Đồ án chi tiết máy - Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot

Chia sẻ: Nguyen Thienn Bao | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:40

0
265
lượt xem
85
download

Đồ án chi tiết máy - Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn động cơ khí, cụ thể ở đây là thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tốc hai cấp trục vít – bánh răng với yêu cầu về lực cũng như vận tốc và các đặc trưng khác .

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án chi tiết máy - Bộ môn cơ sở thiết kế máy và Robot

  1. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy  ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Bộ mô cơ sở thiết kế máy và Robot Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : Nguyến Tuấn Khoa 1 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  2. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Mục lục Phần I I.Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền…………………..Trang 3 Bảng số liệu của hộp giảm tốc ………………………………Trang 4 Phần II :Thiế t kế và tính toán các bộ truyền 1.Tính toán bộ truyền xích…………………………………..Trang 4 2.Tính bộ truyền trục vít trong hộp giảm tốc………………Trang 7 3.Tính bộ truyền bánh răng…………………………………Trang 11 4.Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc……………Trang 16 Phần III :Tính toán thiết kế trục và chọ n ổ lăn 1. Tính toán thiết kế trục…………………………………….Trang 17 2. Chọn ổ lăn………………………………………………….Trang 34 Phần IV :Thiết kế vỏ hộp và bôi trơn hộp giảm tốc……………...Trang41 Phần V : Bảng thống kê các kiểu lắp và dung sai ………………..Trang47 2 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  3. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Lời nói đầu Đồ án môn học chi tiết máy với nội dung thiết kế hệ dẫn độ ng cơ khí, cụ thể ở đây là thiết kế hệ dẫn động băng tải, với hộp giảm tố c hai cấp trục vít – bánh răng với yêu cầu về lực cũng như vận tốc và các đặc trưng khác . Đồ án môn học chi tiết máy với bước đầu làm quen với công việc tính toán , thiết kế các chi tiết máy trong lĩnh vực cơ khí nhằm nâng cao kỹ năng tính toán , hiểu sâu hơn về kiến thức đ• họ c . Nội dung đồ án môn học chi tiết máy bao gồ m . Tính toán chọn động cơ cho hệ d ẫn động băng tải . Tính toán b ộ truyền trong và bộ truyền ngoài . Thiết kế trục và chọn ổ lăn . Tính toàn vỏ hộp và các chi tiết khác . Tính toán bôi trơn . Đồ án môn học chi tiết máy là tài liệu dùngđ ể thiết kế chế tạo các hệ d ẫn động cơ khí , nhưng đây không phải là phương án tối ưu nhất trong thiết kế hệ dẫn độ ng do những hạn chế về hiểu biết và kinh nghiệm thực tế . Trong đồ án này có tham khảo tài liệu: - Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí Tập 1[TL1], 2[TL2] : Trịnh Chất – Lê Văn Uyển. - Chi tiết máy – Nguyễn Trọ ng Hiệp :Tập 1, Tập 2. - Dung sai và lắp ghép – N inh Đức Tốn. Nguyễn Tuấn Khoa Co éi?n T? 2 – K49 éHBK Hà N?i 3 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  4. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Đề 21: Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1.Động cơ; Tmm=1,5T1; 2.Khớp nối ; T2=0,7T1; 3.Hộp giảm tốc ; t1=5 h; 4.Bộ truyền xích ; t2=3 h; 5.Băng tải; tck=8 h; *Số liệu cho trước 1.Lực băng tải: F=9000N; 2. Vận tốc băng tải: v=0,48 m/s; 3.Đường kính tang: D= 320mm; 4 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  5. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy 4.Chiều cao tang : H=750 mm 5.Thời gian phục vụ: Ih=20000 giờ 6.Số ca làm việc: soca=2; 7.Đ ặc tính làm việc : va đ ập vừa; Phần I: I / Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền u: I.1 /Chọ n động cơ: a/Tính công suất +/Đ ể đảm bảo cho b ộ truyền độ ng băng tải làm việc ổ n định và ít rung động ta phải tính toán và chọ n động cơ sao cho vừa đủ công suất không quá thừa nhằm tránh vượt tải và thừa tải quá nhiều . +/Từ yêu cầu: - Lực kéo băng tải : F=9000 N. - Vận tốc băng tải : v = 0,48 m/s. => Công suất cần thiết trên trục động cơ : Pct= Trong đó: F=9000 N : lực kéo băng tải. V =0,48m/s : vận tốc băng tải. : tổ ng hiệu suất của các khâu ?ch ?ch=? k.? tv.? br.? ot.? ol3. ?x = 0,99.0,82.0,98.0.98.0,9923.0,92 =0,700. ?= = . => Pct = = (kW) b/Tính tốc độ sơ bộ của trục động cơ: Ta có : nsb= nct .uhộp .ungoài , theo CT2.16 tr.21[TL1] nct= (v/ph). Theo bảng 2.4 tr.21[TL1] Chọn utbhop= 50; utbngoai=2 => nsb=28,65.50.2 = 2865; Do đó chọn động cơ K160S2 : ( theo bảng P1.1tr.234[TL1]) Bảng thông số động cơ: Nđc(v/p) P(Kw) Cos? ? Ik/Idn Tk/Tdn 2935 7,5 0,93 0,86 7,3 2,2 +/ Kiểm tra điều kiện mở máy : Với Độ ng cơ đ• chọn có ? . Vậy động cơ K160S2đáp ứng được yêu cầu công suất, tốc độ và điều kiện mở máy I.2/ Phân phối tỉ số truyền (u) 5 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  6. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Tỷ số truyền của hệ dẫn động: uch= uch=uhộp.ungoài Dựa vào bảng 2.4 tr.21[TL1] chọn ungoài = 2,0; => uh=uch/ung=102,44/2=51,22. Với hộp giảm tốc Trục vít –Bánh răng theo kinh nghiệm ta lấy: ubr=(0,05 …0,06)uh=2,56 – 3,07 ; chọ n ubr= 3,00 . => utv= . Ch?n ubr=17,0. => Tính chính xác ung = uch/uh =uch/(utv.ubr) = 102,44/(3,0.17,0) = 2,009. I.3/ Tính công suất,số vòng quay, mômem xoắn trên các trục +/Tính công suất trên các trục: Pct = Ptg = P3= P2= P1= Pđc= +/Số vòng quay trên các trục n1 = ndc = 2935 (v/ph) n2 = n1 /utv=2935/17,00 =172,65 (v/ph) n3 = n2/ubr=172,65/.3,00 =57,55 (v/ph) nct = n3/ux=57,55/2,01 =28,63 (v/ph) +/Mômen xoắn trên các trục T= (Nmm) Ttg= (Nmm) T3= (Nmm) T2= (Nmm) T1= (Nmm) Bảng thông số: Trục Trụcđ/c Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục ct P(kw) 6,170 6,059 4,929 4,791 4,32 u 17,00 3,00 2,01 n (v/f) 2935 2935 172,65 57,55 28,63 T(Nmm) 19.715 272.644 795.031 1.441.005 II/ Tính toán thiết kế các bộ truyền II.1/ Thiết kế bộ truyền ngoài (xích) a/Chọn loại xích 6 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  7. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Vì tải nhỏ , va chạm v?a ,vận tốc thấp ?chọn xích con lăn. b/Xác định các thông số của xích và bộ truyền: Theo bảng 5.4 tr.80[TL1] với u=2,01 chọn số răng xích Z1=25 => Z2=2,01.25=50,25. Lấy Z2=50 < Zmax =120 . Theo CT 5.13 tr.81[TL1] , công suất tính toán : +/ Pt=P.K.Kz.Kn; Trong đó : : công suất cần truyền. P = P3=4,791 (Kw) : hệ số răng. Kz= Kn= : hệ số vòng quay. Theo CT5.4 tr.81[TL1],ta có: K = Ko. Ka. Kđc. Kđ. Kc. Kbt = 1.1.1,1.1,3.1,25.1,3 =2,113; Theo bảng (5.6) tr.82[TL1] Ko=1 : hệ số ảnh hưởng vị trí bộ truyền (đường nối 2 tâm đĩa xích . nằm nghiêng 1 góc P = 4,791.2,113.1.0,869 = 8,795 (kW); Vì công suất khá lớn nên chọn bộ truyền xích 2 dẫy với Kd=1,7 => P’t=Pt/Kd=8,795/1,7=4,821(kW). Theo bảng( 5.5) với n01=50 (v/f) ,chọn bộ truyền xích 2 d ẫy có p=31,75mm có [P] = 5,83 > Pt’ = 4,821(kW) đồng thời p < pmaz=50,8 (mm). (theo bảng 5.8 tr.81[TL1]). +/ Khoảng cách trục: a = 40.p = 40.31,75=1270 (mm) Theo (5.12) Số mắt xích x= = chọ n xc=118 ; &/Tính lại khoảng cách trục a*= = = Để xích làm việc không quá căng cần giảm 1 lượng ((= 0,002 – 0 ,004) a) Lấy =0,003.a*= 3,81 mm; Vậy khoảng cách trục là a=a*- =1267,85 mm; +/ Số lần va đ ập của xích : Theo (5.14 ) 7 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  8. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy i = < [i] =20(1/s) theo (B5.9) tr.85[TL1] c/ Kiểm nghiệm xích về độ bền: Theo (5.15) tr.85[TL1] , ta co: s= Q : tải trọng phá hỏ ng (N); Theo (b5.2) tr.78[TL1]: Q =177 kN=177000N ; q=7,3kg; Kđ=1,2 do Tmm/T1=1,5; Ft : lực vòng Ft=1000.P/v; ( với v= ) = ( N); F0 = 9,81.Kf.q.a : lực căng do trọng lượng nhánh xích bị độ ng sinh ra = 9,81.2.7,3.1,268=181,61(N) với Kf=2 (đường nối 2 tâm đ ĩa xích nghiêng 1 góc 400 so vói phương nằm ngang ); Fv :lực căng do lực li tâm sinh ra Fv= q.v2 : lực căng do lực li tâm sinh ra =7,3.0,7612=4,23 (N) => s = >8,5=[s] (theo b ảng5.10tr.86[TL1]) V ậy xích đủ bền. d/ Đường kính đĩa xích Theo CT 5.17 tr.86 [TL1] &bảng 13.4 [TL2] d1=p/sin( ) = 31,75/sin( ) = 253,32 mm; d2=p/sin( ) = 31,75/sin( ) = 505,65 mm ; da1=p.(0,5+cotg( ) = 31,75.(0,5 + cotg ( = 267,20 mm; da2= 520,53 mm; df1=d1-2r =253,32 - 2.9,62 = 234,08 mm; df2=486,41 mm; do r = 0,5025.dl’+0,05 =9,62; dl’=19,05 mm (theo bảng 5.2) e/ Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích ứng suất tiếp xúc trên mặt răng đĩa xích phải thoả m•n điều kiện ?H1= [?H] [?H] :ứng suất tiếp xúc cho phép K r=0,42 :hệ số ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụ thuộ c vào Z (bảng trang 87) Kđ=1,3 :hệ số tải trọng động (bảng5.6 tr.82[TL1]) K vđ =13.10-7.n1.p3.m :lực va đập trên m d•y xích =13.10-7.57,55.31,753.1,7=4,07. Kd=1,7 :hệ số phân bố không đ ều tải trọng không đều cho các dẫy (2dẫy xích) E=2,1.105 MPa :môđun đàn hồi A=446 mm2 :diện tích chiếu của bản lề (bảng5.12 tr.87[TL1]) => ?H1= MPa < 600 (MPa) Theo bảng 5.11 Thép 45 tôi cải thiện đ ạt ứng sứât cho phép [?]=600MPa. V ậy dùng xích 2 d•y đảm bảo độ bền tiếp xúc cho đĩa xích . éĩa 2: ?H2< ?H1< 600 (MPa) => cung thoả m•n. 8 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  9. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy f/Xác đ ịnh lực tác dụng lên trục: Fr=Kx.Ft=1,05.6292,86= 6607,50 (N); (do Kx=1,05 với bộ truyền nghiêng 1 góc 400 so với phương nằm ngang) Bảng các thông số: CS cho phép : [P]=5,83KW (2dẫy xích) Khoảng cách trục: a =1267,85 mm Bước xích: p = 31,75 mm Đường kính đĩa xích: d1/d2=253,32 /505,65 mm Số d •y xích: Số răng đ ĩa xích: z1/z2=25/50 m =2 Số mắt xích: x=118 Chiều rộng đ ĩa xích (tr20.tl2) bm= 0,9B- 0,15=0,9.35,46- 0,15 =31,76 mm II.2/ Bộ truyền trục vít –bánh vít a/Chọ n vật liệu +/Tính sơ bộ vận tốc trượt vsb= 8,8.10 -3.(P1 .u.n12)1/3 =8,8.10-3.(6,059.17.29352)1/3 =8,46> 5m/s (do n1=2935 v/ph; T2=272644 (Nmm) theo mục I) -Trục vít làm bằng thép C chất lượng tốt (thép 45 tôi bề m ặt đ ạt độ rắn HRC45). -Theo (B7.1 tr.147[TL1] ) ,với vsb>5 m/s chọn đồ ng thanh thiếc để chế tạo bánh vít (Mác ?pO?F 5-5-5) -Theo bảng 7.1 với ?pO?F 5-5-5 đúc trong khuôn kim loại: ?b=200-250 (MPa ), ?ch =80-100 (MPa); +/ứng suất tiếp xúc cho phép: [?H]=[?HO].KHL( theo công thức7.2); Trong đó: [?HO] :ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với 107 chu kỳ [?HO]=(0,75-0,9)?b= 0,9.240=216(MPa); KKL :hệ số tuối thọ KKL= ; Với NHE :số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương: NHE= 60. = 60. = 60.172,65.20000(1.5/8+0,74.3/8) =148,14.106 Vậy KKL= =0,714; =>[?H] =216.0,714 = 154,22 (MPa); +/ứng suất uốn cho phép: [ ?F] = [?F0].KFL; [?F0] :ứng suất uố n cho phép ứng với 106 chu kỳ do bộ truyền quay một chiều nên [?F0] =0,25.?b+0,08.?ch= 0,25.240+0,08.90 = 67,2(MPa); K FL :hệ số tuổi thọ 9 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  10. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy K FL= ; Với NFE= 60. =60. = = 60.172,65.201000.(1.45/8+0,79.3/8) =132,62.106 K FL= = 0,581. => [?F] =67,2.0,581 =39,04 (Mpa); +/ứng suất quá tải: [?H]max =4?ch=4.90 =360 (MPa); [?F]max=0,8?ch=0,8.90 =72 (MPa); b/ Tính toán truyền dộ ng trục vít về độ bền +/Các thông số cơ bản của bộ truyền - Khoảng cách trục: aW = (Z2+q) Do vận tốc lớn nên chọ n Z1=2; =>Z2= utv.Z1=17.2 = 34; :hệ số tải trọ ng KH= 1,1 – 1,3 q >(0,25 -0,3).Z2 = 8,5 – 10,2 :hệ số đường kính trục vít Chọn sơ bộ KH= 1,1 ; Theo bảng (7.3 ) chọn q=12,5; aW=(34+12,5) =136,36(mm); chọn aW=135 mm; - Mô đun dọc của trục vít m =2.aW/(Z2+q) = 2.135/(34+12,5) = 5,8. Chọn m = 6,3 theo tiêu chuẩn (bảng 7.3 tr.150[TL1]); - Tính lại khoảng cách trục : aw = m(Z2+q)/2 = 146,47 mm.Lấy aw=145. - H ệ số d ịch chỉnh: x= - 0,5(q+Z2) = - 0,5(12,5+34) = - 0,23ơ ? (ơ- 0,7 ;0,7) . (thỏa m•n dịch chỉnh); +/Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít của bộ truyền phải thoả m•n điều kiện: ?H= [?H] theo (7.19) - Tính lại vận tốc trượt vs= ; - Góc vít lăn: ?