OLYMPIC CƠ HỌC TOÀN QUỐC ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG CHI TIẾT MÁY BÀI GIẢI ĐỀ LUYỆN TẬP SỐ 3

GIẢI ĐỀ LUYỆN TẬP SỐ 3
1. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
- Chọn hiệu suất các bộ truyền
+ Hiệu suất khớp nối trục đàn hồi kn  0,99

+ Hiệu suất cặp bánh răng trụ răng thẳng brt  0,96
+ Hiệu suất cặp ổ lăn ol  0,99
+ Hiệu suất bộ truyền đai thang x  0,95

Hiệu suất chung của bộ truyền
c  kn .brt 2 .ol 4 .d  0,99.0,962.0,99 4.0,95  0,83

Chọn động cơ:
-

Công suất trên trục xích tải:


2

�P �
��Pi �.t i
�1 �  4,01kW
Pct  P1.
�t i
P1  6,5kW

Công suất để chọn động cơ
Pdc 

Pct 4,01


 4,83kW
c 0,83

Chọn sơ bộ tỷ số truyền
-

Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục uh=12,25. Do HGT đồng trục

-

2
h
trên 1
Bộ truyền đai ud=2,3.

u  u  u  3,5.

Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống: uc= uh. ud=12,25.2,3=28,175
Số vòng quay sơ bộ của động cơ: nsb=42.28,175=1183,35 vòng/phút
Chọn số vòng quay đồng bộ 1500 vòng/ phút
Chọn động cơ 4A112M4Y3 có nlv=1425 vg/ph, Plv=5,5kW.
*Phân phối tỷ số truyền
u

-

n lv 1425

 33,93

n ct
42
vg/ph

Chọn u1 = 3,5; u2 = 3,5 suy ra uđ=2,77.
T=9,55.1000.P/n
Bảng thơng số kỹ thuật
Động cơ
P(kW)
4,83
u
2,77
n(vịng/phút)
1425
T(N.m)
32,37

Trục I
4,54

Trục II
4,31
3,5

514,4
84,29

Trục III
4,1
3,5

147
280

42
932,26

Cơng tác
4,01
1
42
911,80


2. Thiết kế bộ truyền đai thang
- Công suất P=Pđc=4,83kW
- Số vòng quay n=1425 vòng/phút
- Tỷ số truyền uđ=2,77
- Với cơng suất và số vịng quay như trên ta chọn đai loại B.
- Chọn sơ bộ đường kính bánh đai nhỏ d1=160mm.
- Đường kính bánh đai lớn
d 2  d1.u.(1   )  160.2,77.(1  0, 01)  438,7mm
Theo tiêu chuẩn chọn d2=450mm
-

Tính tốn thiết kế bộ truyền đai trên Inventor


Thông số tab Design

Thiết kế bánh đai dẫn


Thiết kế bánh đai bị dẫn


Thông số tab Calculation


Mơ hình 3D bộ truyền đai được thiết kế
Kết quả tính tốn
Loại đai

V-Belt DIN 2215

Số dây đai

2.000 ul

Góc ơm đai

151,39 deg và 208,61 deg

Vận tốc

11,938 m/s

Chiều dài dây đai

2168.000 mm

Đường kính bánh dẫn

160 mm

Đường kính bánh bị dẫn

450 mm

Lực trên mỗi nhánh căng

629,055/2=314,528N

Lực trên mỗi nhánh chùng 224,466/2=112,233N
Lực vịng có ích

404,589/2=202,295N

Lực tác dụng lên trục Fr

833,08N


Sơ đồ phân tích lực cho hệ thống

3. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh
- Cơng suất P1=4,54 kW
- Số vịng quay nI=514,4 vịng/phút
- Tỷ số truyền 3,5
- Thời gian làm việc Lh=36000 giờ

Thông số trong tab Design


Thông số trong tab Factors


Tab Calculation


Mơ hình bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh
Kết quả tính tốn bằng phần mềm Autodesk Inventor
Thơng số

Kết quả
Bánh răng 1

Kết quả
Bánh răng 2

Vật liệu

EN C60 có
EN C60 có nhiệt luyện
nhiệt luyện

Mơ đun

m

3.5mm

3.5mm

Khoảng cách trục

a

Số răng

z

20 răng

71 răng

Hệ số dịch chỉnh

x

0

0.2180

Đường kính vịng chia

d

70.000 mm

248.500 mm

Đường kính vịng đỉnh da

76.974 mm

257.000 mm

Đường kính vịng đáy

df

61.250 mm

241.276 mm

Bề rộng vành răng

b

56.000 mm

52.500 mm

160mm


Lực hướng tâm

Fr

906.856 N

Lực tiếp tuyến

Ft

2396.722 N

Lực dọc trục

Fa

0.000 N

Vận tốc vịng

v

1.885s

4. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
Cơng suất P2=4,31 kW
Số vịng quay nII=147 vòng/phút
Tỷ số truyền 3,5
Thời gian làm việc Lh=36000 giờ


Thông số tab Design

Các hệ số trong tab Factor


Thông số trong tab Calculation


Mơ hình 3D bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
Kết quả tính tốn trên phần mềm
Thơng số

Kết quả
Bánh răng 1

Kết quả
Bánh răng 2

Vật liệu

EN C60 có
EN C60 có nhiệt luyện
nhiệt luyện

Mô đun

m

5.5mm

5.5mm

Khoảng cách trục

a

Số răng

z

20 răng

71 răng

Hệ số dịch chỉnh

x

0

-0.0453

Đường kính vịng chia

d

110.000 mm

390.500 mm

Đường kính vịng đỉnh da

120.998 mm

401 mm

Đường kính vịng đáy

df

96.25 mm

376.252 mm

Bề rộng vành răng

b

88.000 mm

82.500 mm

250mm

Lực hướng tâm

Fr

1838.779N

Lực tiếp tuyến

Ft

5095.687N

Lực dọc trục

Fa

0.000 N


Vận tốc vòng

v

0.847s

5. Thiết kế trục và chọn then
Động cơ
P(kW)
4,83
u
2,77
n(vòng/phút)
1425
T(N.m)
32,37
a.

-

Trục I
4,54

Trục II
4,31
3,5

514,4
84,29

3,5
147
280

42
932,26

Cơng tác
4,01
1
42
911,80

Trục I và then
Cơng suất P1=4,54kW
Số vịng quay n1=514,4 vịng/phút
Momen xoắn T1=84,29Nm
Lực tác dụng tại vị trí lắp bánh răng

+ Lực hướng tâm Fr=906,56N
+ Lực tiếp tuyến Ft=2396,722N
Lực tác dụng tại vị trí lắp bánh đai Fr=833,08N
d �10 3

-

Trục III
4,1

Đường kính trục tại vị trí lắp bánh đai
Chọn d0=30mm.

Phác thảo trục I

16T
16.84, 29
 10 3
 27,8
 [ ]
 .20



Thiết kế trục trong tab Design


Đặt lực và gối đỡ cho trục

Các biểu đồ nội lực


Biểu đồ momen uốn


Biểu đồ ứng suất uốn
Chọn then cho trục I
-

Tại vị trí lắp bánh đai


Thông số tab Design