Bài tập chi tiết máy tính ứng suất tiếp xúc
Chương 1: CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Bài 1: Trục tâm quay có đường kính d = 60mm, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Vật liệu trục – thép hợp kim 40Cr ( b 1200MPa 1F 450MPa ) Bề mặt trục mài tinh Tại tiết diện nguy hiểm (có moment uốn lớn nhất) lắp bánh có rãnh then Số vòng quay trục n = 200 vg/ph, thời gian làm việc tính toán năm, hệ số thời gian làm việc năm Kn = 0,70; hệ số thời gian làm việc ngày Kng = 0,33 Hệ số an toàn [s] = Chỉ số mũ đường cong mỏi m = Tải trọng thay đổi theo bậc hình vẽ Hãy xác định: a) Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, hệ số tuổi thọ KL trục, biết số chu kỳ sở N0 = 5.106 b) Ứng suất uốn cho phép F trục Giải 1: TÓM TẮT SỐ LIỆU: d = 60mm - ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Thép hợp kim 40Cr; b 1200MPa 1F 450MPa Mài tinh; Lắp bánh có rãnh then n = 200 vg/ph; L = năm; Kn = 0,70; Kng = 0,33 [s] = 2; m = 6; N0 = 5.106 a) Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, tính sau: m' T N LE 60 i ni ti (1) i 1 Tmax Theo biểu đồ ta có: T1 = 0,4T; T2 = T; T3 = 0,4T Tmax = T ni số vòng quay ứng với chế độ làm việc thứ i Do đề không nói thêm, nên ta có n1 = n2 = n3 = 200 vg/ph Cũng từ biểu đồ ta có, ta xác định t1, t2 t3: 0, 4tck 0, 2tck 0, 4tck Lh 0, Lh ; t3 t1 Lh 0, Lh ; t2 Lh 0, Lh (*) tck tck tck Với Lh Kng 24.Kn 365.L 0,33 24 0,7 365 8094, 24 h Thay Lh vào (*), ta suy được: t1 t3 0, 4Lh 3237,696 h; t2 0, 2Lh 1618,848 h Số mũ đường cong mỏi m = m’ = Từ đó, theo công thức (1), ta có kết sau: N LE 6 6 T T T2 T3 T2 T3 1 60 n1t1 n2t2 n3t3 60n t1 t2 t3 Tmax Tmax Tmax Tmax Tmax Tmax 6 0, 4T 6 T 0, 4T 60 200 3237, 696 1618,848 3237, 696 T T T 1,97.10 chu kì Do NLE = 1,97.107 > N0 = 5.106 KL = b) Ứng suất cho phép F trục xác định theo công thức sau: F lim s K K L (2) Do ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên lim 1F 450 Mpa (tham khảo thêm trang 40 – SGK) hệ số kích thước (tra đồ thị 2.6 – trang 40) – với d = 60mm & đường (giới hạn chảy mỏi loại thép carbon thép hợp kim) Ta suy được: 0, 78 hệ số tăng bền bề mặt (tra đồ thị 2.7 – trang 41) – với b 1200MPa & đường (mài tinh) Ta suy được: 0,9 [s] = KL = K hệ số tập trung ứng suất (tra bảng 10.5 10.8 – trang 360/361/362) Với trường hợp trục có lắp bánh có rãnh then (theo hình 10.18 – trang 360 => hình a tra bảng 10.8 – trang 362) Tra với b 1000 & Rãnh then K 2,3 Thay tất vào công thức (2), ta được: 450 0, 78 0,9 1 68, 67 MPa F 2,3 Bài 2: Bánh trụ thẳng (bánh dẫn) truyền chuyển động công suất cho bánh bị dẫn 2, 3, hình Tải trọng tác dụng lên bánh dẫn chu kỳ thay đổi theo bậc Các bánh chế tạo từ thép hợp kim thấm than có độ rắn bề mặt 64HRC Số vòng quay bánh dẫn không đổi n1 = 420 vg/ph, truyền làm việc 6000h Hãy xác định: a) Số chu kỳ làm việc tương đương NHE, hệ số KHL bánh dẫn b) Ứng suất tiếp xúc cho phép H bánh dẫn Giải 2: TÓM TẮT SỐ LIỆU: Tải trọng thay đổi theo bậc Bánh chế tạo từ thép hợp kim thấm than có độ rắn bề mặt 64HRC = 640HB n1 = 420 vg/ph (không đổi) L = 6000h Số chu kỳ làm việc tương đương NHE là: m' T N HE 60c i ni ti (1) – với c = (số lần ăn khớp bánh dẫn vòng quay) (công thức i 1 Tmax 6.36 – trang 221) Với T1 = T; T2 = 0,7T; T3 = 0,4T; T4 = 0,2T Tmax = T Ta có: tck = 60s 15 15 t1 t2 t3 t4 6000 6000 1500 h tck 60 n1 = n2 = n3 = n4 = 420 vg/ph Do ứng suất tiếp xúc nên ta có m’ = Thay vào công thức (1), ta được: N HE 3 T 3 T2 T3 T4 60c n1t1 n2t2 n3t3 n4t4 Tmax Tmax Tmax Tmax T 3 T 3 T 3 T 60cn1t1 Tmax Tmax Tmax Tmax T 3 0, 7T 3 0, 4T 3 0, 2T 3 60 420 1500 T T T T 1,605.108 chu kì Để xác định KHL, ta phải xác định NH0: N HO 30HB2,4 30 6402,4 1,629.108 chu kì (xem trang 220) Vì NHE < NHO nên KHL xác định công thức sau: N K HL mh HO (công thức 6.34 – trang 220) (3) N HE Với mh bậc đường cong mỏi, có giá trị Từ đó, theo (3), ta được: K HL 1, 629.108 1, 00248 1, 605.108 Ứng suất tiếp xúc cho phép H bánh dẫn xác định theo công thức: 0,9 K HL (4) (công thức 6.33 – trang 220) sH Với bánh chế tạo từ thép hợp kim thấm than H lim 25 HRC (tra bảng 6.13 – trang 220) sH hệ số an toàn (tra bảng 6.13 – trang 220) sH = 1,2 Từ đó, theo (4), ta được: 0,9 1, 00248 187,965 MPa H 250 1, H H lim Bài 3: Trục bậc chịu uốn có bán kính góc lượn r = 4mm, đường kính d = 60mm, bề mặt mài tinh Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Tải trọng thay đổi theo bậc hình, số vòng quay trục n = 200 vg/ph Vật liệu trục thép 45, giới hạn bền b 600 MPa, giới hạn mỏi uốn 1F 250 MPa Trục làm việc năm, năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc Hệ số an toàn [S] = 1,75 Chỉ số mũ m = Hãy xác định: a) Số chu kỳ làm việc tương đương NLE Cho trước số chu kỳ sở N0 = 5.106, xác định hệ số tuổi thọ KL b) Ứng suất uốn cho phép trục Giải 3: TÓM TẮT SỐ LIỆU: Bán kính góc lượn r = 4mm; đường kính d = 60mm, bề mặt mài tinh Ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng n = 200 vg/ph Thép 45 b 600 MPa; 1F 250 MPa L = năm, năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc [S] = 1,75; m = 6; N0 = 5.106 Số chu kỳ làm việc tương đương NLE: m' T N LE 60 i ni ti (1) i 1 Tmax tck = 100s T1 = T; T2 = 0,8T; T3 = 0,3T; T4 = 0,6T Tmax = T 300 ; Kn K ng 24 365 Ta được: 300 Lh K ng 24.K n 365.L 24 365 7200 h 24 365 Theo hình trên, ta xác định được: 20 20 t1 t3 Lh 7200 1440 h tck 100 30 30 t2 t4 Lh 7200 2160 h tck 100 Do trục quay không đổi nên n1 = n2 = n3 = n4 = 200 vg/ph m=6 Theo (1), ta được: N LE 6 T T2 T3 T4 60 n1t1 n2t2 n3t3 n4t4 Tmax Tmax Tmax Tmax 6 T T T T 60n t1 t2 t3 t4 Tmax Tmax Tmax Tmax 6 T 0,8T 0,3T 0, 6T 60 200 1440 2160 1440 2160 T T T T 2,53.10 chu kì Do NLE = 2,53.107 > N0 = 5.106 KL = Ứng suất uốn cho phép trục xác định theo công thức: lim s K K L (2) Do ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên lim 1F 250 MPa Với tra đồ thị 2.6 – trang 40 với thông số tra d = 60mm & đường số 0, 78 tra đồ thị 2.7 – trang 41 với thông số tra b 600 MPa & đường số 0,95 KL = [s] = 1,75 t (70 60) / K tra bảng 10.5 – trang 360 với thông số tra 1, 25 (tra với t/r = 1) & r r 0, 07 & b 600 MPa K 1,65 d 60 Theo (2), ta được: 250 0, 78 0,95 1 64,16 MPa lim K L 1, 75 1, 65 s K Bài 4: Chi tiết trục có đường kính d = 80mm, trục có rãnh then, chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Tải trọng thay đổi theo bậc hình Số chu kỳ làm việc hỏng N L = 5.105 chu kỳ Vật liệu chế tạo trục thép Carbon có độ rắn bề mặt 220HB Bề mặt trục mài bóng Giới hạn bền vật liệu b 700 MPa Hệ số an toàn cho phép [s] = Số chu kỳ sở vật liệu N = 4.106 chu kỳ Xác định ứng suất mỏi uốn cho phép vật liệu Giải 4: TÓM TẮT SỐ LIỆU: d = 80mm, trục có rãnh then; ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Số chu kỳ làm việc hỏng NL = 5.105 Thép Carbon có độ rắn bề mặt 220HB; mài bóng b 700 MPa; [s] = 2; N0 = 4.106 Do trục chịu ứng suất uốn vật liệu có độ rắn bề mặt 220HB m = (vì HB < 350) Ta tìm hệ số tuổi thọ KL trục: N 4.106 KL m 1, 4142 NL 5.105 Ứng suất mỏi uốn cho phép vật liệu (giòn) xác định theo công thức: lim s K K L (1) Do ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, ta có: lim 1F 0, 0,5 b Chọn lim 0, 700 280 MPa tra đồ thị 2.6 – trang 40 với thông số d = 80mm & đường số 0, 75 tra đồ thị 2.7 – trang 41 với thông số b 700 MPa & đường số KL = 1,4142 [s] = K tra bảng 10.8 – trang 362 với thông số b 700 MPa & rãnh then K 1,9 Vậy theo (1), ta có: 280 0, 75 1 1, 4142 78,15 MPa lim K L 1,9 s K Bài 5: Trục tâm quay có đường kính d = 40mm, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Vật liệu trục – thép hợp kim 40Cr ( b 1000 MPa 1F 500 MPa) Bề mặt trục mài tinh Tại tiết diện nguy hiểm (có moment uốn lớn nhất) lắp bánh có rãnh then Số vòng quay trục n = 150 vg/ph, thời gian làm việc tính toán năm, hệ số thời gian làm việc năm Kn = 0,66; hệ số thời gian làm việc ngày Kng = 0,33 Hệ số an toàn [s] = Chỉ số mũ đường cong mỏi m = Tải trọng thay đổi theo bậc hình vẽ Hãy xác định: a) Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, hệ số tuổi thọ KL trục, biết số chu kỳ sở N0 = 5.106 b) Ứng suất uốn cho phép F trục Giải 5: TÓM TẮT SỐ LIỆU: d = 40mm; ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Thép hợp kim 40Cr ( b 1000 MPa 1F 500 MPa) Mài tinh; lắp bánh có rãnh then n = 150 vg/ph; Lh = năm Kn = 0,66; Kng = 0,33; [s] = 2; m = 9; N0 = 5.106 Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, tính sau: m' T N LE 60 i ni ti (1) i 1 Tmax Theo biểu đồ ta có: T1 = T; T2 = 0,4T Tmax = T ni số vòng quay ứng với chế độ làm việc thứ i Do đề không nói thêm, nên ta có n1 = n2 = 150 vg/ph Cũng từ biểu đồ ta có, ta xác định t1 t2 0,3tck 0, 7tck Lh 0,3Lh ; t2 Lh 0, Lh (*) tck tck Với Lh Kng 24.Kn 365.L 0,33 24 0,66 365 5723,8 h Thay Lh vào (*), ta suy được: t1 0,3Lh 1717,14 h; t2 0, Lh 4006, 66 h Số mũ đường cong mỏi m = m’ = Từ đó, theo công thức (1), ta có kết sau: t1 9 T T T T N LE 60 n1t1 60n t1 t2 Tmax Tmax Tmax Tmax T 0, 4T 60 150 1717,14 4006, 66 T T 1,55.10 chu kì Do NLE = 1,55.107 > N0 = 5.106 KL = Ứng suất cho phép F trục xác định theo công thức sau: F lim s K K L (2) Do ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên lim 1F 500 MPa (tham khảo thêm trang 40 – SGK) hệ số kích thước (tra đồ thị 2.6 – trang 40) – với d = 40mm & đường (giới hạn chảy mỏi loại thép carbon thép hợp kim) Ta suy được: 0,825 hệ số tăng bền bề mặt (tra đồ thị 2.7 – trang 41) – với b 1000MPa & đường (mài tinh) Ta suy được: 0,9 [s] = KL = K hệ số tập trung ứng suất (tra bảng 10.5 10.8 – trang 360/361/362) Với trường hợp trục có lắp bánh có rãnh then (theo hình 10.18 – trang 360 => hình a tra bảng 10.8 – trang 362) Tra với b 1000 & Rãnh then K 2,3 Thay tất vào công thức (2), ta được: 500 0,825 0,9 1 80, 71 MPa F 2,3 Bài 6: Trục tâm quay có đường kính d = 50mm, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Vật liệu trục – thép hợp kim 40Cr ( b 1000 MPa 1F 500 MPa) Bề mặt trục mài tinh Tại tiết diện nguy hiểm (có moment uốn lớn nhất) lắp bánh có rãnh then Số vòng quay trục n = 200 vg/ph, thời gian làm việc tính toán năm, hệ số thời gian làm việc năm Kn = 0,66; hệ số thời gian làm việc ngày Kng = 0,33 Hệ số an toàn [s] = 1,8 Chỉ số mũ đường cong mỏi m = Tải trọng thay đổi theo bậc hình vẽ Hãy xác định: a) Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, hệ số tuổi thọ KL trục, biết số chu kỳ sơ N0 = 5.106 b) Ứng suất uốn cho phép F trục, cho biết hệ số 0,80 Giải 6: TÓM TẮT SỐ LIỆU: d = 50mm; ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng Thép hợp kim 40Cr ( b 1000 MPa 1F 500 MPa) Mài tinh; lắp bánh có rãnh then n = 200 vg/ph; Lh = năm Kn = 0,66; Kng = 0,33; [s] = 1,8; m = 9; N0 = 5.106; 0,80 Số chu kỳ làm việc tương đương NLE, tính sau: m' T N LE 60 i ni ti (1) i 1 Tmax Theo biểu đồ ta có: T1 = T; T2 = 0,7T Tmax = T ni số vòng quay ứng với chế độ làm việc thứ i Do đề không nói thêm, nên ta có n1 = n2 = 200 vg/ph Cũng từ biểu đồ ta có, ta xác định t1 t2 20 40 t1 Lh Lh ; t2 Lh Lh (*) 60 60 Với Lh Kng 24.Kn 365.L 0,33 24 0,66 365 5723,8 h Thay Lh vào (*), ta suy được: t1 Lh 1907,93 h; t2 Lh 3815,87 h 3 Số mũ đường cong mỏi m = m’ = Từ đó, theo công thức (1), ta có kết sau: N LE 9 T T T2 T2 1 60 n1t1 60n t1 t2 Tmax Tmax Tmax Tmax T 0, 7T 60 200 1907,93 3815,87 T T 2, 47.107 chu kì Do NLE = 2,47.107 > N0 = 5.106 KL = Ứng suất cho phép F trục xác định theo công thức sau: F lim s K K L (2) Do ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên lim 1F 500 MPa (tham khảo thêm trang 40 – SGK) 0,80 hệ số tăng bền bề mặt (tra đồ thị 2.7 – trang 41) – với b 1000MPa & đường (mài tinh) Ta suy được: 0,9 [s] = 1,8 KL = K hệ số tập trung ứng suất (tra bảng 10.5 10.8 – trang 360/361/362) Với trường hợp trục có lắp bánh có rãnh then (theo hình 10.18 – trang 360 => hình a tra bảng 10.8 – trang 362) Tra với b 1000 & Rãnh then K 2,3 Thay tất vào công thức (2), ta được: 500 0,8 0,9 1 86,96 MPa F 1,8 2,3 Chương 2: BỘ TRUYỀN ĐAI Bài 1: Bộ truyền đai có đường kính bánh đai nhỏ d1 = 125mm, tỉ số truyền u = 2,5, góc ôm bánh đai nhỏ 1 1600 Xác định khoảng cách trục a truyền chiều dài dây dai L Giải 1: d d d (u 1) 57d1 (u 1) 57 125 (2,5 1) Ta có: 1 180 57 180 57 a 534,375mm a a 180 1 180 160 L 2a Chiều dài dây đai: d d1 534,375 d d 4a 2a d1 u 1 2,5 125 125 125(2,5 1) 534,375 ud1 d1 4a 1772, 42mm Bài 2: Bộ truyền đai thang truyền động với công suất P1 = 2kW, số vòng quay trục dẫn n1 = 1250vg/ph, tỉ số truyền u = 3, đường kính bánh đai nhỏ d1 = 112mm, khoảng cách trục a = 350mm, tải trọng tĩnh Xác định số dây đai Z tiết diện đai Giải 2: P + Số dây đai z Trong đó: P P0 C Cu CLCz Cr Cv P P1 2kW Với: Tra hình 4.22 (trang 153, SGK, CTM 2009) Chọn đai loại A n1 1250vg / ph d1n1 112 1250 Ta tìm: v1 7,33(m / s) 60000 60000 d u 1 d d 112(3 1) Và: 1 180 57 180 57 180 57 143,520 a a 350 2 d d1 d1 (u 1) L 2a d d1 2a d1 u 1 4a 4a Chiều dài dây đai: 112(3 1) 1439,56mm 350 112(3 1) 350 Chọn Ltc = 1400mm d1 112mm Với: & Đai A Tra hình 4.21 (trang 151) Chọn P0 1,8kW v 7,33 m / s 1 + Các hệ số: C 1, 24(1 e1 /110 ) 1, 24(1 e143,52/110 ) 0,9037 Cu 1,14 (Bảng 4.9 – trang 152) (do u = > 2,5) CL L / L0 1400 /1700 0,9682 (L0 = 1700 đai A) Cz 0,95 (Giả sử có – đai) Cr (tải trọng tĩnh – Tra bảng 4.8 – trang 148) Cv 0,05(0,01v12 1) 0,05(0,01 7,332 1) 1,023 Vậy P 1,8 0,9037 1,14 0,9682 0,95 11,023 1,745(kW ) P1 1,1461 Vậy số dây đai P 1, 745 Tra bảng 4.3 – trang 128 với loại đai A ta thu tiết diện theo tiêu chuẩn 81mm2 z 31 93 o arccos 39,19 320 m z z 32 96 o Với z3 = 32 (răng) z4 = 96 (răng) Khi arccos n arccos 36,87 2a34 320 m z z 33 99 o - Với z3 = 33 (răng) z4 = 99 (răng) Khi arccos n arccos 34, 41 a 320 34 - Với z3 = 34 (răng) z4 = 102 (răng) Khi đó: m z z 34 102 o arccos n arccos 31, 79 a 320 34 - c Phân tích lực: Lưu ý lực phân tích dạng vector nên trình bày nhớ để dạng vector lực Và trình bày nhớ vẽ vị trí tương đối giống sơ đồ đề cho Hình phân tích minh họa cho phân tích lực mà không kể đến vị trí tương đối bánh Bài 2: Hệ thống truyền động hình (truyền từ trục I sang trục II, III trục IV) với 1, – bánh côn thẳng có môđun me; 3, – bánh trụ nghiêng chữ V có môđun mn; 5, – bánh trụ thẳng có môđun m Cho biết số vòng quay trục I n1 = 1464 vg/ph, số bánh răng: z1 = 24, z2 = 48, z5 = 22, z6 = 44 tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 3,15 Xác định: a Số vòng quay trục IV b Phương chiều lực tác dụng lên bánh Khi thay đổi chiều quay phương chiều lực thay đổi nào? c Nêu tiêu tính toán thiết kế cho cặp bánh răng? Giải tích sao? d Số z3, z4 góc nghiêng (40o 30o ) cho trước khoảng cách trục a34 = 250 mm môđun cặp bánh m = mn = me = mm Giải 2: TÓM TẮT: n1 = 1464 vg/ph; z1 = 24; z2 = 48; z5 = 22; z6 = 44 u34 = z4/z3 = 3,15 m = mn = me = mm a34 = 250 mm; 40o 30o a Tìm nIV b Phân tích lực, đổi chiều lực thay đổi nào? c Các tiêu tính toán thiết kế cho cặp bánh răng, giải thích? d z3, z4 = ? a) Xác định số vòng quay trục IV: n Ta có: u Mà u = u12.u34.u56 nIV n n n1 n1 1464 116 vg/ph Khi đó: u nIV z 48 44 z nIV u u12u34u56 3,15 u34 22 z1 z5 24 b) Phân tích phương chiều lực tác dụng lên bánh răng: Khi đổi chiều quay trục – ta có sau: c Các tiêu tính toán thiết kế cho cặp bánh răng: Ở cặp bánh côn 1,2 tiêu tính theo độ bền uốn, kiểm tra theo độ bền tiếp xúc truyền hở, bôi trơn nên dạng hư hỏng mòn Ở cặp bánh 3,4 5,6 tiêu tính theo độ bền tiếp xúc, kiểm tra theo độ bền uốn truyền kín, bôi trơn tốt, dạng hư hỏng tróc mỏi bề mặt răng: ứng suất tiếp xúc ma sát bề mặt d Tính z3, z4 m z z m z 1 u34 m z 1 u34 cos n Ta có: a34 n n 2cos 2cos 2a34 Mà theo đề ta có: 30o 40o cos 40o cos cos30o m z 1 u34 2a cos 40o 2a cos 30o cos 40o n cos 30o 34 z3 34 2a34 mn 1 u34 mn 1 u34 250cos 40o 250cos 30o z3 23, 07 z3 26, 09 1 3,15 1 3,15 + Với z3 = 24 z4 u34 z3 3,15 24 75,6 Chọn z4 = 76 m z 1 u34 24 1 3,15 o Và arccos n arccos 37,17 2a34 250 + Với z3 = 25 z4 u34 z3 3,15 25 78,75 Chọn z4 = 79 m z 1 u34 25 1 3,15 o Và arccos n arccos 33,90 2a34 250 + Với z3 = 26 z4 u34 z3 3,15 26 81,9 Chọn z4 = 82 m z 1 u34 26 1 3,15 o Và arccos n arccos 30,32 2a34 250 Bài 3: Cho hệ thống truyền động hình truyền chuyển động từ bánh đến bánh Trong đó, tỉ số truyền cặp bánh 1-2 u12 = 2; tỉ số truyền cặp bánh 3-4 u34 = 2,5 Số vòng quay bánh n1 = 1450 vg/ph Hãy tính: Số vòng quay bánh Xác định phương, chiều lực tác dụng lên bánh Giải 3: TÓM TẮT: u12 = 2; u34 = 2,5 n1 = 1450 vg/ph (1) n4 = ? (2) Xác định phương chiều lực tác dụng lên bánh Ta có: n1 n n 1450 u n4 290 vg/ph n4 u u12u34 2,5 Xác định phương chiều lực tác dụng lên bánh Bài 4: Hệ thống truyền động hình (truyền từ động – trục I sang trục II, III trục IV đến băng tải) với 1, – bánh côn thẳng có môđun me; 3, – bánh trụ nghiêng có môđun mn1 góc nghiêng 1 ; 5, – bánh trụ chữ V (răng nghiêng) có môđun mn2 góc nghiêng Cho biết vận tốc dài băng tải vbt = 1,465 m/s, đường kính băng tải D = 300 mm, số bánh răng: z1 = 18, z2 = 36, z3 = 20, z4 = 60, tỉ số truyền u56 = z6/z5 = 2,5, tỉ số truyền truyền xích ux = 2,13, môđun cặp bánh nghiêng – mn2 = mm Xác định: Số vòng quay trục băng tải trục I Số z5, z6 góc nghiêng ( 400 2 30o ) với khoảng cách trục a56 = 200 mm Phương chiều lực tác dụng lên bánh đĩa xích Khi thay đổi chiều quay trục động phương chiều lực thay đổi nào? Giải 4: vbt = 1,465 m/s D = 300 mm z1 = 18; z2 = 36; z3 = 20; z4 = 60 u56 = z6/z5 = 2,5; ux = 2,13 mn2 = mm a56 = 200 mm 400 2 30o (1) Số vòng quay trục băng tải & trục I (2) z5, z6 ? (3) Phân tích lực (4) Thay đổi chiều động lực thay đổi nào? Ta có liên hệ vận tốc góc vận tốc dài là: Dbt 2v n 2v 60vbt Với Dbt tính đơn vị mét vbt rbt bt bt bt n Dbt 30 Dbt Dbt 60 1, 465 Vậy ta có: nbt 93 vg/ph 0,3 Ta có: m z z m z 1 u56 m z 1 u56 a56 n n cos n 2cos 2cos 2a56 Mà theo đề ta có: 30o 2 40o cos 40o cos 2 cos30o mn z5 1 u56 2a56 cos 40o 2a56 cos 30o o cos 40 cos 30 z5 2a56 mn 1 u56 mn 1 u56 o 200cos 40o 200cos 30o z5 21,89 z3 24, 74 1 2,5 1 2,5 + Với z5 = 22 z6 u56 z5 2,5 22 55 m z 1 u56 22 1 2,5 o Và arccos n arccos 39, 65 a 200 56 + Với z5 = 23 z6 u56 z5 2,5 23 57,5 Chọn z6 = 58 m z 1 u56 23 1 2,5 o Và arccos n arccos 36,39 a 200 56 + Với z5 = 24 z6 u56 z5 2,5 24 60 m z 1 u56 24 1 2,5 o Và arccos n arccos 32,86 a 200 56 Phân tích lực: Thay đổi chiều động có lực Fa lực Ft thay đổi (vẽ hình lại) Bài 5: Hệ thống truyền động hình (truyền tự động – trục I sang trục II đến trục III IV đến trục công tác V) với 1, – bánh côn thẳng có môđun me; 3, – bánh trụ nghiêng có môđun mn; 5, – bánh trụ thẳng có môđun m Cho biết số vòng quay trục động ndc = 2980 vg/ph, tỉ số truyền truyền đai ud = 2,5, số bánh răng: z1 = 18, z2 = 44, z5 = 28, z6 = 82, tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 4, tỉ số truyền xích ux = Môđun cặp bánh mn = m = mm Xác định: Số vòng quay trục công tác V Số z3, z4 góc nghiêng để khoảng cách trục a34 = a56 Phương chiều lực tác dụng lên bánh răng, bánh đai đĩa xích Khi thay đổi chiều quay trục động phương chiều lực thay đổi nào? Giải 5: TÓM TẮT SỐ LIỆU: ndc = 2980 vg/ph ud = 2,5; u34 = z4/z3 = 4; ux = z1 = 18; z2 = 44; z5 = 28; z6 = 82 mn = m = mm Số vòng quay trục công tác V: ndc n ndc ndc 2980 u nV dc 21 vg/ph 44 82 nV u ud u12u34u56ux u z2 u z6 u 2,5 d 34 x 18 28 z1 z5 Khoảng cách trục a34 m z z m z 1 u34 m z 1 u34 m z5 z6 a34 n n a56 n 220 cos cos cos mn z3 1 u34 440 Mặt khác, ta lại có: 8o 20o Vậy ta có: cos cos 20o cos cos8o cos 20o mn z3 1 u34 440 cos 20o 440 cos8o cos8o z3 440 mn 1 u34 mn 1 u34 440 cos 20o 440 cos8o z3 20, 67 z3 21, 79 1 1 + Vậy z3 = 21 z4 u34 z3 21 84 m z 1 u34 211 o Và arccos n arccos 17,34 440 440 Phân tích lực Ở cặp bánh đai lực tác dụng lên hai bánh chủ yếu lực F r lực vòng có ích Ft Lực nhánh căng F1 nhánh chùng F2 dời song song tâm bánh đai tìm hợp lực đó, ta Fr Và Fr (2 3) Ft Ở cặp bánh xích lực tác dụng chủ yếu lên hai bánh lực Fr Ft Và Fr Ft 10 Ta phân tích lực tác dụng lên bánh theo hình sau đây: Lưu ý làm ta phải vẽ theo sơ đồ tương đối đề bài, kể bánh đai, bánh xích trục công tác Bài làm mang tích chất tham khảo Khi thay đổi chiều quay trục động có lực Ft, Fa thay đổi (vẽ hình lại) Bài 6: Cho hệ thống truyền động hình truyền chuyển động từ động đến trục dẫn động băng tải Trong đó: 1, – bánh côn thẳng; 3, – bánh trụ nghiêng có môđun mn góc nghiêng ; 5, – bánh trụ thẳng có môđun m, số z5 = 20, z6 = 60 Xác định số z3, z4 góc nghiêng 8o 20o để a34 = a56 Biết mn = m = mm; tỉ số truyền u34 = 2 Xác định phương chiều lực tác dụng lên bánh đĩa xích Chiều nghiêng bánh nghiêng hình có hợp lý chưa? Tại sao? 11 Giải 6: TÓM TẮT SỐ LIỆU: z5 = 20; z6 = 60 mn = m = mm u34 = 8o 20o Xác định z3, z4 để a34 = a56 Khoảng cách trục a34 tính theo công thức: m z z m z 1 u34 m z 1 u34 m z5 z6 20 60 a34 n n a56 n 160 cos cos cos 2 mn z3 1 u34 320 Theo đề bài, ta có: cos 8o 20o cos 20o cos cos8o cos 20o mn z3 1 u34 cos8o 320 320 cos 20o 320 cos8o z3 25, 06 z3 26, 41 mn 1 u34 mn 1 u34 + Vậy z3 = 26 z4 u34 z3 26 52 m z 1 u34 26 1 o Và arccos n arccos 12,84 320 320 Phân tích lực: 12 Chiều nghiêng bánh nghiêng hình hợp lý Vì lực Fa3 Fa2 ngược chiều làm giảm lực dọc trục Bài 7: Hệ thống truyền động hình (truyền từ trục I sang trục III trục IV) với 1, – bánh côn thẳng có môđun me; 3, – bánh trụ thẳng có môđun m; 5, – bánh trụ nghiêng có môđun mn Cho biết số vòng quay trục I n1 = 980 vg/ph Số bánh răng: z1 = 18, z2 = 45, z3 = 26, z4 = 52 Tỉ số truyền cặp bánh 5-6 (u56 = 3) Xác định: Số vòng quay trục III IV Phương chiều lực tác dụng lên bánh Giải 7: TÓM TẮT SỐ LIỆU: n1 = 980 vg/ph z1 = 18; z2 = 45; z3 = 26; z4 = 52 u56 = Số vòng quay trục III 13 n1 n n n1 980 u nIII 196 vg/ph nIII u u12u34 z2 z4 45 52 z1 z3 18 26 Số vòng quay trục IV n n n n 980 Ta có: u nIV 131 vg/ph 45 nIV u u12u56 z2 u 3 56 18 z1 Phân tích lực: Ta có: Bài 8: Xác định chiều dài côn Re truyền bánh côn thẳng Cho biết môđun vòng chia trung bình mn = 6,3 mm, chiều rộng b = 75 mm, số bánh dẫn z1 = 25, số bánh bị dẫn z2 = 50 Giải 8: TÓM TẮT SỐ LIỆU: mn = 6,3 mm b = 75 mm z1 = 25; z2 = 50 [Xem công thức trang 261 (SGK – Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc 2012)] Chiều dài côn Re xác định theo công thức sau: 14 Re 0,5me z12 z22 (1) Với me me mn b 1 0,5 Re (2) Thay (1) vào (2), ta được: mn b 1 m z2 z2 e me mn m z z b e m z2 z2 e 2 mn me z12 z22 me z z b 2 mn z12 z22 me z12 z22 b mn z12 z22 b z12 z22 Thay me vào (1) Cuối ta được: Re 0,5 mn z12 z22 b 0,5 6,3 252 502 75 213,59 mm Bài 9: Hệ thống truyền động hình (truyền từ trục I sang trục II, III trục IV đến thùng trộn với 1, – bánh côn thẳng có môđum me; 3, – bánh trụ nghiêng chữ V có môđun mn; 5, – bánh trụ thẳng có môđun m Cho biết số vòng quay trục I n1 = 985 vg/ph mômen xoắn T1 = 53300 Nmm Số bánh z1 = 18, z2 = 36, z5 = 20, z6 = 60, tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 3,15, tỉ số truyền truyền xích ux = Xác định: Số vòng quay trục thùng trộn Phương chiều lực tác dụng lên trục II Mômen xoắn thùng trộn, giả sử hiệu suất hệ thống truyền động Giải 9: TÓM TẮT SỐ LIỆU: n1 = 985 vg/ph T1 = 53300 Nmm z1 = 18; z2 = 36; z5 = 20; z6 = 60 15 u34 = z4/z3 = 3,15; ux = Số vòng quay thùng trộn xác định sau: ndc n n n1 n1 985 u nthungtron dc 26 vg/ph 36 60 nthungtron u u u12u34u56u x z2 u z6 u 3,15 34 x 18 20 z1 z5 Xác định phương chiều lực: Xác định Momen xoắn T thùng trộn Ta có: Tthungtron TIV ux TIII u56 u x TII u34 u56u x TI u12 u34u56u x 53300 53300 z z2 u34 u x z1 z5 36 60 3,15 2014740 Nmm 18 20 16 [...]... răng các bánh răng: z1 = 24, z2 = 48, z5 = 22, z6 = 44 và tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 3,15 Xác định: a Số vòng quay trục IV b Phương và chi u các lực tác dụng lên các bánh răng Khi thay đổi chi u quay thì phương chi u các lực thay đổi như thế nào? c Nêu các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng? Giải tích tại sao? d Số răng z3, z4 và góc nghiêng (40o 30o ) nếu cho trước khoảng cách... răng các bánh răng: z1 = 18, z2 = 44, z5 = 28, z6 = 82, tỉ số truyền u34 = z4/z3 = 4, tỉ số bộ truyền xích ux = 2 Môđun các cặp bánh răng như nhau mn = m = 4 mm Xác định: 1 Số vòng quay của trục công tác V 2 Số răng z3, z4 và góc nghiêng để khoảng cách trục a34 = a56 3 Phương và chi u các lực tác dụng lên các bánh răng, bánh đai và đĩa xích 4 Khi thay đổi chi u quay trục động cơ thì phương chi u các. .. hai trục song song ngược chi u như hình vẽ, truyền công suất P = 7,5kW Biết trước: đường kính các bánh đai d1 = 250mm, d2 = 500mm, khoảng cách trục a = 1250mm, số vòng quay bánh dai dẫn n1 = 1000vg/ph, chi u dày đai 6mm Bộ truyền nằm ngang, làm việc có dao động nhẹ Yêu cầu: a Tìm công thức và xác định giá trị góc ôm 1 và chi u dài L b Xác định chi u rộng b của đai Giải bài 6: a Trên hình ta thấy:... dụng lên các bánh răng Giải bài 3: TÓM TẮT: u12 = 2; u34 = 2,5 n1 = 1450 vg/ph (1) n4 = ? (2) Xác định phương chi u các lực tác dụng lên các bánh răng 1 Ta có: n1 n n 1450 u n4 1 1 290 vg/ph n4 u u12u34 2 2,5 2 Xác định phương chi u của các lực tác dụng lên các bánh răng 6 Bài 4: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ động cơ – trục I sang trục II, III và trục IV đến băng tải) với... u34 22 z1 z5 24 b) Phân tích phương chi u của các lực tác dụng lên các bánh răng: 3 Khi đổi chi u quay của trục 1 – thì ta có các hình như sau: 4 c Các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng: Ở cặp bánh răng côn 1,2 thì chỉ tiêu là tính theo độ bền uốn, kiểm tra theo độ bền tiếp xúc do bộ truyền hở, bôi trơn kém nên dạng hư hỏng chính là mòn răng Ở các cặp bánh răng 3,4 và 5,6 thì chỉ... thay đổi Bài 5: Bộ truyền xích ống con lăn có các thông số sau: bước xích p c = 25,4mm, số răng đĩa xích dẫn z1 = 20, tỉ số truyền ux = 2,5; số vòng quay bánh dẫn n1 = 240vg/ph Bộ truyền nằm ngang, tải trọng va đập nhẹ, khoảng cách trục a = 1200mm, bôi trơn định kì, trục đĩa xích điều chỉnh được, làm việc 2 ca, xích 2 dãy Hãy xác định: a Các đường kính vòng chia đĩa xích, số mắt xích X Giải thích... 31, 79 2 a 2 320 34 - c Phân tích lực: Lưu ý rằng các lực được phân tích dưới đây là các dạng vector nên khi trình bày nhớ để dưới dạng vector lực Và khi trình bày nhớ vẽ vị trí tương đối giống như sơ đồ đề bài đã cho Hình phân tích dưới đây là minh họa cho phân tích các lực mà không kể đến vị trí tương đối của các bánh răng 2 Bài 2: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ trục I sang... hiện tượng trượt trơn c Với công suất truyền P1 = 6kW, chi u dày đai = 5mm, hãy xác định chi u rộng b của đai? (Trong trường hợp này vận tốc đai là vận tốc cao) Các câu b và c độc lập nhau Giải bài 5: d d d (u 1) 200(2960 /1480 1) a 1 180 57 2 1 180 57 1 180 57 173, 670 3, 03(rad ) a a 1800 2 2 d2 d1 d1 (u 1) Chi u dài đai: L 2a 2 (d 2 d1 ) 2 1800 ... trước khoảng cách trục a34 = 250 mm và môđun các cặp bánh răng như nhau m = mn = me = 4 mm Giải bài 2: TÓM TẮT: n1 = 1464 vg/ph; z1 = 24; z2 = 48; z5 = 22; z6 = 44 u34 = z4/z3 = 3,15 m = mn = me = 4 mm a34 = 250 mm; 40o 30o a Tìm nIV b Phân tích lực, khi đổi chi u thì lực thay đổi như thế nào? c Các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng, giải thích? d z3, z4 = ? và a) Xác định số... bằng đai dẹt thì F1, F2 và F0 đều tăng lên F0 Bài 9: Bộ truyền đai dẹt nằm ngang truyền động giữa hai trục song song nhưng ngược chi u nhau, có đường kính d1 = 200mm, u = 2, khoảng cách trục a = 1480mm Đai vải cao su có chi u dày đai 5mm , chi u rộng đai b = 225mm Số vòng quay bánh dẫn n1 = 980vg/ph Tải trọng tĩnh Hãy xác định: a Góc ôm đai 1 , chi u dài dây đai tiêu chuẩn L và vận tốc v b Khả Xem thêm: giải chi tiết bài tập các chương môn chi tiết máy, giải chi tiết bài tập các chương môn chi tiết máy |