Tải bản đầy đủ

Lý Thuyết và Tính Toán máy bẻ đai tự động

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

N

LỜI NÓI ĐẦU

gày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất mạnh trong tất cả các ngành,
các lĩnh vực. Đặc biệt là ngành cơ khí chế tạo máy . Ngành cơ khí chế
tạo may là một trong những ngành then chốt thúc đẩy sự phát triển của
đất nước trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước . Muốn

đạt được điều đó thì vấn đề đặt ra ở đây phải cơ khí hóa hiện đại hóa trong các ngành
dân dụng nói riêng và tất cả mọi ngành nói chung. Ngành xây dựng dân dụng dang nỗi
trội ở nước ta. Vậy Vấn đề đặt ra ở đây, ta sẽ bắt dầu cơ khí hóa ở lĩnh vực này. Ngay
Tức khắc ta nghĩ đến việc bẽ đai trong xây dựng, mà các nhà đầu tư chú ý. Mướn lao
động phổ thông tốn kém.Ta làm như thế nào, vừa mang tính kỹ thuật vừa mang tinh kinh
tế ? Vì thế đây là vấn đề chúng em tò mò và nghiên cứu.

Tromg cơ khí muốn đạt được chất lượng sản phẩm cũng như muốn nâng cao độ chính
xác về kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan phải hội đủ các điều kiện sau:
Máy, Dao,phần mềm lập trình,…Việc thiết kế , tính toán là yếu tố then chốt trong ngành

chế tạo máy.. Do thời gian và sự hiểu biết về kiến thức của chúng em còn hạn chế nên
trong quá trình thực hiện đề tài không thể không thiếu sót, kính mong thầy và các thầy
cô trong khoa cơ khí, chỉ dẫn thêm cho đề tài của chúng em tốt hơn. Chúng em xin chân
thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Lưu Chí Đức trong suốt quá trình thực
hiện đồ án tốt nghiệp.
Tp Hồ Chí Minh, Ngày 30 tháng 9 năm 2014

GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nhận Xét của Giaó viên Hướng Dẫn
...................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
....................................................................................................
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN THÉP
I. Phân tích chi tiết sản phẩm :
1.Ứng dụng :
Trong các nghành công nghiệp ,các công trình xây dựng thì Đai thép hay còn gọi
là (cổ dê) là một phần không thể thiếu đề làm cốt thép trong lĩnh vực nghành xây
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 2




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
dựng ,đai thép thường được dùng là loại hoặc có thể lớn hơn tùy vào nơi làm việc mà
công trường xây dựng lắp đặt
2.Vật liệu làm đai thép :
Là loại thép CT3 cacbon chất lượng thường với hàm lượng cacbon khoảng
0,14%-0.22%
Ngoài ra trong thành phần của Thép CT3 có :
Si = 0.05 - 0.17% ; Mn = 0.4-0.6%
Ni <= 0.3 %; S <= 0.05 %; P<= 0.04 %;
Cr <= 0.3 %; Cu <= 0.3 %; As <= 0.08 % (tính theo phần trăm khối lượng).
3. Tính chất cơ học của thép :
Thép CT3 ,đường kính 4
σc giới hạn chảy =2400kG/ = 240 N
=38kG/
E=2.kG/
[] thép =16 kN
[ thép =9,6 kN

II.Tính toán ứng suất uốn và momen uốn của thép :
+ Diện tích pittông:
A1=
A2 = (mm)
*Lực:
A= A1 – A2= 452.16 – 401.99 = 50.17 ( cm2).
F= p.A = 6.50.17 = 301.02 (N)
Trong đó:
+ A: diện tích tiết diện pittông (cm2)
+ D: đường kính pittông
+ d: đường kính pittông
+ p : áp suất
+ F: Lực của pittông
Mx =0
-RAx +RBx –p =0
mx =0
. 616p . 62 = 0
 = 747 (N)
 vào công thức trên ta được = 1048.02 (N)
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Điều kiện để uốn thép ứng suất σ tính được tải trọng lớn hơn [σ] cho phép:
Thép CT3 có : σc giới hạn chảy =2400kG/ = 240 N
E=2.kG/
[σ] = đối với vật liệu dẻo hệ số an toàn n thường lấy n = 1,4 ÷ 1,6
→[σ] = 160
= [σ]
1. Ứng suất uốn của thép là :
=
Mu : là momen uốn
Wu: là momen chống uốn
Wu = = 6.28
→ = = 4165 > [σ]
Vậy để uốn thép tính được phải lớn hơn [σ] cho phép thỏa điều kiện
2.Ứng suất cắt :
Ta có : τ = ≤ [τ]
với [τ] = 0,6 [σ] = 96 kN/
[τ] là ứng suất cắt cho phép .
Fc : là diện tích mặt cắt
Fc = = 12.56
Q ≤ Fc . [τ]
Q ≤ 12.56 .96 = 4824.78 N
Là lực cho phép mà thanh thép chịu cắt vì vậy ta cần tính chọn lực Q phải lớn hơn lực
Q cho phép
1. Tính toán lực và ứng suất cắt
- Theo những số liệu và tính toán bên trên ta có được :
+ F= p.A = 6.50.17 = 301.02 (N)

CHƯƠNG II: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN
I .Chọn động cơ điện :
1 .Thời gian để hoàn thành một sản phẩm:
Giả thiết với vận tốc tiếp tuyến 3.43m/ph = 0.05 (m/s) là vận tốc kéo thẳng thép
Thời gian bẻ 1 góc la 2(s), ta có 5 góc → mất 10 (s) để bẻ
Thời gian để cắt đứt là 2 (s)
Vậy tổng thời gian để ngừng là 12(s)
Thời gian để bẻ một đai thép thì cần 6(s) để đi
Tổng thời gian hoàn thành một sản phẩm là : 6+12 = 18 (s)
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vậy 1 phút làm được 3,4 sản phẩm , 1 giờ bẻ được 200 sản phẩm
2. Chọn động cơ điện.
Gỉa thiết lực tiếp tuyến là P=2500N
Nđm =
Ta có 2 đường truyền nắn thẳng và uốn, từ động cơ gồm có:
+ 4 cái nối trục.
+2 cặp bánh răng trụ.
+ 4 con lắn.
+ 1 động cơ giảm tốc.
* Hiệu suất của bộ truyền
+ n1 :hiệu suất nối trục.
+ n2 :hiệu suất của bộ truyền 2 cặp bánh răng: 0.97
+ n3 : hiệu suất 2 cặp ổ lăn : 0.995
Nchung = n1 x n2 x n3 = 0.86
Ta có = với N = P = 2500 N
V = 0,05 ( m/s)
→N = = 0,125 (kw)
= = = 0,15 (kw)
Ta chọn động cơ có công suất lớn hơn
>
Tra bảng 2 P ( sách TK-CTM ) chọn động cơ AO2 (AO�2) 22 :
Có công suất là N = 0.4 (kw)
= 1420 (v/ph)
H/s = 0,8%
Kiểm nghiệm : 0.4 .0,8 = 0.32 kw
Vậy thỏa điều kiện : >
3. Phân phối tỉ số truyền :
Ta có : V =
→ n = = 8 v/ph
Giả thiết d là đường kính bánh lăn d= 120 mm
Tỉ số truyền : i =
ntrục = x = = 29 vòng/ phút.
4. Công suất động cơ truyền xuống các trục :
Trục I :
= . H/S br . H/S ổ lăn . H/S nối trục
= 0.4 . 0,995 .0,97 = 0.38
Trục II :
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
= . H/S br . H/S ổ lăn
=0.38 . 0,97 . 0,995 = 0.37

Bảng hệ thống các số liệu tính được
Trục

Trục động cơ

Thông số
i

Đầu vào của
động cơ

= 1/50

I

II

= 30

III =1

n (v/ph)

1420

29

29

29

N (kw)

0.4

0.4

0.38

0.37

II. Tính toán chọn trục động cơ.
1. Trục I:
1. Chọn vật liệu làm bánh răng, bánh răng trụ răng thẳng thép C45 thường hóa cơ tính
tra bảng (3 -8)/Trang 40. Đường kính phôi <100 mm.
= 600 N/ , = 300 N/
HB = 200 .
*Bánh bị dẫn sử dụng thép C45.
- Với giả thiết đường kính phôi ( 300 500) mm theo bảng ( 3 – 8) ta có:
= 500 N/ , = 300 N/
HB = 200 .
2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép :
* Ứng suất uốn cho phép.
- Chọn bộ truyền làm việc ngày 2 ca, thời gian 2 năm ta có:
T= 2 x 320 x 2 x 6 = 7680.
N1 = 60 x i x n1 x T = 60 x 1 x 29 x 7680 = 13.106.
N2 = 60 x i x n2 x T = 60 x 1 x 29 x 7680 = 13.106.
a. Ứng suất tiếp xúc chop phép:
Tra bảng ( 3- 9) ứng với HB = ( 200 250) ta được =. Như vậy N1, N2 đều lớn hơn N0
nên KN = KN” = 1.
Do đó:
= 2,6 . HB1 . KN = 520 ( N /)
= 2,6 . HB1 . KN” = 520 ( N /)
b. Ứng suất uốn cho phép:
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Vì N0 = 5.106. Như vậy N1, N2 đều lớn lớn hơn N0 nên KN”=1.
Chọn bộ truyền làm việc hai chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:
= =
Với =
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
- n = 1.5 thép tôi thường hóa ( hệ số an toàn).
=1.8 ( hệ số tập trung ứng suất ở chân răng).
1
= (mm2).
2
= (mm2).
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K= 1,4
4. Chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng :
= (0.3 -0.45) = 0.4 ( tải trọng trung bình).
5. Tính khoảng cách trục A : công thức (3-9) sách TK – CTM
Lấy = 1.25.
A ( 1)
A ( 1)
 A 105 mm.
Chọn Asb = 117 mm.
6. Tính chính xác lại hệ số tải trọng k.
K= Ktx x Kd
* Ktx tra bảng 3 – 12 theo hệ số
=..
Tra bảng 3 – 12 ứng với =0.4 ta tìm được Ktx= 1.01
Kd phụ thuộc vào vận tốc và chấp chính xác.
V=
Ứng với v1 = 0.16 m/s và cấp chính xác 9, tra bảng ( 3- 11)/T36.
Tra bảng (3-13)/T48 ứng với với v1 = 0.16 m/s cấp chính xác 9 và độ cứng HB <350 ta
được Kd=1.1.
Vậy k= Kt x Kd = 1.01 x 1.1= 1.111
Chênh lệch so với Ksb chọn ban đầu nên tính lại A.
Acx = . = 117 . = 108 (mm)
7 . Xác định số mođun ,số răng và chiều rộng bánh răng
Modul được tính theo công thức.
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .A = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .108
Tra bảng (3-1) lấy m = 4
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
số răng = = = 90
Tổng số răng 2 bánh
- Zt = Z1 + Z2= (mm).
*Số răng bánh dẫn (1):
Z1 = răng, lấy Z1 = 28 răng.
Trị số z1 bằng trị số giới hạn cho trong bảng (3 -15)/ T50.
*Số răng bánh bị dẫn (2).
Z2 = i.Z1 = 1 = 28 răng, chọn Z2 = 28 răng.
- Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện.
B=2.5.m= 10(mm).
8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng :
- Tính số răng tương đương: Ztđ= Z
+ Bánh dẫn: Ztđ1 = Z1 = 28 răng => lấy 28 răng.
+ Bánh bị dẫn: Ztđ2 = Z2 = 28 răng => lấy 28 răng.
- Hệ số dạng tra bảng 3 – 18 ứng với Ztđ1=28.
Ztđ2=28.
+ Bánh dẫn: y1=0.368.
+ Bánh bị dẫn: y2 = 0.368 => ( sử dụng phép tính nội suy).
Lấy hệ số
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng dẫn.
- Kiểm nghiệm đối với bánh răng bị dẫn.
9. Tính các kích thước còn lại của bộ truyền :
m =4
Số răng = = 28
Góc ăn khớp = 20
+ Đường kính vòng chia : = m. =4.28=108 mm.
+ Đường kính vòng đỉnh da1, da2:
++ da1=d1 +2m=108+2x4= 116 mm.
++ da2 = d2 +2m = 108 +2x4 = 116 mm.
+ Đường kính vòng chân răng:
++ Bánh dẫn: df1=d1-2.5m= 98 mm.
+df2=d2 – 2.5m= 98 mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: ha=m=4mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: hf=1.25m=5mm.
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Chiều cao răng: h = ha + hf = 9 mm.
10. Lực tác dụng lên bộ truyền:
* Lực vòng P =
P1 = = 2439 N
P2 = = 2317 N
*Lực hướng tâm:
Pr1 = P1. tg = 2439.tg200=887.7 (N)
Pr2 = P2. tg = 2317.tg200=843 (N)

2. Tính toán trục II:
1. Chọn vật liệu làm bánh răng của trục II bánh răng thẳng răng trụ thép C45 ( thường
hóa) cơ tính bảng ( 3 -8)/T40 đường kính phôi <100mm.
=600 N/ , = 300 N/
HB = 200
2.Ứng suất cho phép:
Chọn bộ truyền làm việc ngày 2 ca, thời gian 2 năm, ta có:
T= 2 x 320 x 2 x 6 = 7680.
N2=13.106.
N3=13.106.
a. Tính ứng suất tiếp xúc cho phép.
- Tra bảng (3 – 9) ứng với HB= (200 – 700) ta được.
N0=107. Như vậy N2, N3 đều lớn hơn N0 nên KN = 1.
Do đó ta có:
= 2,6 . HB1 . K’ N = 520 ( N /)
= 2,6 . HB1 . K ‘N” = 442 ( N /)
c. Ứng suất uốn cho phép:
Vì N0 = 5.106. Như vậy N2, N3 đều lớn lớn hơn N0 nên KN’=1.
Chọn bộ truyền làm việc hai chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:
= =
Với =
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
- n = 1.5 thép tôi thường hóa ( hệ số an toàn).
=1.8 ( hệ số tập trung ứng suất ở chân răng).
1
= (mm2).
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3. chọn sơ bộ hệ số tải trọng K= 1,4
4. chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng :
= (0.3 -0.45) = 0.4 ( tải trọng trung bình).
5. tính khoảng cách trục A : công thức (3-9) sách TK – CTM
Lấy = 1.25.
A ( 1)
A ( 1)
Chọn Asb = 125mm.
6. Tính chính xác lại hệ số tải trọng k.
K= Ktt x Kd
* Ktt tra bảng 3 – 12 theo hệ số
=..
Tra bảng 3 – 12 ứng với =0.4 ta tìm được Ktx= 1.01
Kd phụ thuộc vào vận tốc và chấp chính xác.
V2 =
Ứng với v2 = 0.178 m/s và cấp chính xác 9, tra bảng ( 3- 11)/T36.
Tra bảng (3-13)/T48 ứng với với v1 = 0.16 m/s cấp chính xác 9 và độ cứng HB <350 ta
được Kd=1.1.
Vậy k= Kt x Kd = 1.01 x 1.1= 1.111
Chênh lệch so với Ksb chọn ban đầu nên tính lại A.
Acx = . = 117 . = 108 (mm)
7 . Xác định số mođun ,số răng và chiều rộng bánh răng
Modul được tính theo công thức.
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .A = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .108
Tra bảng (3-1) lấy m = 4
số răng = = = 90
Tổng số răng 2 bánh
- Zt = Z1 + Z2= (mm).
*Số răng bánh dẫn (2):
Z1 = răng, lấy Z1 = 27 răng.
Trị số z1 bằng trị số giới hạn cho trong bảng (3 -15)/ T50.
*Số răng bánh bị dẫn (3).
Z3 = i.Z2 = 1 = 27 răng, chọn Z3= 27 răng.
- Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện.
B=2.5.m= 10(mm).
8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng :
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Tính số răng tương đương: Ztđ= Z
+ Bánh dẫn: Ztđ1 = Z1 = 28 răng => lấy 27 răng.
+ Bánh bị dẫn: Ztđ2 = Z2 = 28 răng => lấy 27 răng.
- Hệ số dạng tra bảng 3 – 18 ứng với Ztđ1=27.
Ztđ2=27.
+ Bánh dẫn: y1=0.39
+ Bánh bị dẫn: y2 = 0.39 => ( sử dụng phép tính nội suy).
Lấy hệ số
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng dẫn.
- Kiểm nghiệm đối với bánh răng bị dẫn.
- Đối với bánh răng (3).

9. Tính các kích thước còn lại của bộ truyền :
m =4
Số răng = = 27
Góc ăn khớp = 20
+ Đường kính vòng chia : = m. =4.27=108 mm.
+ Đường kính vòng đỉnh da1, da2:
++ da2=d2 +2m=108+2x4= 116 mm.
++ da3 = d3 +2m = 108 +2x4 = 116 mm.
+ Đường kính vòng chân răng:
++ Bánh dẫn: dt2=d2-2.5m= 98 mm.
+dt3=d3 – 2.5m= 98 mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: ha=m=4mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: hf=1.25m=5mm.
+ Chiều cao răng: h = ha + hf = 9 mm.
10. Lực tác dụng lên bộ truyền:
* Lực vòng P1 =
P2 = = 2317N
P3 = = 2256 N
*Lực hướng tâm:
Pr2 = P2. tg = 2439.tg200=843 (N)
Pr3 = P3. tg = 2317.tg200=821 (N)
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Theo tính toán của bánh răng từ trục I sang trục II bánh răng I sẽ truyền lên con lăn I
như vậy lực của con lăn với lực của bánh răng sẽ bằng nhau:
Vậy lực của con lăn (1): P1 = 2317 N
Pr2 = 843 N
Và lực của con lăn (2) trên cùng bộ truyền.
P1 = 2256 N
Pr2 = 821 N
3. Trục III:
1. Chọn vật liệu làm bánh răng, bánh răng trụ răng thẳng thép C45 thường hóa cơ tính
tra bảng (3 -8)/Trang 40. Đường kính phôi <100 mm.
= 600 N/ , = 300 N/
HB = 200 .
*Bánh bị dẫn sử dụng thép C45.
- Với giả thiết đường kính phôi ( 300 500) mm theo bảng ( 3 – 8) ta có:
= 500 N/ , = 300 N/
HB = 200 .
2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép :
* Ứng suất uốn cho phép.
- Chọn bộ truyền làm việc ngày 2 ca, thời gian 2 năm ta có:
T= 2 x 320 x 2 x 6 = 7680.
N1 = 60 x i x n1 x T = 60 x 1 x 29 x 7680 = 13.106.
N2 = 60 x i x n2 x T = 60 x 1 x 29 x 7680 = 13.106.
d. Ứng suất tiếp xúc chop phép:
Tra bảng ( 3- 9) ứng với HB = ( 200 250) ta được =. Như vậy N1, N2 đều lớn hơn N0
nên KN = KN” = 1.
Do đó:
= 2,6 . HB1 . KN = 520 ( N /)
= 2,6 . HB1 . KN” = 520 ( N /)
e. Ứng suất uốn cho phép:
Vì N0 = 5.106. Như vậy N1, N2 đều lớn lớn hơn N0 nên KN”=1.
Chọn bộ truyền làm việc hai chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:
= =
Với =
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
- n = 1.5 thép tôi thường hóa ( hệ số an toàn).
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
=1.8 ( hệ số tập trung ứng suất ở chân răng).
1
= (mm2).
2
= (mm2).
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K= 1,4
4. Chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng :
= (0.3 -0.45) = 0.4 ( tải trọng trung bình).
5. Tính khoảng cách trục A : công thức (3-9) sách TK – CTM
Lấy = 1.25.
A ( 1)
A ( 1)
 A 105 mm.
Chọn Asb = 117 mm.
6. Tính chính xác lại hệ số tải trọng k.
K= Ktx x Kd
* Ktx tra bảng 3 – 12 theo hệ số
=..
Tra bảng 3 – 12 ứng với =0.4 ta tìm được Ktx= 1.01
Kd phụ thuộc vào vận tốc và chấp chính xác.
V=
Ứng với v1 = 0.16 m/s và cấp chính xác 9, tra bảng ( 3- 11)/T36.
Tra bảng (3-13)/T48 ứng với với v1 = 0.16 m/s cấp chính xác 9 và độ cứng HB <350 ta
được Kd=1.1.
Vậy k= Kt x Kd = 1.01 x 1.1= 1.111
Chênh lệch so với Ksb chọn ban đầu nên tính lại A.
Acx = . = 117 . = 108 (mm)
7 . Xác định số mođun ,số răng và chiều rộng bánh răng
Modul được tính theo công thức.
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .A = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .108
Tra bảng (3-1) lấy m = 4
số răng = = = 90
Tổng số răng 2 bánh
- Zt = Z1 + Z2= (mm).
*Số răng bánh dẫn (1):
Z1 = răng, lấy Z1 = 28 răng.
Trị số z1 bằng trị số giới hạn cho trong bảng (3 -15)/ T50.
*Số răng bánh bị dẫn (2).
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Z2 = i.Z1 = 1 = 28 răng, chọn Z2 = 28 răng.
- Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện.
B=2.5.m= 10(mm).
8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng :
- Tính số răng tương đương: Ztđ= Z
+ Bánh dẫn: Ztđ1 = Z1 = 28 răng => lấy 28 răng.
+ Bánh bị dẫn: Ztđ2 = Z2 = 28 răng => lấy 28 răng.
- Hệ số dạng tra bảng 3 – 18 ứng với Ztđ1=28.
Ztđ2=28.
+ Bánh dẫn: y1=0.368.
+ Bánh bị dẫn: y2 = 0.368 => ( sử dụng phép tính nội suy).
Lấy hệ số
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng dẫn.
- Kiểm nghiệm đối với bánh răng bị dẫn.
9. Tính các kích thước còn lại của bộ truyền :
m =4
Số răng = = 28
Góc ăn khớp = 20
+ Đường kính vòng chia : = m. =4.28=108 mm.
+ Đường kính vòng đỉnh da1, da2:
++ da1=d1 +2m=108+2x4= 116 mm.
++ da2 = d2 +2m = 108 +2x4 = 116 mm.
+ Đường kính vòng chân răng:
++ Bánh dẫn: df1=d1-2.5m= 98 mm.
+df2=d2 – 2.5m= 98 mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: ha=m=4mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: hf=1.25m=5mm.
+ Chiều cao răng: h = ha + hf = 9 mm.
10. Lực tác dụng lên bộ truyền:
* Lực vòng P =
P1 = = 2439 N
P2 = = 2317 N
*Lực hướng tâm:
Pr1 = P1. tg = 2439.tg200=887.7 (N)
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pr2 = P2. tg = 2317.tg200=843 (N)
4. Tính trục IV:
1. Chọn vật liệu làm bánh răng của trục IV bánh răng thẳng răng trụ thép C45 ( thường
hóa) cơ tính bảng ( 3 -8)/T40 đường kính phôi <100mm.
=600 N/ , = 300 N/
HB = 200
2.Ứng suất cho phép:
Chọn bộ truyền làm việc ngày 2 ca, thời gian 2 năm, ta có:
T= 2 x 320 x 2 x 6 = 7680.
N2=13.106.
N3=13.106.
b. Tính ứng suất tiếp xúc cho phép.
- Tra bảng (3 – 9) ứng với HB= (200 – 700) ta được.
N0=107. Như vậy N2, N3 đều lớn hơn N0 nên KN = 1.
Do đó ta có:
= 2,6 . HB1 . K’ N = 520 ( N /)
= 2,6 . HB1 . K ‘N” = 442 ( N /)
f. Ứng suất uốn cho phép:
Vì N0 = 5.106. Như vậy N2, N3 đều lớn lớn hơn N0 nên KN’=1.
Chọn bộ truyền làm việc hai chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:
= =
Với =
*Thép C45 (1) = .600 = 270 N/mm2.
- n = 1.5 thép tôi thường hóa ( hệ số an toàn).
=1.8 ( hệ số tập trung ứng suất ở chân răng).
1
= (mm2).
3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K= 1,4
4. Chọn sơ bộ hệ số chiều rộng bánh răng :
= (0.3 -0.45) = 0.4 ( tải trọng trung bình).
5. Tính khoảng cách trục A : công thức (3-9) sách TK – CTM
Lấy = 1.25.
A ( 1)
A ( 1)
Chọn Asb = 125mm.
6. Tính chính xác lại hệ số tải trọng k.
K= Ktt x Kd
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
* Ktt tra bảng 3 – 12 theo hệ số
=..
Tra bảng 3 – 12 ứng với =0.4 ta tìm được Ktx= 1.01
Kd phụ thuộc vào vận tốc và chấp chính xác.
V2 =
Ứng với v2 = 0.178 m/s và cấp chính xác 9, tra bảng ( 3- 11)/T36.
Tra bảng (3-13)/T48 ứng với với v1 = 0.16 m/s cấp chính xác 9 và độ cứng HB <350 ta
được Kd=1.1.
Vậy k= Kt x Kd = 1.01 x 1.1= 1.111
Chênh lệch so với Ksb chọn ban đầu nên tính lại A.
Acx = . = 117 . = 108 (mm)
7 . Xác định số mođun ,số răng và chiều rộng bánh răng
Modul được tính theo công thức.
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .A = ( 0,01 ÷ 0,02 ) .108
Tra bảng (3-1) lấy m = 4
số răng = = = 90
Tổng số răng 2 bánh
- Zt = Z1 + Z2= (mm).
*Số răng bánh dẫn (2):
Z1 = răng, lấy Z1 = 27 răng.
Trị số z1 bằng trị số giới hạn cho trong bảng (3 -15)/ T50.
*Số răng bánh bị dẫn (3).
Z3 = i.Z2 = 1 = 27 răng, chọn Z3= 27 răng.
- Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện.
B=2.5.m= 10(mm).
8. Kiểm nghiệm sức bền uốn của bánh răng :
- Tính số răng tương đương: Ztđ= Z
+ Bánh dẫn: Ztđ1 = Z1 = 28 răng => lấy 27 răng.
+ Bánh bị dẫn: Ztđ2 = Z2 = 28 răng => lấy 27 răng.
- Hệ số dạng tra bảng 3 – 18 ứng với Ztđ1=27.
Ztđ2=27.
+ Bánh dẫn: y1=0.39
+ Bánh bị dẫn: y2 = 0.39 => ( sử dụng phép tính nội suy).
Lấy hệ số
- Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng dẫn.
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Kiểm nghiệm đối với bánh răng bị dẫn.
- Đối với bánh răng (3).

9. Tính các kích thước còn lại của bộ truyền :
m =4
Số răng = = 27
Góc ăn khớp = 20
+ Đường kính vòng chia : = m. =4.27=108 mm.
+ Đường kính vòng đỉnh da1, da2:
++ da2=d2 +2m=108+2x4= 116 mm.
++ da3 = d3 +2m = 108 +2x4 = 116 mm.
+ Đường kính vòng chân răng:
++ Bánh dẫn: dt2=d2-2.5m= 98 mm.
+dt3=d3 – 2.5m= 98 mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: ha=m=4mm.
+ Chiều cao đỉnh răng: hf=1.25m=5mm.
+ Chiều cao răng: h = ha + hf = 9 mm.
10. Lực tác dụng lên bộ truyền:
* Lực vòng P1 =
P2 = = 2317N
P3 = = 2256 N
*Lực hướng tâm:
Pr2 = P2. tg = 2439.tg200=843 (N)
Pr3 = P3. tg = 2317.tg200=821 (N)
- Theo tính toán của bánh răng từ trục I sang trục II bánh răng I sẽ truyền lên con lăn I
như vậy lực của con lăn với lực của bánh răng sẽ bằng nhau:
Vậy lực của con lăn (1): P1 = 2317 N
Pr2 = 843 N
Và lực của con lăn (2) trên cùng bộ truyền.
P1 = 2256 N
Pr2 = 821 N
5. Tính then:
Để cố định bánh răng theo phương pháp tiếp tuyến , nói một cách khác là để truyền
mo6men và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ngược lại ta dùng then. Theo đường
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
kính trục II để lắp then là 18 mm, tra bảng 7 -23 chọn then có b=6, h=6, t= 3.5, t1=2.6 ,
k= 2.9 . Chiều dài then 0.8lm ( lm: chiều dài mayơ ).
Kiểm nghiệm về sức bền dập theo công thức 7 -11.
N/mm2
Ở đây
*Mx = 55117 N.mm.
*d= 18 mm.
*k = 2.9
*l= 14 mm
= 150 N.mm2 (bảng 7 – 20 ) ứng suất mối ghép cố định tải trọng tình.
Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo công thức (7 – 12 )
Ở đây b = 6 mm, = 120 N/mm2 bảng ( 7 – 21 ); các thông số khác như trên:
Đối với trục II, III, IV cũng chọn theo trục I vì đường kính trục bằng nhau.

GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

III. Tính chính xác trục:
1. Trục I: Tính gần đúng và kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn theo hệ số, với sơ đồ
như hình vẽ có P = 2234 (N), Pr = 813 (N) và đường kính bánh răng d=18mm. Trục làm
bằng thép C45 có 50N/mm2.
1.1. Tính gần đúng:
Ta có Mz = N/mm2.

GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pr1
B

A

RyA

RyB
C

D

P1

P2
67.5

35

52.5
843N

361.7N
Qy

-843N
Mx

-19500N.mm
-56902.5N.mm

-44257N.mm

Ta được mB =0 => - Pr1 x 67.5 + Ryx35 + Pr2br x87.5 = 0
=>Ryc =
Vậy ta đổi chiều Ryc lại.
Vậy -RyC – Pr1 + RyB – Prbr(2) = 0
RyB = 843 – 481.7 +843 = 1204.3.

GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 20

PrBr


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pr1
C

B

A
67.5

D

35

52.5
2317N

993N
Qy

Mx

-2317N

-39498N.mm
-156397N.mm
20853N.mm

-121642N.mm
20853N.mm

20853N.mm

Mz

mBx =0 � - Px x 67.5 +35 x Rcx + P2br x 87.5
� Rcx =
Vậy đổi chiều của Rcx lại.
F=0 � -Px –RBx – RCx – P2br = 0
� RBx = - 2317 + 1324 – 2317= - 3310 N.
Mu=
 Mz = 20583
Mtđ = = 18059.2 N/mm2.
1.2. Tính đường kính tại D lắp bánh răng.
- dD
Vì tại D có làm rãnh trục nên tăng thêm 7% đường kính trục.
- dD = 15.34 + 7 %= 16.4 mm
Vậy chọn đường kính dD =18 mm.
MZ = P x
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 21

P2Br


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pr2
B

67.5

RyB

C

35

352N

RyC
D

52.5
821N

Qy

-821N

Mx

-9080N.mm
-55117.5mm

-43097N.mm

Ta được: mB = 0
� - 67.5 x PrBR2 + RCy x35 + PrBR3 x 87.5=0
� RCy =
Vậy ta đổi chiều RCy lại.
F=0 � - Pr2 – RBy – RCy – Prbr3 =0
� RCy = -821 +469 – 821
 Vậy ta đổi chiều RCy lại.

GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 22

PrBr3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Pr2

RBx

C

B

A
67.5

35

RCx
D

52.5
2256N

967N
Qy

Mx

-2256N

-40001N.mm
-152280N.mm
20304N.mm

-118455N.mm
20304N.mm

Mz

MZ = P x
mBx = - Px x 67.5 + RCx x 35 + PBR3 x 87.5
 RCx
Vậy ta đổi chiều RCx lại.
F= 0 � - Px - RBx- RCx – RBR3 = 0
� RBx = - Px – RCx – PBR3
- 2256 + 1289 – 2256= - 3223 N
Ta tính Mu tại tiết diện nguy hiểm nhất.
Mu
Mtđ = = 127269 N/mm2
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 23

20304N.mm

P3Br


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Tính đường kính tại nơi lắp bánh lăn:
*dA =
Vậy chọn đường kính lắp bánh lăn là: 44 mm
Thứ tự ta tính: MuD-D =
Tính đường kính trục tại D:
*dD =
Vì tại D có làm rãnh trục nên tăng thêm 7% đường kính trục :
*d= 15.2 + 7% = 17.9 mm.
Vậy chọn đường kính dD = 18 mm.
1.2. Tính chính xác trục II:
- Tính chính xác trục nên tiến hành cho nhiều tiết diện chịu tải lớn có ứng suất tập trung.
Trong phạm vi ta kiểm tra ở một tiết diện chịu lực lớn nhất.
Tính chính xác trục theo công thức:
n
Vì trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kì xuống.

Bộ truyền làm việc 2 chiều nên ứng suất tiếp biến đổi theo chu kì mạch:
Vậy
Giới hạn mỏi uốn và xoắn.
, N/mm2
(Trục bằng thép 45 có N/mm2)
, , = 150 N/mm2
+ W= 1192 (mm)
+ Mu = N/mm2
mm3
N.mm2
Chọn hệ số và theo vật liệu đối với thép cacbon trung bình =0.1 và =0.05
Hệ số tăng bền: =1
Chọn các hệ số , , ,
Theo bảng 7 – 4 lấy ;
Theo bảng 7 – 8, tập trung ứng suất do rãnh then = 1.63 ; =1.5
Tỷ số
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tập trung ứng suất do lắp cùng với kiểu lắp, ta chọn CT3, áp suất sinh ra trên bề mặt
ghép > 30 N/mm2 , tra bảng 7 – 10 ta có

= 1 + 0.6 (=2.38
Thay các trị số tìm được vào ,

n= 2.3
Thấy n=2.3 > [n]= 1.5 – 2.5 nên trục đủ bền.
1.3. Tính chính xác trục I:
- Tính chính xác trục nên tiến hành cho nhiều tiết diện chịu tải lớn có ứng suất tập trung.
Trong phạm vi ta kiểm tra ở một tiết diện chịu lực lớn nhất.
Tính chính xác trục theo công thức:
n
Vì trục quay nên ứng suất pháp biến đổi theo chu kì xuống.

Bộ truyền làm việc 2 chiều nên ứng suất tiếp biến đổi theo chu kì mạch:
Vậy
Giới hạn mỏi uốn và xoắn.
, N/mm2
(Trục bằng thép 45 có N/mm2)
, , = 150 N/mm2
+ W= 1192 (mm)
+ Mu = N/mm2

Chọn hệ số và theo vật liệu đối với thép cacbon trung bình =0.1 và =0.05
Hệ số tăng bền: =1
Chọn các hệ số , , ,
Theo bảng 7 – 4 lấy ;
Theo bảng 7 – 8, tập trung ứng suất do rãnh then = 1.63 ; =1.5
Tỷ số
GVHD: LƯU CHÍ ĐỨC

Page 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×