=arctag = arctag =9,430; -Đường kính trục vít lăn: dW1=(q+2x)m = (12,5 – 2.0,23).6,3 = 75,85 mm; vs = = 11,81 (m/s)>5(m/s); Vậy chọn vật liêu thoả m•n; - H iệu suất của bộ truyền: ? = 0,95. = 0,95. = 0,86 ( Theo bảng 7.4 tr.152[TL1] ,với vs=11,81 (m/s) -> góc ma sát: ? = 0,900) KH : hệ số tải trọng KH = KH?. KHV; 10 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  11. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy KH? :hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộ ng vành răng; KHV :hệ số tải trọng động KH? = 1+ T2m =?T2i.tin2i/?ti.n2i = T2Max(1.5/8+0,7.3/8) = 0,8875 T2Max KH? = 1+ = 1,0022 (Với q=12,5 theo bảng (7.5 ) =>hệ số biến dạng của trục vít:? =125) KHV=1,1 theo (b7.7 tr153[TL1]) với vs= 11,81 (m/s); =>KH = 1,0023.1,1 =1,102; V ậy ? H= =140,78(MPa) KF=1,103; b2 :chiều rộng vành răng bánh vít b2 0,75. da1= 0,75.92= 69 mm; lấy b2=60 mm; Y F :hệ số dạng răng Y F =1,63 theo bảng 7.8 với Zv =Z2/cos3? =34/cos39,43=35,22 ; => ?F = 1,4. =7,94 < [?F]=39,04(MPa); +/ Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải: ?Hmax= ?H. = 140,78. =172,42
  12. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Kt =15 W /m2 0C ; ?=0,25..0,3 :hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy chọ n ?= 0,27 ; ? :hệ số kể đến nhiệt sinh ra trong một đ ơi vị thời gian do làm việc ngắt qu•ng ? = tck/ ?(Piti/P1) = 8/(1.5+0,7.3)=1,13; A : diện tích mặt thoát nhiệt của hộp giảm tốc (m2) A=A1+A2 20.aw2+0,2(20. aw2) = 504600 mm2 =0,5046m2; Vậy td =25 + =103,10>[td]. Chưa thỏa m•n về nhiệt đ ộ của dầu bôi trơn. Diện tích thoát nhiệt cần thiết: - A> Ktq = 17 ?ng v?i s? vũng quay c?a qu?t là nq=750 v/ph. [td ] = 900C. ? A> =0,626mm2 => Amin= 0,626mm2. II.3/ Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng a/ Chọn vật liệu: Đ ể đ ảm bảo giá thành khi chế tạo , và tính công nghệ ta chọn vật liệu làm bánh răng giống như vật liệu làm trục vít +/ Chọ n vật liệu của bánh nhỏ :Thép C45 thường hóa đạt độ rắn HB =185 ?b=600(MPa) ?ch=340(MPa); +/ Chọ n vật liệu của bánh lớn giống như vật liệu làm bánh nhỏ nhưng có HB =170 ?b=600(MPa) ?ch=340(MPa) b/ứng suất cho phép +/ứng suất tiếp xúc cho phép: [?H] =?0Hlim.KHL/SH ; Với ?0Hlim : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với chu kỳ cơ sở; :hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc; SH SH=1,1;(theo bảng 6.2) ?0Hlim =2HB+70; KHL :hệ số tuổi thọ -Bánh răng1 : ?0H1 lim =2.185+70=440(MPa); KHL1= ; mH : bậc của đường cong mỏ i mH =6 do HB NH0 nên KHL1=1; =>[?H1] = 440.1/1,1=400(MPa); 12 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  13. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy - Tương tự b ánh răng 2: ?0H12 lim =2.170+70=410(MPa); NH0=30.HBHB2,4=30.1702,4=6,8.106 NHE = 60.c. = 60.c. . = 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,73.3/8) =5,20. 107 > NH0 nên KHE1=1; =>[?H2] = 410.1/1,1=372,72(MPa); Do là cặp bánh răng trụ răng nghiêng nên ứng suất tiếp xúc cho phép: [?H] = = (MPa); +/ứng suất uốn cho phép: [?F] =?0Flim.KFC. KFL/SF Trong đó: ?0Flim :ứng suất uốn cho phép ứng với chu kỳ cơ sở ; SF : hệ số an toàn khi tính về uốn; SF=1,75; (theo bảng 6.2) ?0Flim =1,8HB; KFC :hệ số xét đến ảnh hưởng đ ặt tải KFC= 1 (do tải trọng 1 chiều) Bánh răng 1: ?0F1 lim =1,8.185=351(MPa); KFL1= ; mF :bậc của đường cong mỏ i khi thử về uốn mF=6 do HB NF0 nên KFL1=1; =>[?F1] = 351.1.1/1,75=200,57(MPa); Bánh răng 2: ?0F2 lim =1,8.170=306(MPa); N F0=4.106 ; NFE2 = 60.c. = 60.c. . = 60.1.57,55.20000.(1.5/8+0,76.3/8) =7,72. 107 > NF0 nên KFL2=1; =>[?F2] = 306.1.1/1,75=174,86(MPa); Vậy ứng suất cho phép: [?H] = 386,37(MPa); [?F1] = 200,57(MPa); [?F2] =174,86 (MPa); +/ứng suất cho phép khi quá tải: [?H]max =2,8.?ch=2,8.340=952(MPa); [?F1]max =[?F2]max = 2,8.?ch= 0,8.340 = 272(MPa); c/Tính toán bộ truyền 13 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  14. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy +/ Xác định thông số cơ b ản aw=Ka(u+1) (6.15a); Ka= 43 :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và lo ại răng ( theobảng6.5) u=3,00 : tỷ số truyền của cặp bánh răng; T1=272644(Nmm) :mômen xoắn trên trục chủ động [?H] = 386,37(MPa) ?ba=0,25 chọn sơ bộ theo (b ảng 6.6) KH? :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc KH?=1,037 với ?bd=0,53?ba(u+1) = 0,53.0,25(3+1)=0,53 theo(bảng6.7sơ đồ 5) =>aW=43(3+1) = 234,22 mm; chọn aW=240 mm +/Xác định các thông số ăn khớp: m =(0,01- 0 ,02)aW=2,4- 4,8 mm; chọn m =3 theo tiêu chuẩn Chọn sơ bộ ?=150 (00
  15. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy => ?H = 274.1,724.0,76. = 356,53MPa . - Tính chính xác [?H]’= [?H]ZRZVKxH = [?H].1.1.1= 386,37MPa, do h? s? xột d?n d? nham c?a m?t rang làm vi?c :ZR = 0,95 v?i Ra dw2=u.dw1=3.120=360mm => da1=d1 + 2.(1+x)m=120+2.3=126mm ? da2=d2 + 2.(1+x)m=360+2.3=366mm ? df1=d1 -(2,5-2x)m=120-2,5.3=112,5mm ? df2=d2 -(2,5-2x)m=360-2,5.3=352,5mm Y?=1/?? =1/1,73 = 0,58. Y ?=1- ?0/140 = 0,91: h? s? k? d?n d? nghiêng c?a rang. YF1 ,YF2 :hệ số dạng răng của bánh 1 và 2 Y F1 = 3,69 (do Zv1 = = = 42,07) Y F2 = 3,60 ( do Zv2 = 126,23) theo b6.18 K F : hệ số tải trọng khi tính về uốn; K F =KF? .KF? .KFv =1,07.1,37.1,04 = 1,52; do KF? =1,07 (b6.7); KF? =1,37 (b6.14); KFvơơ =1,04 ( theo b ảng p2.3) => ?F1= = 74,73
