TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG TRONG INVENTOR - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (51 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Cơ khí - Chế tạo máy

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỰ ĐỘNG TRONG INVENTOR

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.45 MB, 51 trang )

LỜI NÓI ĐẦUHiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với tốc độ vũ bão, mang lại những lợiích to lớn cho con người về tất cả các lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để nâng cao đờisống của nhân dân, để hội nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực,cũng như các nước trên thế giới, Đảng và Nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong nhữngnăm tới là thực hiện “ Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước”Muốn thực hiện công cuộc này một trong những ngành cần quan tâm phát triểnmạnh đó là cơ khí chế tạo. Để cơ khí chế tạo thành ngành trọng điểm thì phải khôngngừng áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào tự động hóa thiết kế, tự động hóa lậptrình và gia côngHiện là một sinh viên ngành cơ khí chuyên ngành “Tự động hóa thiết kế công nghệkĩ thuật cơ khí” và đang theo học tại trường được trang bị những kiến thức cần thiết về lýthuyết cũng như tay nghề. Để sau này với vốn kiến thức đã được trang bị em có thể đónggóp một phần nhỏ bé để giúp ích cho bản thân và làm giàu cho đất nước. Thời gian vừaqua em đã được giao đề tài: “Thiết kế 3D và mô phỏng hoạt động trạm dẫn động băngtải” .Sau khi nhận đề tài với sự chỉ bảo của thầy giáo hướng dẫn ,các bạn trong lớp vàsự nỗ lức của bản thân em đã hoàn thành đề tài này.Tuy nhiên do kiến thức chuyên nghành còn hạn chế nên không thể tránh những saisót gặp phải .Vì vậy em kính mong sự chỉ bảo của các thầy để đề tài của em được hoànthiện hơn.Hưng Yên, ngày tháng 05 năm 2011Sinh viên thực hiện11Mục lụcTRANGLời nói đầu:A. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀNI. Chọn động cơII. Phân phối tỷ số truyềnB. TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀNI. Tính chọn khớp nốiII. Tính toán thiết kế bộ truyền xích1. Tính toán bộ truyền xích2. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế bộ truyền xíchIII. Tính bộ truyền bánh răng1. Tính bộ truyền bánh răng cấp nhanh1.1.Chọn vật liệu1.2.Tính ứng suất cho phép1.3.Các thông số bánh răng1.4.Bảng thông số tính toán bộ truyền bánh răng1.5.Ứng dụng phần mềm Inventor trong thiết kế bộtruyền bánh răng trụ.2. Tính bộ truyền bánh răng cấp chậm2.1.Chọn vật liệuTính ứng suất cho phépCác thông số bánh răngBảng thông số tính toán bộ truyền bánh răngứng dụng phần mềm Inventor trong thiết kế bộ truyền bánh răng trụC. TÍNH TRỤCI. Tính trục I1. Chọn vật liệu2. Xác định các thông số của trục2.1. Các lực tác dụng lên trục2.2. Tính sơ bộ đường kính trục2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực2.4. Tính toán phản lực và vẽ biểu đồ momen2.5. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế thenII. Tính trục II1. Chọn vật liệu2. Xác định các thông số của trục2.1. Các lực tác dụng lên trục2.2. Tính sơ bộ đường kính trục2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực2.4. Tính toán phản lực và vẽ biểu đồ momen2.5. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế thenIII. Tính trục III22144566779101010101112121414141516171818181819192024272727272828331. Chọn vật liệu2. Xác định các thông số của trục2.1. Các lực tác dụng lên trục2.2. Tính sơ bộ đường kính trục2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực2.4. Tính toán phản lực và vẽ biểu đồ momen2.5. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế thenD. TÍNH CHỌN Ổ LĂN1. Tính ổ lăn trục I1.1. Tính toán ổ lăn1.2. Ứng dụng phần mềm Inventor tính toán thiết kế ổ lăn2. Tính ổ lăn trục II2.1. Tính toán ổ lăn2.2. Ứng dụng phần mềm Inventor tính toán thiết kế ổ lăn3. Tính ổ lăn trục III3.1. Tính toán ổ lăn3.2. Ứng dụng phần mềm Inventor tính toán thiết kế ổ lănTài liệu tham khảo333636363637374245454547474748484950TÍNH TOÁN HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍA. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền.I. Chọn động cơ- Để chọn động cơ cho bộ truyền trước hết ta phải tính công suất cần thiếtN tđTa có công thức: Nct =ηht2N ∑ N i  ×ti 1∑tiN tđ = N1Trong đó:N1 ==N1P.v2500 ×1,4== 3,5 kW100010002=>N tđ2 1  0,3  ×2 +12 ×3 +  ×20,8  0,8 =3,5 × =3,34 kW7- Hiệu suất chung được tính theo công thức:ηht = ηk x η3BR x ηx x η4ổTrong đó:ηk: hiệu suất khớp nốiηbr : hiệu suất bộ truyền bánh răngηx : hiệu suất bộ truyền xíchηổ : hiệu suất 1 cặp ổ lăn- Theo bảng (2-1) trang 27 sách TKCTM [1]Chọn:ηk = 1ηbr = 0,97ηx = 0,92ηổ = 0,99- Vậy hiệu suất chung là:η = 1 x 0,973 x 0,92 x 0,994 =0,806+ Công suất cần thiết:N tđηht3,340.806Nct === 4.14 (Kw)+ Số vòng quay sơ bộ của động cơ :nsb = nlv . uttrong đó :nlv =42Mi  ×t i 1∑ti∑ M60000 ×v 60000 ×1,4== 76,4 vg / phπ ×D3,14 ×3504it = ih . inging = ik . ix = 1 x 2 = 2từ bảng 2-2 chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc ih = 8it = 8 x 2 = 16nsb = 76,4 x 18 = 1222,4 vg/phchọn số vòng quay đồng bộ của động cơ nđb = 1500 vg/phtheo bảng 3P chọn động cơ loại AO2- 42- 4có Nđc = 5,5 kW , nđc = 1450 vg/ph , hiệu suất = 88%II: PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN1. Tính tỉ số truyền chung:ndcTa có: ic = n lvndcnlv1450= 76 = 19Vậy ic =Với ic = ih x ixTrong đó:ih : tỉ số truyền của các bộ truyền bánh răng trong hộpix : tỉ số truyền của bộ truyền xích- Theo bảng 2-2 trang 32 sách TKCTM [1] ta chọnix = 2ih = inh x ichicix19= 2 = 9,5ih =- Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phươngpháp ngâm dầu nên ta chọninh = (1,2 ÷1,3).ich2⇒ ih = 1,2 x i ch9,5ih⇒ ich = 1.2 = 1,2 = 2,8ih9,5ich2,8⇒ inh === 3,4+ Kiểm tra: ic = inh x ich x ix = 3,4 x 2,8 x 2 = 19,042.Tính tốc độ, công suất, và momen xoắn của các trục* Trục I:n1 =nđc =1450 (v/p)N1 = Ndc x η k x ηổ =4,14 x 1 x 0,99 =4,09(kw)M 1 = 9,55.10 6N14,099,55.10 6=n1 =1450 26937 (N.mm)* Trục II:55ndc 1450== 426,4inh3,4(v/p)n2 =N2 = N1 x ηổ x ηbr = 4.09 x 0,99 x 0,97= 3,92 (KW)M 2 = 9,55.106N23,929,55.10 6=n2 =426,4 87795 (N.mm)* Trục III:n2 426,4== 152,22,8n3 = ich(v/p)N3 = N2 x ηổ x ηbr2 = 3,92 x 0.99 x 0,972 = 3,65 (KW)M 3 = 9,55.106N33,659,55.106=n3 =152,2 229024 (N.mm)* Trục IV:n3 152,2== 76,12n4 = i x(v/p)N4 = N3 x ηổ x ηx = 3,65 x 0,99 x 0,92 = 3,32 (KW)M 4 = 9,55.106N43,329,55.10 6=n4 =76,1 416636 (N.mm)Bảng hệ thống số liệu tính được:Trục ĐộngcơiIint = 1IIinh =3,4IIIich =2,8Trục côngtácix =2n (v/p)14501450426,4152,276,1N (KW)4.144,093,923,653,32Mx (N.mm)272662693787795229024416636B. TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀNI- Tính chọn khớp nốiĐộng cơ AO2-42 có dđc=32 mmTrục động cơ chịu mômen xoắn : T=27266 (N.mm)Tính chọn khớp nối giữa trục động cơ và trục vào của hộp giảm tốcTa chọn khớp nối trục vòng đàn hồi vì cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ thay thế, làmviệc tin cậy với máy công tác mômen xoắn nhỏ và trung bình.66Chọn nối trục vòng đàn hồi theo điều kiện : [công thức 9-1] [1]Mt = K.MxMt – mômen xoắn tínhMx – momen xoắn danh nghĩaK – Hệ số tải trọng động , lấy theo bảng 9-1 trang 222 [1] => k=1,5Mt = 1,5 x 27266 = 40899 NmmTheo số liệu momen tính và đường kính trục chọn kích thước nối trục (bảng 9 – 11)[1]Bảng 1.1: Kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:d(mm)D(mm)do(mm)l(mm)D0(mm)c(mm)321402882983Bảng 1.2: Kích thước cơ bản của chốtdclcRenZ1433M106Kích thước vòng đàn hồi :+đường kính ngoài : 27mm+chiều dài toàn bộ các vòng lv = 28 mm*.Chọn vật liệu :Nối trục làm bằng gang GX21-40 , chốt bằng thép 45 thường hóa , vòng đàn hồi bằngcao suứng suất dập cho phép của vòng cao su [σ]d = 2 N/mm2ứng suất uốn cho phép của chốt [σ]u = 60 N/mm2*. lực tác dụng lên khớp nối2.M x 2× 27266=D098Ftk == 556 N+ Lực vòng trên khớp nối:+ Lực hướng tâm: Fy =(0,1 …0,3)Ftk = (55,6 …166,8)NChọn Fy= 100 NII. Tính toán thiết kế bộ truyền xích1 .Tính toán bộ truyền xícha. Chọn loại xích:Chọn ống xích con lăn vì giá thành rẻ hơn và thông dụng hơn, và bộ truyền không yêucầu làm việc êm.b. Chọn số răng đĩa dẫn:Ta có tỉ số truyền xích ix = 277Theo bảng (6-3) trang 105 sách TKCTM [1]- Chọn số răng đĩa dẫn z1= 27- Số răng đĩa bị dẫn z2 được tính theo công thức (6-5) trang 105 [1]z2= i.z1 =2 x 27 = 54 răngc. Xác định bước xích t :- Sử dụng công thức (6-6) trang 105 [1]K= Kđ . KA . KO . Kđc . Kb . KC+Trong đó:Kđ =1.2 tải trọng va đập nhẹKA= 1 hệ số xét đến chiều dài xíchChọn A= (30÷50).tKO= 1 hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lựcKđc= 1 hệ số xét đến khả năng điều chỉnh trục.Kb = 1,5 hệ số xét đếnđiều kiện bôi trơn chọn bôi trơn định kì.KC = 1,25 hệ số xét đến chế độ làm việc bộ truyền làm việc 2 ca.Vậy K = 1.2 x 1 x 1 x 1 x 1.5 x 1.25 = 2.25* Xác định công thức tính toán bộ truyền xích theo công thức (6-7) trang 106 [1]Nt = K . K Z . K n . N+ Trong đó:KZ :hệ số răng đĩa dẫnKn :hệ số vòng quay đĩa dẫnN: công suất danh nghĩaZ01: số răng đĩa dẫn cơ sở Z01 =25n01 = số vòng quay đĩa dẫn bộ truyền cơ sở theo bảng (6-4) [1]. Chọn n01 = 200KZ =Z 0125== 0,92Z127n01200== 1,31n3152,2Kn =Vậy Nt = K x KZ x Kn x N3=2,25 x 0,92 x 1,31 x 3,65 = 9,89 KW* Theo bảng (6-4) trang 106 sách TKCTM [1]với n01 =200 v/pĐể giảm tải trọng va đập chọn xích ống con lăn 2 dãy có bước xícht = 25,4Diện tích bản lề F = 179,7 (mm2)[N]= 11 kw* Theo bảng (6-1) trang 103 sách TKCTM [1] tìm được kích thước chủ yếu của xích- Tải trọng phá hỏng: Q = 50000 N- Khối lượng 1 m xích q = 2,57Kg- Theo bảng (6-5) trang 107 [1]. Số vòng quay giới hạn của đĩa dẫn có thểngh = 1052 v/p mà n3 =152,2vậy thảo điều hiện n1 < nghd. Xác định khoảng cách trục sơ bộ:Số mắc xích được tính theo công thức:Chọn sơ bộ A = 40.t= 40 x 25,4 = 1016 mmTính số mắc xích theo công thức (6-4) trang 102 [1]88Z1 + Z 2 2 A Z 2 − Z1 2 t++()2t2πAX=227 + 54 2 *1016  54 − 27  25,4++= 120,9 x225,4 2 * 3.14  1016=mắtChọn số mắc xích là: X = 120Kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây theo công thức (6-16) [1]4.V n 3 × Z1=≤ [ u]15 × Xu= L152,2 * 27= 2,28= 15 *120Z1: số răng đĩa dẫnn3: số vòng quay trong 1 phút của đĩa dẫnTheo (6-7) số lần va đập cho phép trong một giây [u] = 30 cho nên điều kiện u ≤ [u] đượcthỏa mãn* Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắc xích theo công thức (6-3) [1]22Z1 + Z 2Z1 + Z 2 Z 2 − Z1  tX −+ X− − 8 422 2π  A= 2225,4 27 + 5427 + 54  54 − 27  120 −+ 120 −−84 22 2 * 3.14   = 1003,7 mm=* Để đảm bảo độ võng bình thường giảm khoảng cách trục một khoảng:∆A = 0,003A ≈ 3 mm .lấy A= 1000 mm2. Ứng dụng phần mềm Inventor thiết kế bộ truyền xíchTrong môi trường Assenbly ta chọn vào mục Design → Gọi lệnh->xuất hiện hôp thoại Roller Chains Generator.Trong phần Design của hộp thoại ta nhập thông số hình học của bộ truyền xích vớiSố dãy xích : k = 2Số mắt xích : x = 120+ Thông số của đĩa xích chủ động:+ Thông số của đĩa xích bị động:99+ Trong mục Calculation ta nhập các thông số tính toán cho bộ truyền xích với:- Công suất trên trục chủ động :P = 3.65 Kw- Momen xoắn :M = 229 Nm- Hiệu suất bộ truyền :ηx = 0,92- Tuổi thọ bộ truyền :Lh = 16800 hSau khi nhập các thông số tính toán ta kích chọn nút Calculate để thực hiện tínhtoán bộ truyền, kết quả ta được như sau :Kết quả tính toán bộ truyền xíchKhoảng các trục (A) (mm)Bước xích (p) (mm)Tỷ số truyền (ux)Số răng đĩa xích chủ động (z1) (răng)Số răng đĩa xích bị động (z2) (răng)Đường kính vòng chia đĩa chủ động (Dp1) (mm)Đường kính vòng chia đĩa bị động (Dp2) (mm)Lực tác dụng lên trục (Fr) (N)III. Tính bộ truyền bánh răng1. Tính bộ truyền bánh răng cấp nhanh1010100025,422754218,79436,842125,81.1 Chọn vật liệu.a, Bánh răng nhỏ: Theo bảng (3-6) [1] ta chọn thép 45 thường hoáGiả sử đường kính phôi dưới 100 mm- Theo bảng (3-8) [1]- Giới hạn bền kéo σbk = 600 (N/mm2)- Giới hạn chảy σch = 300 (N/mm2)- Độ cứng HB =190- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính caob, Bánh lớn : chọn thép 35 thường hoá- Giả sử đường kính phôi từ 100÷300 mm có:- Giới hạn bền kéo σbk = 480 (N/mm2)- Giới hạn chảy σch = 240 (N/mm2)- Độ cứng HB = 160- Dùng phôi rèn vì phôi rèn có cơ tính caoc, Modun đàn hồi của vật liệu: E = 20000 Mpa1.2 Tính ứng suất cho phép.a, ứng suất tiếp xúc:- Ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ[σ]tx1 = [σ]Notx × K’N[σ]Notx : ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài- Theo bảng (3-9) [1] chọn [σ]Notx = 2,6- Ưng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh nhỏ[σ]tx1 = 2,6 × HB × K’N = 2,6 × 190 = 494 (N/mm2)- Ưng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn[σ]tx2 = 2,6 × HB × K’’N = 2,6 × 160 = 416 (N/mm2)Ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải [công thức (3-43)] :+ bánh nhỏ:[σ]txqt1 =2,5 x 494=1235 N/mm2+ bánh lớn :[σ]txqt2 =2,5 x 416=1040 N/mm2b,Ứng suất uốn cho phép:Vì N > No ta chọn K’’N = K’N =1σ o × K 'N'(1,4 ÷ 1,6) × σ −1 × K 'N'=n × Kσ- Vì bánh răng quay một chiều nên ta có: [σ]u= n × k σ- Trong đó σo và σ-1: giới hạn mỏi uốn trong chu kì mạch động và trong chu kì đốixứng:σ-1=(0,4÷0,45) × σbk- Vì phôi là thép thường hoá tôi cải thiện nên chọn hệ số n=1,5kσ =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răngThép 45: σ-1= 0,43 × 600 = 258 (N/mm2)Thép 35: σ-1= 0,43 × 480 = 206,4 (N/mm2)1,5 × 258= 143, 31,5×1,8+ Đối với bánh nhỏ: [σ]u1 =(N/mm2)1,5 × 206, 4= 114, 71,5×1,8+ Đối với bánh lớn: [σ] =(N/mm2)u21.3 Các thông số bánh răng.1111- Theo bảng (3-10) bộ truỵền bánh răng trụ răng nghiêng, ta có công thức:23 1,05 × 10 6 K×N ×' [σ ]tx × i  ψ A × θ × nA ≥ (i ± 1) ×- Trong đo : i = 3,4 tỉ số truyềnn = 426,4 (V/P) : số vòng quay trong một phút của bánh răng bị dẫnN = 4,09 KW: công suất trục 1θ' = 1.25 :hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải23 1,05 × 10 6 1,3 × 4,09 × 416 × 3,4  0.4 × 1.25 × 426,4 = 105,4 mmA ≥ (3,4 + 1) ×- Vậy lấy A = 110 mmKhoảng cách A điều chỉnh: A = A sơ bộ31,551,3 =120 mm- Xác định modun:+ Mođun: mn = (0.01 ÷ 0,02)A= (0.01 ÷ 0,02) ×120 = 1,2 ÷ 2,4 mmLấy mn = 2 mm- Xác đính số răng, góc nghiêng, hệ số dịch chỉnh & góc ăn khớp+Tổng số răng của hai bánh:2 A cos β 2 × 120 × 0.985=mn2Zt = Z1 + Z2 == 118,2+ Số răng bánh nhỏ:Zt118,2=Z1 = i + 1 3,4 + 1 =26,8 lấy Z1 = 27+ Số răng bánh lớn :Z2 = Z1. i = 27× 3,4 = 91,8 lấy Z2 = 91 răng+ Hệ số dịch chỉnh: x1 = 0; x2 = 0+ Góc ăn khớp: αtw = 200+ Chiều rộng vành răng:b = ψA×A = 0,4×120 = 48 mm+ Đường kính vòng chia bánh chủ động:2× 27d1 = 0.983 = 54,9 mm+ Đường kính vòng chia bánh bị động:2× 91d2 = 0.983 = 185,1 mm1.4 Bảng thông số tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng cấp nhanhMô đun :Tỉ số truyền :Khoảng cách trục:12mn(mm)iA (mm)23,412012Bề dày bánh răng:b (mm)Góc ăn khớp :αGóc nghiêng răng :βSố răng :ZCông suất:N (kW)Tốc độ:n (vg/ph)Momen xoắn :Mx(N.mm)Hiệu suất :ηGiới hạn bền uốn :σu (N/mm2)Giới hạn bền tiếp xúc : σtx(N/mm2)Tuổi thọ:hModun đàn hồi :E(Mpa)b1= 52 , b2 =4820010034’Z1 = 27 , Z2 = 914,091450269370,97σu1=143,3 ; σu2=114,7σtx1=1235 ; σtx2=104016800200001.5 Ứng dụng phần mềm Inventor trong thiết kế bộ truyền bánh răng trụ.- Kích hoạt modun thiết kế chi tiết máy trên phần mềm Inventor: File -> New ->Standard(mm).iam -> OK- Trong môi trường Assembly ta kích chọn mục Design -> Gọi lệnh Spur Gearxuất hiện hộp thoại Spur Gear Component Generator.- Thực hiện nhập các thông số hình học thiết kế của bộ truyền trong phần Designcủa hộp thoại, các thông số được nhập như trong hình sau:1313- Tiếp theo ta thực hiện nhập các thông số tính toán trong mục Calculation nhưhình sau:- Sau khi nhập các thông số thiết kế & thông số tính toán ta kích chọn nút lệnhCalculate để tính toán bộ truyền bánh răng. Ta được kết quả là mô hình 3D của bộtruyền & các lực tác dựng từ bộ truyền bánh răng lên trục như sau:Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền bánh răng nghiêng cấpnhanh981Lực vòng Ft (N)14Lực hướng kính Fr (N)363Lực dọc trục Fa (N)182142. Tính bộ truyền bánh răng nghiêng cấp chậm2.1 Chọn vật liệu.*Bánh nhỏ: theo bảng (3-6) trang 39 [1] ta chọn thép 45 thường hoá.- Giả sử đường kính phôi (100÷300) mm2bk- Giới hạn bền kéo σ = 580 N/mm2ch- Giới hạn chảy σ = 290 N/mm- Độ cứng HB = 190- Dùng phôi rèn* Bánh lớn: ta chọn thép 35 thường hoá.Giả sử đường kính phôi (300÷500) mm2bk- Giới hạn bền kéo σ = 480 N/mm2ch- Giới hạn chảy σ = 240 N/mm- Độ cứng HB = 160- Dùng phôi rèn- Modun đàn hồi của vật liệu: E = 20000 Mpa2.2 Tính ứng suất cho phép.a. ứng suất tiếp xúc cho phép- ứng suất tiếp xúc cho phéptx1Notx[σ] = [σ]×KNTrong đó:[σ]Notxứng suất mỏi tiếp xúc cho khi bánh răng làm việc lâu dài- Theo bảng (3-9) chọn [σ]15Notx= 2,615- Ưng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh nhỏ:tx1[σ] = 2,6×HB×K’N2= 2,6×190×1=494 N/mm- Ưng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh lớn:tx2[σ] = 2,6×HB×K’’N2= 2,6×160×1=416 N/mmỨng suất tiếp xúc cho phép quá tải [công thức (3-43)] :+ bánh nhỏ:[σ]txqt1 =2,5 x 494=1235 N/mm2+ bánh lớn :[σ]txqt2 =2,5 x 416=1040 N/mm2b. ứng suất uốn cho phépσ .K ' ( 1, 4 ÷ 1, 6 ) × σ −1 K N[σ ]u = 0 N =n.Kσn.Kσ'-10- Trong đó σ và σ giới hạn mỏi uốn trong chu kì trong chu kì vận động và trong chukì đối xứng-1σ ≈ (0,4 ÷0,45). σbk*- Vì phôi là thép thường hoá tôi cải thiện nên chọn hệ số n = 1,5N- K =1,8 hệ số tập trung ứng suất chân răng2-1- Thép 45 σ = 0,43 × 580=249,4 N/mm-12- Thép 35 σ =0,43 × 480 = 206,4 N/mm+ Đối với bánh nhỏ[σ ]u1 =1, 5 × 249, 4= 138, 6 N / mm 21,5 ×1,8+ Đối với bánh lớn[σ ]u 2 =1, 5 × 206, 4= 114, 7 N / mm 21,5 ×1,82.3 Các thông số bánh răng.a. Khoảng cách trục:- Theo bảng (3-10) [1] bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ta có công thức23A ≥ (i ± 1) × 1,05 × 10 6 K×N ×' [σ ]tx × i  ψ A × θ × n- Trong đó:i=2,8 tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm1616n = 152,2 số vòng quay một phút của bánh răng bị dẫn’θ = 1,25 hệ số phản ánh sự tăng khả năng tảiN = 3,92 KW công suất trục 2- Vì bộ truyền có công suất tách đôi nên công thức khoảng cách trục, công suất phảichia cho hai- Ta có:23A ≥ (2,8 + 1) × 1,05 × 10 6 1,3 × 1,96 × 416 × 2,8  0,4 × 1,25 × 152,2 = 114,3 mm- Ta chọn A=125 mmb. Xác định modun:+ Mođun pháp: mn = (0.01 ÷ 0,02)Amn = (0.01 ÷ 0,02) ×125 = 1,25 ÷ 2,5 mmLấy mn = 2 mmc.Xác đính số răng, góc nghiêng, hệ số dịch chỉnh & góc ăn khớp+Sơ bộ chọn góc nghiêng β =100 , cosβ = 0,985Tổng số răng:2 A cos β 2 × 125 × 0.985Zt = Z1 + Z2 =+ Số răng bánh nhỏ:mn=2= 123Zt123=Z1 = i + 1 2,8 + 1 = 32,3 răng, chọn Z1= 32 răng+ Số răng bánh lớn :Z2 = Z1. i = 32× 2,8= 89,6 ; chọn Z2 = 90 răng+ Hệ số dịch chỉnh: x1 = 0; x2 = 0+ Góc ăn khớp: αtw = 200+ Chiều rộng vành răng:b = ψA×A = 0,4×125 = 50 mm+ Đường kính vòng chia bánh chủ động:2× 32d1 = 0.976 = 65,5 mm+ Đường kính vòng chia bánh bị động:2 × 90d2 = 0.976 = 184,4 mm2.4 Bảng thông số tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng cấp chậmMô đun :Tỉ số truyền :Khoảng cách trục:17mn(mm)iA (mm)22,812517Bề dày bánh răng:b (mm)Góc ăn khớp :αGóc nghiêng răng :βSố răng :ZCông suất:N (kW)Tốc độ:n (vg/ph)Momen xoắn :Mx(N.mm)Hiệu suất :ηGiới hạn bền uốn :σu (N/mm2)Giới hạn bền tiếp xúc : σtx(N/mm2)Tuổi thọ:hModun đàn hồi :E(Mpa)b1= 54 , b2 = 5020012034’Z1 = 32 ; Z2 = 903,92426,4877950,97σu1=143,3 ; σu2=114,7σtx1=1235 ; σtx2=104016800200002.5 Ứng dụng phần mềm Inventor trong thiết kế bộ truyền bánh răng trụ.- Kích hoạt modun thiết kế chi tiết máy trên phần mềm Inventor: File -> New ->Standard(mm).iam -> OK- Trong môi trường Assembly ta kích chọn mục Design -> Gọi lệnh Spur Gearxuất hiện hộp thoại Spur Gear Component Generator.- Thực hiện nhập các thông số hình học thiết kế của bộ truyền trong phần Designcủa hộp thoại, các thông số được nhập như trong hình sau:- Tiếp theo ta thực hiện nhập các thông số tính toán trong mục Calculation nhưhình sau:1818-Sau khi nhập các thông số thiết kế & thông số tính toán ta kích chọn nút lệnhCalculate để tính toán bộ truyền bánh răng. Ta được kết quả là mô hình 3Dcủa bộ truyền & các lực tác dựng từ bộ truyền bánh răng lên trục như sau:Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền bánh răng nghiêng cấpchậm2677,5Lực vòng Ft (N)19Lực hướng kính Fr (N)1000,7Lực dọc trục Fa (N)593,619C. Tính trụcI. Tính trục I.1. Chọn vật liệu.- Chọn vật liệu: Thép 45 tôi cải thiệnσb = 750 Mpa; σch = 450 Mpa; [τ] = 15÷30 Mpa2 .Xác định các thông số của trục.2.1 Các lực tác dụng lên trục.- Lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng.Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền bánh răng cấp nhanhLực vòng Ft (N)981Lực hướng kính Fr (N)363Lực dọc trục Fa (N)182+ Xét chiều của các lực này ta có:Trục vào quay cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ đầu trục phải => cq = -1Bánh răng trên trục là bánh chủ động => cb = 1Điểm đặt lực của bộ truyền bánh răng phía dưới trục Oz => r > 0Bánh răng chủ động có hướng nghiêng răng trái => hr = -1Fx12 = - Ft = -981 NFy12 = -Fr = -363 NFz12 = Fa = 182 N2.2 Tính sơ bộ trục.3T126937=3=0,2.[τ ]0,2.15 20,7mm- Đường kính trục vào: d1 ≥Chọn d1 = 25 mm- Chiều rộng ổ lăn cho trục vào – Bảng 10.2 [I] [2]2020d1 = 25 mm => b01 = 17 mm- Chiều dài moayo của bánh răng chủ động.lm12 = (1,2…1,5).d1 = 30…37,5Do bw = 52 mm nên chọn: lm12 = 52 mm2.3 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực.- Chọn:-theo bảng 7-1 [1] ta chọn bảng kích thước như sau:-khe hở giữa các bánh răng 10 mm-khe hở giữa các bánh răng và thành trong hộp là 10 mm-khoảng cách từ thành trong của hộp đến thành trong của ổ lăn là10 mm-chiều rộng bánh răng cấp nhanh 48mm, cấp chậm 50 mm-chiều cao bu lông và chiều dày nắp lấy 16mm-khe hở giữa mặt bên bánh xích và đầu bu lông lấy 10mm-số dãy xích : 2 ; bước xích :t=25,4 . ta suy ra c=15,88 mm--chiều rộng răng đĩa xích : b=0,9c – 0,15 =14,14 mmbề rộng vành B = c+b =15,88+14,14 = 30 mmxkhoảng cách từ tâm ổ đến mặt ngoài của xích : l = 75mmChiều dài khớp nối = 82 mmkhe hở giữa mặt bên bánh răng đến thành hộp lấy sơ bộ σ = 8 ÷12-Tổng hợp các kích thước phần tử ở trên , ta tìm được chiều dài các đoạn trụccần thiết và khoảng cách giữa các gối đỡ-Khoảng cách từ gối 0 tới bánh răng chủ động:11 = 116,5 mmKhoảng cách giữa hai gối 0:l2 = 2.l`1 = 2.116,5 = 233 mmKhoảng cách từ gối đỡ đến khớp nối đàn hồilv = 110 mm2.4 Tính toán phản lực & vẽ biểu đồ momen.- Ứng dụng modun Design Accelerator trong Inventor để tính toán trục như sau:Trong môi trường Assembly ta kích chọn vào mục Design => Gọi lệnh Shaft =>2121xuất hiện hộp thoại Shaft Component Generator. Trong phần Design của hộpthoại ta nhập thông số hình học của trục với:Kiểu là hình trụĐường kính sơ bộ 25 mmChiều dài sơ bộ L = l2 + lv = 343 mm- Trong phận Calculation của hộp thoại ta nhập thông số tính toán của trục với:Modun đang hồi E = 2.104 MpaModun trượt G = 8.103 MpaTỷ trọng của vật liệu ρv= 7930 kg/m3- Vị trí gối đỡ 1 cách điểm đầu của trục là 110 mm- Các lực tác dụng từ bộ truyền bánh răng được đặt tại vị trí cách vị trí giữa trục là55mm . Chiều của các lực được đặt đúng theo chiều của hệ trục OXYZ khi gọilệnh. Fx12, Fy12 được đặt ngược chiều các trục X,Y,. Còn chiều của lực Fz12 được đặttheo chiều trục ZNgoài ra lực dọc trục từ bộ truyền bánh răng còn gây ra moomen uốnM = Fz12 . d1/2 = 182 . ( 54,9/2) = 4995 NmmChịu moomen xoắnT = Fx12 . d1/2 = 981. (54,9/2) = 26928 NmmDo lực vòng của bánh răng gây raLực theo phương trục Y22Lực theo phương trục X22Lực dọc trục theo phương trục ZMomen uốn do lực dọc trục gây raMomen xoắn trên trục 1 tại bánh răng-Các lực tác dụng từ khớp nối trục gây ra : bao gồm lực theo phương X , lựchướng tâm và momen xoắn . Điểm đặt lực so với vị trí giữa trục một khoảngbằng 171,5mmFt = 556 NFy = 100 NT = 26900 NmmLực theo phương XLực hướng tâm theo phương YMomen xoắn tại vị trí khớp nối2323- Sau khi khai báo thông số tính toán cho trục vào ( Gối đỡ & các lực tác dụng) tacó hình dạng trục như sau:- Kích chọn nút lệnh Calculate ta thu được các kết quả tính toán như sau:+ Phản lực tại gối 0: Fz10 = 0 N ; Fy10 = 253,6 N ; Fx10 = -753 N+ Phản lực tại gối 1: Fz11 = 182 N ; Fy11 = 22,5 N; Fx11 = 328 N- Hiển thị biểu đồ lực cắt và momen uốn :2424+ Biểu đồ lực cắt Qy+Biểu đồ lực cắt Qx+ Biểu đồ momen uốn Mx+ Biểu đồ momen uốn My+ Biểu đồ momen uốn M tổng- Kích chọn Ideal Diameter trong phần Graphs để có được kết quả về đường kínhlý tưởng của trục tại các mặt cắt ứng với các tải trọng này như sau:2525

Tài liệu liên quan

tính toán thiết kế “ máy đóng cọc va rung
- 84
- 1
- 19
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
- 13
- 2
- 68
Tự động hóa tính toán thiết kế tàu
- 173
- 526
- 1
Tự động hóa tính toán thiết kế chi tiết máy pdf
- 281
- 921
- 11
Ứng dụng PLC S7 – 200 trong tính toán thiết kế tự động hoá đoạn công nghệ máy cán tinh -máy cắt bay của dây truyền cán thép nhà máy cán thép Gia Sàng
- 31
- 1
- 8
thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor Phần 3: Tính toán thiết kế trục ppt
- 65
- 1
- 13
tính toán thiết kế hệ thống truyền động điện trong máy cắt gọt kim loại, chương 1 pot
- 5
- 632
- 2
tính toán thiết kế hệ thống truyền động điện trong máy cắt gọt kim loại, chương 2 doc
- 6
- 590
- 2
tính toán thiết kế hệ thống truyền động điện trong máy cắt gọt kim loại, chương 3 pot
- 5
- 483
- 1
tính toán thiết kế hệ thống truyền động điện trong máy cắt gọt kim loại, chương 4 ppsx
- 5
- 589
- 1