Xem mẫu
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP NAM ĐỊNH
Bé m«n c¬ së thiÕt kÕ m¸y §å ¸n m«n häc chi tiÕt m¸y
***
§Ò sè:13 ThiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng b¨ng t¶i
1
T mm = 1,3T 1
2
T 2 = 0,8T 1
3
III II I
T(N.mm) t 1 = 5 (h)
X Z
Tmm
t 2 = 2 (h)
T1 t ck = 8 (h)
O Y
T2 tmm=3s
4
O
t
tmm t1 t2
tck
5
F
V
1. §éng c¬ 3. Hép gi¶m tèc 5. XÝch t¶i
2. Nèi trôc ®µn håi 4. Bé truyÒn xÝch
Sè liÖu cho tríc:
1. Lùc kÐo b¨ng t¶i: F=9000 (N)
2. VËn tèc b¨ng t¶i: v=0.45 (m/s)
3. §êng kÝnh tang D=320(mm)
4. Thêi h¹n phôc vô: l h =22.000 (h)
5. Sè ca lµm viÖc: soca= 1
6. Gãc nghiªng ®êng nèi t©m bé truyÒn ngoµi:
8. §Æc tÝnh lµm viÖc: va ®Ëp nhÑ
Khèi lîng thiÕt kÕ:
1 b¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc – khæ A 0
1 b¶n vÏ l¾p hép gi¶m tèc – khæ A 3
1 b¶n thuyÕt minh
Sinh viªn thiÕt kÕ : TrÇn §¹i Phong
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 1
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
G¸o viªn híng dÉn: Hoµng V¨n Ngäc
PhÇn I Chän ®éng c¬ vµ ph©n phèi tû sè truyÒn
1.1 TÝnh to¸n ®éng häc
C«ng suÊt lµm viÖc trªn trôc c«ng t¸c lµ:
F.v
Plv =
1000
Trong ®ã: F: lùc kÐo b¨ng t¶i (N) ; v: vËn tèc b¨ng t¶i (m/s)
Thay sè:
9000.0,45
Plv = = 4,05(kw)
1000
Do b¨ng t¶i lµm viÖc t¶i träng thay ®æi nªn ta cã c«ng suÊt t¬ng ®¬ng :
2
T ti
Ptd = Plv ∑ Ti
t thay sè ta cã Ptd = 4.05. ( 0.8) 2 . 5 + 3 .12 = 3.89
1 ck 8 8
Ptd
C«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬ lµ : Pct = (1)
η
η = η 1 .η 2 .η 3 ... ⇒ η = ηk.η 3 ol .η 2 br .ηx .ηol
Trong ®ã ηk: hiÖu suÊt nèi trôc di ®éng, η ol : hiÖu suÊt 1 cÆp æ l¨n ( do cã 3 cÆp æ l¨n), η br
: hiÖu suÊt 1 cÆp b¸nh r¨ng trong hép gi¶m tèc ( do cã 2 cÆp b¸nh r¨ng), η x : hiÖu suÊt truyÒn
®éng xÝch.
Tra b¶ng 2.3 ta ®îc:
ηk: = 0,99 η ol : = 0,99 η br : = 0,97 η x : = 0,95
⇒ η = 0,99.0,99 3 .0,96 2 .0,95.0,9 = 0,85 thay vµo c«ng thøc (1) ta cã :
3,89
Pct = = 4,58(kw)
0,85
60.1000.v 60.1000.0,45
* TÝnh sè vßng ®éng c¬ : n lv = = = 26,87(vg/ph)
π.D 3,14.320
Ta cã : n sb = n lv .u sb
Víi u sb = u hop .u ngoai : víi bé truyÒn trong lµ b¸nh r¨ng trô 2 cÊp vµ bé truyÒn ngoµi lµ bé
truyÒn xÝch ta chän : ungoai=3 ; utrong=20. Suy ra nsb=20.3.26,87= 1474(vßng/phót).
Pct = 4,58Kw
Theo b¶ng P1.1 phô lôc víi ta chän ®éng c¬ K123M4 cã c¸c th«ng sè nh sau:
nsb = 1474v / ph
Pdn=5,5(Kw) n®c=1445(v/ph) ΦD=32(mm)
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 2
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
1.2 Ph©n phèi tû sè truyÒn
TÝnh tû sè truyÒn cña hÖ
ndc
u=
nct
Nh trªn ta cã: n dc = 1445(vg / ph) nct = 26,87(vg / ph)
1445
⇒u = = 53,03
24,57
u 53,78
chän tríc u ng = 3 suy ra u h = = = 17,92
u ng 3
Ph©n phèi tû sè truyÒn cho c¸c cÊp trong hép:
u1 = 5.6
u h = u 1 .u 2 víi hép gi¶m tèc ph©n ®«i cÊp nhanh chän
u 2 = 3.2
1.3 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ ®iÒn vµo b¶ng
víi Plv = 4,05( kw)
Plv 4,05
P3 = = = 4,13(kw)
η ol .η x .η ol 0,99.0,95.0,99
P3 4,13
P2 = = = 4,30(kw)
η br .η ol 0,99.0,97
P2 4,30
P1 = = = 4,48(kw)
η br .η ol 0,97.0,99
P1 4,98
Pdc = = = 5,03(kw)
η k 0,99
Tèc ®é c¸c trôc
n1 1445
n2 = = = 482(vg / ph)
u1 3
n2 482
n3 = = ≈ 86(vg / ph)
u 2 5.6
n3 86
nct = = ≈ 27(vg / ph)
u x 3.2
* Momen xo¾n trªn c¸c trôc
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 3
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Pi
Ti = 9,55.10 6.
