Đồ án Chi tiết máy - Võ Hồng Huy
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ.................................................................................................................1
CHƯƠNG II: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN...................................................2
Chọn động cơ điện ........................................................................................................................2
II. Phân phối tỉ số truyền: ...................................................................................................................3
CHƯƠNG III: THIẾT KẾT BỘ TRUYỀN ĐAI...........................................................................................4
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG..............................................................................8
Bánh răng nghiên: cấp nhanh..........................................................................................................8
II. Bánh răng thẳng: cấp chậm...........................................................................................................13
Chương V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC – THEN.................................................................................17
Tính toán thiết kế trục..................................................................................................................17
II. Tính gần đúng trục ......................................................................................................................17
đối với trục I: ..........................................................................................................................19
đối với trục II:.........................................................................................................................22
V. Đối với trục III:...........................................................................................................................24
Tính chính xác trục tại tiết diện m-m: ........................................................................................25
Tính chính xác trục tại tiết diện e-e: ..........................................................................................26
VIII. Tính chính xác trục tại tiết diện i-i:............................................................................................27
IX. Tính chính xác trục tại tiết diện h-h: ..........................................................................................29
X. Tính then:...................................................................................................................................30
Chương VII: THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC ..................................................................................................34
Đối với trục I: .............................................................................................................................34
II. Đối với trục II: ............................................................................................................................35
Đối với trục II: ........................................................................................................................36
đối với trục III.........................................................................................................................37
Chương VII: CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC..........................................................40
I. Vỏ hộp .......................................................................................................................................40
II. Cấu tạo bánh răng........................................................................................................................41
CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ
Để chọn sơ đồ động học trước hết ta cần tính số vòng quay của băng tải:
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 2
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
60.1000.푉 60.1000.0,4
=
Ntg =
=25 (v/p)
휋퐷
휋.300
Với số vòng quay 25(v/p) tương đối thấp nên cần chọn nhiều bộ truyền để
có được một tỷ số truyền tương đối lớn, ta chọn bộ truyền đai thang đặt liền
với động cơ và một hộp giảm tốc. Sở dĩ chọn đai thang vì kết cấu đơn giản,
dể chế tạo. có thể làm việc với vận tốc lớn vì vậy nên đặc liền với động cơ.
Ta có thể chọn hộp giảm tốc trục vít để kích thước nhỏ gọn, song vì phải
dùng hợp kim màu để chế tạo bánh vít, cấu tạo bộ phận phức tạp điều chỉnh
khó khăn nên hợp lý nhất là chọn bánh răng trụ, răng nghiên cho hai cấp khai
triển: cấp nhanh dùng bánh răng nghiên và cấp chậm dùng bánh răng thẳng
2
5
D
D
V
4
1
3
1. Động cơ điện
2. Đai truyền
3. Hộp giảm tốc
4. Khớp nối
5. Tang và băng tải
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 3
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
CHƯƠNG II: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
I.
Chọn động cơ điện
Để chọn động cơ điện ta cần có công suất cần thiết:
Nct: là công suất cần thiết
N: là công suất băng tải
N: là công suất chung
+ Ta có:
푁
Nct =
휂
푃.푣
5000.0,4
1000
Với: N =
=
= 2 (KW)
1000
Trong đó:
2 4
= .
.
휂 휂1 휂2.휂3 휂4
hiệu suất bộ truyền đai
휂1 = 0,94 ―
휂2 = 0,97 ―
휂3 = 0,995 ―
hiệu suất bộ truyền bánh răng
hiệu suất của một cập ổ lăn
hiệu suất của khớp nối
휂4 = 1 ―
= 0,94.0,972.0,9954.1 = 0,87
휂
푁
휂
2
Nct =
=
= 2,3 (KW)
0,87
Cần phải chọn động cơ điện có công suất lớn hơn Nct trong tiêu chuẩn
động cơ điện có nhiều loại thỏa mãn điều kiện này:
Chọn sơ bộ loại động cơ che kín có quạt gió(bảng 2P TKCTM) ký
hiệu:AO2(AOJI2)32-2 công suất định mức 3,0KW với các số vòng quay 2880
(v/p), AO2(AOJI2)32-4 1430 (v/p). AO2(AOJI2)32-6 960 (v/p). AO2-4-8 720
(v/p).
Ở đây ta chọn động cơ điện ký hiệu: AO2(AOJI2)32-4, công suất động cơ
Nđc = 3,0 KW, số vòng quay động cơ nđm = 1430 (v/p), giá động cơ này không
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 4
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
này không đắt hơn loại AO2(AOJI2)32-2 và tỉ số truyền chung có thể phân phối
hợp lý cho các bộ truyền trong hệ thống dẫn động.
