Ứng dụng tin học trong tính toán đồ án chi tiết máy

BÀI THÍ NGHI M S 05 NG D NG TIN H C TRONG TÍNH TỐN CHI TI T MÁY Ng i so n: Nguy n H u L c, Thân Tr ng Khánh t I M c tiêu thí nghi m Giúp sinh viên n m đ c ph chi ti t máy công d ng chung ng pháp, cách s d ng ph n m m thi t k đ tính ch n, ki m tra II Yêu c u Ph n m m yêu c u: Autodesk Inventor 2012 tr v sau Autodesk Autocad Mechanical C u hỡnh: ã H H: Windowsđ (32-bit minimum, 64-bit) tr v sau ã CPU: Intelđ Pentiumđ 4, AMD Athlon 64 v i công ngh SSE2, GHz ho c h n, ho c AMD nhân v i công ngh SSE2, GHz ho c h n, ho c Intel® Xeon® E3 ho c Core i7 ho c t ng đ ng v i công ngh SSE2, 3.0 GHz ho c cao h n • RAM: GB RAM t i thi u v i s chi ti t nh h n 500 (khuy n ngh ram GB) • a c ng: tr ng 15 GB ho c h n III C s lý thuy t Sinh viên tham kh o tài li u h ng d n đính kèm IV Mơ t thí nghi m Cho mơ hình truy n đ ng nh hình 1, v i thông s k thu t đ c cho b ng [1] 5 I Hình Mơ hình toán ng c B truy n đai thang H p gi m t c B truy n xích Thùng tr n B ng Thông s k thu t c a h th ng Tr c ng c Thông s Công su t P, kW 4,9 T s truy n u II III 4,654 4,423 4,16 3,2 S vòng quay n, vg/ph Mômen xo n T, Nm  S li - I 2,5 2,5 960 300 120 48 48,745 148,153 351,997 827,667 u ban đ u: Công su t c a thùng tr n: P = 4,16 (kW) S vòng quay c a thùng tr n: n = 48 (vòng/phút) Th i gian ph c v : a = (n m) Quay chi u, làm vi c ca, t i tr ng t nh (1 n m làm vi c 300 ngày, ca làm vi c gi ) Hi u su t: + Hi u su t b truy n đai thang đ = 0,95 + Hi u su t c p bánh r ng tr r ng th ng + Hi u su t c p l n ol br = 0,96 = 0,99 + Hi u su t b truy n xích x = 0,95 Thi t k b truy n bánh r ng Cho tr c: T s truy n u, cơng su t P, s vịng quay n u c u: Tính theo tiêu chu n ISO, ch n v t li u (theo tiêu chu n ISO gi i h n m i ti p xúc sHlim ≈ 570MPa), tính kho ng cách tr c, mơđun m, s r ng, đ ng kính vịng chia, chi u r ng vành r ng, v n t c vòng c a bánh r ng, l c h ng tâm, l c ti p n Mơ hình 3D c p bánh r ng L u ý: Các h s KA = 1; KHv = 1; KH = 1,2; KH = nh p Autodesk Inventor Thi t k tr c ch n then + Tính b ng tay: Xác đ nh đ ng kính s b , phác th o s b k t c u tr c + Tính b ng Autodesk Inventor: nh kích th c đo n tr c, ch n v t li u v i Sy = 400MPa, nh p giá tr l c tác d ng lên tr c, bi u đ mômen u n, ng su t… a k t qu vào thuy t minh Mơ hình 3D đo n tr c + Ch n then theo ph n m m Ch n l n + Ch n l n Autodesk Inventor theo tiêu chu n Thi t k b truy n đai Ch n tr chi u dài đai c: Ch n ký hi u đai, đ ng kính bánh đai (ch n d1 =180mm), kho ng cách tr c (a =d2), Yêu c u: Ch n ký hi u đai theo tiêu chu n DIN 2215, nh p thơng s d1, d2, L Tính b ng Autodesk Inventor: S dây đai z thông s b truy n: v n t c, l c c ng đai ban đ u, l c vịng có ích, l c c ng nhánh đai ch đ ng b đ ng, l c tác d ng lên tr c, góc ơm đai, b r ng bánh đai, kho ng cách tr c b ng Autodesk Inventor Mơ hình 3D b truy n đai L u ý: Ch n h s PRB = 3.8 kW, k1 = 1.2 Thi t k b truy n xích Ch n tr c: S dãy xích k, s r ng z1 z2 Yêu c u: Ch n xích theo tiêu chu n ISO 606:2004 (EU), s r ng z1, z2, cơng su t P, s vịng quay n Tính b ng Autodesk Inventor: B c xích, s m t xích, chi u dài xích, kho ng cách tr c, đ ng kính đ a xích, v n t c trung bình, l c nhánh c ng (chùng) F1 (F2), l c tác d ng lên tr c Mơ hình 3D b truy n xích V Trình t th c hi n Thi t k b truy n bánh r ng + Công su t P = 4,654kW; + T s truy n ubr = 2,5 + S vòng quay n = 300 vòng/phút + Lh  LK nam K n  6.300.16  28800 gi Hình Các thơng s tab Calculation Hình Các h s nh p theo yêu c u c a đ Hình Các thơng s tab Design Hình Mơ hình 3D b truy n bánh r ng + K t qu tính Autodesk Inventor: B ng Các thông s b truy n bánh r ng STT THÔNG S K t qu Ch n v t li u EN C60 Tính kho ng cách tr c 160mm Module m 4 S r ng z1 23 S r ng z2 57 ng kính vịng chia d1 92 ng kính vịng chia d2 228 Chi u r ng vành r ng b1 64 Chi u r ng vành r ng b2 60 10 L ch 11 L c ti p n Ft 3220,466N 12 V n t c vòng c a bánh r ng 1,445 m/s ng tâm Fr 1172,154 N Thi t k tr c ch n then a Tr c I then + Công su t P1  4, 654kW + Mômen xo n: T1  148,141Nm + S vòng quay: n  300vg / ph + L c tác d ng lên tr c t k t qu tính b truy n đai: Fr  849, 96N + L c tác d ng lên b truy n bánh r ng (s li u b ng 2): Ft  3220, 466N ; Fr  1172,154N + ng kính tr c v trí l p bánh đai: d  10 + Ch n s b kích th 16.T 16.148,141 3  33, 3mm ch n d0 = 35mm   .20     c d c tr c: lm12 = 50; lm13 = 70; k2 = 5; k3 = 15; k1 = 10; hn = 20; bo = 25;l13 = 0,5(lm13 + bo)+ k1 + k2 = 62,5 l11 = 2l13 = 2x62,5 = 125; l12 = lc2 = 0,5(lm12 + bo)+ k3 + hn = 72,5 Hình Phác th o k t c u tr c Hình Tab Design cho tr c Hình Tab Calculation thơng s cho tr c Hình Bi u đ moment u n Hình 10 Bi u đ ng su t u n Ch n then: Hình 11 Thơng s tab Design Hình 12 Thơng s tab Calculation Hình 13 Mơ hình 3D tr c Tr c II then: + Công su t P1  4, 423kW + Mômen xo n: T1  351, 997Nm + S vòng quay: n  120vg / ph + L c tác dung lên tr c t b truy n xích: Fr  3633,236N + L c tác d ng lên b truy n bánh r ng: Ft  3220, 466N Fr  1172,154N + ng kính tr c v trí l p bánh đ a xích: d  10 16 T 16  351, 997 3  38, 8mm ch n   30      d0 = 40mm (l u ý ta ch n    = 20 MPa – tr c đ u vào;    = 30 MPa – tr c đ u ra)     + Các tr s kho ng cách đ c ch n nh sau: lm12 = 60; lm13 = 66; k2 = 5; k3 = 17,5; k1 = 10; hn = 20; bo = 25; l13 = 0,5(lm13 + bo)+ k1 + k2 = 62,5; l11 = 2l13 = 2x62,5 = 125; l12 = lc2 = 0,5(lm12 + bo)+ k3 + hn = 80 Hình 14 Phác th o k t c u c a tr c Hình 15 Kích th c tr c tab Design 10 Hình 16 Thơng s tính tốn tr c tab Calculation Hình 17 Moment u n tr c 11 Hình 18 ng su t u n tr c 12 • Thi t k then cho tr c 2: Hình 19 Thơng s then tab Design Hình 20 Tính tốn ch n then tab Calculation Hình 21 Mơ hình 3D tr c v i rãnh then 13 Ch n l n Tính tốn l n cho tr c I Theo hình 10, ta có k t qu l c tác d ng lên T i tr ng h ng tâm tác d ng lên A: FRA  RAX  R AY2  1055, 5072  1571, 5872  1893,14N T i tr ng h ng tâm tác d ng lên B: FRB  RBX  R BY2  753,2392  1648, 8792  1812, 78N Vì FRA  FRB , nên ta tính tốn theo A: FR  FRA  1893,14N S vòng quay n = 300 vg/ph; L = 28800 gi , bi đ (Deep Groove Ball Bearing) Hình 22 Tab Design cho tr c Hình 23 Tab Calculation cho tr c 14 Hình 24 Mơ hình 3D l n cho tr c Tính tốn l n cho tr c II: Theo hình 17, ta có k t qu l c tác d ng lên T i tr ng h ng tâm tác d ng lên A: FRA  RAX  R AY2  6726, 8042  1497, 7282  6891, 52N T i tr ng h ng tâm tác d ng lên B: FRB  RBX  R BY2  1897,1982  1722, 7382  2562, 65N Vì FRA  FRB , nên ta tính tốn theo A: FR  FRA  6891, 5N S vòng quay n = 120 vg/ph L = 14400 gi , bi đ (Deep Groove Ball Bearing) Hình 25 Tab Design cho tr c II 15 Hình 26 Tab Calculation cho tr c Hình 27 Mơ h nh 3D l n cho tr c Thi t k b truy n đai + Công su t P = 4,9 kW + S vòng quay n = 960 vòng/phút Ch n: + Ch n đai thang lo i B d a cơng su t P s vịng quay n + ng kính bánh đai nh d1 = 180 mm + ng kính bánh đai l n: d2 = u d1(1 -  ) = 3,2.180.(1-0,01) = 570,24 mm ta ch n d2 =560 mm theo tiêu chu n + Kho ng cách tr c nh nh t a = d2 = 560mm + Chi u dài tính tốn c a đai: L  2.560  (560  180) (560  180)2   2346, (mm ) ch n tiêu chu n L = 2500 mm 4.560 16 Hình 28 Các thơng s tab Design Hình 29 Các thơng s tab Calculation + K t qu tính Autodesk Inventor: B ng Các thơng s tính t Autodesk Inventor STT THÔNG S K t qu Lo i đai V-Belt DIN 2215 17x2457 S dây đai z 17 V nt c 9,048 m/s L c c ng đai ban đ u 414 N L c c ng m i nhánh đai 218,5 N L c c ng nhánh c ng 707,778 N L c c ng nhánh chùng 166,21 N L c vịng có ích 541,569 N L c tác d ng lên tr c Fr 849,96 N 10 Góc ơm đai 145,48 đ & 214,52 đ 11 Chi u dài dây đai 2500 12 B r ng bánh đai 44 mm 13 Kho ng cách tr c 640,408 mm Hình 30 Mơ hình 3D b truy n đai Thi t k b truy n xích + Cơng su t truy n P  PII  4, 423kW + S vòng quay đ a nh n  nII  120 vg/ph; T s truy n u  ux  2, + Ch n xích l n dãy + Ch n s r ng c a đ a xích: z  29  2ux  29  2.2,  24 r ng z  ux z  2, 5.24  60 r ng + Ch n b Ch n b c xích: c xích pc  25, 4mm 18 Hình 31 Ch n xích l n dãy tab Design Hình 32 Các thơng s tab Design 19 Hình 33 Các thơng s tab Calculation + K t qu tính Autodesk Inventor: B ng Thơng s b truy n xích STT THƠNG S K t qu Lo i xích Roller chain 16B-2-124 S dãy xích S m t xích 124 L c vịng có ích 3617,437 N L c c ng nhánh ch đ ng 3625,5 N L c c ng nhánh b đ ng 8,1N L c tác d ng lên tr c Fr 3633,236 N Góc ơm 163,79 đ & 196,21 đ Kho ng cách tr c 1031 mm 10 ng kính đ a xích d1, d2 194,597mm & 485,326 Hình 34 B truy n xích đ c thi t k Tài li u tham kh o [1] Nguy n H u L c, Lê V n Uy n, Chi ti t máy ng d ng tin h c chi ti t máy, NXB Qu c gia TP H Chí Minh, ISBN 2016978-604-73-2421-7, 2014 20 ih c M U BÁO CÁO THÍ NGHI M TR NG I H C BÁCH KHOA KHOA C KHÍ B mơn Thi t k máy BÀI THÍ NGHI M S 05 NG D NG TIN H C TRONG TÍNH TOÁN CHI TI T MÁY Sinh viên th c hi n: Nhóm: L p: Giáo viên h ng d n: 21 I M c tiêu thí nghi m Giúp sinh viên n m đ c ph chi ti t máy công d ng chung ng pháp, cách s d ng ph n m m thi t k đ tính ch n, ki m tra II Các quy t c k thu t an toàn Sinh viên tuân th quy t t an tồn c a phịng thí nghi m III Báo cáo thí nghi m H th ng truy n đ ng nh hình d i 5 ng c B truy n đai thang H p gi m t c B truy n xích Thùng tr n I B ng phân ph i t s truy n c a h th ng Tr c ng c Thông s Công su t P, kW - T s truy n u I II III - - P3 u1 u3 u2 S vòng quay n, vg/ph - - - - Mômen xo n T, Nmm - - - -  S li u ban đ u: - Công su t c a thùng tr n: P3(kW) - S vòng quay c a thùng tr n: n3(vòng/phút) - Th i gian ph c v : a=8 (n m) - Quay chi u, làm vi c ca, t i tr ng t nh (1 n m làm vi c 300 ngày, ca làm vi c gi ) - ng c có s vịng quay: nđc=1420 (vịng/phút) Hi u su t: + Hi u su t b truy n đai thang đ = 0,95 + Hi u su t c p bánh r ng tr r ng th ng br = 0,96 22 + Hi u su t c p l n ol = 0,99 + Hi u su t b truy n xích x = 0,95 - Bánh r ng tính theo tiêu chu n ISO, ch n v t li u ENC60, h s KA = 1; KHv = 1; KH = 1,2; KH = nh p Autodesk Inventor - B truy n đai tính theo tiêu chu n DIN 2215, ch n tr c d1 =180mm, kho ng cách tr c (a =d2), chi u dài đai, lo i đai DIN Ch n h s PRB = 3,8 kW, k1 = 1,2 - Ch n xích theo tiêu chu n ISO 606:2004 (EU) B ng Ph PA 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 P3 u1 (kW) 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,5 4,5 5,5 5,5 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,5 u2 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 u3 PA 4 3 3 2 3 3 3 4 4 3 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 ng án th c hi n P3 u1 (kW) 6,5 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,5 7,5 7,5 8,0 8,0 8,0 8,0 8,5 8,5 8,5 8,5 8,5 9,5 9,5 10,0 10,0 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 11,0 11,0 11,5 u2 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 u3 PA 3 4 3 3 3 2 3 4 4 2 3 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 L u ý: M i nhóm sinh viên g m 05 thành viên, m i nhóm ch n 01 ph 23 P3 u1 (kW) 12,0 12,0 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,5 14,0 14,0 14,0 14,0 14,5 14,5 15,0 15,0 15,0 15,5 15,5 16,0 16,0 u2 u3 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 2,24 2,5 3,15 3,55 4 4 4 2 3 4 4 4 3 ng án ng u nhiên theo b ng K t qu th c hi n: K t qu Ph ng án … a B ng phân ph i t s truy n Tr c Thông s Công su t P, kW ng c - T s truy n u I II III - - P3 u1 u3 u2 S vòng quay n, vg/ph - - - - Mômen xo n T, Nmm - - - - b B ng thông s b truy n bánh r ng STT THÔNG S Ch n v t li u Tính kho ng cách tr c Module m S r ng z1 S r ng z2 ng kính vịng chia d1 ng kính vịng chia d2 Chi u r ng vành r ng b1 Chi u r ng vành r ng b2 10 L ch 11 L c ti p n Ft 12 V n t c vòng c a bánh r ng K t qu ng tâm Fr Hình ch p k t qu ph n m m Inventor c B ng thông s b truy n đai STT THÔNG S Lo i đai S dây đai z V nt c L c c ng đai ban đ u L c c ng m i nhánh đai L c c ng nhánh c ng L c c ng nhánh chùng L c vịng có ích L c tác d ng lên tr c Fr 10 Góc ơm đai 11 Chi u dài dây đai K t qu 24 12 B r ng bánh đai 13 Kho ng cách tr c Hình ch p k t qu ph n m m Inventor d B ng thơng s b truy n xích STT THƠNG S K t qu Lo i xích S dãy xích S m t xích L c vịng có ích L c c ng nhánh ch đ ng L c c ng nhánh b đ ng L c tác d ng lên tr c Fr Góc ơm Kho ng cách tr c 10 ng kính đ a xích d1, d2 Hình ch p k t qu ph n m m Inventor V Nh n xét k t qu k t lu n Sinh viên so sánh k t qu tính tốn b ng ph n m m Autodesk Inventor k t qu tính tốn theo lý thuy t T rút k t lu n s d ng ph n m m Autodesk Invenor VI Câu h i ôn t p 25 ... THÍ NGHI M S 05 NG D NG TIN H C TRONG TÍNH TỐN CHI TI T MÁY Sinh viên th c hi n: Nhóm: L p: Giáo viên h ng d n: 21 I M c tiêu thí nghi m Giúp sinh viên n m đ c ph chi ti t máy công d ng chung ng... Uy n, Chi ti t máy ng d ng tin h c chi ti t máy, NXB Qu c gia TP H Chí Minh, ISBN 2016978-604-73-2421-7, 2014 20 ih c M U BÁO CÁO THÍ NGHI M TR NG I H C BÁCH KHOA KHOA C KHÍ B mơn Thi t k máy BÀI... ng thông s b truy n bánh r ng STT THÔNG S Ch n v t li u Tính kho ng cách tr c Module m S r ng z1 S r ng z2 ng kính vịng chia d1 ng kính vịng chia d2 Chi u r ng vành r ng b1 Chi u r ng vành r ng