báo cáo bài tập lớp 1 môn chi tiết máy tính toán động cơ điện

Theo các thông số trên ta chọn đặc tính kỹ thuật: Thông số công suất qua các trục:... Thông số đầu vào: Moment xoắn trên các trục:... -Moment uốn tại C: Ta xét đến việc có then tại vị tr

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA

🙞···☼···🙜

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚP 1 MÔN CHI TIẾT MÁY

……… ………

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Hữu Lộc Lê Thị Thúy Anh

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11, năm 2023

Phương án 8:

Lực vòng xích tải: F = 5300 (N) Vận tốc vòng: v = 1.10 (m/s) Tang trống: D = 275 (mm) Thời gian phục vụ: L = 5 (năm)

Quay một chiều, làm việc hai ca (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ

MỤC LỤC

PHẦN 1: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 4

1 CHỌN ĐỘNG CƠ 4

1.1 Chọn hiệu suất của hệ thống 4

1.2 Tính công suất cần thiết 4

1.3 Xác định số vòng quay của động cơ 4

6 Chiều dài tính toán của đai 8

7 Số vòng chạy của đai trong một giây 8

8 Tính toán các lực 8

PHẦN 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG MỘT CẤP 10

1 Thông số cho trước 10

2 Chọn vật liệu 10

3 Xác định ứng suất cho phép 10

3.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép 12

3.2 Ứng suất uốn cho phép 12

4 Chọn hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tập trung tải trọng 13

11 Kiểm nghiệm bánh răng về độ bền tiếp xúc 15

12 Kiểm nghiệm bánh răng về độ uốn 15

PHẦN 4: THIẾT KẾ HAI TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC 16

1 Thông số cho trước 16

TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ ĐIỆN

Do Pđc = 7,03 (kw) nên ta sẽ chon động cơ có công suất 7,5 (kw) 4 Số vòng quay của trục bộ phận công tác:

Với tỉ số truyền bảng trên tra chọn động cơ 132M công suất 7,5 kW quay 1450 (vòng/phút) với tỉ số truyền chung là u = 15,82, tỉ số truyền đai là uđ = 2,51 và tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp 1 là u = 6,3

6 Theo các thông số trên ta chọn đặc tính kỹ thuật: Thông số công suất qua các trục:

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

Tính toán thiết kế bộ truyền đai thang với Pđc = 7,5KW, n = 1450 vòng/phút, tỷ số truyền uđ = 2,51

1 Theo hình 4.22 [1], theo công suất và số vòng quay tai chọn đai thang loại B với bp = 14 mm; bo = 17 mm; h = 10,5 mm; yo = 4,0 mm; A = 138 mm2; d1 = 125÷280 mm; 𝑑𝑚𝑖𝑛 = 125 𝑚𝑚; l = 800÷6300 mm

2 Đường kính bánh đai nhỏ d1 = 1,2dmin = 1,2*125 = 150mm Theo tiêu chuẩn ta chọn d1 = 180mm Sai lệch so với giá trị chọn trước 0,4%

5 Khoảng cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức: Theo bảng 4.3 ta chọn đai có chiều dài L = 2500 mm = 2,5 m

7 Số vòng chạy của đai trong một giây:

8 Tính toán lại khoảng cách trục: 𝑎 = 𝑘 +√𝑘2−8∆2 Giá trị a vẫn thỏa mãn trong khoảng cho phép

9 Góc ôm đai bánh đai nhỏ:

11 Lực căng đai ban đầu trên 2 dây đai: 𝐹𝑜 = 𝐴𝜎𝑜 = 𝑧𝐴1𝜎𝑜 = 2.138.1,5 = 414𝑁 Lực căng mỗi dây đai: 𝐹𝑜

Công suất trên trục dẫn 𝑃1 7,5 (kW)

THIẾT KẾ CÁC BÁNH RĂNG TRONG HỘP GIẢM TỐC độ rắn trung bình HB2 = 300HB Vật liệu này có khả năng chạy tốt

3 Số chu kỳ làm việc cơ sở:

La – tuổi thọ tính theo năm Knam - hệ số làm việc trong năm Kn – hệ số làm việc trong ngày Vì NHE1 > NHO1 và NHE2 > NHO2 nên 𝐾𝐻𝐿 = 1

Vì NFE1 > NFO1 và NFE2 > NFO2 nên lấy NFE = NFO => KFL = 1

5 Theo bảng 6.13 tài liệu [1], giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh răng xác

8 Theo bảng 6.15 tài liệu [1] do bánh răng nằm đối xứng các ổ trục nên 𝜓𝑏𝑎 = 0,3 ÷ 0,5, ta chọn 𝜓𝑏𝑎 = 0,4 theo tiêu chuẩn Khi đó:

10 Chọn mô đun răng 𝑚𝑛 = (0,01 ÷ 0,02)𝑎𝑤 = 1,8 ÷ 3,6 Theo tiêu chuẩn ta chọn module là 3 mm

Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn: 19 Ứng suất uốn tính toán:

12 Bảng thông số bộ truyền bánh răng

Đặc tính bánh răng

Vật liệu bánh răng Thép C45

Kiểm tra Tính toán Cho phép So sánh Ứng suất tiếp xúc 488,24 (𝑀𝑃𝑎) 548,18 (MPa) σH < [σH]

Ứng suất uốn 104,61 (MPa) 350 (MPa) σF < [σF]

Thông số Ký hiệu Đơn vị Kết quả tính toán

THIẾT KẾ TRỤC

1 Thông số đầu vào:

Moment xoắn trên các trục:

Trong đó: 𝑙1= 𝑏1 = 77,76𝑚𝑚 (kết quả ở bộ truyền bánh răng) x =10 – khe hở giữa bánh răng và thành trong hộp giảm tốc

w = 40 ( theo bảng 10.3 thì w = 30 ÷ 70 khi T = 100 ÷ 200 Nm) Suy ra: l = 77,76 +20 +40 = 138 mm

Khoảng cách f chọn trong bảng 10.3: f không nhỏ hơn 60 ÷ 90mm, nên ta chọn f = 90mm

5 Vẽ biểu đồ moment uốn và xoắn

- Trong mặt phẳng thẳng đứng zy, phương trình cân bằng moment:

6 Các biểu đồ moment thì tiếp diện nguy hiểm nhất tại vị trí C

-Moment uốn tại C:

Ta xét đến việc có then tại vị trí mayơ của bánh răng nên tại tiết diện C ta tăng giá trị đường kính lên 10% Khi đó theo kết cấu:

𝑑𝐶 = 50 𝑚𝑚

-Vì tại vị trí C có lực dọc trục nên ứng suất pháp tuyến tại tiếp diện này không thay đổi theo chu kỳ đối xứng với biên độ: 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 =𝑀𝐶.103

Trục có một then, với đường kính d = 50mm, ta chọn then có bề rộng 𝑏 = 14 𝑚𝑚; chiều cao h = 9 mm; chiều sau rãnh then trên trục 𝑡1 = 5,5mm; chiều sau rãnh then trên mayơ 𝑡2 = 3,8 𝑚𝑚 Khi đó:

Do đó điều kiện bền mỏi của trục tại tiếp diện C được thỏa

8 Kiểm nghiệm then:

Thông số của then được tra theo Bảng Phụ lục 13.1 sách bài tập Chi tiết máy Then sử dụng ở đây là then bằng

Trong đó: 𝑙𝑙 – chiều dài làm việc của then, đối với then đầu tròn 𝑙𝑙 = 𝑙 − 𝑏 𝑡2 = 0,4ℎ - độ sâu rãnh then trên mayơ

[𝜎𝑑] ứng suất dập cho phép 𝑇 – momen xoắn trên trục

𝑑 – đường kính trục tại vị trí sử dụng then

Trục có một then, với đường kính d = 50mm, ta chọn then có bề rộng 𝑏 = 14 𝑚𝑚; chiều cao h = 9 mm; chiều sau rãnh then trên trục 𝑡1 = 5,5mm; chiều sau rãnh then trên mayơ 𝑡2 = 3,8 𝑚𝑚

Chọn chiều dài l của tthen theo tiêu chuẩn l = 70 mm - Kiểm tra nhanh độ bền dập:

Then tại D, với đường kính d=40 mm, ta chọn then có chiều rộng b = 12mm; chiều cao h = 8mm, chiều sâu rãnh then trên trục t = 5mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ 𝑡1 = 3,3mm

Chọn chiều dài l của tthen theo tiêu chuẩn l = 70 mm - Kiểm tra nhanh độ bền dập:

Trong đó: 𝑙2 = 𝑏2 = 72𝑚𝑚 (kết quả ở bộ truyền bánh răng) x =10 – khe hở giữa bánh ng và thành trong hộp giảm tốc

w = 50 ( theo bảng 10.3 thì w = 50 ÷ 90 khi T = 600 ÷ 800 Nm) Suy ra: l = 72 +20 +50 = 142 mm

Khoảng cách f chọn trong bảng 10.3: f không nhỏ hơn 90 ÷ 125mm, nên ta chọn f = 100mm

4 Vẽ biểu đồ moment uốn và xoắn

5 Trong mặt phẳng thẳng đứng zy, phương trình cân bằng moment:

Phương trình cân bằng lực theo trục y:

6 Các biểu đồ moment thì tiếp diện nguy hiểm nhất tại vị trí D

-Moment uốn tại D:

Ta xét đến việc có then tại vị trí mayơ của bánh răng nên tại tiết diện B ta tăng giá trị đường kính lên 10% Khi đó theo kết cấu:

𝑑𝐷 = 75 𝑚𝑚

-Vì tại vị trí D có lực dọc trục nên ứng suất pháp tuyến tại tiếp diện này không thay đổi theo chu kỳ đối xứng với biên độ: 𝜎𝑎 = 𝜎𝐹 =𝑀𝐷.103

Trục có một then, với đường kính d = 75mm, ta chọn then có bề rộng 𝑏 = 18 𝑚𝑚; chiều cao h = 2,5 mm; chiều sau rãnh then trên trục t = 5,5mm; chiều sau rãnh then trên mayơ 𝑡1 = 3,8 𝑚𝑚 Khi đó:

Do đó điều kiện bền mỏi của trục tại tiếp diện được thỏa

8 Kiểm nghiệm then:

Thông số của then được tra theo Bảng Phụ lục 13.1 sách bài tập Chi tiết máy Then sử dụng ở đây là then bằng

Trong đó: 𝑙𝑙 – chiều dài làm việc của then, đối với then đầu tròn 𝑙𝑙 = 𝑙 − 𝑏 𝑡2 = 0,4ℎ - độ sâu rãnh then trên mayơ

[𝜎𝑑] ứng suất dập cho phép 𝑇 – momen xoắn trên trục

𝑑 – đường kính trục tại vị trí sử dụng then

Trục có một then tại D, với đường kính d = 70mm, ta chọn then có bề rộng 𝑏 = 20 𝑚𝑚; chiều cao h = 12 mm; chiều sau rãnh then trên trục 𝑡1 = 7,5mm; chiều sau rãnh then trên mayơ 𝑡2 = 4.9 𝑚𝑚

Chọn chiều dài l của tthen theo tiêu chuẩn l = 75 mm - Kiểm tra nhanh độ bền dập: Then tại C, với đường kính d=55 mm, ta chọn then có chiều rộng b = 16mm; chiều cao h =10mm, chiều sâu rãnh then trên trục 𝑡1 = 6mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ 𝑡2 = 4,3mm

Chọn chiều dài l của tthen theo tiêu chuẩn l = 75 mm - Kiểm tra nhanh độ bền dập:

THIẾT KẾ Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC

Vậy thì trọng tải quy ước Q=(0,4.1.1655+42,8.1163).1.1=50438,4 N Như vầy khả năng tải động tính toán sẽ là:

𝐶𝑡 = 𝑄 √𝐿𝑚 = 50438,4 √831,87 10

= 379121,1 𝑁

Như kết quả tính toán ở trên ta sẽ chọn ổ đũa lồng cầu 2 dãy có số hiệu 53524H cỡ nhẹ rộng với C=466000N và 𝐶0 = 400000𝑁 sẽ thỏa mãn yêu cầu

Như vậy khả năng tải động tính toán sẽ là:

𝐶𝑡 = 𝑄 √𝐿𝑚 = 48733,2 √132 10

= 210861,4 𝑁

Như kết quả tính toán ở trên ta sẽ chọn ổ đũa lồng cầu 2 dãy có số hiệu 53519 cỡ nhẹ rộng với C=282000N và 𝐶0 = 215000𝑁 sẽ thỏa mãn yêu cầu

2 Nối trục

Sử dụng nối trục đàn hồi theo yêu cầu của bài toán với các thông số như sau: Momen xoắn tại trục đầu ra: 𝑇 = 637,36 𝑁𝑚

Đường kính trục II tại vị trí gắn nối trục: 𝑑 = 55𝑚𝑚 Đường kính trục đầu ra gắn vào băng tải xích

Theo như trên mạng tại công ty Việt Phát, ta có bảng thông số công ty sản suất:

Với thông số và số liệu như trên thì ta chọn nối trục xích có số hiệu KC-5016 sẽ phù hợp cho máy

MỐI GHÉP REN

Bài 7, Phương án 10

a) 1.Trọng tâm của nhóm bulông là tâm O ở giữa bulông 2 và 3

Dời lực 𝐹1 và 𝐹2 về trọng tâm O, ta có lực 𝐹1 và 𝐹2 đi qua trọng tâm I và momen M là: Trong đó: 𝐹𝐹1; 𝐹𝐹2; 𝐹𝐹3; 𝐹𝐹4 là lực do F tác dụng lên 4 điểm 1;2;3;4 4 Khoảng cách đến trọng tâm O của các bulong :

• Để mối ghép không bị trượt:

Mối ghép không bị trược nếu lực 𝐹𝐻 nhỏ hơn lực ma sát lớn nhất, nghĩa là:

Vì chưa xác định được đường kính lỗ nên 𝐴𝑚và 𝑊𝑚 lấy sơ bộ bằng A và W diện tích và momen cản uốn của tiếp diện nguyên, bỏ qua các lỗ), khi đó 𝑀𝑚 được xem là gần bằng M

𝑑1 = √4 𝐹𝑡𝑑 [𝜎𝐾]𝜋= √

400 𝜋 = 3,654 (𝑚𝑚) Trong đó: [𝜎𝐾 ] = 400 MPa do vật liệu bulong có cấp bền 4.6

Theo bảng 17.7 ta chọn bulong M4,5 với 𝑑1= 3,688 (mm)