tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, chương 5

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

559
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thông số khớp nối trục đàn hồi: Khớp nối trục đàn hồi truyền công suất từ trục 3 đến tang quay. Do khớp nối truyền công suất tương đối lớn nên ta chọn cách nối trục vòng đàn hồi. Tại trục III có mômem xoắn TIII = 667832 (Nmm). Sơ bộ đ-ờng kính trục ra của hộp giảm tốc : d sb3 3 T 667832 3 48,1 60,6 0, 2. 0, 2.(15 30) d sb3 = 3; Chọn 50(mm) Momen tính toán Tt =k.T=1,5.667,832=1001,75(Nm); Trong đó k là hệ số chế độ làm việc k=1,2..1,5; Tra bảng 16.10a có các thông số...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, chương 5

Chương 5: 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 = 667832 (Nmm). S¬ bé ®-êng kÝnh trôc ra cña hép gi¶m tèc : T 667832 d sb3  3  48,1  60,6 ; 0, 2.  3 0, 2.(15  30) Chän d sb3 = 50(mm) Momen tÝnh to¸n Tt =k.T=1,5.667,832=1001,75(Nm); Trong ®ã k lµ hÖ sè chÕ ®é lµm viÖc k=1,2..1,5; Tra b¶ng 16.10a cã c¸c th«ng sè cña nèi trôc D= 210 nmax=2850 dm=95 B=6 l=110 B1=70 d1=90 l1=40 D0=160 D3=36 Z=8 l2=40 Tra b¶ng 16.10b kÝch th-íc c¬ b¶n cña vßng ®µn håi: T=1000 dc=18 d1=M18 D2=25 l=80 l1=42 l2=20 l3=36 h=2
2.k .T +KiÓm tra ®é bÒn cña vßng ®µn håi:  d    d  Z .D0 .d c .l3 Víi:dc=18;l3=36;D0=160;Z=8; 2.1, 5.667832  d   2, 4   d    2  4  ( MPa) 8.160.18.36 VËy vßng ®µn håi tho¶ m·n søc bÒn dËp + KiÓm tra ®é bÒn cña chèt: k .T .l0 1,5.667832.52 u    67,8   u   (60  80)( MPa) 0,1.d c .Do .Z 0,1.183.160.8 3 trong ®ã l0=l1+l2/2=42+20/2=52(mm); Vëy chèt tho¶ m·n søc bÒn uèn. 2.ThiÕt kÕ trôc 2.1. 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 2.2. 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 T 26457 d sb1  3  20,6  25,5 .Chän d1=22(mm), tra 0, 2.  3 0, 2.(15  30) b¶ng 10.2 , ta ®-îc chiÒu réng æ s¬ bé b0 = 16 mm. T 147754 d sb 2  3  36,6  45, 2 . Chän d2=40(mm), tra 0, 2.  3 0, 2.(15  30) b¶ng 10.2 , ta ®-îc chiÒu réng æ s¬ bé b0 = 23 mm.
T 667832 d sb 3  3  48,1  60,6 . Chän d3=50(mm), tra 0, 2.  3 0, 2.(15  30) b¶ng 10.2 , ta ®-îc chiÒu réng æ s¬ bé b0 = 27 mm. 2.3 X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi ®ì vµ ®iÓm ®Æt lùc. Chän k1 = 10 (mm), k2 = 8 (mm), k3 = 10 (mm), hn = 15 (mm). Víi hép gi¶m tèc b¸nh r¨ng trô ph©n ®«i cÊp nhanh: 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.(80 + 27) + 10 + 15 = 78,5(mm) lc12= 0,5.(30 + 16)+10+15 =48(mm). ChiÒu dµi may¬ nöa khíp nèi, ®èi víi hÖ thèng ta thiÕt kÕ lµ nèi trôc vßng ®µn håi nªn chän: lm33 = (1,4..2,5).50=70..125(mm).Chän lm33=80 (mm). ChiÒu dµi may¬ b¸nh ®ai: lm12=(1,2..1,5).d1=(1,2..1,5).22=26,4..33.Chän lm12=30(mm).
ChiÒu dµi may¬ b¸nh r¨ng trô: l m22 = (1,2..1,5).40 =48..60(mm), lm23 =(1,2..1,5).40 =48..60 (mm).Chän lm22 = lm23 =50(mm). ChiÒu dµi ®o¹n c«ngx«n cña trôc I vµ trôc III : lc33 = 0,5.(80 + 27) + 10 + 15 = 78,5(mm) lc12= 0,5.(30 + 16)+10+15 =48(mm). Ta cã: - Trôc II: l22 = 0,5.(lm22 + b0) + k1 + k2 = 0,5.(50 + 23) +10+ 8 =54,5 mm l23 = l22+0,5.(lm22 + lm23) + k1 = 54,5 + 0,5.(50 + 50) + 10 = 104,5 mm l21 = lm22+lm23 + 3.k1+ 2.k2 + b0= 50 + 50 + 3.10 + 2.8 + 23 = 169(mm). - Trôc III: l32 = l23 = 104,5 mm l31 = l21 = 169 mm - Trôc I: l13 = l22 =54,5 mm l11 = l21 = 169 mm 2.4.TÝnh ®-êng kÝnh trôc: a. Trôc I: +Lùc t¸c dông lªn trôc: Ft13=2.T1/dw1=2.26457/35,48=1491,4(N); Fr13= Ft13.tg  tw /cos  =1491,4.tg20,7970/0,9583=591,1(N);
Fa13= Ft13.tg  =1491,4.tg16,590=444,3(N); F®=336,85(N); (®· x¸c ®Þnh trong phÇn tÝnh ®ai); +X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i æ: -Trong mÆt ph¼ng (yoz):  Fy  Fy 0  Fy1  Fr13  0    m0  Fr13 .l13  Fy1.l11  Fa13 .d w1 / 2  0   Fy 0  Fy1  591,1  0 Thay sè ta cã :   591,1.54,5  444,3.35, 48 / 2  Fy1.169  0  Gi¶i ra ta cã: Fy 0 =447,5(N);Fy1=143,6(N); -Trong mÆt ph¼ng (xoz):  Fx  Fx 0  Fx1  Ft13  Fd  0    m0  Fd .lc12  Ft13 .l13  Fx1.l11  0  Thay sè ta cã :  x x 0 x1  F  F  F  1491, 4  336,85  0   m0  336,85.48  1491, 4.54,5  Fx1.169  0  Gi¶i ra ta cã:Fx0=577,95(N);Fx1=576,6(N); +Tõ c¸c ph¶n lùc ®· cã ta x¸c ®Þnh ®-îc c¸c m«men t-¬ng ®-¬ng t¹i c¸c tiÕt diÖn nh- sau: Mt®12= 22912(Nmm) Mt®10=28043(Nmm) Mt®13=75397(Nmm) Mt®11=0. TÝnh ®-êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm(tiÕt diÖn d13) M td 75397 d= 3 3  22, 4 . 0,1.  0,1.67 (   tra theo b¶ng 10.5 tttk hd®   =67).
XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu ®é bÒn ,l¾p ghÐp ,c«ng nghÖ, kÕt cÊu ta chän ®-êng kÝnh c¸c do¹n trôc nh- sau: §-êng kÝnh ngâng trôc l¾p víi æ l¨n: d10=d11= 25(mm); §-êng kÝnh l¾p b¸nh r¨ng: d13=28(mm); §-êng kÝnh l¾p b¸nh ®ai: d12=22(mm); +Chän then vµ tÝnh kiÓm nghiÖm then trôc I: -Víi d13=28(mm) chän then b»ng ,tra b¶ng 9.1a ta cã: b = 8 (mm), h=7(mm) , t1=4(mm) , t2=2,8(mm).V× ®-êng kÝnh ch©n r¨ng b¸nh chñ ®éng cÊp nhanh d=30,48(mm),do ®ã kho¶ng c¸ch tõ ch©n r¨ng ®Õn r·nh then nhá h¬n 2,5.m = 2,5.2=5(mm).VËy b¸nh r¨ng chñ ®énh cÊp nhanh lµm liÒn trôc. - Víi d12=22(mm) chän then b»ng ,tra b¶ng 9.1a ta cã: b = 8 (mm), h=7(mm) , t1=4(mm) , t2=2,8(mm). - KiÓm nghiÖm then t¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh ®ai: l1=(0,8..0,9).lm12=(0,8..0,9).30 = 24..27(mm).Chän lt=25(mm). 2.T 2.26457 Theo (9.1) : d    32( MPa) d .lt .(h  t1 ) 22.25.(7  4) 2.T 2.26457 Theo (9.2) : c    12( MPa) d .lt .b 22.25.8 Víi ®Æc tÝnh lµm viÖc ªm,d¹ng l¾p cè ®Þnh tra b¶ng 9.5 cã  d =150(Mpa) vµ  c =20..30(Mpa).Nh- vËy then lµm viÖc ®ñ bÒn. b. Trôc II: +Lùc t¸c dông lªn trôc:
Ft23=2.T2/dw3=2.147754/67,02=4409,3(N); Fr23= Ft23.tg  tw /cos  =4409,3.tg20,2950/0,9842=1656,8(N); Fa13= Ft13.tg  =4409,3.tg10,1590=793(N); Ft22= Ft13=1491,4(N); Fr22=Fr13=591,1(N); Fa22=Fa13= 444,3(N); +X¸c ®Þnh ph¶n lùc t¹i æ: -Trong mÆt ph¼ng (yoz):  Fy  Fy 0  Fy1  Fr 23  Fr 22  0    m0  Fr 22 .l22  Fy1.l21  Fa 22 .d w 22 / 2  Fa 23 .d w 23 / 2  Fr 23 .l23  0  Thay sè ta cã  Fy 0  Fy1  1658,8  1491, 4  0   591,1.54,5  444,3.204,54 / 2  793.67, 02 / 2  1656,8.104,5  Fy1.169  0  Gi¶i ra ta cã: Fy 0 =-668,3(N);Fy1=407,7(N);ChiÒu cña Fy0 ngù¬c l¹i. -Trong mÆt ph¼ng (xoz):  Fx  Fx 0  Fx1  Ft 23  Ft 22  0    m0  Ft 22 .l22  Ft 23 .l23  Fx1.l21  0  Thay sè ta cã :  x x 0 x1  F  F  F  1491, 4  4409,3  0   m0  4409,3.104,5  1491, 4.54,5  Fx1.169  0  Gi¶i ra ta cã:Fx0=577,95(N);Fx1=576,6(N); +Tõ c¸c ph¶n lùc ®· cã ta x¸c ®Þnh ®-îc c¸c m«men t-¬ng ®-¬ng t¹i c¸c tiÕt diÖn nh- sau: Mt®22 =155135(Nmm)
Mt®23 =179147(Nmm) Mt®20= Mt®21=0. TÝnh ®-êng kÝnh trôc t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm(tiÕt diÖn d13) M td 179147 d= 3 3  29,9  30(mm) . 0,1.  0,1.67 (   tra theo b¶ng 10.5 tttk hd®   =67). XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu ®é bÒn ,l¾p ghÐp ,c«ng nghÖ, kÕt cÊu ta chän ®-êng kÝnh c¸c do¹n trôc nh- sau: §-êng kÝnh ngâng trôc l¾p víi æ l¨n: d10=d11= 40(mm) §-êng kÝnh l¾p b¸nh r¨ng: d13=42(mm) +Chän then vµ tÝnh kiÓm nghiÖm then trôc II: -Víi d23= 42 chän then b»ng theo b¶ng 9.1a cã b = 12(mm),h=8(mm), t1=5(mm) t2=3,3(mm). - KiÓm nghiÖm then t¹i tiÕt diÖn l¾p b¸nh r¨ng: l1=(0,8..0,9).lm23 =(0,8..0,9)50=40..45 (mm) chän lt=44(mm) 2.T 2.147754 Theo (9.1) : d    53( MPa) d .lt .(h  t1 ) 42.44.(8  5) 2.T 2.147154 Theo (9.2) : c    20( MPa) d .lt .b 42.44.8 l1=(0,8..0,9).lm22=(0,8..0,9).40=32..36(mm) chän lt=32(mm) 2.T 2.147754 Theo (9.1) : d    73, 3( MPa) d .lt .(h  t1 ) 42.32.(8  5) 2.T 2.147754 Theo (9.2) : c    27( MPa) d .lt .b 42.32.8
Víi ®Æc tÝnh lµm viÖc ªm,d¹ng l¾p cè ®Þnh tra b¶ng 9.5 cã  d  =150(Mpa) vµ  c  =20..30(Mpa).Nh- vËy then lµm viÖc ®ñ +KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái: s .s KÕt cÊu trôc thiÕt kÕ ph¶i tho¶ m·n: s  s s 2  s 2 Trong ®ã :  s  - hÖ sè an toµn cho phÐp  s  =2,5..3. s , s :hÖ sè an toµn chØ xÐt riªng cho tr-êng hîp øng suÊt ph¸p hoÆc tiÕp t¹i tiÕt diÖn, ®-îc tÝnh theo c«ng thøc:  1  1 s  ; s  ; k . a    . m k . a    . m Trong ®ã :  1 , 1 :giíi h¹n mái uèn vµ xo¾n víi chu ki ®«Ý xøng Chän vËt liÖu lµ thÐp 45 :  1  0, 436. b  0, 436.850  370,6( MPa);  1  0,58. 1  0,58.730,6  215(MPa);  a , a ,  m , m :lµ biªn ®é vµ trÞ sè trung b×nh cña øng suÊt ph¸p vµ tiÕp t¹i tiÕt diÖn ®ang xÐt. HÖ sè ¶nh h-ëng cña øng suÊt trung b×nh,tra b¶ng 10.7:   0,1;   0,05 Trôc kh«ng ®-îc t¨ng bÒn :   1
Trôc quay øng suÊt uèn thay ®æi theo chu k× ®èi xøng:  m  0; a   max  M u Wu W: m«men c¶n uèn ,tÝnh theo c«ng thøc trong b¶ng 10.6:  .d 23 b.t1.(d 2  t1 ) 2 Víi trôc cã mét r·nh then:W=  32 2.d 2 ¦ng suÊt xo¾n ®-îc coi nh- thay ®æi theo chu k× m¹ch ®éng ( khi trôc quay mét chiÒu): a   m   max / 2  T2 / W02 W0 :m«men c¶n xo¾n , tÝnh theo c«ng thøc trong b¶ng 10.6: Víi trôc cã mét r·nh then:W0=  .d 2 b.t1.(d 2  t1 ) 2 3  16 2.d 2 KiÓm nghiÖm trôc t¹i hai tiÕt diÖn nguy hiÓm 2-2 vµ 2-3 trôc bÞ yÕu do cã r·nh then +øng suÊt uèn :  a1  M u1 / Wu1