Xem mẫu
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
§Ò Sè 21:
ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i
H
D
F
2 3
1
B
V
4 5
T
Tmm
T1
T2
t
t1 t2
tck
Môc lôc
PhÇn 1 : TÝnh to¸n ®éng häc
1.Chän ®éng c¬ vµ ph©n phèi tØ sè truyÒn………………….. Trang
2
B¶ng sè liÖu cña hép gi¶m tèc …………………………….. Trang 4
PhÇn 2 :ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n c¸c bé truyÒn
1.TÝnh to¸n bé truyÒn xÝch…………………………………..Trang 5
2.TÝnh bé truyÒn trôc vÝt trong hép gi¶m tèc………………..Trang 8
3.TÝnh bé truyÒn b¸nh r¨ng………………………………… Trang 14
PhÇn 3 :TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc vµ chän æ l¨n
1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc…………………………………….Trang 20
2. Chän æ l¨n……………………………………………….. Trang 32
PhÇn 4 :ThiÕt kÕ vá hép vµ b«i tr¬n hép gi¶m tèc……………..... Trang 39
PhÇn 5 : B¶ng thèng kª c¸c kiÓu l¾p vµ dung sai ……………….. Trang 43
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 1
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
PhÇn 1 :TÝnh to¸n ®éng häc.
1.Chän ®éng c¬
+/X¸c ®Þnh c«ng suÊt ®Æt trªn trôc ®éng c¬:
P®/c¬ > Py/cÇu
Ta cã:
F .v 5000.0,75
Pc/t¸c= = = 3,75 (kW)
1000 1000
F : lùc kÐo b¨ng t¶i F= 5000 N
v :vËn tèc b¨ng t¶i v= 0,75m/s
η :hiÖu suÊt truyÒn ®éng
4
η = η nt .η tv .η br .η ol .η x .
Trong ®ã:
η nt : hiÖu suÊt nèi trôc
η tv :hiÖu suÊt cña mét bé truyÒn trôc vÝt-b¸nh vÝt
η br :hiÖu suÊt cña mét cÆp b¸nh r¨ng
η ol :hiÖu suÊt cña mét cÆp b¸nh r¨ng
η x :hiÖu suÊt cña mét bé truyÒn xÝch
Dïng b¶ng 2.3 ta cã:
η nt =0,99 η tv =0,78
η br =0,97 η ol =0,993
η x =0,93
=>η = 0,99 . 0,78 . 0.97 . 0,993 4 . 0,93=0,70
F .v 5000.0,75
PcÇnthiÕt = 1000.η = 1000.0,70 = 5,36 kW
Ta cã : Py/cÇu = PcÇnthiÕt . β
β : hÖ sè lµm viÖc nhiÒu t¶i kh¸c nhau
2
β = ∑ Ti . t i .
2
t
i = 0 T1 ck
Pi : t¶i träng thø i cã c«ng suÊt Pi
P1 : c«ng suÊt lín nhÊt
tck : thêi gian lµm viÖc trong mét chu k×
ti : thêi gian lµm viÖc øng víi t¶i träng thø i
Tmm= 1,5T1 T2 = 0,8T1
t1 = 4h t2 = 4h tck=8h;
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 2
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
2 2
T t T t 4 4
β = 2 . 2 + 1 . 1 = 0,8 2. + 1. =0,90
T t
1 ck T1 t ck 8 8
Py/cÇu=5,36 . 0,90=4,82 kW
+/X¸c ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn
Ta cã : nsb = nct . usb
nct: sè vßng quay trªn trôc c«ng t¸c
60000.v
nct=
π.D
v : vËn tèc b¨ng t¶i
D :®êng kÝnh tang t¶i D = 320mm
60000.0,75
=>
nct= 3,14.320 = 44,78 (vg/ph)
usb:tØ sè truyÒn s¬ bé cña toµn bé truyÒn
usb = uh . un
un : tØ sè truyÒn ngoµi (xÝch)
Tra b¶ng 2.4:
uh=40 un = 1,6
( un nhá v× bµi cho v = 0,75 m/s lín qu¸ , do ®ã nsb sÏ lín vµ kh«ng cã ®éng
c¬ nµo tháa m·n . Ta lÊy uh lµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña tØ sè truyÒn trong bé
truyÒn trôc vÝt b¸nh r¨ng , do ®ã tØ sè truyÒn cña xÝch sÏ nhá un = 1,6)
=>usb = 1,6 . 40 = 64
=>nsb = 44,78 . 64 = 2866 (vg/ph)
§iÒu kiÖn chän ®éng c¬ ®iÖn:
P®c¬ > Py/cÇu
nsb ≈ n®ång bé
Tk
=2
Tdn
Chän ®éng c¬ 4A100L2Y3 cã P = 5,5 (kW) , n®c¬ = 2880 (vg/ph) , Tk/Tdn =
2;
tháa m·n yªu cÇu.
2.Ph©n phèi tØ sè truyÒn
Tû sè truyÒn cña hÖ dÉn ®éng:
ndc 2880
uch = n = 44,78 = 64,31
ct
uch=uhép . ungoµi
ungoµi = 1,6 (trêng h¬p ®¨c biÖt);
=> uh=uch/ung=64,31/ 1,6 = 40,19.
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 3
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Theo h×nh 3.24 víi c= 2,4 ta tra ®îc tØ sè truyÒn u1 cña bé truyÒn trôc vÝt
_b¸nh r¨ng lµ u1 = 9 ( Kinh nghiÖm )
40,19
=> u2 = = 4,44
9
u ch 64,31
TÝnh l¹i tØ sè truyÒn cña xÝch ux = u .u = 9.4,44 = 1,61
1 2
3. TÝnh c«ng suÊt, sè vßng quay, m«mem xo¾n trªn c¸c trôc
+/TÝnh c«ng suÊt trªn c¸c trôc:
F .v 5000.0,75
Pct = Ptg = = = 3,75 ( KW )
1000 1000
Ptg 3,75
P3= = = 3,93( KW )
η x .η t 0,98.0,97
P3 3,93
P2= η .η = 0,97.0,992 = 4,08 ( KW )
br ol
P2 4,08
P1= η .η = 0,78.0,992 = 5,27 ( KW )
tv ol
P1 5,27
P®c= η .η = 0,991.0.992 = 5,36 ( KW )
k ol
+/Sè vßng quay trªn c¸c trôc
n1 = ndc = 2866 (v/ph)
n2 = n1 /utv=2866 / 9 = 318,4 (v/ph)
n3 = n2/ubr = 318,4/.4,44 = 71,7 (v/ph)
nct = n3/ux = 71,7/1,6 = 44,8 (v/ph)
+/M«men xo¾n trªn c¸c trôc
9,55.10 6.P (kw)
T= (Nmm)
n (v / f )
9,55.10 6.3,75
Ttg= = 799386 (Nmm)
44,78
9,55.10 6.3,93
T3= = 523452 (Nmm)
71,7
9,55.10 6.4,08
T2= = 122374 (Nmm)
318,4
9,55.10 6.5,27
T1= = 17560 (Nmm)
2860
4.B¶ng th«ng sè:
Trôc Trôc®/c Trôc 1 Trôc 2 Trôc 3 Trôc ct
P(kw) 5,36 5,27 4,08 3,93 3,75
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 4
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
u 9 4,44 1,61
n (v/f) 2880 2860 318,4 71,7 44,78
T(Nmm) 17860 17560 122374 523452 799386
PhÇn 2 :ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n c¸c bé truyÒn
Thiết kế bộ truyền xÝch:
Số liệu cho trước :
-C«ng suất trªn trục dẫn : P3 =3,93 (kW)
-Số vßng quay của trục dẫn : n3 = 71,7 (vg/ph)
-Tỉ số của bộ truyền xÝch : ung = 1,61
1.Chọn loại xÝch:
V× tải trọng nhỏ ,vận tốc thấp nªn trọn loại xÝch con lăn
2.X¸c định c¸c th«ng số z1 , z2.
Chọn z1 sao cho z1 = 29 - 2u ≥ 19
Lấy z1 = 25 răng.
=>z2 = u.z1 = 1,61 . 25 =40,25 .LÊy z2 = 40
3. Chọn bước xÝch p theo c«ng thức :
Pt ≤ [P].
C«ng suất tÝnh to¸n:
Pt = P3 . k . kz . kn
Trong đã:
+) k : hệ số sử dụng.
k = kđ . ka . ko . kđc . kb . kc
-kđ : hệ số tải trọng động
Làm việc ªm => kđ = 1
-ka : hệ số xÐt đến chiều dài xÝch
Chọn a = 40t =>ka = 1
-ko : hệ số xÐt đến c¸ch bố trÝ bộ truyền ko = 1
-kđc: hệ số xÐt đến khả năng điều chỉnh lực căng xÝch
kđc = 1,1 (dïng đĩa căng xÝch hoặc con lăn căng xÝch)
- kb : hệ số xÐt đến điều kiện b«i trơn
Chọn chất lượng b«i trơn 2 =>kb=1,3
-kc: hệ số xÐt đến chế độ làm việc của bộ truyền
Làm việc 2 ca : kc = 1,25
=>k = 1 . 1,1 . 1,1 . 1,3 . 1,25 = 1,7875
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 5
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
25 25
+)kz : hệ số răng kz = z = 25 = 1
1
+)kn : hệ số vßng quay chọn n01 = 50 (vg/ph)
n01 50
kn = n = 71,7 = 0,697
3
Vậy Pt = P3 . k . kz . kn = 3,93 . 1,7875 . 1 . 0,697 = 4,90(kW)
5.5
Theo bảng: ta chọn p = 31,75 mm
81
thỏa m·n Pt = 4,90 (kW) < [P]=5,83(kW)
Ta chọn lại với bước xÝch nhỏ hơn , 2 d·y xÝch . Khi đã bước xÝch được
chọn phải thỏa m·n điều kiện:
t P
Pd = K ≤ [P]
d
Với xÝch 2 d·y th× Kd = 1,7 (xÝch 2 d·y)
4,9
=> Pd = = 2,9 kW
1,7
5.5
Theo bảng => p = 25,4
81
Thỏa m·n Pd ≤ [P] =3,2 kW
4.X¸c định a:
asơbộ = 40.p = 40 . 25,4 = 1016 mm
Số mắt xÝch theo c«ng thức:
2.a ( z1 + z 2 ) p
x= + + ( z 2 − z1 ) 2
t 2 4.π 2 .a
2.1016 25 + 40 25,4
= 25,4 + 2 + (40 − 25) 4.3,14.1016 = 112,6
2
Chọn số mắt xÝch x = 112(mắt xÝch)
2
a = 0,25.t xc − 0,5( z1 + z 2 ) + [ xc − 0,5( z1 + z2 )] − 2 ( z 2 − z1 )
2
π
(40 − 25 )
2
[ 2
= 0,25.25,4 112 − 0,5(25 + 40 ) + 112 − 0,5(25 + 40 ) − 2
3,14
]
=1008 mm
Để xÝch kh«ng chịu lực căng qu¸ lớn ta giảm bớt
∆ a = ( 0,002 ÷ 0,004 ) a
Chọn ∆a = 0,003.a = 0,003 . 1008 =3,024
=>a = 1005 mm
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 6
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
5. KiÓm nghiÖm ®é bÒn tiÕp xóc cña ®Üa xÝch
Ứng suÊt tiÕp xóc trªn mÆt r¨ng ®Üa xÝch ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:
k r .( Ft .K d + Fvd ).E
σH1= 0,47. ≤ [σH]
A.k d
-[σH] :øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp
-kr=0,42 :hÖ sè ¶nh hëng cña sè r¨ng ®Üa xÝch phô thuéc vµo Z
(b¶ng trang 87)
-K®=1 : hÖ sè t¶i träng ®éng (b¶ng5.6 tr.82[TL1])
-kd=1,7 :hÖ sè ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng kh«ng ®Òu cho c¸c dÉy
(2dÉy
xÝch)
- Fv® =13.10-7.n1.p3.m :lùc va ®Ëp trªn m d·y xÝch
=13.10-7 . 71,7 . 25,43 . 2 = 3,05 (N)
-E=2,1.10 5 MPa :m«®un ®µn håi của thép
-A=306 mm2 :diÖn tÝch chiÕu cña b¶n lÒ (b¶ng5.12 tr.87[TL1])
z1.t.n1 25.25,5.71,7
-v = = = 0,759 (m/s)
60000 60000
N3 3,93
Lực vòng Ft = 1000. v = 1000 0,759 = 5178(N)
0,42.(5178.1 + 3,05).2,1.105
=> σH1= 0,47. = 441 MPa < 600 (MPa)
306.1,7
Theo b¶ng 5.11 ThÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t øng suất tiếp xúc cho phÐp
[σ]=550Mpa
Đĩa 1 có σ H 1 ≤ [σ H ] =550 MPa
ĐÜa 2: σH2< σH1< 550 (MPa) => cũng tho¶ m·n.
6. KiÓm nghiÖm xÝch vÒ ®é bÒn:
Theo (5.15) tr.85[TL1] , ta có:
Q
s = K .F + F + F
d t 0 v
Q: t¶i träng ph¸ háng (N);
Theo (b5.2) tr.78[TL1]:
+) Q =113400N ; q=5kg;
+) K®=1,7
+) Ft : lùc vßng Ft = 5178N
+) F0 = 9,81.kf.q.a : lùc c¨ng do träng lîng nh¸nh xÝch bÞ ®éng sinh ra
Víi :
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 7
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
-a :kho¶ng c¸ch trôc
-kf: hÖ sèphô thuéc vµo ®é vâng cña xÝch vµ vÞ trÝ bé truyÒn
kf=4 (bộ truyền nghiªng 1 gãc díi 40 ®é)
-q = 5 kg
=>Fo = 9,81 . 4 . 5 . 1,005 = 197,181 N.
+) Fv : lùc c¨ng do lùc li t©m sinh ra Fv = q.v2
=>Fv = 5 . 0,7592 = 2,88 (N)
113400
VËy thay sè s = 1,7.5178 + 197,181 + 2,88 = 12,6
Theo b¶ng 5.10 víi n=71,7 vg/ph , [s] ≈ 7,5
s >[s] Bé truyÒn ®¶m b¶o ®ñ bÒn
7.X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn trôc:
Fr = kx . Ft=1,15 . 5178= 5955 (N);
(do kx=1,15 víi bé truyÒn nghiªng1 gãc nhá h¬n 40 ®é)
B¶ng c¸c th«ng sè:
CS cho phÐp : [P]=3,2KW Kho¶ng c¸ch trôc:
(2dÉy xÝch) a =1005mm
Bíc xÝch: p = 25,4 mm §êng kÝnh ®Üa xÝch:
d1/d2=202,6/323,7 mm
Sè d·y xÝch: m =2 Sè r¨ng ®Üa xÝch:
z1/z2=25/40
ChiÒu réng ®Üa xÝch
Sè m¾t xÝch: x=112 (tr20.tl2)
bm= 0,9B- 0,15=0,9.35,46- 0,15
=31,76 mm
8.§êng kÝnh ®Üa xÝch
p 25,4
d1 = = = 202,6mm
sin(π / z1 ) sin(180 / 25)
p 25,4
d2 = = = 323,7mm
sin(π / z 2 ) sin(180 / 40)
da1 = p [0.5 + cotg( π / z1 )]
=25,4[0,5 + cotg(180/25)] = 213,7 mm
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 8
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
da1 = p [0.5 + cotg( π / z 2 )]
=25,4[0,5 + cotg(180/40)] = 335,4 mm
df1 = d1 – 2 . r = 202,6 – 2 . 8,029 = 186,54 mm
Với r = 0,5025.dl + 0,05
5.1
=0,5025.15,88 +0,05 (dl = 15,88 theo bảng )
78
df2 = d2 - 2 . r = 323,7 - 2 . 8,029 = 307,6 mm
ThiÕt kÕ bé truyÒn trôc vÝt - b¸nh vÝt
Sè liÖu cho tríc:
T2 = 122374 Nmm
n1 = ntrucvÝt = 2866(vg/ph)
u1 = 9
1.TÝnh s¬ bé vËn tèc trît
vsb= 4,5.10-5 . n1 . 3 T2 =4,5.10-5 .2866 . 3 122374 =6,4> 5m/s
-Theo (B7.1 tr.147[TL1] ) ,víi vsb>5 m/s chän ®ång thanh thiÕc ®Ó chÕ t¹o
b¸nh vÝt (M¸c БpOH Φ )
-Trôc vÝt lµm b»ng thÐp 45 t«i bÒ mÆt ®¹t ®é r¾n HRC45.
2.Theo b¶ng 7.1 víi БpOH Φ ®óc li t©m
σb=290 (MPa ) , σch = 170 (MPa);
+/øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp:
[σH]=[σHO].KHL( theo c«ng thøc7.2);
Trong ®ã:
[σHO] :øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp øng víi 107 chu kú
[σHO]= 0,9σb = 0,9.290 = 261(MPa);
KKL :hÖ sè tuèi thä
7
KKL= 8 10 N ;
HE
Víi NHE :sè chu kú thay ®æi øng suÊt t¬ng ®¬ng:
4 4
T T
NHE= 60. ∑ 2i .n 2i .t i = 60. ∑ t i .∑ 2i .n2i . t i
T
2 Max
T
2 Max
∑ ti
2866
= 60. .19000(0,84 . 0,5 +1 . 0,5) = 256.106
9
NHE > 25.107 =>NHE =25.107
7
VËy KKL= 8 10 7 =0,669;
25.10
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 9
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
=>[σH] =261 . 0,669 = 175 (MPa);
+/øng suÊt uèn cho phÐp:
[ σF] = [σF0].KFL;
[σF0] :øng suÊt uèn cho phÐp øng víi 106 chu kú do bé truyÒn
quay
mét chiÒu nªn
Víi bé truyÒn lµm viÖc 1 chiÒu:
[σF0] =0,25.σb+0,08.σch= 0,25.290+0,08.170 = 86,1(MPa);
KFL :hÖ sè tuæi thä
6
KFL= 9 10 N ;
FE
9 9
T T
Víi NFE= 60. ∑ 2i .n2i .t i =60. ∑ t i .∑ 2i .n 2i . t i =
T
2 Max
T
2 Max
∑ ti
2866
= 60 . . 19000.(0,89 . 0,5 + 19 . 0,5) =206.106
9
6
KFL= 9 10 206.10 6 = 0,55.
=> [σF] =86,1 . 0,55 = 48 (Mpa);
3.TÝnh thiÕt kÕ
+/C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé truyÒn:
- Kho¶ng c¸ch trôc:
2
170 T2 .K H
aW = (Z2+q) 3
Z .[σ ] . q
2 H
+) Do vËn tèc lín nªn chän Z1=2 => Z2= utv.Z1=9 . 2 = 18
+) Chän s¬ bé KH= 1,2 :hÖ sè t¶i träng
+) TÝnh s¬ bé theo c«ng thøc thùc nghiÖm
q= 0,3 . 18 = 5,4
Theo b¶ng (7.3 ) chän q=6,3;
T2 = 122374 Nmm .M«men xo¾n trªn b¸nh vÝt
2
aW = ( 18+6,3 ) 3
170 122374.1,2
. =99,13(mm);
8.175 6,3
chän aW=100 mm;
+) M« ®un däc cña trôc vÝt:
m =2.aW/(Z2+q) = 2.100/(6,3+18) = 8,23.
Chän m = 8 , theo tiªu chuÈn (b¶ng 7.3 tr.150[TL1]);
+) TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc :
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 10
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
aw = m . (Z2+q)/2 = 8.(6,3+18)/2 = 97,2 mm.
LÊy aw =100
+) HÖ sè dÞch chØnh:
a¦W 100
x= - 0,5(q+Z2) = - 0,5(6,3 + 18) = 0,35
m 8
(tháa m·n dÞch chØnh);
4.KiÓm nghiÖm r¨ng b¸nh vÝt vÒ ®é bÒn tiÕp xóc:
øng suÊt tiÕp xóc trªn mÆt r¨ng b¸nh vÝt cña bé truyÒn ph¶i tho¶ m·n
®iÒu
kiÖn:
3
170 Z 2 + q T2 .K H
σH= .
a
≤ [σH] theo (7.19)
Z2 W q
+)TÝnh l¹i vËn tèc trît
π .d W1 .n 1
vs= 60000.cosγ ;
W
+)Gãc vÝt l¨n:
Z1 2
γ N =arctag q + 2 x = arctag 6,3 + 2.0,35 =15,90;
+)§êng kÝnh trôc vÝt l¨n:
dW1 = (q+2x) m = (6,3 + 2.0,35).8 = 56
3,14.56.2866
vs = 60000.cos15,9 0 = 8,73 (m/s)>5(m/s);
Theo b¶ng 7.6 chän cÊp chÝnh x¸c 7 .
KH : hÖ sè t¶i träng
KH = KHβ. KHV;
+) KHV :hÖ sè t¶i träng ®éng
Víi cÊp chÝnh x¸c7 vµ vs = 8,73 theo b¶ng 7.7
Ta tra theo néi suy KHv :
8,73 − 7,5 x − 1,1
= = 0,273 =>x = 1,127
12 − 7,5 1,2 − 1,1
=>KHv = 1,127
+)KHβ :hÖ sè ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu réng vµnh r¨ng;
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 11
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
3
Z2 T2 m
KHβ = 1+ .1 −
θ T2 Max
T2m =∑T2i.tin2i/∑ti.n2i
= T2Max(0,8 . 0,5 +1. 0,5) = 0,9 T2Max
Víi q=6,3 theo b¶ng (7.5 ) => hÖ sè biÕn d¹ng cña trôc vÝt:θ =36
3
18
KHβ = 1 + .(1 − 0,9) = 1,0125
36
=> KH = 1,0125.1,127 =1,141
3
170 18 + 6,3 122374.1,141
VËy σ H= . =168,4(MPa) b2 ≤ 0,75 . 66,4 = 49,8mm
LÊy b2 = 50 mm
z2
+)zv = cos 3 γ : hÖ sè r¨ng t¬ng ®¬ng
z 2
tg γ = q = 6,3 = 0,3175 => γ = 17,6 °
1
18
=>zv = cos 3 17,6 = 20,78
Tra b¶ng ta cã YF :hÖ sè d¹ng r¨ng
Theo néi suy:
20,78 − 20 YF − 1,98
= = 0,195
24 − 20 1,88 − 1,98
=>YF = 1,9605.
Thay sè ta cã:
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 12
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
122374.1,9605.1,141
σF = 1,4. = 7,1 MPa< [σF]=48(MPa)
50.144.7,26
§iÒu kiÖn bÒn uèn tháa m·n.
7. KiÓm nghiÖm b¸nh vÝt vÒ qu¸ t¶i:
σHmax= σH. K qt = 140,78. 1,5 =172,42
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
do lµm viÖc ng¾t qu·ng
β = tck/ ∑(Piti/P1) = 1/(0,8 . 0,5 +0,5 . 1) = 1,11
+)Kt =8..17,5W/(m2 0C) :hÖ sè to¶ nhiÖt chän
Kt =15 W /m2 0C ;
+)ψ = 0,27 :hÖ sè kÓ ®Õn sù tho¸t nhiÖt qua ®¸y hép
xuèng bÖ m¸y
+)Ktq: hÖ sè táa nhiÖt cña phÇn hép ®îc qu¹t
Víi nq =2866 tra theo néi suy ta cã:
2866 − 1500 K tq − 29
= =>Ktq = 39
3000 − 1500 40 − 29
+)to :nhiÖt ®é m«i trêng xung quanh
+)NhiÖt ®é cao nhÊt cho phÐp cña dÇu td = 90 °
+)η : HiÖu suÊt cña bé truyÒn
Víi vs = 8,73 m/s .Theo b¶ng 7.4 => ϕ = 1,6
tg15,9
η = 0,95. = 0,85
tg (15,9 + 1,6)
+)P1:C«ng suÊt trªn trôc vÝt.
P2 T2. n1 122374.2866
P1 = = = = 4,8 (kW)
η 9,55.10 .u.η 9,55.10 6.9.0,85
6
Do ®ã:
1000(1 − 0,85).4,8
A = [ 0,7.13.(1 + 0.27) + 0,3.39].1,11.(90 − 20) = 0,4m
2
ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng
Sè liÖu cho tríc:
P1 = 4,08 kW
n1 =318,4 (vg/ph)
u =4,44
1.Chän vËt liÖu:
+/ Chän vËt liÖu cña b¸nh nhá :ThÐp C45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®é r¾n
HB =241…285 σb = 850(MPa) σch=580(MPa);
+/ Chän vËt liÖu cña b¸nh lín gièng nh vËt liÖu lµm b¸nh nhá
nhng cã HB =192…240 σb=750(MPa) σch=450(MPa)
2.X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp:
Theo b¶ng 6.2 víi thÐp 45 t«i c¶i thiÖn , ta cã:
σ0Hlim=2.HB + 70 ; SH = 1,1 ; σ0Flim=1,8 .HB ; SF = 1,75;
Chon ®é r¾n b¸nh nhá lµ HB1 = 245
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 14
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
b¸nh lín lµ HB 2 = 230
=> σ Hlim1 =2 . HB+70 = 2. 245 +70 =560 MPa
0
σ0Flim1 = 1,8 . 245 = 441 MPa
σ0Hlim2 =2 . HB+70 = 2. 230 +70 =530 MPa
σ0Flim2 = 1,8 . 230 = 414 MPa
Theo 6.5 ta cã:
NH01=30.HBHB2,4 =30 . 2452,4 = 16.106;
NH02=30.HBHB2,4 = 30 . 2302, 4=13,9.106;
+)øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp:
Theo 6.5 ta cã:
NHE2 = 60 . c. ∑ ( Ti / Tmax ) .ni .t i
3
n ti
= 60 . c . u . ∑ ti .∑ ( Ti / Tmax ) .
1 3
1 ∑t i
7
=60 . 1. m,6,1.10
Do ®ã KHL2 = 1
NHE1 = NHE2 . u > NHO1
=>KHL1 = 1
Nh vËy s¬ bé ta x¸c ®Þnh ®îc:
[σH] =σ0Hlim.KHL/SH
560.1
=>[σH1] = 1,1 = 509 MPa
530.1
[σH2] = 1,1 = 481,8 MPa
1 1
Do ®ã ta cã: [σH] = ([σH1] + [σH2]). 2 = (509 + 481,8) . 2
= 495,4
MPa
+/øng suÊt uèn cho phÐp:
6
T
NFE2 = 60.c. ∑ i .ni .t i =
T max
6
T t
= 60.c. ∑ t i . ∑ i .ni . i t
T max ∑i
318,4
= 60. 1 . 4,44 .19000.(0,86 . 0,5 + 0,5 . 1)= 5,1.107
= NFE2> NF0 =4.106 nªn KFL2=1
NFE1 = u . NFE2 =>NFE1 > NFO
Do ®ã KFL1 = 1
VËy theo c«ng thøc 6.2a ( bé truyÒn quay 1 chiÒu KFC = 1)
[σF] =σ0Flim.KFC. KFL/SF
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 15
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
441.1.1
[σF1] = 1,75 = 252 MPa
414.1.1
[σF1] = 1,75 = 236,5 MPa
+/øng suÊt cho phÐp khi qu¸ t¶i:
[σH]max =2,8.σch2 = 2,8 . 450 = 1260 (MPa)
[σF1]max =0,8.σch1 = 0,8 . 580 = 464(MPa)
[σF1]max =0,8.σch2 = 0,8 . 450 = 360(MPa)
3.X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc:
T1 .K Hβ
aw=Ka(u+1) 3 (6.15a);
[σ H ] 2 .u.Ψba
+)Ka= 43 :hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu cña cÆp b¸nh r¨ng vµ
lo¹i r¨ng ( theo b¶ng 6.5)
+)u=4,44 : tû sè truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng
+)T1=122374 (Nmm) :m«men xo¾n trªn trôc chñ ®éng
+)[σH] = 495,4(MPa)
+)ψba= 0,3 chän s¬ bé theo (b¶ng 6.6)
+)KHβ :hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng trªn chiÒu
réng vµnh r¨ng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc
Theo b¶ng 6.7 chän KH β øng víi s¬ ®å 5 (b¸nh r¨ng ph©n bè kh«ng ®èi
xøng)
MÆt kh¸c : ψbd=0,5 . ψba . (u+1) = 0,5 . 0,3 . (4,44+1)=0,816
Theo b¶ng 6.7 => Tra theo néi suy :
0,816 − 0,8 K Hβ − 1,05
= = 0,08 => KH β = 1,0516
1 − 0,8 1,07 − 1,05
122374.1,0516
aW=43. ( 4,44 + 1) 3 = 171,4 mm
495,4 2.4,44.0,3
Chän aW = 175 mm
4.X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp:
+) Theo (6.17) m =(0,01- 0,02) . aW= ( 0,01 ÷ 0,02 ) . 175 = 1,75 – 3,5
( mm)
Chän m =2,5 theo tiªu chuÈn
+)Chän s¬ bé β=100 (00
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
2.aW . cos β 2.175. cos10 0
Z1= = =25,3
(1 + u )m (1 + 4,44).2,5
Lấy Z1=25
Sè r¨ng b¸nh lín Z2 = u . Z1 = 4,44 . 25 = 111
111
Do vËy tØ sè truyÒn thùc : um = = 4,44
25
m( Z 1 + Z 2 ) 2,5(25 + 111)
TÝnh l¹i β: cosβ = 2.aW
= =0,971
2.175
=> β= 13,729 0
5.KiÓm nghiÖm vÒ ®é bÒn tiÕp xóc :
Theo (6.63) øng suÊt tiÕp xóc trªn mÆt r¨ng lµm viÖc:
2.T1 .K H .(u + 1)
σH =ZM. ZH. Zε. 2
≤ [σH];
bW .u.d W 1
+)ZM = 274 MPa1/3 : hÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña c¸c b¸nh
r¨ng ¨n khíp (theo b¶ng6.5);
+)ZH =1,724 :hÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc
Theo 6.35
tg β b = cos α t .tg β = cos20,548 . tg13,729 = 0,229
=> β b = 12.88
Víi α t = atw = arctg ( tg20 / 0,971) = 20,548
=>Do ®ã theo 6.34
2. cos β b 2. cos12,88
ZH = = = 1,722
sin 2atw sin 2.20,548
+)Zε : hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña b¸nh r¨ng
Theo 6.37do εβ=bw.sinβ/(mπ) = 52,5 . sin13,729 0/( 3,14 . 2,5 )
=1,578 > 1
Víi bw lµ chiÒu réng b¸nh r¨ng bw = ψ ba . aw = 0.3 . 175 =52,5
Theo 6.38 ta cã víi εβ > 1
1
Zε= (1/εα) = 1,673 = 0,773
Víi
1 1
εα = [1,88 – 3,2 ( Z + Z )] . cosβ
1 2
1 1
= [1,88 – 3,2( 25 + )] . cos13,7290 =1,673
111
+)§êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 17
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
dw1 =2 . aw / (u+1) =2 . 175 / (4,44+1) =64,34 mm;
π .d w1 .n1 3,14.64,34.318,4
+)Theo 6.40 , v = = = 1,07 (m/s)
60000 60000
Víi v = 1,07 (m/s) theo b¶ng 6.13 víi cÊp chÝnh x¸c 9 vµ v go = 73
175
ν H = 0,002.73.1,07. = 0,98
4,44
Do ®ã theo 6.41
+) HÖ sè t¶i träng ®éng
ν .b .d
KHv = 1 + 2.T .K .K = 1,011
H w w1
1 Hβ Hα
Theo 6.39 =>KH = KH β .KH α .KHV = 1,0516 . 1,13 . 1,011 =1,2
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo 6.36 ta ®îc
2.122374.1,2.(4,44 + 1)
σH = 274 . 1,722 . 0,773 . = 469 MPa
52,5.4,44.64,34 2
*)X¸c ®Þnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp cho phÐp
Theo 6.1 v = 1,07 m/s Zv = 1
Víi cÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9 ,chän cÊp chÝnh x¸c vÒ møc tiÕp xóc lµ 8,
khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m Ra = 2,5….1,25 µm ,do ®ã ZR = 0,95
Víi da < 700mm KXH = 1
=>[σH]’ = [σH] . ZV . ZR .KXH =495,4 . 1. 0,95 . 1 =471 (MPa)
VËy [σH] = 469 < [σH]’ = 471
MÆt kh¸c :
[σ H ]' −σ H 471− 469
= =0,43% < 10 % .
σH 469
=> Kh«ng thõa bÒn.
VËy ®iÒu kÖn bÒn tiÕp xóc tho¶ m·n.
6.KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn:
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 18
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
§Ó ®¶m b¶o ®é bÒn uèn cho r¨ng øng suÊt sinh ra t¹i mÆt r¨ng kh«ng ®îc
vît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp:
2.T1 .K F .Yε .Yβ .YF 1
σF1 = ≤ [σF1]
bW .d W 1 .m
+)Theo b¶ng 6.7 HÖ sè ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng K Fβ = 1,122.
+)Theo b¶ng 6.14 víi v < 2,5 m/s CÊp chÝnh x¸c lµ 9 ta cã KF α = 1,37
+)KFV : HÖ sè t¶i träng ®éng
aw 175
vF = δ F .g o .v. = 0,006 . 73. 1,07. =2,94
u 4,44
Víi
Theo b¶ng 6.15 δ F HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña sai sè ¨n khíp
δ F = 0,006
B¶ng 6.16 go = 73
VF .bw .d w1 2,94.52,5.64,34
+)do ®ã KFV = 1 + 2.T .K .K = 1 + 2.122374.1,122.1,37 = 1,026
1 Fβ Fα
+)KF = KF β . KF α . KFV =1,122. 1,37 . 1,026 = 1,577
1 1
Víi εα =1,673 =>Yε = ε = 1,673 = 0,598
α
13,729
+) Víi β = 13,729 o =>Yβ = 1 – = 0,902
140
+)Sè r¨ng t¬ng ®¬ng
Z1 25
Zv1 = cos 3 β = cos 3 13,729 0 = 27
Z2 111
Zv1 = cos 3 β = cos 3 13,729 0 =121
Theo b¶ng 6.18 ta ®îc :
Tra theo néi suy
27 − 25 YF 1 − 3,9 = 0,4
=
30 − 25 3,8 − 3,9 =>YF1 = 3,86
YF2 = 3,6
+) Víi m = 2,5 mm => YS = 1,08 - 0,0695ln(m)
=1,08 - 0,695. ln2,5 = 1,016
+)YR = 1 (b¸nh r¨ng phay)
+)KXF = 1 (da < 400 mm)
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 19
- Thầy giáo hướng dẫn : Đỗ Đức Nam
Do ®ã theo 6.2 vµ 6.2a ta cã
[σF1] = [σF1] . YR . YS .KXF =252 . 1 .1,016 . 1 =256 MPa
[σF2] = [σF2] . 1,016 = 236,5 . 1,016 = 240 MPa
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã:
2.122374.1,577.0,598.0,902.3,86
σF1 = = 95MPa
52,5.64,34.2,5
σF1 < [σF1] = 256 MPa
YF 2 3,6
σF2 = σF1 . Y = 95 . 3,86 = 89 MPa
F1
σF2 < [σF2] = 240 MPa
VËy ®iÒu kiÖn bÒn uèn ®îc tho¶ m·n
7.KiÓm nghiÖm vÒ qu¸ t¶i
Tmax
Theo 6.48 víi Kqt = = 1,5
T
Do ®ã :
σH1max= σH . K qt = 469 . 1,5 = 574 MPa < [σH]max =1260 (MPa);
Theo 6.49
σF1max= σF1.Kqt = 95.1,5 =1425 < [σF1]max = 464(MPa);
σF2max= σF.Kqt = 89.1,5 =133,5 < [σF2]max = 360(MPa);
§¶m b¶o ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i ®ñ bÒn
8.C¸c th«ng sè vµ kÝch tríc bé truyÒn :
-Kho¶ng c¸ch trôc aw =175 mm
-M«®un ph¸p m =2,5
-ChiÒu réng b¸nh r¨ng bw =52,5mm
-TØ sè truyÒn um = 4,44
-Gãc nghiªng β = 13 o 43’
-Sè r¨ng Z1 =25 ; Z2 = 111
-HÖ sè dÞch chØnh x1 = x2 = 0
-§êng kÝnh vßng chia
m.z1 2,5.25
d1 = cos β = cos13,72 o =64,3 mm
m.z 2 2,5.111
d2 = cos β = cos13,72 o =285,6 mm
-§êng kÝnh ®Ønh r¨ng
da1 = d1 + 2 . m =64,3 +2 . 2,5 = 69,3 mm
Nguyễn Văn Hải – Cơ Điện Tử 2-K49 20
nguon tai.lieu . vn
