Thiết kế bộ truyền đai p4 1

Tài liệu giới thiệu về phương pháp thiết kế chi tiết máy có sự trợ giúp của máy tính, cụ thể là giới thiệu tính toán thiết kế nhanh các bộ truyền trong cơ khí.Trong tài liệu này gói gọn ở việc sử dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế bộ truyền đai

Trang 1

Chương 4 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI, XÍCH 4.1.Thiết kế bộ truyền đai thang

4.1.1.Khởi tạo chương trình

Khởi động phần mềm bằng cách kích đúp chuột vào biểu tượng của phần mềm trên desktop hoặc vào Start/Program/Autodesk/Autodesk Inventor 2014

4.1.2 Thiết lập file thiết kế

Sau khi khởi động phần mềm, thực hiện lệnh New,lựa chọn file standard.iam

Hình 4.1.Chọn file thiết kế

Chọn tab Design sau đó chọn V-Belt để tiến hành thiết kế bộ truyền đai

thang

Trang 2

Hình 4.2.Lựa chọn thiết kế đai thang

Sau khi chọn mục V-Belts,tạo và lưu thư mục lắp ghép Hộp thoại V-Belts component generator sẽ xuất hiện

Hình 4.3.Hộp thoại V-Belts component generator

Trang 3

Trong hộp thoại V-Belts component generator có 2 tab: Design và Calculation

4.1.3 Tab Design

Tab Design để khai báo các thông số về hình học của đai, bánh đai, loại đai

- Belt:Chọn loại đai

Hình 4.4 Lựa chọn loại đai trong thư viện đai tiêu chuẩn

Trong thư viện của Inventor có các loại đai tiêu chuẩn để người thiết kế

có thể lựa chọn cho phù hợp với mục đích thiết kế

- Belt mid plane: Chọn mặt phẳng đối xứng của đai

Người thiết kế sử dụng chuột để lựa chọn mặt phẳng đối xứng của đai, có thể chọn mặt phẳng gốc trên cây thư mục hoặc lựa chọn một mặt phẳng cơ sở nào đó có sẵn

Trang 4

Hình 4.5 Chọn mặt phẳng đối xứng của đai

Trong trường hợp muốn dịch chuyển mặt phẳng đối xứng của đai, người thiết kế nhập giá trị dịch chuyển vào mục Mid Plane Offset

-Number of belts:Lựa chọn số đai

- Datum length:Chiều dài đai - Chọn theo tiêu chuẩn

Hình 4.6.Chọn chiều dài đai

Trang 5

- Pulleys: Thiết kế các thông số bánh đai

Tiến hành thiết kế thông số hình học của bánh đai, hộp thoại Groove pulley properties sẽ hiện ra:

Hình 4.7.Thiết kế các thông số bánh đai

Có hai lựa chọn: kích thước mặc định hoặc kích thước tuỳ chỉnh Nếu người thiết kế không lựa chọn mục Custom size thì các kích thước của bánh đai

sẽ lấy giá trị mặc định Nếu người thiết kế lựa chọn mục Custom size thì có thể thay đổi các thông số hình học tuỳ chỉnh

Trong một số trường hợp bánh đai truyền cho hơn một bộ truyền, ta có thể lựa chọn số rãnh đai nhiều hơn số đai của bộ truyền đang thiết kế Để thay đổi số rãnh đai của bánh đai, người thiết kế lựa chọn mục Custom number of grooves

và nhập số rãnh đai vào mục Number of grooves

Thực hiện tương tự với bánh đai thứ 2 của bộ truyền

Trang 6

4.1.4 Tab Calculation

Tab Calculation để khai báo và thực hiện các lệnh tính toán

- Type of calculation: Lựa chọn phương pháp tính toán

Hình 4.9 Các phương án lựa chọn phương pháp tính toán

Có hai phương pháp tính toán:

Trang 7

+ Strength check: Từ thông số đầu vào tiến hành chọn số đai, chọn loại đai và các thông số hình học khác sau đó tiến hành kiểm tra bền đối với đai và các chi tiết khác

+ Design number of belts:Từ thông số đầu vào tiến hành chọn loại đai và các thông số hình học khác sau đó tiến hành tính toán chọn số đai để đảm bảo an toàn khi làm việc

- Load: Tải trọng

Hình 4.10 Các phương án tính toán tải trọng bộ truyền

Trang 8

Người thiết kế lựa chọn kiểu thông số tải trọng đầu vào và nhập số liệu tính toán Có 3 phương án nhập thông số tải trọng đầu vào:

+ Torque, Speed => Power: Biết mô men xoắn, tốc độ quay tính toán công suất

+ Power, Torque=> Speed: Biết công suất, mô men xoắn => tính toán tốc

độ quay

+Power, Speed => Torque: Biết công suất, tốc độ quay => tính toán mô men xoắn

- Power: Công suất trên trục chủ động

- Speed : Tốc độ quay của trục chủ động

- Torque: Mô men xoắn trên trục chủ động

- Service factor: Hệ số làm việc

- Factors: Các hệ số

Người thiết kế có thể lựa chọn hệ số mặc định hoặc hệ số tuỳ chỉnh

Trong trường hợp người thiết kế lựa chọn hệ số tuỳ chỉnh (lựa chọn mục Custom) thì sẽ điền giá trị các hệ số vào các ô tương ứng:

+ Arc of contract correction factor: Hệ số dịch chỉnh cung tiếp xúc

+ Number of belts correction factor: Hệ số dịch chỉnh số lượng đai

+ Number of pulleys correction factor: Hệ số dịch chỉnh số lượng bánh đai

- Belt properties: Tính chất đai

+ Base power rating: Tỷ lệ công suất cơ sở

+ Length correction factor: Hệ số dịch chỉnh của độ dài dây đai

- Belt tensioning: Lực căng đai

+ Tension factor: Hệ số căng đai

Sau khi hoàn thành việc lựa chọn các thông số hình học, thông số tải trọng

và các hệ số, tiến hành tính toán kiểm tra bền bằng nút calculate Nếu phần mềm báo kết quả tính toán:

- Calculation indicates compliance: Tính toán thành công

- Calculation indicates design failure: Tính toán thất bại

Trang 9

4.1.5 Kết quả

Kết quả tính toán thiết kế bộ truyền được hiển thị ở hai dạng: Mô hình và

số liệu tính toán

Kết quả mô hình bộ truyền được lưu trữ dạng file chi tiết và hệ lắp ghép trong ổ cứng máy tính theo đường dẫn đã được người thiết kế lựa chọn Ngoài ra

số liệu hình học cũng được hiển thị tại Tab Design như sau:

Hình 4.11 Kết quả tính toán thiết kế bộ truyền đai trong tab design

- V-Belt: thông số đai

+ Width (b): Bề rộng đai

+ Height (h): Chiều cao đai

+ Datum length (Ld): Độ dài tiêu chuẩn đai

Trang 10

+ External length (Le): Chiều dài viền ngoài của đai

+ Internal length (Li): Chiều dài vành trong của đai

+ Minimum recommended pulley datum diameter (Dwin): Đường kính tối thiểu của bánh đai

- Pulley 1: Bánh đai số 1 (bánh đai chủ động):

+ Datum diameter (Dd): Đường kính cơ sở của bánh đai chủ động

+ Width Pulley (B): Bề rộng bánh đai chủ động

+ Arc of contact (β): Cung tiếp xúc

+ x coordinate (x): Toạ độ tâm bánh đai chủ động theo phương ox

+ y coordinate (y): Toạ độ tâm bánh đai chủ động theo phương oy

Một số thông số hình học khác cũng được thể hiện trên hình vẽ:

Hình 4.12 Kết quả tính toán bánh đai số 1

- Pulley 2: Bánh đai số 2 (bánh đai bị động)

+ Datum diameter (Dd): Đường kính cơ sở của bánh đai bị động

+ Width Pulley (B): Bề rộng bánh đai bị động

Trang 11

+ Theoretical transmisstion ratio (iT ): Tỷ số truyền của bộ truyền lý thuyết

+ x coordinate (x): Toạ độ tâm bánh đai bị động theo phương ox

+ y coordinate (y): Toạ độ tâm bánh đai bị động theo phương oy

Một số thông số hình học khác cũng được thể hiện trên hình vẽ:

Hình 4.13 Kết quả tính toán bánh đai số 2

Kết quả tính toán về lực và tải trọng được hiển thị trên hộp thoại sau:

Trang 12

Hình 4.14 Kết quả tính toán về lực và tải trọng

- Results: Kết quả chung

+Number of belt (z): Số đai

+ Number of belt required (zer ): Số đai cần thiết

+ Belt speed (v): Vận tốc đai

+ Belt flex frequency (fb): Tần số uốn đai

+ Effective pull (Fp): Lực vòng

+ Centrifugal force (Fc): Lực ly tâm

+ Belt installation tension (Ft): Lực căng đai

Trang 13

+ Maximum tension in belt span (Ftmax): Lực tối đa trong dải đai

+ Efficiency (η): Hiệu suất bộ truyền

+ Belt slip (s): Hệ số trượt đai

- V-Belt: Dây đai

+ Base power rating (PRB): Tỷ lệ công suất cơ sở

+ Minimum recommended pulley datum diameter (Dwmin): Giá trị đường kính bánh đai tối thiểu

+ Maximum belt speed (vmax): Tốc độ dây đai tối đa

+ Maximum flex frequency (fmax): Tần số uốn đai tối đa

+ Specific mass (m): Khối lượng riêng

- Pulley 1: Bánh đai số 1

+ Power ratio (Px): Tỷ số công suất

+ Power (P): Công suất

+ Torque (T): Mô men

+ Speed (n): Tốc độ quay

+ Pitch Diameter (DP): Đường kính vòng chia

+ Force on input (F1): Lực trên dây đai căng khi truyền tải

+ Force on output (F2): Lực trên dây đai trùng khi truyền tải

+ Resultant axle load (Fr): Lực hướng tâm lên ổ trục

+ Static tensioning force (Fv): Lực căng tĩnh

+ Span length (Lf): Chiều dài dây đai khi dãn

- Pulley 2: Bánh đai số 2