II. Phân phối tỉ số truyền:
+ tỉ số truyền động chung:
푛
đ푐
1430
i =
=
= 57,2
푛
푡푔
25
i = iđ.ibn.ibt
iđ = tỉ số truyền động đai
ibn = tỉ số bộ truyền bánh răng trục nghiên cấp nhanh
ibt = tỉ số bộ truyền bánh răng trục nghiên cấp chập
chọn trước iđ = 3,25
57,2
=>ibn.ibt =
=17,6
3,25
+ Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc
bằng phương pháp ngăm dầu, ta chọn: ibn = (1,2 1,3).ibt
ibn = 4,6 ; ibt =3,8
Tính toán các thông số trục:
+ trục I:
푛
푛
1430
đ푐
đ푐
iđ =
=> n1 =
=
= 440 v/p
푛
푖
đ
3,25
1
N1 = Nct. nđ. n0 =2,3.0,94.0,995 = 2,2 KW
+ trục II:
푛
1
푛
1
440
ibn =
=> n2 =
=
= 96 v/p
푛
푖
푏푛
4,6
N2 = N1. nbn. n0 =2,2.0,97.0,995 = 2,1 KW
+ trục III:
2
푛
2
푛
2
96
ibt =
=> n3 =
=
= 25 v/p
푛
푖
3,8
N3 = N2. nbt. n0 =2,1.0,97.0,995 = 2 KW
3
푏푡
Trục động cơ
Trục
I
II
III
Thông số
i
iđ = 3,25
1430
3,0
ibn = 4,6
ibn = 3,8
25
N (v/p)
N (KW)
440
2,2
96
2,1
2,0
Bảng hệ thống số liệu tính được
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 5
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
CHƯƠNG III: THIẾT KẾT BỘ TRUYỀN ĐAI
Thiết kế bộ truyền đai thang
Chọn loại đai: gia thiết vận tốc của đai v = (5 10)m/s, va công suất (2 4)KW
ta có thể chọn đai O, đai A, và đai (bảng 5-13 TKTCM)
픟
tiết diện đai
O
A
픟
diện tích tiết diện đai
Kích thước tiết diện đai
a.h (bảng 5-11 TKCTM)
Đường kính đai nhỏ lấy D1
(bảng 5-14 TKCTM)
Kiểm nghiện vận tốc đai:
47
81
138
10.6
120
13.8
150
17.10,5
220
휋.1430.퐷
1
v =
vmax = (30 35)m/s9
11,2
16,5
60.1000
Đường kính đai lớn:
1430
D2 =
(1-0,02).D1 =3,185. D1
382
400
477
500
701
710
440
Lấy theo tiêu chuẩn
(bảng 5-17 TKCTM)
′
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:
푛2
퐷
퐷
퐷
1
1
2
′
= (1-0,02).1430 = 1401
420
3.4
420
3.4
434
3.3
푛2
퐷
2
Tỉ số truyền: i = 푛푛 (n1: động cơ)
1
2
Chọn sơ bộ khoảng cách trục A theo
bảng 5-16 TKCTM chọn A = D2 mm 400
Tính chiều dài L theo khoảng cách trục
500
710
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 6
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
A sơ bộ theo công thức 5-12 TKCTM
2
휋
(퐷 퐷 )
2 1
L = 2A + (D2 – D1) +
1666
2082
2120
2965
3000
2
4퐴
Công thức 5-1
Theo bảng 5-12 TKCTM chon L = 1700
푣
Kiểm nghiệm số vòng chạy u =
퐿
u umax =10 m/s
5,3
5,3
5,5
Tính chính xác khoảng cách trục A theo chiều dài đai dã lấy theo tiêu chuẩn
(công thức 5-2 TKCTM)
2
2퐿 휋(퐷 퐷 ) (2퐿 휋.(퐷 퐷 ) 8(퐷 퐷 )
2
2+ 1
2
1
2
1
A =
8
418
Khoảng cách trục A thỏa điều kiện (công thức 5-19)
0,55(D1 + D2) + h 2(D1 + D2)
520
728
≤ 퐴 ≤
Khoảng cách nhỏ nhất để mắc đai
Amin = A – 0,015.L
393
488
683
Khoảng cách lớn nhất để mắc đai
Amin = A + 0,015.L
Tính góc ôm theo công thức 5-3 TKTCM
푃 푃
2
1
휊
142휊
142휊
142휊
= 1800 -
훼1
훼1
57
퐴
훼1 120휊
thỏa điều kiện
Xác định số đai Z cần thiết
Chọn ứng suất ban đầu = 1,2 N/mm2
훿0
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 7
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Theo D1 tra bảng 5-17 tìm được ứng suất
có ích cho phép [ ] N/mm2
1,65
1,7
1,74
훿푃
0
Các hệ số
ảnh hưởng của trọng tải Ct (bảng 5-6) 0,9
0,9
0,89
1
0,9
góc ôm Cd (bảng 5-18)
vận tốc Cv (bảng 5-22)
Số đai Z cần thiết (công thức 5-22)
1000.푁
0,89
0,89
0,94
1
Z
5,3
5
2,4
2
1
1
≥
푣.[훿 ] .퐶 .퐶 .퐶 .퐹
푃 0 푡 훼 푣
Lấy số đai Z
Định kích thước chủ yếu của bánh đai
Chiều rộng bánh đai (công thức 5-23)
B = (Z-1).t + 2S
64
8
36
10
16
25
Tra bảng 10-3
S
t
12.5
20
12
Đường kính ngoài của bánh đai (công thức 5-24)
bánh dẫn Dn1 = D1 + 2h0
bánh bị dẫn Dn2 = D2 + 2h0
tra bảng 10-3: h0
124
404
2,1
156
506
2,8
228
718
4,1
Tính lự căng bang đầu (công thức 5-25)
S = .F 56,4
97,2
551
165,6
470
훿0
0
Lực tác dụng lên trục (công thức 5-26)
훼1
R = 3.S .z.
sin
800
0
2
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 8
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Kết luận: ta chọn bộ truyền đai O vì có lực căng ban đầu nhỏ hơn đai A và
đai và có khuôn khổ nhỏ gọn hơn.
픟
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 9
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Bánh răng nghiên: cấp nhanh
I.
Chọn vật liệu chế tạo bánh răng (bảng 3-6 và 3-8 sách TKCTM)
Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa, phôi có đường kính dưới 100 mm, phôi rèn giới
hạn bền kéo
= 600 N/mm2, giới hạn chảy
= 300 N/mm2, độ rắn HB =
휎bk
휎ch
200
Bánh lớn: thép 35 thường hóa, phôi có đường kính từ (100
300) mm, phôi
÷
rèn giới hạn bền kéo
= 500 N/mm2, giới hạn chảy
= 260 N/mm2, độ rắn
휎bk
휎ch
HB = 170
Định mức ứng suất cho phép
Chu kỳ làm việc của bánh răng lớn: ( công thức 3-3 sách TKCTM )
N1 = 60.n.u.T = 60.1.5.265.2.8.96 = 122,112.106
Chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ:
N2 = N1.ibn = 122,112.106.4,6 = 561,7152.106
Vì chu kỳ tương đương của bánh lớn, và bánh nhỏ đều lớn số chu kỳ cơ sở N0 =
107. Do đó hệ số chu kỳ ứng suất KN của cả 2 bánh răng đều bằng 1
Ứng suất tiếp xúc:(bảng 3-9 TKCTM)
bánh lớn [ ] = 2,6.HB = 2,6.170 =442 N/mm2
휎tx2
bánh nhỏ [ ] = 2,6.HB = 2,6.200 =520 N/mm2
휎tx1
Giới hạn mỏi:
thép 45: = 0,43.
= 0,43.600 = 258 N/mm2
= 0,43.500 = 215 N/mm2
휎1
휎bk
휎bk
thép 35: = 0,43.
