BT Chi tiết máy ME3101_Chương 3-4-5| Môn Chi tiết máy| Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Câu 1: Cho bu lông ghép lỏng chịu lực dọc trục 100000N, số bu lông i=4. Ứng suất kéo cho phép
của bu lông là 160Mpa. Xác định đường kính tối thiểu chân ren: a.14,1 mm b. 13,1 mm c. 12,1 mm d. 11,1 mm
Câu 2: Cho mối ghép bu lông không có khe hở giữa 2 tấm (có độ dày là 16mm và 12mm), chịu
lực ngang F=25000N. Ứng suất cắt và dập cho phép của bu lông lần lượt là: 80MPa và 100Mpa.
Xác định đường kính tối thiểu của thân bu lông để bu lông đủ bền: a. 20,83 mm b. 19,83 mm c. 21,83 mm d. 22,83 mm
Câu 3: Cho mối ghép bu lông có khe hở giữa 2 tấm có hệ số ma sát là 0.4, chịu lực ngang
F=25000N. Bu lông được dùng trong mối ghép có đường kính chân ren là 27 mm, và ứng suất kéo
cho phép là 100Mpa. Hệ số an toàn khi xiết bu lông là 2. Xác định số lượng bu lông cần dùng cho mối ghép? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
Câu 4: Nắp nồi hơi chịu áp suất 0.2 N/mm2. Đường kính miệng nồi hơi là 400 mm. Nắp được ghép
chặt với nồi hơi nhờ 6 bu lông. Độ cứng của bu lông và thân nồi hơi là như nhau. Hệ số an toàn
khi xiết bu lông là 1.2. Ứng suất kéo cho phép của bu lông là 100 Mpa. Xác định đường kính tối thiểu của thân bu lông? a. 6.26 b. 7.26 c. 8.26 d. 9.26
Thiết kế bộ truyền đai thang Số liệu cho trước: Tỉ số truyền u =
Công suất cần truyền P1 =
Số vòng quay trục chủ động n1 =
Hệ số tải trọng động: kđ = Các bảng tra:
- Đồ thị n-P tra chọn tiết diện đai
- Dãy đường kính d tiêu chuẩn
- Bảng tra d1,min theo loại đai
- Dãy chiều dài đai tiêu chuẩn
- Các hệ số , CL và giá trị [P0] (hoặc các bảng tra) Yêu cầu:
1) Tra đồ thị chọn loại đai
2) Tính chọn đường kính các bánh đai d1 và d2
3) a) Chọn sơ bộ asb và tính và chọn chiều dài đai tiêu chuẩn
b) Xác định chính xác khoảng cách trục a theo chiều dài đai đã chọn
4) Xác định góc ôm bánh chủ động α1 5) Xác định số đai z
Các biểu đồ, bảng tra, dãy tiêu chuẩn
1 Biểu đồ tra tiết diện đai theo n1 và P1
2 Dãy tiêu chuẩn đường kính bánh đai tiêu chuẩn (mm)
63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500,
560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400...
3 Đường kính bánh đai tối thiểu theo tiết diện đai Tiết diện đai Z A B C D E (O) (A) (Б) (В) (Г) (Д) dmin 71 100 140 200 315 500
Ghi chú: Tiết diện trong ngoặc đơn là ký hiệu theo GOST 1284-80
4 Dãy tiêu chuẩn chiều dài đai (mm)
400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240,
2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000,... 5 Các bảng tra
Bảng 4.13. Thông số đường kính nhỏ nhất và chiều dài giới hạn của đai hình thang Loại đai
Đường kính bánh đai nhỏ d1, mm
Chiều dài giới hạn L, mm Z 70 - 140 400 - 2500 A 100 - 200 560 - 4000 B 140 - 280 800 - 6300 C 200 - 400 1800 - 10600 D 315 - 630 3150 - 15000 E 500 - 1000 4500 - 18000 Bảng 4.14 u 1 2 3 4 5 6
a/d2 1,5 1,2 1,0 0,95 0,9 0,85 𝑎 ≈ 1,5 × 𝑢 , 𝑑 Bảng 4.15 Hệ số C 1 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 C 1
0,98 0,95 0,92 0,89 0,86 0,82 0,78 0,73 0,68 0,62 0,56 𝐶 ≈ 0,0645 × 𝛼 , Bảng 4.16 Hệ số CL L/L0 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,4 CL 0,86 0,89 0,95 1,0 1,04 1,07 1,10 1,13 1,15 1,20 𝑳 𝟎,𝟐𝟏𝟐𝟕
𝑪𝑳 ≈ 𝟎, 𝟗𝟗𝟔𝟑 × 𝑳𝟎 Bảng 4.17 Hệ số Cu u 1 1,2 1,6 1,8 2,2 2,4  3 Cu 1 1,07 1,11 1,12 1,13 1,135 1,14 𝐶 ≈ 1,034 × 𝑢 ,
Bảng 4.18 Hệ số Cz theo 𝒛 = 𝑷𝟏/[𝑷𝟎] Z' 1 2;3 4;5 6 Cz 1 0,95 0,9 0,85 5.2 Các công thức khác √ 𝑎 =
; với 𝜆 = 𝐿 − 𝜋(𝑑 + 𝑑 )/2 và Δ = (𝑑 − 𝑑 )/2
𝛼 = 180 − 57(𝑑 − 𝑑 )/𝑎 𝑧 = đ [ ]
Bảng 4.19. Trị số của công suất cho phép [P0] đối với đai thang thường
Kí hiệu tiết diện đai và Đường kính Vận tốc
chiều dài đai thí nghiệm bánh đai nhỏ 3 5 10 15 20 25 L0, mm d1, mm 63 0,33 0,49 0,83 1,04 1,14 — Z 90 0,46 0,64 1,17 1,54 1,8 1,88 L0 = 1320 112 0,48 0,75 1,33 1,78 2,12 2,3 112 0,7 1,08 1,85 2,4 2,73 2,85 125 0,78 1,17 2 2,75 3,08 3,26 A 140 0,8 1,25 2,2 2,92 3,44 3,75 L0 = 1700 160 0,84 1,32 2,34 3,14 3,78 4,09 180 0,88 1,38 2,47 3,37 4,06 4,46 125 0,92 1,38 2,25 2,61 — — B 180 1,2 2,13 3,38 4,61 5,34 5,93 L0 = 2 240 224 1,35 2,3 4 5,53 6,46 7,08 280 1,65 2,51 4,47 5,57 7,38 8,22 200 1,83 2,73 4,55 5,75 6,28 — 250 2,3 3,54 6,02 8 9,23 9,69 C 280 2,46 3,77 6,59 8,82 10,27 11 L0 = 3750 315 2,63 3,88 7,39 9,71 11,33 12,27 355 2,84 4,29 7,57 10,51 12,42 13,63 450 3,08 4,74 8,54 11,53 14,15 15,62 355 — 6,67 11,17 14,91 16,5 17,51 D 500 — 9,75 15,57 20,23 24,9 26,47 L0 = 6000 630 — 10,76 17,46 23,6 27,89 32,19 800 — 11,14 19,16 26,5 31,11 34,23 Ví dụ
Cho bộ truyền đai thang giảm tốc với các thông số cần truyền P1 = 5 kW; n1 = 1000 v/phút; tỉ
số truyền mong muốn u = 2,7. Hệ số tải trọng động lấy bằng 1,2 và hệ số trượt bằng 0,02. Yêu cầu:
1) Tra đồ thị để chọn tiết diện đai
2) Tính và chọn đường kính bánh đai d2 và tỷ số truyền thực tế với sai số ít nhất
3) Tính chính xác khoảng cách trục a
4) Tính số đai z và chọn số đai. Giải
1) Từ đồ thị n-P tra được tiết diện đai nên dùng là B.
2) Đường kính tối thiểu của đai B là 140 mm, chọn đường kính d1 = 180 mm (thỏa mãn bảng 4.13)
3) Đường kính bánh đai d2 xác định theo:
𝑑 = 𝑢𝑑 (1 − 𝜀) = 476,28 mm
Từ dãy đường kính tiêu chuẩn => hai phương án d21 = 450 hoặc d22 = 500, tương ứng
với sai lệch u1 = 6% và u2 = 5%.
Trong đó, tỉ số truyền thực tế ut và sai lệch Δu tính theo:
𝑢𝑡 = 𝑑 /[𝑑 (1 − 𝜀)]
𝑢 = |𝑢𝑡 − 𝑢|/𝑢
Vậy chọn d2 = d21 = 500 (mm) với tỉ số truyền thực tế ut = 2,83
3) Chọn sơ bộ a theo công thức 𝑎 ≈ 1,5 × 𝑢 , 𝑑 asb = 537,37
Lsb được tính theo công thức π(𝑑 + 𝑑 ) (𝑑 − 𝑑 ) 𝐿 = 2𝑎 + + 2 4𝑎 Lsb = 2189,97
Chọn L theo tiêu chuẩn, L = 2240
3) Tính chính xác khoảng cách trục a: 𝑎 = √
; với 𝜆 = 𝐿 − 𝜋(𝑑 + 𝑑 )/2 và Δ = (𝑑 − 𝑑 )/2
Thay số tính được a = 563,48 mm. 4) Số đai z tính theo: 𝑧 = đ [ ]
- Hệ số Cα xác định theo công thức gần đúng cho trong đề, với góc ôm α1, tính bằng độ theo:
α1 = 180 – 57.(d2 – d1)/a = 148
Từ đó tính được Cα = 0,91
- Hệ số Cu tính theo ut = 2,83 => Cu = 1,15 - Hệ số CL = 1 do L = L0 - Vận tốc đai 𝑣 =
v = 9,42 m/s, d1 = 180mm tra bảng 4.19 được [P0] = 3,24 kW
- Với P1 và [P0] đã cho tính được z' = 2 (làm tròn), từ đó tra được Cz = 0,95
Tính được z = 1,86 từ đó chọn z = 2
Thiết kế bộ truyền xích
Bộ truyền xích con lăn 2 dãy (không sử dụng má chuyển tiếp) có tỉ số truyền dự kiến u = 2,7, số
vòng quay và công suất trên trục chủ động n1 = 180, P1 = 4 kW, góc nghiêng đường nối tâm so
với phương ngang β = 30o, khoảng cách trục a chọn lớn nhất có thể nhưng phải ≤ 44 lần bước
xích, hệ số tải trọng động kđ = 1,25. Các hệ số khác lần lượt là kđc = 1; kbt = 1 và kc = 1,25. Yêu cầu:
1) Xác định số răng các đĩa xích theo điều kiện tăng độ mòn đều của răng đĩa và tỉ số truyền
thực tế ut (số răng z lấy gần nhất theo giá trị tính được, nếu z tính được nằm chính giữa hai giá
trị kế nhau trong dãy thì lấy giá trị cao hơn).
2) Xác định số vòng quay n01 sao cho gần n1 nhất (nếu n1 nằm chính giữa hai giá trị n01 kế nhau
thì lấy giá trị cao hơn)
3) Xác định công suất tính toán Pt và tra bảng chọn bước xích
4) Xác định chính xác số mắt xích và khoảng cách trục, không tính lượng giảm Δa
Sử dụng các bảng tra và công thức sau đây.
+ Bảng 5.5 Công suất cho phép [P] của xích con lăn 1 dãy
+ Hệ số kd = 1; 1,7; 2,5; 3 tương ứng với xích 1, 2, 3 và 4 dãy
+ Dãy n01: 50, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1600
(1) 𝑧1 ≈ 29 − 2𝑢 ≥ 19 d + d − + − 1 2 (d d 2 1 )2 L z z 2a p(z z 2 ) (2) L  2a 1 2 2 1 +  + ; x = = + + 2 4a p 2 p 2 4 a  p  z + 1 z2  z + 1 z 2 2 (2z − 2 1 z )2  (3) a = x − +  x −  − 4  2  2  2     (4) = ; t P P kk 1 z kn / kd
k = kokakđckbtkđ kc Giải
Do không sử dụng má chuyển tiếp => số mắt xích lấy chẵn và số răng đĩa xích lấy sổ lẻ.
1) Theo công thức (1) trên đây tính được z1 = 29 – 2.2,7 = 23,6. Chọn số lẻ gần nhất z1 = 23.
Tính z2 = u.z1 = 2,7.23 = 62,1. Chọn z2 = 63 (theo quy tắc đã cho).
Tỉ số truyền thực tế ut = z2/z1 = 63/23 = 2,74.
2) Với n1 = 180 nằm giữa 2 giá trị n01 = 50 và 200. Xét thấy n1 > (50+200)/2 => n1 gần mốc 200 hơn nên chọn n01 = 200. 3) Các hệ số: ko = 1 do β ≤ 60o;
ka = 1 do a nằm trong khoảng (30-50)p;
kđc = 1; kbt = 1; kc = 1,25, kđ = 1,25 (đề cho)
Thay vào (4) tính được hệ số sử dụng k = 1,56
Hệ số kn = n01/n1 = 200/180 = 1,11; kz = z01/z1 = 25/23 = 1,09; kd = 1,7 (xích 2 dãy)
Thay vào (4) tính được Pt = 4,44 (kW)
Tra bảng với n01 = 200 được xích có bước p = 19,05.
4) Với p = 19,05 tính được amax = 44p = 838,2. Lấy giá trị lớn nhất a = amax và với số răng đã chọn, thay
vào (3) tính được số mắt xích xmax = 131,92. Do số mắt xích chẵn và ≤ xmax nên phải chọn x = 130.
Với x = 130 từ (3) tính được a = 819,69.