Bài tập lớn nguyên lí – chi tiết máy tính toán hệ dẫn động xích tải đề 01 – phương án 10

Xác đ#nh đường kính của các tiết diện thnh phần của trục ..... Chọn xjch con lăn Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, điều kiện lm việc tĩnh v hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọ

Khoa Cơ kh Ch to my

Bô môn Thit k my

MY

TNH TON HÊ DN ĐÔNG XCH TI

HKII, Năm h$c: 2020-2021

Đ: 1 Phương n: 10

Gi,ng viên môn h$c: PGS.TS.Văn H0u Th2nh

Sinh viên th3c hiên: PHẠM QUỐC ANH MSSV: 2114338

S! LIÊU CHO TRƯ$C:

1.L3c k=o trên xch t,i F(N): 6800 2.Vân tDc vEng cFa xch t,i V(m/s): 0,85 3.SD răng cFa xch t,i Z (răng): 9 4.BưLc xch cFa xch t,i p (mm): 110 5.SD năm lOm viêc a (năm): 5

6 SD ca lOm viêc: 2 (ca), thi gian: 6h/ca, sD ngOy lOm viêc: 300 ngOy/năm 7.GQc nghiêng đưng nDi tâm bô truyTn ngoOi @: 145 (đô)

8.Sơ đV t,i tr$ng như hWnh 2

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BÔU TRUYỀN XÍCH 1

I CHỌN ĐÔUNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐTRUYỀN 1

1 Chọn động cơ điện 1

2 Phân phối tỉ số truyền 2

ІІ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔ TRUYỀN NGOÀI CỦA HÔUUP GIẢM TỐC: 4

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔU TRUYỀN TRONG CỦA HÔUP GIẢM TỐC: 9

1 Chọn vật liệu chế tCo bánh răng 10

2 Xác đ#nh thông số cơ bản của bộ truyền 12

3.Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 14

4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 16

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2 TRPC CỦA HÔUP GIẢM TỐC:

19 1 Chọn vật liệu 19

2 Xác đ#nh tải trọng tác dụng lên trục 20

3 Xác đ#nh khoảng cách giEa các gối đỡ v( điểm đặt lực 20

4 Xác đ#nh đường kính của các tiết diện th(nh phần của trục 21

Th nh

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BÔU TRUYỀN XÍCH I CHỌN ĐÔUNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1 Chọn đô Ung cơ điê Un

Công suất trên trục công tác: P =

Công suất tính: � (tải trọng tĩnh)� =

Công suất cần thiết của động cơ: Pct =

Với: η = ηnt.ηbr.ηx.ηô3 = 1.0,98.0,93.0,99 = 0,884 3

Trong đó:

- ηnt: Hiệu suất nối trục

- ηbr: Hiệu suất bộ truyền bánh răng - ηx: Hiệu suất bộ truyền xích - ηô: Hiệu suất bộ truyền ổ lăn

Tra bảng 2.1 ta được ηđ = 0,96 (bộ truyền đai thang-để hở); ηbrt = 0,98 (bộ truyền bánh răng trụ); ηnt = 1; ηol = 0,99 (hiệu suất của 1 cặp ổ lăn); ηx= 0,93 (bộ truyền xích)

Tốc độ quay của trục công tác:

V = n =⇒ = = 51,51 (v/ph)

1

Th nh

Hệ truyền động cơ khí có bộ truyền xích v( hộp giảm tốc 1 cấp bánh răng trụ răng nghiêng, theo bảng 2.2 ta sơ bộ chọn � đ =� = 2, �ℎ = 5

Tỉ số truyền chung sơ bộ:

-Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngo(i: @=145°

- Điều kiện l(m việc quay 1 chiều, l(m việc 2 ca

1 Chọn xjch con lăn

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, điều kiện l(m việc tĩnh v( hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu cao nên chọn loCi ống xích con lăn

2 Xkc định ckc thông số của xjch và bô U truyền

Theo bảng 5.4 chọn số răng đĩa nhỏ (đĩa dẫn) l( Z = 25 (răng) 1 ⇒ Số răng đĩa lớn (đĩa b# dẫn) �(ă(ă(ă(ă 2 =� 1× = 2,5 × 25 = 62,5 )(ă

