Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỀ 1 Tính toán thiết kế trục trung gian (trục II) của hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng trong sơ đồ cho như hình vẽ 1 Động cơ điện; 2 Bộ truyền đai; 3 Hộp giảm tốc; 4 Khớp nố.
ĐỀ Tính tốn thiết kế trục trung gian (trục II) hộp giảm tốc bánh trụ thẳng sơ đồ cho hình vẽ P n T III Z3 Z' III II Z2 Z1 I 1- Động điện; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối; 5- Băng tải Nhiệm vụ tính tốn: 01 thuyết minh - khổ A4 01 vẽ sơ đồ tính + biểu đồ nội lực+ chi tiết trục - khổ A3 -1- Bảng thông số: Đề I u2 TIII dw2 dw’2 twZ2= twZ’2 [] - (N.m) (mm) (mm) (MPa) 0.96 3.75 950 348 168 20 Trong đó: u2: tỉ số truyền cặp bánh Z’2 – Z3 TIII: Mô men tải trục III dw2: Đường kính vịng lăn bánh Z2 dw2’: Đường kính vịng lăn bánh Z’2 tw:Gócăn khớp cặp bánh []:Ứng suất tiếp cho phép vật liệu chế tạo trục : hiệu suất truyền bánh BÀI LÀM Xác định momen xoắn trục II (TII) 22 Vật liệu CT5 Chọn = 0,96 ( hiệu suất truyền) Do truyền bánh trụ nên chọn 0,96 ÷ 0,98 Ta có mối liên hệ: N III TIII III N II TII II uII II II 3, 75III III TIII 263,88 Nm 263880 Nmm TIII III 0,96.TII 3, 75.III TII 0,96.3, 75 N III N II N III 0,96.N II II Xác định đường kính Áp dụng cơng thức: d m / (0, ) 263880 / (0, 2.22) 40,11mm Chọn sơ đường kính trục d2=45mm III Xác định khoảng cách gối đỡ, điểm đặt lực - Chiều dài may bánh trục II lm 22 1,3d 58,5mm - Chiều dài may bánh trục II lm 23 1, 2d 54mm ( Thường lấy chiều dài may bánh chủ động lớn bị động) l22 0,5(lm 22 b0 ) k1 k2 l23 l22 0,5(lm 22 lm 23 ) k1 l21 lm 22 lm 23 3k1 2k2 b0 d 45mm k1 8, k2 5, b0 25mm -2- l22 0,5(58,5 25) 54, 75mm l23 54, 75 0,5(58,5 54) 119mm l21 58,5 54 3.8 2.5 25 171,5mm IV Xác định trị số chiều lực từ bánh tác dụng lên trục Lực tác dụng từ bánh lên trục 2T 2.263880 - Lực vuông Ft Ft 1516,552( N ) d 2 348 2 r1 r2 Ft12tg t z2 1516, 552.tg 20o 552, 03( N ) - Lực hướng tâm F F - Lực dọc trục Fa2 Fa2 Ft 2tg 0 (β2=0, sin β2 = 0, cos β2 = ) cos Lực tác dụng từ bánh 2’ lên trục 2T2 2.263880 2' 2' 3141, 43(N) - Lực vuông Ft Ft d 2' 168 2' r1 2' r2 Ft12'tg t z2 ' 3141, 43.tg 20o 1143,39( N ) - Lực hướng tâm F F - Lực dọc trục Fa2' Fa2' Ft 2'tg 2' 0 (β’2=0, sin β’2 = 0, cos β’2 = ) Chọn hệ trục tọa độ oxyz Fxki, Fyki, Fzki Lực tác dụng theo phương x, y, z bánh thứ i lên trục k Lực tác dụng từ bánh 2’ (khơng cần tính, vẽ ln Fr, Ft - cos 2' hình) Fxki Fyki rki cqk cbki Ftki rki rki Ftki tg t / cos rki Fzki cqk cbki hrki Ftki tg rki tọa độ điểm đặt lực bánh i trục k, rki d ki cqk = trục quay ngược chiều kim đồng hồ cqk = -1 trục quay chiều kim đồng hồ cbki vai trò chủ động hay bị động bánh i trục k cbki = bánh chủ động -3- cbki = - bánh bị động - Bánh d 348 r22 22 174mm 2 Do điểm đặt lực nằm trục oz r22 r22 = -174mm cq2 = -1 trục II quay chiều kim đồng hồ ( trục III quay ngược chiều kim đồng hồ cb2 = - bánh II bị động r 174 Fx 22 22 cq2 cbki 22 Ft 22 ( 1).( 1).1516,552 1516,552(N) r22 174 r 174 Fy 22 22 Ft 22 tg t z / cos tg 20o 552, 03( N ) r22 174.1516,552 - Bánh 2’ d 168 r22' 22' 84mm 2 Do điểm đặt lực nằm phía trục oz r22 > r22 = 84mm cq2 = -1 ( trục II quay chiều kim đồng hồ) cb22’ = - bánh II bị động r 84 Fx 22' 22' cq2 cbki 22' Ft 22' ( 1).( 1).3141, 43 3141, 43(N) r22' 84 Fy 22' r22' 84 Ft 22' tg t z 2' / cos 2' 3141, 43.tg 20o 1143,39( N ) r22' 84 Với Fx 22 1516,552(N) Fy 22 552, 03( N ) Fx 22' 3141, 43(N) Fy 22' 1143,39( N ) l22 54, 75mm l23 119mm l21 171,5mm -4- - - Khi dời lực Fx22, Fx22’ điểm C, D trục, tạo thành mơ men m1 Fx 22 r22 ( 1516,552).( 174) 263880mm , m2 Fx 22' r22' 3141, 43.84 263880mm biểu diễn hình vẽ b Vậy mặt phẳng đứng, trục chịu tác dụng lực Fy22, Fy22’, mặt phẳng ngang có lực Fx22, Fx22’ tác dụng Biểu đồ mơ men xoắn vẽ hình c Xác định phản lực tính mơ men uốn mặt phẳng thẳng đứng Viết phương trình cân với điểm A B ta có m xA Fy 22' (l21 l23 ) Fy 22 (l21 l22 ) VB l21 0 -5- Suy ra: VB Fy 22' (l21 l23 ) Fy 22 (l21 l22 ) l21 1143,39.(171,5 119) 552, 03(171,5 54,75) 171,5 1143,39.52,5 552, 03.116, 75 VB 25, 78 N 171,5 m xB Fy 22 l22 Fy 22' l23 VA l21 0 VB Suy ra: VA VA Fy 22 l 22 Fy 22' l 23 l21 552, 03.54, 75 1143,39.119 617,14( N ) 171,5 Kiểm tra lại: P iy VA Fy 22' Fy 22 VB 617,14 1143,39 552, 03 25,78 0 Vậy phản lực gối đỡ A B mặt phẳng đứng vừa tính xác Tính mơ men uốn đứng M xC VA (l21 l23 ) 617,14.(171,5 119) 32399,85 Nmm M xD VB l22 25, 78.54,75 1411, 455 Nmm - Xác định phản lực tính mơ men uốn mặt phẳng ngang Xác định phản lực ngang: m yA Fx 22' (l21 l23 ) Fx 22 (l21 l22 ) H B l21 0 HB Fx 22' (l21 l 23 ) Fx 22 (l21 l 22 ) l21 3141, 43.(171,5 119) 1516,552.(171,5 54, 75) 1994, 067 N 171,5 m yB Fx 22 l22 Fx 22' l23 H A l21 0 HB HA Fx 22 l22 Fx 22' l23 1516,552.54, 75 3141, 43.119 2663, 914 N l21 171,5 Kiểm tra lại: Pix H A Fx 22' Fx 22 H B 2663,916 3141, 43 1516,552 1994, 067 0 Vậy phản lực gối đỡ A B mặt phẳng ngang vừa tính xác Tính mơ men uốn ngang M yC H A (l21 l23 ) 2663,914.(171,5 119) 139855, 485 Nmm M yD H B l22 1994, 067.54,75 109175,168 Nmm Trên biểu đồ vẽ ta thấy mặt cắt C mặt cắt nguy hiểm mơ men uốn mơ men xoắn lớn -6- Kiểm nghiệm độ bền: Tính theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn 2 td M xC M yC M zC Wx td 32399,852 139855, 4852 2638802 32,966 Nmm 0,1.45 Trục chế tạo thép CT5 có = 4,5kN/cm2 Kiểm nghiệm độ cứng Tl / (GJ ) 263880.171,5 / 8.104.10, 2.10 2.0,1.454 -7- ... phép vật liệu chế tạo trục : hiệu suất truyền bánh BÀI LÀM Xác định momen xoắn trục II (TII) 22 Vật liệu CT5 Chọn = 0,96 ( hiệu suất truyền) Do truyền bánh trụ nên chọn 0,96 ÷ 0,98 Ta có. .. xoắn lớn -6- Kiểm nghiệm độ bền: Tính theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn 2 td M xC M yC M zC Wx td 32399,852 139855, 4852 2638802 32,966 Nmm 0,1.45 Trục chế tạo thép CT5 có. .. cịn mặt phẳng ngang có lực Fx22, Fx22’ tác dụng Biểu đồ mô men xoắn vẽ hình c Xác định phản lực tính mơ men uốn mặt phẳng thẳng đứng Viết phương trình cân với điểm A B ta có m xA Fy 22'' (l21