Thuyết minh môn thiết kế chi tiết máy

Chia sẻ: Vu Thủ đức | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:37

0
28
lượt xem
4
download

Thuyết minh môn thiết kế chi tiết máy

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết kế chi tiết máy là một môn học có ý nghĩa rất quan trọng đối với sinh viên, giúp cho sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu, thiết kế các môn học trong nghành cơ khí nói chung và nghành cơ khí chế tạo máy nói riêng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thuyết minh môn thiết kế chi tiết máy

  1. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế chi tiết máy là một môn học có ý nghĩa rất quan trọng đối với sinh viên, giúp cho sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu, thiết kế các môn học trong nghành cơ khí nói chung và nghành cơ khí chế tạo máy nói riêng. Rèn luyện cho sinh viên có ý thức nghiêm túc trong việc tính toán thi ết kế, phải biết vận dụng trình độ hiểu biết của bản thân kết hợp với sự hướng dẫn của thầy giáo và các tài liệu tham khảo khác. Để thiết kế chế tạo ra một chi tiết hay bộ phận máy hoàn thiện có hình dáng, kích thước thoả mãn các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật đã đặt ra, đó thực sự là một công việc khó khăn cho sinh viên, mặt khác trình độ bản thân còn có hạn. Vì vậy mặc dù thời gian làm thiết kế kéo dài trong suốt cả học kỳ nhưng kết quả của việc tính toán thiết kế chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn để nâng cao trình độ hiểu biết của bản thân, nhằm phục vụ tốt hơn nữa việc nghiên cứu thiết kế cũng như làm đề tài tốt nghiệp sau này. Sinh viên thực hiện: Trần Xuân Lâm. Tran g 1 Lớp 42CT- 2
  2. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y ĐỀ SỐ 10: THIẾT KẾ TỜI LƯỚI KÉO TRỤC NGANG 3 TANG. Số liệu: 1.Lực kéo định mức trên tang: P = 12KN. 2.Tốc độ kéo cáp định mức: V=0,9m/s. 3.Độ sâu đánh bắt: h= 40m. 4.Thời gian làm việc: 30 phút x 6 ca x 200 ngày x A năm, với A= 13. 5.Đặc tính làm việc: quay 1 chiều. 6.Tính chất của tải trọng: • Hệ số tải trọng động: Kđ=1.5. • Hệ số quá tải hệ thống: Kqt = 1.6. 7.Điều kiện làm việc: trên biển. ChươngI: CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG. I. Xác định công suất động cơ: 1. Công suất làm việc:(Nlv) Coi hệ thống làm việc với chế độ tải không đổig Ta có: P.V N lv = + Ngc 1000 Chọn Ngc = 0.2KW. 12.10 3.0.9 N lv = + 0.3 = 11.1KW 1000 2. Công suất yêu cầu từ động cơ:Nycđc N N ycñc = lv ηt Hệ thống tạo thành từ các khâu thành phần nối tiếp nhau nên ta có: K η t = ∏ ηi i =1 Ta chọn hiệu suất các bộ truyền như sau:  Bộ truyền động đai: η ñ = 0.95  Bộ truyền bánh răng nón: η n = 0.96  Bộ truyền bánh răng trụ η tr = 0.97  Một cặp ổ lăn : η ol = 0.99  Cơ cấu gạt cáp : η gc = 0.96  Tang thu cáp : η tc = 0.96 Theo sơ đồ phác thảo hộp giảm tốc ta có: η t = ηd .η 2 η8 .ηgc η tc n ol η t = 0.95.(0.96) 2 .(0.99) 8 .0.96.0.96 η t = 0.74 Tran g 2 Lớp 42CT- 2
