Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo bài tập lớn mẫu về tính toán thiết kế dẫn động cơ khí phần Ổ lăn Phù hợp để tham khảo cách làm báo cáo bài tập lớn, đồ án tốt nghiệp. Trình bày các bước, công thức, hướng dẫn, chú thích rõ ràng, dễ làm theo Phù hợp với các ngành cơ khí, cơ kỹ thuật,... hay các môn học như thiết kế máy, thiết kế kỹ thuật,...
CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN Ổ LĂN 6.1 Tìm hiểu chọn loại ổ lăn Có nhiều loại ổ lăn Theo hướng tác dụng tải trọng ổ tiếp nhận, chia ra: ổ đỡ, ổ chặn, ổ đỡ - chặn ổ chặn - đỡ; theo dạng lăn: ổ bi ổ đũa; theo số dãy lăn: ổ lăn dãy, dãy nhiều dãy; theo đặc điểm kết cấu: ổ tự lựa không tự lựa, vịng lắp lên mặt trụ mặt v.v Để dễ dàng việc chọn loại ổ, dựa vào gợi ý sau đây: Bảng 6.1 Lựa chọn ổ lăn theo tỷ lệ < 0,3 > 0,3 Ổ bi đỡ dãy Ổ đỡ chặn Tỷ số Fa/Fr Loại ổ Ổ đũa trụ ngắn đỡ Ổ đũa côn ≥ 1,5 Ổ đũa côn Đối với điều kiện đề đặt ra: - Cấu tạo truyền hai cặp bánh trụ nghiêng, trục lắp bánh có lực dọc trục tác dụng - Ta chọn ổ lăn theo tiêu: + Khả tải động nhằm đề phịng tróc rỗ bề mặt làm việc + Khả tải tĩnh nhằm đề phong biến dạng dư Nhận thấy, ổ làm việc với số vòng quay lớn nên không chọn tĩnh mà chọn ổ theo khả tải động 6.2 Tính tốn ổ lăn trục I 6.2.1 Tính tốn chọn ổ lăn Thời gian làm việc Lh 9.300.2.8 43200( h) Tuổi thọ: thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn ( (10 25).10 giờ) nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp Chọn thời gian làm việc ổ trục I năm Lh 43200 14400(h) 9/3 Số vòng quay: n1 1740(vg / ph) Đường kính trục: d B d D 25(mm) Tải trọng tác dụng lên ổ: 1|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ B: 2 FrB RBx RBy 1816,792 590,57 1910,36( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D: 2 FrD RDx RDy 551,382 197,54 585,70( N ) - Lực dọc trục: FaB 409,51( N ) Vì tải trọng dọc trục Fa tương đối lớn: B D Ta thấy Fr Fr , xét tỷ số: FaB 409,51 0, 2144 0,3 B Fr 1910,36 Dựa vào bảng 6.1 tài liệu này, ta chọn ổ bi đỡ dãy Dựa vào bảng P2.7 [1], ta chọn ổ bi đỡ dãy, cỡ nặng (theo GOST 8338-75) Hình 6.1 Thơng số kích thước ổ bi đỡ dãy (theo gost 8338-75) Bảng 6.2 Thông số ổ bi đỡ dãy, trục I Ký hiệu ổ 405 d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) 25 80 21 Đường kính bi (mm) C (N) Co (N) 16,67 2920 20800 2,5 Tải trọng động quy ước theo (11.3) [1]: Q ( XVFr YFa )kt kđ Trong đó: Fa : Lực dọc trục ngoài; 2|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải Fr : Lực hướng tâm; i 1; iFa 0,02 C0 ); e 0, : Hệ số tra theo bảng 11.4 (số dãy V 1 : hệ số tính đến vịng quay (vịng quay); kđ 1,3 : hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ (Chọn theo bảng 11.3); kt 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Hệ số X, Y theo bảng 11.4 [1], ta được: FaB 0, 2144 e 0, VFrB X B 0,56 YB 2,17 Tải trọng động quy ước: QB ( X BVFrB YB Fa )kt kđ (0,56.1.1910,36 2,17.409,51).1.1,3 2545,99( N ) Q i Q tđ m m Li QB i 1 L i m Ti Tmax m Li 40 20 2545,99 13 0, 73 2344, 62 N 60 60 Li i 1 Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Tuổi thọ làm việc tính triệu vịng quay: L 60.Lh n1 60.14400.1740 1503,36 106 106 (triệu vòng) Khả tải động tính tốn: Cd Qtd m L 2344,62 1503,36 26859, 2527 ( N ) Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Xét thấy: Cd C 29200 N Từ đó, chọn ổ bi đỡ dãy – cỡ nặng với ký hiệu 405 ứng với d = 25 mm hợp lí 6.2.2 Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh Theo công thức (11.18) [1], khả tải tĩnh ổ kiểm nghiệm theo điều kiện: Qt C0 Trong đó: 3|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải C0 - khả tải tĩnh ổ, dựa theo ổ 405 chọn, C0 20800 N ; Qt - giá trị lớn hai giá trị Qt1 Qt , cụ thể: Qt1 X Fr Y0 Fa 1350,98( N ) Với hệ số: X 0,6; Y0 0,5 , chọn từ bảng 11.6 [1] Qt FrB 1910,36 ( N ) Chọn Qt Qt 1910,36( N ) Do Qt 1910,36( N ) C0 20800( N ), ta dễ dàng nhận thấy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 6.3 Tính toán ổ lăn trục II – Tương tự trục I 6.3.1 Tính tốn chọn ổ lăn Số vịng quay: n2 268,52 (vg / ph) Đường kính trục: d A d D 40(mm) Tải trọng tác dụng lên ổ: - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: 2 FrA RAx RAy 3376,27 ( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ D: 2 FrD RDx RDy 4949,81( N ) - Lực dọc trục: FaA Fa3 Fa2 870,39 409,51 460,88( N ) Vì tải trọng dọc trục Fa tương đối lớn: Ta thấy FrD FrA xét tỷ số: FaA 0,0931 0,3 FrD Dựa vào bảng 6.1 tài liệu này, ta chọn ổ bi đỡ dãy Dựa vào bảng P2.7 [1], ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nặng (theo GOST 8338-75) 4|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải Hình 6.2 Thơng số kích thước ổ bi đỡ dãy (theo gost 8338-75) Bảng 6.3 Thông số ổ bi đỡ dãy, cỡ nặng, trục II Ký hiệu ổ 408 d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) 40 110 27 Đường kính bi (mm) C (N) Co (N) 22,23 5030 37000 3,0 Tải trọng động quy ước theo (11.3) [1]: Q ( XVFr YFa )kt kđ Trong đó: Fa : Lực dọc trục ngoài; Fr : Lực hướng tâm; i 1; iFa 0,0125 C0 ); e 0,1868 : Hệ số tra theo bảng 11.4 (số dãy V 1 : hệ số tính đến vịng quay (vòng quay); kđ 1,3 : hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ (Chọn theo bảng 11.3); kt 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Hệ số X, Y theo bảng 11.4 [1], ta được: FaA 0,0931 e 0,1868 VFrD X D 1 YD 0 Tải trọng động quy ước: QD ( X DVFrD YD Fa )kt kđ (1.1.4949,81 0.460,88).1.1,3 6434,75( N ) 5|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải Q m i Qtđ m Li i 1 L i T QD m i Tmax m Li 40 20 6434, 75 13 0, 5925,83 N 60 60 Li i 1 Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Tuổi thọ làm việc tính triệu vịng quay: L 60.Lh n2 60.14400.268,52 232 106 106 (triệu vòng) Khả tải động tính tốn: Cd Qtd m L 5925,83 232 36412,03( N ) Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Xét thấy: Cd C 50300 N Từ đó, chọn ổ bi đỡ dãy, cỡ nặng với ký hiệu 408 ứng với d = 40 mm hợp lí 6.2.2 Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh Điều kiện: Qt C0 theo công thức (11.18) [1]: Trong đó: C0 - khả tải tĩnh ổ, dựa theo ổ 408 chọn, C0 37000 N ; Qt - giá trị lớn hai giá trị Qt1 Qt , cụ thể: Qt1 X Fr Y0 Fa 3200,32( N ) Với hệ số: X 0,6; Y0 0,5 , chọn từ bảng 11.6 [1] Qt FrD 4949,81( N ) Chọn Qt Qt 4949,81( N ) Do Qt 4949,81( N ) C0 37000( N ), ta dễ dàng nhận thấy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 6.4 Tính tốn ổ lăn trục III – Tương tự trục I 6.4.1 Tính tốn chọn ổ lăn Số vịng quay: n3 79, 21(vg / ph) Đường kính trục: d A dC 60( mm) Tải trọng tác dụng lên ổ: 6|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A: 2 FrA RAx RAy 5177,76( N ) - Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C: 2 FrC RCx RCy 6897,84( N ) - Lực dọc trục: FaC Fa 870,39( N ) Vì tải trọng dọc trục Fa tương đối lớn: A C Ta thấy FR FR xét tỷ số: FaC 0,1262 0,3 FrC Dựa vào bảng 6.1 tài liệu này, ta chọn ổ bi đỡ dãy Dựa vào bảng P2.7 [1], ta chọn ổ bi đỡ dãy cỡ nhẹ (theo GOST 8338-75) Hình 6.3 Thơng số kích thước ổ bi đỡ dãy (theo gost 8338-75) Bảng 6.4 Thông số ổ bi đỡ dãy, cỡ nhẹ, trục III Ký hiệu ổ 212 d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) 60 110 22 Đường kính bi (mm) C (N) Co (N) 15,88 4110 31500 2,5 Tải trọng động quy ước theo (11.3) [1]: Q ( XVFr YFa )kt kđ Trong đó: Fa : Lực dọc trục ngoài; 7|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải Fr : Lực hướng tâm; i 1; iFa 0,0276 C0 ); e 0, 22 : Hệ số tra theo bảng 11.4 (số dãy V 1 : hệ số tính đến vịng quay (vịng quay); kđ 1,3 : hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng đến tuổi thọ ổ (Chọn theo bảng 11.3); kt 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ đến tuổi thọ ổ Hệ số X, Y theo bảng 11.4 [1], ta được: FaC 0,1243 e 0, 22 VFrC X C 1 YC 0 Tải trọng động quy ước: QC ( X CVFrC YC Fa )kt kđ (1.1.6897,84 0.870,39).1.1,3 8967,19( N ) Q i Qtđ m m Li QC i 1 L i m Ti Tmax m Li 40 20 8967,19 13 0, 73 8257,97 N 60 60 Li i 1 Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Tuổi thọ làm việc tính triệu vịng quay: L 60.Lh n3 60.14400.79, 21 68, 44 106 106 (triệu vòng) Khả tải động tính tốn: Cd Qtd m L 8257,97 68, 44 33778,16( N ) Với m 3 (đối với ổ bi) - Bậc đường cong mỏi thử ổ lăn Xét thấy: Cd C 41100 N Từ đó, chọn ổ bi đỡ dãy, cỡ nhẹ với ký hiệu 212 ứng với d = 60 mm hợp lí 6.2.2 Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh Điều kiện: Qt C0 theo công thức (11.18) [1]: Trong đó: C0 - khả tải tĩnh ổ, dựa theo ổ 212 chọn, C0 31500 N ; 8|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải Qt - giá trị lớn hai giá trị Qt1 Qt , cụ thể: Qt1 X Fr Y0 Fa 4573,90( N ) Với hệ số: X 0,6; Y0 0,5 , chọn từ bảng 11.6 [1] Qt FrC 6897,84( N ) Chọn Qt Qt 6897,84( N ) Do Qt 6897,84( N ) C0 31500( N ), ta dễ dàng nhận thấy khả tải tĩnh ổ đảm bảo 9|Thiết kế Hệ thống dẫn động băng tải