Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải (Đề số 2A)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI Đề số: 2A PHẦN I : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I CHỌN ĐỘNG CƠ Xác định công suất cần thiết động a.Công suất cần thiết Pct: P ct = 𝐏𝐥𝐯 𝛃 𝛈 KW Trong đó: P lv : công suất trục công tác  : hệ số tải trọng tương đương  : hiệu suất truyền động Công suất trục công tác : P lv = F v KW 1000 F=3250N : Lực kéo băng tải v=1,6m/s : Vận tốc băng tải P lv = 3250.1,6 =5,2 KW 1000 Hệ số tải trọng tương đương : β  =  Pi  t i 12.4  (0,6)     0,8246  P1  t ck Hiệu suất truyền động : η η = đbr³olk đ = 0,96 : Hiệu suất truyền đai để hở br= 0,96 : Hiệu suất truyền bánh răng, để kín ol= 0,99 : Hiệu suất cặp ổ lăn x = 0,92 : Hiệu suất truyền xích ( Tra bảng 2-3) ( Tra bảng 2-3) ( Tra bảng 2-3) ( Tra bảng 2-3) Vậy hiệu suất toàn hệ thống :  = 0,96.0,96 0,993.0.92 = 0,8227 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Công suất cần thiết Pct : P ct = 𝐏𝐥𝐯 𝛃 𝛈 = 5,2.0,8246  5,212KW 0,8227 Xác định số vòng quay sơ động : Số vòng quay sơ động : nSb= nlv.uht Trong nlv : số vòng quay trục công tác uht : tỷ số truyền toàn hệ thống Số vòng quay trục công tác : nlv nlv = 6000 v 6000.1,6  80,42 vòng/phút =  D  380 với D=380mm : đường kính băng tải Tỷ số truyền toàn hệ thống : uht uht = uđubrux Tra bảng 2.4/t21/q1- ta chọn : uđ = ; ubr = ; ux = Suy : uht = 4.3.3=36 Số vòng quay sơ động : nSb= nlv.uht =80,42.36 = 2895,12 vòng/phút Chọn động : Động cần chọn làm việc chế độ dài với tải trọng va đập vừa nên động phải có Pđm  Pct= 5,212KW Nđc~ nsb= 2895,12 -Theo bảng 1.1-Phụ lục/234/q1.Ta chọn động có số hiệu K132M2 có thông số kỹ thuật + Công suất định mức: Pđc= 5,5 (KW) + Tốc độ quay : nđc= 2900(v/p) + Khối lượng : m = 73kg + Hệ số tải : Tk/Tdn =2,2 + Đường kính trục động cơ: D = 32mm II Phân phối tỷ số truyền : - Với động chọn , ta có : Pđc = 5.5 (KW) nđc = 2900 v/p 𝐧 Theo công thức tính tỷ số truyền ta có : uht = đ𝐜 = 𝐧𝐥𝐯 𝟐𝟗𝟎𝟎 𝟖𝟎,𝟒𝟐 = 36,06 Mà ta có : uht = uđubrux Trong : uđ = 4: tỷ số truyền truyền đai thang ubr = 3: tỷ số truyền truyền bánh Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY => ux = uht/(uđubr) =36,06/(4.3)=3,005 Tốc độ quay công suất động trục : - Tốc độ quay trục động : nđc = 2900 ( v/p) 2900 𝐧  725(v / ph) - Tốc độ quay trục I là: 𝐧𝐈 = đ𝐜  𝐮đ 725 𝐧  241,67 (v / ph) - Tốc độ quay trục II là: 𝐧𝐈𝐈 = 𝐈  𝐮𝐛𝐫 241,67 𝐧  80,42 (v / ph) - Tốc độ quay trục công tác là: 𝐧𝐥𝐯 = 𝐈𝐈  𝐮𝐱 3,005 - Công suất trục động là: Pđc = Pct = 5.212 KW - Công suất trục I : PI = Pđcđol = 5,212.0,96.0,99=4,95 KW - Công suất trục II : PII= PIbrol= 4,95.0,96.0,99 = 4,70 KW - Công suất trục công tác : Plv= PIIxol= 4,70.0,92.0,99 = 4,28 KW Xác định momen xoắn trục : Momen xoắn trục động là: 𝑃đ𝑐 5,212 𝑇đ𝑐 = 9,55 106 = = 17163,66 𝑁𝑚𝑚 𝑛đ𝑐 2900 Momen xoắn trục I : 𝑃𝐼 4,95 𝑇𝐼 = 9,55 106 = = 65203,45 𝑁𝑚𝑚 𝑛𝐼 725 Momen xoắn trục II : 𝑃𝐼𝐼 4,70 𝑇𝐼𝐼 = 9,55 106 = = 185728,47 𝑁𝑚𝑚 𝑛𝐼𝐼 241,67 Momen xoắn trục công tác : 𝑃𝑙𝑣 4,28 𝑇𝑙𝑣 = 9,55 106 = = 508256,65 𝑁𝑚𝑚 𝑛𝑙𝑣 80,42  Ta có bảng thông số sau : Thông số/Trục Động I uđ=4 II ubr=3 P (KW) 5,212 4,95 n (v/ph) 2900 725 T (N.mm) 17163,66 65203,45 PHẦN II : TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN 4,70 241,67 185728,47 Công tác ux=3,005 4,28 80,42 508256,65 I Bộ truyền đai thang 1.Chọn loại đai : a.Các thông số đầu vào : Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Công suất trục chủ động ( trục bánh đai nhỏ ) : P1= Pđc =5,212 KW Tốc độ quay bánh đai nhỏ : n1=nđc =2900V/P Momen xoắn trục chủ động : T1=Tđc =17163,66 Nmm Tỷ số truyền : u1= uđ = Số ca làm việc : ca Đặc tính làm việc : Va đập vừa b.Chọn loại đat Thiết kế truyền đai gồm bước : – Chọn loại đai b – Xác định kích thước thông số truyền bt – Xác định thông số đai theo tiêu khả kéo đai – Xác định lực căng dây đai lực tác dụng lên trục Theo hình dạng tiết diện đai , phân : h Đai dẹt ,đai thang ,đai nhiều chêm đai Với : 400 Công suất truyền đai : P1=5,212 KW Số vòng quay trục chủ động : n1=2900V/P – Theo hình 4.1/T59/q1 Ta chọn tiết diện đai hình thang loại A Dựa vào bảng 4.13/T59/q1 Ta chọn loại thang thường Theo , thông số kích thước đai thang thường loại A sau : Loại đai A Kích thước tiết diện đai (mm) bt b h y0 11 13 2,8 2.Xác định đường kính bánh đai : a.Xác định đường kính bánh đai nhỏ 𝒅𝟏 : Theo công thức (4.1)/t53/q1,đường kính bánh đai nhỏ xác định : d1= ( 5,2 6,4) T1 = (5,2 6,4) 17163,66 = 134,13 165,09 mm Theo bảng 4.21/t63/q1 chọn đường kính bánh đai nhỏ d1=160mm theo tiêu chuẩn Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 yo TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY π.d1n1  160.2900   24,3m / s 60000 60000 v < vmax = 25 (m/s) ( thỏa mãn ) Vận tốc đai : v = b.Xác định đường kính bánh đai lớn d2 Theo công thức (4.2)/t53/q1 ta có đường kính bánh đai lớn : d2=uđ.d1.(1-  ) Trong : uđ = : hiệu suất truyền đai  : Hệ số trượt truyền đai  = 0,02 d2= 4.160.(1- 0,02) = 627,20 mm Chọn theo tiêu chuẩn : d2=630 mm Tỷ số truyền truyền đai thực tế : d2 630 udt    4,02 d1.(1   ) 160.(1  0,02) Sai số tỷ số truyền : u  udt 4,02  u  dt   0,5 0  0 (thoả mãn) ud 3.Xác định khoảng cách trục sơ bộ: –Dựa vào bảng 4.14/t60/q1 ,ta có 𝒖đ = 𝟒 => 𝒂/𝒅𝟐 = 𝟎, 𝟗𝟓 Vậy ta có : a = 0,95.d2 =0,95.630=598,5 mm – Chiều dài đai, theo công thức (4.4)/t54/q1 : l = 2a+0,5𝜋.(𝑑2 + 𝑑1 ) + (𝑑2 − 𝑑1 )2 /(4 𝑎) = 2.598,5 + 0,5𝜋.(630+160) + (630-160)²/(4.598.5) = 2345,66 mm Tra bảng 4.13/t59/q1, chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn l= 2500 mm – Nghiệm số vòng chạy đai giây ,theo công thức (4.15)/t60/q1,ta có : v 24,3.103 i=   9,72 𝑠 −1 l 2500 −1 Vậy ta có : i = 9,72 𝑠 < 𝑖𝑚𝑎𝑥 =10 𝑠 −1 –Tính lại khoảng cách trục a: a Trong :     8 (mm) (d2  d1 ) (630  160)  2500    1259 mm 2 d  d 630  160    235mm 2   l  Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 1259  12592  8.2352  582 mm Vậy khoảng cách trục thực : a = 4.Xác định góc ôm bánh nhỏ bánh lớn: Theo công thức 4.7/t54/q1 ,ta có : d d 630  160 1  1800  570  1800  57  1340 a 582 Góc ôm d d 630  160   1800  570  1800  57  2260 a 582 0 Kiểm tra điều kiện : 1  134    120 ( thỏa mãn ) 5.Xác định số đai cần thiết z : Theo công thức (4-16)/t60/q1 ta cã: z = 𝑃1 𝑘đ [𝑃0 ].𝐶𝛼 𝐶1 𝐶𝑢 𝐶𝑧 P1 = 5,212KW: công suất trục bánh đai nhỏ 𝑘đ : hệ số tải trọng động Tra bảng 4.7/t55/q1,ta 𝑘đ =1,1 [𝑃0 ]: công suất cho phép Tra bảng 4.19/t62/q1, ta [𝑃0 ]=4KW (với v=24,3m/s 𝑑1 = 160𝑚𝑚) => 𝑃1 [𝑃0 ] = 5,212 = 1,303, tra bảng 4.18/t61/q1, ta 𝐶𝑧 = 0,98 𝐶𝛼 :Hệ số kể đến ảnh hưởng góc ôm 𝛼1 Ta có : 𝐶𝛼 = − 0,0025 (180 − 𝛼1 ) = − 0,0025 (180 − 134) = 0,885 𝐶1 : Hệ số kể tới ảnh hưởng chiều dài đai Tra bảng 4.19/t62/q1 với tiết diện đai loại A ta có 𝑙0 = 1700𝑚𝑚 𝑙 2500 => = = 1,47 ,tra bảng 4.16/t61/q1 ta 𝐶1 = 1,08 𝑙0 1700 𝐶𝑢 : Hệ số kể tới ảnh hưởng tỉ số truyền Tra bảng 4.17/t61/q1 với u=4>3 =>𝐶𝑢 = 1,14 Vậy ta có sồ đai cần thiết : 5,212.1,1  1.34 đai Z 4.0,885.1,08.1,14.0,98 Lấy số đai z = đai < đai => thoả mãn Xác định chiều rộng, đường kính bánh đai : B , 𝒅𝒂 Theo công thức (4.17) bảng 4.21/t63/q1, ta có : Chiều rộng bánh đai : B= (z –1).t + 2.e Đường kính bánh đai : 𝑑𝑎 = 𝑑 + ℎ0 Tra bảng 4.21/t63/q1 ta có : ℎ0 =3,3 , t=15 ,e =10 Vậy : B = (2 – 1).15 + 2.10 = 35𝑚𝑚 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 𝑑𝑎 =160 +2.3,3 =166,6 mm 7.Xác định lực tác dụng lên trục : – Lực căng đai xác định theo công thức 4.19/t63: 𝐹0 = 780 𝑃1 𝑘đ 𝑣.𝐶𝛼 𝑧 + 𝐹𝑣 𝐹𝑣 : Lực căng lực li tâm sinh Theo công thức 4.20/t64/q1 ,ta có : 𝐹𝑣 = 𝑞𝑚 𝑣 𝑞𝑚 ∶ Khối lượng 1m chiều dài đai Tra bảng 4.22/t64/q1 ta 𝑞𝑚 = 𝑘𝑔 0,105 ⁄𝑚 :=>𝐹𝑣 = 𝑞𝑚 𝑣 = 0,105.24,3 = 62 𝑁 Vậy ta có : 780.5,212.1,1 𝐹0 =  62  166 N 24,3.0,885.2 –Lực tác dụng lên trục , công thức 4.21/t64/q1 Tacó : 𝛼 134 𝐹𝑟đ = 2.𝐹0 𝑧 sin( ) = 2.166.2.sin = 611,22 N 2 𝐹𝑟đ𝑥 = 𝐹𝑟đ cosα = 611,22.cos80 =106,14 N 𝐹𝑟đ𝑦 = 𝐹𝑟đ sinα = 611,22.sin80 = 601,93 N với α =800 góc nghiêng đường nối tâm truyền 8.Bảng kết tính toán : Thông số Đai thang thường Đường kính bánh đai nhỏ : 𝒅𝟏 160mm Đường kính bánh đai nhỏ : 𝒅𝟐 630mm Chiều rộng bánh đai 35mm Chiều dài đai :B :l 2500mm Số đai :z đai Tiết diện đai :A 81𝒎𝒎𝟐 Khoảng cách trục :a 582,06mm Góc ôm : 𝜶𝟏 𝟏𝟑𝟒𝟎 Lực căng ban đầu Lực tác dụng lên trục : 𝑭𝒐 166N 𝑭𝒓đ𝒙 106,14N 𝑭𝒓đ𝒚 601,93N Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY II.Bộ truyền bánh côn thẳng : 1.Các thông số đầu vào : – Đặc tính làm việc truyền : Va đập vừa – Số ca làm việc : ca – Công suất trục chủ động : 𝑃1 = 𝑃𝐼 = 4,95 KW – Số vòng quay trục chủ động : 𝑛1 =𝑛𝐼 = 725 𝑣/𝑝ℎ – Momen xoắn trục chủ động : 𝑇1 = 𝑇𝐼 =65203,45 Nmm – Tỉ số truyền truyền bánh : 𝑢1 = 𝑢𝑏𝑟 = 2.X ác định ứng suất cho phép : a Chọn vật liệu: Ta chọn vật liệu cho cặp bánh côn thẳng sau : + Bánh nhỏ : Thép 45 cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB =241  285, có 𝜎𝑏1 =850(MPa); 𝜎𝑐ℎ1 =580(MPa) + Bánh lớn : Thép 45 cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB=192  240, có 𝜎𝑏2 =750(MPa); 𝜎𝑐ℎ2 = 450(MPa) b Xác định ứng suất cho phép : - Tính sơ ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép theo công thức 6.1a 6.2a/t93/q1 ta có:  H  =  F  =  H0 lim.k Hl sH  F0 lim k Fc k Fl sF Trong : Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  oF lim ;  0H lim :lần lượt ứng suất uốn ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì sở , trị số chúng tra bảng 6.2 /t94/q1 s F ; s H : Lần lượt hệ số an toàn tính uốn tiếp xúc tra bảng 6.2 /t94/q1 Ta có:  0H lim = 2.HB + 70 ;  oF lim =1,8.HB ; s H =1,1 s F =1,75 Chọn độ rắn bánh nhỏ : HB =260 ; độ rắn bánh lớn : HB =250 Khi : 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚1 =2.260+70=590 MPa 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚1 =1,8.260=468 MPa 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚2 =2.250+70=570 MPa 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚2 =1,8.250=450 MPa k Fc : Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải , lấy k Fc =1( tải trọng đặt phía ) k Hl ;k Fl : Hệ số tuổi thọ ,được xác định theo cônh thức 6.3và 6.4/t93/q1 𝐾𝐻𝐿 = 𝑚𝐻 𝑁𝐻𝑂 √𝑁 𝐻𝐸 𝐾𝐹𝐿 = ; 𝑚𝐹 𝑁𝐹𝑂 √𝑁 𝐹𝐸 đây: 𝑚𝐻 ; 𝑚𝐹 Bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc uốn : mH  mF  với HB 𝑁𝐻𝑂1  𝑘𝐻𝐿1 = 725 𝑁𝐻𝐸2 = 60 1.(1 0,5+0,6 0,5) .24000=21,16.107 > 𝑁𝐻𝑂2  𝐾𝐻𝐿2 = 𝑁𝐹𝐸1 = 60 1.(1 0,5+0,6 0,5).725.24000 = 54,64.10 > 𝑁𝐹𝑂1  𝐾𝐹𝐿1 = Vậy:  H  = 590.1  536,36 MPa 1,1  H  = 570.1  518,18 MPa 1,1 Với bánh côn thẳng ta có:  H =min( H  ; H  )=518,18 MPa  F  = 468.1 = 267,43MPa 1,75  F  = 450.1  257,14 MPa 1,75 - Ứng suất tải cho phép , theo công thức 6.13 6.14/t 95/q1 ta có: [H]max=2,8 ch  [H]max1=2,8.580 = 1624 Mpa ; [H]max2=2,8.450 = 1260 Mpa ; [F]max= 0,8.ch  [F]max1= 0,8.580 = 464 Mpa ; Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ + Độ bền dập : 𝜎𝑑 = + Độ bền cắt : 𝜏𝑐 = 2𝑇1 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ≤ [𝜎] 𝑑.𝑙𝑡 (ℎ−𝑡1 ) 2𝑇1 𝑑.𝑙𝑡 𝑏 ≤ [𝜏] Tra bảng 9.5/t178/q1 Ta [𝜎] = 100 𝑀𝑃𝑎 ; [𝜏] = 25 𝑀𝑃𝑎 Then lắp bánh côn nhỏ : 𝜎𝑑 = 𝜏𝑐 = Then bánh đai lớn : 2.65203,45 2.65203,45 24.40.8 2.65203,45 𝜎𝑑 = 24.45(7−4) 𝜏𝑐 = = 45,28 < 100 24.40(7−4) 2.65203,45 24.45.8 = 16,98 < 25 = 40,25 𝑀𝑃𝑎 Vậy trục I đảm bảo điều kiện bền mỏi Kiểm bền mỏi cho trục II Nhìn vào biểu đồ mômen kết cấu trục ta thấy mặt cắt G nguy hiểm so với vị trí lắp ổ lăn E,và mặt cắt F có rãnh then nguy hiểm mặt cắt H Ta chưa biết mặt cắt F G đâu mặt cắt nguy hiểm Do ta kiểm nghiệm trục cho mặt cắt F G Từ công thức: 𝜎𝑎𝑗 = 𝑀𝑗 với 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑦2 𝑊𝑗 Với trục có tiết diện tròn : Wj = 𝜋.𝑑𝑗3 ; 𝑊𝑜𝑗 = 32 𝜋.𝑑𝑗3 16 Với trục có rãnh then : Wj = 𝜋.𝑑𝑗3 32 − 𝑏𝑡1 (𝑑𝑗 −𝑡1 ) ; Woj = 2𝑑𝑗 𝜋.𝑑𝑗3 16 − 𝑏𝑡1 (𝑑𝑗 −𝑡1 ) 2𝑑𝑗 Kiểm tra bền mỏi G : 𝜎𝑎𝐺 = 𝜏𝑎𝐺 = +𝑀 √𝑀𝑥𝐺 𝑦𝐺 𝜋 𝑇𝐺 2𝑊𝑜𝐺 𝐾𝜎𝑑𝑗 = 𝑑3 32 = 𝐾𝜎 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜎 𝐾𝑦 = √123980,252 +218612 𝜋 185728,47 𝑑3 2.(𝜋 𝐺 ) 16 ; = 353 32 185728,47 353 16 2.𝜋 𝐾𝜏𝑑𝑗 = = 29,91 MPa =11,03 MPa 𝐾𝜏 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜏 𝐾𝑦 (4.16) Trong đó: Kx – hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt, theo bảng (10.9) [1] được: Kx = 1,06 (với  b = 600 MPa, tiện Ra= 2,5…0,63) Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 44 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Ky – hệ số tăng bền bề mặt trục, cho bảng (10.9) [1] với phương pháp gia công tăng bền bề mặt dòng điện tần số cao, có Ky = 1,6 𝜀𝜎 , 𝜀𝜏 - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục có d = 35 mm, theo bảng (10.10) [1] với thép bon được: 𝜀𝜎 = 0,87 ; 𝜀𝜏 = 0,78 𝐾𝜎 Tra bảng (10.11) [1] ta được: 𝐾𝜏 = 2,06; 𝜀𝜎 𝜀𝜏 = 1,64 , ứng với 𝜎𝑏 = 600 MPa chọn kiểu lắp k6 Thay vào (5.15) (5.16) ta 𝐾𝜎𝑑𝑗 = 2,06+1,06−1 1,6 = 1,325 𝐾𝜏𝑑𝑗 = ; 1,64+1,06−1 1,6 = 1,063 Thay trị số vừa tính vào (5.13)và(5.14) ta được: 𝜎−1 261,6 𝑠𝜎𝑗 = = = 6,6 𝐾𝜎𝑑𝑗 𝜎𝑎𝑗 + 𝜓𝜎 𝜎𝑚𝑗 1,325.29,91 + 0,05.0 𝑠𝜏𝑗 = 𝜏−1 151,728 = = 12,94 𝐾𝜏𝑑𝑗 𝜏𝑎𝑗 + 𝜓𝜏 𝜏𝑚𝑗 1,063.11,03 + 0.0 Thay vào (4.12) ta được: 6,6.12,94 𝑠= = 5,88 > 2 √6,6 + 12,94 Kiểm tra bền mỏi F : Với trục có rãnh then : Wj = 𝜋.𝑑𝑗3 32 − 𝑏𝑡1 (𝑑𝑗 −𝑡1 ) 2𝑑𝑗 𝜎𝑎𝐹 = MPa ; Woj = +𝑀 √𝑀𝑥𝐹 𝑦𝐹 𝑑3 𝑏.𝑡 (𝑑 −𝑡 ) 𝜋 − 𝐹 32 2.𝑑𝐹 𝜏𝑎𝐹 = 𝑇𝐹 2.𝑊𝑜𝐹 = = 𝜋.𝑑𝑗3 16 = − 𝑏𝑡1 (𝑑𝑗 −𝑡1 ) 2𝑑𝑗 √96097,222 +81847,472 𝜋 363 10.5.(36−5)2 − 32 2.36 = 32,26 185728,47 𝑑3 𝑏.𝑡1 (𝑑𝐹 −𝑡1 ) 𝐹 ) 2.(𝜋 − 16 2.𝑑𝐹 185728,47 363 10.5.(36−5)2 − ) 16 2.36 =10,93 2(.𝜋 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 45 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ 𝐾𝜎𝑑𝑗 = 𝐾𝜎 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜎 ; 𝐾𝑦 ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 𝐾𝜏𝑑𝑗 = 𝐾𝜏 +𝐾𝑥 −1 𝜀𝜏 (4.16) 𝐾𝑦 Trong đó: Kx – hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt, theo bảng (10.9) [1] được: Kx = 1,06 (với  b = 600 MPa, tiện Ra= 2,5…0,63) Ky – hệ số tăng bền bề mặt trục, cho bảng (10.9) [1] với phương pháp gia công tăng bền bề mặt dòng điện tần số cao, có Ky = 1,6 𝜀𝜎 , 𝜀𝜏 - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục có d = 36 mm, theo bảng (10.10) [1] với thép bon được: 𝜀𝜎 = 0,86 ; 𝜀𝜏 = 0, 79 Tra bảng (10.11) [1] ta được: 𝐾𝜎 𝜀𝜎 𝐾𝜏 = 2,06; 𝜀𝜏 = 1,64 , ứng với𝜎𝑏 = 600 MPa chọn kiểu lắp k6 Thay vào (5.15) (5.16) ta 𝐾𝜎𝑑𝐷 = 2,06+1,06−1 1,6 = 1,325 ; 𝐾𝜏𝑑𝐷 = 1,64+1,06−1 1,6 = 1,063 Thay trị số vừa tính vào (5.13)và(5.14) ta được: 𝑠𝜎𝑗 = 𝜎−1 261,6 = = 6,12 𝐾𝜎𝑑𝐷 𝜎𝑎𝐷 + 𝜓𝜎 𝜎𝑚𝐷 1,325.32,26 + 0,05.0 𝑠𝜏𝑗 = 𝜏−1 151,728 = = 13,06 𝐾𝜏𝑑𝐷 𝜏𝑎𝐷 + 𝜓𝜏 𝜏𝑚𝐷 1,063.10,93 + 0.0 Thay vào ta được: 𝑠= 6,12.13,06 √6,122 + 13.062 = 5,54 > Vậy trục II đảm bảo điều kiện bền mỏi VI.Tính kiểm nghiệm độ bền tĩnh : Để tránh biến dạng dẻo lớn phá hỏng trục tải đột ngột cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh theo công thức: 𝜎𝑡đ = √𝜎 + 𝜏 ≤ [𝜎] Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 46 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ  Trong : M max 0,1.d ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY ;  Tmax 0, 2.d Mmax, Tmax – mômen uốn mômen xoắn lớn nhát mặt cắt nguy hiểm lúc tải Mmax = Mu.Kqt Tmax = T.Kqt Lấy Kqt = Kbd = 1,5 [𝜎] = 0,8 𝜎𝑐ℎ Với thép 45 thường hóa có 𝜎𝑐ℎ = 340 MPa  [𝜎] = 0,8.340 = 272 MPa Kiểm nghiệm bền tĩnh cho trục I Từ biểu đồ mômen ta thấy mặt cắt nguy hiểm trục I vị trí C có: Mx = 36241,13Nmm; My = 116256,90 Nmm 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑢𝐶 𝐾𝑞𝑡 = √36241,132 + 116256,902 = 121774,74 MPa Với dC = 30 mm, thay vào (5.18) được: 𝜎= 121774,74 0,1.303 = 45,1 MPa Tmax = T Kqt = 65203,45.1,5 = 97805,18 MPa Thay vào (5.19) được: 𝜏= 97805,18 0,2.303 = 18,11 MPa Thay giá trị vừa tính vào (5.17) ta được: 𝜎 = √45,12 + 3.18,112 = 54,94 MPa < [  ] = 272 MPa Vậy trục I đảm bảo điều kiện bền tĩnh Kiểm nghiệm bền tĩnh cho trục II Từ biểu đồ mômen ta thấy mặt cắt nguy hiểm trục II vị trí F có: Mx = 96097,22 Nmm; My = 81847,47 Nmm 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑢𝐹 𝐾𝑞𝑡 = √96097,222 + 81847,472 = 126228,70 MPa Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 47 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Với dF = 36 mm, thay vào (5.18) được: 𝜎= 126228,70 0,1.363 = 27,06 MPa Tmax = T Kqt = 185728,47 1,5 = 278592,71 MPa Thay vào (5.19) được: 𝜏= 278592,71 0,2.363 = 29,86 MPa Thay giá trị vừa tính vào (5.17) ta được: 𝜎 = √27,062 + 3.29,862 = 58,37 MPa < [  ] = 272 MPa Vậy trục đảm bảo điều kiện bền tĩnh Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 48 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN IV : TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN CHO CÁC TRỤC Chọn ổ lăn cho trục I hộp giảm tốc : - Các số liệu có sau : Tốc độ quay : n= 725 (v/p) Thời hạn sử dụng : 24000 Tải trọng : va đập vừa - Phản lực ổ tính : XB = 1338,23N; YB = 1323,15 N XC = 3144,21N; YC = 1381,48 N Fr0 = FrB = √𝑋𝐵2 + 𝑌𝐵2 = √1338,232 + 1323,15² = 1881,91 N Fr1 = FrC = √𝑋𝐶2 + 𝑌𝐶2 = √3144,212 + 1381,48² = 3434,32 N - Lực dọc trục: 𝐹𝑎𝑡1 = 𝐹𝑎1 = 220,02 N - Đường kính ngõng trục 30 mm 𝐹 220,02 𝐹 220,02 - Xét tỷ số : 𝑎𝑡1 = = 0,12 < 0,3 ; 𝑎𝑡1 = = 0,06 < 0,3 𝐹𝑟0 1881,91 𝐹𝑟1 3434,32 Với tải trọng nhỏ có lực hứơng tâm lực dọc trục ổ yêu cầu độ cứng ổ đỡ trục bánh côn Fat1 FSO XB YB FS1 XC YC - Chọn sơ ổ cỡ trung : + kí hiệu :7306 + khả tải tĩnh : C0 = 29,9 KN + khả tải động : C = 40,0KN; + góc tiếp xúc : α = 13,5o Tính kiểm nghiệm khả tải đông ổ -Theo bảng 11.4/t216/q1 với ổ đũa đỡ chặn: e = 1,5.tgα= 1,5.tg 13,5o= 0,36 -Theo 11.7/t217/q1 lịch dọc trục lực hướng tâm sinh ổ FS0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,36.1881,91 = 562,31 N FS1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,36.3434,32 = 1026,17 N -Theo 11.5/t218/q1 với sơ đồ bố trí ổ chọn ∑ 𝐹𝑎1 = FS1 + Fat1= 1026,17+220,02 = 1246,19 N > FS0 Do lấy : 𝐹𝑎0 = ∑ 𝐹𝑎0 = 1246,19 𝑁 ∑ Fa1 = Fs0 − Fat1 = 562,31 − 220,02 = 342,29 N > Fs1 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 49 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Do lấy : 𝐹𝑎1 = 1026,17 N -Xác định hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục : X,Y Fa0/V.Fr0 = 1246,19/1.1881,91 = 0,66 > e = 0,36 Fa1/V.Fr1 = 1026,17/1.3434,32= 0,30 < e = 0,36 Tra bảng 11.4/t215/q1,ta : X0 = 0,4 Y0 = 0,4.cotgα= 0,4 cotg13,5 = 1,67 X1 = Y1 = Xác định tải trọng động qui ước , theo công thức 11.3/t214/q1 : Q = (X.V.Fr +Y.Fa).Kt.Kđ Trong : Q : Tải trọng động qui ước Fr ,Fa : Tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục V = 1: Hệ số kể đến vòng quay kt : Hệ số kể tới ảnh hưởng nhiệt độ ,kt=1 kđ : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tải trọng va đập vừa  kđ = 1,3 Vậy ta có tải trọng qui ước B C : Q0= (X0.V.Fr0 +Y0.Fa0).Kt.Kđ = (0,4.1.1881,91+1,67.1246,19).1.1,3 = 3684,07 N Q1 = (X1.V.Fr1 +Y1.Fa1).Kt.Kđ = (1.1.3434,32+0.1026,17).1.1,3 = 4464,62 N Như cần tính cho ổ C (1) ổ chịu lực tốt hơn.Theo công thức 11.13/t219/q1 tải trọng động tương đương: ∑ 𝑄𝑖𝑚 𝐿𝑖 𝑄𝐸 = √ ∑ 𝐿𝑖 𝑚 Trong : 𝑄𝑖 tải trọng động qui ước 𝐿𝑖 thời hạn ,tính triệu vòng quay ,khi chịu tải trọng 𝑄𝑖 m bậc đường cong mỏi thử ổ lăn , ổ 10 đũa m = Theo sơ đồ chịu tải đề thay vào ta được,(đối với ổ đũa côn) 10 𝑄𝐸 = 𝑄𝐸1 10 10 𝑄01 𝐿ℎ1 𝑄02 𝐿ℎ2 = 𝑄1 √( +( ) ) 𝑄01 𝐿ℎ 𝑄01 𝐿ℎ 10 = 4464,62 10 √(1) 10 + 0,6 ( ) = 3813,12 𝑁 Theo công thức 11.1/t213/q1, khả tải động ổ : Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 50 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 𝑚 Cđ = QE √𝐿 Trong : Cđ :khả tải động ổ L : tuổi thọ tính triệu vòng quay, từ công thức 11.2/t213/q1 suy : L = 60.n.10-6Lh = 60.725.10-6.24000 =1044 10  Cd = 3427,97 √1044 =30682,5 N ~ 30,7 𝐾𝑁  Cd < C = 40 KN Các thông số ô: bảng P2.11/t262/q1 d = 30mm T = 20,75 mm C0 = 29,9 KN D = 72mm C = 40 KN Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Theo bảng 11.6/t221/q1, với ổ đũa côn : Xo=0,5 ,Yo=0,22cotgα =0,22.cotg13,50 = 0,92 Theo công thức 11.19 , khả tải tĩnh : 𝑄0 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟1 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎1 = 0,5.3434,32 + 0,92.1026,17 = 2661,24 𝑁 Vậy 𝑄0 < 𝐹𝑟1 0,3 ; 𝑎𝑡2 = = 0,21 < 0,3 𝐹𝑟20 1132,34 𝐹𝑟21 3107,14 Với tải trọng nhỏ có lực hứơng tâm lực dọc trục ổ yêu cầu độ cứng ổ đỡ trục bánh côn Fat2 FS2O XE YE FS21 XG YG - Chọn sơ ổ cỡ trung : Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 51 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY + kí hiệu :7307 + khả tải tĩnh : C0 = 35,3 KN + khả tải động : C = 48,1KN; + góc tiếp xúc : α = 12o Tính kiểm nghiệm khả tải đông ổ -Theo bảng 11.4/t216/q1 với ổ đũa đỡ chặn: e = 1,5.tgα= 1,5.tg 12o= 0,32 -Theo 11.7/t217/q1 lịch dọc trục lực hướng tâm sinh ổ FS20 = 0,83.e.Fr20 = 0,83.0,32.1132,34 = 300,75 N FS21 = 0,83.e.Fr21 = 0,83.0,32.3107,14 = 825,26 N -Theo 11.5/t218/q1 với sơ đồ bố trí ổ chọn ∑ 𝐹𝑎2 = FS21 - Fat2= 825,26 – 660,26 = 165 N < FS20 Do lấy : 𝐹𝑎20 = Fs20 = 300,75 N ∑ Fa21 = Fs20 + Fat2 = 300,75 + 660,26 = 961,01 N > Fs21 Do lấy : 𝐹𝑎21 = ∑ 𝐹𝑎21 = 961,01 N -Xác định hệ số tải trọng hướng tâm hệ số tải trọng dọc trục : X,Y Fa20/V.Fr20 = 300,75/1.1132,34 = 0,27 < e = 0,32 Fa21/V.Fr21 = 961,01/1.3107,14= 0,31 < e = 0,32 Tra bảng 11.4/t215/q1,ta : X20 = Y20 = X21 = Y21 = Xác định tải trọng động qui ước , theo công thức 11.3/t214/q1 : Q = (X.V.Fr +Y.Fa).Kt.Kđ Trong : Q : Tải trọng động qui ước Fr ,Fa : Tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục V = 1: Hệ số kể đến vòng quay kt : Hệ số kể tới ảnh hưởng nhiệt độ ,kt=1 kđ : Hệ số kể đến đặc tính tải trọng , tải trọng va đập vừa  kđ = 1,3 Vậy ta có tải trọng qui ước B C : Q20= (X20.V.Fr20 +Y20.Fa20).Kt.Kđ = (1.1.1132,34+0.300,75).1.1,3 = 1472,04 N Q21 = (X21.V.Fr21 +Y21.Fa21).Kt.Kđ = (1.1.3107,14+0.961,01).1.1,3 = 4039,28 N Như cần tính cho ổ C (1) ổ chịu lực tốt hơn.Theo công thức 11.13/t219/q1 tải trọng động tương đương: ∑ 𝑄𝑖𝑚 𝐿𝑖 𝑄𝐸 = √ ∑ 𝐿𝑖 𝑚 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Văn Tiến _LỚP CĐTK7 52 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Trong : 𝑄𝑖 tải trọng động qui ước 𝐿𝑖 thời hạn ,tính triệu vòng quay ,khi chịu tải trọng 𝑄𝑖 m bậc đường cong mỏi thử ổ lăn , ổ 10 đũa m = Theo sơ đồ chịu tải đề thay vào ta được,(đối với ổ đũa côn) 10 𝑄𝐸 = 𝑄𝐸21 10 10 𝑄01 𝐿ℎ1 𝑄02 𝐿ℎ2 = 𝑄21 √( +( ) ) 𝑄01 𝐿ℎ 𝑄01 𝐿ℎ 10 = 4039,28 10 √(1) 10 + 0,6 ( ) = 3449,85 𝑁 Theo công thức 11.1/t213/q1, khả tải động ổ : 𝑚 Cđ = QE √𝐿 Trong : Cđ :khả tải động ổ L : tuổi thọ tính triệu vòng quay, từ công thức 11.2/t213/q1 suy : L = 60.n.10-6Lh = 60.725.10-6.24000 =1044 10  Cd = 3449,85 √1044 = 27759,42 N ~ 27,76 𝐾𝑁  Cd < C = 48,1 KN Các thông số ô: bảng P2.11/t262/q1 d = 35mm T = 22,75 mm C0 = 35,3 KN D = 80mm C = 48,1 KN Kiểm nghiệm khả tải tĩnh : Theo bảng 11.6/t221/q1, với ổ đũa côn : Xo=0,5 ,Yo=0,22cotgα =0,22.cotg120 = 1,035 Theo công thức 11.19 , khả tải tĩnh : 𝑄0 = 𝑋𝑜 𝐹𝑟21 + 𝑌𝑜 𝐹𝑎21 = 0,5.3107,14 + 1,035.96,61 = 1653,56 𝑁 Vậy 𝑄0 < 𝐹𝑟21