  3. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y 11.1 Nycđc= = 15KW 0.74 II. Xác định tốc độ động cơ: 1. Chọn cáp kéo: theo pđ Pđ= n.Kđ.P n: hệ số bền dự trữ, chọn n = 3 ⇒ P đ = 3.1.5.12 = 54KN Dựa vào bảng 2 ta chọn cáp có: - Pđthực = 54,55KN - [σ] b =1800 N/m .m 2 - Trọng lượng 100m cáp: 35,86 Kg - Diện tích tiết diện cáp: Fc = 36,66mm 2 - Đường kính cáp: dc= 9.9 Kiểm tra cáp theo độ bền dự trữ: P 54,55 n t = dt = = 3,03 >[n] chọn = 3 Pmax 1,5.12 2. Chiều dài cáp: L - Chiều dài làm việc của cáp được chọn theo h. Với h = 40m → L lv = 7h = 7.40 =280m -Chiều dài cần thiết của cáp: Lct = 1,5.Llv = 1,5.280= 420m 3. Xác định vận tốc quay trục tang kéo cáp: - Đường kính trống tang: Do = C.dc C: hệ số đường kính: chọn C = 20. ⇒ D o = 20.9,9 = 198mm - Bước quấn cáp trên tang: t =1,06.dc + 0,3 = 10,794 (mm). - Chiều dài tang: Lt = 2.D0 = 2.198 = 396 (mm). L - Số vòng cáp trên một lớp: Z = t t 396 Z= = 36,6 10,794 - Số lớp cáp chứa trên tang: L ct n = −0,54C + 0,3C 2 + 2,92.d c .Z 420 n = −0,54.20 + 0,3.20 2 + = 12(lôù) p 2,92.9,9.10 3.36,6 - Đường kính ngoài của bó cáp chứa trên tang: D n = D 0 + (2n − 1)d c . D n = D 0 + (2.12 − 1)9,9 = 425,7(mm). Tran g 3 Lớp 42CT- 2
  4. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y - Tốc độ quay trục tang: (nlv) 6.10 4.V n lv = π(D tb + d c ) D + D n 198 + 425,7 D tb = 0 = = 311,8(mm) 2 2 6.10 4.0,9 n lv = = 53,4( vong / phut ). 3,14.(311,8 + 9,9) III. Chọn động cơ điện truyền động. 1. Chọn động cơ điện. Với N ycdc 15(KW ) , dựa vào bảng tra ta chọn động cơ: Kiểu ĐC Công N cos ϕ M M max GD2 Trọng lượng m suất(kw (v/p) M dm M dm (Kg.m2) (Kg) ) ĐK72-4 20 1460 0,88 1,3 2,3 1,5 280 Động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Tlv Cường độ làm việc thực tế: CĐ%= .100%. Tck 30 CĐ%= = 12,5% 4.60 CÑ% thöïcteá 12,5 N dm ≥ N ycdc . = 15. = 13,7(KW ) CÑ% tieâuchuaån 15 vậy ta chọn Nđm = 20 (KW). 2. Kiểm tra động cơ điện:  Kiểm tra thời gian khởi động: A+B tkđ= ≤ [ t kñ ] = 3 ÷ 5(s) Mm − Mñ 9,75.12.0,9 2.10 3 A= = 87,7 1460.0,74 GD 2 .n 1,5.1460 B= = = 87,6 25 25 9,55.10 6.N ñm 1,3.9,55.10 6.20 M m = βm . = =170068,5 (Nmm) n ñm 1460 M m 170068 .5 Mđ = = = 130821,9 (N.mm) 1,3 1,3 87,7 + 87,6 tkđ = = 4,46 (s) (170086 ,5 − 130821,9)10 −3  Kiểm tra theo mô men mở máy: Tran g 4 Lớp 42CT- 2
  5. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y Mm > Mc Với Mc = Mt + Mđ D 1,5.12.311,85 Mt = Pmax. tb = = 2806,65 (N.mm) 2 2 36,5.Pmax .V 2 n Mđ= [δ.(GD) + 2 ]. n .η 2 37,5.t 36,5.1,5.12.0,9 2 1460 M ñ = [1,2.0,75 + 2 ]. = 33249 (Nmm) 1460 .0,74 37,5.4.46 Vậy Mc = 2806,65 + 33249 = 36055,7 ( N. mm) Vậy Mm>Mc. IV. Phân phối tỉ số truyền động: Tỷ số truyền động của hệ thống: n ñc 1460 Iht = = = 27,34 nlv 53,4 Iht = iđai.isc.itc = 3,04.3.3 Giá trị thông số động – động lực học các cấp của hệ thống truyền dẫn:  Ta có tỉ số truyền giữa các trục: N1 = Nycđc = 15 KW. N η1− 2 .N 1 = η ñ .η oâbN 1 = 0,95.0,96.15 = 14,1 KW 2= . N 3 = η 2 −3 .N 2 = ηoâbη n .N 2 = 0,99.0,96.14,1 = 13,4 KW . N 4 = η3− 4 .N 3 = ηoâbN 3 = 0,99.13,4 = 13,3 KW . N 5 = η 4−5 .N 4 = η n .ηoâbN 4 = 0,96.0,99.13,3 = 12,6 KW .  Tốc độ quay các trục: n1 = nđc = 1460 (v/ph) n 1460 n = 1 = = 480,2(v/p) 2 i1−2 3,04 n 480,2 n3 = 2 = = 160,1(v/p) i 2−3 3 n 4 = n3 n 160,1 n5 = 4 = = 53,4( v / p) i 4 −5 3 - Mô men xoắn trên các trục: N1 15 M x1 = 9,55.10 6. = 9,55.10 6. = 98116 (N.mm) n1 1460 M x 2 = i1− 2 .η1− 2 .M x1 = 3,04.0,95.0,99.98116 = 280525( N.mm ) M x 3 = i 2−3 .η 2−3 .M x 3 = 3.0,99.0,96.280525 = 799834 ( N.mm ) M x 4 = i 3− 4 .η3−4 .M 3 = 1.0,99.799834 = 791835 ( N.mm ) M x 5 = i 4−5 .η 4−5 .M 4 = 3.0,96.0,99.791835 = 2257680 ( N.mm ) Tran g 5 Lớp 42CT- 2
  6. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y GIÁ TRỊ THÔNG SỐ ĐỘNG – ĐỘNG LỰC HỌC CÁC CẤP CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN: Trục TrụcI TrụcII TrụcIII TrụcIV TrụcV i 3,04 3 1 3 N (KW) 15 14,1 13,4 13,3 12,6 N (V/ph) 1460 480,2 160,1 160,1 53,4 Mx (N.mm) 98116 280525 799834 791835 2257680 ChươngII :THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI I. Chọn loại đai: Chọn tiết diện đai thang theo giá trị mô men trên trục dẫn. Ta có: Mx1 = 98116 Nmm =98,116 (Nm) Ta chọn được loại đai có các thông số : Loại Kích thước tiết diện (mm) Diện Chiều dài Đườn Mô men tiết diện tích tiết đai L g kính xoắn bánh b bc h y0 diện (mm) bánh dẫn M1 (mm) đai (N.mm) Dmin σ 17 14 10,05 4 138 800 ÷ 6300 125 50 ÷ 150 b y0 h bc I. Xác định đường kính bánh đai: - Chọn đường kính bánh đai nhỏ : D1(mm) D1= 220 (mm) π.D1 .n 1 V= . ≤ (30 ÷ 35)m / s 6.10 4 Kiểm nghiệm vận tốc đai: 3,14.220.1460 V= = 16,8 < (30 ÷ 35)m / s 6.10 4 → Thoaûmaõn Tran g 6 Lớp 42CT- 2
  7. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y - Đường kính bánh đai lớn: D2= i.D1( 1- ξ ) =3,04. 220. ( 1- 0,02) = 655,4(mm) Tra bảng chọn D2 theo tiêu chuẩn: D2 = 630(mm) - Số vòng quay thực tế của bánh bị dẫn: D1 n’2=( 1 - ξ ) .n1 D2 220 n’2 = (1- 0,02) .1460 = 499,6 (V/p) 630 Kiểm tra: 480,2 tương ứng với 100% 499,6 tương ứng với x% 499,6.100 x= = 104% 480,2 ⇒ n 2 ’(tăng) = 104 – 100 = 4% ≤ (3 ÷ 5)% (thoả mãn) Vậy D1= 220(mm) D2= 630(mm)  Chọn sơ bộ khoảng cách trạc Asb: Dựa vào bảng 19 ta chọn Asb= D2= 630(mm) - Xác định chính xác chiều dài đai L khoảng cách trục A +. Chiều dài đai sơ bộ: π ( D 2 − D1 ) 2 Lsb= 2Asb+ (D1 + D 2 ) + 2 4A 3,14 (630 − 220) 2 Lsb= 2. 630 + (220 + 630) + 2 4.630 Lsb = 2661,2(mm) Chọn giá trịL chính xác: theo bảng 20. L = 2650(mm) +. Kiểm tra số vòng chạy của đai: V π.D1 .n 1 u= = . L 60L 3,14.220.1460 u= = 6,34 < 10 thoả mãn 60.2650 2L − π(D 2 + D1 ) + [2L − π(D 2 + D1 ) 2 − 8(D 2 − D1 ) 2 A= = 624(mm) 8 - Kiểm nghiệm góc âm trên bánh đai: D − D1 α1 = 1800 - 2 .570 A 630 − 220 α1 = 1800- . 570 = 142,50 > 1200 (thoã mãn) 624 -Xác định số đai cần thiết (Z) Tran g 7 Lớp 42CT- 2