ni
4,48
⇒ T1 = 9,55.10 6. = 88763(N.mm)
482
4,30
T2 = 9,55.10 6. = 477500(N.mm)
86
4,13
T3 = 9,55.10 6. = 1460796(N.mm)
27
Trôc §éng c¬ I II III C«ng t¸c
P(kw) Pdc = 5,5 4,48 4,30 4,13
TS truyÒn u1 = 3.0 u 2 = 5.6 u 3 = 3.2
N(vg/ph) 1445 n1 = 482 n2 = 86 n3 = 27
T(mm) T1 = 88763 T2 = 477500 T3 = 1460796
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 4
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
PhÇn II ThiÕt kÕ c¸c bé truyÒn
2.1 TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp nhanh: (B¸nh trô r¨ng nghiªng, tÝnh cho hép gi¶m
tèc ph©n ®«i cÊp nhanh).
2.1.1 Chän vËt liÖu
- Do c«ng suÊt truyÒn t¶i kh«ng lín l¾m, kh«ng cã yªu cÇu ®Æc biÖt g× vÒ vËt liÖu, ®Ó
thèng nhÊt trong thiÕt kÕ ë ®©y chän vËt liÖu hai cÊp nh nhau : cô thÓ chän thÐp 45 t«i c¶i
thiÖn, ph«i rÌn. §ång thêi ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng ch¹y mßn cña r¨ng, nªn nhiÖt luyÖn b¸nh r¨ng lín ®¹t
®é r¾n thÊp h¬n ®é r¾n b¸nh r¨ng nhá tõ 10 ÷ 15 ®¬n vÞ
H1 ≥ H 2 + (10 ÷ 15) HB
B¸nh nhá: thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t ®én r¾n HB1= 245.
σ b1 = 850( MPA)
σ ch1 = 580( MPA)
B¸nh lín : HB2= 230
σ b 2 = 750( MPA)
σ ch 2 = 450( MPA)
2.1.2. X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp, øng suÊt uèn cho phÐp, víi bé truyÒn cÊp
nhanh vµ cÊp chËm .
[σ H ] = σ 0 .Z r .Z v .K XH .K HL
0
SH
σ HLim
0
[σ F ] =
.YR .YS K XH .K FC .K FL
SF
Trong ®ã : Z r : hÖ sè xÐt ®Õn ®é nh½n cña mÆt r¨ng lµm viÖc, Z v : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h-
ëng cña vËn tèc vßng, K XH : hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña kÝch thíc b¸nh r¨ng, YR : hÖ sè xÐt
®Õn ¶nh hëng cña ®é nh¸m mÆt lîn ch©n r¨ng, YS : hÖ sè xÐt ®Õn ®é nh¹y cña vËt liÖu ®èi
víi tËp trung øng suÊt, K XF : hÖ sè xÐt ®Õn kÝch thíc b¸nh r¨ng ¶nh hëng ®Õn ®é bÒn uèn.
Trong bíc tÝnh thiÕt kÕ s¬ bé lÊy Z R .Z V .K XH = 1 vµ YR .YS .K XF = 1
Do ®ã:
K HL
⇒ [σ H ] = σ H lim .
o
SH
[σ F ] = σ FLim .K FC . K FL
o
SF
Trong ®ã: σ HLim vµ σ FLim lµ øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp vµ øng suÊt uèn cho phÐp øng víi sè
o o
chu kú c¬ së, S H , S F : HÖ sè an toµn khi tÝnh vÒ tiÕp xóc vµ uèn, K FC : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 5
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
hëng ®Æt t¶i, K HL , K FL : HÖ sè tuæi thä xÐt ®Õn ¶nh hëng cña thêi h¹n phôc vô vµ chÕ ®é t¶i
träng cña bé truyÒn.
* Víi b¸nh nhá:
Theo b¶ng 6.2 ta cã:
σ H1Lim = 2 HB + 70 = 2.245 + 70 = 560( MPA) S H1 = 1,1
o
N HO1
K HL = mH m H bËc cña ®êng cong mái khi thö vÒ tiÕp xóc m H = 6
N HE1
(v× HB1 = 245 ≤ 350 )
N HO1 sè chu kú thay ®æi øng suÊt c¬ së khi thö vÒ tiÕp xóc
N HO1 = 30 H HB1 víi H HB Víi ®é r¾n Brinen
2, 4
N HO1 = 30.2452, 4 = 1,6.107
N HE1 sè chu kú thay ®æi øng suÊt t¬ng ®¬ng
3
T
N HE1 = 60.c.∑ i
T ni .t i
Max
Trong ®ã: c: sè lÇn ¨n khíp trong 1 vßng quay, n: sè vßng quay trong mét phót,
t: tæng sè giê lµm viÖc.
