TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THU T TP.HCM ẬKHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY... Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền .... Tính toán, thiết kế b truyộ ền đai .... Chọn loại đ
Tính toán công su t, t ấ ốc độ trụ c công tác
Thông s ố đầ u vào
- Loạ ậ ệi v t li u v n chuy n: Mu i ậ ể ố
Công su t trên tr c công tác ấ ụ
- Công suất cần thi t chuy n t i liế ể ả ệu vít t i, ả 𝑃𝑙𝑣(𝑘𝑊) [1]
𝜔 = 3,2 h s c n tr chuyệ ố ả ở ển động c a v t liủ ậ ệu vận chuy n (ể muối) [1]
Tốc độ quay trục công tác
- Tốc độ quay trục công tác, 𝑛𝑙𝑣 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) [1]
𝐾 = 1 h s ệ ốphụ thuộc bước vít, gi s ả ửliệu khó v n chuy n, mài mòn [1] ậ ể
𝜌 = 1,3 𝑡ấ𝑛/𝑚 3 ,khối lượng riêng li u v n chuy n (ệ ậ ể xi măng) [1]
𝑐 = 0,7, h s ệ ốphụ thu c góc nghiên vít tải [1] ộ
Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
Thông s ố đầ u vào
- Công su t c n thi t chuy n t i li u vít t i, ấ ầ ế ể ả ệ ả 𝑃𝑙𝑣= 4,2882 𝑘𝑊
Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
- Công su t trên trấ ục động cơ [2]
𝜂 = 𝜂đ⋅ (𝜂𝑜𝑙) 3 ⋅ 𝜂 ⋅ 𝜂𝑏𝑟 𝑘𝑛- hiệu su t truy n toàn h ấ ề ệthống
𝜂 =đ 0,95: - hiệu su t b truyấ ộ ền đai (hở)
𝜂 = 0,𝑜𝑙 99 - hiệu su t truyấ ền động 1 cặp ổ lăn
𝜂 = 0, 𝑏𝑟 96 - hiệu su t b truy n bánh ấ ộ ề răng trụ răng nghiên (kín)
Chọn sơ bộ 𝑢đ= 2 - t s truy n b truyỉ ố ề ộ ền đai
- S ố vòng quay sơ bộ ầ c n thi t ế
Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lòng sóc
Brand name Output power Speed Voltage Product code
ABB 5,5 kW 940 rpm 380V/50Hz M2QA –132M6B
- Tính sai l ch t s truyệ ỉ ố ền sơ bộ
2.3 Bảng thông số k thu t hỹ ậ ệ thống truyền động
- Công su t c n thi t trên tr c công tác ấ ầ ế ụ
- Công su t c n thi t trên trấ ầ ế ục động cơ
- S vòng quay tr c công tác, ố ụ 𝑛3
Bảng thông số kỹ thu t h ậ ệ thố ng truy ền động
- B ng thông s k thu t h ả ố ỹ ậ ệthống truyền động
Trục động cơ Trục 1 Trục 2 Trục công tác
Tính toán, thiết kế b truy ộ ền đai
Thông s ố đầ u vào
- Công suất c n thi t trên tr c d n : ầ ế ụ ẫ 𝑃 = 𝑃𝑐𝑡đ𝑐 = 4,9448 𝑘𝑊
- Tỉ số bộ truyền đai: 𝑢 = 𝑢 = 2 đ
3.2 Chọn loại đai và ti t diế ện đai
- Dựa vào tr s công su t, tị ố ấ ốc độ quay tr c d n chụ ẫ ọn đai loại B, ti t di n A = 138 mm ế ệ 2
3.3 Xác nh các thông s b truy n đị ố ộ ề
