- Xỏc định khối lượng dao động tối đa của thiết bị: Thiết bị được thiết kế để cú thể thớ nghiệm cho 2 người lớn khoẻ mạnh cựng một lỳc Do vậy ta lựa
2.4.3. Thiết kế truyền động đai a Cỏc thụng số động học.
a. Cỏc thụng số động học.
Trờn đõy ta đó tớnh toỏn lựa chọn xong nguồn động lực cho thiết bị. Tiếp theo cần tiến hành tớnh toỏn động học, từ đú tớnh toỏn lựa chọn cỏc chi tiết của bộ truyền đai.
- Kiểm nghiệm lại tỷ số truyền của bộ truyền đai: Do ta sử dụng giảm tốc duy nhất là bộ truyền đai nờn tỷ số truyền của bộ truyền đai là:
ut = nđc/nlv Trong đú:
nđc – Số vũng quay của động cơ đó chọn. nlv – Số vũng quay của trục dẫn động. Do đú: ut = 1440/480 = 3
- Mụmen xoắn trờn trục động cơ:
Tđc = 9,55.103.Pct/nđc ([TL2]-Tr49) Thay số: Tđc = 9,55.103.1,58/1440 = 10,478 (Nm)
(Hoặc cú thể tớnh theo cụng thức: Tđc = TTbị/ut.η
) - Bảng cỏc thụng số động học của bộ truyền đai:
Thụng số Cụng suất P, KW 1,58 1,479 Tỷ số truyền u 3 Số vũng quay n, v/ph 1440 480 Mụmen xoắn T, Nm 10,478 29,427 b. Tớnh toỏn thiết kế.
Trong truyền động đai, thường sử dụng phổ biến là đai hỡnh thang thường, cú mặt làm việc là hai mặt bờn tiếp xỳc với cỏc rónh hỡnh thang tương ứng trờn cỏc bỏnh đai, nhờ đú hệ số ma sỏt giữa đai và bỏnh đai lớn nờn cú khả năng truyền lực kộo lớn. Do vậy ta chọn loại đai này để truyền động cho thiết bị.
• Chọn đường kớnh bỏnh đai nhỏ d1.
- Đường kớnh bỏnh đai nhỏ d1 được lựa chọn theo bảng 4.13 [TL2] theo tiết diện đai. Lựa chọn tiết diện đai căn cứ vào số vũng quay bỏnh đai nhỏ (trục động cơ) và cụng suất cần truyền, hỡnh 4.1 [TL2]. Với số vũng quay là 1440 v/ph cụng suất cần truyền là 1,58 KW ta chọn loại đai hỡnh thang thường cú cỏc thụng số như sau: h bt b y 0
Ký hiệu
Kớch thước tiết diện, mm Diện tớch tiết diện A, mm2 Đường kớnh bỏnh đai nhỏ d1,mm Chiều dài giới hạn l, mm bt b h y0 A 11 13 8 2,8 81 100 - 200 560-4000 Chọn d1 = 100 mm. Vận tốc đai: v = π .d1.n1/60000 v = π .100.1440/60000 = 7,5 m/s
Ta thấy v =7,5 m/s < 25 m/s do đú sử dụng đai thang thường là hợp lý. - Đường kớnh bỏnh đai lớn: d2 = d1.u/(1 - ε ) (ct 4.2 - [TL2]) Trong đú: u – Tỷ số truyền; ε = 0,01 – 0,02 – Hệ số trượt Thay số ta cú: d2 = 100.3.(1- 0,01) = 297 mm Chọn d2 = 300 mm
Kiểm tra lại tỷ số truyền: u0 = d2. (1 - ε
)/d1
u0 = 300.(1- 0,01)/100 = 2,97
Sai lệch tỷ số truyền là: (uo- u)/u = (3 - 2,97)/3 = 0,01 = 1 % < 4% nằm trong phạm vi cho phộp.
Như vậy đường kớnh bỏnh đai nhỏ và bỏnh đai lớn đó chọn là hợp lý.
Khoảng cỏch a được chọn phải thoả món điều kiện:
0,55( d1 + d2) + h ≤ a ≤ 2(d1 + d2) (ct 4.14 - [TL2]) Thay số: 220 ≤ a ≤ 800. Ta chọn a = 400 mm nằm trong khoảng cho phộp.
• Chiều dài đai:
Xỏc định theo cụng thức: l = 2a + π ( d1 + d2)/2 + ( d1 + d2)2/4a (ct 4.4 - [TL2]) Thay số: l = 2.400 + π ( 100 + 300)/2 + (100 + 300)2/4.400 l = 1528 mm
Chiều dài đai được chọn l phải thoả món điều kiện chiều dài nhỏ nhất do yờu cầu về tuổi thọ:
lmin ≥ v/i (ct 4.5 - [TL2]) Trong đú: i – số lần uốn của đai trong 1 giõy, i ≤ imax = 3 ữ
5 v – Vận tốc đai, v = 7,5 m/s
i = v/l = 7,5/1,528 = 4,9 ≤ imax = 3 ữ
5 (thoả món)
Chiều dài đai l phải được chọn theo tiờu chuẩn quy định trong bảng 4.13 [TL2]. Ta chọn l = 1600 mm. Xỏc định lại khoảng cỏch trục: a = (λ + 2 2 −8∆ λ )/4 Trong đú: λ = l - π ( d1 + d2)/2 ∆ = (d2 –d1)/2 Thay số: a = 475 mm. • Xỏc định gúc ụm trờn bỏnh đai nhỏ: α1 =180o – (d2 – d1).57o/a
Thay số: α1
= 180o – (300 – 100).57o/475 = 1560
Ta thấy α1
thoả món điều kiện là: α1
> 1500
• Xỏc định số đai.
Số đai z được tớnh theo cụng thức:
z = P1.Kđ/([P0].Cα.Cl.C0.Cz) (ct 4.16 - [TL2]) Trong đú:
P1 – Cụng suất trờn trục bỏnh đai chủ động, P1 = 1,58 KW
[P0] – Cụng suất cho phộp được xỏc định bằng thực nghiệm ứng với bộ truyền cú số đai z =1, chiều dài đai l0, tỷ số truyền u = 1 và tải trọng tĩnh, đối với đai thang thường trị số [P0] tra bảng 4.19 [TL2] ta chọn [P0] = 1,08 KW. Kđ – Hệ số tải trọng động, bảng 4.7 [TL2] ta cú Kđ = 1,7. Cα- Hệ số kể đến ảnh hưởng của gúc ụm α1 , tớnh theo cụng thức: Cα = 1 - 0,0025(180 - α1 ) = 0,94.
C1 – Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai phụ thuộc tỷ số chiều dài đai đang xột l và chiều dài đai thớ nghiệm l0, bảng 4.16 [TL2], với l/l0 = 1600/1700 = 0,941 chọn C1 = 1.
Cu - Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền, bảng 4.17 [TL2], với u = 3 cho ta trị số Cu = 1,14.
Cz – Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phõn bố khụng đều tải trọng cho cỏc dõy đai, bảng 4.18 [TL2], với tỷ số Z’ = P1/[P0] = 1,58/1,08 = 1,463 ta chọn Cz = 1.
z = 1,58.1,7/(1,08.0,94.1.1,14.1) = 2,33 Chọn số đai là z = 3.
Chiều rộng bỏnh đai được xỏc định theo cụng thức:
B = (z -1)t + 2e (ct 4.17 - [TL2]) Thay số: B = (3 -1).22 + 2.14 = 72 (mm)
• Xỏc định lực căng ban đầu và lực tỏc dụng lờn trục.
Lực căng trờn một đai được xỏc định theo cụng thức sau:
F0 = 780P1Kđ/(vCαz) + Fv (ct 4.19 - [TL2]) Trong đú:
Fv – Lực căng do lực ly tõm sinh ra. Bộ truyền được điều chỉnh lực căng định kỳ do đú: Fv = qmv2
Với v = 7,5 m/s vận tốc vũng (m/s);
qm – Khối lượng 1m chiều dài đai, tra bảng 4.22 [TL2] ta cú qm = 0,105; Thay số: Fv = 0,105.7,52 = 5,91 (N)
Như vậy, lực căng trờn một đai:
F0 = 780.1,58.1,7/(7,5.0,94.3) + 5,91 = 104,97 (N) Lực tỏc dụng lờn một trục:
Fr = 2F0zsin(α1
/2) = 2.104,97.3.sin(156/2) = 616,06 (N)
Từ tớnh toỏn ta cú cỏc thụng số kớch thước chớnh của bộ truyền đai như hỡnh 2.10 (puly nhỏ) và hỡnh 2.11 (puly lớn):
Hỡnh 2.12: Puly lớn 2.5. Lắp đặt thiết bị.
Sau khi tớnh toỏn thiết kế xong bộ truyền đai, cần tớnh toỏn thiết kế cơ cấu tạo dao động cho thiết bị. Bao gồm trục dẫn động, cơ cấu điều chỉnh biờn độ, thanh truyền, trục nõng, dẫn hướng cho trục nõng…vv.
Việc tớnh toỏn thiết kế phải đảm bảo yờu cầu về kớch thước của cơ cấu tạo dao động đó chọn ở trờn đú là:
R= Amax = 15 mm (chiều dài tay quay, biờn độ dao động cực đại ) L = 250 mm (chiều dài thanh truyền)
Do thiết bị được nghiờn cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm phục vụ cho cụng tỏc kiểm nghiệm chỉ tiờu dao động nờn việc chế tạo cỏc chi tiết chưa quan tõm nhiều đến vấn đề về sản lượng và chi phớ chế tạo. Cỏc chi tiết cú kết cấu và kớch thước được lựa chọn và được tớnh toỏn kiểm nghiệm về độ bền. Trong khuụn khổ đồ ỏn tốt nghiệp, ta chỉ giới thiệu và phõn tớch kết cấu của một số cơ cấu của thiết bị.