt phẳng zoy,xoz Momen xoắn biểu
diễn trên trục I nh hình vẽ ,trên các biểu đồ cho giá trị tuyệt đối của các
Momen ấy trên mặt cắt tiết diện đặc biệt .
-Tính mô men uốn tổng M j và mô men tơng đơng M tdj tại các tiết diện
nguy hiểm trên trục I.
- Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 0 và 3:
-Xét mặt cắt qua 3:
Mx13= 125697Nmm .
MY13= 215413,6 Nmm .
M 13 = M y213 + M x213 = 215413,6 2 + 125697 2 = 249408,8( Nmm ).
M td 13 = M 132 + 0,75.T02
-Theo CT(10.16) tập I mô men tơng đơng tại mặt cắt :
M td 13 = 249408,8 2 + 0,75.103957,06 2 = 265170,7( Nmm) .
-Tính đờng kính trục tại những tiết diện nguy hiểm :
-Xét mặt cắt qua 0 : tơng tự trên
+ M td 0 = 82186,5 2 + 0,75.103957,06 2 = 121901,3( Nmm)
-Xét mặt cắt qua 1:
+M11= 0;
+ M td 1 = 0,75.103957,06 2 = 90029,45( Nmm)
-Tính đờng kính trục tại các tiết diện 0 và 3 theo công thức :
d =3
[] :
M td
trong đó :
0,1.[ ]
là ứng suất cho phép của thép chế tạo trục , tra bảng 10-5 tập I
[ ] = 63( Mpa )
d 1o = 3
121901,3
= 26,8 mm.
0,1.63
d13 = 3
265170,7
= 34,8 mm.
0,1.63
d11 = 3
90029,45
= 24,27 mm .
0,1.63
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 20
đồ án môn học chi tiết máy
- Xuất phát yêu cầu về độ bền lắp ghép và công nghệ ta chọn đờng kính
các đoàn trục nh sau:
d10= 30 mm.
d10=d12= 30 mm.
d13=35 mm.
d11= 25 mm
b. Trục II:
f
-Xác định phản lực tại các gối tựa .
Chọn hệ trục nh hình vẽ:
t23
f
r23
1
Z
f
x21
0
f
y21
X
f
r22
f
f
r24
t22
a3
Fx23 = Ft13 = 2940,8N .
Fy23 = Ft13.tg(w1) = 1155,4N .
2.T 2 408321,17
=
2.d w3
106,8
Ft 22 .tg tw 2 3823,2.tg19,39 o
Fy22 = Fy24 = Fr22 =
=
cos
cos 0
=3823,2 (N).
= 1350,1 (N).
M ox = Fy 22 .l 24 + Fy 23 .l 23 + .Fy 20 .l 21 Fy 24 .l 22 = 0
1350,1.226,5 + 1350,1.66,5 1155,4.146,5
= 772,4( N )
293
Y = 0 Fy 20 Fy 22 + Fy 23 Fy 24 + Fy 21 = 0
Fy 20 =
Fy 21 = Fy 22 + Fy 24 Fy 23 Fy 20 = 0
Fy 21 = 2.1350,1 1155,4 772,4 = 772,4( N )
-Theo phơng x:
m20y = Fx22.l22 +Fx23.l23 +Fx21.l24 Fx20.l21=0 Fx21=
Fx 24 .l 22 + Fx 23 .l 23 + Fx 24 .l 24 3823,2.66,5 + 2940,8.146,5 + 3823,2.226,5
=
l 21
293
= 3833,2(N).
Fx21= Fx20
=3833,2(N).
-Tính mô men uốn và mô men tơng đơng tại các tiết diện nguy hiểm
Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 2 và 3,4 :
+Trong đó mặt cắt 2 và 4 có Mtđ2 = Mtđ4 và mặt cắt 3.
Vũ trí hùng lớp 43m
t24
f
Y
Fx22 = Fx24 = Ft22 =
f f
Trang 21
x20
f
y20
đồ án môn học chi tiết máy
M 2 = M y22 + M x22 = 254907,8 2 + 53164,6 2 = 260031,4( Nmm )
M td 2 = M 22 + 0,75.T22 = 260392,9 2 + 0,75.204160,6 2 = 314447,88( Nmm )
M 3 = M y23 + M x23 = 255707,8 2 + 5148,6 2 = 255759,6( Nmm )
M td 3 = M 32 + 0,75.T32 = 255759,6 2 + 0,75.408321.17 2 = 436414,5( Nmm )
-Tính đờng kính trục tại các tiết diện 2 và 3 theo công thức
d =3
-Trong đó :
M td
0,1.[ ]
[] :là ứng suất cho phép chế tạo trục , tra bảng 10-5 tập 2
[ ] = 63( Mpa )
d 22 = 3
M td 2
314447,88
=3
= 36,8( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
M td 3
436414,5
=3
= 41,07( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
d 23 = 3
f
x32
d 24 = d 22 = 36,8(mm)
f
2
f
x33
d 24 = d 22 = 38( mm ) , b22 = 21(mm).