  16. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy Hệ số dịch chỉnh x=- 0,23 x1= 0; x2= 0 Số răng Z1/Z2=2/34 Z1/Z2=39/117 Đường kính vòng chia(mm) d1/d2= 78,75 /214,2 d1/d2=120/360 Đường kính đ ỉnh răng (mm) da1/da2= 90 /225 da1/da2=126/366 Đường kính chân răng (mm) df1/df2=62 /198 df1/df2= 112/352,5 Đường kính ngoài bánh vít daM2 da2+1,5m =233,35 chọn daM2=230 Chiều dài phần cắt ren trục vít b1>(11+0,06Z2)m=82.15 lấy b1 = 85(bảng 7.10) II.4/ Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc. Để thoả m•n điều kiện bôi trơn hộp giảm tốc awtv+df1tv/2?df2br/2 Với awtv=145 mm df1tv=62 mm df2br=352,5mm ?awtv+df1tv/2 =145+62/2=176? df2br/2=352,5/2=176,25mm Vậy hộp giảm tốc thoả m•n điều kiện bôi trơn. Phần III / Tính toán thiết kế trục và chon ổ lăn . III.1/ Tính toán thiết kế trục: a/ Chọn vật liệu: Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có ?b= 600 MPa. ứng suất xoắn cho phép [?] = 12..20 Mpa b/ Tính sơ bộ đường kính trục +/V ới trục 1 là trục vào của hộp giảm tốc ta chọn ??1 ? = 15 MPa Đường kính trục được xác định: ,thay số : d1sb d1sb = 18,73mm Theo bảng ( P1.4) đường kính trục động cơ dđc=38 mm d1sb (0,8..1,2)dđc . Quy chuẩn d1sb = 30 mm +/V ới trục 2 là trục trung gian có khoảng cách giữa các gối đỡ lớn nên ta chọn ??II ? = 15 MPa d2sb d2sb = 33,13mm Quy chuẩn d2sb = 35 mm +/V ới trục 3 là trục ra của hộp giảm tốc nên chọn ??3 ? = 20 MPa d3sb d3sb = 58,37 mm Quy chuẩn d3sb = 60 mm c/ Xác định khoảng cách giữa các gố i đỡ và điểm đ ặt lực: 16 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  17. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy +/Từ đường kính sơ bộ theo bảng 10.2 ta chọ n sơ bộ chiều rộng ổ lăn: b01 = 21 mm b02 =21mm b03= 31 mm; - Chiều dài mayơ : Đ ĩa xích lm33=(1,2..1,5)d3sb = 75 mm; Bánh trụ lm23=(1,2..1,5) d2sb chọn lm23 = 65 mm lm32= 75 mm Bánh vít lm22=(1,2..1,8) d2sb = 55 mm - N ửa khớp nối lm12 =(1,4..2,5)d1sb=(1,4..2,5).35 = 65 mm; Theo b ảng 10.3 chọ n các khoảng cách: k1 =8 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc k/c giữa các chi tiết quay k2=10: Khoảng cách từ m ặt nút ổ đến thành trong của hộp k3=12: Khoảng cách từ m ặt mút chi tiết quay đến nắp ổ hn =15 :Chiều cao nắp ổ và đầu bulông +/Trục 1: l12 = -lc12= -[ 0,5 ( lm12 + b01 ) + k3 + hn ] V ới d1sb = 35mm Chọn lm12 = (1,4..2,5) dsbI = (1,4..2,5).30 = 55 mm l12 = -[ 0,5 (55 + 21 )+17 + 12+ 15 ] = - 8 2mm chọn l12= -85 mm Tính khoảng cách giữa hai gối của trục I l11=(0,9..1)daM2 V ới daM2 là đường kính ngoài bánh vít : daM2=230 mm Chọ n l11=210 mm. l13=l11/2 =210/2=105 mm. 17 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  18. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy +/Trục 2 có dsb3 = 60 mm l22 = 0,5 ( lm22 + b02 ) + k1 + k2 = 0,5(60+21)+8+10=58,5 mm , chọn l22=60 mm l23 = l22+0,5(lm22+lm23) +k1 = 60+0,5(60+65) + 8=120,5 mm , chọn l23=120 mm l21 = l23+0,5(lm23+b02) +k1+k2= =120+0,5.