bài thí nghiệm số 05 ứng dụng tin học trong tính toán chi tiết máy

Yêu cầu: Tính theo tiêu chuẩn ISO, chọn vật liệu theo tiêu chuẩn ISO giới hạn mỏitiếp xúc

BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 05

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY

Người soạn: Nguyễn Hữu Lộc, Thân Trọng Khánh Đạt

GVHD: Trịnh Nguyễn Chí Trung Nhóm: 4

Lớp: L01

Sinh viên thực hiện: Lê Gia Khởi – 2211704

Cấu hình:

• HĐH: Windows® 7 (32-bit minimum, 64-bit) trở về sau

• CPU: Intel® Pentium® 4, AMD Athlon™ 64 với công nghệ SSE2, 3 GHz hoặc hơn, hoặc AMD 2 nhân với công nghệ SSE2, 2 GHz hoặc hơn, hoặc Intel® Xeon® E3 hoặc Core i7 hoặc tương đương với công nghệ SSE2, 3.0 GHz hoặc cao hơn • RAM: 4 GB RAM tối thiểu với số chi tiết nhỏ hơn 500 (khuyến nghị ram 8 GB) • Đĩa cứng: trống 15 GB hoặc hơn

III.Cơ sở lý thuyết

Sinh viên tham khảo tài liệu hướng dẫn đính kèm

IV.Mô tả thí nghiệm

Cho mô hình truyền động như hình , với các thông số kỹ thuật được cho trong bảng 1

[1]

1 2

5

Động cơ

Bộ truyền đai thang

Hộp giảm tốc

5 Thùng trộn

PA

P3 (kW)

u1

u2 u3

PA

P3 (kW)

u1

u2 u3

PA

P3 (kW)

u1

u2 u3

Kết quả phương án 24

❖ Số liệu ban đầu:

- Công suất của thùng trộn: P = 6,48 (kW)

- Số vòng quay của thùng trộn: n = 1152 (vòng/phút) - Thời gian phục vụ: a = 6 (năm)

- Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải trọng tĩnh (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) - Hiệu suất:

+ Hiệu suất bộ truyền đai thang ηđ = 0,95 đ = 0,95

+ Hiệu suất cặp bánh răng trụ răng thẳng ηđ = 0,95 br = 0,96 + Hiệu suất cặp ổ lăn ηđ = 0,95 ol = 0,99

+ Hiệu suất bộ truyền xích ηđ = 0,95 x = 0,95

-Bánh răng tính theo tiêu chuẩn ISO, chọn vật liệu ENC60, các hệ số KA = 1; KHv = 1; KHβ = 1,2; KHα = 1 khi nhập trong Autodesk Inventor

-Bộ truyền đai tính theo tiêu chuẩn DIN 2215, chọn trước d1 =180mm, khoảng cách trục (𝑎 =𝑑2), chiều dài đai, loại đai DIN Chọn các hệ số PRB = 3,8 kW, k1 = 1,2

- Chọn xích theo tiêu chuẩn ISO 606:2004 (EU)

1 Thiết kế bộ truyền bánh răng

Cho trước: Tỷ số truyền u, công suất P, số vòng quay n

Yêu cầu: Tính theo tiêu chuẩn ISO, chọn vật liệu (theo tiêu chuẩn ISO giới hạn mỏi

tiếp xúc 𝑠𝐻𝑙𝑖𝑚 ≈ 570MPa), tính khoảng cách trục, môđun m, số răng, đường kính vòng chia,chiều rộng vành răng, vận tốc vòng của bánh răng, lực hướng tâm, lực tiếp tuyến Mô hình3D cặp bánh răng

Lưu ý: Các hệ số KA = 1; KHv = 1; KHβ = 1,2; KHα = 1 khi nhập trong Autodesk Inventor

2 Thiết kế trục và chọn then

+ Tính bằng tay: Xác định đường kính sơ bộ, phác thảo sơ bộ kết cấu trục

+ Tính bằng Autodesk Inventor: Định kích thước các đoạn trục, chọn vật liệu với Sy

= 400MPa, nhập giá trị các lực tác dụng lên trục, các biểu đồ mômen uốn, ứng suất… Đưa các kết quả vào thuyết minh Mô hình 3D các đoạn trục

+ Chọn then theo phần mềm

3 Chọn ổ lăn

+ Chọn ổ lăn trong Autodesk Inventor theo tiêu chuẩn

4 Thiết kế bộ truyền đai

Chọn trước: Chọn ký hiệu đai, đường kính các bánh đai (chọn d1 =180mm), khoảng

cách trục (a =d2), chiều dài đai

Yêu cầu:

Chọn ký hiệu đai theo tiêu chuẩn DIN 2215, nhập các thông số d1, d2, L

Tính bằng Autodesk Inventor: Số dây đai z và các thông số bộ truyền: vận tốc, lực

căng đai ban đầu, lực vòng có ích, lực căng trên nhánh đai chủ động và bị động, lực tác dụnglên trục, góc ôm đai, bề rộng bánh đai, khoảng cách trục bằng Autodesk Inventor Mô hình3D bộ truyền đai

Lưu ý: Chọn các hệ số PRB = 3.8 kW, k1 = 1.2

5 Thiết kế bộ truyền xích

Chọn trước: Số dãy xích k, số răng z1 và z2

Yêu cầu: Chọn xích theo tiêu chuẩn ISO 606:2004 (EU), số răng z1, z2, công suất P, số vòng quay n

Tính bằng Autodesk Inventor: Bước xích, số mắt xích, chiều dài xích, khoảng cách

trục, đường kính các đĩa xích, vận tốc trung bình, lực trên nhánh căng (chùng) F1 (F2), lựctác dụng lên trục Mô hình 3D bộ truyền xích

Các thông số bộ truyền bánh răng

Kết quả tính trong Autodesk Inventor:

Mô hình 3D

STT

răng

2,775 m/s

2 Thiết kế trục và chọn then

a Trục I và then

Công suất 𝑃1= 6,16 kW

Mômen xoắn 𝑇1 = 103,207 𝑁𝑚 Số vòng quay n = 576 vg/ph

Hình 6 Phác thảo kết cấu trục 1

Hình 7 Tab Design cho trục 1

Hình 8 Tab Calculation các thông số cho trục 1

Hình 9 Biểu đồ moment uốn

Hình 10 Biểu đồ ứng suất uốn

Thông số trong tab Calculations

Mô hình 3D trục

3 Chọn ổ lăn

Tính toán ổ lăn cho trục I

Theo hình 10, ta có kết quả các lực tác dụng lên ổ Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A:

Hình 22 Tab Design cho ổ trục 1

Hình 23 Tab Calculation cho ổ trục 1

Hình 29 Các thông số trong tab Calculation +

Kết quả tính trong Autodesk Inventor:

Bảng 3 Các thông số tính từ Autodesk Inventor

STT

17x1800

5

Thiết kế bộ truyền xích

+ Công suất truyền P = PII = 5,85 kW

+ Số vòng quay ĩa nhỏ 𝑛 = 𝑛đĩa nhỏ 𝑛 = 𝑛 𝐼𝐼 = 144 vòng/phút, tỉ số truyền u = 𝑢𝑥 = 4+ Chọn xích con lăn 1 dãy

+ Chọn số răng của ĩa xích: 𝑍đĩa nhỏ 𝑛 = 𝑛 1 = 29 – 2𝑢𝑥 = 29 – 2.2 = 21 răng + 𝑍2 = 𝑢𝑥 𝑍1= 2.25 = 84 răng

• Chọn bước xích:

− Theo bảng 5.4 trang 181 tài liệu [1], theo cột 𝑛01 = 200 vòng/phút P0=10.5 𝑃𝑐 = 25,4ta chọn bước xích mm

5 Lực căng trên mỗi nhánhđai

269,584 N 6 Lực căng trên nhánh căng 808,753 N 7 Lực căng trên nhánh chùng 211,922 N

9 Lực tác dụng lên trục Fr 1004,545 N

Hình 31 Chọn xích con lăn 2 dãy trên tab Design

Hình 32 Các thông số trong tab Design

Hình 33 Các thông số trong tab Calculation +

Kết quả tính trong Autodesk Inventor:

Bảng 4 Thông số bộ truyền xích

Hình 34 Bộ truyền xích được thiết kế

Chúng ta nên sử dụng phần mềm Inventor để tính toán độ bền, lực, vẽ biểu độ nội lực,… và rất nhiều thứ khác khi cần đối chiếu với kết quả tính toán thực tế, từ đó hiểu sâu hơn, cũng như giảm thời gian tính toán thiết kế máy

Dưới góc nhìn của một sinh viên cơ khí thì phần mềm Inventor rất đáng để học, ápdụng vào công việc do nó tương thích với phần mềm Autocad (xuất bản vẽ 2D ít lỗihơn)