Chương 3: Tính toán sức bền và chi tiết máy

Ch-ơng 3:
Tính toán sức bền và chi tiết
máy
.
3.1 Tính toán công suất chạy dao.
Tính lực cắt
Ta thấy rằng khi phay nghịch thì lực cắt sẽ lớn nhất do đó ta chỉ
cần tính lực cắt trong tr-ờng hợp phay nghịch
Theo bảng ta có

N
D
t
ZBC
K
y
Z
o
S
P
41505
90
12
.31,0.8.100.682....
82,0
72,0

với P
Z
=(0,5 0,6)P
0
=(0,5 0,6).41505=(20753 24903) N
lấy P
Z
=24903 N
P
S
=(1 1,2)P
0
= (1 1,2)41505=(41505 49806) N
P
0
=P
0
=0,245105=8301 N
P
x

=0,3.P
0
.tg()=0,3 41505 tg(30)=7189 N
Tính lực chạy dao
Q

GK
PP
f
P
yzx

'
.
Q = 1,17189+0,15(24903+49806+2000)=19414 N
N
C
=
KW
V
P
z
6,5
81,9.102.60
5,13.24903
81,9.102.60
.

N
đc

=
KW
N
C
47,7
75,0
6,5


Công suất động cơ hộp chạy dao.
N
đcs
=K.N
đc
=0,15.7,47=1,12 KW
Bảng tính toán động lực học.
n
trục
n
min
n
tính
N
trục
M
x tính
d
sb
d
chọn

I 851 851 1,08 123 17 20
II 319 319 1,03 314 22 25
III 160 226 0,99 427 25 25
IV 76 120 0,95 771 30 30
V 10 20 0,91 4432 54 55
Với
N
tính
=n
min
.
4
min
max
n
n
;
N
Trục
=N
đc
.

i

Với

i
:là hiệu suất từ động cơ tới trục thứ i
M

x tính
=7162.10
4
n
N
[Nm].
3.2 tính bánh răng .
Tính mô đun Trong hộp chạy dao ta chỉ dùng một loại mô đun do
đó ta chỉ cần tính mô đun trong một cặp bánh răng còn các bánh
răng khác có mô đun t-ơng tự .Giả sử ta tính mô đun cho cặp bánh
răng 24/26.


n
m
NK
yZ
u
n
min
3
.
.
....
1950
.10


N: công suất trên trục N =1,08 KN
n

min
số vòng quay nhỏ nhất trên trục n
min
=851
y: hệ số dạng răng chọn y=0,25
=610
z
1
=24.

n
= 35000 N/cm
2
K hệ số tải trọng
K=K
đ
.K
tt
.K
N
K
đ
: hệ số tải trọng động K
đ
=1,3
K
tt
: Hệ số tập trung tải trọng lấy K
tt
=2

K
N
: chu kỳ tải trọng K
N
=1
45,1
851
08,61,2
.
35000.25,0.10.24
1950
.10
3

m
n
theo sức bền tiếp xúc.

3
0
2
.
.
.
1
.
6800
..
100
n

NK
i
i
Z
tx
tx
m










i: tỉ số truyền i=0,375.

0
=0,71,6 lấy
0
=1.

2
/260203 cmN
tx


chọn

2
/250 cmN
tx


3
2
16,2.
851.1.375,0
08,1.6,2.375,1
.
2000
6800
..
100
100








m
tx
từ m
u
và m

tx
ta chọn m=2,5.
Các thông số chủ yếu
đ-ờng kính vòng chia d
c
=m.z=2,5.24=60mm
đ-ờng kính vòng cơ sở d
0
= d
c
.cos(20)=56mm
đ-ờng kính vòng đỉnh D
e
=d
c
+2m = 65 mm
đ-ờng kính vòng chân d
c
=60mm
b:chiều rộng bánh răng b=
.m=2,5.10=25mm
khoảng cách trục
A=1/2.m(Z
1
+Z
2
)=1/2.2,5(24+65)=110 mm
3.1.3 Tính trục trung gian
Giả sử trên trục 2 : nh- ta đã tính ở phần tr-ớc ta có trên trục
2

N = 1,03 (KW)
Tốc độ tính toán: n = 319 (v/ phút)
Mômen xoắn tính toán Mx = 314 (Nm)
Đ-ờng kính sơ bộ trục 2: d
2
= 25 (mm)
Ta tính trục 2 nh- sau: Đ-ờng kính trục tại chỗ lắp bánh răng
d=25(mm)
Đ-ờng kính trục tại chỗ lắp ổ là
d=20(mm)
Ta thấy rằng trục nuy hiểm nhất khi bánh răng z = 64 và z = 18 cùng
làm việc
Lực tác dụng lên bánh răng
Với bánh răng z = 64 ; m = 2,5
Đ-ờng kính vòng lăn d
1
= z.m = 64.2,5 = 160 (mm)
Ta có F
t2
= 2M/d
1
= 2. 314000/160 = 3925
(N)
Lực h-ớng tâm F
r2
= F
t
tg = F
t
tg 20

0
= 3925 tg20
0
= 1429(N)
Với bánh răng z = 18 ; m = 2,5
Đ-ờng kính vòng lăn d
1
= z.m = 18.2,5 = 45 (mm)
Ta có F
t2
= 2M/d
1
= 2. 314000/90 = 13956
(N)
Lực h-ớng tâm F
r2
= F
t
tg = F
t
tg 20
0
= 5080(N)
Sơ đồ ăn khớp
Tính phản lực ở ổ và vẽ biểu đồ mômen uốn , xoắn
Phản lực ở ổ sinh ra bởi F
r1
, F
r2
Giả sử phản lực đó là R

A
, R
B
va có chiều nh- hình vẽ.
Xét trong mặt phẳng yoz
Các lực tác dụng lên trục F
r1
, F
r2
, R
AY
, R
BY
Với F
r1Y
= F
r1
cos 30
0
= 4399(N)
Ta có ph-ơng trình cân bằng
F
r1
- (R
AY
+ R
BY
+ F
r2
) = 0 (1)

F
r1
. l
1
- R
BY
.l
2
- F
r2
. l
3
= 0 (2)
Từ (1)(2) ta có :
l1
l2
l3
Ft2
Fr2
Ft2Fr2
0
Y
Z
X
l2
l3
0
X
Y
Fr2

l1
Z
Ft2
Ft2
Fr2
RbyRay