Đồ án chi tiết máy có bản cad và inventer mô phỏng 3D
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (670.98 KB, 36 trang )
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
ĐỀ BÀI
ĐỀ 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN
5
4
T
Tmm=1,5T
T
3
0,7T
20
16
t (s)
Sơ đồ tải trọng
2
1
Hệ thống dẫn động băng tải gồm:
1- Động cơ điện ba pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp
giảm tốc hai cấp bánh răng côn trụ; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Băng tải.
Phương án
5
Lực vòng trên băng tải, F(N)
3200
Vận tốc băng tải, v(m/s)
1,5
Đường kính tang dẫn, D(mm)
250
Thời gian phục vụ, L(năm)
7
Số ngày làm việc trong năm, (ngày)
Số ca làm việc trong ngày, (ca)
320
1
Quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ.
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
1
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
MỤC LỤC
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
+ Công suất làm việc: Plv = F .v = 3200.1,5 = 4800 = 4,8kW
+ Tổng hiệu suất của hệ thống:
∑ η = η d .η ol4 .η brc .η brt .η kn = 0,96.0,9954.0,97.0,98.0,99 = 0,8855
Công suất sơ bộ của động cơ:
+ Số vòng quay trục công tác:
+ Nếu chọn ndc=3000 (v/p) thì
Ta chọn động cơ K132M2
Psb =
nlv =
Plv
4,8
=
= 5,42 kW
∑ η 0,8855
6.10 4.v 6.10 4.1,5
=
= 114,59 (v / p)
π .D
π .250
uh .u d =
⇒
ndc
3000
=
= 26,18
nlv 114,59
P = 5,5 kW > P = 5, 42 kW
sb
dc
ndc = 2900 (v / p )
T
T
k = 2, 2 > mm = 1,5
T
Tdn
II. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.
-Tỷ số truyền chung cho toàn bộ hệ thống
ut =
ndc
2900
=
= ud .uh = 25,3 = 3,16.8
nlv 114, 59
Trong đó: ndc- số vòng quay của động cơ đã chọn
nlv- số vòng quay trên trục làm việc
-Phân phối tỷ số truyền trong hộp giảm tốc
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
2
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
+
+
u2 = 1,32. 3 uh = 1,32. 3 8 = 2, 64
Đối với hộp giảm tốc côn - trụ 2 cấp, nếu
mục tiêu là kích thước của hộp giảm tốc nhỏ nhất nên chọn tỉ số truyền cấp
chận u2 tính theo công thức thực nghiệm:
Lập bảng kết quả:
Trục
ĐC
Thông số
Công suất P(kW)
Tỷ số truyền u
Số vòng quay n(v/p)
Moment xoắn T(Nmm)
I
II
III
5,4205 5,1777 4,9972 4,8728
3,16
3,03
2,64
2900
917,72 302,87 114,72
17850
53880 157570 405642
Trục công
tác
4,8
1
114,72
399581
PHẦN 2: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
I. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THƯỜNG
1. Chọn loại đai.
Các thông số của trục dẫn:
P=5,4205 (kW), n=2900 (v/p), u=3,16
Theo hình 4.13 trang 59, ta chọn đai hình thang thường loại A với các thông số
hình học ở B4.13
2. Tính các thông số bộ truyền.
+ Chọn d1=112mm
+ Tính vận tốc đai: v=πd1n1/60000=17<25m/s
+ Đk bánh đai lớn: d2=d1u.(1-ε)=112.3,16.(1-0,01)=350,38mm.
Chọn d2=355mm
Tỷ số truyền thực tế u=3,17 sai lệch 0,315%
+ Tính khoảng cách trục:
Định khoảng cách trục sơ bộ theo (B4.14) asb=1,5d2=532,5mm
+Tính chiều dài dây đai theo asb:
2
π ( d1 + d 2 ) ( d 2 − d 1 )
π (112 + 355) ( 355− 112 )
+
= 2.532,5 +
+
= 1826,28mm
2
4a
2
4.532,5
2
L ≈ 2a +
Chọn L =1800 mm (B4.13)
+Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây: i=v/L=9,44<10
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
3
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
+Tính a theo L tiêu chuẩn:
2
1 π ( d1 + d 2 )
π ( d1 + d 2 )
2
a = L −
+ L −
−
2
(
d
−
d
)
=
2
1
4
2
2
2
1
π (112 + 355)
π (112 + 355)
2
1500
−
+
1800
−
−
2
(
355
−
112
)
= 519mm
4
2
2
+Khoảng cách trục phải thỏa điều kiện:
0,55(d1 + d2) + h < a < 2(d1+d2)
264,85=0,55(112+355)+8
α1 = π −
d 2 − d1
355 − 112
=π −
= 153,310 > 120 0
a
519
3. Xác định số dây đai z.
z=PKđ/([Po]CαCLCuCz)= 5,4205.1,1/(2,532.0,93.1,011.1,14.0,95)=2,3126.
Chọn z=3 dây
Trong đó: Kđ =1,1 (B 4.7)
[Po]=2,532kW(B 4.19)
Cα=0,93(B 4.15)
CL=1,0118(B 4.16)
Cu =1,14(B 4.17)
Cz=0,95(B 4.18)
Chiều rộng bánh đai: B=(z-1)t+2e =(3-1)15+2.10=50mm(B4.21)
4. Lưc căng ban đâu va lưc tac dung lên truc :
+ Lực căng ban đầu:
780.P.K đ
780.5,5.1,1
Fo =
+Fv =
+30,345 =129,49N
v.Cα .z
17.0,93328.3
Trong đó: lực căng phụ: Fv=qmv2=0,105.172=30,345N (4.20)
+ Lực tác dụng lên trục:
o
Fr =2.F0.z.sinα( /2
=2.129,49.3.sin
153,3121
/ 2 =7
)
(
) 55,96 N
1
(4.19)
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
4
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
II. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN - RĂNG THẲNG CẤP
NHANH
Thông số đầu vào: T=53880Nmm, n=917,72v/p, u=3,03
1. Chọn vật liệu (bảng 6.1)
Bánh nhỏ: C45 tôi cải thiện, độ cứng 250HB, σch1=580MPa
Bánh lớn: C45 tôi cải thiện, độ cứng 240HB, σch2=450MPa
2. Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
+ Bánh răng nhỏ:
=(570/1,1)1.1.1.1=518,2MPa
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ:
Trong đó:
NHO=30HB2,4=30.2502,4=17.106 chu ky
NHE=60
Vì NHE>NHO nên KHL=1 nên sơ bộ chọn ZR=1, ZV=1, KxH=1
+ Bánh răng lớn:
=(550/1,1)1.1.1.1=500MPa
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ:
Trong đó:
NHO=30HB2,4=30.2402,4=15,5.106 chu ky
NHE=60
Vì NHE>NHO nên KHL=1 nên sơ bộ chọn ZR=1, ZV=1, KxH=1
Sau cùng:
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
5
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
Ứng suất uốn cho phép
+ Bánh răng nhỏ:
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ
Trong đó:
NFO=4.106 chu ky
NFE=60
Vì NFE>NFO nên KFL=1 nên sơ bộ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1
+ Bánh răng lớn:
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ
Trong đó:
NFO=4.106 chu ky
NFE=60
Vì NFE>NFO nên KFL=1 nên sơ bộ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1
Ứng suất quá tải cho phép
+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép:
[σH]max=2,8σch2=2,8.450=1260MPa
+ Ứng suất uốn quá tải cho phép:
[σF1]max=0,8σch1=0,8.580=464MPa
[σF2]max=0,8σch2=0,8.450=360MPa
3. Tính toán bộ truyền
Với tỷ số truyền u=4,13 nên ta chọn bánh răng côn – răng thẳng để thuận lợi
cho việc chế tạo sau này.
Xác định chiều dài côn ngoài sơ bộ:
Trong đó: KR=50 (Tr112)
Ψbe=b/Re=0,25(Tr112)
KHβ=1,088 (B6.21) (sơ đồ 1)
Chọn Re=125mm
Số răng bánh nhỏ
Đường kính vòng chia ngoài:
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
6
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
máy
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Tra (B6.22) tìm z1p=19→sơ bộ chọn z1=1,6z1p~30 răng
Đường kính trung bình: dm1=(1-0,5Ψbe)de1=68,55mm
Mô đun vòng chia trung bình: mm=dm1/z1=2,285mm
Mô đun vòng chia ngoài: me=mm/(1-0,5Ψbe) =2,611mm
→ chọn me=2,5mm
Tính lại mm=me(1-0,5Ψbe)=2,1875mm và số răng z1=dm1/mm=31,33. Lấy
z1=31 răng. Đường kính trung bình: dm1=mmz1=67,8125mm
Số răng bánh lớn:
z2=uz1=93,93~94 răng
Tính chính xác chiều dài côn ngoài:
Đồ án Chi máy
Góc côn chia:
δ1=arctg(z1/z2)=18,2510; δ2=71,7490
Vận tốc dài của bộ truyền:
v=πdm1n1/60000=3,26m/s
Chiều rộng vành răng:
b=ΨbeRe=31mm
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc làm việc:
Trong đó:
ZM=274 (B6.5)
ZH=1,76 (B6.12)
Z ε = (4 − ε α ) / 3 = 0,867
Với: εα=[1,88-3,2(1/31+1/94)]=1,742
KH=KHβKHαKHv=1,253
Trong đó:
KHβ=1,08 (B6.21)
KHα=1 (răng thẳng)
KHv=1,16 (P2.3)
Tính lại:
[σH]’=[σH]ZRZVKxH=500.0,95.0,956.1=454,1MPa
Với: ZR=0,95 (cấp chính xác 9), ZV=0,85v0,1=0,956, KxH=1 (da<700mm).
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suất uốn làm việc:
<[σF1]’
σF2= σF1YF2/YF1=95<[σF2]’
Trong đó: Yβ=1 (Tr117)
Yε=1/εα=0,574
Với εα=1,742
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
7
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
YF1=3,77; YF2=3,6 (x=0)
z
31
z
94
zv1 = 1 =
= 32,642 zv 2 = 2 =
= 300,146
0
0
cos δ1 cos18, 251
cos
δ
cos
71,749
2
,
KF=KFβKFαKFv=1,666
Với: KFβ=1,166 (B6.21, sơ đồ 1)
KFα=1 (răng thẳng)
KFv= 1,42 (cấp 9) (P2.3)
Tính lại:
[σF1]’=[σF1] YRYsKxF=257,14.1.1,016.1=261,25 Mpa
[σF2]’=[σF2] YRYsKxF=246,857.1.1,016.1=250,825 MPa
Trong đó: YR=1, YS=1,08-0,0695ln2,5=1,016; KxF=1 (da<400mm).
6. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Quá tải khi tính về tiếp xúc:
Quá tải khi tính về uốn:
7. Các thông số và kích thước bộ truyền
Chiều dài côn ngoài: Re = 123,724mm
Mô đun vòng ngoài: me = 2,5 mm
Chiều rộng vành răng:b = 31 mm
Tỷ số truyền: u=3,03
Số răng: z1 = 31, z2 = 94
Góc côn chia: δ 1 = 18,251 , δ 2 = 71,749
Đường kính chia trung bình:
0
0
d m1 = mm .z1 = 2,1875.31 = 67,8125mm, d m 2 = mm .z2 = 2,1875.94 = 205,625mm
Đường kính chia ngoài:
de1 = me .z1 = 2,5.31 = 77,5mm ; de 2 = me .z2 = 2,5.94 = 235mm
III. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN RĂNG TRỤ, RĂNG NGHIÊNG CẤP CHẬM
Thông số đầu vào: T=157570Nmm, n=302,87v/p, u=2,64
1. Chọn vật liệu (bảng 6.1)
Bánh nhỏ: C45 tôi cải thiện, độ cứng 250HB, σch1=580Mpa
Bánh lớn: C45 tôi cải thiện, độ cứng 240HB, σch2=450Mpa
2. Xác định ứng suất cho phép
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
8
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
+ Bánh răng nhỏ:
=(570/1,1)1.1.1.1=518,2MPa
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ:
Trong đó:
NHO3=30HB2,4=30.2502,4=17.106 chu ky
NHE3=60
Vì NHE3>NHO3 nên KHL=1 nên sơ bộ chọn ZR=1, ZV=1, KxH=1
+ Bánh răng lớn:
=(550/1,1)1.1.1.1=500MPa
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ:
Trong đó:
NHO4=30HB2,4=30.2402,4=15,5.106 chu ky
NHE4=60
Vì NHE4>NHO4 nên KHL=1 nên sơ bộ chọn ZR=1, ZV=1, KxH=1
Sau cùng: (thỏa)
Ứng suất uốn cho phép
+ Bánh răng nhỏ:
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ
Trong đó:
NFO3=4.106
NFE3=60
Vì NFE3>NFO3 nên KFL=1 nên sơ bộ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1
+ Bánh răng lớn:
Trong đó:
Hệ số tuổi thọ
Trong đó:
NFO4=4.106
NFE4=60
Vì NFE4>NFO4 nên KFL=1 nên sơ bộ chọn YR=1, Ys=1, KxF=1
Ứng suất quá tải cho phép
+ Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép:
[σH]max=2,8σch2=2,8.450=1260MPa
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
9
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
+ Ứng suất uốn quá tải cho phép:
[σF1]max=0,8σch1=0,8.580=464MPa
[σF2]max=0,8σch2=0,8.450=360MPa
3. Tính toán bộ truyền
Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
.
→ Chọn a=160mm
Trong đó: Ka=43(B6.5)
Ψba=0,3
KHβ=1,03(B6.7)
Xác định các thông số ăn khớp
+ Mô đun sơ bộ: mn=(0,01-0,02)a=(1,6-3,2)
→chọn mn=2,5mm
+ Góc nghiêng răng sơ bộ: β=(80-200)
+ Số răng bánh dẫn:
→z3=34 răng
Số răng bánh bị dẫn: z4=uz3=2,64.34=89,76 răng
Ta chọn z4 =90 (răng).
+ Góc nghiêng răng thực tế:
+ Vận tốc dài của bánh răng:
v=π.mn .z3 .n2/(6.104cosβ)=1,39 m/s
4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc làm việc:
Trong đó:
ZM=274(MPa)1/3(B6.5)
ZH=1,672MPa (B6.12)
Zε==0,768
với εα=[1,88-3,2(1/z1+1/z2)]cosβ=1,695
(εβ=bsinβ/(mnπ)=48.sin17/(3.π)=1,489>1)
KH=KHβKHαKHv=1,185
Trong đó:
KHβ=1,03(B6.7)
KHα=1,13 (cấp 9) (B6.14)
KHv=1,018 (cấp 9) (P2.3)
Tính lại
[σH]’=[σH]ZRZVKxH=509,1.0,95.0,88.1=425,6MPa
với: ZR=0,95 (cấp chính xác 9), ZV=0,85v0,1=0,881, KxH=1 (da<700mm).
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
10
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ứng suất uốn sinh ra:
Trong đó:
Yε=1/εα=1/1,7=0,59
Yβ=1-β0/140=0,897
YF3=3,75, YF4=3,6 (x=0) (B6.18)
KF=KFβKFαKFv=1,556
Với:
KFβ=1,08(B6.7)
KFα=1,37(B6.14)
KFv=1,052 (cấp 9)
Tính lại:
[σF1]’=[σF1]YRYSKxF=257,1.1.1,02.1=262,2MPa
[σF2]’=[σF2]YRYSKxF=246,9.1.1,02.1=251,8MPa
Trong đó: YR=1, YS=1,08-0,0695ln2,5=1,02; KxF=1 (da<400mm)
6. Kiểm nghiệm răng về quá tải
Quá tải khi tính về tiếp xúc:
Quá tải khi tính về uốn:
187. Các thông số và kích thước bộ truyền
Mô đun: mn=2,5mm
Góc nghiêng răng: β=14,360
Số răng: z3=34 răng, z4=90 răng
Tỉ số truyền: u=2,64
Chiều rộng vành răng: b=48mm
Khoảng cách trục:
mn
( z3 + z 4 )
2
cos
β
a=
=160mm
Đường kính chia:
mn
z3
cos
β
d3=
=87,75mm,
d4=232,25mm
Đường kính đỉnh răng:
mn
z 3 + 2m n
cos
β
da3=
=92,75mm;
da4=237,25mm
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
11
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
+ Đường kính đáy răng:
mn
z 3 − 2,5mn
cos
β
df3=
=81,5mm
df4=226mm
IV. ĐIỀU KIỆN NGÂM DẦU
B2
R2
h
R4
R2
B4
d2
d
hf2
b
R
R
E'
R2
d'
Vận tốc bánh 2: v2=1,43 > 1,5m/s,Xét 2 bánh bị đông, Với bánh răng côn (B2)
thì dầu ngập hết chiều rộng vành răng; nhưng không cao hơn 1/3 bán kính vòng
đỉnh bánh răng trụ (B4) và bánh trụ dầu ngập trong dầu trên 10mm.
Điều kiện ngâm dầu:
h = R4 − R2 > 10mm
h / R4 < 1/ 3
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
12
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
Trong đó:
R4 = d a 4 / 2 = 237,35, /2 = 118, 675mm
R2 + d ' = RE '.sin δ 2 = ( RE − b ) .sin δ 2 = 88, 059mm
h f 2 = (he + c + x1 ).me = (1 + 0, 2 + 0, 297).2,5 = 3, 743mm
d=h f 2 .cos δ 2 = 1,172mm ; d '/ d = RE '/ RE ⇒ d ' = ( RE − b ) .d / RE = 0,878
R2 = 88, 059 − d ' = 87,18
h = R4 − R2 = 36,543 > 10mm
Ta có kết quả: h / R4 = 36,543 /123, 724 = 0, 295 < 1/ 3
Như vậy hai cặp bánh răng thiết kế thỏa mãn điều kiện ngâm dầu.
l13
l23
l12
l11
k1
k2
b0
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp:
k1
l33
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
13
Nhóm 8
k3 hn b0
b0 k2
Truc 3
l32
Truc 2
l21
hn b0
k1
Truc 1
l22
l31
k3
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
Đường kính trục sơ bộ:
→Chọn d1=30mm
→Chọn d2=35mm và bo=21mm
→Chọn d3=50mm
I. THIẾT KẾ TRỤC 1
1. Chon vật liệu chế tạo trục 1
Chọn vật liệu chế tạo trục: thường dùng thép 45 thường hóa hoặc tôi cải
thiện, thép 40χ tôi cải thiện (B6.1) (Chọn thép 45 thường hóa có σb=600MPa,
[τ]=12…20MPa)
2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
l12
l11
l13
k1
k3
Truc 1
b0 k2
hn b0
l11=0,5lm1+k3+hn+bo/2=0,5.1,3. d1+10+20+21/2=60mm
l12=2,5.d1=75mm
l13= bo/2+k1+k2+ lm1/2=21/2+10+15+1,3.d1/2=53,5mm – chọn 54
3. Xác định trị số và chiều các lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục 1
Lực tác dụng lên bánh răng côn chủ động (bánh 1):
Ft1=2.T1/dm1=53880.2/67,8125=1589N
Fr1=Ft1.tgα.cosδ1=1589.tg200.cos18,2510=549,3N
Fa1= Ft1.tgα.sinδ1=1589.tg200.sin18,2510=181,1N
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
14
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
Mômen uốn do Fa1:
M=Fa1dm1/2=6140,4Nmm
Lực tác dụng của bánh đai:
Frd =756 N
DQS05141
x
My
z
O
B
15
Nhóm 8
95340Nmm
C
D
1589N
RBx=317,8N
45360Nmm
Nhóm 8Lớp
A
A
Frd
Lớp DQS05141 1
756N
60
B
RBy=1003,3N
RCx=1271,2N
26817,6Nmm
C
RCy=302N
D
6140,4Nmm
549,3N y
Mx
z
O
6140,4Nmm
y
x
O
Fr1 =549,3N
181,1N=Fa1
75
60
Ft1=1589N
z
4. Xác định đường kính các đoạn trục 1
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
-Mô men uốn tương đương tại các đoạn trục (10.16)
M tdA = 0,75.53800 2 =46592,2Nmm
M tdB = 0,75.538002 +45360 2 =65024Nmm
M tdC = 0,75.538002 +26817,62 +953402 =109452Nmm
M tdD = 0,75.538002 +6140,42 =46995Nmm
-Ứng suất uốn cho phép của trục1 (B10.5) (d=30mm và C45 có
[σ]=63MPa.
σb=600MPa)
Đường kính trục tối thiểu tại các tiết diện (10.17):
dA=19,48mm; dB=21,77mm; dC=25,9mm; dD=19,54mm.
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
Ø24
Ø26
Ø30
Ø34
Ø30
Ø24
-Kết cấu trục:
+ Tại A và D đây là nơi liên kết với bánh đai và bánh răng nên phải
có then, để đảm bảo độ bền thì ta chọn đường kính Þ24 đảm bảo điều kiện
đường kính lắp then phải tăng từ 5-10% so với đường kính trục tối thiểu đã tính
toán.
+ Tại B và C chọn đường kính theo đường kính ổ lăn và đảm bảo
lớn hơn đường kính tối thiểu nên ta chọn Þ30.
+ Do đường kính bánh răng khá lớn so với đường kính lắp bánh
răng trên trục nên ta không xét trường hợp bánh răng liền trục.
16
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
5.Kiểm nghiệm độ bền của then
- Trục 1:
Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф24: b=8mm, h=7mm, t1=4mm,
t2=2,8mm; l=1,35d=32,5mm chọn 32mm (theo chuẩn)
Điều kiện bền dập:
σd=2T1/[(dl(h-t1)]=2.53880/[24.32(7-4)]=46,77≤[σd]=100MPa
Điều kiện bền cắt:
τc=2T1/(dlb)=2.53880/(24.32.8)=17,54≤[τc]=60MPa
6. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi trên truc 1
+Tại tiết diện C
sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j
sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa
τ-1=0,58 σ-1=151,73MPa
σaj=Mj/Wj=99039,88/2649,4=37,38MPa
τaj=Tj/(2Woj)=53880/2.5298,75=5.08MPa
Kσdj=Kσ/εσ+0,06=2,06+0,06=2,12 (B10.11)
Kτdj=Kτ/ετ+0,06=1,64+0,06=1,7 (B10.11)
+Tại tiết diện D
sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j
sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa
τ-1=0,58 σ-1=151,73MPa
σaj=Mj/Wj=6140,4/1090,5=5,63MPa
τaj=Tj/(2Woj)=53880/2.2447,67=11MPa
K σdj = Kεσ
σ +0,06=1,76/0,806 +0,06 =2,24
K τdj = Kετ
τ +0,06=1,54/0,858+0,06=1,85
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
17
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
II. THIẾT KẾ TRỤC 2
1. Chon vật liệu chế tạo trục 2
Chọn vật liệu chế tạo trục: thường dùng thép 45 thường hóa hoặc tôi cải
thiện, thép 40χ tôi cải thiện (B6.1) (Chọn thép 45 thường hóa có σb=600MPa,
[τ]=12…20MPa)
2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
k2
k1
Truc 2
b0
k1
l21
l22
l23
l21= bo/2+k1+k2+(b2+10)/2=64,5mm- chọn 65mm
l22=l23+2.(Re-b/2)cos δ2 - l21=0,5.1,4.50+10+0,5.31. cos71,7490=58,78mm- chọn
60mm
l23=bo/2+k1+k2+0,5lm2=21/2+10+15+0,5.1,4.35=55,5mm- chọn 55mm
3. Xác định trị số và chiều các lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục 2
Lực tác dụng lên bánh răng côn bị động (bánh 2):
Ft2=2T2/dm2=157570.2/205,625=1532,6N
Fr2=Ft2.tgα.cosδ2=1532,6.tg200.cos71,7490=174,7N
Fa2= Ft2.tgα.sinδ2=1532,6.tg200.sin71,7490=529,6N
Mômen uốn do Fa2:
M=Fa2.dm2/2=54449,5Nmm
Lực tác dụng lên bánh răng trụ chủ động (bánh 3):
Ft3=2.T2/d3=157570.2/87,74=3591,7N
Fr3=Ft3.tgα/cosβ= 3591,7.tg200/cos14,360 =1349,3N
Fa3=Ft3.tgβ= 3591,7.tg14,360 = 919,5N
Mômen uốn do Fa3:
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
18
Nhóm 8