4 3
N HE1 = 60.1445.2100013. + 0,83.
8 8
N HE1 = 12,5.10 7
V× N HE1 = 12,5.10 ≥ N HO`1 = 1,6.10
7 7
⇒ K HL = 1
[σ H ]1 = 560.1 = 509( MPA)
1,1
Theo b¶ng 6.2
σ F1Lim = 1,8.245 = 441( MPA)
o
⇒ S F = 1,75
6
T
N FE1 = 60.c.∑ i .ni .ti
T
Max
4 3
N FE1 = 60.1445.21000.16. + 0,86. = 108.10 7
8 8
V× N FE1 = 108.10 ≥ N FO1 = 4.10 ⇒ K FL = 1
7 6
* Víi b¸nh lín tÝnh to¸n t¬ng tù
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 6
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
σ H 2 Lim = 2.HB + 70 = 2.230 + 70 = 530
o
S H = 1,1
N HO2 = 30.230 2, 4 = 1,39.10 7
N HE2 = N FE1 / u1 = 13,8.10 7 / 5 = 2,76.10 7
N HE2 = 2,76.10 7
v× N HE2 = 2,76.10 ≥ N HO2 = 1,39.10
7 7
⇒ K HL2 = 1
[σ ] = 560.1 = 481,8(MPA)
H2
1,1
[σ ] =
[σ ] + [σ ] = 509 + 481, = 495,4(MPA) ≤ 1,25.[σ ]
H1 H2
= 1,25.481,8 = 602,25( MPA)
H H Min
2 2
σ F lim 2 = 1,8.230 = 414( MPA)
o
1445 4 3
N FE2 = 60.1. .2100016. + 0,86. = 2,17.107
5 8 8
v× N FE2 = 2,17.10 ≥ N FO = 4.10 ⇒ K FL 2 = 1
7 6
MÆt kh¸c bé truyÒn quay mét chiÒu ⇒ K FC = 1
[σ F1 ] = 441.1 = 252( MPA)
1,75
[σ F 2 ] = 414.1 = 236( MPA)
1,75
* øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp
[σ H ] Max = 2,8.σ ch = 2,8.450 = 1260( MPA)
[σ ]
2
F1 Max = 0,8.σ ch1 = 0,8.580 = 464( MPA)
[σ ]
F2 Max = 0,8.σ ch2 = 0,8.450 = 360( MPA)
2.1.3. TÝnh to¸n cÊp nhanh bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng.
X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc víi cÊp nhanh (do hép gi¶m tèc ph©n ®«i nªn t¶i träng ph©n
®«i cho mçi b¸nh ).
T1.K Hβ
aw1 = k a .( u + 1) 3
2.[σ H ] .u1.ψ ba
2
Trong ®ã: K a : hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu cña cÆp b¸nh r¨ng, Ti : m«men xo¾n trªn trôc b¸nh
chñ ®éng (N.mm), [σ H ] : øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp MPA, u1 : tû sè truyÒn cÊp nhanh.
bw
ψ ba = bw : chiÒu réng vµnh r¨ng
aw
Tra b¶ng 6.5 víi r¨ng nghiªng vËt liÖu 2 b¸nh lµ: ThÐp – ThÐp K a = 43
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 7
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Tra b¶ng 6.6 ψ ba = 0,5 / 2 = 0.25
ψ bd = 0,53.ψ ba ( u1 + 1) = 0,53.0,25( 5,6 + 1) = 0,8745
Tra b¶ng 6.7 víi s¬ ®å 3 K Hβ = 1,12
T1 = 32913( N .mm)
88763.1,12
⇒ a w1 = 43( 5,6 + 1) 3 = 148.9(mm)
2.( 495,4) 2 .5,6.0,25
⇒ a w1 = 150( mm)
X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp
m = (0,01 ÷ 0,02)a w1 = (0,01 ÷ 0,02).150 = 1,5 ÷ 3.0
Theo b¶ng 6.8 chän m = 1,5(mm)
Chän s¬ bé β = 400 do ®ã cosβ = 0,7660
⇒ sè r¨ng b¸nh nhá
2.a w1 . cos β 2.150.0,766
Z1 = = = 23.2
m(u1 + 1) 1,5(5,6 + 1)
⇒ Z1 = 23
⇒ sè r¨ng b¸nh lín
Z 2 = u1 .Z1 = 5,6.23 = 128.8
⇒ Z 2 = 129
129
Tû sè truyÒn míi lµ : u = = 5.61
23
Khi ®ã ta cã gãc β lµ :
m( Z1 + Z 2 ) 1,5(23 + 129)
Cosβ = = = 0,76
2a w1 2.150
⇒ β = 40,54 0 ⇒ β = 40 o.32'.9' '
* KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc
2.T1.K H .(u1 + 1)
σ H = Z M .Z H .Z ε 2
2.bw .u1.d w1
trong ®ã Z M HÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña b¸nh r¨ng ¨n khíp
1
Tra b¶ng 6.5 Z = 274( MPA) 3
M
Z H : hÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc
2.Cosβ B
ZH =
Sin 2.α tw
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 8
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Gãc nghiªng trªn h×n trô c¬ së :
tgβ b = cos α t .tgβ = cos(25,59 0 ).tg 40.54 = 0,7714
⇒ β b = 37,65 0
tgα tg 20
α t = α tw = arctg
cos β = arctg 0,76 = 25,59
o
v× theo TCVN gãc profil α = 20o
2. cos(37,65 o )
⇒ ZH = = 1,41
Sin 2.25,59 o
Zε : hÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng
bw Sinβ
εβ = bw = ψ ba .a w1 = 0,25.150 = 37.5(mm)
m.π
37,5.Sin(37,65 o ) 1
⇒ εβ = = 4,86 . Ta cã Zε =
1,5.3,14 εα
1 1 1 1
ε α = 1,88 − 3,2 + cos β = 1,88 − 3,2 +
Z Z 0,76 = 1,30
1 2 23 129
1 1
Zε = = = 0,88
εα 1,30
d w1 ®êng kÝnh vßng l¨n b¸nh nhá
2.a w1 2.150
d w1 = = = 45,40(mm)
um + 1 5,61 + 1
π .d w1 .n1 π .45,40.482
v= = = 1,15(m / s ) < 4(m / s)
60.000 60.000
theo b¶ng 6.13
víi v=1,15 (m/s) dïng cÊp chÝnh x¸c 9,víi cÊp chÝnh x¸c 8 ta cã K Hα = 1,13 (theo b¶ng 6.14)
aw1
ν H = δ H .g o .v
um
Tra b¶ng 6.15 ⇒ δ H = 0,002
Tra b¶ng 6.16 ⇒ g o = 73
150
⇒ υ H = 0,002.73.1,15 = 0,87
5,61
Theo b¶ng 6.7 víi s¬ ®å h×nh 3
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 9
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
K Hβ = 1,28
υ H .bw .d w1 0,87.37,5.45,40
K Hυ = 1 + = = 1,01
T1 .K Hβ .K Hα 88763.1,28.1,13
K H = K Hβ .K Hα .K Hυ = 1,28.1,13.1,01 = 1,46
88763.1,46(5,61 + 1)
σ H = 274.1,41.0,88. = 467,4( MPA)
37,5.5,61.45,40 2
X¸c ®Þnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp víi v = 1,15 (m/s)
Z v :hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña vËn tèc vßng khi v≤ 10 (m/s) ⇒ Z v = 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) ⇒ Z R = 0,95
Khi ®êng kÝnh vßng ®Ønh b¸nh r¨ng d a ≤ 700(mm)
⇒ K XH = 1
⇒ [σ H ] = [σ H ].ZV .Z R .Z XH = 495.4.1.0.95.1 = 470,71( MPA)
[σ H ] − σ H 470,7 − 467,4
Ta cã σ H < [σ H ] = = 1,3%
σH 467,4
Do ®ã kÕt qu¶ tÝnh to¸n phï hîp víi yªu cÇu.
* KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn
σ F1 =
2.T1.K F .Yε .Yβ .YF1
2.(bw1 .d w1 .m)
≤ [σ F 1 ] HOAF SURRRR
Theo b¶ng 6.7 K Fβ = 1,32 . Tra b¶ng 6.14 víi v = 2,52 m/s, víi CCX9 suy ra K Fα = 1,37
a w1
υ F1 = δ F .g o .v δ F = 0,006 g o = 73
um
110
⇒ v F1 = 0,006.73.2,52 = 4,89
5,6
υ F1 .bw1 .d w1 4,89.27,5.33,30
K Fυ = 1 + = 1+ = 1,075
2.T1 / 2.K Fβ .K Fα 32899.1,32.1,37
Do ®ã: K F = K Fβ .K Fα .K Fυ = 1,32.1,37.1,075 = 1,94
1 1
Víi ε α = 1,29 Yε = = = 0,735
ε α 1,36
βO 35,77
Víi β = 35,77 O Yβ = 1 − = 1− = 0,7445
140 140
Sè r¨ng t¬ng ®¬ng
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 10
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Z1 18
Z v1 = = = 43,61 ⇒ Z v1 = 44
Cos β 0,74453
3
Z2 101
Z v2 = = = 244,47 ⇒ Z v2 = 245
Cos β 0,74453
3
Tra b¶ng 6.18 ta cã ®îc
YF1 = 3,70
Víi hÖ sè dÞch chØnh x1 = x2 = 0
YF2 = 3,60
YS = 1,08 − 0,0695 ln(m) = 1,08 − 0,0695 ln(1,5) = 1,052
YR = 1
B¸nh r¨ng phay K XF = 1(d a ≤ 400mm)