- Tính chọn đường kính bánh đai
- Đường kính t i thiố ểu bánh đai dẫn, 𝑑𝑚𝑖𝑛= 140 𝑚𝑚
- Chọn đường kính bánh đai dẫn 𝑑1 d a vào ự 𝑑𝑚𝑖𝑛 , chọn 𝑑1 = 180 𝑚𝑚
- Đường kính bánh đai bị dẫn 𝑑 2
𝑑 = 𝑑2 1(1 − 𝜉)𝑢đ= 352,8 𝑚𝑚 , chọn giá tr tiêu chuị ẩn 𝑑255 𝑚𝑚
- tỉ số truy n th c t bề ự ế ộ truyền đai, 𝑢đ𝑡𝑡
- Tính kho ng cách tr c ả ụ
- Chọn sơ bộ khoảng cách tr c ụ
- Tính chính xác kho ng cách trả ục
- Tính ch n chiọ ều dài đai
Tính chiều dài đai sơ bộ
𝑙 = 2𝑎 + 𝜋(𝑑 1 +𝑑 2 2 ) + 𝜋(𝑑 2 −𝑑 4𝑎 1 ) 2 = 1710 35, 𝑚𝑚 chọn chiều dài đai tiêu chuẩn 𝑙 = 1800 𝑚𝑚
- Tính và ki m nghiể ệm điều ki n góc ôm ệ
3.4 Xác định số dây đai
- 𝑃 = 4,9448 - Công su t trên tr c pulley ch ấ ụ ủ động(kW)
- 𝐾đ= 1,35 - H s t i tr ng (vít t i 1,25,c ng 0,1 làm vi c 2 ca/ngày) ệ ố ả ọ ả ộ ệ
- 𝑐 = 0,𝑎 9642 - H s k ệ ố ể đến ảnh hưởng góc ôm [𝐶𝑎= 1, (1 − 𝑒24 −𝑎1 110 )]
- 𝑐 = 0,𝐿 9642 - H s ệ ố xét đến ảnh hưởng chiều dài đai [𝑐𝐿= (𝐿 ∕ 𝐿0) 6 1 ]
- 𝑐𝑢= 1,12 - H s ệ ố xét đến ảnh hưởng c a t s truy n ủ ỉ ố ề
- 𝑐 = 0,𝑧 95 - H s k ệ ố ể đến ảnh hưởng phân b t i trố ả ọng đều trên dây đai
- Xác định chiều rộng bánh đai B
- Đường kính ngoài các bánh đai
3.5 Xác định lực căng đai, lực tác d ng lên tr c ụ ụ
- Lực căng ban đầu(trên một sợi dây đai)
- Lực tác d ng lên trụ ục
3.6 Bảng thông số kĩ thuậ ộ truyt b ền đai
Thông số Ký hiệu Giá trị Unit
Công suất trên trục dẫn P 4.944777 kW
Tốc độ quay trục dẫn 940 rpm
Tỉ số truyền thực tế 2.012472
Tiết diện đai A 138 mm 2 Đường kính pulley dẫn 180 mm Đường kính pulley bị dẫn 355 mm
Góc ôm pulley dẫn 158.8529 degree
Lực căng đai (per one belt) 220.7532 N
Lực tác dụng lên trục 1302.029 N
Xác đị nh số dây đai
- 𝑃 = 4,9448 - Công su t trên tr c pulley ch ấ ụ ủ động(kW)
- 𝐾đ= 1,35 - H s t i tr ng (vít t i 1,25,c ng 0,1 làm vi c 2 ca/ngày) ệ ố ả ọ ả ộ ệ
- 𝑐 = 0,𝑎 9642 - H s k ệ ố ể đến ảnh hưởng góc ôm [𝐶𝑎= 1, (1 − 𝑒24 −𝑎1 110 )]
- 𝑐 = 0,𝐿 9642 - H s ệ ố xét đến ảnh hưởng chiều dài đai [𝑐𝐿= (𝐿 ∕ 𝐿0) 6 1 ]
- 𝑐𝑢= 1,12 - H s ệ ố xét đến ảnh hưởng c a t s truy n ủ ỉ ố ề
- 𝑐 = 0,𝑧 95 - H s k ệ ố ể đến ảnh hưởng phân b t i trố ả ọng đều trên dây đai
- Xác định chiều rộng bánh đai B
- Đường kính ngoài các bánh đai
3.5 Xác định lực căng đai, lực tác d ng lên tr c ụ ụ
- Lực căng ban đầu(trên một sợi dây đai)
- Lực tác d ng lên trụ ục
3.6 Bảng thông số kĩ thuậ ộ truyt b ền đai
Thông số Ký hiệu Giá trị Unit
Công suất trên trục dẫn P 4.944777 kW
Tốc độ quay trục dẫn 940 rpm
Tỉ số truyền thực tế 2.012472
Tiết diện đai A 138 mm 2 Đường kính pulley dẫn 180 mm Đường kính pulley bị dẫn 355 mm
Góc ôm pulley dẫn 158.8529 degree
Lực căng đai (per one belt) 220.7532 N
Lực tác dụng lên trục 1302.029 N
Tính toán, thiết kế b truy ộ ền bánh răng
Thông s ố đầ u vào
- Trục d n c a b bánh ẫ ủ ộ răng ắ l p trên trục vào c a HGT Thông s ủ → ố đầu vào l y trên tr c vào c a ấ ụ ủ HGT
+ Công su t trên trấ ục bánh răng dẫn 𝑃= 𝑃1 = 4.697538
+ Tốc độ quay trục bánh răng dẫn 𝑛= 𝑛1= 470
+ Mô men xo n trên trắ ục bánh răng dẫn 𝑇= 𝑇1= 95449.97
- Tải trọng không đổi, quay m t chi u ộ ề
- Thời gian làm việc 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca)
Chọn vật liệu
- Chọn v t liậ ệu bánh răng: Tùy theo yêu cầu c ụthể như tải tr ng l n hay nhọ ớ ỏ, khả năng công nghệ và thiết bị ch tạo mà có th ế ểchọn v t li u nhóm I ho c nhóm II Tham kh o m c 6.1[1] ậ ệ ặ ả ụ Sau khi chọn vật liệu thống kê các thông tin như sau:
Vật liệu Nhiệt Luyện Giới hạn bền ′
HB Bánh răng dẫn Thép
Xác định ứng suất cho phép
SH =1,1 - hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, bảng 6.2
S = 1,75 - F hệ số an toàn khi tính về uốn, bảng 6.2
- Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB 1 = 245; độ rắn bánh răng lớn HB 2 = 230, khi đó:
𝛔 𝐨 Hlim1 = 2HB+70 =2.245+70 = 560 MPa; 𝛔 𝐨 Flim1= 1,8HB =1,8.245 = 441 MPa
𝛔 𝐨 Hlim2 = 2HB+70 =2.230+70 = 530 MPa; 𝛔 𝐨 Flim2= 1,8HB =1,8.225 = 414 MPa
N FE = NHE 60.c.n.t = 60.1.363.470.2.6.5 = 5 N𝑯𝑬 > N𝑯𝑶𝟏do đó K HL1 1 - Như vậy theo (6.1a), sơ bộ xác định được
[𝝈𝑯]1 = (𝛔 𝐨 Hlim/SH) KHL = (560/1,1 1 509 MPa ) [𝝈𝑯]2 = (𝛔 𝐨 Hlim/SH) K = (530/1,1 1 481.82 MPa HL ) - Với bánh răng thẳng, do đó theo (6.12)
- Do đó theo (6.2a) với bộ truyền quay 1 chiều K FC = 1, ta được:
- Ứng su t quá t i cho phép: theo (6.10) và (6.11) [ấ ả 𝝈𝑯]max = 2,8𝝈𝒄𝒉𝟐= 2,8.450 = 1260 MPa
Xác định sơ bộ khoảng cách trục, 𝑎 𝑤
- Với [𝝈𝑯] = 481.82 MPa; 𝜓𝑏𝑎= 0.315 ; Ka = 49.5 ; KHβ = 1.05 ; T 1 = 95450 Nmm
Xác đị nh các thông số ăn khớ p
- Theo b ng 6.8 chả ọn môđun pháp 𝒎𝒏 = 2,5 mm
- Số răng bánh dẫn, b d n ị ẫ β= 0 o , do đó cos𝛃 1, theo (6.31) s= ố răng bánh nhỏ
- Tính l i chính xác kho ng cách tr c, ạ ả ụ 𝑎𝑤
- Do đó tỉ số truyền thực sẽ là um = z2/z1= 108/27 = 4
- Kiểm tra sai l ch t s truy n b truy n bánh rang ệ ỉ ố ề ộ ề
4.6 Kiểm tra sai l ch t s truy n h th ng ệ ỉ ố ề ệ ố
- Kiểm nghiệm răng – ề b n ti p xúc ế
- Theo(6.33), ng su t tiứ ấ ếp tại mặt rang làm vi c ệ
- Với a t =atw = arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg20/cos0) = 20
- Do đó theo (6.34) và tra bảng 6.12: Z = 1,H 76
- Do đó theo công thức 6.38, 𝑍𝜀 = √(4 − 𝜀𝑎)/3 = √(4 − 1 )/3 = 0.73 869
Tính lại ứng su t ti p xúc ấ ế
- Thay các giá tr vị ừa tính được vào công th c trên: ứ
- Kiểm nghiệm răng – trường h p quá t i ợ ả
4.8 Tính l c tác dự ụng khi ăn khớp
4.9 Bảng thông số k thu t bỹ ậ ộ truyền bánh răng
Thông s ố Ký hi u ệ Giá tr ị Đơn vị
Công su t trấ ục bánh răng dẫn 𝑃1 4.697538 (kW)
Tốc độ quay của trục dẫn 𝑛1 470.000 (vòng/phút)
Mô men xo n trên tr c d n ắ ụ ẫ 𝑇 95450 (𝑁𝑚𝑚)
Thời gian làm việc 𝐿h 18000 (giờ)
Mô đun pháp/ mô đun 𝑚n hoặc 𝑚 3 (𝑚𝑚)
Góc nghiêng (BTRT không có) 𝛽 0.000 (độ)
Góc ăn khớp 𝛼 tw 20 (độ)
Số răng bánh lớn 𝑍 2 108 (𝑟ă𝑛𝑔) Đường kính vòng lăn bánh nhỏ 𝑑w1 67.500 (𝑚𝑚) Đường kính vòng lăn bánh lớn 𝑑 w2 270.000 (𝑚𝑚) Đường kính vòng nh bánh nhỏ đỉ 𝑑 a1 72.500 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đỉnh bánh lớn 𝑑a2 275.000 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đáy nhỏ 𝑑 f1 61.250 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đáy lớn 𝑑f2 263.750 (𝑚𝑚) Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng 𝜎 H 444.16 (𝑀𝑃𝑎)
Lực tác dụng khi ăn khớp
Lực d c trọ ục (BTRT không có) 𝐹a 0.000 ( ) 𝑁
Kiểm nghi m b n ệ ề
- Kiểm nghiệm răng – ề b n ti p xúc ế
- Theo(6.33), ng su t tiứ ấ ếp tại mặt rang làm vi c ệ
- Với a t =atw = arctg(tgα/cosβ) = arctg(tg20/cos0) = 20
- Do đó theo (6.34) và tra bảng 6.12: Z = 1,H 76
- Do đó theo công thức 6.38, 𝑍𝜀 = √(4 − 𝜀𝑎)/3 = √(4 − 1 )/3 = 0.73 869
Tính lại ứng su t ti p xúc ấ ế
- Thay các giá tr vị ừa tính được vào công th c trên: ứ
- Kiểm nghiệm răng – trường h p quá t i ợ ả
Tính l c tác d ự ụng khi ăn khớ p
4.9 Bảng thông số k thu t bỹ ậ ộ truyền bánh răng
Thông s ố Ký hi u ệ Giá tr ị Đơn vị
Công su t trấ ục bánh răng dẫn 𝑃1 4.697538 (kW)
Tốc độ quay của trục dẫn 𝑛1 470.000 (vòng/phút)
Mô men xo n trên tr c d n ắ ụ ẫ 𝑇 95450 (𝑁𝑚𝑚)
Thời gian làm việc 𝐿h 18000 (giờ)
Mô đun pháp/ mô đun 𝑚n hoặc 𝑚 3 (𝑚𝑚)
Góc nghiêng (BTRT không có) 𝛽 0.000 (độ)
Góc ăn khớp 𝛼 tw 20 (độ)
Số răng bánh lớn 𝑍 2 108 (𝑟ă𝑛𝑔) Đường kính vòng lăn bánh nhỏ 𝑑w1 67.500 (𝑚𝑚) Đường kính vòng lăn bánh lớn 𝑑 w2 270.000 (𝑚𝑚) Đường kính vòng nh bánh nhỏ đỉ 𝑑 a1 72.500 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đỉnh bánh lớn 𝑑a2 275.000 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đáy nhỏ 𝑑 f1 61.250 (𝑚𝑚) Đường kính vòng đáy lớn 𝑑f2 263.750 (𝑚𝑚) Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng 𝜎 H 444.16 (𝑀𝑃𝑎)
Lực tác dụng khi ăn khớp
Lực d c trọ ục (BTRT không có) 𝐹a 0.000 ( ) 𝑁
Tính ch n n i tr ọ ố ục
Thông s ố đầ u vào
Số vòng quay: nđc = 940 (vòng/phút)
Trình t tính toán ự
Chọn nối vòng đàn hồi để nối tr c ụ
Chọn theo điều kiện: cp t kn cp t kn
Khớp nối là chi tiết tiêu chuẩn , dựa vào momen xoắn để tính toán:
+ k = 2: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào máy công tác (Bảng 5.1) ;
Chọn kích thước khớp nối trong bảng (Bảng 5.2a):
Các kích thước cơ bản của vòng đàn hồ (Bảng 5.2b):i
Kiểm nghi m kh p n i ệ ớ ố
Kiểm nghiệm điều ki n b n d p cệ ề ậ ủa vòng đàn hồi theo công th c 5.2: ứ
𝑍𝐷 0 0 𝑑 𝑙 3≤ [𝜎d] Với [ ]: là ng 𝜎d ứ suất d p cho phép c a vòng cao su ([ ] = 2 - 4 Mpa) ậ ủ 𝜎d
𝜎d = 1,423946321 ≤ [𝜎d] => thõa mãn điều kiện bền dập cảu vòng đàn hồi.
- Kiểm nghiệm điều ki n b n cệ ề ủa chốt:
Với : [ ] là ng su t cho phép c a ch t ([ ] = 60-80 Mpa) 𝜎 u ứ ấ ủ ố 𝜎 u
Tính l c tác d ng lên tr c ự ụ ụ
Với l0 = l + l1 2/2,thay số vào ta được:
𝜎 u = 31,53023996 Mpa ≤ [𝜎 u ] => thõa mãn điều kiền bền của chốt.
Kết luận: Các thông s c a kh p nố ủ ớ ối như trên được ch p nhấ ận.
Tính toán thiết kế trục
Sơ đồ đặt lực chung
Sơ đồ đặt lực chung
* Trị số của các lực được xác định như sau:
6.2 Tính toán thiết kế trục a) Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu ch t o tr c là thép C45 tôi c i thi n v i các thông s ế ạ ụ ả ệ ớ ố
Giới hạn chảy:𝜎𝑐ℎ= 580(𝑀𝑃𝑎) Ứng suất xoắn cho phép: 15 30MPa →Chọn 15MPa
13 | P a g e b) Chọn sơ bộ đường kính trục: Đường kính trục được xác định chỉ bằng momen xoắn theo công thức: d ≥√𝑇/0,2[𝜏] 3 Trong đó:
+ [𝜏]- ng su t xo n cho phép, Mpa ; V i v t li u tr c là thép C45 thì Ứ ấ ắ ớ ậ ệ ụ [𝜏] = (15 30) MPa
+ T - Momen xo n trên các trắ ục.
Lấy [𝜏] = 15 MPa đối với trục vào và [𝜏 ′ ] = 30 MPa đối với trục ra d1 sb≥√𝑇1/0,2[𝜏] 3 ≈ 31,69 mm d2 sb≥ √𝑇2/0,2[𝜏′] 3 39,252 mm ≈ Chọn d1 sb = 35mm ; d = 40 mm
Từ đường kính sơ bộ ừa tính đượ v c tra bảng 10.2 thu được sơ bộ kích thước ổ lăn như sau:
+ d1 sb = 30mm: chi u r ng ề ộ ổ lăn là bo1 = 21 mm;
+ d2 sb = 40mm: chi u r ng ề ộ ổ lăn là bo2 = 23 mm;
* Xác định chiều dài mayơ đĩa xích bằng công thức sau: lm22 = (1,2 1,5)d sb + Với đĩa răng nhỏ lm12 = (1,2 1,5)dsb
1 = (42 52,5) L y lấ m12 = lm13 = 45 mm + Với đĩa răng lớn lm22 = (1,2 1,5)dsb = (48 60) L y l = 55 mm
* Xác định chiều dài mayo nửa khớp nối bằng công thức sau: lmkn = (1,4 2,5)dsb (kh p n i loớ ố ại vòng đàn hồi) Thay s ố ta được: l mkn = 2 d sb 1 = 80 L y lấ m23 = 42 mm
Các kho ng cách tr c ả ụ khác được ch n trong b ng 10.3 ọ ả
Tên g i ọ Kí hi u và giá tr ệ ị
Khoảng cách từ mặt nút c a chi tiủ ết quay đến thành trong của h p ho c kho n cách gi a các chi ti t quay ộ ặ ả ữ ế k1 = 10
Khoảng cách t m t nút ừ ặ ổ đến thành trong c a h p ủ ộ
(lấy giá trị nhỏ khi bôi trơn ổ ằ b ng d u trong h p gi m tầ ộ ả ốc) k2 = 10
Khoảng cách t m t nút c a chi tiừ ặ ủ ết quay đến nắp ổ k3 = 15
Chiều cao nắp ổ và đầu bulong hn = 20 c) Xác định chiều dài các đoạn trục:
6.3 Thi t k ế ếtrục 1 a) Thông s ố đầu vào
Số vòng quay: n = 470 (vòng/phút) 1
Hình6.1 Hình v phác thẽ ảo các kích thướ ủc c a trục I b) L c tác d ng lên trự ụ ục:
Biểu đồ Momen trục I d) Phương trình cân bằng mômen:
* M t Oyz: R và Rặ By Dy:
MB = 0 Fry.l12 – Ft1.l13 – RDy.l11 = 0 => RDy = -996,4417 N
Fy = 0 F + R + F + R = 0 => Rry By t1 Dy By = -2482,72 N
MB = 0 Frx.l12 + Fr1.l R13– Dx.l11 = 0 => R = 1238,04 N Dx
Fx = 0 F + Rrx Bx – F + R = 0 => Rr1 Dx Bx = -1336,269 N e) Xác định đường kính trục:
Mômen tương đương Mtdi tại các tiết diện i:
𝑀𝑡𝑑𝐷= √𝑀 𝐷 2 + 0, 𝑇75 𝐷 2 = 0 𝑁.( 𝑚𝑚) f) Tính đường kính các đoạn tr c ụ
Với d = 35 (mm) tra b ng 10.5 [1] trang 195 1 ả
→ Chọn đường kính các đoạn trục theo dãy tiêu chuẩn bảng 10.5 [1] trang 195
6.3 Thiết kế trục 2 a) Thông s ố đầu vào
Số vòng quay: n = 117,5 (vòng/phút) 2
Hình6.2 Hình v phác thẽ ảo các kích thướ ủc c a trục II
17 | P a g e b) L c tác d ng lên trự ụ ục:
Lực sinh ra t i kh p n i F = 223,27 N ạ ớ ố kn d) Biểu đồ mômen trục 2:
Biểu đồ Momen trục II d) Phương trình cân bằng mômen:
MA = 0 Ft2.l13 – R Cy l11 - F (l + lrkn 11 c22) = 0 => R = 954,886 N Cy
Fy = 0 RAy – F + R + Ft2 Cy rkn = 0 => R = 1450 N Ay
* M t Oxz: R và Rặ Cx Ax:
18 | P a g e e) Xác định đường kính trục:
Mômen tương đương Mtdi tại các tiết diện i:
𝑀𝑡𝑑𝐷= √𝑀 𝐷 2 + 0, 𝑇75 𝐷 2 = 314248(𝑁 𝑚𝑚) f) Tính đường kính các đoạn tr c: ụ
Với d = 40 (mm) tra b ng 10.5 [1] trang 195 2 ả
→ Chọn đường kính các đoạn trục theo dãy tiêu chuẩn bảng 10.5 [1] trang 195
Thiết k ế trục I, II
Số vòng quay: n = 117,5 (vòng/phút) 2
Hình6.2 Hình v phác thẽ ảo các kích thướ ủc c a trục II
17 | P a g e b) L c tác d ng lên trự ụ ục:
Lực sinh ra t i kh p n i F = 223,27 N ạ ớ ố kn d) Biểu đồ mômen trục 2:
Biểu đồ Momen trục II d) Phương trình cân bằng mômen:
MA = 0 Ft2.l13 – R Cy l11 - F (l + lrkn 11 c22) = 0 => R = 954,886 N Cy
Fy = 0 RAy – F + R + Ft2 Cy rkn = 0 => R = 1450 N Ay
* M t Oxz: R và Rặ Cx Ax:
18 | P a g e e) Xác định đường kính trục:
Mômen tương đương Mtdi tại các tiết diện i:
𝑀𝑡𝑑𝐷= √𝑀 𝐷 2 + 0, 𝑇75 𝐷 2 = 314248(𝑁 𝑚𝑚) f) Tính đường kính các đoạn tr c: ụ
Với d = 40 (mm) tra b ng 10.5 [1] trang 195 2 ả
→ Chọn đường kính các đoạn trục theo dãy tiêu chuẩn bảng 10.5 [1] trang 195
Thi ết kế then
Chọn then
- V i các thông sớ ố đường kính trục xác định ở phần 4, ta chọn được các thông s cố ủa then như bảng dưới đây: (kích thước mm) Tra bảng 9.1a [1] trang 173 Đường kính tr c d ụ
Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn của rãnh r b h Trên trục t1 Trên l t ỗ 2 Nhỏ nhất Lớn nh t ấ
𝑙 = 1, 𝑑 𝑡𝑗 35 𝑗 Chiều dài then t i v ạ ị trí đai:
𝑙 = 1, 𝑡𝐴 35 25 33 75= , => Chọn 𝑙 𝑡𝐴 = 36 (mm) Chiều dài then t i v ạ ị trí bánh răng trụ ẫn: d
𝑙 = 1, 𝑡𝑐 35 36 48= ,6 => Chọn 𝑙 𝑡𝐶 = 50 (mm) Chiều dài then t i v ạ ị trí bánh răng trụ ị ẫn: b d
𝑙 = 1, 𝑡𝐵 35 45 60= , =>75 Chọn 𝑙 𝑡𝐵 = (mm) 63 Chiều dài then t i v trí khạ ị ớp nối:
Theo công thức (9.1), (9.2) [1] trang 173, điều ki n b n dệ ề ập và điều kiện cắt:
d, c - ng suứ ất dập và ứng suấ ắt c t tính toán (MPa) d - đường kính tr c (mm) ụ
T - mômen xo n trên tr c (N.mm) ắ ụ lt, b, h, t - kích thước then (mm)
Kiểm nghi m then ệ
Dựa vào b ng 9.5 [1] trang 178 ta chả ọn ứng su t dấ ập cho phép như sau
Dạng l p ắ Vật liệu mayơ Đặc tính tải tr ng ọ Tĩnh [σd] (MPa) đối với mối ghép then
Do t i trả ọng tĩnh nên ứng su t c t cho phép ấ ắ c 60 90 MPa
Kiểm nghiệm trục
Thông s ố đầ u vào
- Đường kính vòng trong d = 35 (mm) 1
- Đường kính vòng trong d = 40 (mm) 2
- Quay 1 chi u, làm vi c 2 ca, tề ệ ải va đập nh ẹ
Phản l c t i các gự ạ ối đỡtrục (N)
Số vòng quay c a tr c (vòng/phút) ủ ụ I 470
9.2 Trình tự tính toán trên trục I
Với t i trả ọng va đập nhẹ, ổ đỡ trục lắp bánh răng trụ răng thẳng chỉ chịu lực hướng tâm nên ta dùng ổ bi đỡ ộ m t dãy lần lượt là B, D, ởtrục I
Lực hướng tâm tại vị trí các ổ :
Tra ph l c P.2.7, dụ ụ ựa vào đường ngõng tr c d = 35 (mm), chụ 1 ọn sơ bộ ổ ỡ c trung có các thông s sau: ố
Số hiệu d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) α (°) C (kN) C 0 (kN)
- Kiểm nghi m kh ệ ả năng tả ủa ổi c
Khả năng tải động của ổ được tính theo công thức (11.1) [1] trang 213
CdQ L C Trong đó: m là b c cậ ủa đường cong m i khi th vỏ ử ề ổ lăn, chọn ổ 𝑚 = 3
L là tu i th tính b ng tri u vòng quay ổ ọ ằ ệ
𝐿 = 60.𝑛 𝐿 10 1 ℎ 6 = 60 470 10 18000 6 = 507,6 (tri u vòng) ệ Với L là tu i th ch ổ ọ ủa ổ lăn của h p gi m t c tính b ng gi ộ ả ố ằ ờ
Q là tải trọng động quy ước (kN)
Với F F a , r là t i trả ọng hướng tâm và t i tr ng d c tr c ả ọ ọ ụ
V là h s k ệ ố ể đến vòng nào quay, V = 1 vì vòng trong quay
28 | P a g e kt là h s k ệ ố ể đến ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ, k t 1 nhivì ệt độ làm vi c < 105°C ệ kd là h s k ệ ố ể đến đặc tính t i tr ng, theo b ng 11.3 [1] trang 215 ả ọ ả k d 1vì t i trả ọng tĩnh
X là h s t i trệ ố ả ọng hướng tâm
Y là h s t i tr ng d c tr c ệ ố ả ọ ọ ụ Đố ớ ổ đỡi v i ch ch u lỉ ị ực hướng tâm, ta có:
Tải trọng động quy ước trên : ổ
Vậy Q 2 Q 1 nên l y giá tr ấ ịQ 2 để tính, 𝑄 = 𝑄2= 2819 (𝑁),5
Khả năng tải động của ổ được tính theo công th c (11.1) [1] trang 213 ứ
Ổ thỏa mãn kh ả năng tải động
- Kiểm nghi m kh ệ ả năng tải tĩnh
C C Theo công th c (11.19) và (11.20) [1] trang 221, ta có: ứ
Từ b ng 11.6 [1] trang 221 ta có: X =0,6 ; Yả 0 0=1
V y ậ ổ thỏa mãn về khả năng tải tĩnh
9.3Trình tự tính toán trên trục II
Với t i trả ọng va đập nhẹ, ổ đỡ trục lắp bánh răng trụ rang th ng nên ta dùng ẳ ổ đỡ 1 dãy lần lượt là A, C tr c II ở ụ
Vì trên đầu ra của trục có lắp khớp nối trục nên chọn chiều của F rknngược lại so với chiều tính toán trước đó:
Mặt Oyz: R và R Cy Ay:
MA = 0 Ft2.l13 – RCy.l11 + Frkn .(l + l11 c22) = 0 => RCy = YC 73,26 N
Fy = 0 RAy – F + R - F t2 Cy rkn = 0 => R Ay =YA = 1178,16 N
Lực hướng tâm tại vị trí các ổ:
Tra ph l c P.2.7, dụ ụ ựa vào đường ngõng tr c d = 40 (mm), chụ 2 ọn sơ bộ ổ đỡ 1 dãy c ỡ nhẹ có các thông s sau: ố