Bai tap vd

Bài tập cơ sở thiết kế máy nguyễn minh tài - 1070538

Bài tập 11:

Hãy thiết kế bộ truyền động đai (1-đai dẹt và 2-đai thang), tải trọng ổn định, quay 1 chiều, bộ truyền đọng nằm ngang với các thông số sau:

Thông sốPhương án 1

Phương án 2

Phương án 3

Công suất cần truyền (kw) 3.5 5 1.5Số vòng quay trục dẫn (vg/phút) 1450 1460 1460Số vòng quay trục bị dẫn (vg/phút)

480 500 600

Số ca làm việc trong ngày 2 2 2

Bài làm

PHƯƠNG ÁN 1:

a. Thiết kế bộ truyền đai dẹt: (TLTK_Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm)

1. Do bộ truyền động đai được thiết kế được sử dụng làm việc ở chế độ tải trọng ổn định nên ta chọn loại đai vải cao su.2. Đường kính bánh đai nhỏ d1:

mm

Chọn bán kính: d1=160 mmKiểm tra vận tốc đai theo điều kiện:

m/s

m/s

3. Đường kính bánh đai lớn d2:

(mm)

Chọn d2=500 mm.- Số vòng quay thực n’2 của bánh bị dẫn:

(vòng/phút)

- Sai số về số vòng quay:

Sai số nằm trong khoảng cho phép , do đó không cần phải tra lại d1 và d2.4. Xác định khoảng trục a và chiều dài đai L:

- Chiều dài tối thiểu:

- Khoảng cách trục:

=1497 mm- Kiểm nghiệm điều kiện:

Tuỳ theo cách nối đai, sau khi tính toán xong cần tăng chiều dài đai thêm 100 400 mm.5. Góc ôm :

Thoả điều kiện đối với đai bằng chất dẻo.6. Chiều dày và chiều rộng đai:

- Chiều dày:

Chọn h=4 N/mm2

Nhóm SVTH: Nhóm 6B Trang 1


- Chiều rộng b của đai:

Trong đó: N/mm2

cb=1, Kd=1,15 = 1-,003(1800-1670)=0,961

Vậy mm

Chọn b=40 mm7. Chiều rộng B của bánh đai:

Chiều rộng B của bánh đai d ẹt khi mắt bình thường:B = 1,1b+(10 15) = 1,1.40+10 = 54 mm

Chọn B=50 mm8. Lực căng:

N



b. Thiết kế đai thang:1. Chọn loại đai:

Giả sử vận tốc của đai v>5 m/s, có thể dùng đai loại A, O, b (bảng 5.13). Ta có thể tính theo 3 phương án và chọn loại phương án nào có lợi hơn.

Tiết diện đai: b O A2. Định đường kính bánh nhỏ theo (bảng 5-14) lấy d1 (mm) 140 70 140

Kiểm nghiệm vận tốc của đai:

(m/s) 10,63 5,3 10,63

v<vmax= (30 35) m/s thoả điều kiện3. Tính đường kính d2 của bánh đai lớn:

(mm) 494,4 207,2 414,4- Lấy d2 theo tiêu chuẩn (bảng 5-15) 400 200 400- Số vòng quay thực n’2 của trục bị dẫn:

(vòng/phút) 497 497 497

- Sai số về số vòng quay so với yêu cầu:

% 3,54 3,54 3,54

Sai số nằm trong phạm vi cho phép (3 5)%, do đó không cần chọn lại đường kính d2

Tỉ số truyền: 2,92 2,92 2,92

4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục a theo bảng(5-16) ad2 400 200 2005. Tính chiều dài đai L theo khoảng cáchtrục a sơ bộ theo công thức:

(mm) 1690 845 1690

- Lấy L theo tiêu chuẩn mm (bảng 5-12). 1700 875 1700- Nếu chiều dài loại đai dưới 1700 mm, trị

số tiêu chuẩn là trị số chiều dài trong L0, còn chiều dài L tính toán khoảng cách trục a: L=L0+x. Nênchiều dài L của đai o là: L=850+25=875(mm).

- Kiểm nghiệm số vòng chạy u trong 1 giây:

6,3 6,1 6,3

Điều nhỏ hơn umax=10.6. Xác định chính xác khoảng cách trục a theo chiều dài đai đã lấy theo tiêu chuẩn:

405 216 405



- Khoảng cách trục a thoả mãn điều kiện: b O A

Với h tra theo bảng 5-11 10,5 6 8- Khoảng cách trục nhỏ nhất cần thiết để

mắc đai: (mm) 308 203 380- Khoảng cách trục lớn nhất cần thiết để

tạo lực căng: (mm) 456 242 4567. Tính góc ôm , công thức:

(độ) 143,4 145,7 143,4

Góc ôm thoả điều kiện 8. Xác định số đai Z cần thiết. Chọn ứngsuất căng ban đầu (N/mm2) và theotrị số d1 tra bảng 5-17 tìm được ứng suấtcó ích cho phép N/mm2 1,51 1,45 1,7

- Các hệ số:ct (tra bảng 5-6) 0,9 0,9 0,9

(tra bảng 5-18) 0,9 0,9 0,9cv (tra bảng 5-19) 0,93 1,04 0,93

- Số đai tính theo công thức:

F: tiết diện đaiSố đai Z 138 47 81

9. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai:B=(Z-1)t+2s (mm)Với t, s tra bảng 10-3

- Kích thước t (mm) 20 12 16- Kích thước s (mm) 12,5 8 10- Vậy chiều rộng bánh đai B 65 148 68- Đường kính ngoài của bánh đai C (mm)

tra bảng 10-3 5 2,5 3,5- Bánh dẫn: 150 75 147- Bánh bị dẫn: 410 205 407

10. Tính lực căng ban đầu s0: (N) 165,6 56,4 97,2

Lực tác dụng lên trục S (N)

1415 1928 1107

Kết luận:Chọn phương án dùng bộ truyền đai loại A có số đai ít và lực tác dụng lên trục nhỏ.Qua tính toán ta thấy, cùng điều kiện làm viêc, kích thước bộ truyền đai dẹt lớn hơn bộ truyền đai thang.



Bài tập 12:

Hãy thiết kế bộ truyền bánh răng (1-răng trụ răng thẳng, 2-răng trụ răng nghiêng, 3-bánh răng nón răng thẳng). Biết:


Phương án 2

Phương án 3

Công suất cần truyền (kw) 3,27 4,68 1,40Số vòng quay trục dẫn (vg/phút) 480 500 600Số vòng quay trục bị dẫn (vg/phút)

141,2 131,6 166,7

Thời gian làm việc 2 ca/ngày- Năm- Ngày

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

Bài làm

PHƯƠNG ÁN 1:A. Bánh răng trụ răng thẳng:Tính theo tải trọng không thay đổi và bộ truyền ăn khớp ngoài.

1. Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: Thép 50, bánh răng lớn thép 35 đều thường hóa (theo bảng 3-6).Cơ tính của hai loại thép này (bảng 3-8):- Thép 50:

; ; HB = 200

(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)- Thép 35:

; ; HB= 170

(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi từ 100-300 mm)2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.

a.Ứng suất tiếp xúc cho phép.- Số chu kỳ tương đương đương của bánh lớn [công thức (3-3)]

Ntđ2= 60un2T= 60.1.141,2.5.360.2.8=24,4.107

- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏNtđ1=Ntđ2.i= 24,4.107.3,4 = 82,95.107

Với i=

Theo bảng 3-9 ta được số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc N0= 107

Do Ntđ1>107, Ntđ2>107 nên hệ số chu kỳ ứng suất =1- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn

=2,6.HB= 2,6. 170= 442

- Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ

=2,6.HB= 2,6. 200= 520

Với tra bảng 3-9Lấy trị số nhỏ =442 N/mm2 để tínhb.Ứng suất uốn cho phép- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn Ntđ2=82,95.107>No=5.106

- Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ Ntđ1=24,4.107>No=5.106

.Tính ứng suất uốn theo công thức (3-5) vì bộ truyền làm việc một chiều

- Giới hạn mỏi uốn thép 50


Lấy hệ số an toàn n=1,5 (thép rèn); hệ số tập trung ứng suất ở chân răng - Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ

- Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn



3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng KK= Ktt.Kđ=1,4

4. Chọn hệ số tải trọng bánh răng

5. Xác định khoảng cách trục A theo công thức (3-9)

=

Lấy A=150mm6. Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng [công thức (3-17)]

Với vận tốc này theo bảng 3-11 có thể chọn cấp chính xác 9.7. Định chính xác hệ số tải trọng K

K=Ktt.Kđ

Với Ktt=1 (tải trọng không thay đổi)Kđ=1,45 (bảng 3-13)

Ta có K=1,45

Sai số <5% ít khác với trị số dự đoán nên không cần điều chỉnh lại khoảng cách trục A.

8. Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng và xác định chính xác khoảng cách trục A:Mô đun: m=0,01.A=0,01.150=1,5.Trị số mô đun lấy theo tiêu chuẩn (bảng 30-1)- Số răng bánh dẫn (bánh nhỏ):

Lấy Z1=45- Số răng bánh lớn:

Z2=i.Z1=3.45=153Lấy Z2=153- Xác định chính xác khoảng cách trục A

A=0,5m(Z1+Z2)=0,5.1,5.(45+153)=148,5mm- Chiều rộng bánh răng

b=9. Kiểm nghiệm lại sức bền uốn của răng

- Số răng tương đươngBánh nhỏ: Ztđ1=Z1=45Bánh lớn: Ztđ2=Z2=153

Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răngBánh nhỏ: y1=0,483Bánh lớn: y2=0,517

- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ [công thức (3-33)]

- Ứng suât uốn tại chân răng bánh lớn [công thức (3-40)]

10. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột- Ứng suất tiếp xúc cho phép [công thức (3-43)]:

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

- Ứng suất uốn cho phép [công thức (3-46)]:

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

- Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc [công thức (3-13) và (3-41)]



- Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số ứng suất cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ.- Kiểm nghiệm sức bền uốn [công thức (3-42) ]

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

11. Các thông số hình học của bộ truyền- Môdun: m=1,5.- Số răng: Z1=45; Z2=153- Góc ăn khớp: - Đường kính vòng chia (vòng lăn):

dc1=d1=mZ1=1,5.45=67,5 mmdc2=d2=mZ2=1,5.153=229,5 mm

- Khoảng cách trục A=148,5 mm- Chiều rộng bánh răng b=59,4mm- Đường kính vòng đỉnh

De1=dc1+2m =67,5+ 2.1,5=70,5 mmDe2=dc2+2m= 229,5+2.1,5=232,5 mm

- Đường kính vòng chânDi1=dc1-2m-2c=dc1-2m-2.0,25m=dc1-2,5m=67,5-2,5.1,5=63,75 mmDi2=dc2-2m-2c=dc2-2m-2.0,25m=dc2-2,5m=229,5-2,5.1,5=225,75 mm

12. Tính lực tác dụng lên trục [công thức (3-49)]

- Lực vòng:

- Lực hướng tâm: Pr=Ptg = 1927,69.tg200=701,6 N.

B. Bánh răng trụ răng nghiêng:Tính theo tải trọng không thay đổi

1.Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: Thép 45, bánh răng lớn thép 35 đều thường hóa (theo bảng 3-6).Cơ tính của hai loại thép này (bảng 3-8):- Thép 45

; ; HB = 200

(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)- Thép 35

; ; HB= 170

(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi từ 100-300 mm)2.Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.


Ntđ2= 60un2T= 60.1.141,2.5.360.2.8=24,4.107


Với i=


Do Ntđ1>107, Ntđ2>107 nên hệ số chu kỳ ứng suất =1- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ

=2,6.HB= 2,6. 200= 520

- Ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn

=2,6.HB= 2,6. 170= 442

Với tra bảng 3-9

Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là

b.Ứng suất uốn cho phép- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn Ntđ2=82,95.107>No=5.106


.



Tính ứng suất uốn theo công thức (3-5) vì bộ truyền làm việc một chiều

- Giới hạn mỏi uốn đối với thép 45


Lấy hệ số an toàn n=1,5 (thép rèn); hệ số tập trung ứng suất ở chân răng - Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ


3.Sơ bộ lấy hệ số tải trọng KK= Ktt.Kđ=1,3

4.Chọn hệ số chiều rộng bánh răng

Bộ truyền chịu tải trọng trung bình

5.Xác định khoảng cách trục A theo công thức (3-10), lấy

Lấy A=150mm



6. Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răngVận tốc vòng [công thức (3-17)]

Với vận tốc này theo bảng 3-11 có thể chọn cấp chính xác 9.7.Định chính xác hệ số tải trọng K

K=Ktt.Kđ

Với Ktt=1 (tải trọng không thay đổi)

Kđ=1,2 (bảng 3-14). Giả sử b>

Ta có K=1,2

Sai số <5% khác nhiều sovới trị số dự đoán nên cần điều chỉnh lại khoảng cách trục A

Lấy A=147mm8.Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng và xác định chính xác khoảng cách trục A:

- Mô đun: mn=(0,01 .0,02)A=(1,47 2,49) mmTrị số mô đun lấy theo tiêu chuẩn (bảng 30-1)Lấy mn=2 mm- Số răng bánh dẫn (bánh nhỏ):

Lấy Z1=33Trong đó Chon - Số răng bánh lớn:

Z2=i.Z1=3,4.33=112,2Lấy Z2=112- Tính chính xác góc nghiêng công thức (3-28).

- Xác định chính xác khoảng cách trục A

- Chiều rộng bánh răngb=

- Chiều rộng bánh răng phải thỏa mãn điều kiện



9.Kiểm nghiệm lại sức bền uốn của răng- Số răng tương đương

Bánh nhỏ: Ztđ1=

Lấy Ztđ1=35

Bánh lớn: Ztđ2=

Lấy Ztđ2=117Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răng

Bánh nhỏ: y1=0,4635Bánh lớn: y2=0,517

- Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ [công thức (3-36)]Hệ số Lấy



Bánh nhỏ:

Bánh lớn:


Bánh nhỏ:

Bánh lớn:


Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số ứng suất cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ.- Kiểm nghiệm sức bền uốn [công thức (3-42) ]

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

11.Các thông số hình học của bộ truyền- Môdun pháp: mn =2.- Số răng: Z1=33; Z2=112- Góc ăn khớp: - Góc nghiêng - Đường kính vòng chia (vòng lăn):

d1=

d2=

- Khoảng cách trục A=147mm- Chiều rộng bánh răng b=44,1 mm- Đường kính vòng đỉnh

De1=dc1+2mn =66,9+ 2.2=70,9 mmDe2=dc2+2 mn = 227,08+2.2=231,08 mm

- Đường kính vòng chânDi1=d1-2 mn -2c=d1-2 mn -2.0,25 mn =d1-2,5 mn =66,9-2,5.2=61,9 mmDi2=d2-2 mn -2c=d2-2 mn -2.0,25 mn =dc2-2,5 mn =227,08-2,5.2=222,08 mm

12. Tính lực tác dụng lên trục [công thức (3-49)]- Đối với bánh nhỏ:

Lực vòng:



Lực hướng tâm: Pr1=

Lực dọc trục: Pa1=P1tg =1945tg9027=323,74N- Đối với bánh lớn

Lực vòng: P1=P2=1945NLực hướng tâm: Pr2=Pa1=323,74NLực dọc trục: Pa2=Pr1=717,45N

C.Bánh răng nón răng thẳng:1.Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: Thép 50, bánh răng lớn: thép đúc 45 đều thường hóa (theo bảng 3-6).

Cơ tính của hai loại thép này (bảng 3-8):- Thép 50:

; ; HB = 210

(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)- Thép đúc 45:

; ; HB= 170

(Phôi đúc giả thiết đường kính phôi từ 100-300 mm)2.Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.


Ntđ2= 60un2T= 60.1.141,2.5.360.2.8=24,4.107


Với i=


Do Ntđ1>107, Ntđ2>107 nên hệ số chu kỳ ứng suất =1- Ứng suất cho phép của bánh nhỏ

=2,6.HB= 2,6. 210= 546

- Ứng suất tiếp xúc cho bánh lớn

=2,6.HB= 2,6. 170= 442

Với tra bảng 3-9

Lấy trị số nhỏ để tính toán

b.Ứng suất uốn cho phép- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn Ntđ2=82,95.107>No=5.106


.- Tính ứng suất uốn theo công thức (3-5) vì bộ truyền làm việc một chiều


- Giới hạn mỏi uốn đối với thép đúc 45

Lấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ n=1,5 (thép rèn) và của bánh răng lớn (thép đúc) n=1,8; hệ số tập trung ứng suất ở chân răng

- Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ



4.Chọn hệ số tải trọng bánh răng

5.Tính chiều dài nón theo [công thức (3-11)]



Lấy L=157mm6. Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng



K=Ktt.Kđ


Ta có K=1,45

Sai số <5% ít khác với trị số dự đoán nên không cần điều chỉnh lại chiều dài nón L.

8.Xác định môdun, số răng, chiều dài răng và xác định chính xác chiều dài nón L:- Mô đun: ms=(0,02 0,03)L=(0,02 0,03)157=(3,14 4,71)Lấy ms=4Trị số mô đun lấy theo tiêu chuẩn (bảng 30-1)- Số răng bánh dẫn (bánh nhỏ):


Z2=i.Z1=3,4.23=78,2Lấy Z2=78- Xác định chính xác khoảng cách trục L công thức trong bảng (3-5)

L=0,5ms =0,5.4. =162,64mm- Chiều dài răng

b=Lấy b=49mm- Môdun trung bình:

9.Kiểm nghiệm lại sức bền uốn của răng- Góc mặt nón lăn bánh nhỏ tính theo công thức trong bảng 3-5

tg =

- Số răng tương đương bánh nhỏ [công thức (3-3)]

Ztd1=

Lấy Ztd1=24- Góc mặt nón lăn bánh lớn (bảng 3-5)

tg- Số răng tương đương bánh lớn

Ztd2=

Lấy Ztd2=276- Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răng

Bánh nhỏ: y1=0,4216Bánh lớn: y2=0,517



10. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột



- Ứng suất tiếp xúc cho phép [công thức (3-43)]:

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:


Bánh nhỏ:

Bánh lớn:


Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số ứng suất cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ.- Kiểm nghiệm sức bền uốn [công thức (3-42) ]

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

11.Các thông số hình học của bộ truyền- Môdun: ms=4.- Số răng: Z1=23; Z2=78- Góc mặt nón lăn:

; - Góc ăn khớp: - Đường kính vòng chia (vòng lăn):

d1=msZ1=4.23=92 mmd2=msZ2=4.78=312 mm

- Chiều dài nón L=162,64 mm- Chiều dài răng b=49 mm- Đường kính vòng đỉnh

De1=ms(Z1+2cos ) =4(23+2.cos16023,)=99,68 mmDe2= ms(Z2+2cos ) = 4(78+2.cos73036,)=314,26 mm

12. Tính lực tác dụng [công thức (3-51)]Đối với bánh nhỏ:

- Lực vòng:

- Lực hướng tâm:Pr1=P1tg cos = 1663,92.tg200cos16023 =581,03 N.

- Lực dọc trục:Pa1=P1tg sin =1663,92tg200sin161623=170,82N

Đối với bánh lớn- Lực vòng: P1=P2=1663,92N- Lực hướng tâm:Pr2=Pa1=170,82N- Lực dọc trục: Pa2=Pr1=581,03N





Bài tập 13:

Hãy thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng với các thông số sau:


Phương án 2

Phương án 3

Công suất cần truyền (kw) 3,16 4,51 1,13Số vòng quay trục dẫn (vg/phút) 141,2 131,6 166,3Số vòng quay trục bị dẫn (vg/phút)

50,4 45,4 64,1


5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

Bài làm

PHƯƠNG ÁN 1:

Tính theo tải trọng không thay đổi1.Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: Thép 45, bánh răng lớn thép 35 đều thường hóa (theo bảng 3-6).

Cơ tính của hai loại thép này (bảng 3-8):- Thép 50:

;

;

HB = 210(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

- Thép 35:

;

;

HB= 180(Phôi rèn giả thiết đường kính phôi từ 100-300 mm)

2.Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.a.Ứng suất tiếp xúc cho phép:- Số chu kỳ tương đương đương của bánh lớn [công thức (3-3)]

Ntđ2= 60un2T= 5.360.8.69.50,4.2=8,709.107

- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏNtđ1=Ntđ2.i= 2,8.8,709.107=24,39.107

Với i=


Do Ntđ1>107, Ntđ2>107 nên hệ số chu kỳ ứng suất K’N=1- Ứng suất cho phép của bánh lớn

=2,6.HB= 2,6. 180= 468

- Ứng suất tiếp xúc cho bánh nhỏ

=2,6.HB= 2,6. 210= 546

Với tra bảng (3-9) Lấy trị số nhỏ =468 N/mm2 để tính.b.Ứng suất uốn cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn Ntđ2=8,709.107>No=5.106


.- Tính ứng suất uốn theo công thức (3-5) vì bộ truyền làm việc một chiều



Lấy hệ số an toàn n=1,5 (thép rèn); hệ số tập trung ứng suất ở chân răng



- Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ



4.Chọn hệ số tải trọng bánh răng

5.Xác định khoảng cách trục A theo công thức (3-9)

Lấy A=193mm6. Tính vận tốc vòng bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:



K=Ktt.Kđ


Ta có K=1,1

Sai số >5% khác với trị số dự đoán nên cần điều chỉnh lại khoảng cách trục A

8.Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng và xác định chính xác khoảng cách trục A:- Môđun: m=(0,01 0,02).A=(0,01 0,02).182,5=(1,825 3,65)mmTrị số mô đun lấy theo tiêu chuẩn (bảng 30-1), m=2,5mm- Số răng bánh dẫn (bánh nhỏ):


Z2=i.Z1=3.39=109,2Lấy Z2=110- Xác định chính xác khoảng cách trục A:

A=0,5m(Z1+Z2)=0,5(39+110)2,5=186,25mm- Chiều rộng bánh răng:

b=9.Kiểm nghiệm lại sức bền uốn của răng - Số răng tương đương

Bánh nhỏ: Ztđ1=Z1=39Bánh lớn: Ztđ2=Z2=110

- Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được hệ số dạng răngBánh nhỏ: y1=0,471Bánh lớn: y2=0,517




Bánh nhỏ:

Bánh lớn:




Bánh nhỏ:

Bánh lớn:


Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số ứng suất cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ- Kiểm nghiệm sức bền uốn [công thức (3-42) ]

Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

11.Các thông số hình học của bộ truyền- Môdun: m=2,5.- Số răng: Z1=39; Z2=110- Góc ăn khớp: - Đường kính vòng chia (vòng lăn):

dc1=d1=mZ1=2,5.39=97,5 mmdc2=d2=mZ2=2,5.110=275 mm

- Khoảng cách trục A=186,25 mm- Chiều rộng bánh răng b=74,5 mm- Đường kính vòng đỉnh:

De1=dc1+2m =97,5+2.2,5=102,5 mmDe2=dc2+2m= 275+2.2,5=280 mm

- Đường kính vòng chân:Di1=dc1-2m-2c=dc1-2m-2.0,25m=dc1-2,5m=97,5-0,25.2,5=91,25 mmDi2=dc2-2m-2c=dc2-2m-2.0,25m=dc2-2,5m=275-0,25.2,5=268,75 mm

12. Tính lực tác dụng lên trục [công thức (3-49)]

- Lực vòng:

- Lực hướng tâm: Pr=Ptg = 4384,1.tg200=1595,68 N.

Bài 14:

Hãy thiết kế bộ truyền động trục vít – bánh vít với các thông số sau:

Thông sốPhương án

1Phương án

2Phương án 3

Công suất cần truyền (kw) 3.5 5 1.5



Số vòng quay trục dẫn (vg/phút) 480 450 400Số vòng quay trục bị dẫn (vg/phút) 21,82 22,5 16,67Thời gian làm việc 2ca/ngày- Năm- Ngày/năm

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

Giải

PHƯƠNG ÁN 1:

1. Giả thiết vận tốc trượt trung bình vt=2 5, vành bánh vít được chế tạo bằng đồng thanh nhôm sắt bpA k 9-4; trục vít được chế tạo bằng thép 45 tôi cải thiện có HRC < 45.2. Định ứng suất cho phép của răng bánh vít theo bảng 4-4:

; (Theo bảng 4-5 do đồng thanh có độ cứng cao N/mm2, ứng suất chọn theo điều kiện tránh

dính và trong trường hợp này trị số ứng suất tiếp xúc không phụ thuộc vào số chu kì ứng suất). Số chu kì làm việc:

N = 21,82.2.8.60.5.360=3,78.107

Từ [bảng 4-4] tra trị số ứng suất uốn cho phép rồi nhân với các trị số K”N tương ứng, ta có:

3. Tỉ số truyền i và chọn số mối ren trục vít và số ren bánh vít:

- Chọn số mối ren trục vít Z1=2, - Số răng bánh vít - Tính lại tỉ số truyền:

- Số vòng quay thực trong một phút của bánh vít:

4. Chọn sơ bộ trị số hiệu suất và hệ số tải trọng K:Với Z1=2 chọn Công suất trên bánh vít:

Định sơ bộ K=1,1 (giả thiết v2 < 3 m/s)

5. Định m và q: Theo công thức 4-9:

Chọn m=10, q=8 có =20.6. Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng:

- Vận tốc trượt [công thức (4-11)]:

Để tính hiệu suất ,theo bảng 4-8 lấy hệ số ma sát f= 0,035; do đó =2.Với Z1=2 và q=8 theo bảng 4-7 tìm được góc vít - Hiệu suất [công thức (4-12) ]:

Trị số hiệu suất tìm được không chênh lệch nhiều so với dự đoán nên không cần phải tính lại công suất trên bánh vít N2.- Vận tốc vòng của bánh vít [công thức (4-15) ]:

Vì tải trọng không thay đổi và như giả thiết ở trên v2<3 m/s, do đó:K=Ktt.Kđ=1.1,1=1,1

Phù hợp với dự đoán, vì v2<2 m/s có thể chế tạo với cáp chính xác 9.7. Kiểm nghiệm ứng suất uốn của bánh vít [công thức (4-16)]:

- Số răng tương đương của bánh vít:

Chọn Ztđ=48.- Hệ số dạng răng [bảng (3-18)]: y=0,487



8. Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền [bảng 4-3]:- Modun: m=10mm- Số mối ren trục vít: Z1=2- Số mối ren bánh vít: Z2=44- Hệ số đường kính: q=8- Góc ăn khớp: - Góc vít: - Hệ số chiều cao răng: f0=1- Hệ số chiều cao đầu răng: h’=10- Bước ren trục vít: t=31,4 mm- Bước xoắn ốc của ren trục vít: s=63,8 mm- Khoảng cách trục: A=0,5m(q+Z2)=0,5.10(8+44)=260 mm.- Đường kính vòng chia (vòng lăn) trục vít: dc1=d1=8.10=80 mm- Đường kính vòng đỉnh trục vít: De1=dc1+2f0m=80+2.1.10=100 mm- Đường kính vòng chân ren trục vít:

Dil=dc1-2f0m-2c0m=80.2.1.10-2.0,25.10=55 mm- Chiều dài phần có ren của trục vít:

L (11+0,06Z2)m=(11+0,06.44).10=136,4 mm- Vì trục vít được mài cho nên tăng chiều dài L lên 35 , lấy:

L=136,4+35=171,4 mm- Để trách mất cân bằng cho trục vít, chọn chiều dài L bằng một số nguyên lần bước dọc.

Vì:

Lấy X=6, định chính xác: L=6. .10=188,5 mm- Đường kính vòng chia của bánh vít: dc2=d2=44.10=440 mm- Đường kính vòng đỉnh của bánh vít: De2=(Z2+2f0)m=(44+2)10=460 mm- Đường kính ngoài của bánh vít: Dn=De2+1,5m=460+1,5.10=475 mm

9. Lực tác dụng:- Lực vòng P1 trên trục vít bằng lực dọc trục Pa2 trên bánh vít [công thức(4-23)]:

N

- Lực vòng P2 trên bánh vít bàng lực dọc trục Pa1 trên trục vít [Công thức (4-24)]:

N

Với M2=- Lực hướng tâm Pr1 trên trục vít bằng lực hướng tâm Pr2 trên bánh vít [công thức (4-25)]:

N



Bài tập 15:

Hãy thiết kế bộ truyền động xích với bộ truyền nằm ngang, bôi trơn định kỳ, trục đĩa xích không điều chỉnh được.

Thông sốPhương án

1Phương án

2Phương án 3

Công suất cần truyền (kw) 3,27 4,68 1,40Số vòng quay trục dẫn (vg/phút) 480 500 600Số vòng quay trục bị dẫn (vg/phút)

141,2 131,6 166,7


5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

5 năm360 ngày

GiảiPHƯƠNG ÁN 1:

1. Chọn loại xích: Chọn xích con lăn vì rẻ hơn xích răng, và không yêu cầu bộ truyền phải làm việc phải làm việc êm, không ồn.2. Định số răng đĩa xích

Theo bảng 6-3 với tỉ số truyền chọn số răng đĩa dẫn Z1=23.

Số răng đĩa bị dẫn: Z2= iZ1= 3,4.23= 78,2Lấy Z2=79

3. Định bước xích tTính hệ số điều kiện sử dụng [công thức (6-6)]

k=kđkAkokđckbkc

Trong đó:kđ=1 - tải trọng êmkA=1- chọn khoảng cách trục A= (30 50)tko=1- đường nối 2 tâm đĩa xích làm đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 600. kđc=1,25- trục không điều chỉnh được và cũng không có đĩa con lăn căng xích.kb=1,5 -bôi trơn gián đoạn (định kỳ).kc=1,25- bộ truyền làm việc 2 ca.

k=1.1.1.1,25.1,5.1,25= 2,344

- Hệ số răng đĩa dẫn:

- Hệ số vòng quay đĩa dẫn: (lấy n01=600 vòng/phút)

- Công suất tính toán của bộ truyền xích [công thức (6-7)]Nt= k kZ kn N= 2,344.1,087.1,25.3,27= 10,415 kW

Tra bảng 6-4 với no1=600 vòng/phút, xích ống con lăn 1 dãy có bước xích t=19,05mm, diện tích bản lề xích F=105,8mm2, có công suất cho phép =11,8kW. Với loại xích này theo bảng 6-1 tìm được kích thước chủ yếu của xích, tải trọng phá hỏng Q=25000N, khối lượng 1 mét xích q=1,52 kg.

Kiểm nghiệm số vòng quay của đĩa xích theo điều kiện (6-9). Theo bảng (6-5) với t=19,05mm và số răng đĩa dẫn Z1= 23, số vòng quay giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể lớn hơn 1500 vòng/phút, như vậy điều kiện (6-9) được thõa mãn (n1=480 vòng/phút)4. Định khoảng cách trục A và số mắc xích X:

Theo công thức (6-13) A= (30 50)tLấy A=40t= 40.19,05=762mm- Tính số mắc xích theo [công thức (6-4)]

Lấy X=134- Kiểm nghiệm số lần va đập u của bản lề xích trong 1 giây

Theo [bảng 6-7], số lần va đập cho phép nên điều kiện được thõa mãn.- Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắc xích đã chọn [công thức (6-3)]

Lấy A=792 mm



Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách trục A một khoảng .Chọn

Cuối cùng lấy A=790 mm5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích [công thức (6-1)]

- Đĩa dẫn:

Lấy dc= 140 mm

- Đĩa bị dẫn:

Lấy dc2= 479 mm6. Tính lực tác dụng lên trục:

Trong đó: kt=1,15 – bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn 400 so với đường nằm ngang.



Bài tập 16:

Dựa vào kết quả của bài tập 12 và 13, tính toán trục và chọn ổ lăn cho các trục (từ BT12: PA 1-1; PA 2-2; PA 3-3).Giải

Số liệu:- Các lực tác dụng lên bánh 12

+Lực vòng P12=1927,69 N+Lực hướng tâm Pr12= 701,6 N

- Các lực tác dụng lên bánh 13+Lực vòng P13= 4384,1 N+Lực hướng tâm Pr13=1595,68 N

- Chọn công suất tính toán N=3,16 kW- Số vòng quay n=141,2 vòng /phút- Chiều rộng bánh 12 là 59,4 mm.- Chiều rộng bánh 13 là 74,5 mm.

1. Chọn vật liệu: Dùng thép 45.2. Tính sức bền trục:

a. Tính sơ bộ trục:Theo công thức (7-2) :

C=130 110; lấy C= 120.Trị số đường kính chổ lắp ổ cần lấy tăng sao cho con số hàng đơn vị là số 0 hoặc 5 nên ta lấy d= 35 mm. Theo tiêu chuẩn

ổ bi đỡ một dãy lấy chiều rộng ổ là 14.b. Tính gần đúng:Để tính các kích thước chiều dài của trục có thể tham khảo hình 7-3, [bảng 7-1]. Ta chọn các kích thước sau:- Khoảng cách từ mặt cạnh bánh răng đến thành trong của hộp bằng 12 mm.- Khoảng cách giữa các bánh răng bằng 12 mm.- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp bằng 10 mm.Tổng hộp các kích thước ở trên, ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết:

a=58,7 mm;b= 78,95 mm;c= 66,25 mm;

Vẽ sơ đồ phân tích lực lên bánh răng:

+ Xác định phản lực ở hai gối tựa C và D.

Do lực hướng tâm Pr12 và Pr13 gây ra.- Phương trình cân bằng môment tại điểm A:

MA(Y)= RBY(a+b+c)+ Pr13(a+b)- Pr12a=0

Do RBY có giá trị âm nên có chiều ngược lại với hình vẽ.



- Phương trình cân bằng lựcRAY= Pr12-RBY-Pr13= 701,6+ 875,24- 1595,68= -18,84 N

Do RAY có giá trịam nên có chiều ngược với chiều hình vẽ.Do lực vòng P2, P3 gây ra.- Phương trình cân bằng môment tại điểm A:

MA(X)= RBX(a+b+c)- P13(a+b)- P12.a=0

- Phương trình cân bằng lực:RAX= P12+ P13- RBX= 1927,69+ 4384,1- 3515,69=2797 N

- Moment xoắn:

Tính đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm theo công thức (7-3):- Đường kính trục ở tiết diện I-I:

Tỉ số vì trục không khoét lổ.

Theo bảng 7-2 với vật liệu của trục bằng thép 45 có ứng suất cho phép , giới hạn bền .

Lấy d1= 40 mm vì trục có làm rãnh then.- Đường kính trục ở tiết diện II-II:

Vì trục có làm rãnh then nên lấy d2= 42 mm.+ Tính chính xác trục:Chọn then để lắp bánh răng 12 với trục: Chọn then bằng theo TCVN 150-64 [bảng 7-23]: b=12; h=8; t=4,5; t1 =3,6;

k=4,4; bánh răng 12 lắp với trục với đường kính 40mm theo kiểu lắp .

- Kiểm nghiệm ở tiết diện I-I theo công thức (7-5)

Trong công thức :

Theo đề ra trục quay 1chiều nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:

; W=5510 mm3

- Ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động:

W0= 11790 mm3

Chọn

Chọn

Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi đối với thép cacbon trung bình và .

Hệ số tăng bền .Tính hệ số .Theo bảng 7-4 chon được ; ; tập trung ứng suất do rãnh then bảng 7-8 ; ;



Tỷ số

Tập trung ứng suất do căng, với kiểu C1, áp suất trên bề mặt lớn hơn 30 , tra bảng 7-10 ta có:

>

Hệ số an toàn cho phép thừơng lấy .Kiểm nghiệm then:Đường kính trục lắp then: 40 mm, kích thước then b=12; h= 8; t=4,5; t1= 3,6; k=4,2; lấy chiều dài làm việc của then

l=1,5.0,8.d=1,5.0,8.40= 48 mm.- Kiểm nghiệm về sức bền dập:

- Ứng suất dập cho phép bảng 7-20

- Kiểm nghiệm về sức bền cắt:

- Ứng suất cắt cho phép bảng 7-21

+ Chọn then để lắp bánh răng 13 với trục: Chọn then bằng theo TCVN 150-64 [bảng 7-23]: b=12; h=8; t=4,5; t1 =3,6;

k=4,4; bánh răng 13 lắp với trục với đường kính 42mm theo kiểu lắp .

- Kiểm nghiệm ở tiết diện II-II theo [công thức (7-5)]:

Trong công thức :

Theo đề ra trục quay 1chiều nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:

; W=6450 mm3

- Ứng suất tiếp (xoắn) biến đổi theo chu kỳ mạch động:

W0= 13720 mm3

Chọn

Chọn

Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi đối với thép cacbon trung bình và .

Hệ số tăng bền Tính hệ số Theo bảng 7-4 chọn được ; ; tập trung ứng suất do rãnh then [bảng 7-8] ; .



Tỷ số

Tập trung ứng suất do căng, với kiểu C1, áp suất trên bề mặt lớn hơn 30 , tra bảng 7-10 ta có:

>

Hệ số an toàn cho phép thừơng lấy Kiểm nghiệm thenĐường kính trục lắp then: 42 mm, kích thước then b=12; h= 8; t=4,5; t1= 3,6; k=4,2; lấy chiều dài làm việc của then

l=1,5.0,8.d=1,5.0,8.42= 50- Kiểm nghiệm về sức bền dập:

- Ứng suất dập cho phép bảng [7-20]:

- Kiểm nghiệm về sức bền cắt:

- Ứng suất cắt cho phép bảng 7-21

Đường kính ngõng trục lắp ổ lăn là 35mm nên chọn ổ bi đỡ một dãy, đường kính trong 35mm, cỡ đặc biệt nhẹ theo tiêu chuẩn 8338-57


Documents

Bai tap vd