휎1
Ta chọn hệ số an toàn n = 1,5 hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K =1,8
휎
Do ứng suất thay đổi liên tục theo chu kỳ ( công thức 3-5 sách TKCTM )
1,5.258.1 = 143,3 N/mm2
1,5.1,8
′
―1퐾푁
[ ] = 1,5.휎
=
휎
u1
푛.퐾휎
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 10
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
1,5.215.1 = 119,4 N/mm2
1,5.1,8
′′
―2퐾푁
[ ] = 1,5.휎
=
휎
u2
푛.퐾휎
Chọn hệ số tải trọng: K = 1,3
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
= 0,3
휓퐴
Xác định khoảng cách trục A ( công thức 3-10 sách TKCTM )
ta lấy: = 1,25
휃
1,05.106
퐾.푁
2
A
(i 1).3
(
)
≥
±
[σ]tx.i
휓퐴.휃.푛2
1,05.106
442.4,6
1,3.2,2
2
A
(4,6 1).3
= 155 mm
(
)
⇒
≥
±
0,3.1,25.96
Tính vận tốc vòng và chọn cấp chế tạo bánh răng ( công thức 3-17 sách
TKCTM )
2.휋.퐴.푛
v = 60.1000.(1 4,6)
2.휋.155.440
60.1000.(1 4,6) = 1,3 m/s
=
Với vận tốc này có thể chọn cấp chính xác 9 để chế tạo bánh răng ( bảng 3-11
sách TKCTM )
Định chính xác hệ số tải trọng K:
Chiều rộng của bánh răng:
b = .A = 0,3.155 = 46 mm
휓퐴
Đường kính vòng lăn của bánh nhỏ:
2.155
1 4,6 = 55 mm
2.퐴
d1 = 1 푡
=
푏
46
=
=
= 0,84
⇒ 휓푑
Với
푑1
55
theo bảng 3-12 sách TKCTM tìm được hệ số tải trọng K = 1,22
휓푑
Vậy hệ số trọng tải tập trung thực tế ( công thức 3-20 sách TKCTM )
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 11
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
1
1,22
2
Ktt = 퐾
=
1 1,11
푡푡푏푎푛푔
2
Bảng 3-11 sách TKCTM tìm được hệ số tải trọng động:
2,5.푚푛
Kd =1,2 (giả sử b
)
>
sin 훽
K2 = Ktt.Kđ =1,11.1,2 =1,332 ít khác so với trị số K đã chọn ban đầu vì vậy
không cần tính lại khoảng cách trục A có thể lấy chính xác A = 155mm
Xác định modun số răng và góc nghiên của răng:
Modun pháp: mn = ( 0,01
0,02 ).A ( công thức 3-20 sách TKCTM )
÷
mn = ( 0,01
0,02 ).155
÷
mn = 1,55
3,1
÷
lấy mn = 2,5 ( theo tiêu chuẩn bảng 3-1 sách TKCTM )
Sơ bộ góc nghiêng: = 100
cos = 0,985
훽
⇒
훽
Tổng số răng của hai bánh: ( công thức 3-28 sách TKCTM )
z2 ).푚푛
cos = (z1
훽
2.퐴
z = z + z = 2퐴. cos 훽
=
2.155.0,985 = 122,1
2,5
⇒
t
1
2
mn
Lấy: zt = 122 răng ( bảng 3-1 sách TKCTM )
Số răng bánh nhỏ:
푧푡
122
4,6 1 = 22
z1 = 푖 1
=
lấy z1 = 22 răng
Số răng bánh lớn:
Z2 = i. z1 = 4,6.22 = 101,2
lấy z2 = 100 răng
Tính chính xác góc nghiên ( công thức 3-28 sách TKCTM )
훽
cos = 푧 .푚
=
100 ).2,5 = 0,984
(22
푡
푛
훽
2.퐴
2.155
vậy = 10015’
훽
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 12
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Chiều rộng của bánh răng b thỏa điều kiện
2,5.푚푛
b =46
= 35,1 mm
>
sin 훽
Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
Tỷ số răng tương đương ( công thức 3-37 sách TKCTM )
푧1
bánh nhỏ: ztđ1 = 푐표푠3훽
22
(0,984)3
=
=
= 23
푧2
bánh lớn: ztđ1 = 푐표푠3훽
100
(0,984)3
= 105
hệ số dạng răng (bảng 3-18 sách TKCTM )
bánh nhỏ: y1 = 0,451
bánh lớn: y2 = 0,517
lấy hệ số ’’ = 1,5
휃
Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh nhỏ ( công thức 3-34 sách TKCTM )
19,1.106.퐾.푁
푦1.푚2푛.푧1.푛.푏.휃′′
19,1.106.1,332.2,2
=
=
0,451.2,52.22.440.46.1,5 = 29,7 N/mm2
[ ] = 143,3
< 휎
휎u1
u1
N/mm2
Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh lớn ( công thức 3-40 sách TKCTM )
=
.푦1 = 29,7 00,,455171 = 25,9 N/mm2
[ ] = 119,4 N/mm2
< 휎
휎u2 휎u1
u2
푦2
Kiểm nghiệm độ bền của răng khi chiệu tải đột ngột trong thời gian ngắn
Ứng suất tiếp tuyến cho phép: ( công thức 3-43 sách TKCTM )
bánh nhỏ: [ ]
= 2,5. [ ] = 2,5.520 = 1300 N/mm2
휎
휎
txqt1
tx1
bánh lớn: [ ]
= 2,5. [ ] = 2,5.440 = 1105 N/mm2
휎
휎
txqt2
tx2
Ứng suất uốn cho phép ( công thức 3-46 sách TKCTM )
bánh nhỏ: [ ] = 0,8.
= 0,8.300 = 240 N/mm2
= 0,8.260 = 208 N/mm2
휎
휎ch1
휎ch2
uqt1
bánh lớn: [ ] = 0,8.
휎
uqt2
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 13
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc ( công thức 3-14 và 3-41 sách TKCTM )
=
.
푘푞푡
휎txqt 휎tx
1,05.106
155.4,6
(4,6 1)2.1,3.2,2.1,8
1,25.46.96
=
= 596 N/mm2
휎txqt
Trong đó hệ số quá tải
= 1,8 ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn tri số cho
푘푞푡
phép đối với bánh lớn và bánh nhỏ.