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
19
3591,7N
B
A
38065Nmm
78403,5Nmm
B
40338,5Nmm
Ft3=3591,7N
Fr3 =1349,3N
Fr2 =174,7N
Nhóm 8
C
1532,6N
15074,5Nmm
39375Nmm
C
75
Fa2=529,6N
54449,5Nmm
Ft2
=1532,6N
50
D
RDx=2025,9N
D
RDy=201N
x
My
x
O
Mx
y
O
y
O
z
z
z
máy
RAx=3098,4N
A
RAy=1375,5N
Fa3=919,5N
57
Đồ án Chi máy
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
M=Fa3.d3/2=40338,5Nmm
4. Xác định đường kính các đoạn trục 2
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
- Mô men uốn tương đương tại các đoạn trục 2 (10.16)
M tdA =0Nmm
M tdB = 0,75.1575702 +78403,52 +176608,82 =236556,6Nmm
M tdC = 0,75.1575702 +393752 +151942,52 =213302,5Nmm
M tdD =0Nmm
- Ứng suất uốn cho phép của trục1 (B10.5) (d=35mm và C45 có σb=600MPa)
[σ]=59,75MPa
Đường kính trục tối thiểu tại các tiết diện (10.17):
dA=0mm; dB=34,08mm; dC=32,93mm; dD=0mm.
Ø35
Ø36
Ø38
Ø42
Ø38
Ø35
Ø36
-Kết cấu trục:
+ Tại B và C ta chọn đường kính Þ38 đảm bảo điều kiện đường
kính lắp then phải tăng từ 5-10%.
+ Tại A và D chọn đường kính theo đường kính ổ lăn và đường
kính trục sơ bộ nên ta chọn Þ35.
+ Do đường kính bánh răng khá lớn so với đường kính lắp bánh
răng trên trục nên ta không xét trường hợp bánh răng liền trục.
5. Kiểm nghiệm độ bền của then trên trục 2
Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф38: b=12mm, h=8mm,
t1=5mm, t2=3,3mm; l=1,35d=51,3mm chọn 50mm (theo chuẩn)
Điều kiện bền dập:
σd=2T2/[(dl(h-t1)]=2.157570/[38.50(8-5)]=55,29≤[σd]=100MPa
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
20
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
Đồ án Chi máy
máy
Điều kiện bền cắt:
τc=2T2/(dlb)=2.157570/(38.50.12)=13,83≤[τc]=60MPa
6. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi truc 2
Tại tiết diện B
sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j
sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa
τ-1=0,58 σ-1=151,73MPa
σaj=Mj/Wj=193229,85/4670,6=41,37MPa
τaj=Tj/(2Woj)=157570/2.10057,6=7,83MPa
K σdj =Kεσ
σ +0,06=1,76/0,738 +0,06 =2,44
K τdj =Kετ
τ +0,06=1,54/0,786+0,06=2,02
III. THIẾT KẾ TRỤC 3
1. Chon vật liệu chế tạo trục 3
Chọn vật liệu chế tạo trục: thường dùng thép 45 thường hóa hoặc tôi cải
thiện, thép 40χ tôi cải thiện (B6.1) (Chọn thép 45 thường hóa có σb=600MPa,
[τ]=12…20MPa)
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
21
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
máy
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
Đồ án Chi máy
l33
l31
l32
Truc 3
k3 hn b0
l31=l23+l22=115mm
l32=l21=65mm
l33=0,5lm3(0,25lkn3)+k3+hn+bo/2=0,25.175+10+20+21/2=84,25mm – chọn
85 mm
3. Xác định trị số và chiều các lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục 3
Lực tác dụng lên bánh răng trụ chủ động (bánh 3):
Ft4=2.T3/d4=405642.2/232,25=3493,1N
Fr4=Ft4.tgα/cosβ= 3493,1.tg200/cos14,360 =1312,4N
Fa4=Ft4.tgβ= 3493,1.tg14,360 = 894,3N
Mômen uốn do Fa4: M=Fa4.d4/2=103850,6Nmm
Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:
F=(0,2…0,3)2T4/D0=0,3.2. 399581/130=1844,2
4. Xác định đường kính các đoạn trục 3
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
22
Nhóm 8
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
23
Nhóm 8
156757Nmm
B
A
Fa4=894,3N
Fr2 =1312,4N
C
1312,4Nmm
3493,1N
122700Nmm
244412,5Nmm
C
125
Ft4=3493,1N
103850,6Nmm
18855,6Nmm
RBy=306,4N
B
RBy=330,8N
57
D
RDy=1955,3N
D
RDy=981,6N
x
x
O
Mx
y
O
y
O
z
z
z
máy
1844,2N
A
F=1844,2N
85
Đồ án Chi máy
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
GVHD:QuanĐồ
Đồ án Chi máy
máy
- Mô men uốn tương đương tại các đoạn trục 3 (10.16)
án Môn học Chi tiết
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
M tdA = 0,75.4056422 =351296,3Nmm
M tdB = 0,75.4056422 +1567572 =384684Nmm
M tdC = 0,75.4056422 +122700 2 +244412,52 =445198,6Nmm
M tdD =0Nmm
- Ứng suất uốn cho phép của trục1 (B10.5) (d=50mm và C45 có σb=600MPa)
[σ]=50MPa
Đường kính trục tối thiểu tại các tiết diện (10.17):
dA=41,3mm; dB=42,53mm; dC=44,65mm; dD=0mm.
Ø50
Ø52
Ø65
Ø60
Ø52
Ø50
Ø45
- Kết cấu trục:
+ Tại A và C ta chọn đường kính Þ45 và Þ60 đảm bảo điều kiện
đường kính lắp then phải tăng từ 5-10% so với đường kính trục tối thiểu đã tính
toán.
+ Tại B và D chọn đường kính theo đường kính ổ lăn và đảm bảo
lớn hơn đường kính tối thiểu nên ta chọn Þ50.
+ Do đường kính bánh răng khá lớn so với đường kính lắp bánh
răng trên trục nên ta không xét trường hợp bánh răng liền trục.
5.Kiểm nghiệm độ bền của then trục 3
- Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф45: b=14mm, h=9mm, t1=5,5mm,
t2=3,8mm; l=1,35d=60,75mm chọn 63mm (theo chuẩn)
+ Điều kiện bền dập:
σd=2T2/[(dl(h-t1)]=2.405642/[45.63(9-5,5)]=81,762≤[σd]=100MPa
+ Điều kiện bền cắt:
τc=2T2/(dlb)=2.405642/(45.63.14)=20,44≤[τc]=60MPa
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
24
Nhóm 8
GVHD:QuanĐồ
án Môn học Chi tiết
máy
GVHD: 4/ Lê Thanh Quan
- Chọn kích thước then theo đường kính trục Ф60: b=18mm, h=11mm, t1=7mm,
t2=4,4mm; l=1,35d=81mm chọn 70 mm (theo chuẩn)
Đồ án Chi máy
+ Điều kiện bền dập:
σd=2T3/[(dl(h-t1)]=2.405642/[60.80(11-7)]=42,254≤[σd]=100MPa
+ Điều kiện bền cắt:
τc=2T3/(dlb)=2.405642/(60.80.18)=9,39≤[τc]=60MPa
6. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi trục 3
+Tại tiết diện B
sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j
sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa
τ-1=0,58 σ-1=151,73MPa
σaj=Mj/Wj=156757/12271,85=12,77MPa
τaj=Tj/(2Woj)=405642/2.24543,7=8,26MPa
K σdj =Kεσ
σ +0,06=1,76/0,7 +0,06 =2,57
K τdj = Kετ
τ +0,06=1,54/0,76+0,06=2,08
+ Tại tiết diện C
sσj-hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp tại tiết diện j
sτj- hs an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j
Trong đó: σ-1=0,436σb=261,6MPa
τ-1=0,58 σ-1=151,73MPa
σaj=Mj/Wj=273482,6/18256,3=15MPa
τaj=Tj/(2Woj)= 405642/2.39462,3=5,14MPa
K σdj =Kεσ
K τdj = Kετ
σ +0,06=1,76/0,7 +0,06 =2,57
τ +0,06=1,54/0,76+0,06=2,08
Lớp DQS05141 1
Nhóm 8Lớp
DQS05141
25
Nhóm 8
