Bài tập lớn chi tiết máy Đề tài Đề 3 phương án 5

Tìm hiều truyền động trong máy — Xác định công suất dộng cơ và phân phối tỉ số truyền 1.1... Hiệu suất chung ca hé tháng: Ta thay.. trên hệ thống từ động cơ đi ra lần lượt qua 1 khớp nồi

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

BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY

ĐÊỀ TÀI: ĐỀ 3 PHƯƠNG ÁN 5

GVHD_ : Th.S Lê Thúy Anh SVTH :PHẠM PHƯƠNG BẢO PHÚC MSSV :1712695

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2024

THIET KE HE THONG DAN DONG XE TAI TREN DUONG RAY

GVHD: Lé Thay Anh

Hệ thống dẫn động xe tải gồm:

I- Động cơ điện; 2- Nối trục đàn hỏi; 3- Hộp giảm tốc bnh răng trụ I cấp; 4- Bộ truyền

bnh rang tru rang thing; 5- Đường ray; 6- Bánh xe

BANG SO LIEU Quay | chiêu, làm việc 2 ca (1 năm làm việc 300 ngày, l ca làm việc 8 giờ)

Phuong an 5:

can ra

kinh banh xe D (mm

Thoi L (nam

1 Tìm hiều truyền động trong máy — Xác định công suất dộng cơ và phân phối tỉ số truyền

1.1 Xác định công suất của trục công tác:

p — F,*ò _ 4300 + 1.12

“14000 1000 = 4.816(kW)

1.2 Hiệu suất chung ca hé tháng:

Ta thay trên hệ thống từ động cơ đi ra lần lượt qua 1 khớp nồi 1 hộp giảm tóc bánh răng trụ nghiêng 1 hệ thống truyền động bánh răng rụ thăng đề hở 2 cặp ô lắn và 1 cặp ô

trượt

Chọn các thông số vẻ hiệu suất của các khâu như bảng dưới:

Hiệu suất chung của hệ thống truyền động:

Neh = Nkn * Nor * Norh * Not * Nef = 0.98 * 0.96 * 0.94 x 0.98 x 0.99” = 0.849 1.3 Xác định công suất động cơ cần thiết:

P„ 4.816

=~“=———=5.673(kW

Theo bang catalouge mau:

Motor SGA (Company CMG, Australia)

1500 1000 Tmv/Tan n, rpm | Tmzv/Taa ) n.rpm | T»„yFạ»

1390 2 910 2

2 9

0 29 24

2

30 33 8

2 3

132 50

3

60 9 5

33

29 7 3 13

315

200 LB 2955 250M ; 3,0 740 2,5

250 2975 3 : 3.2 315 740 24

2 315 2.8 315 740 2.5

110 3158 2980 3 3158 1485 A 990 3,1 315LB 740 3

Chọn động cơ có công suất lớn hơn và gần nhất với công suất động cơ cần thiết ta chọn

Pac = 7.5 (RW)

1.4 Tính số vòng quay cza bánh xe:

net mxD xx+300

1.5 Tính t7 số truyền chung:

= 71.301 (rpm)

_ _ Nac

Uch = Upy * Uprn = ——

~ ka z X Net

Ta lập bảng phân phôi ti sô truyen

DC |

DC 2

DC 3

DC 4

[Use Ucn |

Trong đó Sai số A„= «100% u,, la tí số truyền chung thực tế sau khi phân phối ti số truyền

Chọn ĐC 2 với các thông số như trong bảng:

mạ, (pm) Uch tụy Uprh Sai so A,

1.6 Xác định các thông số kĩ thuật trên

Động cơ Động cơ Truc | Truc II Truc CT

Théng

Ti

Đô vòng

quay(rpm)

Trong đó các thông số trong bảng được tính như sau:

Thông số công suát trên từng trực (kW)

P„„„„ 4816

Pi, ct Z ————— —=-œ Not 0.98 = 4.914(kW ( )

4.914

P

Đụ„ =—”®“—=——————=5.280(kW

Norn *Nor 0.94 * 0.99 (kW)

Py 5.280

P, = —4*— = — = 5 556(kw Nbr *Not 0.96 x0.99 (kW)

P, = Pr _ 9.986 5.673(kW

Số vòng quay cua cac truc (rpm)

Nac = 1450(rpm)

Na, 1450

ny; = lin - 1450(rpm)

n, 1450

ny = un, == 181.25(rpm)

ny, 181.25

Ne = Hạn = 357 72.5(rpm)

Momen xoán các trực

_— 9550 + Pạ, _ 9550+ 5.673

_ 9950 * Pe _ 9550 *4.914 _ 1a 292(N.m)

ct = Na — — 72.5

„

THIET KE BO TRUYEN BANH RANG KIN RANG GHIENG

Với Lạ = 6 năm làm 2 ca 1 ca 8h 1 năm làm 300 ngày

1 Các thông số:

Up = 8 ny = 1450rpm

Ti = 36.593Nm

._ Vì bánh răng đặt trong hộp giảm tốc được bôi trơn tốt

Chọn bánh răng dẫn là thép 40Cr tôi cải thiện

HB; = 300

HBa = 260

Số GK làm việc cơ sở

Nho: = 30*HB12* = 2.644*107 chu ky

Nuo2 =30*HB,?4 =1.675*10" chu kỳ

Nroi = Nroa= 5”108 chu ky

Số GK làm việc tương đương

Ta có: Ln = 2*8*300*6 = 28.800 giờ

Nue1 = 60cniLy = 60*1*1450*28.800 = 2.5056* 109 chu ky

N _ Nue1_ 2.5056x102

Hee 3.132*108 chu ky tương tự vì tái trọng không thay đổi theo thời gian nêÄ Nre: = Niet Nreo = Nue2

Vì Nue1 > Nuo1 Nhi > Nuo1 Kary = Kujo = Kgii — Kri2 =1

Theo bang 6.13

GouHimi = 2"HB; + 70= 2*300+70 = 670MPa

orimi = 1.8HB; =1.8.300 = 540Mpa

G6onlim2 =2"HB, + 70 = 2*260 + 70 = 590MPa

orimi = 1.8HB, =1.8.260 = 468MPa

Ung suat tiép xtc cho phép:

Sr = 1.75

[6y1] = — * Kua =

H

09

Vì là bánh rang tri fang nghiéng

= [Ôn] ~ 0.45*([ Gui] + [GH2]) = 463.905

Tuy nhiên [ Ốn] >[Õn] mịn không thỏa

= [Õn] = 482.72 Mpa

0.9.1

,¡ " 670 = 548.18Mpa

Ứng uốn cho phép

6oFlim

[Õr] = K

175 *1 =308.571Mpa

[6r2] = 267.42Mpa =—"

8 HS Yoa chen = 0.3 175

x (u+1 =—= 03x9 3x9

Woa = Voba - 1.35

Chon Kup = 107 theo Bảng 6.4

Krp = 1.13

9 aw= 480(041 hp =430+(8+1)x 126598107,

= 159.50mm

Chọn aw = 160

10 Modun răng

Chọn mạ = (0.01+ 0.02) *aw

=1.6+3.2

Chọn mạ = 2 theo dãy tiêu chuân

Ta có » 2awe cos8 Zi > 2awx cos 20”

mạ*(u+1) - m*(u+1)

> 17.6 > Z1 > 16.7

Chon Z1=17

=> Zo= 136

2%(17+136)

B = arccos * ——_ = 17.01 độ

11 Tỷ số truyền sau khi Chen Số răng

_ 72 _ 136

"A =8

12 Đường Kinh vòng chia

_ n7 _ - 2*17

mm co5.1461

cos = 284.44mm

Duong kinh Fong dinh

dat = di + 2* m, = 35.56 + 2*2 = 39.56mm

daz = d2 + 2* m, = 284.44 + 22 = 288.44mm

Duong kinh vong chan:

df1 = di - 2.5* m, = 35.56 — 2.5*2 = 30.56mm

df2 = d2 - 2.5+ m, = 284.44 — 2.5*2 = 279.44mm

Tinh lại khoảng cách trục:

mmạ*(24+22) — 2+(17+136)

8w#—————=———.-= 160mm

2*cos B 2*cos 17.01

Chiéu réng vanh rang:

Banh bi dan: bz = ba * aw = 0.3160 = 48 mm

Bánh dẫn: b; = bạ + 5 = 53 mm

13 Vận tốc vòng bánh răng:

_ Tdịn, _ Tt* 35.56 *1450

60000 s0000 = 2.700 m/s

Theo bang 6.3 chọn cáp chính xác là 9 với vạn = 6 m/s

14 Hệ số tải trọng động:

Chọn Khv= 1.07 và Kpy = 1.13

15 Tính toán kiếm nghiệm:

Zm*ZH*Zr 2T11* Kug*K ny*@t-+1)

Ốn = *

dw1

bự*u

190x 2.5x 0.96 » ——-

35.56

= 441.56MPa < [64] = 482.72Mpa

Do đó thoả điều kiện bèn tiếp xúc

16 Hệ số răng YE

Đối với bánh dẫn:

Yri= 3.47 += 3.47 4 22

„ = 4:25

Đối với bánh bị dẫn:

Yre= 3.47 +} —= 3.47 4 32

ag = 3-57

Đặc tính so sánh độ bền bánh răng:

(Sra == 308.571

= 72.6 Gra 267.428

- Banh dan-—

- Banh bi dan

357 = = 74.91

Ta kiêm tra theo bánh dẫn có độ bèn uồn thấp hơn

2Y py *T1* 103 K pp Kry _ 2% 4.25 * 36.593 * 103+ 1.13+ 1.13 dy1* by* My, ~

35.56 * 53 x2

= 105.36 MPa < [6,, ] = 308.571 Mpa

Vậy độ bèn uốn được thoả

Tính toán thiết kế:

Khoảng cách trục au(mm 160 Góc nghiêng ÿ (độ) 17.01

Mô đun mn(mm) 2 Đường kính vòng chia

Bánh bị dẫn da(mm) 284.44 Dạng răng Bánh răng trụ

răng nghiêng Chiêu rộng vành răng Đường kính vòng đáy

Bánh bị dẫn ba(mm) 48 Banh bi dan df2 (mm) 279.44

So rang" Đường kính vòng đỉnh

Banh dan Z:(răng) 17 Bánh dân da:(mm) 39.56

Tính toán kiểm nghiệm:

Thông số Giá trị cho phép Giá trị tính toán Nhận xét Ứng suat tiép xc 6y | 482.72 Mpa 441.56 MPa | Thoả điệu

Ứng suât uôn Ốr Or1(Mpa) = 308.571 MPa 105.36 MPa | Thoả điều

THIET KE BANH RANG TRU HO RANG THANG

1 Các thông số

Uprn = 2.5

Ny = N3 = 181.25rpm

Tạ; = Tạ = 278,201 Nm

2 Theo bảng 6.13, chọn

HB; = 250 va HB, = 220 duoc tôi cái thiện

3 Số chu kỳ làm việc cơ sở

Nyo3 = 30HB3* = 30*250** = 1,71*107 chu ky

Nyo4 = 30HB24 = 30*220** = 1,26*107 chu kỳ

No = Nzoz = 5*10° Chu ky

4 Ta có L„ = 28800 giờ

Nụg¿ = 60”Cc*n;*L¡; = 60*1*181.25*28800 = 3.13*10” chu kỳ

Nụg3 _ 3.13+108

Nua == —— = 1.25*10°

Vì tải trọng không thay đôi theo thời gian

TacO Npgs = Nụ; = 3.13"10 chu ky

Nggạ = Nụg„ = 1.25*10 chủ kỳ

Vì Nụgy > Noi; Nhgạ > Nhọa; Nggy > Ngọa; Nggạ > Ngọa

5 Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của các bánh răng

Øoniims = 2HB¿+70 = 2*250+70 = 570 MPa

Øonuima = 2HB,+70 = 2*220+70 = 510 MPa

Và

Cortim3 = 1.8HB3 = 1.8°250 = 450 MPa

Contima = 1.8HB, = 1.8*220 = 396 MPa

6 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Vì tôi cải thiện, S„ = 1.1

Oya] = Leena kK =

đu 1= 20oHLim4*0.3— x Kua = 510*0.9

Ứng suát tiếp xúc cho phép tính toán

[ou] = lows] = 417,27 MPa

7 Ung suat uén cho phép

Ta có %„ = 1.75

i: 450

[ons = SOFLim3 x K =

Ja "sp Ấm uy | = 257.14 MPa

_ FOFLim4 x 396

= ZOFLims x _ 326

8 Theo bang 6.15, chon 4, = 0.4

0.4 (2.541)

, =07 Chon Kyp = 1*0.2, Kpp = 1 * 0.4

Wha (Cut)

Wụa =———=

9 Khoảng cách trục

ay = 500+(u+1) a 5007(2.5+1)* ae

Chọn a,, = 250mm

10 Modun rang

m = (0.01~0.02)* ay = 2.5~5

Chon m =4

11 Tổng số răng:

2aw _ 2*250

Za +7a =_ = = 125 => {7a = 35.71 Chon Z3 = 35 => L4 = 90

m 4 7

12 Tỉ số truyền sau khi chọn số rang

90

US 35° 957

2.57%2.5

%Au = |

yg | 100% = 2.8% < 4% => Thoa điều kiện sai số

13 Các thông số hình học

Đường kính vòng chia

da = Zz *m=35"4 = 140mm

d, = 2¿ * m = 90”4 = 360mm

Đường kính vòng đỉnh

d;s = dạ+2m = 140+2”4 = 148mm

dag = dạ+2m = 360+2”4 = 368mm

Khoảng cách trục

_ m*(Zq+Z3) _ 4*(90+35)

Chiéu réng vanh rang

by = Poa * ay, = 0.4*250 = 100mm

bạ = bạ+5 = 105mm

14 Vận tốc vòng bánh răng

_ 1xdzxns — 1+140+181.25

— 60000 6000 = 1.33m/s

15 Theo bảng 6.3, chọn cấp chính xác là 9

Với tay = =

16 Hé sé tải trọng động:

Theo bảng 6.5

Kny = 1.09, Key = 1.15

17 Tính kiếm nghiệm tiếp xúc:

ơ #2*Zn*Zsx |2*Ta*103+*KpupxKpuv*(u+1)

aT d3 bạ*u

18 Hệ số dạng răng

¥r3 = 3.4742

= 3.47+13.2/85 = 3.85

3

Vig = 3.47422

= 3.47+13.2/90 = 3.62

4

[Øra] _ 257.14

Y F3 395 = 66.79 —

[Gra] = 226.29

Y F4 362 = 62.51 —

=> Bánh bị dẫn có độ bèn uón tháp hơn

— 2xT;x10Ä+YpaxKppxKpy

Ởp3 = —————————————

da+xbaxm

= 287.593 < [ơn] => Thoải điều kiện tiếp xúc

140*100*4

= 43.02 < [ora]

=> Thoa diéu kién dén

Khoảng cách trục 250mm

Mô đun m 4 Đường kính vòng chia

Bánh dẫn d; 140 Banh bi dan d, 360

Dang rang Bánh răng trụ | Dường kính vòng đỉnh

Banh bi dand,, (mm) ‘| 368

Chiêu rộng vành răng

Bánh dẫn b; 105mm

Bánh bị dẫn bạ 100mm

Sô răng

Bánh bi dan Z, 90

Tính toán kiểm nghiệm:

Thông sô Giá trị cho phép Giá trị tính toán | Nhận xét Ứng suất tiệp xúc Ốn | 417.27 MPa 287.595 MPa Thoả điêu

Ứng suát uôn Ốz 6ri(Mpa) = 257.14MPa | 43.02 MPa Thoả điều

(MPa) Gre(Mpa) = 226.29 MPa kiện uốn

LUC TAC DUNG LEN BANH RANG Chiều quay của các trục và hướng của lực tác dụng được biêu diễn như hình dưới đây:

1

Ta —T Fại

Fy

F

" L7 Pip

Py mủ - ®

địa co

Tính toán lực:

Trong hộp giám tốc bánh răng trụ răng nghiêng:

214+103xcos() —_ 2*36593x+cos17.01

n¥Z1 *

+ Lực hướng tam F., = Fz =e = ees 783.45N

+ Lực dọc trục Fy, = Fy = Fy, * tan(B) = 2058.36 + tan17.01 = 629.70N

Trong bộ truyền bánh răng hở:

2Tax103 — 2+278201

= = 3974.3N

+ Luc huéng tam F,; = F.4 = Fz * tan(@) = 3974.3 x tan20 = 1446.53N

+ Luc vong Fz = Fi4 =