Kiểm nghiệm sức bền uốn ( công thức 3-42 sách TKCTM )
bánh nhỏ:
bánh lớn:
=
.
푞푡 = 29,7.1,8 = 53,46 N/mm2
푞푡 = 25,9.1,8 = 46,62 N/mm2
[ ]
< 휎
휎uqt1 휎u1 푘
uqt1
=
.
[ ]
< 휎
휎uqt2 휎u2 푘
uqt2
Các thông số hình học của bộ truyền
Modun pháp: = 2,5
푚푛
Số răng: z1 = 22 răng
z2 = 100 răng
0
Góc ăn khớp:
훼 = 20
Góc nghiên: = 10015’
훽
Đường kính vòng chia:
d1 = m .z1
=
=
2,5.22 = 56 mm
n
cos 훽
0,984
d2 = m .z2
2,5.100 = 254 mm
n
cos 훽
0,984
Khoảng cách trục A = 155 mm
Chiều rộng bánh răng b = 46 mm
Đường kính vòng đỉnh:
D = d + 2
= 56 + 5 = 61 mm
mn
mn
e1
1
D = d + 2
= 254 + 5 = 259 mm
e2
2
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 14
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Đường kính vòng chân:
D = d - 2
= 56 - 5 = 51 mm
mn
mn
i1
1
D = d - 2
= 254 - 5 = 249 mm
i2
2
Tính lực tác dụng ( công thức 3-50 sách TKCTM )
Lực vòng:
6
6
P = 2.9,55.10 .푁
=
2.9,55.10 .2,2 = 1705 N
1
푑1.푛1
56.440
Lực hướng tâm:
1705. tan 200
cos 10015′
Pr = 푃. tan 훼
=
= 630 N
cos 훽
Lực dọc trục:
0
′
P = P.
a
= 1705.tan
= 308 N
tan 훽
10 15
II.
Bánh răng thẳng: cấp chậm
1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng (bảng 3-6 và 3-8 sách TKCTM)
+ Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa, phôi có đường kính (100 300) mm,
÷
phôi rèn giới hạn bền kéo
rắn HB = 190
= 580 N/mm2, giới hạn chảy
= 290 N/mm2, độ
휎bk
휎ch
+ Bánh lớn: thép 35 thường hóa, phôi có đường kính từ (300
500) mm,
÷
phôi rèn giới hạn bền kéo
rắn HB = 160
= 480 N/mm2, giới hạn chảy
= 240 N/mm2, độ
휎bk
휎ch
2. Định mức ứng suất cho phép
+ Chu kỳ làm việc của bánh răng lớn: ( công thức 3-3 sách TKCTM )
N1 = 60.n.u.T = 60.1.5.265.2.8.25 = 31,8.106
+ Chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ:
N2 = N1.ibt = 31,8.106.3,8 = 120,84.106
+ Vì chu kỳ tương đương của bánh lớn, và bánh nhỏ đều lớn số chu kỳ cơ
sở N0 = 107. Do đó hệ số chu kỳ ứng suất KN của cả 2 bánh răng đều bằng 1
+ Ứng suất tiếp xúc:(bảng 3-9 TKCTM)
bánh lớn [ ] = 2,6.HB = 2,6.160 =416 N/mm2
휎tx2
bánh nhỏ [ ] = 2,6.HB = 2,6.190 =494 N/mm2
휎tx1
+ Giới hạn mỏi:
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 15
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
thép 45: = 0,43.
= 0,43.580 = 249,4 N/mm2
= 0,43.480 = 206,4N/mm2
휎1
휎bk
휎bk
thép 35: = 0,43.
휎1
+ Ta chọn hệ số an toàn n = 1,5 hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K
휎
=1,8
+ Do ứng suất thay đổi liên tục theo chu kỳ ( công thức 3-5 sách TKCTM )
1,5.249,4 .1 = 138,5 N/mm2
′
―1퐾푁
[ ] = 1,5.휎
=
휎
u1
1,5.1,8
푛.퐾휎
1,5.206,4.1 = 114,7 N/mm2
′′
―2퐾푁
[ ] = 1,5.휎
=
휎
u2
1,5.1,8
푛.퐾휎
3. Chọn hệ số tải trọng: K = 1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
= 0,4
휓퐴
5. Xác định khoảng cách trục A ( công thức 3-9 sách TKCTM )
ta lấy: = 1,25
휃
1,05.106
퐾.푁
2
A
(i 1).3
(
)
≥
±
[σ]tx.i
휓퐴..푛2
1,05.106
416.3,8
2
A
(3,8 1).3
1,3.2,2 = 237 mm
0,4.25
(
)
⇒
≥
±
6. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chế tạo bánh răng ( công thức 3-17 sách
TKCTM )
2.휋.퐴.푛
v = 60.1000.(1 4,6)
2.휋.237.96
60.1000.(1 3,8) = 0,49 m/s
=
với vận tốc này có thể chọn cấp chính xác 9 để chế tạo bánh răng ( bảng 3-11
sách TKCTM )
7. Định chính xác hệ số tải trọng K:
+ Vì tải trọng không thay đổi đáng kể và độ rắn các bánh răng đều
HB nên ta có:
350
<
ktt = 1 (bảng 3-12 sách TKCTM )
kđ = 1,1 (bảng 3-13 sách TKCTM )
+ Vì hệ số k sai lệch nhiều so với chỉ số đã chọn nên cần tính lại khoảng
cách trục A:
A = 237 3 1,1 = 224 mm
1,3
8. Xác định modun số răng và chiều rộng của răng:
+ Modun pháp: mn = ( 0,01
0,02 ).A ( công thức 3-20 sách TKCTM )
÷
mn = ( 0,01
0,02 ).224
÷
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 16
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
mn = 2,24
4,48
÷
lấy mn = 3 ( theo tiêu chuẩn bảng 3-1 sách TKCTM )
+ Số răng bánh nhỏ:
2.퐴
2.224
3.(3,8 1) = 31 lấy z1 = 31 răng
z1 =
=
푚푛.(푖 1)
+ Số răng bánh lớn:
Z2 = i. z1 = 3,8.31 = 118
lấy z2 = 118 răng
+ Chiều rộng của bánh răng b thỏa điều kiện
b = .A = 0,4.224 = 90 mm
휓퐴
9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:
+ Tỷ số răng tương đương ( công thức 3-37 sách TKCTM )
bánh nhỏ: z = = 30 răng
푧1
tđ1
bánh lớn: z = = 114 răng
푧2
tđ2
hệ số dạng răng (bảng 3-18 sách TKCTM )
bánh nhỏ: y1 = 0,451
bánh lớn: y2 = 0,517
lấy hệ số ’’ = 1,5
휃
+ Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh nhỏ ( công thức 3-34 sách
TKCTM )
19,1.106.퐾.푁
푦1.푚2푛.푧1.푛.푏
19,1.106.1,1.2
=
=
0,451.32.30.25.90 = 153 N/mm2
휎u1
+ Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh lớn ( công thức 3-40 sách
TKCTM )
=
.푦1 = 15300,,455171 = 133 N/mm2
휎u2 휎u1
푦2
10.Các thông số hình học của bộ truyền
+ Modun pháp: = 3
푚푛
+ Số răng: z1 = 31 răng
z2 = 118 răng
0
+ Góc ăn khớp:
훼 = 20
+ Đường kính vòng chia:
d = .z = 3.31 = 93 mm
푚n
1
1
d = .z = 3.118 = 354 mm
푚n
2
2
+ Khoảng cách trục A = 224 mm
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 17
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
+ Chiều rộng bánh răng b = 90 mm
+ Đường kính vòng đỉnh:
D = d + 2
= 93 + 6 = 99 mm
mn
mn
e1
1
D = d + 2
= 354 + 6= 360 mm
e2
2
+ Đường kính vòng chân:
D = d - 2
= 93 - 6 = 87 mm
mn
mn
i1
1
D = d - 2
= 354 - 6 = 348 mm
i2
2
11.Tính lực tác dụng ( công thức 3-50 sách TKCTM )
+ Lực vòng:
6
6
P = 2.9,55.10 .푁
=
2.9,55.10 .2,1 = 4642 N
2
푑1.푛2
90.96
+ Lực hướng tâm:
P = P.
= 4642.tan200 = 1689 N
tan 훼
r
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 18
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Chương V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC – THEN
I. Tính toán thiết kế trục
+ Chọn vật liệu: thép 45 chịu tải trọng có nhiệt luyện. đầu trục vào của hợp
giảm tốc và truc chuyền chung có thể lấy:
[ ] = ( 20
30 ) N/mm2, chọn [ ] = 25 N/mm2
휏
÷
휏
x
x
C = ( 110
130 )
chọn C = 120
÷
C: la hệ số phu thuộc vào ứng suất xoắn cho phép đối với đầu trục và trục
chuyền chung
+ Xác định đường kính sơ bộ trục ( công thức 7-2 sách TKCTM ) ta có:
푁
d
C3
≥
푛
• Đối với trục I: N1 = 2,2 KW; n1 = 440 v/p
2,2
dI
1203
= 20 mm lấy d1= 20 mm
≥
440
• Đối với trục II: N2 = 2,1 KW; n1 = 96 v/p
dII
1203 2,1 = 34 mm lấy d1= 35 mm
≥
96
• Đối với trục III: N3 = 2,0 KW; n1 = 25 v/p
dIII
1203 2,0 = 52mm lấy d1= 55 mm
≥
96
+ Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng tong 3 trị số dI, dII, dIII ở trên ta lấy
trị số dII = 35 mm, để chọn ổ bi cở trung bình tra bảng 14-P sách TKCTM ta
được chiều rộng ổ bi B = 21 mm
II. Tính gần đúng trục
Để tính các kích thước, chiều dài của trục tat ham khảo hình 7-3 ( bảng
7-1 sách TKCTM )
Ta có các kích thước dưới đây:
+ Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp:
a = ( 10
15 ) mm ta lấy: a = 10 mm
÷
+ Chiều rộng bánh răng:
bánh răng nghiên: bn = 46 mm
bánh răng thẳng: bc = 90 mm
+ Chiều rộng của ổ lăng:
B = 21 mm
+ Khoảng cách giữa bánh răng và thành trong của hộp:
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 19
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
c = 10 mm
+ Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp
= 10 mm
∆
+ Khoảng cách từ cạnh ổ lăng đến thành trong của hộp
l2 = 10 mm ( sở dĩ phải lấy tương đối lớn như vậy vì phải làm bạc chấn mỡ để
bảo vệ mỡ trong trong bộ phận ổ, ở đây không thể dùng dầu bắng tóe để bôi
trơn bộ phận ổ vì vận tốc bộ truyền thấp hơn 3 m/s )
+ Chiều rộng bích xem bảng 10-10a sách TKCTM, với đường kính bulông
cạnh ổ đến ghép nắp và thân hộp d1= 16 mm, ta có l1= 40 mm, chiều cao của
bulong để ghép nắp ổ và chiều dày nắp lấy 16 mm (tức h = 16 mm, = 16 mm ),
휎
khe hở giữa mặt bên bánh đai và đầu bulong lấy 10 mm.
+ Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp:
l4 = 10 mm
+ Tổng khoảng cách trục:
A = An + Ac = 155 + 224 = 379 mm
+ Chiều rộng bánh đai: B = 64 mm
+ Tổng hợp cách kích thước trên ta được chiều dài đoạn trục cần thiết và
khoảng cách giữa các gối đở là:
l = 퐵2 + l2 + a + bn + bc + c + l2 + 퐵2
l = 21 + 10 + 10 + 46 + 90 + 10 + 10 + 21 = 197 mm
2
2
+ Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai tác dụng lên
trục là:
퐵
l1 = 푩 + l4 + h + 2
đ
2
l1 = 64 + 10 + 16 + 21 = 69 mm
2
2
+ Chiều dài các đoạn trục cần thiết:
• Chiều dài at:
퐵
at = 2 + l2 + a + 푏
푐
2
at = 21 + 10 + 10 + 90 = 76 mm
2
2
• Chiều dài bt:
bt = 푏푐 + c + 푏푛
2
2
bt = 90 + 10 + 46 = 78 mm
2
2
• Chiều dài ct:
ct = l – ( at + bt )
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 20
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Ta có các số liệu tính được ở phần trước:
+ Lực tác dụng lên trục I của đai: Rđ = 800 N
+ Lực hướng tâm tác dụng lên bánh răng nghiên 1 là: Pr1 = 630 N
+ Lực vòng tác dụng lên bánh răng nghiên 1 là: P1 = 1705 N
+ Lực dọc trục tác dụng lên bánh răng nghiên 1 là: Pa1 = 308 N
+ Khoảng cách giữa gối đỡ trục và điểm đặt lực của bánh đai tác dụng:
l1 = 69 mm
+ ct = 43 mm
+ ( at + bt ) = 154 mm
+ Đường kính vòng chia của bánh răng nghiên 1 là: d1 = 56 mm
+ Tính phản lực ở các gối đỡ trục I ta có:
∑mAy = Rđ.l1 - Pr1(at + bt) + Pa1(푑21) – RBy(at + bt + ct) = 0
푏푡) 푅đ.푙1 Pa1. d1
RBy= 푃 (푎
푟1
푡
2
at bt ct
800.69 308. 56
RBy= 630(76 78)
= 169 N
2
76 78 43
Ta có: RAy= Rđ + Pr1 – RBy = 800 + 630 – 169 = 1261 N
Ta có: ∑mAx = P1(at + bt) – RBx(at + bt + ct) = 0
푃1(at bt)
RBx = (at bt ct)
1705.(76
=
78) = 1333 N
(76 78 43)
RAx = P1 – RBx = 1705 – 1333 = 372 N
Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:
+ Ở tiết diện n-n:
Mun-n= Rđ.l1 = 800.69 = 55200 N.mm
+ Ở tiết diện m-m:
+ Ở phương đứng (phương 3D) tại tiết diện m-m có bước nhảy moomen
uốn của Pa1:
MPa1 = Pa1.푑21 = 308526 = 8624 N.mm
푀2푢푦 + 푀2푢푥
Mum-m
=
Trong đó:
Muy = Pa1.푑21 + RBy.ct
= 308526 + 169.43 = 15891 N.mm
Mux = RBx.ct
= 1333.43 = 57319 N.mm
158912 + 573192
Mum-m
=
= 59481 N.mm
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 22
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
Tính đường kính trục ở 2 tiết diện n-n và m-m theo công thức 7-3 sách
TKCTM:
푀푡đ
0,1.(1 훽4)[휎]
푀푡đ
3
d ≥3
≥
mm
0,1[휎]
+ Đường kính trục ở tiết diện n-n:
푀2푢 + 0,75푀2푥
ở đây: Mtđ=
552002 + 0,75.푀2푥
Mtđ=
mà moomen xoắn Mx được tính theo công thức 3-53 sách TKCTM
6
Mx=9,55.10 .푁 N/mm ( n1, N1 lần lược là số vòng quay và công suất của
1
푛1
vòng I )
6
Mx=9,55.10 .2,2 = 47750 N.mm
440
552002 + 0,75.477502
mà: [ = 50 N/m2 ( bảng 7-2 sách TKCTM )
68972
Mtđ=
= 68972 N.mm
휎]
dn-n ≥ 3
= 24 mm
0,1.50
+ Đường kính trục ở tiết diện m-m:
594812 + 0,75.477502
Mtđ=
= 72443 N.mm
72443
3
dm-m
≥
= 24 mm
0,1.50
Ta chọn đường kính ở tiết diện n-n lấy bằng 25 mm ( ngõng trục lắp ổ )
và đường kính ở tiết diện m-m lấy bằng 28 mm lớn hơn giá trị tính được
vì trục có rãnh then
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 23
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
IV. đối với trục II:
Ta có các số liệu tính được ở phần trước:
+ d2 = 254 mm
+ Kực hướng tâm tác dụng lên bánh răng nghiên 2 là: Pr1 = Pr2 630 N
+ Lực vòng tác dụng lên bánh răng nghiên 2 là: P1 = P2 = 1705 N
+ Lực dọc trục tác dụng lên bánh răng nghiên 2 là: Pa1 = Pa2 = 308 N
+ Lực vòng tác dụng lên bánh răng cấp chậm 3 là: P3 = 4642 N
+ Lực hướng tâm tác dụng lên bánh cấp chận 3 là: Pr3 = 1689 N
+ ct = 43 mm
+ ( at + bt ) = 154 mm
+ Tính phản lực ở các gối đỡ trục ta có:
∑mCy = Pr3.at – Pa2.푑22 – Pr2(at+bt) + RDy(at+bt+ct) = 0
푏푡 ) Pa2. d2 Pr3.at
RDy= 푃 (푎
푟2
푡
2
at bt ct
308. 254
RDy= 630(76 78)
– 1689.76 = 40 N
2
76 78 43
Ta có: RCy= Pr3 + RDy – Pr2 = 1689 + 40 – 630 = 1099 N
Ta có: ∑mCx = P2.at + P2.(at + bt) – RDx(at + bt + ct) = 0
푃2(at bt) 4642.76 1705.(76
=
RDx = 푃 .푎
78) = 3123 N
3
푡
(at bt ct)
(76 78 43)
RCx = P3 + P2 – RDx = 4642 + 1705 – 3123 = 3224 N
Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:
+ Ở tiết diện e-e:
푀2푢푦 + 푀2푢푥
Mue-e=
Trong đó:
Muy = RCy.at
= 1099.76 = 83524 N.mm
Mux = RCx.at
= 3224.76 = 245024 N.mm
2450242 + 835242
Mum-m
=
= 258868 N.mm
+ Ở tiết diện i-i:
푀2푢푦 + 푀2푢푥
Mui-i =
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 24
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
+ Ở phương đứng (phương 3D) tại tiết diện i-i có bước nhảy moomen uốn
của Pa2:
MPa2 = Pa2.22 = 308254 = 39116 N.mm
2
+ Muy = RDy.ct + Pa2.푑2
2
+ Muy = 40.43 + 308.254 = 40836 N.mm
2
+ Vì ở bánh răng nghiên có lực dọc trục Pa2
Mux = RDx.ct = 3123.43 = 134289 N.mm
