Tài liệu Đồ án - Thiết kế động lực học máy ppt

Đồ án máy


THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY
I. TÍNH CÁC LỰC TÁC DỤNG TRONG TRUYỀN DẪN
Xác định lực chạy dao,lực cắt (Q,P
c
)
1. Sơ đồ đặt lực trên cơ cấu chấp hành


Lực cắt
ZYX
PPPP ++=

2. Tính các lực thành phần
Theo công thức bảng (II-1) có: P
YX
ZYX
StCPP ..,, =

với C:hệ số kể đến ảnh hưởng của tính chất vật gia công
t:chiều sâu cắt (mm)
S:lượng chạy dao (mm/v)
Sử dụng công thức nguyên lý cắt để tính lực cắt.Mặt khác để tính chính xác
theo nguyên lý cắt,ta chọn chế độ cắt theo chế độ thử máy:
- Thử có tải:
Chi tiết
φ
115,l=2000,thép 45,HRB=207.
Dao P18.Chế độ cắt n=40 (v/p)

S=1,4 (mm/v)
Đồ án máy


t=6 (mm)
1
6.2000.. ==
YX
Z
StCP
.
75,0
4,1
=15445,62 (N)
9,0
6.1250.. ==
YX
Y
StCP
.
75,0
4,1
=8069,45 (N)
2,1
6.650.. ==
YX
X
StCP
.
65,0

4,1
=6945,08 (N)
- Thử công suất:
Chi tiết
φ
70,l=350,thép 45.
Dao T15K6.n=400
S=0,39
t=5
Tính tương tự như công thức trên có:
)(2626
)(2432
)(4935
NP
NP
NP
Y
X
Z
=
=
=

Lực chạy dao (Q):
Theo công thức thực nghiệm do Rêsêtôp và Lêvít với máy tiện có sống trượt
lăng trụ: Q=k.
)( GPfP
ZX
++

với G:trọng lượng phần dịch chuyển =250 kg =2500 N
f:hệ số thu gọn ma sát trên sống trượt =0,15 đến 0,18
k:hệ số tăng lực ma sát do
X
P
tạo ra mômen lật; k=1,15
Thay vào công thức trên có: Q=1,15.6945+0,16.(15445,6+2500)
=10858(N)
3. Tính mômen xoắn của động cơ điện:
Khi máy tiện làm việc trong hộp tốc độ
X
M
của động cơ cân bằng với
X
M

của lực cắt và
X
M
ma sát trong các cặp truyền động.Ta có phương trình:
∑
=
+=
n
i
kXmsXPccXd
iMMiM
1
0/
..

hay
0/
.i
M
M
XPc
cXd
η
=

với
0
i
:tỉ số truyền tổng cộng xích

k
i
:tỉ số truyền từ cặp có
Xms
M
tới trục chính
Đồ án máy



η
:hiệu suất toàn xích

XPc
M

:mômen xoắn do lực cắt gây ra
XPc
M
=
Z
P
.d/2

Z
P
:lực cắt tiếp tuyến
d:đường kính chi tiết gia công
-Khi thử có tải: d=115,n=40 v/p,
Z
P
=15445
XPc
M
=
2
115.15445
=888087 (N.mm)
1450
40
.
75,0
888087
/
=
cXd

M
=32665 (N.mm)
(ở đây hiệu suất
η
=0,75 và tỉ số truyền
0
i
=40/1450)
-Khi thư ở chế độ thử công suất: d=70,n=400,
Z
P
= 4935
XPc
M
=4935.70/2=172725(N.mm)
1450
400
.
75,0
172725
/
=
cXd
M
=63531(N.mm).
II- TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN
1.Xác định công suất động cơ truyền dẫn chính:
Công suất động cơ gồm:
pcdc
NNNN ++=

0

với
c
N
: công suất cắt

0
N
: công suất chạy không

p
N
: công suất phụ tiêu hao theo hiệu suất và do những nguyên nhân
ngẫu nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy.
- Công suất cắt
81,9.102.60
.vP
N
Z
c
=
(kW)
Theo chế độ thử công suất
Z
P
= 4935(N),n=400(v/p), d=70(mm)
1000
400.70.
1000

Π
=
Π
=⇒
dn
v
=87,92(m/p)
- Công suất cắt
81,9.102.60
92,87.4935
=
c
N
=7,23(kW)
Thường thì
dcc
NN .)8570(
0
0
÷=
nên có thể tính gần đúng:
Đồ án máy



75,0
23,7
==
η
c

dc
N
N
=9,64(kW)
Do đó chọn động cơ tiêu chuẩn N=10(kW) và n=1450(v/p).
2.Xác định công suất chạy dao:
- Khi tính theo tỉ lệ với công suất động cơ chính:
dcVdcS
NKN .=
(với máy tiện k=0,04)
=0,04.9,64=0,386(kW)
-Khi tính theo lực chạy dao:
81,9..10.612
.
4
cd
S
dcS
VQ
N
η
=
(kW) với:
S
V
:tốc độ chạy dao,
S
V
=S.n=0,39.400=156(mm/p)
cd

η
:hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao (
2,015,0 ÷≤
)
Q:lực kéo (N).Thay vào công thức trên:
≈=
81,9.15,0.10.612
156.10858
4
dcS
N
0,188(kW).
III. TÍNH SỨC BỀN CHI TIẾT MÁY:

Trục n
min
n
max
n
tinh
M
Xtinh
N
truc
d
sb
d
chon
IX 5,25 1680 22,2 2193 0,164 21,8 30
X 5,25 1680 22,2 2084 0,156 21,4 30

XI 4,41 2419 21,3 2064 0,149 21,3 30
XII 4,41 2419 17,9 1936 0,131 20,99 30
XIII 3,76 1935 4,84 2923 0,125 18,95 20
XIV 0,55 2419 4,84 8837 0,118 24,2 25
XV 0,28 1209 2,27 15806 0,11 28,8 30
Đồ án máy



1.Tính sức bền cặp bánh răng 36/36 của trục Nooctông
- Trong máy cắt kim loại,việc tính toán động học của bánh răng là xác định
môđuyn (m).Tính theo sức bền uốn và kiểm tra theo sức bền tiếp xúc.
1.1. Tính m theo sức bền uốn:

[]
n
KN
yZ
m
U
U
.
...
1950
.10
3
σϕ
=
với:
N:công suất trên trục

n:số vòng quay nhỏ nhất của bắnh răng (bánh nhỏ) (v/p)
m
B
=
ϕ
=6
÷
10
⇒
lấy
ϕ
=6
k:hệ số tải trọng,lấy k=1,3
y:hệ số dạng răng,tra trong chi tiết máy y=3,75
Z:số răng (Z=36)
[]
f
HlFlF
U
S
KK ..
lim0
σ
σ
=
chọn vật liệu là thép 45,theo chi tiết máy có
lim0
F
σ
=1,8.HB=324 (độ rắn bề mặt sau nhiệt luyện =170

÷
217HB,lấy HB=180).
75,1
8,0
1
=
=
=
F
Hl
Fl
S
K
K

thay vào
[]
)/(1,148
2
cmN
U
=⇒
σ

Từ đó thay vào công thức tính môđuyn theo uốn:
⇒≈= 77,1
126
77,6.3,1
.
1,148.75,3.6.36

1950
.10
3
U
m
theo tiêu chuẩn lấy m=2.
1.2. Kiểm nghiệm theo sức bền tiếp xúc:

Theo chi tiết máy có công thức:
)../()1.(..2...
2
11
ωε
σ
diBiKTZZZ
HHMtx
+=
,tra bảng có:
Đồ án máy


7639,1
20.2sin
2
2sin
2
)(274
0
3/1
≈==

=
α
H
M
Z
MPaZ

=
α
ε
[1,88-3,2.
)
11
(
21
ZZ
+
]=[1,88-
3,2.2/36]=1,702
766,0
702,1
11
≈==
α
ε
ε
Z

Mômen xoắn
1

T
=1714,5(N.m)
1
13,1
15,1
=
=
=
HV
H
H
K
K
K
α
β

3,1.. ==⇒
VHHH
KKKK
αβ

Tỉ số truyền i=1
Chiều rộng bánh răng B=6m=6.2=12
72)(
2
1
=
′
+= ZZ

m
d
ω
.Thay vào công thức trên
152,140=⇒
tx
σ

[]
tx
σ
được tính theo công thức
[]
nB
NKi
iA
tx
.
..)1(
.
10.05,1
36
±
=
σ

A: khoảng cách trục A=
72)(
2
1

=
′
+= ZZ
m
d
ω

Các giá trị khác như trên.Thay số vào công thức
[ ]
=⇒
tx
σ
795,1
Do đó
tx
σ
<
[]
tx
σ
nên cặp bánh răng đủu bền.
2.Tính trục trung gian:
Tính trục XIV là trục trung gian trong nhóm gấp bội mang 3 bánh răng cố
định
45,35,15
321
=== ZZZ
và là trục tâm cho bánh răng Z=28 quay lồng
không.
2.1.Tính sơ bộ chiều dài trục:

Chiều rộng bánh răng b=25mm
Khe hở
mmf )32(
1
÷=
lấy
2
1
=f

Miếng gạt
mmf )128(
2
÷=
lấy
11
2
=f

Rãnh thoát dao
mmf )64(
3
÷=
lấy
6
3
=f