d 23 = 42( mm ) , b23 = 23(mm)
d21= d20=25mm. b21 =17(mm)
3
f
f
y31
f
(226,5 + 66,5)1350,1
= 1350,1( N )
l 31
293
+ Fy 31 Fy 33 = 0
=
+Momen lấy đối với điểm 1:
M 1 y = Fx 30 .l 31 Fx 32 .l 32 Fx 34 .l 34 Fx 33 .l 33 = 0
Fx 32 .l 32 + Fx 33 .l 33 + Fx 34 .l 34
l31
3823,2.66,5 + 10408,1.86 + 3823,2.226,5
= 6878,1( N )
293
+Trong đó : Fx 33 = Fr = k x .Ft = 6.10 7 k x .P / zpn (theo công thức 5.20/1/)
=
Fr : là lực hớng tâm .
Kx: hệ số kể đến trọng lợng của xích ,chọn kx=1,05.
P : là lực tiếp tuyến ,theo phần chọn động cơ
ta tính ra P=7,93 (kN) .
Vũ trí hùng lớp 43m
x30
0
1
x31
Fy 31 = Fy 32 + Fy 34 Fy 30 = 1350,1( N )
Fx 30 =
f
y30
M 1x = Fy 30 .l 31 Fy 32 .l 32 Fy 34 .l 34 = 0
Y = Fy 30 Fy 32
f
4
c.Trục III :
- Sơ đồ phân tích lực :
Fx32 = Fx34 = Fx22 = 3823,2 N.
Fy32 = Fy34 = Fy22 = 1350,1 N .
-Xác định phản lực gối tựa:
+ Lấy Momen đối với điểm 1 :
Fy 32 .l 32 + Fy 34 .l 34
x34
y34
d21= d20= 0.
-Xuất phát từ yêu cầu về bền lắp
ghép và công nghệ chọn các loại trục :
Fy 30 =
f
y32
Trang 22
đồ án môn học chi tiết máy
p: bớc xích p = 80mm.
z: bớc xích z = 10(răng).
n: số vòng quay trục 3 : n = 60(V/p).
Fx33 = 6.107.1,05.7,93/10.80.60 = 10408,1 (N).
X = Fx 30 Fx 31 + Fx 32 Fx 33 + Fx 34 = 0
Fx 31 = Fx 30 + Fx 32 + Fx 34 Fx 33 = 2.3823,2 10408,1 6878,1
= 9639,8( N ).
+ Vậy dấu của Fx31 lấy ngợc chiều với giá trị trên .
-Tính mô men uốn và mô men tơng đơng :
-Từ hình vẽ ta thấy mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt 4,2 và 3,1.
+Tại mặt cắt 4:
M 34 = M 2 y 34 + M x234 = 89781,7 2 + 443561,6 2 = 466115,45( Nmm )
M td 34 = M 342 + 0,75.T32 = 466115,45 2 + 0,75.588287,5 2 = 690525,34( Nmm )
M 33 = M y230 + M x230 = 0( Nmm )
M td 33 = M 332 + 0,75.T32 = 0,75.588287,5 2 = 509471,9( Nmm )
M 32 = M y233 + M x233 = 89781,65 2 + 946455 2 = 950703,55( Nmm )
M td 32 = M 322 + 0,75.T32 = 950703,55 2 + 0,75.588287,5 2 = 1078609,96( Nmm )
M 31 = M y231 + M x231 = 1149299,2 2 = 1149299,2( Nmm )
M td 31 = M 312 + 0,75.T32 = 1149299,2 2 + 0,75.588287,5 2 = 1257159,61( Nmm )
-Tính đờng kính trục tại các tiết diện 4,2 và 1 ,3theo công thức
d=3
M td
Theo bảng 10-5 tập 2 [ ] = 63( Mpa ) .
0,1.[ ]
d4 = 3
M td 33
509471,9
=3
= 43,24( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
d3 = 3
d2 = 3
d1 = 3
M td 34
690525,34
=3
= 47,86( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
M td 32
1078609,96
=3
= 55,53( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
M td 31
1257159,61
=3
= 58,44( mm )
0,1.[ ]
0,1.63
-Chọn lại đuờng kính trục và mayơ :
d 2 = d 4 = 60( mm ) , d 0 = d1 = 70( mm ) , d 3 = 45(mm)
6,Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.
a,Với thép 45 có b= 600 MPa,-1=0,436.b = 0,436.600 =261,6 MPa;
-1= 0,58.-1= 0,58.261,6 = 151,7 MPa ; theo bảng 10.6 =0,05,= 0.
b,Các trục của hộp giảm tốc đều quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ
đối xứng,do đó aj tính theo công thức (10.22) mj= 0 .
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 23
đồ án môn học chi tiết máy
Mj
aj = maxj = W .
j
Trong đó :Wj =
.d j
32
3
b.t (d t ) .
2. d
2
1
j
1
j
-Vì trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch
động,do đó mj=aj tính theo công thức (10.23).
3
2
Tj
max
.d j
b.t1 (d j t1) .
aj = 2 = 2.W .Trong đó : Woj =
16
2. d j
oj
c,Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:
-Dựa theo kết cấu trục ở trên các hình vẽ và biểu đồ mômen tơng ứng,có
thể thấy các tiết diện sau đây là tiết diện nguy hiểm cần đợc kiểm tra về
độ bền mỏi là: trên trục I đó là các tiết diện lắp bánh đai (10) lắp bánh
răng (13) lắp ổ lăn (12);trên trục II đó là 3 tiết diện lắp bánh
răng(24,22,23);trên trục III đó là tiết 2 dện lắp bánh răng(31,32),tiết diện
lắp ổ lăn(33),tiết diện lắp đĩa xích(34).
sj =
sj .sj
s2j + s2j
1
1
sj = K . + ; sj = K . + .
dj
aj
mj
dj aj
mj
d) Xác định các hệ số K dJ và K dJ với các tiết diện nguy hiểm .
KdJ
K
+ K x 1
=
Ky
K
+ K x 1
KdJ=
Ky
-Trong đó :
+Kx- Hệ số tập trung ứng xuất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc
vào.
+phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt .
-Các trục đợc gia công trên máy mài , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu
đạt Ra=0,32..0,16 à m.
-Theo bảng 10.8 tập I =>Kx=1.
-Ky: Hệ số tăng bền bề mặt, với b= 600 Mpa. Dùng phơng pháp tăng bền bề
mặt bằng tôi dòng điện cao tần từ đó tra bảng 10.9 tập 1 chọn Ky=1,6 (đối với
trục nhẵn ).
-Do bề mặt trục lắp có độ dôi và tại tiết diện nguy hiểm không có rãnh then
nên ta có thể tra trực tiếp tỷ số
Vũ trí hùng lớp 43m
K K
,
.
Trang 24
đồ án môn học chi tiết máy
-Theo bảng 10.12 trục rãnh then khi cắt bằng dao phay ngón nên hệ số tập
trung ứng suất vật liệu có b=600 Mpa là K=1,76, K=1,54.
-Trong đó : , là hệ số kích thớc kể đến ảnh hởng của kích thớc tiết diện
trục đến giới hạn mỏi trị số cho trong bảng 10.10 tập I tra và ứng đờng
kính tiết diện nguy hiểm .
-Từ đó xác định
Hệ số
Tiết
d
diện (mm)
11
13
22
23
31
32
25
35
40
42
60
70
K
K
và để tính kết quả của Kd nh bảng sau:
Hệ
số
0.92
0.88
0.85
0.85
0.78
0.76
0.89
0.81
0.78
0.78
0.75
0.73
Tỉ số K /
do
Rãnh Lắp
then căng
1.91
2.06
2.00
2.06
2.07
2.06
2.07
2.06
2.26
2.52
2.32
2.06
Tỉ số K/
do
Rãnh
lắp
then
căng
1.73
1.64
1.90
1.64
1.97
1.64
1.97
1.64
2.07
2.03
2.11
1.64
Kd
Kd
S
S
Sj
1.29
1.29
1.29
1.29
1.58
1.45
1.08
1.19
1.23
1.23
1.29
1.32
5.66
3.27
4.17
4.78
3.19
2.47
13.33
19.09
14.02
8.02
15.74
15.43
5.21
3.22
3.99
4.11
3.12
2.82
-Vậy hệ số an toàn Sj > 1,5..2,5 thoả mãn .
e, Chọn lắp ghép : Các ổ lăn lắp lên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh
đai, theo k6 kết hợp với lắp then.
-Kích thớc của then, trị số của mômen cản uốn mômen cản xoắn ứng với
-Các tiết diện trục nh sau chọn nh sau.
Tiết
diện
11
10
13
21
22
23
31
32
33
d(mm)
25
30
35
25
38
42
60
70
45
bxh
8x7
8x7
10x8
8x7
10x8
12x8
18x11
20x12
14x9
b(mm)
8
8
10
8
10
12
18
20
14
t(mm)
4.0
4.0
5.0
4.0
5.0
5.5
7.0
7.5
5.5
W(mm3)
1250.96
2288.84
3564.25
1250.96
4524.58
6292,03
18245.55
29471.61
7606.76
wo(mm3)
2784.17
4938.22
7771.36
2784.17
9908.89
13561,9
39440.55
63128,48
16548.40
-Kiểm tra điều kiện liền trục của các bánh răng:
x11 =
d f 1 d11
2
t2 =
64,3 25
2.8
2
=16,85 (mm).
2,5.m = 2,5.2,5 = 6,25 (mm)
x=16,85>2,5.m = 6.25. Vậy bánh răng số 1 không phải chế tạo liền
trục.Do đó tất cả các bánh răng khác không phải chế tạo liền trục .
7,Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh.
Vũ trí hùng lớp 43m
Trang 25