(45+21)+8+10 =171 mm , chọn l21=170mm +/Trục 3 Tính l32=l23 =120mm l31=l21=170 mm l33 = l31+0,5(b03+lm33)+k3+hn =170+0,5(31+75)+12+15=250 mm ,Lấy l33=250 mm d/ Xác định lực tác dụng lên các trục . Sơ đồ đặt lực +/Đối với Trục vít – Bánh vít . Ft2 =Fa1=2T2/dw2=2.272644/214,3=2580 N Fr1=Fr2=Fa1.tg?=2580.tg20=939 N Ft1=Fa2=Fa1.tg(?+?)=2580.tg(9,43+0,90)=470 N 18 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  19. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy +/Đối với bánh răng trụ răng nghiêng . Ft4=Ft3= 2.T2/dw3=2.272644/120=4640 N Với T2=272644 Nmm : Là mô men xoắn trên trục bánh 1 trên trục2 dw3=117,5 mm : Là đường kính vòng lăn bánh 1 trên trục 2 Fr4=Fr3=Ft3.tg?tw/cos? =4640.tg20,56/cos14,02=1794 N. Do ?tw= ?t =arctg(tg20/cos?) =20,560 Fa4 =Fa3 =Ft3.tg? =4640.tg14,02=1159N +/V ới bộ truyền xích : Ft=1000P/v=1000.4,791/ 0,761 = 6296 N Fr=Kx.Ft=1,05.6296 = 6610 (N); +/Đối với khớp nối : - Chọn khớp nối : Nối trục đàn hồi Dựa vào mô men xoắn : Tt=k.T? [T] Do máy công tác là băng tải nên k=1,2..1,5 ? chọn k=1,5 Tt=1,5.19715=29572 Nmm. - V ới đầu trục cần thiết để nối trục d =36 mm. Theo b ảng(16.10a) Chọn được kích thước cơ bản của nối trục như sau: D =125 mm Do=90 mm D3=28 mm - Tính lực tác d ụng lên khớp nối : Ftk=2.T1/Do=2.19715/90=438(N). Frk=0,25.Ftk=109(N) e/ Xác định lực trên các gối đỡ: +/Trên trục 1: Với số liệu như sau: D0 = 90 là đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của khớp nố i d =36 là đường kính sơ bộ của trục trục vít . Lực trên khớp nối Frk=109 N có chiều ngược chiều Ft1 làm tăng ứng suất và biến d ạng trục Lực tác dụng lên trục vít Ft1=470N Fr1=939 N Fa1=1442 N Tính toán lực tác d ụng lên các gối đ ỡ 0,1. Trên mặt phẳng y0z: ?Y= Y0 + Y1 - Fr1 = 0 ?m0= Fa1.d1/2 + l13Fr1 - l11Y1 = 0 => Y1= (l13Fr1+ Fa1.d1/2 )/ l11 = (105.939+2580.75,85/2)/210 = 936(N) => Y0= 3 N. - Trên mặt phẳng x0z: ?X=X0+X1-Ft1+Frk= 0 ?m0=-l12Frk-l13Ft1+l11X1=0 => X 1=(l12Frk + l13Ft1)/l11= (85.109+105.470)/210=279N => X0 = 470 – 109 – 279 = 82N - Trên mặt phẳng x0y chỉ có mô men xoắn T1=19715 Nmm Do đó ta có biểu đồ mômen (đơn vị Nmm) và kết cấu trục : 19 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49
  20. Bộ m ôn cơ sở thiết kế máy và Robot Đồ án Chi tiết máy */Tính chính xác đường kính trục 1: V ới thép 45 có ?b 600MPa ,dsb1=36 thì [?]=60 N.mm -Tại mặt cắt 0: d10= Trong đó Mtd0= -Tại mặt cắt 2: d12= mm - Tại m ặt cắt 3: d13= mm Xuất phát từ độ bền ,tính lắp ghép và tính công nghệ ta chọ n đường kính trên các đoạn trục như sau: d10 = d11=35 mm d13= 37 mm d12=30 mm, +/Trên trục 2: V ới số liệu như sau: d1=214,2 (mm) là đường kính của bánh vít d2= 120 (mm) là đường kính của bánh răng 1 trục 2 Mô men xoắn trên trục 2 T2=272644 Nmm Lực trên bánh vít Ft 2=2580N Fa 2=470N Fr 2=939N 20 Nguyễn Tuấn Khoa – Cơ Điện Tử 2-K49

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản