Giải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răng

Giải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răngGiải bài tập chi tiết máy bộ truyền bánh răng

1 Chương 4: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG Bài 1: Một hệ thống như hình (truyền từ động cơ – trục I sang trục II, III và trục IV đến thùng trộn) với 1,2 – bánh răng côn răng thẳng có môđun m e ; 3,4 – bánh răng trụ răng chữ V (răng nghiêng) có môđun m n ; 5,6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m. Cho biết số vòng quay trục I là n 1 = 968vg/ph, số răng các bánh răng: z 1 = 20, z 2 = 40, z 5 = 22, z 6 = 44 và tỉ số truyền u 34 = z 4 /z 3 = 3, tỉ số truyền bộ truyền xích u x = 2. Môđun cặp bánh răng nghiêng m n = 4mm. Xác định: a. Số vòng quay trục thùng trộn. b. Số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng (40 30 ) oo   với khoảng cách trục a 34 = 320mm. c. Phương và chiều các lực tác dụng lên bánh răng và đĩa xích. Giải bài 1: TÓM TẮT: n 1 = 968 vg/ph; z 1 = 20; z 2 = 40; z 5 = 22; z 6 = 44 u 34 = z 4 /z 3 = 3; u x = 2 m n = 4 mm a 34 = 320 mm; 40 30 oo   a. Tìm n thùng trộn b. z 3 , z 4 = ? và  c. Phân tích lực. a. Ta có 1 thungtron n u n  . Mà 56 34 12x u u u u u u 56 = z 6 /z 5 = 44/22 = 2 và u 34 = 3 (đề cho). u 12 = z 2 /z 1 = 40/20 = 2 và u x = 2. Vậy 24u   1 968 40( / ) 24 thungtron n n vg ph u    b. Tính số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng  Ta có: u 34 = z 4 /z 3 = 3; m n = 4 mm; a = 320 mm Khoảng cách trục giữa bánh răng 3 và 4:       3 4 3 4 3 34 34 34 34 1 cos 2cos 2 2 n n n m z z m z z m z u a aa          (1) Do bánh răng nghiêng 3 và 4 là hình chữ V (trên trục II có hai bánh răng nghiêng 3 tạo thành chữ V – tương tự cho bánh răng 4). Như vậy ta có: 30 40 oo   (2) (với  là góc nghiêng của bánh răng). Theo (1) và (2), ta suy ra được:           3 34 34 34 34 33 34 34 1 cos40 cos cos30 cos40 cos30 2 2 cos40 2 cos30 2 320cos40 2 320cos30 1 1 4 1 3 4 1 3 n o o o o oo oo nn m z u a aa zz m u m u                   3 30,64 34,64z   - Với z 3 = 31 (răng)  z 4 = u 34 .z 3 = 93 (răng). Khi đó     3 4 3 4 34 34 cos arccos 22 nn m z z m z z aa         2   4 31 93 arccos 39,19 2 320 o       - Với z 3 = 32 (răng)  z 4 = 96 (răng). Khi đó     34 34 4 32 96 arccos arccos 36,87 2 2 320 n o m z z a                   - Với z 3 = 33 (răng)  z 4 = 99 (răng). Khi đó     34 34 4 33 99 arccos arccos 34,41 2 2 320 n o m z z a                   - Với z 3 = 34 (răng)  z 4 = 102 (răng). Khi đó:     34 34 4 34 102 arccos arccos 31,79 2 2 320 n o m z z a                   c. Phân tích lực: Lưu ý rằng các lực được phân tích dưới đây là các dạng vector nên khi trình bày nhớ để dưới dạng vector lực. Và khi trình bày nhớ vẽ vị trí tương đối giống như sơ đồ đề bài đã cho. Hình phân tích dưới đây là minh họa cho phân tích các lực mà không kể đến vị trí tương đối của các bánh răng.  3 Bài 2: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ trục I sang trục II, III và trục IV) với 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng có môđun m e ; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng chữ V có môđun m n ; 5, 6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m. Cho biết số vòng quay trục I là n 1 = 1464 vg/ph, số răng các bánh răng: z 1 = 24, z 2 = 48, z 5 = 22, z 6 = 44 và tỉ số truyền u 34 = z 4 /z 3 = 3,15. Xác định: a. Số vòng quay trục IV. b. Phương và chiều các lực tác dụng lên các bánh răng. Khi thay đổi chiều quay thì phương chiều các lực thay đổi như thế nào? c. Nêu các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng? Giải tích tại sao? d. Số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng (40 30 ) oo   nếu cho trước khoảng cách trục a 34 = 250 mm và môđun các cặp bánh răng như nhau m = m n = m e = 4 mm. Giải bài 2: TÓM TẮT: n 1 = 1464 vg/ph; z 1 = 24; z 2 = 48; z 5 = 22; z 6 = 44 u 34 = z 4 /z 3 = 3,15 m = m n = m e = 4 mm a 34 = 250 mm; 40 30 oo   a. Tìm n IV b. Phân tích lực, khi đổi chiều thì lực thay đổi như thế nào? c. Các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng, giải thích? d. z 3 , z 4 = ? và  a) Xác định số vòng quay của trục IV: Ta có: 1 IV n u n  . Mà u = u 12 .u 34 .u 56 Khi đó: 1 1 1 1 6 2 12 34 56 34 15 1464 116 48 44 3,15 24 22 IV IV n n n n un z z n u u u u u zz         vg/ph b) Phân tích phương chiều của các lực tác dụng lên các bánh răng: 4 Khi đổi chiều quay của trục 1 – thì ta có các hình như sau: 5 c. Các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng: Ở cặp bánh răng côn 1,2 thì chỉ tiêu là tính theo độ bền uốn, kiểm tra theo độ bền tiếp xúc do bộ truyền hở, bôi trơn kém nên dạng hư hỏng chính là mòn răng. Ở các cặp bánh răng 3,4 và 5,6 thì chỉ tiêu là tính theo độ bền tiếp xúc, kiểm tra theo độ bền uốn vì bộ truyền kín, bôi trơn tốt, dạng hư hỏng chính là tróc vì mỏi bề mặt răng: do ứng suất tiếp xúc và ma sát trên bề mặt răng. d. Tính z 3 , z 4 và  Ta có:       3 4 3 34 3 34 34 34 11 cos 2cos 2cos 2 n n n m z z m z u m z u a a          Mà theo đề thì ta có: 30 40 cos40 cos cos30 o o o o             3 34 34 34 3 34 34 34 1 2 cos40 2 cos30 cos40 cos30 2 1 1 oo n oo nn m z u aa z a m u m u             33 2 250cos40 2 250cos30 23,07 26,09 4 1 3,15 4 1 3,15 oo zz         + Với z 3 = 24 4 34 3 3,15 24 75,6z u z      Chọn z 4 = 76 răng Và     3 34 34 1 4 24 1 3,15 arccos arccos 37,17 2 2 250 n o m z u a                     + Với z 3 = 25 4 34 3 3,15 25 78,75z u z      Chọn z 4 = 79 răng Và     3 34 34 1 4 25 1 3,15 arccos arccos 33,90 2 2 250 n o m z u a                     + Với z 3 = 26 4 34 3 3,15 26 81,9z u z      Chọn z 4 = 82 răng Và     3 34 34 1 4 26 1 3,15 arccos arccos 30,32 2 2 250 n o m z u a                      6 Bài 3: Cho hệ thống truyền động như hình truyền chuyển động từ bánh răng 1 đến bánh răng 4. Trong đó, tỉ số truyền của cặp bánh răng 1-2 là u 12 = 2; tỉ số truyền của cặp bánh răng 3-4 là u 34 = 2,5. Số vòng quay của bánh răng 1 là n 1 = 1450 vg/ph. Hãy tính: 1. Số vòng quay của bánh răng 4. 2. Xác định phương, chiều của các lực tác dụng lên các bánh răng. Giải bài 3: TÓM TẮT: u 12 = 2; u 34 = 2,5 n 1 = 1450 vg/ph (1) n 4 = ? (2) Xác định phương chiều các lực tác dụng lên các bánh răng. 1. Ta có: 1 1 1 4 4 12 34 1450 290 2 2,5 n n n un n u u u        vg/ph 2. Xác định phương chiều của các lực tác dụng lên các bánh răng. 7  Bài 4: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ động cơ – trục I sang trục II, III và trục IV đến băng tải) với 1, 2 – bánh răng côn thẳng có môđun m e ; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun m n1 và góc nghiêng 1  ; 5, 6 – bánh răng trụ răng chữ V (răng nghiêng) có môđun m n2 và góc nghiêng 2  . Cho biết vận tốc dài băng tải là v bt = 1,465 m/s, đường kính băng tải D = 300 mm, số răng các bánh răng: z 1 = 18, z 2 = 36, z 3 = 20, z 4 = 60, tỉ số truyền u 56 = z 6 /z 5 = 2,5, tỉ số truyền bộ truyền xích u x = 2,13, môđun cặp bánh răng nghiêng 5 – 6 m n2 = 4 mm. Xác định: 1. Số vòng quay trục băng tải và trục I. 2. Số răng z 5 , z 6 và góc nghiêng 2  ( 0 2 40 30 o   ) với khoảng cách trục a 56 = 200 mm. 3. Phương và chiều các lực tác dụng lên các bánh răng và đĩa xích. 4. Khi thay đổi chiều quay trục động cơ thì phương chiều các lực thay đổi thế nào? Giải bài 4: v bt = 1,465 m/s D = 300 mm z 1 = 18; z 2 = 36; z 3 = 20; z 4 = 60 u 56 = z 6 /z 5 = 2,5; u x = 2,13 8 m n2 = 4 mm a 56 = 200 mm 0 2 40 30 o   (1) Số vòng quay trục băng tải & trục I. (2) z 5 , z 6 và 2  ? (3) Phân tích lực. (4) Thay đổi chiều của động cơ  các lực thay đổi thế nào? 1. Ta có liên hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài là: 2 2 60 2 30 bt bt bt bt bt bt bt bt bt bt D v n v v v r n D D D            . Với D bt tính bằng đơn vị mét. Vậy ta có: 60 1,465 93 0,3 bt n     vg/ph 2. Ta có:       2 5 6 2 5 56 2 5 56 56 2 2 2 56 11 cos 2cos 2cos 2 n n n m z z m z u m z u a a          Mà theo đề thì ta có: 22 30 40 cos40 cos cos30 o o o o             2 5 56 56 56 5 56 2 56 2 56 1 2 cos40 2 cos30 cos40 cos30 2 1 1 oo n oo nn m z u aa z a m u m u             53 2 200cos40 2 200cos30 21,89 24,74 4 1 2,5 4 1 2,5 oo zz         + Với z 5 = 22 6 56 5 2,5 22 55z u z     răng Và     2 5 56 2 56 1 4 22 1 2,5 arccos arccos 39,65 2 2 200 n o m z u a                     + Với z 5 = 23 6 56 5 2,5 23 57,5z u z      Chọn z 6 = 58 răng Và     2 5 56 2 56 1 4 23 1 2,5 arccos arccos 36,39 2 2 200 n o m z u a                     + Với z 5 = 24 6 56 5 2,5 24 60z u z     răng Và     2 5 56 2 56 1 4 24 1 2,5 arccos arccos 32,86 2 2 200 n o m z u a                     3. Phân tích lực: 9 4. Thay đổi chiều của động cơ thì chỉ có các lực F a và lực F t thay đổi (vẽ hình lại).  Bài 5: Hệ thống truyền động như hình (truyền tự động cơ – trục I sang trục II đến trục III và IV đến trục công tác V) với 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng có môđun m e ; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun m n ; 5, 6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m. Cho biết số vòng quay của trục động cơ n dc = 2980 vg/ph, tỉ số truyền bộ truyền đai u d = 2,5, số răng các bánh răng: z 1 = 18, z 2 = 44, z 5 = 28, z 6 = 82, tỉ số truyền u 34 = z 4 /z 3 = 4, tỉ số bộ truyền xích u x = 2. Môđun các cặp bánh răng như nhau m n = m = 4 mm. Xác định: 1. Số vòng quay của trục công tác V. 2. Số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng  để khoảng cách trục a 34 = a 56 . 3. Phương và chiều các lực tác dụng lên các bánh răng, bánh đai và đĩa xích. 4. Khi thay đổi chiều quay trục động cơ thì phương chiều các lực thay đổi thế nào? 10 Giải bài 5: TÓM TẮT SỐ LIỆU: n dc = 2980 vg/ph u d = 2,5; u 34 = z 4 /z 3 = 4; u x = 2 z 1 = 18; z 2 = 44; z 5 = 28; z 6 = 82 m n = m = 4 mm. 1. Số vòng quay của trục công tác V: 6 2 12 34 56 34 15 2980 21 44 82 2,5 4 2 18 28 dc dc dc dc V V d x dx n n n n un z z n u u u u u u u u u zz            vg/ph 2. Khoảng cách trục a 34           3 4 3 34 3 34 5 6 34 56 3 34 11 220 2cos 2cos 2cos 2 1 cos 440 n n n n m z z m z u m z u m z z aa m z u                 Mặt khác, ta lại có: 8 20 oo   Vậy ta có:           3 34 3 34 34 33 1 440cos20 440cos8 cos20 cos cos8 cos20 cos8 440 1 1 440cos20 440cos8 20,67 21,79 4 1 4 4 1 4 oo n o o o o nn oo m z u z m u m u zz                   + Vậy z 3 = 21 4 34 3 4 21 84z u z     răng Và     3 34 1 4 21 1 4 arccos arccos 17,34 440 440 n o m z u                    3. Phân tích lực Ở cặp bánh đai thì lực tác dụng lên hai bánh chủ yếu là lực F r và lực vòng có ích F t . Lực trên nhánh căng F 1 và trên nhánh chùng F 2 được dời song song về tâm của bánh đai và tìm hợp lực tại đó, ta được F r . Và (2 3) rt FF Ở cặp bánh xích thì lực tác dụng chủ yếu lên hai bánh cũng là lực F r và F t . Và khi này rt FF [...]... Trong đó: 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun mn và góc nghiêng răng  ; 5, 6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m, số răng z5 = 20, z6 = 60 1 Xác định số răng z3, z4 và góc nghiêng  8o    20o  để a34 = a56 Biết mn = m = 4 mm; tỉ số truyền u34 = 2 2 Xác định phương chi u của lực tác dụng lên bánh răng và đĩa xích 3 Chi u nghiêng của bánh răng nghiêng trên... z1 2 Phân tích lực: Ta có:  Bài 8: Xác định chi u dài côn ngoài Re bộ truyền bánh răng côn thẳng Cho biết môđun vòng chia trung bình mn = 6,3 mm, chi u rộng răng b = 75 mm, số răng bánh dẫn z1 = 25, số răng bánh bị dẫn z2 = 50 Giải bài 8: TÓM TẮT SỐ LIỆU: mn = 6,3 mm b = 75 mm z1 = 25; z2 = 50 [Xem công thức ở trang 261 (SGK – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc 2012)] Chi u dài côn ngoài Re được xác... 213,59 mm  Bài 9: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ trục I sang trục II, III và trục IV đến thùng trộn với 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng có môđum me; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng chữ V có môđun mn; 5, 6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m Cho biết số vòng quay trục I là n1 = 985 vg/ph và mômen xoắn T1 = 53300 Nmm Số răng các bánh răng z1 = 18, z2 = 36, z5 = 20, z6 = 60, tỉ số truyền u34... thẳng có môđun me; 3, 4 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m; 5, 6 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun mn Cho biết số vòng quay trục I là n1 = 980 vg/ph Số răng các bánh răng: z1 = 18, z2 = 45, z3 = 26, z4 = 52 Tỉ số truyền cặp bánh răng 5-6 bằng 3 (u56 = 3) Xác định: 1 Số vòng quay các trục III và IV 2 Phương và chi u các lực tác dụng lên các bánh răng Giải bài 7: TÓM TẮT SỐ LIỆU: n1 = 980 vg/ph...  52 răng  m z 1  u34    4  26 1  2   o Và   arccos  n 3   arccos    12,84 320 320     2 Phân tích lực: 12 3 Chi u nghiêng của bánh răng nghiêng ở hình trên đã hợp lý Vì lực Fa3 và Fa2 ngược chi u nhau  làm giảm được lực dọc trục  Bài 7: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ trục I sang trục III và trục IV) với 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng có môđun me; 3, 4 – bánh răng. .. các bánh răng theo các hình sau đây: Lưu ý khi làm bài thì ta phải vẽ đúng theo sơ đồ tương đối của đề bài, kể cả bánh đai, bánh xích và trục công tác Bài làm ở đây chỉ mang tích chất tham khảo 4 Khi thay đổi chi u quay của trục động cơ thì chỉ có các lực Ft, Fa thay đổi (vẽ hình lại)  Bài 6: Cho hệ thống truyền động như hình truyền chuyển động từ động cơ đến trục dẫn động băng tải Trong đó: 1, 2 – bánh. .. 53300 Nmm Số răng các bánh răng z1 = 18, z2 = 36, z5 = 20, z6 = 60, tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 3,15, tỉ số truyền bộ truyền xích ux = 2 Xác định: 1 Số vòng quay trục thùng trộn 2 Phương chi u các lực tác dụng lên trục II 3 Mômen xoắn trên thùng trộn, giả sử hiệu suất hệ thống truyền động bằng 1 Giải bài 9: TÓM TẮT SỐ LIỆU: n1 = 985 vg/ph T1 = 53300 Nmm z1 = 18; z2 = 36; z5 = 20; z6 = 60 15 u34 = z4/z3... hình có hợp lý chưa? Tại sao? 11 Giải bài 6: TÓM TẮT SỐ LIỆU: z5 = 20; z6 = 60 mn = m = 4 mm u34 = 2  8o    20o  1 Xác định z3, z4 và  để a34 = a56 Khoảng cách trục a34 được tính theo công thức: m  z  z  m z 1  u34  m z 1  u34  m  z5  z6  4   20  60  a34  n 3 4  n 3  a56  n 3    160 2 cos  2 cos  2 cos  2 2 mn z3 1  u34  320 Theo đề bài, ta có:  cos   8o    20o... vòng quay của thùng trộn được xác định như sau: ndc n n n1 n1 985  u  nthungtron  dc  1     26 vg/ph 36 60 nthungtron u u u12u34u56u x z2 u z6 u  3,15   2 34 x 18 20 z1 z5 2 Xác định phương chi u các lực: 3 Xác định Momen xoắn T trên thùng trộn Ta có: Tthungtron  TIV ux  TIII u56  u x  TII u34  u56u x  TI u12  u34u56u x  53300  53300  z z2 u34 6 u x z1 z5 36 60  3,15   2  . 200 mm. 3. Phương và chi u các lực tác dụng lên các bánh răng và đĩa xích. 4. Khi thay đổi chi u quay trục động cơ thì phương chi u các lực thay đổi thế nào? Giải bài 4: v bt = 1,465 m/s. 3. Phương và chi u các lực tác dụng lên các bánh răng, bánh đai và đĩa xích. 4. Khi thay đổi chi u quay trục động cơ thì phương chi u các lực thay đổi thế nào? 10 Giải bài 5: TÓM TẮT. Lưu ý khi làm bài thì ta phải vẽ đúng theo sơ đồ tương đối của đề bài, kể cả bánh đai, bánh xích và trục công tác. Bài làm ở đây chỉ mang tích chất tham khảo 4. Khi thay đổi chi u quay của