Bài tập lớn nguyên lý chi tiết máy SPKT - Tính toán bộ truyền trục vít bánh vít - Tính toán đai Thang

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Phùng Quang Duy – 22143190 Bài tập lớn số 5 – PA 6

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

- Lực nâng tải F = 1,5 kN = 1500 N - Vận tốc nâng v = 0,6 m/s

- Bước xích tải p = 125 mm = 0,125 m - Số răng trên đỉa xích z = 8

- Độ lệch cho phép đối với vận tốc xích tải δ = 4 %

- Tuổi thọ bộ truyền động L = 6 năm = 52560 giờ

<b>Phần I. Chọn động cơ và phân vố tỉ số truyền. </b>

- Cơng suất tính tốn trên trục công tác: Pt = ^{F∗ V}

<small>1000</small>

=

<small>1500∗ 0,6</small>

<small>1000</small> = 0,9 Kw - Số vòng quay làm việc : n_lv = ^60000∗v

<small>𝑧∗ 𝑝</small> = ^{60000∗ 0,6}

<small>8∗125</small> = 36 vịng/ph - Hiệu suất chung của hệ thơng truyền động

n = n_đ *n_tv*( n_ô)<small>3</small> * n_kn= 0,95*0,8*( 0,99)<small>3 </small>* 0,99 = 0,73 n : hiệu suất hệ dẫn động

n<small>đ </small>: hiệu suất của bộ truyền đai n<small>tv</small> : hiệu suất bộ truyền trục vít n<small>ơ</small> : hiệu suất của ổ lăn

n<small>kn </small>: hiệu suất của khớp nối

- n<small>đ </small>, n<small>tv</small>, n<small>ô</small>,n<small>kn</small> được xác định theo bảng 2.3 tài liệu 1, n<small>đ</small> = 0,95 n<small>tv</small> = 0,8 ; n<small>ô</small> = 0,99 ; n<small>kn</small> = 0,99

- Công suất cần thiết trên trục công tác: Pct = ^Pt

<small>𝑛</small> = ^0,9

<small>0,73</small> = 1,23 kW - Tỉ số truyền sơ bộ: u<small>sb</small> = u<small>d</small>* u<small>tv</small> = 4*16 = 64

+ Tỉ số truyền đai: u<small>d</small> = 4

+ Tỉ số bộ truyền trục vít: u<small>tv</small> = 16

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

n<small>sb</small> = n<small>lv</small> * u<small>sb</small> = 36* 64 = 2304 vòng/ph - Số vòng quay đồng bộ của động cơ:

<small>df</small> = 1.7 kW + n<small>dc</small>= 2880 vòng + cosφ = 0,87

+ Đường kính động cơ: d<small>dc</small> = 25 (mm) + Khối lượng: 39 kg

- Tỉ số truyền của hệ: u<small>c</small> = ^nđc

<small>𝑛𝑙𝑣</small>

=

²⁸⁸⁰

<small>36</small> = 80 - tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u<small>h</small> = ^uc

<small>𝑢𝑑</small>

=

⁸⁰₄ = 20 => Ta có: u<small>c</small> = 80

u<small>h</small> = 20 u<small>d</small> = 4

<b>* Các thông số trên trục. </b>

- Công suất trên các trục:

+ Công suất trên trục II : p<small>2</small> = ^Pt

<small>𝑛𝑜𝑙∗ 𝑛𝑘 </small>

=

^0,9

<small>0,99∗0,99 </small>

= 0,91kw

+ Công suất trên trục I : p<small>1</small> = ^P2

<small>𝑛𝑜𝑙∗ 𝑛𝑡𝑣 </small>

=

^0,91

<small>0,99∗ 0,8 </small> = 1,15 kw + công suất trên trục động cơ: pđc = ^P1

<small>𝑛𝑜𝑙∗ 𝑛đ </small>

=

^1,15

<small>0,99∗ 0,95 </small> = 1,22 kw

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

T<small>1 </small>= ^9,55∗10⁶^∗𝑃1

<small>𝑛1 </small>

=

^9,55∗10⁶^∗1,15

<small>720</small> = 15253,5 vòng/ph - Momen xoắn trên trục II:

T<small>2 </small>= ^9,55∗10⁶^{∗ 𝑃2}

<small>𝑛2</small>

=

^9,55∗10⁶^∗0,91

<small>36</small> = 241402,7 vòng/ph - Momen xoắn trên trục công tác: ( n<small>ct</small> = n<small>2</small> )

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>Phần II Thiết Kế Bộ Truyền Đai Thang </b>

- P = Pdc = 1,22 kw

- Số vònng quay bnh dẫn n<small>1</small>= n<small>dc</small>= 2880 vòng/ph - Tỷ số truyền u=u<small>d</small> = 4

- Đường kính bánh đai lớn: d<small>2</small> = u*d1(1- ε)=4*125*(1-0,03)=485mm - Theo tiêu chuẩn chọn d<small>2</small>= 500mm

- Tỉ số truyền thực tế: u<small>t </small>= ^d2

<small>𝑑1(1− ε)</small>

=

⁵⁰⁰

<small>125(1− 0,03)</small> = 4,12 Sai lệch Δu = |^4,12−4

<small>34,12</small>

| * 100%=2,9% < 4% =>d

<small>2 </small>thỏa mãn - Khoảng cách trục a:

2(d1+d<small>2</small>) ≥ a ≥ 0,55(d<small>1</small>+d<small>2</small>)+h

<i>2(160+500) ≥ a ≥ 0,55(125+500)+8 </i>

1320 ≥ a ≥ 351,75

- Ta chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d2 = 500 mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

- Dựa vào u<small>t </small>= 4,12 tra bảng 4.14[1] ta chọn a/d<small>2</small>=0,9 => a=0,9*d<small>2</small>=0,9*500=450mm

<b>* Các thông số cơ bảng của bánh đai: </b>

- Chiều rộng bánh đai B = (Z-1)t+2e =(1-1)*15+2*10 =20 mm Với z=1, t = 15 , e =10

+ ho = 3,3 + H = 12,5 + 𝜑 = 36<small>o </small>

Đường kính ngoài của bánh đai + d<small>a1</small>=d<small>1</small>+2h<small>o</small>= 125+2*3,3=131,6 mm + d<small>a2</small>=d<small>2</small>+2h<small>o</small>= 500+2*3,3=506,6 mm Đường kính chân bánh đai

+ d_f1=d_a1-H= 131,6-12,5=119,1 mm + d<small>f2</small>=d<small>a2</small>-H= 506,6-12,5=494,2 mm

- Chiều dài tính tốn của đai: L= 2a + ^π(d1+d2)

<small>2 </small> +^(d2−d1)²

<small>4𝑎 </small> = 2*450+ ^π(125+500)

<small>2</small> +^(500−125)²

<small>4∗450</small> = 1959,872 mm

- Theo tiêu chuẩn dựa vào bảng 4.13[1] chọn L =2000 mm = 2m - Số vòng chạy của đai trong 1 giây:

<small>2 </small> = 2000 - 𝜋^(125+500)

<small>2 </small> = 1018,25mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

+ ∆ = ^(d2−d1)

<small>2 </small>

=

^(500−125)

<small>2 </small> = 187,5mm => a = ^{1018,25+√1018,25}²^−8∗187,5²

C<small>v</small> = 1-0,05* (0,01v<small>2</small>-1) = 1-0,05*(0,01∗18,849<small>2</small> -1)= 0,8723 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền u:

- Số dây đai được xác định theo công thức:

<small>𝑝𝑜∗𝐶𝑎∗𝐶𝑢∗𝐶𝐿∗𝐶𝑧∗𝐶𝑣</small> = ^1,22∗1,25

<small>3,08∗0,8755∗1,14∗1,027∗1∗0,8723</small> = 0,55 trong đó Po ta dựa vào bảng 4.19[1] để chọn Po= 3,08

k_d: hệ số tải trọng động tra bảng 4.7[1] ta được kd = 1,25 => Vậy ta chọn z = 1

<b>* Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: </b>

- Lực căng đai ban đầu: F<small>o</small> = ^{780∗𝑝∗𝑘𝑑}

<small>𝑉∗𝐶𝑎∗𝑍</small> + Fv = ^{780∗1,22∗1,25}

<small>18,849∗0,8755∗1</small>

+ 1,979 = 74,08 N

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Tra bảng 4.22[1]=> q<small>m</small>=0,105,V = 18,849 Với Fv = 0,105*18,849 = 1,979 N

- Lực tác dụng lên trục bánh đai

F_r = 2F_o* Z *sin(a₁/2) = 2*74,08*1* sin(134,7/2) =138,03 N

<b>* Tổng hợp thông số của bộ truyền đai. </b>

Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ d<small>a1</small> 131,6 mm Đường kính đỉnh bánh đai lớn d<small>a2</small> 506,6 mm Đường kính chân bánh đai nhỏ d<small>f1</small> 119,1 mm Đường kính chân bánh đai lớn d<small>f2</small> 494,2 mm

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>Phần III. Thiết kế bộ truyền trục vít - bánh vít. </b>

<b>* Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít </b>

- Tỷ số truyền u = ⁿ¹

<small>𝑛2 </small> = ⁷²⁰

<small>36 </small> = 20 - Vận tốc trượt: chọn vật liệu bánh vít

v<small>s </small>= 4,5 *10<small>-5</small> * n<small>1</small> √𝑇2<small>3</small>

= 4,5 *10<small>-5</small> * 720* √331597,2<small>3</small>

= 2,24 m/s => v<small>s</small> = 2,24 m/s < 5m/s dùng đồng thanh không thiếc và đồng thau - Tra bảng 7.1/146[1] với:

- Vật liệu bánh vít: đồng thau khơng thiếc và đồng thau + Ký hiệu: H10-4-4

+ Cách đúc: dùng khuôn kiêm loại hoặc đúc li tâm + σ_b= 600 (MPa)

[σ<small>f</small>] = (0,25σ<small>ch </small>+ 0,008σ<small>b</small><i>) √</i>¹⁰⁶

<small>𝑁𝑓𝑒 3</small>

= (0,25*200<i>+ 0,008*600) √</i>¹⁰⁶

<small>𝑁𝑓𝑒 3</small>

=11,3MPa

Với N<small>fe </small>= 60 ∑ (^T2i

<small>𝑇2 </small>)<small>9 *</small>n<small>i</small>*t<small>i </small>= 60 *36*52560 = 113529600 (chu kỳ) + Ứng suất cho phép quá tải: [σ<small>H</small>]<small>max </small>= 2σ<small>ch </small>= 2*200= 400 MPa

[σ<small>f</small>]<small>max </small>= 0,8σ<small>ch </small>= 0,8*200=160 MPa

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

= (1+¹⁰

<small>40 </small>) √(¹⁷⁰

<small> 225</small>)^{2 241402,7∗𝐾ℎ}

<small> 10/403</small>

= 110,4mm Trong đó, hệ số trọng tải trọng tính K<small>h </small>= K<small>hβ </small>*K<small>hv </small>= 1,25 với K<small>hβ </small>=1; K<small>hv </small>=1,25

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

n=0,95 ^tgγ

<small> tg(γ+ρ)</small> =0,95 ^tg11,31^o

<small> tg(11,31o+2,19o)</small> = 0,79 với ρ = arctgf = arctg(^0,048

Trong đó: m<small>n</small> = m* cos(γ) = 5* cos(11,31<small>o</small>)= 4,9 – môdun pháp của răng bánh vít

K<small>F</small>= K<small>Fβ </small> *K<small>fv </small>=1*1,25=1,25 - hệ số tải trọng d<small>2</small> – đường kính vịng chia bánh vít

b<small>2</small>= 0,75d<small>a2 </small>= 157,5 mm với z<small>1</small>=2 - chiều rộng vành răng bánh vít theo công thức bảng 7.9[1]

Y<small>F </small>= 1,55 - hệ số dạng răng với z<small>v </small>= 42,4 tra bảng 7.8[1]

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

- Diện tích thốt nhiệt cần thiết. A ≥ ^{1000(1−𝑛)∗𝑝}

<small>[0,7∗𝐾𝑡(1+𝛹)+0,3∗𝐾𝑡𝑞]∗β([td]−to)</small> = ^{1000(1−0,79)∗1,15}

<small>[0,7∗13(1+0,3)+0,3∗38,4]∗1(90−30)</small> = 0,17(m<small>2</small>)

n – hiệu suất bộ truyền: n = 0,79

p – cơng suất trên trục vít: p = p<small>1</small> = 1,15 kW Kt – hệ số tỏa nhiệt: Kt = 8 đến 17,5 W(m<small>2</small>

<small>o</small>C) chọn Kt = 13 [t<small>d</small>] – nhiệt độ cho phép cao nhất cảu dầu: do trục vít đặc dưới

=>[t<small>d</small>]=90<small>o </small>

t<small>o</small> – nhiệt môi trường xung quanh: t<small>o</small> = 30<small>o</small>

K<small>tq</small> – hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt tra bảng trang 157[1] với số vòng quay n<small>q</small>=n<small>dc</small>= 2880 vòng/ph => K<small>tq</small> = 38,4 W/m<small>2</small>

<small>o</small>C 𝛹 – hệ kể đến sự thoát nhiết xuống đáy hộp: 𝛹 = 0,3

β – hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt qng: β = 1 - Tính tốn nhiệt theo công thức 7.29[1]

- Kiểm tra độ cứng trục vít theo cơng thức 7.5[1] f = ^𝑙³^√^Fr1²⁺^Ft1²

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

60mm 210mm Đường kính vịng đáy d<small>f1</small>

38mm 188mm

Hệ số dịch chỉnh bánh vít

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>Tài Liệu Tham Khảo </b>

[1] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí (tập 1 +2) Trịnh Chất – Lê Văn Uyển.

[2] Giáo trình chi tiết máy.

[3] ttps://www.slideshare.net/Bachkhoahanoibka/n-chi-tit-my-trc-vt-bnh-vt

</div>