Ta cã [σ F 1 ] = [σ F 1 ].YR .YS .K XF = 252.1.052.1.1 = 265,1( MPa)
[σ F 2 ] = [σ F 2 ].YR .YS .K XF = 236.1.052.1.1 = 248,3( MPa)
σ F1 =
32899.1,94.0,735.0,7445.3,7
27,5.33,33.1,5
[ ]
= 94,5 ≤ σ F1 = 252( MPA)
σ F .YF .3,6
σ F2 = 1 2 =
YF1 3,7
[ ]
= 92 ≤ σ F2 = 236( MPA)
KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i víi
TMax 1,4T
k qt = = = 1,5
T1 T1
[σ ]
H 1 Max = σ H . k qt = 469,4 1,5 = 607,9( MPA) ≤ [σ H ] Max = 1260( MPA)
[ ]
σ F1Max = σ F1 k qt = 96,33.1,5 = 144,5 ≤ σ F1 Max
= 464( MPA)
σ F2 Max = σ F2 k qt = 93,7.1,5 = 140,6 ≤ [σ ]
F2 Max = 360( MPA)
* C¸c th«ng sè kÝch thíc cña bé truyÒn:
Kho¶ng c¸ch trôc aω1 = 150mm
M«dun ph¸p mn = 1,5mm
ChiÒu réng vµnh r¨ng bw1 = 37,5(mm)
Tû sè bé truyÒn u1 = 5,61
Gãc nghiªng cña r¨ng β = 40,54 o
Z1 = 23
Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng
Z 2 = 129
HÖ sè dÞch chØnh x1 = x2 = 0
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 11
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
m.Z1 1,5.23
d1 = = = 45.40( mm)
Cosβ 0,76
§êng kÝnh vßng chia
m.Z 2 1,5.129
d2 = = = 256,6(mm)
Cosβ 0,76
d a1 = d1 + 2(1 + x1 − ∆y )m = 45,40 + 2.1,5 = 48,40(mm)
§êng kÝnh ®Ønh r¨ng
d a2 = d 2 + 2(1 + x 2 − ∆y )m = 256,60 + 2.1,5 = 259,60( mm)
d f1 = d1 − (2,5 − 2 x1 )m = 45,40 − 2,5.1,5 = 41,65(mm)
§êng kÝnh ®¸y r¨ng
d f 2 = d 2 − (2,5 − 2 x2 )m = 256,60 − 2,5.1,5 = 252,85( mm)
2.2. TÝnh to¸n bé truyÒn cÊp chËm (b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng)
X¸c ®Þnh s¬ bé kho¶ng c¸ch trôc:
T2 .K Hβ
aw2 = Ka(u2+1) 3
[σ H ] 2 .u2 .ψ ba
Víi:
T2: M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng(Nmm);T2=477500Nmm)
Ka : hÖ sè phô thuéc vµo lo¹i r¨ng ; Ka=49,5(r¨ng th¼ng )
HÖ sè Ψba = bw/aw;
ψ ba = 0,4 ⇒ ψ bd = 0,53.ψ ba ( u 2 + 1) = 0,53.0,4.( 3,2 + 1) = 0,89
Tra ë s¬ ®å 7 (b¶ng 6.6, trang 98) ta ®îc KHβ=1,03 ;u2= 3,2; [σH]=481,8( MPa ).
Thay sè ta ®Þnh ®îc kho¶ng c¸ch trôc :
477500.1,03
aw1= 49,5.(3,2+1). 3 = 267,47 (mm)
(481,8) 2 .3,2.(0,4)
Chän aw1 = 265 mm
2.2.1 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ¨n khíp
∗ M«®un : m
m = (0,01 ÷ 0,02). aw1 = Chän m = 2
* Sè r¨ng Z1 = 2 aw1/ (m(u1 +1)) = 2.265/ 2.(3,2+1) = 63.09
Chän Z1 = 63;
Z2 = u1 Z1 = 3,2.63 = 201.6 r¨ng.
Chän Z2=202 (r¨ng)
Zt = Z1 + Z2 = 63+ 202 = 265 r¨ng ;
TÝnh l¹i kho¶ng c¸ch trôc : aw1' = m.Zt/ 2 = 2. 265/ 2 = 265( mm).
aw1’ = aw1 .Do ®ã kh«ng cÇn dÞch chØnh .
Chän aw1= 180 (mm)
2.2.2 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc.
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 12
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
Yªu cÇu ®Ó ®¶m b¶o ®é bÒn tiÕp xóc :σH ≤ [σH] ,
2.T2 .K H .(u 2 + 1)
σH = ZM ZH Zε ;
bw .u 2 .d w
Trong ®ã : - ZM : HÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng c¬ tÝnh vËt liÖu;
- ZH : HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc;
- Zε : HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng;
- KH : HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc;
- bw : ChiÒu réng vµnh r¨ng.
- dw : §êng kÝnh vßng chia cña b¸nh chñ ®éng;
T2 =477500 (Nmm) ;
Ta cã bω = ψ ba .aω = 0,4.265 = 106( mm)
ZM = 274 Mpa1/3 (tra b¶ng 6.5 ) ;
Gãc pr«fin r¨ng b»ng gãc ¨n khíp :
Z t .m. cos α 180.2. cos 20
cosαtw= = = 0,93969
2.a w1 2.180
=> αtw = 20o
2 cos β b 2
ZH = = = 1,76 ;
sin 2α tw sin 2.20
2.aω 2 2.265
dw1 = = = 126 (mm).
u +1 4.2
1 1 1 1
εα = 1,88 – 3,2 +
Z Z = 1,88 − 3,2 63 + 202 = 1,81 ;
1 2
(4 − 1,81)
Zε = = 0,85
3
KH = KHβ.KHVKHα ; KHβ = 1,03 ; KHα = 1( b¸nh r¨ng th¼ng )
π .d w1 .n1 π .126.86
VËn tèc b¸nh dÉn : v = = = 0,57 m/s;
60000 60000
v× v < 6 m/s tra b¶ng 6.13 (trang 106) chän cÊp chÝnh x¸c 9, tra b¶ng 6.16 chän go= 73 ;
tra b¶ng 6.14 ta cã KHα = 1,13 ; KFα= 1,37.
Theo c«ng thøc 6.42
a w1 265
ν H = δ H .g o v1 = 0,006.73.0,57. = 2,27
um 3,2
theo b¶ng 6,15:r¨ng th¼ng , kh«ng v¸t ®Çu r¨ng => δH =0,006
ν H .bw .d w1 2,27.106.126
K Hv = 1 + = 1+ = 1,03
2.TI K Hβ .K Hα 2.477500.1,03.1
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 13
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
KHV = 1,92 ⇒ KH = 1,03.1,03.1 = 1,06
2.477500.1,06.(3,2 + 1)
Thay sè : σH = 274.1,76.0,85. = 370,5( Mpa)
106.3,2.126 2
TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp : [σH] = [σH]. ZRZVKxH.
Víi v =2,2 m/s ⇒ ZV = 1 (v× v < 5m/s ) , CÊp chÝnh x¸c ®éng häc lµ 9, chän møc chÝnh
x¸c tiÕp xóc lµ 9. Khi ®ã cÇn gia c«ng ®¹t ®é nh¸m lµ R a = 10...40 µm. Do ®ã ZR = 0,9 ; víi
da< 700mm ⇒ KxH = 1.
[σH] = 481,8.0,9.1.1 = 433,64 MPa ,
[σH ] − σH =
433,6 − 370,5
≈ 17%
σH ≤ [σH] ;
σH 370,5
R¨ng tho¶ m·n vÒ ®é bÒn tiÕp xóc.
2.2.3 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn uèn
σ F1 =
2.T2 .K F .Yε .Yβ .YF1
bw1 .d w1 .m
[ ]
≤ σ F1
Tra b¶ng 6.7 K Fβ = 1,05 (ψ bd = 0,984 vµ s¬ ®å 7)
aw2
υ F2 = δ F .g o .v
um
Tra b¶ng 6.15 δ F = 0,006 g o = 73
265
⇒ v F2 = 0,006.73.1,06 = 4,23
3,2
υ F2 .bw2 .d w2 4,23.106.126
K Fυ = 1 + = 1+ = 1,04
2.T2 .K Fβ .K Fα 2.477500.1,05.1,37
Tra b¶ng 6.14 K Fα = 1,37
Do ®ã: K F = K Fβ .K Fα .K Fυ = 1,05.1,37.1,04 = 1,5
1 1
Víi ε α = 1,81 Yε = = = 0,55
ε α 1,81
Víi β = 0O Yβ = 1
Sè r¨ng t¬ng ®¬ng
Z v1 = 63
Z v2 = 202
Tra b¶ng 6.18 ta cã ®îc
YF1 = 3,70
YF2 = 3,60
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 14
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
YS = 1,08 − 0,0695 ln(m) = 1,08 − 0,0695 ln(2) = 1,032
YR = 1 (B¸nh r¨ng phay)
K XF = 1(d a ≤ 400mm)
[σ ] = [σ ].Y .Y .K = 176,4.1.1,032.1 = 182,05(MPA)
F1 F1 R S XF
[σ ] = 165,6.1,032.1 = 170,9(MPA)
F2
= 109,13 ≤ [σ ] = 182,05( MPA)
2.477500.1,5.0,56.1.3,70
σ =
F1 F1
106.126.2
σ F1 .YF2
σ F2 =
YF1
=
109,13.3,60
3,70
[ ]
= 106,19 ≤ σ F2 = 170,9( MPA)
2.2.4 KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i
T 1,5T
k qt = Max = = 1,5
T1 T1
[σ ]
H1 Max = σ H . k qt = 370,5 1,5 = 460,53( MPA) ≤ [σ H ] Max = 1260( MPA)
[ ]
σ F1 Max = σ F1 k qt = 109,13.1,4 = 152,78 ≤ σ F1 Max
= 464 MPA)
σ F2 Max = σ F2 k qt = 106,19.1,4 = 148,67 ≤ [σ ] F2 Max = 360( MPA)
2.2.5 C¸c th«ng sè kÝch thíc cña bé truyÒn:
Kho¶ng c¸ch trôc a w2 = 265(mm)
M«dun ph¸p m=2(mm)
ChiÒu réng vµnh r¨ng bw = 106( mm)
Tû sè bé truyÒn u m = 3,2
Z1 = 63
Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng
Z 2 = 202
B¸nh r¨ng kh«ng dÞch chØnh.
m.Z1 2.63
d1 = d ω1 = = = 126(mm)
Cosβ 1
§êng kÝnh vßng chia vµ ®êng kÝnh vßnh l¨n.
m.Z 2 2.202
d 2 = dω 2 = = = 404(mm)
Cosβ 1
d a1 = d1 + 2(1 + x1 − ∆y )m = 126 + 2.(1 + 0 − 0).2 = 130(mm)
§êng kÝnh ®Ønh r¨ng
d a2 = d 2 + 2(1 + x 2 − ∆y )m = 404 + 2.(1 + 0 − 0).2 = 408(mm)
d f1 = d1 − ( 2,5 − 2 x1 )m = 126 − (2,5 − 2.0).2 = 121(mm)
§êng kÝnh ®¸y r¨ng
d f 2 = d 2 − (2,5 − 2 x 2 )m = 404 − (2,5 − 2.0).2 = 399(mm)
2.3. TÝnh to¸n bé truyÒn ngoµi
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 15
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
PhÇn III ThiÕt kÕ trôc vµ chän æ l¨n
3.1. Chän vËt liÖu chÕ t¹o
C¸c trôc lµ thÐp 45 cã σ b = 600( MPA) øng suÊt xo¾n cho phÐp lµ: [τ]= 12 ÷ 20(MPA)
3.2. X¸c ®Þnh ®êng kÝnh s¬ bé:
Ti P
di = 3 ≈ c.3 i
0,2.[τ ] ni
Trong ®ã: Tk : m«men xo¾n N.mm, [τ]: øng suÊt xo¾n cho phÐp MPA [τ]= 15÷ 50 (MPA) lÊy
trÞ sè nhá ®èi víi trôc vµo cña hép gi¶m tèc, trÞ sè lín trôc ra theo kÕt qu¶ trong thùc tÕ ng êi ta
thêng dïng c«ng thøc sau víi hép gi¶m tèc chän c=160:
T1 = 88763( N .mm) T2 = 477500( N .mm) T3 = 1460796( N .mm)
4,48
⇒ d1 = 160.3 ≈ 35( mm)
482
4,30
d 2 = 160.3 ≈ 60(mm)
86
4.13
d 3 = 160.3 ≈ 85(mm)
27
di lµ ®êng kÝnh chç l¾p b¸nh r¨ng trªn trôc thø i (i=1,2,3).
ë ®Çu vµo trôc I cã l¾p nèi trôc ®µn håi. ë ®Çu ra trôc III cã l¾p b¸nh xÝch.
3.3 X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc.
Dùa theo ®êng kÝnh c¸c trôc sö dông b¶ng 10.2 ®Ó chän chiÒu réng æ l¨n b0 chiÒu réng æ lÊy
theo ®êng kÝnh s¬ bé cña trôc trung gian d 2
d ol 2 = 50( mm) ⇒ b02 = 27(mm)
X¸c ®Þnh chiÒu dµi may ¬, may ¬ ®Üa xÝch, may ¬ b¸nh r¨ng trô:
lm11 = (1,2 ÷ 1,5) d1 = 1,3.35 = 45(mm)
lm 22 = lm 24 = (1,2 ÷ 1,5) d ' 2 = 1,3.55 = 72(mm)
lm 23 = (1,2 ÷ 1,5) d 2 = 1,2.60 = 72(mm)
lm33 = (1,2 ÷ 1,5)d 3 = 1,2.85 = 100(mm)
lm34 = (1,2 ÷ 1,5)d dx = 1,5.25 = 38(mm)
X¸c ®Þnh chiÒu dµi may ¬ cña nöa khíp nèi ®èi víi trôc vßng ®µn håi.
