tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, chương 4

Chia sẻ: Van Teo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

136
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

điều kiện bền khi quá tải. Từ đó lập được bảng các giá trị cơ bản của hai bộ truyền như sau: Các thông số cơ bản của Kí hệ truyền động bánh hiệ răng. u Modul. Số răng. Hệ số chiều rộng và như răng Chiều rộng vành răng. Đường kính chia. Đường kính lăn. Đường kính đỉnh răng. Đường kính đáy răng. Đường kính cơ sở.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: tính toán hệ thống dẫn động cơ khí, chương 4

Chương 4: KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ qu¸ t¶i øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp:  H max  2,8. ch2  2,8.450  1260 MPa  F1 max  0,8. ch1  0,8.580  464MPa  F 2 max  0,8. ch 2  0,8.450  360 MPa HÖ sè qu¸ t¶i: Kqt= Tmax/T = 1,8; H1max=H . K qt  470,7. 1,8  631,3 MPa < [H]max = 1260 MPa; §Ó ®Ò phßng biÕn d¹ng d- hoÆc ph¸ háng tÜnh mÆt l-în ch©n r¨ng ta kiÓm nghiÖm: F1max= F1. Kqt = 85.1,8 = 153 MPa ; F2max= F2. Kqt = 77.1,8 = 139 MPa ; v× F1max < [F1]max ,F2max < [F2]max nªn r¨ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn khi qu¸ t¶i. Tõ ®ã lËp ®-îc b¶ng c¸c gi¸ trÞ c¬ b¶n cña hai bé truyÒn nh- sau: Bé truyÒn cÊp Bé truyÒn cÊp C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña KÝ nhanh chËm hÖ truyÒn ®éng b¸nh hiÖ B¸nh B¸nh B¸nh B¸nh r¨ng. u r¨ng r¨ng r¨ng r¨ng nhá lín nhá lín Modul. m 3 3 3 3 Sè r¨ng. z 20 113 33 105 HÖ sè chiÒu réng vµnh  ba 0,142 0,142 0,4 0,4 r¨ng bw 30 30 85 85 ChiÒu réng vµnh r¨ng. d 63,16 356,85 66 210 §-êng kÝnh chia. dw 63,16 356,85 100,4 319,47 §-êng kÝnh l¨n. da 69,16 362,85 106,28 325,3 §-êng kÝnh ®Ønh r¨ng. df 55,66 349,35 93,084 312,1 §-êng kÝnh ®¸y r¨ng. db 62,02 197,34 62,02 197,34 §-êng kÝnh c¬ së.  200 200 200 200 Gãc profile gèc.  18,20 18,20 0 0 Gãc nghiªng r¨ng xt 0 0 0,264 0,786
HÖ sè dÞch chØnh. ccx 9 9 9 9 CÊp chÝnh x¸c. III. tÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc: 1. Th«ng sè khíp nèi trôc ®µn håi: Khíp nèi trôc ®µn håi truyÒn c«ng suÊt tõ trôc 3 ®Õn tang quay. Do khíp nèi truyÒn c«ng suÊt t-¬ng ®èi lín nªn ta chän c¸ch nèi trôc vßng ®µn håi. T¹i trôc III cã m«mem xo¾n TIII = 1121087 (Nmm). Khi ®ã tra b¶ng 16.10a cã c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña nèi trôc vßng ®µn håi ®-îc tra theo m«mem xo¾n. T =2000 (M.m) d = 63 (mm) D = 260 (mm) dm = 120 (mm) L = 175 (mm) l = 140 (mm) d1 = 110 (mm) Do = 200 (mm) Z=8 nmax = 2300 B=8 B1 =70 l1 = 48(mm) D3 = 48 (mm) l2 = 48(mm) B¶ng 16.10b kÝch th-íc c¬ b¶n cña vßng ®µn håi T = 2000 (N.m) do = 24 (mm) d1 = M16 D2 = 32 (mm) l = 95 (mm) l1 = 52 (mm) l2 = 24 (mm) l3 = 44 (mm) h=2 2.ThiÕt kÕ trôc a. Chän vËt liÖu: Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 45, t«i cãb= 800 MPa. øng suÊt xo¾n cho phÐp [] = 15..30 Mpa
b. X¸c ®Þnh s¬ bé ®-êng kÝnh trôc. Theo ct 10.9 ®-êng kÝnh trôc thø k víi k =1..3; Tk dk  3 (mm) 0,2 T1  67560 N.mm 67560 => d1  3  28,2 (mm)   15MPa 0,2.15 chän s¬ bé d = 30, tra b¶ng 10.2 , ta ®-îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 19 mm. T ' 2  367450 N.mm 367450 => d2  3  45,1 (mm)   20 MPa 0,2.20 chän s¬ bé d = 45, tra b¶ng 10.2, ta ®-îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 25 mm. T3  1121087 N.mm 1121087 => d3  3  60,8 (mm)   25MPa 0,2.25 chän s¬ bé d = 60, tra b¶ng 10.2, ta ®-îc chiÒu réng æ l¨n b0 = 31 mm. c, X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc. Chän k1 = 9 (mm), k2 = 8 (mm), k3 = 10 (mm), hn = 20 (mm). Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô 2 cÊp ®ång trôc: Víi c¸c kÝ hiÖu: k: sè thø tù cña trôc trong hép gi¶m tèc. i: sè thø tù cña chi tiÕt trªn trôc trªn ®ã l¾p c¸c chi tiÕt cã tham gia truyÒn t¶i. lki: kho¶ng c¸ch tõ gèi ®ì 0 ®Õn tiÕt diÖn thø i trªn trôc thø k. lmki: chiÒu dµy may¬ cña chi tiÕt quay thø i (l¾p trªn tiÕt diÖn i) trªn trôc k. bki: chiÒu réng vµnh r¨ng thø i trªn trôc k. lcki: kho¶ng c«ngx«n (kho¶ng ch×a) trªn trôc thø k, tÝnh tõ chi tiÕt thø i ë ngoµi hép gi¶m tèc ®Õn gèi ®ì. lcki = 0,5.( lmki +b0) + k3 + hn lc33 = 0,5.(95 + 31) + 10 + 20 = 93 ChiÒu dµi may¬ nöa khíp nèi, ®èi víi hÖ thèng ta thiÕt kÕ lµ nèi trôc vßng ®µn håi nªn: lm33 = 100 mm ChiÒu dµi may¬ b¸nh ®ai: lm12 = 35 mm
ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô: lm13 = 40 mm, lm22 = 60 mm, lm32 =80 mm Ta cã: - Trôc 1: l12 = - lc12 = 40 mm l13 = 0,5 (lm13 + b0) + k1 + k2 = 0,5.(40 + 19) + 9 + 8 = 46,5 l11 = 2.l13 =2.46,5 = 93 - Trôc 2: l22 = 0,5.(lm22 + b0) + k1 + k2 = 0,5.(60 + 25) + 9+ 8 = 59,5 l23 = l11+l32 + k1 + b0 = 93 + 72,5 + 9 + 25 = 199,5 l21 = l23 + l32 = 199,5 + 72,5 = 272 - Trôc 3: l32 = 0,5.(lm32 + b0) +k1 + k2 =0,5.(80 +31) + 9 +8 =72,5 l31 = 2.l32 = 2.72,5 = 145 l33 = l31 + lc33 = 145 + 125 = 270 d, X¸c ®Þnh trÞ sè vµ chiÒu cña c¸c lùc tõ chi tiÕt qu¸y t¸c dông lªn trôc: Ta cã s¬ ®å bè trÝ hép gi¶m tèc nh- h×nh d-íi:
Chän hÖ to¹ ®é nh- biÓu diÔn. Theo c¸c th«ng sè tÝnh to¸n ®-îc, lùc tõ b¸nh ®ai t¸c dông lªn trôc 1 h-íng theo ph-¬ng y vµ cã trÞ sè lµ: Fy12 = 536 N. C¸c thµnh phÇn lùc trong thiÕt kÕ ®-îc biÓu diÔn nh- h×nh vÏ phÇn trªn. Lùc t¸c dông cña khíp nèi trôc ®µn håi t¹o ra: Fx33= (0,2  0,3) Fr ; Fr = 2TIII/D0 , Tra b¶ng 16.10a ta chän D0 = 200 mm: Fx33 = 2500 N Lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong c¸c bé truyÒn ®-îc chia lµm ba thµnh phÇn: Fx: Lùc vßng. Fy: Lùc h-íng t©m. Fz: Lùc däc trôc. Trong ®ã: Víi trôc 1: Fx13= - 2T1   2.67560  2140 N dω 11 63,16
Ft1 .tgα tω 2140.tg20,96 0 Fy13 =    863N Cosβ cos18,2 0 Fz13 =  Fx13 .tgβ  2140.tg18,2 0  704 N Víi trôc 2: Fx22 = - Fx13 = 2140 N Fy22 = - Fy13 = 863 N Fz22 = - Fz13 = 704 N 2.T 2.367450 Fx23     7320 N d w23 100,4 Fy23  Fx23 .tgα tw  7320.tg22,10  2972N Víi trôc 3: Fx32 = - Fx23 = 7320 N Fy32 = - Fy13 = - 2972 N X¸c ®Þnh ®-êng kÝnh vµ chiÒu dµi c¸c ®o¹n trôc. Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen vµ c¸c gi¸ trÞ t-¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ, khi tÝnh to¸n momen uèn tæng vµ c¸c momem t-¬ng ®-¬ng t¹i c¸c thiÕt diÖn em tiÕn hµnh lµm trßn, c¸c kÕt qu¶ cã sai sè ®ã ®-îc bï b»ng hÖ sè an toµn khi c¸c trôc ®-îc kiÓm nghiÖm. TÝnh ph¶n lùc t¸c dông lªn c¸c gèi ®ì: Víi trôc 1: Fl y11  Fy12 .l12  Fy13 .l13  Fz13 .r13 /l11  536.40  863.46,5  704.21,05 / 93 = 42 N Fl y10  Fl y11  Fy13  Fy12   42  863  536  = 285 N Flx11 =  F x13 .l 13     2140 . 46,5  1070 N l 11 93 Flx10 =  Fl x11  F x13    1070  2140   1070 N
Khi ®ã ta cã c¸c s¬ ®å biÒu thÞ gi¸ trÞ m«men vµ c¸c kÝch th-íc s¬ bé cña trôc (cuèi cuèn thuyÕt minh). Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t-¬ng øng: M td 0  0,75.T 2  0,75.67560 2  58510 Nmm M 1  M 21  M 21  21400 Nmm x y M td1  M 1  0,75.T 2  21400 2  0,75.67560 2  63000 mm 2 M 3  M 2 3  M 2 3  59616 2  49755 2  77650 Nmm x y M td 3  M 2  0,75.T 2  77650 2  0,75.67560 2  97225 Nmm 3 ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: M td 0 58510 d0  3 3  21mm 0,1 0,1.63 M td1 63000 d1  3 3  21,5mm 0,1 0,1.63 M td 3 97225 d3  3 3  24,89 mm 0,1 0,1.63 Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng lµ: d0 =20 mm, d1 = 18 mm vµ d3 = 25mm Khi tÝnh to¸n l¾p b¸nh r¨ng vµ b¸nh ®ai lªn trôc 1 em dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã. Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 ta cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®-îc l¾p trªn c¸c trôc nh- sau: ThiÕt §-êng KÝch th-íc ChiÒu s©u B¸n kÝnh gãc l-în diÖn kÝnh trôc thiÕt diÖn r·nh then cña r·nh
b h t1 t2 nhá nhÊt lín nhÊt 12 18 6 6 3,5 2,8 0,16 0,25 13 25 8 7 4 2,8 0,16 0,25
Víi trôc 2: Fl y 21   Fy 22 .l 22  Fy 23 .l 23  Fz 22 .r22  / l 21  863.59,5  2972.199,5  704.119 / 272 = - 2060 N Fl y 20  Fl y 21  Fy 22  Fy 23    2060  863  2972 = - 1775 N Flx21  Fx22 .l 22  Fx23.l 23  Fz22.r22  / l 21  (2140.59,5  7320.199,5  704.119) / 272 = 5209 N Fl x 20  Fl x 21  Fx 22  Fx 23  = -(5209 + 2140 – 7320) = - 29 N Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen vµ c¸c gi¸ trÞ t-¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ (®-îc tr×nh bµy ë cuèi cuèn thuyÕt minh). Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t-¬ng øng: M td 3  0,75.T 2  0,75.367450 2  318220 Nmm M 1  M 21  M 21  1725 2  140953 2  140963Nmm x y M td1  M 1  0,75.T 2  140963 2  0,75.367450 2  348045 Nmm 2 M 2  M 2 2  M 2 2  293815 2  408610 2  503278Nmm x y M td 3  M 2  0,75.T 2  503278 2  0,75.347650 2  586460 Nmm 3 ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: M td1 348045 d1  3 3  38mm 0,1 0,1.63 M td 2 586460 d2  3 3  45mm 0,1 0,1.63 M td 3 318220 d3  3 3  37mm 0,1 0,1.63 Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng lµ: d0 = d1 = 40 mm vµ d2 = 45 mm
§Ó thèng nhÊt tÝnh to¸n trªn trôc 2 em còng dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen. Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®-îc l¾p trªn c¸c trôc nh- sau: ThiÕt §-êng KÝch th-íc ChiÒu s©u B¸n kÝnh gãc diÖn kÝnh thiÕt diÖn r·nh then l-în cña r·nh trôc b h t1 t2 nhá lín nhÊt nhÊt 22 40 12 8 5 3,3 0,25 0,4 23 45 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4
Víi trôc 3: Fl y 31   Fy 32 .l 32  / l 31   2972.72,5 / 145 = 1486 N Fl y 30    Fl y 31  Fy 32   1486  2972 = 1486 N Fl x 31  Fx 32 .l 32  Fx 33 .l 33  / l 31   7320 .72 ,5  2500 .270  / 145 = -8315 N Fl x 30  Fl x 31  Fx 32  Fx 33  = - (-8315 + 7320 + 2500) = - 1505 N Khi ®ã ta cã c¸c biÓu ®å Momen, c¸c gi¸ trÞ t-¬ng øng trªn c¸c vÞ trÝ vµ s¬ bé c¸c kÝch th-íc cña trôc: Momen uèn tæng t¹i c¸c thiÕt diÖn vµ m«men t-¬ng øng: M td 33  0,75.T 2  0,75.1121087 2  970890 Nmm M 31  M 2 31  M 2 31  149133 2  107735 2  183977 Nmm x y M td 31  M 1  0,75.T 2  183977 2  0,75.1121087 2  988167 Nmm 2 M 32  M 2 32  M 2 32  232435 2  0 2  232435 Nmm x y M td 32  M 32  0,75.T 2  232435 2  0,75.1121087 2  998325 Nmm 2 ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng khi tÝnh s¬ bé: M td 33 970890 d 33  3 3  57,9 mm 0,1 0,1.50 M td 32 988167 d 32  3 3  58,2 mm 0,1 0,1.50 M td 31 998325 d 31  3 3  58,5mm 0,1 0,1.50 Khi ®ã theo d·y tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ ta chän th«ng sè c¸c ®-êng kÝnh trôc t¹i c¸c thiÕt diÖn t-¬ng øng lµ: d30 = 55 mm, d32 = 60 mm, d33 = 50 mm. C¸c ®-êng kÝnh ë c¸c ®o¹n trôc nµy chØ lµ tÝnh s¬ bé nªn ta chØ sö dông c¸c sè liÖu nµy khi nã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn vµ ®iÒu kiÖn an toµn khi kiÓm nghiÖm l¹i. Chän kiÓu l¾p ghÐp: c¸c æ l¨n l¾p trªn trôc theo kiÓu k6, l¾p b¸nh r¨ng, b¸nh ®ai nèi trôc theo k6 kÕt hîp víi l¾p then. Khi tÝnh to¸n l¾p b¸nh r¨ng vµ b¸nh ®ai lªn trôc, dïng then b»ng ®Ó truyÒn momen xo¾n tõ trôc ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p trªn nã.
Khi ®ã theo TCVN 2261- 77 ta cã c¸c th«ng sè vÒ c¸c lo¹i then ®-îc l¾p trªn c¸c trôc nh- sau: ThiÕt §-êng KÝch th-íc ChiÒu s©u B¸n kÝnh gãc diÖn kÝnh thiÕt diÖn r·nh then l-în cña r·nh trôc b h t1 t2 nhá lín nhÊt nhÊt 32 60 18 11 7 4,4 0,25 0,4 33 50 14 9 5,5 3,8 0,25 0,4