408362 + 1342892
Mui-i =
140361 N.mm
=
Tính đường kính trục ở 2 tiết diện e-e và i-i theo công thức 7-3 sách
TKCTM:
푀푡đ
0,1.(1 훽4)[휎]
푀푡đ
3
d ≥3
≥
mm
0,1[휎]
+ Đường kính trục ở tiết diện e-e:
푀2푢 푒―푒 + 0,75푀2푥
ở đây: Mtđ=
2588682 + 0,75.푀2푥
Mtđ=
mà moomen xoắn Mx được tính theo công thức 3-53 sách TKCTM
6
Mx=9,55.10 .푁 N/mm ( nII, NII lần lược là số vòng quay và công suất của
퐼퐼
푛퐼퐼
vòng II )
6
Mx=9,55.10 .2,1 = 208906 N.mm
96
2588682 + 0,75.2089062
mà: [ = 50 N/m2 ( bảng 7-2 sách TKCTM )
Mtđ=
= 315823 N.mm
휎]
315823
De-e ≥ 3
= 40 mm
0,1.50
+ Đường kính trục ở tiết diện i-i:
푀2푢 푖―푖 + 0,75푀2푥
Mtđ=
1403612 + 0,75.2089062
Mtđ=
= 228981 N.mm
228981
3
dm-m
≥
= 36 mm
0,1.50
Vì ở hai đoạn trục này đều có làm rảnh then để có thể cố định bánh răng
theo phương tiếp tuyến, vì vậy đường kính trục ta lấy lớn hơn một chút:
de-e = 45 mm, di-I =40mm đường kính lắp ổ lăn d = 35 mm
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 25
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
V. Đối với trục III:
Ta có các số liệu tính được ở phần trước:
+ Lực vòng P4 tác dụng lên bánh răng cấp chậm 4 là: P4 = 4642 N
+ Lực hướng tâm Pr4 tác dụng lên bánh cấp chận 4 là: Pr4 = 1689 N
+ Tính phản lực ở các gối đỡ trục ta có:
∑mEy = Pr4.at – RFy(at+bt+ct) = 0
Pr4.at
RFy=
at bt ct
1689.76
RDy= 76 78 43 = 652 N
Ta có: REy= Pr4 – RFy = 1689 – 652 = 1037 N
Ta có: ∑mEx = P4.at – RFx(at + bt + ct) = 0
P4.at
RFx = (at bt ct)
4642.76
=
= 1791 N
(76 78 43)
REx = P4 – RFx = 4642 – 1791 = 2851 N
Tính momen uốn ở tiết diện nguy hiểm:
+ Ở tiết diện h-h:
푀2푢푦 + 푀2푢푥
Mu h-h
=
Trong đó:
Muy = REy.at
= 1037.76 = 78812 N.mm
Mux = REx.at
= 2851.76 = 216676 N.mm
Mu h-h = 230564 N.mm
Tính đường kính trục ở tiết diện h-h theo công thức 7-3 sách TKCTM:
788122 + 2166762
=
푀푡đ
0,1.(1 훽4)[휎]
푀푡đ
mm
0,1[휎]
3
dh-h ≥3
≥
푀2푢 ℎ―ℎ + 0,75푀2푥
ở đây: Mtđ=
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 26
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
2305642 + 0,75.푀2푥
Mtđ=
mà moomen xoắn Mx được tính theo công thức 3-53 sách TKCTM
6
Mx=9,55.10 .푁 N/mm ( nIII, NIII lần lược là số vòng quay và công suất
퐼퐼퐼
푛퐼퐼퐼
của vòng III )
6
Mx=9,55.10 .2,0 = 764000 N.mm
25
2305642 + 0,75.7640002
Mtđ=
= 700665 N.mm
mà: [ = 48 N/m2 ( bảng 7-2 sách TKCTM )
휎]
700665
De-e ≥ 3
= 53 mm
0,1.48
Ta chọn đường kính ở tiết diện h-h lấy bằng 60 mm ( ngõng trục lắp ổ ),
đường kính đầu trục 55 mm
Với những kính thước chu yếu đã tím được ta tiến hành vẽ cấu tạo các
trục sau đó kiểm nghiệm hệ số an toàn của trục ( tính chính xác trục )
VI. Tính chính xác trục tại tiết diện m-m:
+ dm-m = 28 mm
+ Trục làm bằng thép C45 có giới hạn bền
= 600 N/mm2
휎bk
+ Theo công thức 7-5 sách TKCTM
푛휎푛휏
n=
[n]
푛2휎 푛2휏
≥
+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
푀푢
σa= σmax = σmin
=
; σm = 0.
푊
휎―1
휎
푘
Vậy nσ =
휀표훽휎푎
+ Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu
kỳ mạch động
+ τa = τm = 휏
=
푀푥
푚푎푥
2
2푊0
휏―1
휏 휏푎 ѱ휏휏푚
푘
nτ =
휀
휏
+ Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
σ-1= ( 0,4 0,5 ).
÷
휎bk
σ-1= (0,45).600 = 270 N.mm2
+ τ-1 = ( 0,2
0,3 ).
휎bk
÷
τ-1 = 0,25.600 = 150 N.mm2
+ Ta có: σa = 푀
푢
푊
+ Dựa vào bảng 7-3b sách TKCTM ta chọn được momen xoắn uốn
W = 1855 mm3
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 27
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
+ Momen uốn ở tiết diện m-m: Mu= 59481 N.mm
σa= 59481 = 32 N.mm2
1855
+ Momen cản xoắn Wo = 4010 mm3 ( bảng 7-3b sách TKCTM )
+ Momen xoắn Mx= 47750 N.mm
푀푥
47750
+ τa = τm =
=
2.4010 = 5,95 ( N/mm2 )
2푊표
+ Chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền
mỏi ѱσ 0,1 và ѱ 0,05
≈
≈
τ
+ Hệ số tăng bền bề mặt trục = 1
훽
+ Chọn các hệ số kτ ,k
và
휀휏
σ ,휀휎
+ Theo bảng 7-4 sách TKCTM lấy : = 0,88, = 0,77
휀휎 휀휏
+ Theo bảng 7-8 sách TKCTM,hệ số tập trung ứng suất do rãnh then
+ kσ = 1,63, kτ = 1,5
+ Tỷ số: 푘휀
푘휏
=
= 1,85
1,63
휎
0,88
1,5
휎
=
0,77 = 1,95
휀휏
+ Tập trung ứng suất do lắp căng với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra
trên bề mặt ghép
푘휎
30 N/mm2,tra bảng 7-10 sách TKCTM ta có
≥
= 2,6
= 1 + 0,6.( 푘휀휎 – 1 )
휀휎
푘휏
+
+
휀휏
푘휏
휎
= 1 + 0,6.( 2,6 -1 ) = 1,96
휀휏
+ Thay các trị số tìm được vào công thức tính nσ và nτ ta có:
휎―1
270
2,6.32 = 3,25
푘
휎
nσ =
nτ =
=
휀표훽휎푎
휏―1
휏 휏푎 ѱ휏휏푚
150
푘
=
0,05.5,95 = 12,54
1,96.5,95
3,25.12,54
(3,25)2 (12,54)2
휀
휏
푛휎푛휏
n=
=
= 3,15 > [n] = 1,5 ÷ 2,5
푛2휎 푛2휏
VII. Tính chính xác trục tại tiết diện e-e:
+ dm-m = 45 mm
+ Trục làm bằng thép C45 có giới hạn bền
= 600 N/mm2
휎bk
+ Theo công thức 7-5 sách TKCTM
푛휎푛휏
n=
[n]
푛2휎 푛2휏
≥
+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
푀푢
σa= σmax = σmin
=
; σm = 0.
푊
휎―1
휎
푘
Vậy nσ =
휀표훽휎푎
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 28
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
+ Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu
kỳ mạch động
+ τa = τm = 휏
=
푀푥
푚푎푥
2
2푊0
휏―1
휏 휏푎 ѱ휏휏푚
푘
nτ =
휀
휏
+ Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
σ-1= ( 0,4 0,5 ).
÷
휎bk
σ-1= (0,45).600 = 270 N.mm2
+ τ-1 = ( 0,2
0,3 ).
휎bk
÷
τ-1 = 0,25.600 = 150 N.mm2
+ Xác định giới hạn mỏi của trục:
+ Ta có: σa = 푀
푢
푊
+ Dựa vào bảng 7-3b sách TKCTM ta chọn được momen xoắn uốn
W = 7800 mm3
+ Momen uốn ở tiết diện e-e: Mu= 258868 N.mm
σa= 258868 = 33,2 N.mm2
7800
+ Momen cản xoắn Wo = 16740 mm3 ( bảng 7-3b sách TKCTM )
+ Momen xoắn Mx= 208906 N.mm
푀푥
208906
+ τa = τm =
=
2.16740 = 6,24 ( N/mm2 )
2푊표
+ Chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền
mỏi ѱσ 0,1 và ѱ 0,05
≈
≈
τ
+ Hệ số tăng bền bề mặt trục = 1
훽
+ Chọn các hệ số kτ ,k
và
휀휏
σ ,휀휎
+ Theo bảng 7-4 sách TKCTM lấy : = 0,82, = 0,7
휀휎 휀휏
+ Theo bảng 7-8 sách TKCTM,hệ số tập trung ứng suất do rãnh then
+ kσ = 1,63, kτ = 1,5
+ tỷ số: 푘휀
=
= 1,99
1,63
휎
0,82
1,5
휎
푘휏
=
= 2,14
휀휏
0,7
+ Tập trung ứng suất do lắp căng với kiểu lắp ta chọn T3 áp suất sinh ra
trên bề mặt ghép
푘휎
30 N/mm2,tra bảng 7-10 sách TKCTM ta có
≥
= 2,7
= 1 + 0,6.( 푘휀휎 – 1 )
휀휎
푘휏
+
+
휀휏
푘휏
휎
= 1 + 0,6.( 2,7 -1 ) = 2,02
휀휏
+ Thay các trị số tìm được vào công thức tính nσ và nτ ta có:
270
휎―1
휎
푘
nσ =
=
2,7.33,2 = 3,01
휀표훽휎푎
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 29
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
GVHD: NGUYỄN THANH TÂM
휏―1
휏 휏푎 ѱ휏휏푚
150
푘
nτ =
n=
=
0,05.6,24 = 11,6
2,02.6,24
휀
휏
푛휎푛휏
3,01.11,6
=
= 2,9 > [n] = 1,5 ÷ 2,5
푛2휎 푛2휏
(3,01)2 (11,6)2
VIII. Tính chính xác trục tại tiết diện i-i:
+ di-i = 40 mm
+ Trục làm bằng thép C45 có giới hạn bền
= 600 N/mm2
휎bk
+ Theo công thức 7-5 sách TKCTM
푛휎푛휏
n=
[n]
푛2휎 푛2휏
≥
+ Vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối xứng:
푀푢
σa= σmax = σmin
=
; σm = 0.
푊
휎―1
휎
푘
Vậy nσ =
휀표훽휎푎
+ Bộ truyền làm việc một chiều nên ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu
kỳ mạch động
+ τa = τm = 휏
=
푀푥
푚푎푥
2
2푊0
휏―1
휏 휏푎 ѱ휏휏푚
푘
nτ =
휀
휏
+ Giới hạn mỏi uốn và xoắn:
σ-1= ( 0,4 0,5 ).
÷
휎bk
σ-1= (0,45).600 = 270 N.mm2
+ τ-1 = ( 0,2
0,3 ).
휎bk
÷
τ-1 = 0,25.600 = 150 N.mm2
+ Xác định giới hạn mỏi của trục:
+ Ta có: σa = 푀
푢
푊
+ Dựa vào bảng 7-3b sách TKCTM ta chọn được momen xoắn uốn
W = 5510 mm3
+ Momen uốn ở tiết diện i-i: Mu= 140361 N.mm
σa= 140361 = 25,47 N.mm2
5510
+ Momen cản xoắn Wo = 11790 mm3 ( bảng 7-3b sách TKCTM )
+ Momen xoắn Mx= 208906 N.mm
푀푥
208906
+ τa = τm =
=
2.11790 = 8,86 ( N/mm2 )
2푊표
+ Chọn hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền
mỏi ѱσ 0,1 và ѱ 0,05
≈
≈
τ
+ Hệ số tăng bền bề mặt trục = 1
훽
SVTH: VÕ HỒNG HUY
Trang 30
Tải về để xem bản đầy đủ
48 trang
21/09/2024
240
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Chi tiết máy - Võ Hồng Huy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_chi_tiet_may_vo_hong_huy.docx