l mnt = (1,4 ÷ 2,5)d 3 = 2,5.20 = 50(mm)
Tra b¶ng 10.3 ta ®îc:
Kho¶ng c¸ch mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh trong cña hép hoÆc kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c
chi tiÕt quay k1 = 8
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 16
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
L21
L23
L22
K1
Lm22
Lm23
K2
L32
L32 Lc33
L33
Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh æ ®Õn thµnh trong cña hép k 2 = 10
Kho¶ng c¸ch tõ mÆt c¹nh cña chi tiÕt quay ®Õn thµnh n¾p æ k3 = 15
ChiÒu cao n¾p æ vµ ®Çu bu l«ng hn = 15
Tra b¶ng 10.4 víi hép gi¶m tèc b¸nh ph©n ®«i cÊp nhanh h×nh 10.8(nh h×nh vÏ)
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 17
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
l22 =0,5(lm 22 + 0 ) + 1 + 2
b k k
l23 =l 22 + ,5( lm 22 + m 23 ) + 1
0 l k
l21 =l31 =2.l23 =2.l32
l24 =2.l23 − 22
l
l33 =2.l32 + c 33
l
lc 33 =0.5(b0 + m 34 ) + n + 3
l h k
lc11 =0.5b0 + mnt + n + 3
l h k
Suy ra ta cã:
lc11 =0,5.27 +45 + +
15 15 =88( mm)
lc 33 =0,5( 27 +38) + +
15 15 =62( mm)
l22 =0,5(72 +27) +8 +10 =68( mm)
l23 =48 +0,5( 44 +48) +8 =102( mm)
l24 =204 −48 =156( mm)
l21 =l31 =204( mm)
l33 =204 +62 =266( mm)
3.4. X¸c ®Þnh trÞ sè vµ chiÒu c¸c lùc tõ chi tiÕt quay t¸c dông lªn trôc vµ tÝnh to¸n trôc.
ChiÒu quay cña c¸c trôc vµ chiÒu cña c¸c lùc t¸c dông lªn c¸c trôc nh h×nh vÏ:
Quy dÊu cña c¸c lùc theo chiÒu cña c¸c trôc to¹ ®é.
Trªn trôc I:
Lùc tõ b¸nh ®ai t¸c dông lªn trôc cã ®é lín lµ :
Fr = 1338 (N)
2.T1 2.88763
Ft11 = Ft12 = = = 1955( N )
2.d w1 2.45,40
tgα tw tg 25,1
Fr11 = Fr12 = Ft11 . = 1955. = 1222( N )
Cosβ 0,76
Fa11 = − Fa12 = Ft11 .tgβ = 1955.855 = 1672( N )
ChiÒu cña lùc Fk cã chiÒu bÊt k×. Nhng khi Fk cã chiÒu ngîc víi chiÒu cña lùc vßng F t11 th× sÏ
lµm t¨ng m«men uèn trªn trôc t¹i chç l¾p b¸nh r¨ng. Trêng nµy lµ trêng hîp Fk g©y nguy hiÓm
nhÊt. Suy ra chän chiÒu cña Fk ngîc chiÒu víi Ft11.
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 18
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
III II I
Ft11
X Z Fa11
Fr21 Fr11
Ft21
Fa21
Ft33
Fr33 Fr23
O Y
Ft23
Fa22
Ft12
Fr22
Fr12
Ft22
Fa12
F
V
S¬ ®å ph©n tÝch lùc
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 19
- §å ¸n m«n häc Chi TiÕt M¸y
C¸c ph¶n lùc gèi tùa t¸c dông lªn trôc nh h×nh vÏ.
Da vµo c¸c ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc, m«men ta cã:
X 11 + X 12 + Fk = Ft11 + Ft12
Y11 + Y12 = Fr11 + Fr12
F .l + F .l + F .l = X .l
k c11 t11 22 t 22 24 12 21
X 11 = 1955( N )
X = 1955( N )
⇒ 12
Y11 = 435( N )
Y12 = 1541( N )
M«men t¹i c¸c tiÕt diÖn: A1; B1; C1; D1;
M xA1 = Fr .84 = 1338.84 = 112392( N .mm)
M = 1338.(84 + 48) − 435.48 = 155736( N .mm)
xB1
⇒
M xC1 = 1541.48 = 73968( N .mm)
M xD1 = 0
M yA1 = 0
M yB1 = 1955.48 = 93840( N .mm)
⇒
M yC1 = 93840( N .mm)
M
yD1 = 0
88763
TB1 = 2 ≈ 44382( N .mm)
⇒
T = 88763 ≈ 44382( N .mm)
C1
2
Chän then b»ng t¹i c¸c vÞ trÝ l¾p b¸nh r¨ng vµ l¾p khíp nèi.
Trªn trôc I c¸c b¸nh r¨ng lµm liÒn trôc. Kh«ng cã then.
TÝnh kiÓm nghiÖm ®é bÒn cña then vÒ ®é bÒn dËp vµ ®é bÒn c¾t:
2.T 2.T
σd = ≤ [σ d ] τ c = ≤ [τ c ]
[ d .lt (h − t1 )] d .lt .b
víi thÐp 45 chÞu t¶i träng va ®Ëp nhÑ [τ c ] = 20 ÷ 30( MPA)
Tra b¶ng 95 ⇒ [σ d ] = 100( MPA)
Tra b¶ng 9.1a t¹i vÞ trÝ l¾p b¸nh ®ai:
d= 25 b=8 h=7 t1 = 4 t1 = 2,8
⇒ lt = 0,9.l mnt = 0,9.50 ≈ 45(mm)
2.88763
⇒σd = = 52,6 ≤ [σ d ] = 100( MPA)
25.45.(7 − 4)
2.88763
τc = = 22,5 ≤ [τ c ] = 20 ÷ 30( MPA)
25.45.7
Vũ Văn Tùng líp C§50CK5 20
nguon tai.lieu . vn
