Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung T620
Âäư ạn täút nghiãûp CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN SỨC BỀN CHI TIẾT MÁY. A. Chọn chế độ tải, xác đònh công suất để chọn động cơ lập bảng tính cho toàn máy I. Chọn chế độ tải: - Chọn chế độ tải dựa vào máy chuẩn T620. Ta chọn chế độ thử công suất với chi tiết cò φ = 70 x 350 cò tỳ mũi nhọn dao T1K6 n = 400(v/ph), s = 0,39 (mm/v), t = 5(mm) II. Xác đònh công suất động cơ. Xác đònh công suất động cơ điện cần phải đạt mức chính xác nhất đònh. Nếu công thức động cơ điện lấy quá mức cần thiết thì sẽ thừa công suất, cacù kích thước máy sẽ to, nặng và đắt tiền.Nếu công suất động cơ điện nhỏ hơn mức yêu cầu khả năng làm việc của máy sẽ bò bó hẹp, chế độ cắt sẽ giảm hơn mức yêu cầu * Việc xác đònh công suất động cơ điện có nhiều khó khăn vì: - Chưa nắm được chính xác lực cắt cũng như lực chạy dao của các phương pháp cắt khác nhau,đặc biệt là các lực hình thành trong quá trình chuyển động chuyển tiếp như khởi động đảo chiều - Chưa hiểu rõ các điều kiện sử dụng máy. - Khó xác đònh các tổn thất ma sát trong các khâu truyền động, đặc biệt là khi ở vận tốc cao. * Vì những lý do trên, việc xác đònh công suất động cơ điện được tiến hành theo thực nghiệm hoặc theo phương pháp so sánh công suất máy chuẩn. Công suất động cơ điện: N đc = N v + N s Trong đó: N v - Công suất động cơ truyền dẫn chính N s – Công suất động cơ truyền chạy dao. 1. Xác đònh ngoại lực khi gia công. Lực tác dụng vào phôi trong quá trình cắt gọt là c P → zyxc PPPP →→→→ ++= Với: P z: lực tiếp tuyến trùng với phương chuyển động cắt chính. SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp P y : lực hướng kính dọc theo trục dao P x : Lực chạy dao theo chiều trục của chi tiết Ta có: lực hướng trục: P x = C. t x .s y Với : C = 650, t = 5 , s = 0,39 , x = 1,2 , y = 0,65 . P x = 650. 5 1,2 .0,39 0,65 = 2431 [w] - Lực hướng kính : P y = C .t x .s y Với : C = 1250 , t = 5 , s = 0,39 , x = 0,9 , y = 0,75 . P y = 1250 0,9 . 0,39 0,75 = 2625[w] - Lực tiếp tuyến : P z = C .t x .s y Với C = 2000, t = 5, s = 0,39, x = 1, y = 0,75. P z = 2000. 5 1 . 0,39 0,75 = 4935 [w] ⇒ P c = 222 zyx PPP ++ = 222 493526252431 ++ = 6090 [N] 2. Xác đònh lực chạy dao. Q = k.P x + f.(P z + G) Với- k: hệ số tăng lực ma sát do p x tạo nên mô mem lật: k =1,15 -G: trọng lượng phần dòch chuyển G = 200kg ≈ 1962 N -f = 0,15 ÷ 0,18 chọn f = 0,18 -P x , P z : lục cắt P x = 2431 (N) , P z = 4935 (N) ⇒ Q = 1,15. 2431 + 0,18.(4935 +1962) = 4037 (N) SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: P y Pz R Px Âäư ạn täút nghiãûp 3. Xác đònh công suất. a. Xác đònh công suất động cơ truyền dẫn chính Công suất động cơ truyền dẫn chính N v = N o +N p Trong đó: N c : Công suất cắt N o : Công suất chạy không N p : Công suất tiêu hao do hiệu suất và những nguyên nhân ngẫu nhiên ảnh hưởng đến sự làm việc của máy.Thực tế thì công suất cắt N c thương chiếm khoảng 70% - 80% công suất động cơ truyền dẫn chính. Do vậy ta có thể tính gần đúng công suất động cơ truyền dẫn chính theo công suất cắt gọt như sau. N v = η c N . Với: η : hiệu suất chung của truyền dẫn. Đối với máy có chuyển động quay tròn 8,07,0 −= η , chọn η = 0,8 * Công suất cắt gọt thường được tính dựa vào máy chuẩn bằng chế độ cắt thử công suất. Ta có N c = 81,9.102.60 .VP z Với P z : lực cắt ở chế độ thử công suất .P z = 4935 (N) V: Tốc độ cắt V = )/(88 1000 400.70.14,3 1000 phm nd == π ⇒ N c = 81.9.102.60 88.4935 = 7,28(kw) a. Xác đònh công suất chạy dao. Tính theo lực chạy dao: N s = 81,9 10.612 . 4 s VsQ η s η : Hiệu suất chung của cơ cấu chạy dao, thường rất thấp s η 2,015,0 −≤ , chọn s η = 0,15. Q = 4037(N), V s = n.s = 400.0,39 = 156 (v/ph) ⇒ N s = 81,9.15,0.10.612 156.4037 4 = 0,07 (kw) ⇒ Như vậy công suất động cơ N đc = N v +N s = 9,1 +0,07 = 9,17 (kw) Theo tiêu chuẩn ta chọn động cơ có công suất N đc = 10 (kw). SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp III. Lập bảng tính động lực học. Ta có: N i = N đc + i η Với i η : Hiệu suất truyền động từ động cơ đến trục i : đibroli ηηηη = ol η : Hiệu suất 1 cặp ở lăn 99,0 = ol η br η : Hiệu suất một bộ truyền bánh răng 97,0 = br η d η : Hiệu suất một bộ đai 96,0 = d η 1. Trục I. n max = n min = 800(v/ph) N tI =N đc . đ η = 10 .0,99 = 9,9 (kw) N t = n min . 4 min max n n = 800(v/ph) d sb = 120 . 3 3 800 9,9 .120 = t tI N N = 29,7(mm) Mô men xoắn trên trục I ).(114600 800 6,9 .10.55,9.10.55,9 66 mmN n N M tI tI I === α 2. Trục II. n min = n I min .i min I-II = )/(1000 40 50 .800 phv = n max = n I max .i maxI-II = 800. )/(1257 35 55 phv = N II = N I . )(2,997,0.99,0.6,9. kw brol == ηη n II tính = 1000. 4 1000 1257 = 1058(v/ph) d sb = 120. 3 1058 2,9 .120 = t II n N = 26,7(mm) ).(83043 1058 2,9 .10.55,9 6 mmNM II == α 3. Trục III. n min = 402 (v/ph) SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: ọử aùn tọỳt nghióỷp n max = 1257 (v/ph) n t = 402 . 4 400 1257 = 535 (v/ph) N III = N II . )(84,897,0.99,0.2,9. kw brol == d sb = 120 . 3 535 84,8 = 33,1(mm) M III = 9,55.10 6 . 535 84,8 = 157798(N.mm) 4. Truùc IV. n min = 100,5 (v/ph) n max = 1257(v/ph) n t = 100,5 . 4 5,100 1257 = 189(v/ph) N IV = N III . ol . br = 8,84.0,99.0,97 8,49(kw) d sb = 120. 3 189 49,8 =46,2(mm) M IV =9,55.10 6 . 189 49,8 = 428486(N.mm) 5. Truùc V. n min = 25 (v/ph) n max = 1257(v/ph) n t = 25 . )/(5,66 25 1257 4 phv = N V = N IV . ol . br = 8,49.0,99.0,97 = 8,2 (kw) d sb = 120. 3 5,66 2,8 = 64,5(mm) ).(1177593 5,66 2,8 .10.55,9 6 mmNM V == 6.Truùc VI. (Truùc chớnh) n min = 12,5 (v/ph) n max = 2000(v/ph) n t = 12,5 . 4 5,12 2000 = 44,445 (v/ph) N VI = N v . o l . br = 8,2.0,99.0,97 =7,87 (kw) SVTH: Cao Vn Phong Lp 98C1C Trang: ọử aùn tọỳt nghióỷp d sb = 120. 3 45,44 87,7 = 73,1 (mm) M VI = 9,55.10 6. 45,44 87,7 = 1690845 (N.mm) 7. Truùc VII. n min = 12,5 (v/ph) n max = 2000 (v/ph) n t = 12,5 . 4 5,12 2000 = 44,45 (v/ph) N VII = s N . 2 ol . 2 br = 2 99,0.07,0 .0,97 2 = 0,065(kw) d sb = 120 . )(4,34 45,44 065,0 3 mm = . ).(128908 45,44 065,0 .10.55,9 6 mmNM VII == 8. Truùc VIII. n min = 6,25 (v/ph) n max = 2000(v/ph) n t = 6,25 . )/(4,26 25,6 2000 4 phv = N VIII = 0,07. 2 ol . 2 br = 0,07 .0,99 2 .0,97 2 =0,065 (kw) d sb = 120. 3 4,26 065,0 = 16,6 (mm) ).(253291 4,26 065,0 .10.55,9 6 mmNM VIII == 9. Truùc IX. n min = 4,06 (v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 4,06 )/(3,18 06,4 1608 4 phv = N IX = 0,07 . 0,99 2 .0,97 2 = 0,065(kw) d sb = 120. 3 3,18 065,0 = 39,84(mm) ).(253219 3,18 065,0 .10.55,9 6 mmNM IX == 10. Truùc X. SVTH: Cao Vn Phong Lp 98C1C Trang: ọử aùn tọỳt nghióỷp n min = 4,06 (v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 4,06 . )/(3,18 06,4 1680 4 phv = N X = 0,78 .0,96 2 .0,97 2 =1,67 (kw) d sb = 120. )(7,18 3,18 065,0 3 mm = ).(36530 3,18 065,0 .10.55,9 6 mmNM x == 11. Truùc XI. n min = 3,4 (v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 3,4. )/(03,16 4,3 1680 4 phv = N XI = 0,07 .0,99 2 .0,97 2 = 0,065(kw) d sb = 120. )(6,19 3,18 065,0 3 mm = ).(41703 3,18 065,0 .10.55,9 6 mmNM XI == 12. Truùc XII . n min = 3,4 (v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 3,4. )/(03,16 4,3 1680 4 phv = N XII = 0,07 .0,99 .0,97 = 0,067 (kw) d sb = 120. )(6,19 3,18 067,0 3 mm = ).(41703 3,18 067,0 .10.55,9 6 mmNM XII == 13. Truùc XIII. n min = 1,36(v/ph) n max = 1600(v/ph) n t = 1,36. )/(96,7 36,1 1600 4 phv = N XIII = 0,07 .0,99.0,97 = 0,067 (kw) SVTH: Cao Vn Phong Lp 98C1C Trang: ọử aùn tọỳt nghióỷp d sb = 120. )(6,19 1,16 067,0 3 mm = ).(83982 1,16 067,0 .0.55,9 6 mmNaM XIII == 14. Truùc XIV. n min = 0,42 (v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 3,34(v/ph) N IVX = 0,067(kw) d sb = 120. )(08,33 3,18 067,0 mm = ).(200149 3,18 067,0 .10.55,9 6 mmNM IVX == 15. Truùc XV. n min = 0,21(v/ph) n max = 840(v/ph) n t = 1,67 (v/ph) N XV = 0,067(kw) d sb = 41,6(mm) x M = 400299(N.mm) 16. Truùc XVI. n min =0,21 (v/ph) n max = 840(v/ph) n t =1,67(v/ph) N = 0,067(kw) x M =40099(N.mm) 17. Truùc XVII. n min = 0,21(v/ph) n max = 1680(v/ph) n t = 1,67(v/ph) N XVII =0,067(kw) d sb = 33,08(mm) X M =200149 (N.mm) SVTH: Cao Vn Phong Lp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp Trục n t (v/ph) N trục (kw) M x (N.mm) d sb (mm) d chọn (mm) I 800 9,9 114600 29,7 30 II 1058 9,2 83043 26,7 30 III 535 8,84 157798 33,1 35 IV 189 8,49 428468 46,2 50 V 66,5 8,2 1177593 64,5 65 VI 44,45 7,87 1690854 73,1 80 VII 44,45 0,065 128908 13,5 15 VIII 26,4 0,065 253219 16,6 20 IX 18,3 0,065 36530 18,7 20 X 18,3 0,065 36530 18,7 20 XI 16,03 0,065 41703 19,6 20 XII 16,03 0,065 41703 19,6 20 XIII 7,96 0,067 83982 24,7 25 XIV 3,34 0,067 200149 33,08 35 XV 1,67 0,067 400299 41,6 45 XVI 1,67 0,067 400299 41,6 45 XVII 1,67 0,067 200149 33,08 35 B. TÍNH TOÁN SỨC BỀN CÁC CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH. I. Thiết kế bộ truyền đai. 1. Chọn loại đai: Để tăng diện tích tiếp xúc giữa bánh đai và đai nhằm đảm bảo tỷ số truyền (không bò trượt) ta chọn đai loại A có các kích thước sau: a o = 27(mm) ; h =19 (mm) a = 32 (mm); h o = 6,9(mm) F = 479(mm 2 ) (Bảng 9-11[III] 2. Đònh đường kính bành đai. SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: a 0 ϕ h a h 0 Âäư ạn täút nghiãûp Chọn đường kính D 2 của bánh đai lớn với loại đai là A ta chọn D 2 =252(mm) (Bảng 9-14[III] - Đường kính bánh đai nhỏ D 1 = i .D 2 (1 - ξ ) ξ : Hệ số trượt đối với bánh đai hình thang ξ = 0,02 như ở phần trước ta đã có i tc = 0,55 ⇒ D 1 = 0,55. 252(1 – 0,02) = 135 (mm) Ta chọn đường kính của bánh đai nhỏ D 1 = 140(mm) kiểm nghiệm vận tốc của đai theo điều kiện: V = smV nD /)3530( 1000.60 max 11 ÷=≤ π V = max )/(35,10 1000.60 1450.140.14,3 Vsm ≤= Vận tốc vòng của đai đạt yêu cầu. • Trò số vòng quay thực tế của bánh bò dẫn. n 2 = (1 - ξ ) )/(7891450. 252 140 .98,0. 1 2 1 phvn D D == • Sai số vòng quay %3,1100. 800 789800 = − Sai số vòng quay nhỏ nên không phải chọn lại D 2 a. Sơ bộ chọn khoảng cách trục A. Khoảng cách trục A phải thoả mãn điều kiện: 0,55.(D 1 +D 2 )+h )(2 21 DDA +≤≤ (CT trang 153 [III]) 0,55.(140+252)+10,5 )140252(2 +≤≤ A 226 784 ≤≤ A Vậy ta chọn A sb = 230(mm) b. Tính chiều dài đai sơ bộ. Theo công thức (8-2) [III] L = 2A+ A DD DD 4 )( )( 2 2 21 21 + ++ π L = 2 .230 + )(6,1048 230.4 )140252( )252140( 2 14,3 2 mm = + ++ Theo tiêu chuẩn chọn L = 1060(mm) (bảng 8-4 trang 126) SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: [...]... +179 p r 2 − 22 9.R Bx = 0 SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp ⇒ RBx = 50 p r1 + 179 p r 2 50.149,7 + 179.3746 = ⇒ RBx = 29 6( N ) 22 9 22 9 RAx = pr1+pr2 - RBx = 149,7 + 3746 – 29 6 = 3599,7(N) ∑mAy = 50 p 1 ⇒ RBY = +179 p 2 − 22 9 R BY 50 p1 + 179 p 2 50. 428 8 + 179.1 029 2 = ⇒ R BY = 8981 22 9 22 9 ⇒ R AY = p1 + p 2 − RBY = 428 8 + 1 029 2 − 8981 = 5599( N ) RAx z x o y n m RBx Pr2 RAy Pr1... Dc2 = dc2 + 2m = 21 6 +2. 4 = 22 4 mm - Di1 = de1 – 2, 5m = 108 – 2, 5 4 = 98mm - Di2 = de2 – 2, 5 m = 21 6 =2, 5 4 = 20 6mm Khoảng cách trục: m 4 A = 2 (τ 1 + τ 2 ) = 2 (27 + 54) = 162mm b = ϕ.m = 7.4 = 28 mm 6 Kiểm tra hệ số tải trọng k Vận tốc vòng của bánh răng π.D.n 3,14 .21 6.40 V = 60.1000 = 60.1000 = 0,453m / s Theo bảng 10-6 trang 190 [V], ứng với V 120 thỏa mãn điều kiện góc ôm e Xác đònh số đai cần thiết Số đai Z được đònh theo điều kiện tránh xẩy ra trượt trơn... chỉ tính cho bánh răng Z = 45 + Đối với bánh răng Z = 27 ta đã có các giá trò sau - Lực vòng p1 = 428 8N - Lực hướng tâm pr1 = 149,7 N + Đối với bánh răng Z = 45 ta chọn modun m = 4 ⇒ Đường kính vònh chia dc = m.Z = 4.45 = 180 (mm) ⇒ Lực vòng P2 = - 2. 9,55.10 6.N 2. 9,55.10 6.3,88 = = 1 029 2( N ) d 2 n 180.40 Lực hướng tâm: Pr2 = P2 tg20o = 1 029 2.tg20o = 3746 (N) Ta có sơ đồ phân bố của trục như sau: c... - N = 8 ,2 (kW) - y = 0 ,25 hệ số dạng răng - Z = 54 - n = 40 - b=4 - [ σ] ⇒m u ≥ = 468 ,25 N/mm2 19,1.10 6.1.8 ,2 = 2, 7 0 ,25 .54.40.4.468 ,25 SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp Vậy để đảm bảo cả điều kiện về sức bền mỏi tiếp xúc và sức bền mỏi uốn ta chọn m = 4mm 4 Tính các thông số của bộ truyền - dc1 = m.Z1 = 27 .4 = 108 mm - dc2 = m.Z2 = 54.4 = 21 6 mm - Dc1 = dc1+2m = 108 +2. 4 =116... bảng 7-8 [IV] tập trung ứng suất do rãnh then k δ = 1,63 ,k τ = 1,5 k kτ 1,5 = = 2, 25 ε τ 0,67 1,63 = 2, 1, ⇒ Tỉ số: δ = ε δ 0,78 k δ Tra bảng (7-10) ta chọn ε = 3,3 τ kτ k = 1 + 0,6( δ − 1) = 1 + 0,6(3,3 − 1) = 2, 38 ετ εδ 27 0 Vậy ta có: n δ = 3.3, 32 = 2, 5 150 n τ = 2, 38.18,1 + 0,05.18,1 = 3,41 ⇒n = 1,9.3,41 1,9 2 + 3,4 12 = 2 ≈ [n] Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5 ÷ 2, 5 Nên kết quả trên được... + 1 029 2 − 8981 = 5599( N ) RAx z x o y n m RBx Pr2 RAy Pr1 P1 RBy P2 n 50 m 129 50 43 025 0 625 035 z o x Mux 27 9950 449050 y o x Muy 937766 Mx Hình3.1 Biểu đồ mômen + Tính mô men tổng cộng Mu = - 2 2 M uy + M ux Ở tiết diện n-n SVTH: Cao Văn Phong Lớp 98C1C Trang: Âäư ạn täút nghiãûp Mn-n = 43 025 0 2 + 27 9950 2 = 513309 N.mm Với Mtd = 2 2 M u + 0,75M x Ta có * Đường kính trục ở tiết diện n – n M td dn... trình lùi dao (rất ít khi tiện ren trái) Vì vậy ta chọn số đóa của ly hợp đường truyền nghòch bằng 2/ 3 số đóa đường truyền thuận - Lực cần thiết đóng mở ly hợp π 2 2 Q = 4 ( D2 − D1 ).q 3,14 2 2 Q = 4 (67,5 + 45 ).0,56 = 28 93( N ) Kết cấu ly hợp ma sát D1 D 27 III TÍNH BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 54 - Để tính bộ truyền bánh răng trên trục chính ta chọn chế độ cắt thử có tải Công suất cần thiết của động cơ ứng... đai: B = ( Z −1).t + 2. s (8- 32[ III]) Tra bảng 8-16 [II] ta có t = 20 , s = 12, 5 ⇒ B = (5-1) .20 +2. 12, 5 = 105(mm) h Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục -Lực căng ban đầu đối với mỗi đai được tính theo công thức δo = so ⇒ s o = δ o F F δ o : 1 ,2( N / mm 2 ) : Ứùng suất ban đầu F = 138(mm2): diện tích 1 đai ⇒ S0 = 1 ,2. 138 = 165 (N) - Lực tác dụng lên trục: R = 3 So sin α1 2 o ⇒ R∑ = 3.165.5.sin