  8. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y 1000.N Z≥ V.[ σ P ].0 F.G.C V .C α Với: N = 15 KN Diện tích tiết diện đai F = 138 (mm2) Trị số ứng suất có ích cho phép: [ σ p ] 0 = 174(N/mm2) Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc âm: cα =0,89 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc: Cv = 0,90 Ct = 1,0 1000 .15 Z≥ = 4,6 16,8.1,74.138.1,0.0,9.0,89 Vậy chọn Z = 5 -Xác định kích thước bánh đai: +Chiều rộng bánh đai: B = (Z - 1)t +25 Theo bảng 87 ta có: t = 20 S=12,5 B = (5 - 1).20 +2. 12,5 =105 (mm) +Dường kính ngoài của bánh đai: De1 = D1 + 2y0 = 220 + 2.4 = 228 (mm) De2 = D2 +2.y0 = 630 + 2. 4 = 638 (mm) -Lực tác dụng lên trục: α R = 3. α 0 .F.Z.Sin 1 2 142,5 0 R= 3.1,2 .138 .3. sin = 2352,2 (N) 2 ( σ 0 = 1,2 N/mm2) ChươngIII: THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I. Chọn vật liệu và phương pháp luyện: - Bánh răng nhỏ: Chọn thép C50 , thường hoá có: Dphôi =100 ÷ 300 (mm) σ b = 600 (N/mm2) σ ch = 300 (N/mm2) Độ cứng: HB1 =225 -Bánh răng lớn: Chọn thép C45 ,thường hoá có: Dphôi =500 ÷ 750 (mm) σ b = 540 (N/mm2) σ ch = 270 (N/mm2) Độ cứng : HB2 = 200 Tran g 8 Lớp 42CT- 2
  9. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y II. Xác định ứng suất cho phép : - Ứng suất tiếp xúc cho phép : [σ ] = [σ ] tx tx N 0. K ’N. Với : [ σ ] = 2,6 HB. tx N 0 Số chu kỳ cơ sở N0 = 107 K’N : hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc : N0 K’N = 6 . N tñ Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương . N0 =107 :số chu kỳ cơ sở của đường cong tiép xúc . Ntđ =N = 60.u.n.t u : số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay . n : số vòng quay trong một phút của bánh răng : n1 : = 480,2 (v/phút) ; n3 = 160,1 (v/phút) n2 = 160,1 (v/phút) ; n4 = 53,4 (v/phút) t : tổng số giờ làm việc của bánh răng : 1 t= . 6 .200 .13 =7800 (giờ) 2 ⇒ Ntđ1 = 60 . 3 . 480,2. 7800 =224733600 x 3 = 674200800 Ntđ1 > N0 ⇒ K’N1 = 1. Ntđ4 = 60.1.53,4.7800 = 24991200 > N0 ⇒ K’N4 =1 Ntđ3 =3Ntđ2 = 224780400 Ntđ1 > N0 ⇒ K’N1 = 1 Ntđ2 = 60. 1. 160,1. 7800 = 74926800 > N0 ⇒ K’N2 =1 Vậy với bánh răng 1: [ σ tx1 ] = 2,6 . HB1. K’N1 Bánh răng 2: [ σ tx1−3 ] = 2,6 . 225 .1 = 585 (N/mm2) [ σ tx 2−4 ] = 2,6 . 200 . 1 =520 (N/mm) Ứng suất cho phép: [ σ u ] = 1,5.σ1. K"N . n.K σ +. σ −1 : giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng: σ −1 = 0,42. σ b . +. n: hệ số dự trữ . n = 1,5 . + K σ : hệ số tập trung ứng suất ở chân răng: K σ = 1,8 . + K”N: Hệ số chu kỳ ứng suất uốn: Tran g 9 Lớp 42CT- 2
  10. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y N0 K”N = m N tñ N0 : số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn: N0 = 5. 106 Ntđ : số chu kỳ ứng suất tương đương. m : Bậc đường cong mỏi uốn . m = 6. ⇒ K’’N1 = 6 5.10 6 = 0,44 ; K’’N3 = 0,53. 224733600 x3 5.10 6 K’’N2 = 6 = 0,64 ; K’’N4 = 0,76. 74926800 1,5.0,42.600.0,44 = 61,6 (N/mm2) ⇒ [ σ u1 ] = 1,5.1,8 [ σ u 2 ] = 1,5.0,42.540.0,64 = 74,6 (N/mm2) 1,5.1,8 [ σ u 3 ] = 1,5.0,42.600.0,53 = 74,2 (N/mm2). 1,5.1,8 [ σ ] = 1,5.0,42.540.0,76 u4 = 89,2 (N/mm2). 1,5.1,8 - Ứng suất tải cho phép : + Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép : Vì bánh răng chế tạo từ thép có độ rắn HB < 350. ⇒ [σ txqt ] = 2,5 . [ σ tx ] N 0 [σ ] = 2,5.2,6 HB. txqt Vậy: [ σ ] = 2,5 .2,6. 225 = 1462,5 (N/mm ) txqt1− 3 2 [σ txqt 2 − 4 ] = 2,5 .2,6 .200 = 1300 (N/mm ) 2 + Ứng suất quá tải cho phép : [σ uqt ] = 0,8.σ ch [σ uqt 1− 2 ] = 0,8.300 = 240( N / mm )2 [σ uqt 2 − 4 ] = 0,8..270 = 200( N / mm ) 2 - Chọn sơ bộ hệ số tải trọng : Ksb Ksb = 1,4. -Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : Với bộ truyền bánh răng nón : b ϕ L = = 0,3 L - Xác dịnh chiều dài nón L: Với bộ truyền bánh răng nón răng thẳng : Tran g 10 Lớp 42CT- 2
  11. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y 2  1,05.10 6  K sb. N L ≥ i + 1. 3  2  .  (1 − 0,5ϕ L ).i[ σ ót ]  0,85.ϕ L. n 2 Hộp sơ cấp: 2  1,05.10 6  1,4.14,1 L ≥ 3 + 1.  2 3  0,85.0,3.160,1 ≥ 184,23 (mm)  (1 − 0,5.0,3).3.585  - Hộp thứ cấp : 2  1,05.10 6  1,4.13,3 L≥ 3 +1  2 3  . 0,85.0,3.53,4 ≥ 300,42(mm)  (1 − 0,5.0,3).520  - Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng : π.d tb1 .n 1 2π.L.(1 − 0,5.ϕ).n 1 V= = 6.10 4 6.10 4.(i 2 + 1) - Với bộ truyền sơ cấp: 2.3,14.212,44.(1 − 0,5.0,3).480,2 V1 = 6.10 4.(33 + 1) V1= 0,91 (m/s) < 2 ⇒ Bánh răng có cấp chính xác 9 - Xác định chính xác chiều dài nón L : + Hệ số tải trọng K : K= Ktt . Kđ. Ktt : hệ số tập trung tải trọng Ktt = 1 Kđ = 1,1 ⇒ K =1,1 K 3 K sb Sơ cấp: Vậy L1 = Lsb 1,1 L1 = 184,23 . 3 = 170,07(mm) 1,4 1,1 L2 = 300,42 . 3 = 277,22(mm) 1,4 - Xác định mô đun, số răng, chiều rộng … + Trị số mô đun : Hộp sơ cấp : ms = (0,02 ÷ 0,03).L ms=0,0204 . 196,03 = 4 Hộp thứ cấp : ms= 0,0216 .277,2 = 6 + Số răng bánh dẫn : Hộp sơ cấp : 2L 2.170,07 Z1 = = = 27 m s i + 1 4. 33 + 1 2 Tran g 11 Lớp 42CT- 2
  12. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y ⇒ Z 2 = i.Z1 = 3.31 = 81 Hộp thứ cấp : 2.277 ,22 = = 29 Z3 6. 3 2 + 1 Z4 = 29 .3 = 87. +Chiều rộng bánh răng : b = ϕ L .L Hộp sơ cấp : b = 0,3 .170,07 = 51 (mm) Hộp thứ cấp: b = 0,3 .277,22 = 83,17 (mm) -Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng : +Hộp sơ cấp : 19,1.10 6.K.N σu = ≤ [σu ] 0,85.y.m 2 .z.n.b tb 1 ϕ1 = artg : góc mặt nón lăn. i Z1 27 = = 28,46 ⇒  1  1 Cos artg  Cos artg  Ztđ1  i  3 ⇒ hệ số dạng răng : y1 = 0,4585. + Ta có chiếu dài côn trung bình: Ltb =L1 – 0,5b = 170,07 - 0,5.51 = 144,57mm. L 144,57 ⇒ m tb = m s . tb = 4. = 3,4 L 170,07 19,1.10 6.1,1.14,1 ⇒ σ u1 = 0,85.0,4585 .3,5 2.27.480,2.51 σ u1 = 70,8 < [ σ u1 ] = 74,2( N / mm) Bánh răng 2: Z2 81 Z tñ2 = = = 85,38 Cosϕ Cos ϕ ⇒ y 2 = 0,516 + Chiều dài côn trung bình: Ltb = L2 -0,5b = 170,07-0,5.51=144,57 (mm) ⇒ m tb = 3,4 19,1.10 6.1,1.13,4 σu2 = 0,85.0,516.3,4 2.93.160,1.51 σ u 2 = 63,4 < [ σ u 2 ] = 74,6( N / mm 2 ) Hộp thứ cấp: Tran g 12 Lớp 42CT- 2
  13. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y Tương tự ta có: Z3 29 = = 30,5 Ztđ1 = Cosϕ  1 Cos  artg   3 ⇒ y 3 = 0,452 +Ltb = L2 -0,5b = 277,22 -0,5 .83,17 Ltb= 235,635 (mm) L 235,635 ⇒ m tb = tb .m s = .6 = 5,1 L 277,22 19,1.10 6.1,1.13,3 σu 3 = 0,85.0,452.5,12.29.160,1.83,17 σ u 3 = 72,4 < [ σ u 3 ] = 89,96( N / mm 2 ) 19,1.10 6.1,1.12,6 ⇒ σu4 = 0,85.0,5145 .5,12.87.53,4.83,17 σ u 4 = 60,23 < [ σ u 4 ] = 89,2 Z4 87 Z tñ4 = = = 91,7 Cosϕ Cosϕ ⇒ y 2 = 0,5145 - Kiểm ngiệm bánh răng theo quá tải đột ngột: Để bộ truyền có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn càn kiểm tra bộ truyền quá tải theo điều kiện: σ txqt = σ tx . K tx ≤ [ σ txqt ] σ uqt = σ u .K qt ≤ [ σ uqt ] +Giá trị ứng suất tiếp xúc được xác định : ( i + 1) 2 .K.N 3 1,05.10 6 σ tx = . i( L − 0,5b ) 0,85.n 2 .b + σ tx1 (hộp sơ cấp) ( 3 + 1) 2 .1,1.14,1 3 1,05.10 6 σ tx1 = . 3(170,07 − 0,5.51) 0,85.160,1.51 σ tx1 = 261,5( N / mm 2 ) +Hộp thứ cấp: ( 3 + 1) 3 2 .1,1.13,3 6 1,05.10 σ tx 2 = . 0,85.53,4.83,17 3.( 277,22 − 0,5.83,17 ) σ tx 2 = 261,5( N / mm 2 ) Hệ số quá tải của hệ thống:Kqt Tran g 13 Lớp 42CT- 2
  14. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y M max Kqt = M Mmax : mô men lớn nhất có thể cấp được của động cơ điện. Mmax = 2,3Mđm = 2,3.130821,9 = 300890 (N.m) 300890  Hộp sơ cấp: K qt1 = = 1,07 280525 300890  Hộp thứ cấp: K qt 2 = = 0,38 791835 *. Với hộp sơ cấp: σ txqt = 261,5. 1,07 = 270 < [ σ txqt ] = 1462,5 σ uqt = 70,8.1,07 = 75,8 < [ σ uqt ] = 240 *. Với hộp thứ cấp: σ txqt = 261,5. 0,38 = 161,2 < [ σ txqt ] = 1300 ( N / mm 2 ) σ uqt = 72,4.0,38 = 27,5 < [ σ uqt ] = 200( N / mm 2 ) → ( thoaõ ) maõn • Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền: +. Chiều dài nón: L = 0,5.m s Z1 .Z 2 2 2 L = 0,5.4. 27 2.812 = 170,07( mm ) +. Mô đun trên mặt mút lớn: L m s = m tb . ( L − 0,5.b ) 170,07 m s = 3,4. = 4(mm) (170,07 − 0,5.51) +. Mô đun trung bình: m tb = m s . ( L − 0,5.b ) = m − b. sin ϕ1 = 3,4 s L Z1 +. Góc mặt nón lăn: Z 1 1 tgϕ1 = 1 = = → ϕ1 = 18,4 0 Z2 i 3 Z tgϕ1 = 2 = i = 3 → ϕ 2 = 71,6 0 Z1 + Đường kính vòng lăn: d1 = ms.z1 d1 = 4.27 =108 (mm) ; d2 = 81.4 = 324 (mm) + Đường kính vòng lăn trung bình: b dtb1 = d1(1 – 0,5. ) L Tran g 14 Lớp 42CT- 2
  15. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y 51 dtb1 = 108(1 - 0,5. ) = 91,86 (mm) 170,07 b dtb2 = d2 (1 – 0,5 . ) L 51 dtb2 = 324 (1- 0,5. ) = 275,58 (mm). 170,07 + Đườnh kính vòng đỉnh : De1 = ms(z1 + 2. cos ϕ1 ). De1 = 4.(27 + 2.cos18,40) = 115,6 (mm) De2 = 4(81 + 2.cos71,60) = 326,5 (mm) +Góc chân răng γ (h” = 1,25ms). 1,25m s γ 1 = γ 2 = γ = artg L 1,25.4 γ = artg = 1,70 170,07 + Góc đầu răng ∆ (h’ = ms) m ∆ 1 = ∆ 2 = ∆ = artg s L 4 ∆ = artg = 1,4 0 170,07 + Góc mặt nón chân răng: ϕ i1 = ϕ1 − γ = 18,4 0 − 1,7 0 = 16,7 0 ϕ i 2 = ϕ 2 − γ = 71,6 0 − 1,7 0 = 69,9 0 + Góc mặt nón đỉnh răng: ϕ e1 = ϕ + ∆ = 18,4 0 + 1,4 0 = 19,8 0 ϕ e 2 = ϕ 2 + ∆ = 71,6 0 + 1,4 0 = 730 * Hộp thứ cấp: + Chiều dài nón : L= 0,5. ms z1 + z 2 2 2 L = 0,5 .6 29 2 + 87 2 = 275,12( mm) L +Mô đun trên mặt mút lớn:ms = mtb. ( L − 0,5.b ) 275,12 ms = 5,1. =6 (mm) ( 275,12 − 0,5.83,17 ) + Mô đun trung bình: ( L − 0,5b ) = m − b.sin ϕ1 = 5,1(mm) mtb = ms s L z1 + Góc mặt nón lăn : z1 1 1 tg ϕ1 = = = → ϕ1 = 18,4 0 ; ϕ 2 = 71,6 0 z2 i 3 Tran g 15 Lớp 42CT- 2
  16. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y + Đường kính vòng lăn : d1 = ms .z1 d1= 6.29 = 174(mm) d2 = 6.87 = 522(mm) + Đường kính vòng lăn trung bình: b dtb1= d1 (1- 0,5 ) L 83,17 dtb1 = 174 (1 – 0,5 ) = 147,7 (mm) 275,12 83,17 dtb2 = 522(1- 0,5. ) = 443,1(mm). 275,12 + Đường kính vòng đỉnh : (h’ = ms) De1 = ms (z1 +2Cos ϕ1 ) De1 = 6.(29 + 2 Cos18,40) = 185,4 (mm) De2 = 6.(87 +2.Cos71,60) = 525,8 (mm) + Góc chân răng (h” = 1,25 ms) m .1,25 γ 1 = γ 2 = γ = artg s L 1,25.6 γ = artg = 1,5 0 275,12 ∆ : (h ' = ms ) ms ∆ 1 = ∆ 2 = ∆ = artg +Góc đầu răng: L 6 ∆ = artg = 1,2 0 275,12 +Góc mặt nón chân răng : ϕ i1 = ϕ1 − γ = 16,9 0 ϕ i 2 = ϕ 2 − γ = 70,10 +Góc mặt nón đỉnh răng : ϕ e1 = ϕ1 + ∆ = 19,6 0 ϕ e 2 = ϕ 2 + ∆ = 72,8 0  Tính lực tác dụng: Được xác định theo ba thành phần: +. Lực vòng P1, P2 +. Lực hướng tâm: Pr1, Pr2 +. Lực dọc trục: Pa1, Pa2 *. Với hộp sơ cấp: 2M x1 2.280525 P1 = P2 = = = 5323 N d tb1 105,4 Pr1 = Pa 2 = P.tgα. cos ϕ1 = 5323 .tg 20 o. cos18,4o Pr 2 = Pa1 = P.tgα. sin ϕ1 = 5323.tg 20 o. sin 18,4o = 611,5 N *. Với hộp thứ cấp: Tran g 16 Lớp 42CT- 2
  17. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y 2M x 2.791835 P1 = P2 = = = 10722,2 N d tb 147,7 Pr1 = Pa 2 = P.tgα. cos ϕ1 = 10722,2.tg 20 o. cos18,4 o = 3703 N Pr 2 = Pa1 = P.tgα. sin ϕ1 = 10722,2.tg 20 o.sin 18,4 o = 1231,8 N. ChươngIV: THIẾT KẾ TRỤC I. Chọn vật liệu trục: Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tôi có: σ b ≥ 850( N / mm 2 ) σ −1 ≥ 340( N / mm 2 ) II. Tính sơ bộ trục: Mx  Trục II: d sb = 3 0,2[ τ x ] [Tx]=20N/mm2 280525 d sb ≥ 3 = 41,24(mm) ≈ 45(mm) 0,2.20  Trục III: 799834 d sb ≥ 3 = 58,48(mm) ≈ 60(mm) 0,2.20  Trục IV: 791835 d sb ≥ 3 = 58,28(mm) ≈ 60(mm) 0,2.20  Trục V: 2257680 d sb ≥ 3 = 82,64(mm) ≈ 85(mm) 0,2.20 III. Tính gần đúng: a. Chọn sơ bộ ổ: Vì bộ truyền bánh răng nón có lực dọc trục, nên chọn kiểu ổ đũa côn đỡ chặn (cỡ trung). Trục Ký hiệu Đường kính Bề rộng ổ Tran g 17 Lớp 42CT- 2
  18. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y II 7309 45 26 III 7312 60 31 IV 7312 60 31 V 7317 85 41 b. Phác thảo kết cấu hộp giảm tốc: Quan hệ kích thước giữa các yếu tố của hộp giảm tốc a=15mm; B=26; B1=31; δ =10mm; l’=3d = 3.45 = 135mm; l2=10mm; l3=18mm; l4=15mm; l5=1,2.d = 54; x1=1,6.d = 72. c. Sơ đồ tính toán các trục: • Trục II:  Các phản lực tại B: ∑ M Cx = R Bx .135 − P1 .202 = 0 P1 .202 5323 .202 ⇒ R Bx = = = 7965 N 135 135 ∑ M Cy = R By .135 − Pr1 .202 − M u1 = 0 d tb1 Pa1 . + Pr1 .202 M u1 + Pr1 .202 2 ⇒ M By = = 135 135 105 612. + 1838 .202 M By = 2 = 2512 N 135 Biểu đồ tính toán:  Các phản lực tại C: ∑ M By = R Cx .135 − P1 .67 = 0 P1 .67 5323 .67 ⇒ R Cx = = = 2642 N 135 135 ∑ M By = R Cy .135 − Pr1 .67 + M u1 = 0 B P r1 C A Pr1 .67 − M u1 P 1838 .67 − 32130 1 ⇒ R Cy = = P = 674 N. 135 135 a1 R men uốn theo phương Y: MôM Bx  Mu1 Z1 +. Tại A: P a1 P R R R MAy = -Mu1 = -32130 (N.mm) Cx P 1 r1 By Cy M tñ = 0,75.M 2 + M 2 = 0,75.279458 2 + 32130 2 = 244141( N.mm ) z y 32130 My 90990 Mx 356670 Tran g 18 Lớp 42CT- 2 MZ 279458
  19. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y M tñ 244141 dA = 3 =3 = 31,6 ≈ 32mm. 0,1.77,5 7,75 +. Tại B: MBy=RCy.135=674.135=90990 N.mm  Mô men uốn theo phương X: +. Tại B: MBx=MCx.135=2642.135=356670 N.mm +. Tại C: MCx=0  Mô men xoắn: d 105 M Z1 = P1 . tb1 = 5323 . = 279458 N.mm 2 2 Vậy tiết diện nguy hiểm là tại B có: M tñ = M 2 + M 2 + 0,75.M 2 = 356670 2 + 90990 2 + 0,75.279458 2 x y z M tñ = 440528 N.mm B P r2 C A P M tñ 440528 a2 ⇒ d II = 3 =3 P= 38,Mmm 4 0,1.[ σ] R Cx R ,1.77,5 0 2 Z2 Ax M u2 Vaäy II = 40 mm d • R Ay Tục III: Ta có tổng chiều dài tính toán: R Cy B  l =  1 + l + a + x + d .2 = 326 mm  2 2 1 tb1  37576   My 17982 Mx 326688 MZ Tran g 19 Lớp 42CT- 2 841034
  20. Thu y ết min h thi ết k ế chi ti ết má y Ta có: d 316 M = P . tb 2 = 1838 . = 290404 N.mm u2 a2 2 2 d 316 M = P . tb 2 = 5323 . = 841034 N.mm z2 2 2 2  Các phản lực tại A: ∑ M Cx = R Ax .326 + P2 .244 = 0 5323 .244 ⇒ R Ax = − = −3984 N 326 ∑ M Cy = R Ay .236 + Pr 2 .244 + M u 2 = 0 − 612.244 − 290404 ⇒ R Ay = = −1349 N 326 Vậy RAx , Ray ngược chiều với giả thiết ban đầu.  Các phản lực tại C: ∑ Fx = R Cx + P2 − R Ax = 0 ⇒ R Cx = R Ax − P2 = 3984 − 5323 = −1339 N ∑ M Ay = R Cy .326 + Pr 2 .82 − M u 2 = 0 M u 2 − Pr 2 .82 290404 − 611,5.82 ⇒ R Cy = = = 737 N 326 326 Vậy RCx có chiều ngược với giả thiết ban đầu.  Mô men uốn theo phương Y: +. Bên trái B: Tran g 20 Lớp 42CT- 2

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản