Bài tập hệ bánh ren nguyên lý chi tiết máy

Đồ án môn học Chi tiết máy Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải (Phương án số 3) (download tai tailieutuoi

Related documents

• Đề + Đáp án cuối kì 2021-25-08
• Đề + Đáp án cuối kì 2016-27-12
• BT có lời giải Chu kì tải trọng
• Đề + Đáp án cuối kì 2013-05-01
• BT Có lời giải Bộ Truyền đai
• Đề + Đáp án cuối kì 2011-30-06

Preview text

1

Chương 4: BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Bài 1: Một hệ thống như hình (truyền từ động cơ – trục I sang trục II, III và trục IV đến thùng trộn) với 1,

• bánh răng côn răng thẳng có môđun me; 3,4 – bánh răng trụ răng chữ V (răng nghiêng) có môđun mn; 5,
• bánh răng trụ răng thẳng có môđun m. Cho biết số vòng quay trục I là n 1 = 968vg/ph, số răng các bánh

răng: z 1 = 20, z 2 = 40, z 5 = 22, z 6 = 44 và tỉ số truyền u 34 = z 4 /z 3 = 3, tỉ số truyền bộ truyền xích ux = 2.

Môđun cặp bánh răng nghiêng mn = 4mm. Xác định:

1. Số vòng quay trục thùng trộn.

2. Số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng (40 30 )

o o

óó với khoảng cách trục a 34 = 320mm.

3. Phương và chiều các lực tác dụng lên bánh răng và đĩa xích.

Giải bài 1:

TÓM TẮT:

n 1 = 968 vg/ph;

z 1 = 20; z 2 = 40; z 5 = 22; z 6 = 44

u 34 = z 4 /z 3 = 3; ux = 2

mn = 4 mm

a 34 = 320 mm;

40 30

o o

óó

1. Tìm nthùng trộn

b. z 3 , z 4 =? và 

3. Phân tích lực.

1. Ta có

1

thungtron

n u n

. Mà u u u u u  x 56 34 12

u 56 = z 6 /z 5 = 44/22 = 2 và u 34 = 3 (đề cho).

u 12 = z 2 /z 1 = 40/20 = 2 và ux = 2.

Vậy u  24  1

96840( / )24

thungtron

n n vg ph u

  

b. Tính số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng 

Ta có: u 34 = z 4 /z 3 = 3; mn = 4 mm; a = 320 mm

Khoảng cách trục giữa bánh răng 3 và 4:

ø 3 4 ù ø 3 4 ù 3 ø 34 ù

34 34 34

1

cos 2 cos 2 2

m zn z m zn z m zn u a a a





      (1)

Do bánh răng nghiêng 3 và 4 là hình chữ V (trên trục II có hai bánh răng nghiêng 3 tạo thành chữ V – tương

tự cho bánh răng 4).

Như vậy ta có: 30 40

o o

 (2) (với  là góc nghiêng của bánh răng).

Theo (1) và (2), ta suy ra được:

ø ù

ø ù ø ù ø ù ø ù

3 34

34

34 34 3 3 34 34

1

cos 40 cos cos 30 cos 40 cos 30 2

2 cos 40 2 cos 30 2 320 cos 40 2 320 cos 30

1 1 4 1 3 4 1 3

o o o n o

o o o o

n n

m z u

a

a a z z m u m u



    

ôô          

30, 64  z 3 34, 64

• Với z 3 = 31 (răng)  z 4 = u 34 .z 3 = 93 (răng). Khi đó

ø 3 4 ù ø 3 4 ù

34 34

cos arccos 2 2

m zn z m zn z

a a



ùù    úú ûû

2

4 31 93ø ù

arccos 39, 2 320

ùù o úú ûûô

• Với z 3 = 32 (răng)  z 4 = 96 (răng). Khi đó

ø 3 4 ù ø ù

34

4 32 96

arccos arccos 36, 2 2 320

m zn z o

a



ù ù ù ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 3 = 33 (răng)  z 4 = 99 (răng). Khi đó

ø 3 4 ù ø ù

34

4 33 99

arccos arccos 34, 41 2 2 320

m zn z o

a



ù ù ù ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 3 = 34 (răng)  z 4 = 102 (răng). Khi đó:

ø 3 4 ù ø ù

34

4 34 102

arccos arccos 31, 79 2 2 320

m zn z o

a



ù ù ù ù  ú ú ú ú û û û ô û

3. 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.

4

Khi đổi chiều quay của trục 1 – thì ta có các hình như sau:

5

3. Các chỉ tiêu tính toán thiết kế cho từng cặp bánh răng:

à 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 há,

bôi trơn kém nên dạng hư hỏng chính là mòn răng. à các cặp bánh răng 3,4 và 5,6 thì chỉ tiêu là tính theo độ

bền tiếp xúc, kiểm tra theo độ bền uốn vì bộ truyền kín, bôi trơn tốt, dạng hư hỏng chính là tróc vì mßi bề

mặt răng : do ứng suất tiếp xúc và ma sát trên bề mặt răng.

d. Tính z 3 , z 4 và 

Ta có:

ø 3 4 ù 3 ø 34 ù 3 ø 34 ù

34 34

1 1

cos 2 cos 2 cos 2

m zn z m zn u m zn u a a





     

Mà theo đề thì ta có: 30 40 cos 40 cos cos 30

o o o o

   

ø ù

ø ù ø ù

3343434 3 34 34 34

12 cos 40 2 cos 30 cos 40 cos 30 2 1 1

o o o n o

n n

m z u a a z a m u m u

     

ø ù ø ù

3 3

2 250 cos 40 2 250 cos 30 23, 07 26, 09 4 1 3,15 4 1 3,

o o z z

ôô       

• Với z 3 = 24   z 4 u z 34 3 ô 3,15 24 75, 6  Chọn z 4 = 76 răng

Và

3 ø 34 ù ø ù

34

1 4 24 1 3,

arccos arccos 37, 2 2 250

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 3 = 25   z 4 u z 34 3 ô 3,15 25 78, 75  Chọn z 4 = 79 răng

Và

3 ø 34 ù ø ù

34

1 4 25 1 3,

arccos arccos 33, 90 2 2 250

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 3 = 26   z 4 u z 34 3 ô 3,15 26 81, 9  Chọn z 4 = 82 răng

Và

3 ø 34 ù ø ù

34

1 4 26 1 3,

arccos arccos 30, 32 2 2 250

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

7

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 1, 2 – bánh răng côn thẳng có môđun me; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun mn1 và góc nghiêng

 1 ; 5, 6 – bánh răng trụ răng chữ V (răng nghiêng) có môđun mn2 và góc nghiêng  2. Cho biết vận tốc dài

băng tải là vbt = 1,465 m/s, đưßng kính băng tải D = 300 mm, số răng các bánh răng: z 1 = 18, z 2 = 36, z 3 = 20,

z 4 = 60, tỉ số truyền u 56 = z 6 /z 5 = 2,5, tỉ số truyền bộ truyền xích ux = 2,13, môđun cặp bánh răng nghiêng 5 –

6 mn2 = 4 mm. Xác định:

1. Số vòng quay trục băng tải và trục I.

2. Số răng z 5 , z 6 và góc nghiêng  2 (

0 40 2 30

o

óó ) với khoảng cách trục a 56 = 200 mm.

1. Phương và chiều các lực tác dụng lên các bánh răng và đĩa xích.
2. Khi thay đổi chiều quay trục động cơ thì phương chiều các lực thay đổi thế nào?

Giải bài 4:

vbt = 1,465 m/s

D = 300 mm

z 1 = 18; z 2 = 36; z 3 = 20; z 4 = 60

u 56 = z 6 /z 5 = 2,5; ux = 2,

8

mn2 = 4 mm

a 56 = 200 mm 0 40 2 30

o

óó

(1) Số vòng quay trục băng tải & trục I.

(2) z 5 , z 6 và  2?

(3) Phân tích lực.

(4) Thay đổi chiều của động cơ  các lực thay đổi thế nào?

1. Ta có liên hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài là:

2 2 60

2 30

bt bt bt bt bt bt bt bt bt bt

D v n v v v r n D D D







       . Với Dbt tính bằng đơn vị mét.

Vậy ta có:

60 1, 465930, 3

nbt



ô  ô

vg/ph

1. Ta có:

2 ø 5 6 ù 2 5ø 56 ù 2 5ø 56 ù

56 2 2 2 56

1 1

cos 2 cos 2 cos 2

mn z z m zn u m zn u a a





     

Mà theo đề thì ta có: 30 2 40 cos 40 cos 2 cos 30

o o o o

   

ø ù

ø ù ø ù

2 5 565656 5 56 2 56 2 56

12 cos 40 2 cos 30 cos 40 cos 30 2 1 1

o o o n o

n n

m z u a a z a m u m u

     

ø ù ø ù

5 3

2 200 cos 40 2 200 cos 30 21,89 24, 74 4 1 2, 5 4 1 2, 5

o o z z

ôô       

• Với z 5 = 22   z 6 u z 56 5 ô 2, 5 22 55 răng

Và

2 5ø 56 ù ø ù

2 56

1 4 22 1 2, 5

arccos arccos 39, 65 2 2 200

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 5 = 23   z 6 u z 56 5 ô 2, 5 23 57, 5  Chọn z 6 = 58 răng

Và

2 5ø 56 ù ø ù

2 56

1 4 23 1 2, 5

arccos arccos 36, 39 2 2 200

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

• Với z 5 = 24   z 6 u z 56 5 ô 2, 5 24 60 răng

Và

2 5ø 56 ù ø ù

2 56

1 4 24 1 2, 5

arccos arccos 32, 2 2 200

m zn u o

a



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û ô û

1. Phân tích lực: 10

Giải bài 5:

TÓM TẮT Sà LIỆU:

ndc = 2980 vg/ph

ud = 2,5; u 34 = z 4 /z 3 = 4; ux = 2

z 1 = 18; z 2 = 44; z 5 = 28; z 6 = 82

mn = m = 4 mm.

1. Số vòng quay của trục công tác V:

12 34 56 26 34 1 5

29802144 822, 5 4 218 28

dc dc dc dc V V d x d x

n n n n u n n u u u u u u z z u u u z z

      

ô ô ô ô

vg/ph

1. Khoảng cách trục a 34

ø ù ø ù ø ù ø ù

ø ù

3 4 3 34 3 34 5 6 34 56

3 34

1 1220

2 cos 2 cos 2 cos 2

1 cos 440

n n n

n

m z z m z u m z u m z z a a

m z u

  



        

Mặt khác, ta lại có:

8 20

o o



Vậy ta có:

ø ù

ø ù ø ù

ø ù ø ù

3 34 3 34 34

3 3

1 440 cos 20 440 cos 8 cos 20 cos cos 8 cos 20 cos 8 440 1 1

440 cos 20 440 cos 8 20, 67 21, 79 4 1 4 4 1 4

o o o o o n o

n n o o

m z u z m u m u

z z



            

• Vậy z 3 = 21   z 4 u z 34 3 ô 4 21 84 răng

Và

3 ø 134 ù 4 21 1 4ø ù

arccos arccos 17, 34 440 440

m zn u o



ù  ù ù ô  ù  ú ú ú ú û û û û

1. Phân tích lực

à cặp bánh đai thì lực tác dụng lên hai bánh chủ yếu là lực Fr và lực vòng có ích Ft. Lực trên nhánh căng F 1

và trên nhánh chùng F 2 được dßi song song về tâm của bánh đai và tìm hợp lực tại đó, ta được Fr. Và

Fr (2 3) Ft

à cặp bánh xích thì lực tác dụng chủ yếu lên hai bánh cũng là lực Fr và Ft. Và khi này Fr  Ft

11

Ta phân tích các lực tác dụng lên các bánh răng theo các hình sau đây: Lưu ý khi làm bài thì ta phải vẽ đúng

theo sơ đồ tương đối của đề bài, kể cả bánh đai, bánh xích và trục công tác. Bài làm á đây chỉ mang tích chất

tham khảo

1. Khi thay đổi chiều quay của trục động cơ thì chỉ có các lực Ft, Fa thay đổi. (vẽ hình lại) 

Bài 6: Cho hệ thống truyền động như hình truyền chuyển động từ động cơ đến trục dẫn động băng tải. Trong

đó: 1, 2 – bánh răng côn răng thẳng; 3, 4 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun mn và góc nghiêng răng ;

5, 6 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m, số răng z 5 = 20, z 6 = 60.

1. Xác định số răng z 3 , z 4 và góc nghiêng ø 820 ù

o o

 để a 34 = a 56. Biết mn = m = 4 mm; tỉ số truyền

u 34 = 2.

1. Xác định phương chiều của lực tác dụng lên bánh răng và đĩa xích.
2. Chiều nghiêng của bánh răng nghiêng trên hình có hợp lý chưa? Tại sao? 13
3. Chiều nghiêng của bánh răng nghiêng á hình trên đã hợp lý. Vì lực Fa3 và Fa2 ngược chiều nhau  làm

giảm được lực dọc trục. 

Bài 7: Hệ thống truyền động như hình (truyền từ trục I sang trục III và trục IV) với 1, 2 – bánh răng côn răng

thẳng có môđun me; 3, 4 – bánh răng trụ răng thẳng có môđun m; 5, 6 – bánh răng trụ răng nghiêng có môđun mn. Cho biết số vòng quay trục I là n 1 = 980 vg/ph. Số răng các bánh răng: z 1 = 18, z 2 = 45, z 3 = 26,

z 4 = 52. Tỉ số truyền cặp bánh răng 5-6 bằng 3 (u 56 = 3). Xác định:

1. Số vòng quay các trục III và IV.
2. Phương và chiều các lực tác dụng lên các bánh răng.

Giải bài 7:

TÓM TẮT Sà LIỆU:

n 1 = 980 vg/ph

z 1 = 18; z 2 = 45; z 3 = 26; z 4 = 52

u 56 = 3

1. Số vòng quay trục III 14

Ta có: 1111

12 34 24

1 3

98019645 52.18 26

III III

n n n n u n n u u u z z

z z

      

ô

vg/ph

Số vòng quay trục IV

Ta có:

1 1 1 1

12 56 2 56 1

98013145318

IV IV

n n n n u n n u u u z u z

      

ô

vg/ph

1. Phân tích lực: 

Bài 8: Xác định chiều dài côn ngoài Re bộ truyền bánh răng côn thẳng. Cho biết môđun vòng chia trung bình