tiểu luận nguyên lý chi tiết máy spkt

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN1.1... tácCông suất  Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích con lăn... 3.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:Ứng suất

PHẦN I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 Chọn động cơ điện:

1.1.1. Xác định công suất trên trục động cơ điện:

Công suất truyền trên các trục công tác: P t = 2.94 kw

Công suất trên trục động cơ điện:

Pct= Pt

Hiệu suất truyền động:

η=η1.η2.η3 =ηnt.ηol3.ηbr.ηx (công thức (2.9) trang 19 tài liệu [I] )

Từ bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có:

Hiệu suất bộ truyền xích: ηx = 0,95

Hiệu suất nối trục di động: ηk = 1

Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ηol = 0,99

Hiệu suất 1 cặp bánh răng: ηbr =0,96

U h : tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp U h = 4

U n : tỷ số truyền bộ truyền xích U n = Ux = 3 (chọn theo bảng 2.4 trang

21 tài liệu [I])

 U t = 3.4 = 12

Theo điều kiện: P đc ¿ P ct

nđb ¿ nsb

(công thức (2.19) trang 22 tài liệu [I] )

Tra bảng phụ lục 1.2 trang 235 tài liệu [I] ta chọn động cơ: DK.52_6 có:

85 =11, 17 (công thức (3.23) trang 48 tài liệu [I] )

1.2.2Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động:

- Kiễm tra: u1.u2.ux = 1,69.2,19.3,01=11,14

| u1.u2.ux – U| = |11,17-11,14| = 0,03.

Vậy chấp nhận các tỉ số truyền: u1 =1,69và u2= 2,19

1.2.4.Xác định công suất, moment và số vòng quay trên các trục:

* Công suất trên các trục:

Dựa vào Plv và sơ đồ hệ dẫn động:

 Đối với trục máy công tác:

tácCông suất

 Vì tải trọng xích va đập nhẹ, vận tốc thấp nên chọn xích con lăn

2.2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền:

Với ux = 3 (đã chọn)

Theo bảng 5.4 trang 80 tài liệu [I] ta chọn số răng của đĩa xích nhỏ z1 = 23

Số răng của đĩa xích lớn:

kbt = 1,3 (môi trường làm việc có bụi)

Theo bảng 5.5 trang 81 tài liệu [1] với n01= 600 (vg/ph), xích 1 dãy

Thấy [ p ] =11, 4 >pt=9 , 1838(kw ) (thỏa mãn điều kiện mòn)

Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13 trang 85 tài liệu [I]

Hệ số tải trọng động: kđ = 1,2 (chế độ làm việc trung bình)

Fv -lực căng do lực li tâm sinh ra: Fv = q.v2 = 18,85(N)

F0 -lực căng do nhánh xích bị động sinh ra: F0 = 9,81.kf.q.a

Lấy kf = 6 (vì bộ truyền nằm ngang)

Fvđ = 13.10-7 n2.p3.m = 13.10-7.432.19,053 = 3,88(N).

E: Mođun đàn hồi: E = 2,1.105 Mpa

A = 106 diện tích chiếu của bản lề (tra theo bảng 5.12 trang 87 tài liệu [1])

[ σH] ứng suất tiếp xúc cho phép tra theo bảng 5.11 trang 86 tài

Thấy: σ H ¿ [ σ H ] nên đảm bảo độ bền tiếp xúc

Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn d1 139,9

Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn d2 418,54

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích dẫn d a1 148,12

Đường kính vòng đỉnh đĩa xích bị dẫn d a2 427,63

Đường kính vòng chân răng đĩa xích dẫn d f 1 127,84

Đường kính vòng chân răng đĩa xích bị dẫn d f 2 406,48

Chọn vật liệu và xác định ứng suất cho phép :

Chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như sau:

Cụ thể theo bảng 6.1 tài liệu [1] chọn:

Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn

HB = 241 ¿ 285, có σ b 1 = 850 MPa , σ ch1 = 580 MPa

Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn

HB = 192 ¿ 240 , có σalignl ¿b2¿¿¿ = 750 MPa, σ ch2 = 450 MPa

Xác định ứng suất cho phép:Theo bảng 6.2 trang 92 tài liệu [1] thép C45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 180 ¿ 350

Tương tự ⇒ NHE1 > NHO1 , do đó KHL1= 1

Như vậy theo công thức 6.1a trang 93 tài liệu [1] sơ bộ xác định được:

Ứng suất quá tải cho phép theo công thức 6.13 và 6.14 trang 95-96 tài liệu [1].

Tra bảng 6.6 tài liệu [1] chọn ψba = 0,3

KH β : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc Với: ψbd=0,5.ψba( ubr+1)=0,7

Tra bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1] ta được: KH β = 1,03; KF β = 1,05

3.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc Theo công thức 6.33 trang 105tài liệu [1]

Zε : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng Theo công thức 6.36c trang

3.2.4Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Vì sử dụng răng không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh x = 0

Tra bảng 6.18 trang 109 tài liệu [1] ta được: YF1 = 3,8; YF2 = 3,6

Theo công thức 6.47 trang 109 tài liệu [1] ta có:

Theo công thức 6.48 trang 110 tài liêu [1]

Ứng suất tiếp xúc cực đại:

σH max= σH √ Kqt=744,74 Mpa < [ σH max] = 1260 Mpa

Vậy thỏa mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt.Ứng suất uốn cực đại:

σ F 1 max=σ F 1 K qt=191,844 Mpa <[σ F 1max]=464 Mpa

σ F 2 max=σ F 2 K qt=181 ,74 Mpa <[σ F 2max]=360 Mpa

Vậy thỏa mãn điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng

3.2.6 Các thông số cơ bản của bộ truyền:

Do đĩa xích tác dụng lên: Fr = 1153,64 (N) = Fy21

Do cặp bánh răng trụ răng nghiêng: xác định theo công thức 10.1 tài liệu [1]

√ T2

0,2 [ τ ] =26 , 37 ảmmĐường kính sơ bộ của các trục sẽ là: d1 = 25 mm; d2 = 30 mm

Từ đường kính sơ bộ và bảng 10.2 trang 189 tài liệu [1] xác định được chiều rộng ổ lăn lần lượt như sau:

bo1 = 17 mm; bo2 = 19 mm

botb = (17+19)/2 = 18 mm

4.3.2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp: K1 = 10Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp: K2 = 5

Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ: K3 = 10

Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn = 15

Chiều dài mayơ bánh răng trụ trên trục I Xác định theo công thức 10.10 trang 189 tài liệu [1]

⇒X a1=−F k+F t 1−X b 1=−300+1188,247−777 ,831=231 ,51 ả( N )

BIỂU ĐỒ MÔMEN TRỤC I:

Momen uốn tổng Mj và momen tương đương Mtdj tại các tiết diện j trên chiều dài trục:

Trong đó: Myj , Mxj – momen uốn trong mặt phẳng yOz và xOz tại các tiết diện j

25 mm ta chọn [σ] = 63 Mpa

dnt = 16,6 (mm)

dA1 = dB1 = 17,53(mm)

dbr1 = 18,41 (mm)

Chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn:

dnt = 17 (mm) đoạn trục lắp với khớp nối

dA1 = dB1 = 18 (mm) đoạn trục lắp ổ lăn

 

3

1,

0 

tdj j

M

d 

Momen uốn tổng Mj và momen tương đương Mtdj tại các tiết diện j trên chiều dài trục:

Trong đó: Myj , Mxj – momen uốn trong mặt phẳng yOz và xOz tại các tiết diện j

Mj = √ M2yj+ Mxj2 (Nmm) (10.15)

M A 2=0( Nmm)

dx = 32 (mm) đoạn trục lắp với đĩa

4.4 Tính kiểm nghiệm về độ bền mỏi:

Xét tại tiết diện đoạn trục lắp bánh răng trên cả 2 trục

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau:

Sj= Sσj Sτj

√ Sσj2 + Sτj2 ≥ [ S ] (10.19)

Trong đó: [S] = 1,5…2,5 là hệ số an toàn cho phép

Sσj và Sτj - hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn

chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j :

Thép C45 tôi thường hóa có: σb = 600 (Mpa)

Tiết diện Đường

kính trục d(mm)

Wj (mm3) Mj(Nmm) σ aj

Vì trục I quay 1 chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Do

đó theo công thức 10.23 tài liệu [1]:

br2 23 2,0

6

1,64

[1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí