đồ án môn học chi tiết máy thiết kế trạm dẫn động băng tải đề số 02

LỜI NÓI ĐẦU Đồ án chi tiết máy là môn học cơ bản của ngành cơ khí, môn học này cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn về kiến thức đã học và môn học cũng là cơ sở rất quan trọng c

Tính Động Học

Chọn động cơ điện

1.1.1 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ điện:

Trong đó, : công suất yêu cầu trên trục động cơ điện,

: công suất trên trục bộ phận máy công tác,

: hiệu suất chung của hệ thống truyền động.

1.1.1.1 Tính công suất trên trục công tác

Trong đó, : công suất trên trục bộ phận máy công tác (kW), : lực kéo băng tải (N),

1.1.1.2 Xác định hiệu suất chung của hệ thống truyền động

Trong đó, : hiệu suất chung của hệ thống truyền động,

: hiệu suất 1 cặp ổ lăn, η ol =0,99

: hiệu suất 1 cặp bánh răng, η br =0,97

: hiệu suất bộ truyền đai η đ =0,95

1.1.1.3 Xác định công suất yêu cầu trên trục động cơ

1.1.2 Xác định tốc độ quay sơ bộ của động cơ điện

(vg/ph) Trong đó, n sb: tốc độ quay sơ bộ mà động cơ cần có (vg/ph) , n lv: tốc độ quay của trục máy công tác (vg/ph), u sb: tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống.

1.1.2.1 Xác định tốc độ quay của trục máy công tác n lv = 60.1000.v π.D = 60000.1,5

3 , 14 175 3 7 , (vg/ph) Trong đó, : vận tốc băng tải (m/s),v

1.1.2.2 Xác định tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống

Trong đó, u sb: tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống, u sb(đ ): tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền đai, u sb br ( ): tỉ số truyền sơ bộ của bộ truyền bánh răng. chọn u sb(đ )= 2 ; u sb br ( )= 3

1.1.2.3 Xác định tốc độ quay của động cơ cần chọn

Thay vào công thức tính tốc độ quay sơ bộ, ta được: n sb = n lv u sb= 163,7.6 = 982,2 (vg/ph)

Ta chọn theo điều kiện: ¿

Từ bảng thông số động cơ điện Việt Hung, ta được:

(Tỉ số momen cực đại)

(Tỉ số momen khởi động)

Khối lượng (kg) Đường kính trục động cơ

Phân phối tỉ số truyền

Tỉ số truyền chung của hệ thống: u c = n đc n lv

= 980 163,7 =5,99 Trong đó, u c: tỷ số truyền chung của hệ thống, n đc : tốc độ quay trên trục động cơ, n lv : tốc độ quay của trục máy công tác.

Trong đó, u br: tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng, u đ: tỉ số truyền của bộ truyền đai.

Tính các thông số trên các trục

- Tỉ số truyền từ trục động cơ sang trục I: u đc →I =u đ =1,996

- Tỉ số truyền từ Trục I sang Trục II: u I →II =u br =3

- Tỉ số truyền từ Trục II sang bộ phận công tác:

1.3.2 Tính tốc độ quay trên các trục

Tốc độ quay trên trục động cơ: n đc 0 (vg/ph)

Tốc độ quay trên Trục I: n I = n đc u đ

= 980 1,996 I0,98 (vg/ph) Tốc độ quay trên Trục II: n II = n I u br = 490,98

3 163,66 (vg/ph) Tốc độ quay trên trục công tác: n lv ,t = n II u k

1.3.3 Tính công suất trên các trục

Công suất trên trục công tác: = 3,75 (kW)

Công suất trên Trục II: P II = P lv η k

= 3,75 0,99 =3,78 (kW) Công suất trên Trục I: P I = P II η ol η br

= 3,78 0,99.0,97 =3,95 (kW) Công suất trên trục động cơ (thực): P đc ,t = P I η ol η đ

1.3.4 Mô men xoắn trên các trục

- Mô men xoắn trên trục động cơ:

- Mô men xoắn trên Trục I:

- Mô men xoắn trên Trục II:

- Mô mem xoắn trên trục công tác:

Lập bảng các thông số động học

Trục động cơ Trục I Trục II Trục công tác u uđ = 1,996 u br =3 u k =¿1

THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

Thiết kế bộ truyền đai thang

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú

Tốc độ quay trục chủ động (vg/ph) 980

Công suất trên trục chủ động (kW) 4,2

Mô men xoắn trên trục chủ động (Nmm) 40929

Thời gian phục vụ (giờ) 1675,5

2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

- Tra đồ thị ĐT 41 59 [1] với thông số { n 1 P 0(vg/ ph) 1 =4,2(KW)

Suy ra, chọn loại đai thang thường và tiết diện đai là tiết diện Б

2.2 Xác định các thông số của bộ truyền

Ta được, đường kính bánh đai nhỏ d 1 = 125 (mm)

Kiểm tra về vận tốc đai: v= π d 1 n 1

- Đường kính bánh đai lớn d 2

Trong đó, u là tỉ số truyền của bộ truyền đai, ε là hệ số trượt (ta chọn = 0,02).ε d 2 =u.d 1 (1−ε)=1,996.125.(1−0,02 244,51 )= (mm)

Ta chọn d 2 theo tiêu chuẩn d 2 = 250 (mm)

- Tỉ số truyền thực tế u t u t = d 2 d 1 (1−ε ) = 250

125.(1 0,02 − ) =2,04 Sai lệch tỉ số truyền: Δu=¿u t −u∨ ¿ u 100%=¿2,04 1,996 − ∨ ¿

-Dựa vào u t=2,04 và Chọn sơ bộ khoảng cách trục a theo bảng 4.14[1]-60 a d 2

( a sb :khoảng cách trục sơ bộ (mm)) -Kiểm tra điều kiện:

⇔206,25≤ 300≤750(thỏamãn) Trong đó, h là chiều cao đai tra bảng 4.13[1]-59.

4.300 02,07 (mm) Tra bảng 4.14[1]-59 Ta chọn = 1250 (mm)l

- Kiểm nghiệm đai về tuổi thọ: i= v l = 6,41

1,25 =5,128(s −1 ) Trong đó, i là số lần uốn của đai trong 1 giây, l là chiều dài đai, v là vận tốc vòng (vận tốc đai). iNH01 lấy N =HE1 NH01

NHE2>NH02 lấy N =HE2 NH02

NFE1>NF01 lấy NFE1=NF01

NFE2>NF02 lấy NFE2=NF02

Do là bánh răng trụ răng nghiêng nên:

2 @0,00 (MPa) Ứng suất cho phép khi quá tải:

{ [ σ H ] m ax =2,8 ax m ( σ ch1 ,σ ch 2 ) =2,8.3000(MPa)

3.3.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục a w =K a (u+1) 3 √ [ σ H T ] sb 2 1 K u.ψ Hβ ba

-Ka: Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng: K C (MPa )a 1/3

-T1: Momen xoắn trên trục chủ động: T = 76831 (N.mm)1

-[σ H sb] : Ứng suất tiếp xúc cho phép: [σ H]sb= 400,00 (MPa)

-Ψ ,Ψba bd: hệ số chiều rộng vành răng Tra bảng 66[1]-97 nhận được Ψ =0,3ba

Hệ số KHβ phản ánh sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính toán ứng suất tiếp xúc và uốn Tra bảng 6.7 [1] -98 với Ψ = 0,6 và sơ đồ bánh răng trên trục (sơ đồ 6), ta tìm được giá trị của KHβ.

{ K K Hβ Fβ =1,02 =1,05 ta được : a w =K a (u+1) 3 √ [ σ T H ] sb 2 1 K u.ψ Hβ ba C.(3+1) 3 √ 76831.1,02 400 2 3.0,3 0,42 (mm)

3.3.2 Xác định thông số ăn khớp

Tra bảng 6.8[1]-99 chọn m theo tiêu chuẩn: m= 2 (mm)

3.3.2.2 Xác định số răng, góc nghiêng

Chọn sơ bộ góc nghiêng β o

Tỷ số truyền thực tế: ut= Z Z 2

Xác định góc nghiêng của răng:

Xác định góc ăn khớp: α t=α tw= arctan( tanα cosβ ¿ = arctan( tan34 0,954 ) =¿ 35,26 °

Góc nghiêng của răng trên mặt trụ cơ sở β b: β b = arctan( cos α t tanβ)= arctan(cos35,26.tan17,45),4°

3.3.2.3 Xác định một số thông số của bộ truyền bánh răng

- Tỷ số truyền thực tế : u t=3

- Đường kính vòng cơ sở:

{ d b1 =d 1 cos20 e.cos20= (mm) 61 d b 2 =d 2 cos205.cos203(mm)

- Chiều rộng vành răng: b w =a w ψ ba 0.0,3 39 = (mm) => Chọn b = 40 (mm)w

3.3.3 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc

Tỉ số truyền thực tế: u = 3t Đường kính vòng lăn của cặp bánh răng:

{ d w 2 =2 a d w 1 w = −d 2a u w 1 t +1 w =2.130−655(mm) = 2.130 3+1 e(mm) Vận tốc vòng của bánh răng: v= πd w 1 n 1

Tra bảng 6.13[1]-106 với bánh răng trụ răng nghiêng và v= 1,67 (m/s) nhận được cấp chính xác của bộ truyền là : (CCX):9

Tra bảng phụ lục 2.3 [1]-250 với

Răng nghiêng và nội suy tuyến tính nhận được hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp khi tính về ứng suất tiếp xúc và uấn K =1,02, K =1,06HV FV v=1,67 (m/s)

ZR : hệ số của độ nhám mặt răng : Z R =1 khi R =1,25a ÷0,63 (mm)

ZV : Hệ số kể đến ảnh hưởng của tốc độ vòng : khi v ≤5 (m/s) Suy ra Z =1v

KxH : hệ số kể đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

YR: hệ số ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng Chọn =1

Ys: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhạy vật liệu với sự tập trung ứng suất

KxF: hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng K =1 khi dxF w2 ≤ 400(mm)

- KHβ, K , : là hệ số tập trung tải trọng Tra bảng 6.7[1]-98 theo vị trí bánhFβ răng và với hệ số ψ và sơ đồ bố trí là sơ đồ 6 ta đượcbd

- KHα, K : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên các cặp răngFα khi tính về ứng suất tiếp xúc và uấn Tra bảng 6.14[1]-107 với v= 1,67 (m/s) và CCX=9 => { K K Hα Fα =1,37 =1,13

Bánh bị động: [σ F 2]cx =[σ F2]sb Y R Y S K xH = 185,14.1.1,03.1 190,69 = (Mpa)

3.3.3.1 Kiểm nghiệm về ứng suất tiếp xúc σ H =Z m Z H Z ε √ 2T 1 b K w u H t (u d 2 w 1 t +1) ≤ [ σ H ] cx

- σ H: ứng suất tiếp xúc cho phép

- ZM: kệ số kể kến ảnh hưởng của cơ tính vật liệu

- Cặp bánh răng Tra bảng 6.5[1]-96, ta được: '4 (MPa) 1/3

(hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc)

Trong đó, là góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở:

Z H = √ sin(2 a 2cosβ tw b ) = √ sin 2.35,26 2.cos14,4 ( ) =1,43

(hệ số kể đến ảnh hưởng của tổng chiều dài tiếp xúc-phụ thuốc vào hệ số trùng khớp ngangε α và hệ số trùng khớp dọcε β) ε α = [ 1,88 3,2 − ( Z 1 1 + Z 1 2 ) ] c osβ= [ 1,88 3,2 − ( 31 1 + 1

- Tính hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:

K H =K Hα K Hβ K Hv =1,13.1,02.1,02 1,19 = Thay số, ta tính được: σ Ht =Z M Z H Z ε √ 2T b 1 K w u H t (u d w 1 2 t + 1) '4.1,43.0,76 √ 2.76831,1,19 (3+1)

3.3.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn

KF – Hệ số tải trọng khi tính về uốn

Yε – Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:

Yβ – Hệ số kể đến độ nghiêng của răng:

YF1, Y – Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng tương đương Z và Z :F2 V1 V2

{ Z Z v 2 v 1 = = cos cos Z Z 2 3 1 3 β β = = cos 17,45 93 31 3 0 5,71 cos 17,45 3 0 7,12 Tra bảng 6.18[1]-109 với:

3.3.5 Kiểm nghiệm độ bền quá tải

{ σ σ σ Fmax1 Fmax2 Hmax =K =K = σ qt qt H σ ≤ σ ≤ √ F 1 F 2 K qt ≤ [ [ [ σ σ σ F 1 F 2 H ] m ax ] m ax ] m ax

Kqt – Hệ số quá tải:

=2,2 ( tra bảng thông số động cơ )

{ σ σ Hm ax Fmax1 = =K σ H qt √ σ K F 1 qt 62,23 =2,2.87,57 192,65 √ 2,2 537,27 = = (MPa ≤ (MPa ≤ ) ) [σ [ σ F 1 H ]] m ax max $0(MPa) 0(MPa) σ Fmax2 =K qt σ F 2 =2,2.85,27,44(MPa ≤ ) [σ F2]m ax "4(MPa)

3.4 Xác định các thông số, kích thước hình học của bộ truyền 3.4.1 Xác định lực tác dụng lên trục

- Lực hướng tâm : Fr1=Fr2= F t1 tan35,26 cos17,45 = 2364,03.tan35,26 cos17,45 1751,94 (N)

- Lực dọc trục: F = F = Fa1 a2 t1.tan17,45 0 = 2364,03 tan17,45 = 743,11 (N) 0

Thông số Kí hiệu chung Kí hiệu Đơn vị Giá trị Vật liệu bánh răng nhỏ C45 tôi cải thiện

Vật liệu bánh răng lớn C45 thường hóa Độ cứng bề mặt HB HB1 190

Chiều rộng vành răng (mm) 40

Z2 (răng) 93 Đường kính vòng chia d d1 (mm) 65 d2 (mm) 195 Đường kính vòng lăn dw1 (mm) 65 dw2 (mm) 195 Đường kính vòng đỉnh da1 (mm) 69 da2 (mm) 199 Đường kính vòng đáy df1 (mm) 60 df2 (mm) 190

Hệ số dịch chỉnh x x1 0 x2 0 Đường kính vòng cơ sở db db1 (mm) 61 db2 (mm) 183

Lực tác dụng lên trục Ft1 Ft2 (N) 2364,03

TÍNH THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN Ổ LĂN

Tính trục, chọn ổ lăn

Thông số đầu vào, Mô men xoắn trên trục II: T=T "0573 (Nmm)II

- Chọn khớp nối vòng đàn hồi để nối trục:

- Ta chọn khớp theo điều kiện:

Tra bảng 16.1[2]-58, với hệ dẫn động băng tải: k= 1,2÷1,5 chọn k=1,3

Tra bảng 16.10a[2]-68 Và dựa vào điều kiện: d d t = 2 ≥ 3 √ 0,2 T II [ τ 2 ] = 3 √ 220573 0,2.25 5,33 (mm) Ta lấy d @ mm2

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi như sau (mm)

Tra bảng 16.10b[2]-69, Ta được kích thước cơ bản của vòng đàn hồi:

4.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục

Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép 45 tôi cải thiện có σ b= 700 MPa, ứng suất xoắn cho phép

4.2.2 Tính sơ bộ đường kính trục

Mô men xoắn trên trục I: T = 76831 (Nmm)I

Mô men xoắn trên trục II: T = 220573 (Nmm)II

- Đường kính trục sơ bộ được xác định bằng mô men xoắn theo công thức sau: d≥ 3 √ 0,2 T [ τ ]

[ ]: ứng suất xoắn cho phép với vật liệu trục là thép [ ]÷30 MPa

Trục I: d 1 ≥ √ 3 0,2 T [ I τ 1 ] = 3 √ 76831 0,2.15 ),48 (mm) Ta lấy d 0 mm1

Trục II: d 2 ≥ √ 3 0,2 T II [ τ 2 ] = 3 √ 220573 0,2.25 5,33 (mm) Ta lấy d @ mm2

4.2.3 Xác định lực từ các chi tiết, bộ truyền tác dụng lên trục

- Lực từ bánh đai tác dụng lên trục:

- Lực tác dụng lên bánh răng nghiêng:

- Lực từ khớp nối tác dụng lên trục:

4.2.4 Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực

- Xác định chiều rộng ổ lăn trên trục

Ta được chiều rộng ổ lăn trên các trục: { b b 01 02 ( #( mm mm ) )

Vì hộp giảm tốc 1 cấp, nên ta có:

- Chiều dài may ơ của khớp nối trục II: l m 2 = (1,4 2,5 ÷ ) d 2 = (1,4 2,5 ÷ )40 V÷ 100 (mm) Chọn l = 60 mmmc2

- Chiều dài mayơ của bánh răng trục I: l m 2 =(1,2÷ 1,5)d 2 =( 1,2÷1,5)40 48÷60)mm =( ¿>l m 2 Xmm

- Chiều dài may ơ bánh răng trục I: lm1=(1,2÷1,5)d =(1,21 ÷1,5)30=(36÷45) mm chọn

- Chiều dài phần chìa trục I (lắp bánh đai): l mc =( 1,4÷2,5)d=¿l mc1 =( 1,4÷2,5)d 1 =( 1,4÷ 2,5)30B 75 ÷ (mm )Chọn l E mc1 mm

Các kích thước khác liên quan đến chiều dài trục, chọn theo bảng 10.3[1]-189

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp, hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay: k mm;1

- Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:k = 10 mm;2

- Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3mm;

- Chiều cao nắp ổ và đầu bulông: hn mm

Với trục II l2c= 0,5.(lmc2+b02) + k + h =0,5.(60+23) +10+2= 72 mm3 n l22= 0,5.(lm2+b02) + k + k =0,5.( 58 + 23)+10+10a mm1 2 l21 = 2.l = 2 61 = 122 mm22

Với trục I l1c = 0,5.(l + b ) + k + h = 0,5.(45+19)+10+20b mmmc1 01 3 n l21 = l 2 mm ;11 l22 = l = 61 mm ;12

4.3 Tính chọn đường kính các đoạn trục

Tính phản lực cho trục I:

Tính phản lực cho trục II:

4.3.2 Vẽ biểu đồ mô men

Biểu đồ momen cho trục I:

Biểu đồ momen cho trục II:

4.3.3 Tính mô men tương đương

MtđA=√ 0 2 +0,75.76831 2 = 66537,6 (Nmm) d =A 3 √ 66537,6 0,1.6,7 = 21,5 (mm) d =B 3 √ 127330,1 0,1.6,7 = 26,7 (mm) d =C 3 √ 226458,5 0,1.6,7 = 32,3 (mm) d =D 3 √ 193819,7 0,1.6,7 = 30,7 (mm) Đường kính trục Giá trị Đơn vị dA 25 (mm) dB 30 (mm) dC 35 (mm) dD 30 (mm)

MtđK=√ 0 2 +0,75.220573 2 = 191021,8 (Nmm) d =E 3 √ 191021,8 0,1.63 = 31,2 (mm) d =F 3 √ 232049,2 0,1.6,7 = 33,3 (mm) d =G 3 √ 196880,3 0,1.6,7 = 31,5 (mm) d =K 3 √ 191021,8 0,1.6,7 = 31,2 (mm) Đường kính trục Giá trị Đơn vị dE 35 (mm) dF 40 (mm) dG 35 (mm) dK 30 (mm)

4.3.6 Chọn và kiểm nghiệm then

4.3.6.1 Chọn then và kiểm nghiệm cho trục I

- Chọn then tại tiết diện trục lắp bánh răng

DC = 35 mm Chọn then bằng, tra bảng 9.1a[1]-173 Đường kính trục d (mm) Kích thước tiết diện then (mm)

Bán kính góc lượn rãnh then r b h Trên trục t1

Chiều dài then l=(0,8÷0,9).lm1 = (0,8÷0,9).456÷40,5 (mm)

- Kiểm nghiệm then: Ứng suất dập:

Với là ứng suất dập cho phép

Tra bảng 9.5[1]-178 với dạng lắp cố định, vật liệu may ơ là thép làm việc va đập nhẹ, ta có 0Mpa. σ d = 2.76831

Thỏa mãn Ứng suất cắt:

Với ` ÷ 90 (MPa) là ứng suất cắt cho phép Do tải trọng va đập nhẹ gây nên lấy giảm đi 1/3:

- Chọn then tại tiết diện lắp bánh đai

Chọn then bằng, tra bảng 9.1a[1]-173, ta được: Đường kính trục d Kích thước tiết diện then (mm)

Bán kính góc lượn rãnh then r b h Trên trục t1

Chiều dai then: l=(0,8÷0,9).lmc1 = (0,8÷0,9).456÷40,5 (mm)

- Kiểm nghiệm then: Ứng suất dập: σ d = 2T I d l.(h−t 1 ) ≤ [σ d ]

Với là ứng suất dập cho phép

Tra bảng 9.5[1]-178 với dạng lắp cố định, vật liệu may ơ là thép làm việc va đập nhẹ, ta có 0Mpa. σ d = 2.76831

Thỏa mãn. Ứng suất cắt: τ c = 2T I d.l.b ≤[ τ c ]

Với ` ÷ 90 (MPa) là ứng suất cắt cho phép Do tải trọng va đập nhẹ gây nên lấy giảm đi 1/3:

Vậy tất cả các mối ghép then đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt.

4.3.6.2 Chọn và kiểm nghiệm then cho trục II

- Xác định mỗi ghép then tại tiết diện lắp bánh răng:

Chọn then bằng Tra bảng 9.1a[1]-173, ta có: Đường kính trục d Kích thước tiết diện then (mm)

Bán kính góc lượn rãnh then r b h Trên trục t1

Chiều dai then: l=(0,8÷0,9).lm2 = (0,8÷0,9).58= 46,4÷52,2 (mm)

- Xác định mỗi ghép then tại tiết diện lắp khớp nối:

Chọn then bằng Tra bảng 9.1a[1]-173, ta có: Đường kính trục d Kích thước tiết diện then (mm)

Bán kính góc lượn rãnh then r b h Trên trục t1

Chiều dai then: l=(0,8÷0,9).lmc2 = (0,8÷0,9).60= 48÷54 (mm)

4.3.7 Kiểm nghiệm trục (trục I) theo độ bền mỏi

- Độ bền của trục được đảm bảo nếu hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:

Hệ số an toàn [s] là hệ số cho phép trong thiết kế, thường lấy giá trị [s] = 1,5…2,5 Trong trường hợp cần tăng độ cứng, hệ số [s] có thể được tăng lên 2,5…3, giúp loại bỏ nhu cầu kiểm tra độ cứng của trục Ngoài ra, hệ số an toàn s j dùng riêng cho ứng suất pháp, hệ số an toàn s j chỉ xét đến ứng suất tiếp tại tiết diện j.

Trong đó: σ −1 và τ −1 là giới hạn mỏi uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng Có thể lấy gần đúng: σ −1 =0,436σ b =0,436.70005,2MPa τ −1 =0,58σ −1 =0,58.305,27,02MPa

, , , là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j, do quay trục một chiều: với là momen cản uốn và momen cả xoắn tại tiết diện j của trục. là hệ số kể đến ảnh hưởng của các trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi ,tra bảng 10.7[1]-197 với 700MPa, ta có:

K σdj và K τdj : hệ số xác định theo công thức sau:

Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt K phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt, được lấy từ bảng 10.8 trang 197 trong tài liệu "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập 1" Trong trường hợp này, K được lấy là 1,06x.

Ky - hệ số tăng bề mặt trục, cho trong bảng 10.9 phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu Ở đây ta không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó K = 1,5y ε σ và ε τ - hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi.

Kσ và K τ - hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn, trị số của chúng phụ thuộc vào các loại yếu tố gây tập trung ứng suất.

- Kiểm nghiệm tại tiết diện ở ổ lăn:

T ol =T I v831(Nmm) d ol =d 11 0(mm) Tra bảng 10.6[1]-196 với d = 30 ol mm

Do tiết diện này lằm ở ổ lăn nên tiết diện bề mặt trục lắp có độ dôi ra Chọn kiểu lỗ Tra bảng 10.11[1]-198 ta có:

{ s τj = s K σj = τdj τ K τ aj −1 +ψ σdj σ σ τ aj τ −1 +ψ mj = σ σ 1,21.7,25+0,05.7,25 mj = 1,54.40,96 177,02 305,2 =4,84 ,4

- Kiểm nghiệm tại tiết diện lắp bánh đai:

Do M =0 nên ta chỉ kiểm tra hệ số an toàn khi chỉ tính tính tiêng ứng suất tiếp,tra A bảng 10.6[1]-196 với dj%mm

Ta thấy sự tập trung ứng suất tại trục lắp bánh đai là do rãnh then và do lắp ghép có độ dôi Tra bảng 10.11[1]-198, ta được: Ảnh hưởng của độ dôi: Ảnh hưởng của rãnh then :

Tra bảng 10.12[1]-199 với trục σ = 700MPa:b

- Kiểm nghiệm tại tiết diện lắp bánh răng:

T br =T I v831Nmm d br =d 13 5mm Tra bảng 10.6[1]-196 với d5 mm

Do tiết diện này nằm ở ổ lăn nên tiết diện bề mặt trục lắp có độ dôi ra.Chọn kiểu lỗ.Tra bẳng 10.11[1]-198 nên ta có:

{ K K σ τ /ε /ε τ σ =1,75 =2,25 Ảnh hưởng của rãnh then :

Tra bảng 10.12[1]-199 với trục 700MPa, Ta có:

{ s τj = K s σj τdj = τ τ K aj −1 +ψ σdj σ τ σ τ aj −1 mj +ψ = σ 1,45.4,94+0,05.4,94 σ mj = 1,54.60,69 177,02 305,2 =3,27 #,89

Vậy trục đảm bảo an toàn về độ bền mỏi.

4.3.9 Chọn, kiểm nghiệm ổ lăn cho trục I

Tính toán kiểm nghiệm khả năng chịu tải của ổ lăn:

Dựa vào phụ lục 2.12[1]-263 ta chọn ổ bi đỡ chặn cỡ trung hẹp

Kí hiệu: 46305 Đường kính trong: d0 mm Đường kính ngoài: Dr mm

Khả năng tải động : C= 25,6 kN

Khả năng tải tĩnh : C = 18,17 kN0

Trong đó, i là số dãy con lăn, i=1

Tra bảng 11.4-215[1] và nội suy => e = 0,353

4.3.9.2 Chọn sơ đồ bố trí ổ lăn

Sơ đồ bố trí ổ dạng chữ O

Xác định lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra ở trên ổ lăn:

Tổng ngoại lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn [1] và [0]:

Lực dọc trục tác dụng lên ổ lăn [1] và [0]:

F a vF r kết hợp tra bảng 11.4[1]-216, ta có:

4.3.9.3 Tính tải trọng quy ước, tải trọng tương đương của ổ bi đỡ chặn

Trong đó, k :là hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ,ở đây chọn k =1 do t