I. Chọn động cơ: 1. Công suất trên trục công tác: Điều kiện làm việc với số liệu ban đầu: Lực vòng trên tải xích: 2F = 2400 (N). Vận tốc tải xích: V = 1 (ms). Số răng đĩa xích: Z = 11 (răng). Bước xích: P = 120. Số năm làm việc: a = 4 năm. Đặc điểm của tải trọng: Tải trọng và đập nhẹ, quay 1 chiều. Một năm làm việc 300 ngày, một ngày làm việc 2 ca, 1 ca 8 giờ. Sai số cho phép về tỉ số truyền Δu = (2÷3)% 2. Tính toán công suất hệ thống: Hiệu suất chung: η = ηđ.ηol4.ηBr2.ηnđ. Tra bảng 2.3 trang 19 ta có: ηđ = 0,95 : Hiệu suất bộ truyền đại. ηol = 0.99 : Hiệu suất 1 cặp ổ lăn. ηBr = 0,98 : Hiệu suất 1 cặp bánh răng. η = 1 : Hiệu suất nối trục. Vậy η = 0,95.0,994.0,982.1 = 0,876. 3. Chọn động cơ: Ta có: công suất máy công tác: P = . 2400.1 2,4( ) 1000 1000 FV KW .
GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ VÀ TỶ SỐ TRUYỀN I Chọn động cơ: Công suất trục công tác: Điều kiện làm việc với số liệu ban đầu: - Lực vòng tải xích: 2F = 2400 (N) - Vận tốc tải xích: V = (m/s) - Số đĩa xích: Z = 11 (răng) - Bước xích: P = 120 - Số năm làm việc: a = năm Đặc điểm tải trọng: - Tải trọng đập nhẹ, quay chiều - Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca Sai số cho phép tỉ số truyền Δu = (2÷3)% Tính tốn cơng suất hệ thống: Hiệu suất chung: η = ηđ.ηol4.ηBr2.ηnđ Tra bảng 2.3 trang 19 ta có: ηđ = 0,95 : Hiệu suất truyền đại ηol = 0.99 : Hiệu suất cặp ổ lăn ηBr = 0,98 : Hiệu suất cặp bánh η = : Hiệu suất nối trục - Vậy η = 0,95.0,994.0,982.1 = 0,876 Chọn động cơ: Ta có: cơng suất máy cơng tác: F V 2400.1 P= 2, 4( KW ) 1000 1000 Công suất cần thiết cho động P 2, Pct = 2, 74( KW ) 0,876 Ta có Pct nên ta cần chọn động có công suất thỏa điều kiện Pđm > Pct - Thực tế có nhiều động thỏa điều kiện Dựa vào thơng số cho mục đích giảm bớt kinh tế → Sự lựa chọn động loại DK42-4 (Tra bảng P12/235) Các thông số kỹ thuật: Cơng suất: P = 2,8(KW) Vận tốc quay: n=1420 (Vòng/phút) Cosφ = 0,84, T T K 1,9 , dn T T max 2 dn Mômen vô lăng = 0,067 Khối lượng m = 47 (Kg) SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN II Phân phối Tỉ số truyền: Ta có vận tốc trục công tác: V Với Z = 11(răng); Chọn n ≈ 46 (Vòng/phút) Tỷ số truyền chung: U n n đc 1420 lv n Z P.n 60000.V n lv 45, 45 60*1000 11.120 P = 120(mm); V = (m/s) 30,87 lv Mặt khác theo sơ đồ động ta có: U=Un.Uh.Unt U=Un.Uh=Uđ.Uh U h U U đ 30,87 9, 65 3, Uđ=Un : Tỷ số truyền hộp Uh: Tỷ số truyền hộp giảm tốc Unđ=1:Tỷ số truyền nối trục Tra bảng 2.4 tỷ số truyền đại SGK trang 21, chọn Uđ=3,2 Mặt khác: Uh=Un.Uc Un: Tỷ số truyền cấp nhanh Uc: Tỷ số truyền cấp chậm Chọn Un=1,2Uc Nên Uh=1,2Uc→U C U h 1, 9, 65 2,836 Un=1,2.2,836=3,4 1, Kiểm tra Ukt=Uđ.Un.Uc=3,2.3,4.2,836=30,85 U kt U 30,85 30,87 0, 02 2% 100 100 100 → Hợp lý với u cầu sai số vè tỷ số truyền ∆i=2÷3% Tính cơng suất trục: Ta có Pct = 2,74(KW) PI = Pct.ηđ.ηol = 2,74.0,95.0,99 = 2,58(KW) PII = PI.ηđ.ηol = 2,58.0,98.0,99 =2,5(KW) PIII = PII.ηđ.ηol = 2,5.0,98.0,99 = 2,42(KW) Mômen xoắn: Ti = Tđc = 9,55.10 P ; ni 9, 55.106.2, 74 18427, 465( N mm) ; 1420 n 1420 9,55.106.2,58 443, 75 (Vòng/phút) 55524, 507( N mm) ; n1 dc T1 = uđ 3, 443, 75 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN T2 = 9,55.106.2,5 n 443, 75 182929,1652( N mm) n2 130,515 (Vòng/phút) 130,515 un 3, T3 = 9,55.106.2, 42 n 130,515 502194, 698( N mm) n3 46, 02 (Vòng/phút) 46, 02 uc 2,836 Bảng phân phối tỷ số truyền: Trục Động I II III Thông số u uđ = 3,2 n ( v/ph ) 1420 443,75 130,515 46,02 P ( Kw ) 2,74 2,58 2,5 2,42 18427,465 55524,507 182929,1652 502194,698 Ti = 9,55.10 6.P ni un = 3,4 uc = 2,836 ( N mm ) A-THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI I Xác định thông số truyền : Từ điều kiện làm việc n = 1420 (v/ph); P1 = 2,74 (kw); - Một năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca Theo hình 4.1/trang 59 chọn loại đai tiết diện đai hình thang thường ký hiệu A với thong số sau: Kích thước tiết diện: bt=11 b = 13 d1 (100÷200) mm h = l (560÷4000)mm y0 = 2,8 A = 81 Tính đường kính trục: Tra bảng 4.13/trang 59 Chọn d1 = 140 (mm) d1.ndc 3,14.140.1420 - Vận tốc đai : v1 = ≈ 10,4 (m/s) 60x1000 60000 Thỏa điều kiện: v1 = 10,4(m/s) < vmax = 25 (m/s) Tính đường kính d2: Theo 4.2/trang 53 d2 = d1.u.(1- ) Chọn ε = 0,02 hệ số trược d2 = 140.3,2(1-0,02) = 439,04 (mm) SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN U = 3,2 Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN Tra bảng 4.26/trang 67, chọn d2 = 450 mm Như vây tỷ số truyền thực tế: d2 450 u tt 3,279 d (1 ) 140.(1 0,02) ud u (3,279 3,2) 100% 100% 2,5% u 3,2 => ∆u = 2,5% < 4% => Thỏa điều kiện giới hạn cho phép Với ∆u = 2.Khoảng cách trục a: Ta có u = 3,2, nên ta có sơ đồ tính toán sau: a d2 C I E 0,95 B D A u 3,2 Tính đoạn OI: AD DE AD * CB 0,8.0,1 DE 0,08 AB CB AB a OI DE 1,08 a 1,08.d 1,08.450 486( mm ) d2 a thỏa điều kiện theo công thức 4.14/trang 160: 0,55(d1+d2)+h ≤ a ≤ 2(d1+d2) 0,55(140+450)+8 ≤ a ≤ 2(140+450) 332,5 ≤ a ≤ 1180 Với a = 486 (mm) Thỏa điều kiện 3.Tính chiều dài đai: Cơng thức 4.4/trang 54: SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN l = 2a + (d1 d ) (d d1 ) 2 4a Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN 3,14.(140 450) (450 140) 2.486 1947,734(mm) 4.486 Tra bảng 4.13/trang 59, chọn chiều dài chuẩn l = 2000 mm Kiểm nghiệm điều kiện tuổi thọ v i= i max 10 /s l Với: i : Số lần đai v : Vận tốc đai l: 2000mm=2m chiều dài đai 11 i 5,5 / s i max 10 / s Thỏa điều kiên Tính xác khoảng cách a: Theo 4.6/trang 54 a= 8 Trong đó: (d d ) (140 450) 2000 3,14 1073,7(mm) 1074(mm) 2 (d d ) (450 140) 115(mm) * 2 * l 1074 1074 8.115 1048,78mm a 1049mm 4.Tính góc ơm 1 : a= Điều kiện 1 ≥ 1200 (d d ).57 (450 140).57 180 163,155 163,2 a 1049 0 1 = 163,2 > αmin = 120 Theo 4.7 /trang 54 1 = 180 Vậy Thỏa điều kiện II.Xác định số đai z : Số đai z xác định theo 4.16/trang 60: z= P1.kd P0 c cu cz cl Trong đó: * P1 = 2,58 kw công suất bánh dẫn * P0 = 2,92 kw công suất cho phép (tra bảng 4.19/trang 62) * kđ : hệ số tải trọng động (tra bảng 4.7/trang 55) Vì chế độ làm việc ngày ca nên lấy trị số bảng tăng thêm 0,1 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN kđ = 1,25 + 0,1=1,35 * c = 0,96 hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm (tra bảng 4.10/trang ) =20009(mm) =1700(mm) tra bảng 2000 1,176 1,2 1700 cl = 1.04 hệ số kể đến ảnh hưởng chiều dài đai (tra bảng 4.16/ trang61) v ới u =3,2 cu =1,14 hệ số kể đến ảnh hưởng tỷ số truyền (tra bảng 4.17) * cz =1 hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố không điều tải trọng cho dây đai (tra bảng 4.18) 4,165 x 1,24 1,547 3,14 x 0,96 x 0,95 x 1,14 x Chọn z = -Chiều rộng bánh đai: Theo 4.17 4.21 B = (z-1)t + 2e Các thông số: t = 15 h0 = 3,3 e = 10 => B = ( 2- ).15 + 2x10 = 35(mm) - Đường kính ngồi bánh đai: da = d + 2h0 Đường kính ngồi bánh đai dẫn: da1 = d1 + 2h0 = 160 + 2x3,3 =166,6 (mm) Đường kính ngồi bánh đai bị dẫn: da2 = d2 + 2h0 = 315 + 2.3,3 = 221,6 (mm) III.Xác định lực căng ban đầu lực căng tác dụng lên trục : - Lực căng đai F0: P k Theo CT 4.19/trang 63 F0 = 780 d + F v.c z Nên z= * Fv = qm.v2 lực căng lực li tâm sinh (CT 4.20/trang 20) Với tiết diện đai loại A → tra bảng 4.22/trang 22 → qm = 0,105 kg/m => Fv = 0,105.(11)2 = 12,705 (N) 2,58.1,35 Nên : F0 = 780 12, 705 98, 46 (N) 11.0,96.3 F0 = 98 (N) Lực tác dụng lên trục Fr Theo CT 4.21/trang 64 Fr = 2F0.z.sin(α1/2) = 2x98x2xsin(163,20/2) = 387,79 (N) Fr = 387,79 (N) - Khai triển với số liệu: SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN P1 = 2,58 KW, n1 = 443,75 Vòng/phút, uh = 9, un = 3,4 uc = 2,836 KW, n2 = 130,515 vòng/phút, T1 = 55524,507, T2 = 182929,1652 Thời gian sử dụng 300 ngày, làm việc ca, ca giờ, năm làm việc năm Tổng thời gian sử dụng: 300.(2.6).5 = 18000(giờ) BÁNH RĂNG 01 CẶP I.Xác định ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2/trang 94 thép C45 tơi cải thiện đạt HB NHE1 = 60×1.(0,7.13 +0,3.0,83) ×450×18000 = 414849,600=41,5.107 n Và NHE2 = c ( T i / T max ) n i /t i u1 = ( 60 Ta có 450 18000 ).( 0,7 + 0,8 2,74 0,3) = 15,14.10 N HE1 = 41,5.107 > N HO1 = 1,875.107 K HL = N HE2 = 15,14.107 > N HO2 = 1,547.107 K HL2 = Ứng suất tiếp xúc sơ bộ.được xác định : Theo công th ức ( 6.1a ): σ H / =σ Hlim K Hl SH SH : Là hệ số an toàn tiếp xúc cuốn, tra bảng 6.2/trang 94 → SH =1,1, với KHL1 = KHL2=1 590.1 Nên: H 1 = = 536,36( MPa ) 1,1 550.1 = 500 ( MPa ) 1,1 Vì truyền bánh trụ thẳng H 2 = SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN H ' = H 2 = 500 (MPa) Số chu kì thay đổi ứng suất uốn Theo 6.8/trang 93: N FE = 60 c ( T i / T max ) mF n i t i * mF :bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc uốn Với HB(180÷350)HB mF = (tra bảng 6.4/trang 95) 450 N FE = 60.1 .18000.( 16 0,7 + 0,3.0,86) = 12,62.107 3,288 NFE2 = 12,62.107 > NFo = 4.106 số chu kì thay đổi ứng suất cở sở thử uốn KFL2 =1 Tương tự cho NFE1 16,8.107 KFL1 =1 Ứng suất uốn cho phép, tính theo 6.2a/trang 93 F = σoFlim KFC.KFL/SF Trong đó: KFC=1:hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải với truyền quay chiều Nên: Flin 1,8 HB Flin 1,8.260 468 MPa ; SF = 1,75 Flin 1,8.240 432 MPa ; 468.11 = 267,43 ( MPa ) 1,75 F / = 432.1.1 = 246,85 ( MPa ) 1,75 II Xác định thông số truyền: Xác định sơ khoảng cách aw: F1 / = Theo 6.15a/trang 96: a w K a (u 1) T1.K H H u. ba Trong đó: * K a (MPa1/3) = 49,5 : số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh loại tra bảng 6.5/trang 96 * u1 = un = 3,4 * T = 55524,507 (N.mm) * H = 500 MPa * ba = 0,25 tra bảng 6.6/trang 97 ba =0,53.0,25.(3,4+1) = 0,583 (ct 6.16/trang 97) * K HB 1,07 số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành tính tiếp xúc , theo bảng 6.7/trang 98 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ => a w1 = 49,5.(3, 1) BÀI TẬP LỚN 18427, 465 96, (500) 3, 4.0, 25 mm Chọn aw1 = 96,4 mm 2.Xác định thông số ăn khớp: a Xác định modun m: theo bảng 6.17/trang 97: m = (0,01÷0,02).a w1 = (0,01÷0,02).96,4 = (0,964÷1,928) mm Chọn m = 1,5 (mm) b Xác định số góc nghiên β: Đối với bánh thẳng =0: góc nghiêng răng, Từ 6.18/trang 49: aw = m(z1+z2)/2cos *z1: bánh bánh dẫn *z2: bánh bánh bị dẫn 2aw1 2.96, z 1= 29, 21 (theo 6.19) m(u 1) 1, 5.(3, 1) Chọn z1=29 z2 = un.z1= 3,4x29 = 98,6 Chọn z2=98 zt = z1+z2 = 29+98 = 127 c.Khoảng cách thật trục: m.Zt 1,5.127 awt = 95, 25mm 2 Tỷ số truyền thực là: Z 98 3,38 Um = Z1 29 *****Lực vòng, lực hướng tâm, lực dọc trục tính phần trục đoạn TRỤC BA ĐOẠN , CHỌN MỘT TRỤC VÀ GIẢI HOÀN THIỆN Chọn trục II L1=150mm; L2=150mm; L3=150mm L4=150mm; L5=150mm;Z1=29; T2=182929.1652N.mm; 12o 2T2 2.182929,1652 3085, 03 N ; mZ1 4.29 cos cos12o tg tg 20 m=4; Fr Fr Fr Fr Ft Ft 1147.9 N cos cos12 2T 2.182929,1652 Ft1 Ft 933,31N d 4.98 Fr1 Fr Ft tg 933, 31.tg 20 339, N Ft Ft Ft Ft SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN Fa Fa Fa Fa Ft tg 3085, 03.tg12o 655, 74 N M a M a Fa mZ1 4.29 655, 74 38882, N mm cos cos12o 2 ***zOy Fr L1 M a Fr ( L1 L2 ) Fr ( L1 L2 L3 ) M a FEy ( L1 L2 L3 L4 ) FEy 608,93 N *Ef x FAy Fr Fr Fr FEy FAy 1347,17 N ***zOx M A Ft L1 Ft ( L1 L2 ) Ft ( L1 L2 L3 ) FDx ( L1 L2 L3 L4 ) FDx 2618,375 N F kx FAx Ft Ft Ft FDx FAx 2618,375 N FAy Fr3 A Fr2 Fr5 C B (mm) E D Ma3 x FEy Ma5 150 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN 300 450 600 Trang 10 GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN 978.05 169.85 0.00 978.05 169.85 -169.85 0.00 -169.85 0.00 -146,707.25 -160,112.60 -146,707.50 -185,590.10 -185,590.06 600.0 FAx Ft3 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Ft2 Ft5 FEx Trang 11 GVHD: NGUYỄN MINH KỲ 2,618.38 BÀI TẬP LỚN 2,618.38 466.66 0.00 466.66 -466.66 -466.66 0.00 -2,618.38 x (mm) 392,756.2 392,756.2 322,758.0 0.0 x (mm ) SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN 0.00 600 Moment Diagram (N-mm) Trang 12 ... 9 ,55 .106.2 ,58 443, 75 (Vòng/phút) 55 524, 50 7( N mm) ; n1 dc T1 = uđ 3, 443, 75 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Trang GVHD: NGUYỄN MINH KỲ BÀI TẬP LỚN T2 = 9 ,55 .106.2 ,5 n 443, 75 182929,1 652 (... II III Thông số u uđ = 3,2 n ( v/ph ) 1420 443, 75 130 ,51 5 46,02 P ( Kw ) 2,74 2 ,58 2 ,5 2,42 18427,4 65 555 24 ,50 7 182929,1 652 50 2194,698 Ti = 9 ,55 .10 6.P ni un = 3,4 uc = 2,836 ( N mm ) A-THIẾT... BÀI TẬP LỚN 978. 05 169. 85 0.00 978. 05 169. 85 -169. 85 0.00 -169. 85 0.00 -146,707. 25 -160,112.60 -146,707 .50 -1 85, 590.10 -1 85, 590.06 600.0 FAx Ft3 SVTT: NGUYỄN NHƯ THUẦN Ft2 Ft5 FEx Trang 11 GVHD: