Bài tập thiết kế hệ thống dẫn động môn Chi tiết máy

Bài tập lớn thiết kế hệ thống dẫn động môn chi tiết máy. Gồm bộ truyền xích, hộp giảm tốc bánh răng thẳng, bộ truyền đai, và 2 bài tập về vít đai ốc và mối ghép ren. Các số liệu có thể có nhầm lẫn, chủ yếu tham khảo quy trình tính toán.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Phương án: 8 – 6SVTH: Phạm Đăng Duy Vũ 1614174

TP HỒ CHÍ MINH, ngày 25 tháng 5 năm 2018

SVTH: Phạm Đăng Duy Vũ 1614174

Bài tập lớn CHI TIẾT MÁY Nhận xét của giảng viên hướng dẫn ………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

……….

………

…………

(Ghi nhận xét của giảng viên hướng dẫn bộ môn, GVHD ghi điểm và ký tên xác nhận)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.2 Đặc tính kĩ thuật 31.3 Thông số bộ truyền xích 51.4 Thông số bộ truyền bánh răng 10

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Hệ thống truyền động thang máy thùng treo 1

1.3 Kích thước trục I 111.4 Lực tác dụng lên trục I 121.5 Biểu đồ nội lực trục I 13

1.7 Kích thước trục II 161.8 Lực tác dụng lên trục II 171.9 Biểu đồ nội lực trục II 18

2.2 Biểu đồ nội lực trục vít 233.1 Mối ghép ren lưỡi cưa 24

BÀI 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

THANG MÁY THÙNG TREO

Thiết kế hệ thống truyền động thang máy thùng treo:

Hình 1.1 Hệ thống truyền động thang máy thùng treo

Hệ thống dẫn động thang máy gồm: 1- Động cơ điện; 2- Nối trục đàn hồi;

3- Hộp giảm tốc bánh răng nghiêng 1 cấp; 4- Bộ truyền xích; 5- Xích;

6- Bộ phận căng xích; 7- Thùng treo; 8- Vật tải

Số liệu đầu vào:

Phương án Lực vòng

xích tải(Ft , N)

Vận tốcvòng (v ,m/s)

Bước xích(p,mm)

Số răngđĩa xích(Z)

Thời gianphục vụ(L,năm)

Quay một chiều, làm việc hai ca (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

Hiệu suất nối trục :

Hiệu suất ổ lăn :

Hiệu suất bánh răng:

Hiệu suất truyền xích:

ct

n u

Tỷ số truyềnchung

Tỷ số truyềnBánh răng

Tỷ số truyềnXích

II. Thiết kế bộ truyền xích:

Tỷ số truyền u Công suất

(P1,kW)

Số vòng quaykhâu dẫn(n, vòng /phút)

Chế độ làmviệc3,107 2,152 300

Quay mộtchiều, làmviệc hai ca

1. Chọn loại xích ống con lăn

Chọn xích con lăn một dãy, cho nên Kx=1

4. Công suất tính toán:

= 3,558 kW

Từ đó chọn được bước xích theo bảng 5.4, pc= 15,875 mm.

5. Kiểm tra số vòng quay tới hạn tương ứng bước xích theo bảng 5.2:

Số vòng quay tới hạn

nth (vòng/phút)

Số vòng quay khâudẫn n1 (vòng/phút)

1000 300

6. Vận tốc trung bình v của xích:

= 1,825 m/sLực vòng có ích:

=1179,18 N

7. Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc:

Do Pc = 15,875 nên thỏa điều kiện

III. Bộ truyền bánh răng:

1. Chọn vật liệu thép 40Cr được tôi thể tích

Vì Nên ta suy ra :

3. Tính giới hạn mỏi:

Suy ra:

Chọn theo tiêu chuẩn aw= 80 mm.

8. Môđun răng m= (0,0125÷ 0,025)aw= 1÷2 chọn m= 1,5

9. Từ điều kiện: 20o ≥ β ≥ 8o

Suy ra

Suy ra

Vậy theo tính toán thì kết quả thiết kế thỏa điều kiện bền tiếp xúc

Do đó, ta kiểm tra theo độ bền uốn

12. Kiểm tra theo độ bền uốn:

• Hệ số dạng răng:

+ + Suy ra:

Mà [σF2] = 385,71 Mpa

Do đó σF2 < [σF2] Kết quả tính toán thỏa điều kiện bền uốn

Bảng 1.4: Thông số bộ truyền bánh răng

T1 = 22,647 Nm; P1= 2,241 Kw; n1= 945 vòng /phút

Hình 1.2: Sơ đồ trục I

1. Tính lực:

= 1177,69 N 268,43 N

2. Chọn sơ bộ kích thước dài và đường kính trục:

Hình 1.3: Kích thước trục I

Chọn sơ bộ theo tiêu chuẩn

• Đường kính trục tại ổ lăn : d= 20 mm

• Đường kính trục tại nối trục : do= 19 mm

• Đường kính trục tại bánh răng: d1= 22 mm

Có Suy ra RAx= 338 N; RCx= 706,46 N

Từ đó ta suy ra biều đồ nội lực cho trục I như sau:

Hình 1.5: Biểu đồ nội lực trục I

4. Kiểm tra bằng hệ số an toàn:

Chọn mặt cắt nguy hiểm nhất là B:

TB= 22,647 NmChọn sơ bộ then cho trục I:

Thông số b

(mm)

h(mm)

t(mm)

t1

(mm)Then tại

nối trục

Then tạibánh răng

Bỏ qua tác động của lực dọc trục ta có:

Trong đó :

Ứng suất xoắn Trong đó:

Từ đó suy ra Chọn các hệ số :

Tính các hệ số an toàn:

Nhận xét trục I thỏa điều kiện hệ số an toàn

Trục II:

T2=68,51 Nm; P1= 2,152 Kw; n1= 300 vòng /phút

Chọn sơ bộ theo tiêu chuẩn

• Đường kính trục tại ổ lăn : d = 30 mm

• Đường kính trục tại nối xích : do= 28 mm

• Đường kính trục tại bánh răng: d1= 32 mm

Có Suy ra REx= 1448,32 N; RGx = 1626,68 N

Từ đó ta suy ra biều đồ nội lực cho trục I như sau:

Hình 1.9: Biểu đồ nội lực trục II

1. Kiểm tra bằng hệ số an toàn:

Chọn mặt cắt nguy hiểm nhất là F:

TG = 71,568 NmChọn sơ bộ then cho trục I:

Thông số b

(mm)

h(mm)

t(mm)

t1

(mm)Then tại

bánh xích

Then tạibánh răng

Bỏ qua tác động của lực dọc trục ta có:

Trong đó :

Ứng suất xoắn Trong đó:

Từ đó suy ra Chọn các hệ số :

Suy ra: X=0,56 và Y= 1,85

4. Tải trọng quy ước:

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay:

Suy ra: X = 1 và Y = 0

4. Tải trọng quy ước:

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay:

(Vì là ren hình thang cân)

Từ đó, ta chọn ren như sau:

Bảng 2.1: Thông số ren

d2 (mm) d1 (mm) d (mm) ps (mm)

3. Chiều cao đai ốc:

Số ren:

4. Tính toán mô men trên ren:

Suy ra mô men trên ren:

6. Chiều dài tay quay:

Cân bằng Mô men trên vít me ta có : Ttq= Tr= 32,684 Nm

Từ đó suy ra :

Chọn Ltq= 170 mm

BÀI 3: MỐI GHÉP REN

Xác định đường kính phần có ren của trục Cho biết lực cản khi cắt Fc có

phương tiếp tuyến lưỡi cưa, đường kính lưỡi cưa D1, mm đường kính miếng đệm D2, mm, f = 0,25, [σ] = 80 MPa

Hình 3.1 Mối ghép ren lưỡi cưa

Fc, kN D1, mm D2, mm

1. Đưa lực cản Fc về trọng tâm lưỡi cưa, thêm momen cản M Lực cản Fc tác dụng lên trục Momen cản M có xu hướng khiến lưỡi cưa bị trượt trên bề mặt miếng đệm Ta chỉ xét điều kiện mối ghép ren để lười cưa không bị xoay trượt

2. Tính toán lực xiết V

Để lưỡi cưa không bị trượt do momen M:

3 Tính toán đường kính phần có ren của trục theo công thức:

Chọn ren M64 theo bảng 17.7, với các thông số như sau:

d = 64 mm; d1= 57,505 mm và d2= 60,103mm

TÀI LIỆU THAM THẢO

[1] Nguyễn Hữu Lộc (2016), Giáo trình Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia

TP.HCM

[2] Nguyễn Hữu Lộc (2016), Bài tập Chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM

10.1 Cơ tính vật liệu chế tạo trục 392

Phụ lục 7.1 Ren hình thang một mối ren, mm 496

(SBT)

3 17 17.7 Các kích thước chủ yếu của ren hệ mét 663