Đồ án chi tiết máy - Đề 43: Thiết kế hệ dẫn động cơ khí
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (828.1 KB, 44 trang )
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ SỐ 43: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
Thông số đầu vào :
1. Lực kéo băng tải
F = 9600 N
2. Vận tốc băng tải
v =0,14 m/s
3. Đương kinh tang
̀
́
D = 390 mm
4. Thời hạn phục vụ
Ih= 6 năm
5. Số ca làm việc:
Số ca = 1 ca
6. Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: 45o
7. Đặc tính làm việc: Êm
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
1.1.Chọn động cơ điện
1.1.1.Xác định công suất yêu cầu của trục động cơ
Pct=
Trong đó Pct : Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW).
Plv : Công suất làm việc của động cơ (kW).
Hiệu suất của bộ truyền:
(1)
Tra bảng ta có:
Hiệu suất của một cặp ổ lăn :
= 0,99
Hiệu suất của bộ đai :
0,96
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : 0,97
Hiệu suất của khớp nối:
0,99
Thay số vào (1) ta có:
= 0,993.0,96.0,972.0,99 = 0,87
Do tải trọng thay đổi.
Plv=Ptd
Ptđ =
Trang 1
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Mà ta có :
F= => T1=
Trong đó : F : Là lực băng tải (N)
d : đường kính tang (m)
T1= = = 1,872 (kN.m)
T2 = 0,6T1 = 0,6.1,872=1,1232 (kN.m)
Công suất tương đương
Ptđ = = = 1,49 (kW)
Vậy công suất yêu cầu trên trục động cơ là :
1.1.2.Xác định số vòng quay của động cơ
Trên trục công tác ta có:
nlv =
Trong đó :
(2)
Tra bảng ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của:
Truyền động đai:
4
Truyền động bánh răng trụ: ubr = 30 (hộp giảm tốc một cấp)
Thay số vào (2) ta có:
=4.30 = 120
Suy ra : 120.6,86 = 823,2 (v/ph)
Chọn số vòng quay đồng bộ : ndc = 705 (v/ph)
1.1.3.Chọn động cơ
Từ Pyc = 1,71 (kW) & ndc = 705 (v/ph)
Tra bảng phụ lục ta có động cơ điện
Kiểu động cơ
4A112MA8Y3
Pđc
(KW)
2,2
705
ɳ
0,71
76,5
1.2.PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.
Xác định tỉ số truyền chung của hệ thống
2
đc
cosφ
k
dn
(T /T )
2,2
1,8
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Tỉ số truyền chung của hệ thống là :
Mà: uch = uh . uđ
Trong đó: uh = Tỉ số truyền của hộp giảm tốc
uđ : Tỉ số truyền của bộ truyền đai
Chọn: uđ = 4 => uh = = = 25,69
Đối với HGT bánh răng trụ 2 cấp đồng trục ta có
u1 = u2 =
1.3. TÍNH CÁC THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC
1.3.1.Công suất trên các trục
Công suất danh nghĩa trên trục động cơ (tính ở trên) là: Pct = 1,71 (kW)
Công suất danh nghĩa trên trục I là :
Công suất danh nghĩa trên trục II là :
Công suất danh nghĩa trên trục III là:
Công suất danh nghĩa trên trục IV là:
1.3.1.Số vòng quay
Số vòng quay trên trục động cơ: nđc = 705 (vg/ph)
Số vòng quay trên trục I:
Số vòng quay trên trục II:
Số vòng quay trên trục III:
Số vòng quay trên trục IV:
1.3.3.Mômen xoắn trên các trục
Mômen xoắn thực trên trục động cơ là :
Trang 3
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Mômen xoắn trên trục I là :
Mômen xoắn trên trục II là :
Mômen xoắn trên trục III là :
Mômen xoắn trên trục IV là :
1.3.4 Bảng thông số động học
Trục
Động cơ
I
II
III
IV
Thông số
u
P
(v/ph)
n
(kW)
T
(N.mm)
ukn= 1
u1 =5,06
u2 =5,06
1,71
1,67
1,61
1,56
1,48
705
705
139,3
27,53
6,88
23163
22621
110376
541155
2054360
4
uđ =4
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN
2.1.Tính toán thiết kế bộ truyền đai.
2.1.1.Chọn loại đai và tiết diện đai.
Chọn đai thang thường.
Tra đồ thị với các thông số:P=2,2 (kW) và =1420 (v/ph) ta chọn tiết diện đai
thang thường loại : A
2.1.2.Tính đường kính bánh đai.
* Tính đường kính đai nhỏ : d1.
Chọn theo tiêu chuẩn theo bảng:
Ta chọn =125 mm
Kiểm tra vận tốc đai:
< vmax = 25 ( m/s)
thỏa mãn.
* Tính đường kính đai lớn : d2.
Xác định :
:Hệ số trượt tương đối giữa đai và bánh đai.
Thường ε = 0,01 ÷ 0,02 > chọn ε = 0,015
Tra bảng ta chọn theo tiêu chuẩn: d2 = 500 (mm)
Tỷ số truyền thực: ut = = = 4 = uđ
2.1.3.Xác định khoảng cách trục a.
Theo [1]
2(d1+d2) ≥ a ≥ 0,55 (d1 + d2) + h
2(125+500) ≥ a ≥ 0,55 (125 + 500) + 8
351,75 ≤ a ≤ 1250 (mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : a = 475 (mm) (= 0,95)
Trang 5
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
* Chiều dài đai.
Theo [1]
L = 2.a + π. +
Theo tiêu chuẩn B[1] chọn : L= 2000 (mm)
Dựa vào bảngta chọn L theo tiêu chuẩn :Chọn
Số vòng chạy của đai trong.
Thỏa mãn.
* Xác định lại khoảng cách trục a
Theo [1] :
Trong đó :
Vậy:
Vậy a = 475 (mm) được chọn thỏa mãn.
* Xác định góc ôm trên bánh đai nhỏ.
Vì góc ôm bánh đai nhỏ trong TH này luôn nhỏ hơn góc ôm bánh đai lớn vì
vậy nếu góc ôm bánh đai nhỏ thỏa mãn thì góc ôm bánh đai lớn cũng thỏa
mãn điều kiện không trượt trơn.
Vì α1 > αmin = 120 o .
=> Thỏa mãn điều kiện không trượt trơn giữa đai và bánh đai.
2.1.4.Tính số đai Z.
Số đai Z được tính theo công thức:
Trong đó:
P: Công suất trên bánh đai chủ động.TH này cũng chính là công
suất động cơ (kW)
.
P= 2,27 (KW)
:Công suất cho phép.Tra bảng theo tiết diện đai A,
[P0] = 1,17 (kW) ; l0= 1700
:Hệ số tải trọng động.Tra bảng ta được:
kd= 1,25 (Do cơ cấu làm việc 1 ca)
6
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
:Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm.
Theo [1]
Cα =10,0025.(180α1)
= 10,0025.(180135) = 0,8875
:Hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai.
Tra bảngvới = =1,17 ta được:
:Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền.
Tra bảng ta được :
:Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai.
Tra bảng
Z’ = = => Chọn Cz = 0,95
Vậy:
Lấy Z=3
Trang 7
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
2.1.5.Các thông số cơ bản của bánh đai.
Chiều rộng bánh đai
B=(Z1).t+2.e
Tra bảngta được :
Vậy : B=(Z1).t+2.e = (31).15+2.10 = 50 (mm)
* Góc chêm của mổi rãnh đai:
* Đường kính ngoài của bánh đai:
da1 = d1 + 2.h0 = 125 + 2.3,3 = 131,6 (mm)
da2 = d2 + 2.h0 = 500+ 2.3,3 = 506,6 (mm)
* Đường kính đáy bánh đai:
df1 = da1 H = 131,6 – 12,5 = 119,1 (mm)
df2 = da2 H =506,6 – 12,5 = 494,1 (mm)
2.1.6.Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục.