- kbt = 1 : hệ số ảnh hưởng của bôi trơn(do bôi trơn nhỏ giọt,không có bụi ,chất lượng bôi trơn II-Bảng 5.7

kd = 3: hệ số phân bố không đều tải trọng cho 4 dãy E = 2,1 × 105 (MPa): Mođun đ(n hồi

Kr = 0,42: Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích (z =25) 1

A= 318 (mm ): Diện tích chiếu mặt tựa bản lề A (4 dãy xích), tra bảng 5.12 2

⇒ σH ≤ [σH] = 550 MPa

Như vậy, dùng thép 45 tôi cải thiện đCt độ rắn HB170 sẽ đCt ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] = (550÷ 650) MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1

Tương tự với [σ ] < [σ ] với cùng vật liệu v( nhiệt luyện H2H

Th nh

Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn �1 152 Đường kính vòng chia đĩa xích b# dẫn �2 382,18

III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÔU TRUYỀN TRONG CỦA HÔUP GIẢM TỐC:

Số liệu ban đầu:

- Chế độ l(m việc: 1 năm 300 ng(y, 1 ng(y l(m việc 2 ca, 1 ca 6h

1 Chọn vật liê Uu chế tạo bknh răng 1.1 Chọn vật liê Uu 2 cấp bknh răng

Bánh dẫn : chọn thép 45 tôi cải thiện đCt độ cứng HB = 241 285 có ÷ Giới hCn chảy: σ = 850 MPa b1

Giới hCn chảy: σ = 580 MPa ch1

Bánh b# dẫn: chọn thép 45 tôi cải thiện đCt độ cứng HB = 192 240 có ÷ Giới hCn chảy: σ = 750 MPa b2

Giới hCn chảy: σ = 450 MPa ch2

9

Với v = 2,15 (m/s) tra bảng 6.13 ta được cấp chính xác l( 9

3.Kiểm nghiê Um răng về đô U bền tiếp xúc

Ứng suất tiếp trên bề mặt răng l(m việc

Với α , α tính theo công thức ở bảng 6.11 ttw

● Đối với răng nghiêng không d#ch chỉnh

- Với v < 2,5 (m/s) chọn: k = 1,13: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọngHα

cho các đôi răng

14

KHα = 1,13 Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng KHβ = 1,06 hệ số kể đến phân bố không điều tải trọng trên chiều rộng v(nh răng khi

Vậy, độ bền tiếp xúc chấp nhận được

4 Kiểm nghiê Um răng về đô U bền uốn

Theo công thức 6.43:

Theo bảng 6.7: chọn �F = 1,14: Hệ số phân bố không điều tải trọng trên chiều rộng v(nhF

răng

15

- Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính vế uốn Do đó hệ số tải trọng khi tính về uốn l(

� � =�� �� × �� × = 1,14 × 1,09 × 1,37 = 1,7 Với = 1,68, ta có:

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Với β = 15,83°:

: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng - Số răng tương đương:

Theo bảng 6.18 ta được tr# số của hệ số dCng răng

- Ứng suất tiếp xúc cực đCi:

σH1max = σH× = 549,69 < [σH]max = 1624 MPa - Ứng suất uốn cực đCi:

= 103,04 MPa < [σ = 464 MPa

� = 97,61 MPa < [σF2]max = 360 MPa ⇒ Các thông số đều thỏa mãn

Th nh

1 Chọn vật liê Uu

Chọn vật liệu chế tCo 2 trục l( thép 45 thường hoá: Giới hCn bền l(: б� = 600

Giới hCn chảy l(: б�ℎ = 340 MPa Ứng suất xoắn cho phép: ] = 15 ÷ 30[ [ [ [ ⇒ chọn [[[[1[[[[[] = 15 Mpa

[[[[2[[[[[] = 30 Mpa

Xác đ#nh sơ bộ đường kính trục, đường kính trục thứ k ứng với � = 1,2 Đường kính các trục được xác đ#nh theo công thức 10.9

3 Xkc định khoảng ckch giữa ckc gối đỡ và điểm đặt lực

Dựa theo bảng 10.2 trang 189 chiều rộng các ổ lăn l( �01 = 21 v( �02 = 23 Chiều d(i mayo bánh trụ răng nghiêng thứ nhất trên trục I:

4 Xkc định đường kjnh của ckc tiết diê Un thành phần của trục

4.1 Tjnh tokn phản lực, momen uốn và đường kjnh trục tại ckc tiết diê Un trên trục I

Th nh

Tính Momen uốn tương đương

Với: M u

T: Momen xoắn trên trục Từ công thức v( biểu đồ momen ta tính được:

Th nh

Tính Momen uốn tương đương

Với: M u

T: Momen xoắn trên trục Từ công thức v( biểu đồ momen ta tính được:

Th nh

�(( (((((2 ) = �(( (((((2 ) = 50 mm �2 = 44 mm )

�2 = 48 mm )

5 Tjnh tokn về đô U bền mỏi

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an to(n tCi các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

Trong đó: : hệ số an to(n cho phép , ][ = (1,5÷2,5) [[[[

����, : hệ số an to(n chỉ xét riêng ứng suất pháp v( hệ số an to(n chỉ xét riêng ứng xuất tiếp tCi mặt cắt j

�� : Mômen tổng tCi tiết diện j

�� , �0 – mô men cản uốn v( mô men xoắn tCi tiết diện j 0

27

Th nh

Với thép 45 có :

Giới hCn bền kéo : �00� 00 = 60

Giới hCn mỏi uốn : � −1 = 0,436 × � = 261,6

Giới hCn mỏi xoắn : � −1 = 0,58 × −1 = 0,58 × 261,6 = 151,72

Tra bảng 10.7 trang197 Ta được các hệ số ảnh hưởng của tr# số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi �� = 0,05 ; �� = 0

TCi tiết diện (B) trên trục I (tiết diện lắp bánh răng có đường kính = 30 �� ) Đối với trục tiết diện tròn :

Trong đó : �� – hệ số tập trung ứng suất do trCng thái bề mặt phụ thuộc v(o phương pháp gia công v( độ nhẵn bề mặt cho trong bảng 10.8 trang 197, các chi tiết gia công trên máy tiện, yêu cầu đCt � � = 2,5 ÷ 0, 63 do đó: �� = 1,06

�� – hệ số tăng bền bề mặt trục cho trong bảng 10.9 trang 197 phụ thuộc v(o phương pháp tăng bề mặt, không dùng phương pháp gia tăng độ bền bề mặt �� = 1

Dùng dao phay ngón đối với trục có rảnh then, theo bảng 10.12 trang 199 Ta được �� = 1,76 , �� = 1,54

Tr# số của hệ số kích thước , theo bảng 10.10 trang 198 � = 0,88, �= 0,81

28

Th nh

Vậy:

Do đó tiết diện (B) trên trục I thỏa điều kiện bền mỏi

Tương tự, tCi các tiết diện nguy hiểm: (C) trên trục I v( (B), (C) trên trục II đều thỏa điều kiện bền mỏi

6 Kiểm nghiê Um trục về đô U bền tĩnh

Để đề phòng khả năng b# biến dCng dẻo quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột (chẳng hCn khi mở máy) cần tiến h(nh kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh theo công thức :

�1mm Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn �2mm Đường kính vòng chia đĩa xích b# dẫn ��1, ��2mm Đường kính vòng đỉnh của đĩa xích dẫn v( b# dẫn

��N Lực căng xích ban đầu do trọng lượng xích

Th nh

��đN Lực va đập trên một dãy xích i 1/s Số lần va đập của xích trong một giây

��Hệ số kể đến khoảng cách trục v( chiều d(i xích ���Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

�đ�Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích ��Hệ số kể đến chế độ l(m việc của bộ truyền

��Hệ số kể đến ảnh hưởng của v# trí bộ truyền

�1v/ph Số vòng quay của đĩa xích dẫn �2v/ph Số vòng quay của đĩa xích b# dẫn �1kW Công suất trên đĩa xích dẫn

�� ��Bước xích lớn nhất cho phép, bảng 4.8

[��] MPa Áp suất cho phép

Th nh

�2răng Số răng của đĩa xích b# dẫn ��mm Chiều rộng cần thiết của xích răng

B mm Chiều rộng xích răng (bảng 4.3)

[��] Ứng suất tiếp xúc cho phép (bảng )

Tài liê Uu tham khảo

1 PGS.TS.Tr#nh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính to n thi t k hệ dẫn động cơ khí tập 1 NXB Giáo dục Việt Nam ( 2010)

2 PGS.TS.Tr#nh Chất - TS Lê Văn Uyển : Tính to n thi t k hệ dẫn động cơ khí tập 1 NXB Giáo dục Việt Nam (2010)

32