Lực căng ban đầu:
Trong đó:
Fv: Lực căng do lực li tâm sinh ra
: khối lượng 1(m) đai
Tra bảng với tiết diện đai A ta được =0,105(kg/m)
Nên : Fv = 0,105.4,61= 2,23 (kg.m/s2)
Do đó:
Lực tác dụng lên trục bánh đai:
8
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
2.1.7.Tổng kết các thông số của bộ truyền đai:
Thông số
Tiết diện đai
Ký hiệu
Giá trị
A
Đường kính bánh đai nhỏ
125
Đường kính bánh đai lớn
500
Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ
131,6
Đường kính đỉnh bánh đai lớn
506,6
Đường kính chân bánh đai nhỏ
119,1
Đường kính chân bánh đai lớn
494,1
Góc chêm rãnh đai
36 o
Số đai
Chiều rộng đai
z
3
50
Chiều dài đai
2000
Khoảng cách trục
475
Góc ôm bánh đai nhỏ
135 o
Lực căng ban đầu
Lực tác dụng lên trục
190,96
1058
Trang 9
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
2.2. Thiết kế bộ truyền bánh răng
2.2.1.Thông số đầu vào:
P = P1 =2,16 (KW)
T = T1 = 40820 (N.mm)
n = n1 = 505,34 (v/ph)
u = ubr = 4
Lh = 23000 (giờ)
2.2.2.Chọn vật liệu
Vật liệu bánh lớn:
Nhãn hiệu thép: C45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB = 192÷240; ta chọn HB2 = 230
Giới hạn bền: σb2 = 750 MPa
Giới hạn chảy: σch2 = 450 MPa
Vật kiệu bánh nhỏ:
Nhãn hiệu thép: C45
Chế độ nhiệt luyện: tôi cải thiện
Độ rắn: HB = 241÷285; ta chọn HB1 = 245
Giới hạn bền: σb1 = 850 MPa
Giới hạn chảy: σch1 = 580 MPa
2.2.3.Xác định ứng suất cho phép
10
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Xác định ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép
Chọn sơ bộ: ZR.Zv.KxH = 1
YR.YS.KxF = 1 và KFC = 1 (tải quay 1 chiều)
do đó ta có:
SH, SF : Hệ số an toàn khi tính về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn
Tra bảng 6.2 với:
Bánh răng chủ động: SH1=1,1 ; SF1=1,75
Bánh răng bị động: SH2= 1,1 ; SF2=1,75
o
Hlim1
o
Flim1
o
Hlim2
= 2.HB1+ 70 = 2. 245+ 70 = 560 (MPa)
= 1,8.HB1 = 1,8 . 245 = 441 (MPa)
= 2.HB2 + 70 = 2. 230 + 70 = 530 (MPa)
oFlim2 = 1,8. HB2 = 1,8 . 230 = 414 (MPa)
+ KHL, KFL : là hệ số tuổi thọ xác định theo công thức:
Với: mH , mF : là bậc đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn,
do HB < 350 mH = mF = 6
+ NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
+ NFO : số chu kì ứng suất cơ sở khi thử về uốn : NFO = 4.106
+ NHE , NFE : số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
NHE1 = NFE1 = 60.c.n1.t∑ = 60.1. 505,34.23000 =697369200
NHE2 = NFE2 = 60.c.n2.t∑ = 60.1. 126,34.23000 = 174349200
NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
NHE2 > NHO2 => KHL2 = 1
Trang 11
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
NFE1 > NFO1 => KFL1 = 1
NFE2 > NFO2 => KFL2 = 1
Thay vào ta được :
Do đây là bánh răng côn răng thẳng nên
[] = min(,) = 481,82 (MPa)
Ứng suất cho phép khi quá tải
[
]
= 2,8.
H max
ch
[
]
H1 max
= [
] = 2,8.580 = 1624(MPa)
H2 max
[ F]max = 0,8. ch [ F1]max = [ F2]max = 0,8.450 = 360 (MPa) ;
2.2.4.Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài Re và đường kính chia ngoài de
Chiều dài côn ngoài
Trong đó:
+ KR : hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại răng,với bộ truyền bánh
côn răng thẳng bằng thép
KR = 0,5.Kd = 0,5. 100 = 50 MPa1/3 (do Kd=100 Mpa1/3 ) ;
+ Kbe : hệ số chiều rộng vành răng
Kbe= 0,25..0,3 , do u1 = 4 > 3 Kbe = 0,25
+ KH : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng bánh răng côn. Theo bảng 6.21 , với:
Kbe.u1/( 2 Kbe) = 0,25.4/(2 – 0,25) = 0,57
với ổ đũa ta được : KH = 1,13
+ T1 = 40820 Nmm mômen xoắn trên trục I
+ [ H]=481,82 MPa
Vậy : chiều dài côn ngoài sơ bộ Re là:
Đường kính chia ngoài sơ bộ de1 của bánh răng chủ động là:
2.2.5.Xác định các thông số ăn khớp
12
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
a. Xác định mô đun vòng ngoài và vòng trung bình mte ,mtm :
+ Số răng bánh nhỏ Z1:
Từ de1 = 64,22 (mm) và tỉ số truyền u = 4 ,tra bảng (6.22) ,ta có: Z1p = 16
Với: HB1, HB2 < 350 Z1 = 1,6.Z1p = 1,6.16 = 25,6
chọn Z1 = 26 răng
dựa vào bảng (6.20), chọn hệ số dịch chỉnh đối xứng :
x1 = 0,38 ; x2 = 0,38
+ Đường kính trung bình và mô đun trung bình sơ bộ :
Tra bảng 6.8Tr99/TL1, chọn mte theo tiêu chuẩn :
mte = 2,5 (mm)
Mô đun trung bình tính lại là:
mtm = mte.(1 – 0,5.Kbe) = 2,5.(1 0,5.0,25) = 2,19(mm)
b. Xác định số răng :
Tỷ số truyền thực tế:
Sai lệch tỷ số truyền:
c. Xác định góc côn chia :
d. Xác định hệ số dịch chỉnh:
Đối với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng ta sử dụng chế độ dịch chỉnh
đều:
Tra bảng 6.20Tr112 [1] với Z1 = 26 ; ut = 4, ta được: x1 = 0,38x2 = 0,38
e. Xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài :
Đường kính trung bình :
Chiều dài côn ngoài :
2.2.6. Xác định các hệ số và 1 số thông số động học:
Tỉ số truyền thực tế:
Trang 13
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Vận tốc vòng trung bình của bánh răng:
Tra bảng 6.13Tr106/TL1 với bánh răng côn răng thẳng và v = 1,51 (m/s) ta
được cấp chính xác của bộ truyền là: CCX =8
Tra phụ lục 2.3 [250/TL1] với:
CCX = 8
HB < 350
Răng thẳng
v = 1,51 (m/s)
Nội suy tuyến tính ta được :
Từ thông tin trang 91 và 92 trong [TL1] ta chọn:
Ra =2,5…..1,25 ZR = 0,95
HB<350, v = 1,51 5 (m/s)Zv = 1.
Chọn
Do
Hệ số tập trung tải trọng :
– Hệ số phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng khi tính về ứng suất
tiếp xúc, uốn: Do bộ truyền là bánh răng côn răng thẳng
, – Hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp khi tính về ứng suất tiếp xúc,
uốn:
2.2.7. Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng :
a. Kiểm nghiệm về ứng suất uốn :
ứng suất tiếp xúc cho phép:
= . ZR Zv = 481,82.0,95.1.1 = 457,73 (MPa)
ZM – Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp: Tra bảng
6.5Tr96[1]
– Hệ số kể đến hình dạng hình học của bề mặt tiếp xúc: Tra bảng
6.12Tr106 [1] với và ta được:
14
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
– Hệ số trùng khớp của răng:
– hệ số trùng khớp ngang:
– Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:
= 1.1,13.1,05 = 1,19
b chiều rộng vành răng:
Thay vào ta được:
Kiểm tra:
b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
, ứng suất uốn cho phép của bánh chủ động và bị động:
– hệ số tải trọng khi tính vê uốn :
– hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:
Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng : Do là bánh răng côn răng
thẳng : Yβ = 1
– Hệ số dạng răng : Tra bảng 6.18 [109/TL1] với :
Ta được:
Thay vào ta có :
Thỏa mãn.
2.2.8. Một vài thông số hình học của cặp bánh răng :
Đường kính vòng chia :
Trang 15
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Chiều cao răng ngoài :
Chiều cao đầu răng ngoài :
Chiều cao chân răng ngoài :
Đường kính đỉnh răng ngoài :
2.2.9.Bảng tổng hợp một vài thông số của bộ truyền bánh răng :
Ký hiệu
Giá trị
Chiều dài côn ngoài
Re
134(mm)
Mô đun vòng ngoài
mte
2,5(mm)
Chiều rộng vành răng
b
34(mm)
Tỉ số truyền
utt
4
Góc nghiêng của răng
β
Số răng của bánh răng
Z1
26
Z2
104
x1
0,38
x2
0,38
de1
65(mm)
de2
260(mm)
Thông số
Hệ số dịch chỉnh chiều cao
Đường kính vòng chia ngoài
Góc côn chia
δ1
δ2
Chiều cao răng ngoài
he
5,5(mm)
Chiều cao đầu răng ngoài
hae1
3,45(mm)
hae2
1,55(mm)
hfe1
2,05(mm)
hfe2
3,95(mm)
Chiều cao chân răng ngoài
16
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Đường kính đỉnh răng ngoài
dae1
71,69(mm)
dae2
260,75(mm)
Trang 17
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
PHẦN 3 : TÍNH TRỤC, CHỌN Ổ LĂN
3.1.Tính chọn khớp nối.
Thông số đầu vào:
Mômen cần truyền:
Đường kính trục cần nối: 29,65 (mm)
Chọn khớp nối.
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục
Chọn khớp nối theo điều kiện:
Trong đó Đường kính trục cần nối
–Mômen xoắn tính toán
k Hệ số chế độ làm việc tra bảng 16.1Tr58 [2] lấy k=1,2
T Momen xoắn danh nghĩa trên trục:
Do vậy
Tra bảng 16.10a [2] tr 68 với điều kiện
Ta được:
Tra bảng 16.10bTr69 [2] với
3.1.1.Kiểm nghiệm khớp nối.
Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:
a) Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi
Ứng suất dập cho phép của vòng cao su
Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi:
Thỏa mãn.
b) Điều kiện bền của chốt:
Trong đó:
18
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
[] Ứng suất uốn cho phép của chốt.Ta lấy []=(60) MPa;
Do vậy, ứng suất sinh ra trên chốt:
Thỏa mãn.
3.1.2.Lực tác dụng lên trục.
Ta có
Các thông số cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
Thông số
Kí hiệu
Giá trị
Mômen xoắn lớn nhất có thể truyền được
250 (N.m)
Đường kính lớn nhất có thể của nối trục
32 (mm)
Số chốt
Z
6
Đường kính vòng tâm chốt
105 (mm)
Chiều dài phần tử đàn hồi
28(mm)
Chiều dài đoạn công xôn của chốt
34 (mm)
Đường kính của chôt đàn hồi
14 (mm)
Lực tác dụng lên trục
Fkn
596,08 (N)
3.2.Tính sơ bộ trục
3.2.1.Chọn vật liệu chế tạo trục.
Vật liệu làm trục chọn là thép 45 tôi cải thiện.
3.2.2.Tính sơ bộ đường kính trục theo momen xoắn.
Theo công thức 10.9Tr188 [1], ta có:
Chọn
Chiều rộng ổ lăn trên trục: Tra bảng 10.2Tr189 [1]:
Trang 19
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
với
3.2.3.Xác định lực từ các chi tiết, bộ truyền tác dụng lên trục.
Lực tác dụng lên trục I
Lực tác dụng lên trục I từ bộ truyền đai : = 376,86 (N)
Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng côn răng thẳng :
Lực vòng:
Lực hướng tâm:
=.tan= 1433,79.tan.cos = 506,27 (N)
Lực dọc trục:
=.tan= 1433,79.tan.sin,04 = 126,6 (N)
Lực tác dụng lên trục II
Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng côn răng thẳng:
o Lực vòng: = 1433,79 (N)
20
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
o Lực hướng tâm: = = 126,6(N)
o Lực dọc trục: = = 506,27(N)
Lực tác dụng lên trục II từ khớp nối : = 596,08 (N)
3.2.4.Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực.
Sơ đồ khoảng cách giữa các điểm đặt lực như hình vẽ phác họa kết
cấu HGT sau:
Chọn chiều dài mayơ và các khoảng cách k1, k2, k3, hn
Chiều dài mayơ bánh răng côn:
Theo công thức: 10.12Tr189[1] ta có:
Chọn lm13 = 25 (mm)
Trang 21
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Chọn lm23 = 45 (mm)
Chiều dài mayơ bánh đai:
Theo công thức: 10.12Tr189 [1] ta có:
Chọn lm12 =30 (mm)
Chiều dài mayơ nửa khớp nối:
Theo công thức: 10.10Tr189[1] ta có:
Chọn lm22 = lm24 = 50 (mm)
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp:
k1 = 8, ta chọn k1 = 10
Khoảng cách từ mặt mút của ổ đến thành trong của hộp:
k2 = 5, ta chọn k2 = 10
Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ
k3 = 10, ta chọn k3 = 10
Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn = 15 ta chọn hn = 20
(các giá trị k1, k2, k3, hn chọn theo bảng B10.3Tr189[1])
Khoảng cách các điểm đặt lực trên các trục
Khoảng côngxôn (khoảng chìa): theo công thức 10.14Tr190[1]
Chiều rộng vành răng thứ i trên trục k:
Khoảng cách đặt lực trên trục I:
Chọn l11 = 60 (mm)
Chọn l13 = 100(mm)
o Trên trục II:
Chọn
22
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Chọn
3.3.Tính toán thiết kế trục
3.3.1.Tính toán thiết kế trục II
3.3.1.1.Tính phản lực tại các gối tựa
Các lực tác dụng lên trục II có chiều như hình vẽ:
= 1433,79(N)
= 126,6(N)
= 506,27(N)
= 596,08 (N)
Cần xác định phản lực tại các gối tựa:
Phương trình cân bằng :
3.3.1.2.Vẽ biểu đồ momen:
3.3.1.3. Xác định chính xác đường kính các đoạn trên trục I
Chọn vật liệu làm trục: thép 45, tôi cải thiện ta có 67MPa
Tính chính xác đường kính trục :
Theo công thức 10.15Tr194[1] và 10.16tr194[1] ta có:
Tại tiết diện 3:
Tại tiết diện 0:
Tại tiết diện 2:
Trang 23
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Tại tiết diện 1:
3.3.1.4.Chọn lại đường kính các đoạn trục:
+ Ta chọn đường kính theo tiêu chuẩn và đảm bảo điều kiện lắp ghép:
Suy ra ta chọn được: d3=28 mm
d0= d1 = 30 mm
d2= 32mm
3.3.1.5.Chọn và kiểm nghiệm then:
a. Chọn then
Trên trục II then được lắp tại bánh răng (vị trí 2) và khớp nối
Then lắp trên trục vị trí lắp bánh răng côn:
Chọn then bằng, tra bảng B9.1aTr173[1] ta được:
Lấy chiều dài then:
Then lắp trên trục vị trí lắp bánh răng côn (vị trí 2)
=
Then lắp trên trục vị trí lắp khớp nối:
Chọn then bằng, tra bảng B9.1aTr173[1] ta được:
Chiều dài then trên đoạn trục lắp đĩa xích:
b. Kiểm nghiệm then theo độ bền dập và độ bền cắt:
Theo công thức 9.1 và 9.2Tr173[1] ta có:
Với bảng B9.5Tr178[1] ta có: dạng lắp cố định, vật liệu mayơ bằng thép và
chế độ tải trọng va đập nhẹ
Kiểm tra độ bền then tại vị trí lắp với bánh răng côn
24
Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD:
Nguy
ễn Xuân Hành
Then tại vị trí này thỏa mãn điều kiện bền dập và cắt
Kiểm nghiệm độ bền then tại vị trí lắp xích
Then tại vị trí này thỏa mãn điều kiện bền dập và cắt
3.3.1.6.Kiểm nghiệm trục ( trục II) theo độ bền mỏi.
a. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy
hiểm thỏa mãn điều kiện:
trong đó : hệ số an toàn cho phép, thông thường = 1,5… 2,5 (khi cần tăng
độ cứng = 2,5… 3, như vậy có thể không cần kiểm nghiệm về độ cứng của
trục)
s j và s j hệ số an toàn chỉ xét đến riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ
xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j :
trong đó : và giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng. Có thể lấy
gần đúng
,,,là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết
diện j,do quay trục một chiều:
với là momen cản uốn và momen cả xoắn tại tiết diện j của trục.
là hệ số kể đến ảnh hưởng của các trị số ứng suất trung bình đến độ bền
mỏi ,tra bảng B với 750MPa,ta có:
và hệ số xác định theo công thức sau :
trong đó : Kx hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào
phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt cho trong bảng 10.8 trang 197 “
Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1 ”, lấy Kx = 1, 1
Trang 25
Đề 43 : Thiết kế hệ dẫn động cơ khí SVTH: Nguyễn Văn
Trứ
