thiết kế bồn trôn chi tiết máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA T.P HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ MÔN : CHI TIẾT MÁY BẢNG THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN GVHD : PGS.TS.BÙI TRỌNG HIẾU NHÓM THỰC HIỆN LÊ THỊ HỒNG THANH 1531154 NGUYỄN THANH LONG 213T3146 TP Hồ Chí Minh , tháng năm 2016 DANH SÁCH NHÓM PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC HỌ TÊN LÊ THỊ HỒNG THANH MSSV 1531154 NGUYỄN THANH LONG 213T3146 PHÂN CÔNG Chọn động phân phối tỷ số truyền Thiết kế truyền xích ống lăn Thiết kế truyền bánh nón Thiết kế hai trục hộp giảm tốc Thiết kế hai cặp cổ lăn hộp giảm tốc Vẽ PHẦN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN , PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Chọn động điện - Công suất tính toán : Do tải trọng không đổi nên công suất tính toán công suất làm việc 𝑷𝒕 = 𝑷𝒍𝒗 = 𝟕, 𝟓 ( 𝑲𝑾) - Hiệu suất truyền động 𝑡 𝒕 = 𝒌 𝒐𝒍 𝒃𝒓 𝒙 = 𝟏 𝟎 𝟗𝟗𝟑 𝟎 𝟗𝟔 𝟎 𝟗𝟑 = 𝟎, 𝟖𝟔 Trong : 𝑘 =1 : hiệu suất nối trục đàn hồi 𝑜𝑙 = 0.99: hiệu suất ổ lăn che kín 𝑏𝑟 = 0.96 : hiệu suất bánh côn che kín 𝑥 = 0.93 : hiệu suất xích - Công suất trục động : 𝟕 𝟓 = 𝟖, 𝟕𝟐 ( 𝑲𝑾) 𝒕 𝟎 𝟖𝟔 - Tỷ số truyền hệ thống 𝒖𝒉𝒕 = 𝒖𝒈𝒕 𝒖𝒙 𝒖𝒕 = 𝟑 𝟑 𝟏 = 𝟗 (Tra bảng 3.2- trang 95/Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc) Trong : 𝑢𝑔𝑡 = : tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp ( bánh côn) 𝑢𝑥 = : tỷ số truyền xích 𝑢𝑡 =1 : tỷ số truyền trục đàn hồi 𝑷𝒄𝒕 = 𝑷𝒕 = 𝒗𝒈 - Số vòng quay sơ động 𝒏𝒔𝒃 = 𝒏𝒍𝒗 𝒖𝒉𝒕 = 𝟏𝟑𝟎 𝟗 = 𝟏𝟏𝟕𝟎 ( ) 𝒑𝒉 Chọn động cơ𝑃đ𝑐 ≥ 𝑃𝑐𝑡 𝑛đ𝑐 ≈ 𝑛𝑠𝑏 Dựa vào phụ lục bảng P1.3/trang 237 sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển  Chọn động 4A132M4Y3 có 𝑷đ𝒄 = 𝟏𝟏 𝑲𝑾𝒗à𝒏đ𝒄 = 𝟏𝟒𝟓𝟖 𝒗𝒈/𝒑𝒉 Phân phối tỷ số truyền - Tỷ số truyền cho toàn hệ: u = 𝒏đ𝒄 𝒏𝒍𝒗 = 𝟏𝟒𝟓𝟖 𝟏𝟑𝟎 = 𝟏𝟏, 𝟐𝟐 - Chọn : Tỷ số truyền xích : 𝒖𝒙 = Tỷ số truyền khớp nối trục đàn hồi : 𝒖𝒕 = 𝟏  Tỷ số truyền hộp giảm tốc 𝒖𝒈𝒕 = 𝒖 𝒖𝒙 𝒖𝒕 = 𝟏𝟏.𝟐𝟐 𝟑 𝟏 = 3,74 Tính toán lập bảng đặc tính theo mẫu • Trục động : trục đc • Trục nối bánh : trục • Trục nối bánh : trục • Trục bồn trộn : trục ❖ Công suất trục - P3 = Plv = 7,5 kW - P2 = - P1 = 𝑃3 𝑜𝑙 𝑥 = 𝑃2 𝑜𝑙 𝑏𝑟 - Pdc = 𝑃1 𝑘 = = 7,5 0,99 0,93 8.15 = 8,15 (kW) 0,99 𝑥 0,96 8.58 = 8,58 (kW) = 8,58(kW) ❖ Số vòng quay trục - ndc = 1458 vòng/phút - n1 = - n2 = - n3 = 𝑛𝑑𝑐 𝑢𝑘 𝑛1 𝑢𝑔𝑡 𝑛2 𝑢𝑥 = = = 1458 1458 3,74 389,84 = 1458 vòng/phút = 389,84 vòng/phút = 130 vòng/phút từ kết tính toán ta có bảng sau : Thông số Trục Động Công suất (kW) 8,58 8,58 Tỷ số truyền 3,74 Số vòng quay n 1458 1458 (vg/ph) Moment xoắn T 56199,59 56199,59 (Nmm) 8,15 7,5 389,84 130 199652,42 550961,54 PHẦN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH Thông số ban đầu ✓ Công suất truyền 𝑃2 = 8,15 𝑘𝑊 𝑣𝑔 ✓ Số vòng quay bánh dẫn 𝑛1 = 389,84 ; 𝑝ℎ ✓ tỷ số truyền ux= Làm việc ca , tải va đập nhẹ, truyền bôi trơn nhỏ giọt Trình tự thiết kế a Chọn loại xích Chọn xích ống lăn b Chọn đĩa xích dẫn Vì dùng xích ống lăn tỷ số truyền Số đĩa nhỏ : z1 = 29 – 2u = 23 ( xích ống lăn có tỷ số truyền nên chọn z1 = 25 theo bảng trang [204] c Chọn đĩa xích bị dẫn Số đĩa lớn : z2 = u.z1 = 25 = 75Kz= 25 𝑧1 =1 n1= 130 vg/ph n01 = 600 vg/ph =>Kn = 𝑛01 𝑛1 = 400 389,84 = 1,04 K = KrKK0KdcKbKlv • Kr = 1.2 ( tải trọng va đập nhẹ ) • K = ( khoảng cách trục a = (30 ÷ 50)pc ) • Kdc= • K0= 1.25 ( hai đường nối tâm hai đĩa xích đường nằm ngang hợp với góc 900 • Kb = • Klv = 1.12 làm việc hai ca K = 1,2 1.1 1,25 1,12 = 1,68 - Pt = 8,15 1,68.1.1,04 = 14,24 (kW) - Theo bảng 5.4 [ 202] / Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc, tương ứng Pt = 14,24kW số vòng quay n01 = 400 vg/ph ta chọn pc = 25,4 (mm) vớ [P] = 19> Pt = 14,24 - Theo bảng 5.2 [ 196]/ Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc số vòng quay tới hạn tương ứng với số bước xích pc = 25,4 nth = 800> n1 ( Thỏa điều kiện ) e Vận tốc trung bình v lực vòng có ích Ftcủa xích Vận tốc trung bình V= 𝑝𝑐 𝑧1 𝑛1 60000 = 25,4 25.389,84 60000 𝑚 = 4,13( ) 𝑠 Lực vòng có ích : Ft = 1000𝑃 𝑣 = 1000.8,15 4,13 = 1973,37 ( 𝑁) f Tính toán kiểm nghiệm bước xích pc 𝑃1 𝐾 𝑝𝑐 ≥ 600 √ 𝑧 8,15.1,68 = 600 √ 𝑛1 [𝑝0 ]𝐾𝑥 25.389,84.26.1 = 22,68 (mm) Với [𝑝0 ] = 26Theo bảng 5.3 [ 201] / Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc ( với 𝑝𝑐 =38,1 , n1 = 130 ) Kx = : chọn xích dãy  Ta chọn 𝒑𝒄 =25,4 thỏa điều kiện g Chọn trục quay sơ a= (30÷40).pc = 40 pc= 40 25,4 = 1016 (mm) Số mắt xích X L 2a z1  z2  z2  z1  pc X     pc pc  2  a = 2.1016 25,4 + 25+75 +( 75−25 25,4 ) 2𝜋 1016 = 136,33  Chọn X = 138 mắt xích Tính chiều dài khoảng cách trục a = 0,25.pc [ ( X - 𝑧2 +𝑧1 ) + √( X − 𝑧2 +𝑧1 ) 𝑧2 −𝑧1 ) 2𝜋 − 8( = 0,25.25,4 [ ( 138 – 25+75 ) + √( 138 − 75+25 ) 75−25 ) 2𝜋 − 8( ] = 1099 ( mm) Ta chọn a = 1097 ( giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)a ) h Số lần va đập xích giây i= 𝒏𝟏 𝒛𝟏 𝟏𝟓𝑿 = 𝟑𝟖𝟗,𝟖𝟒.𝟐𝟓 𝟏𝟓.𝟏𝟑𝟖 = 𝟒, 𝟕𝟏 < [𝒊] = 𝟐𝟎 [i]:Tra bảng 5.6 [203] / Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc với pc = 25,4 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn : Điều kiện bền s= 𝑸 𝑭𝟏 + 𝑭𝒗 +𝑭𝟎 = 𝟓𝟔,𝟕.𝟏𝟎𝟑 𝟏𝟗𝟕𝟑,𝟑𝟕+𝟒𝟒,𝟑𝟓+𝟐𝟖,𝟓𝟕𝟒 = 𝟐𝟕, 𝟕𝟏 ≥ [𝒔] = 𝟗, 𝟓 - [s] : tra bảng 5.7 [204]// Cơ sở thiết kế máy-Nguyễn Hữu Lộc (với pc = 25,4 n01= 400) - Tải trọng phá hủy Q = 56,7.103 ( N) tra bảng 5.2 [ 78]/ sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ( với pc = 25,4 mm) - Lực nhánh căng F1≈ Ft = 1973,37 (N) - Lực căng lực ly tâm gây nên : Fv = qm v2 = 2,6 4,132 = 44,35 (N) - Lực căng ban đầu dây xích F0 F0= Kf.a.qmg = 1,099.2,6 10 =28,574 (N) - Kf = :do xích thẳng đứng - qm = 2,6 tra bảng 5.2 [ 78]/ sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển ( với pc = 25,4 mm) i Lực tác dụng lên trục Fr = Km Ft = 1973,37 = 1973,37 (N) - Km=1 : xích thẳng đứng j Đường kính đĩa xích - Bánh xích dẫn - Phương trình cân mặt phẳng thẳng đứng gối A ∑𝐴𝑋 𝑀 = - Ma1 – Fr1 l13 – RBY l11 = = - Ma1 – Fr1 121,74 – RBY 80 = − Ma1 – Fr.121,74  RBY = = -963,94 (N) 80 - Phương trình cân theo phương Y ∑ 𝐹𝑌 = RAY + RBY + Fr1  RAY = - (RBY + Fr1 ) = - (-963,94 + 589,52 )= 374,42 (N) - Phương trình cân moment mặt phẳng đứng gối A ∑𝐴𝑌 𝑀 = Ft1l13 – Frkl12 – RBx l11 = = Ft1121,74– Frk 70 – RBx 80 = Ft1.121,74– Frk.70  RBx = = 2280,15 (N) 80 - Phương trình cân lực theo phương X ∑ 𝐹𝑋 = RAX + RBX + Frk – Ft1=  RAX = - (RBX + Frk – Ft1 ) = -914,55 (N) b Trục - Moment lực dọc trục Fa1 𝑑 247 Ma2= Fa2 𝑚2 = 589,62 = 72818,07 (N) 2 - Phương trình cân mặt phẳng thẳng đứng gối A ∑𝐴𝑋 𝑀 = - Ma2+ Fr2[0,5(bo2+lm23)+k1+k2] + RBY l21- Frx.lc31 = = - Ma2– Fr246 – RBY 80 - Frx.70 =  RBY= -908,25 (N) - Phương trình cân theo phương Y ∑ 𝐹𝑌 = Rrx – RAY + Fr2- RBY  RAY = - RBY + Fr2+ Rrx =- (-908,25) + 159,62 + 1973,37 = 3041,24 (N) - Phương trình cân moment mặt phẳng đứng gối A ∑𝐴𝑌 𝑀 = - Ft2 46– RBx l21 = = 1678.121,74 – RBx 150 =  RBx = 1361,86(N) - Phương trình cân lực theo phương X ∑ 𝐹𝑋 = RAX + RBX + Ft2=  RAX = - (RBX +Ft2 ) = - 769,75 (N) Tính momen uốn tổng momen uốn tương đương đường kính đoạn trục Với d sb =30 tra bảng 10.5 TL1    63MPa a Trục • Tại tiết diện 1-1 Mx = Nmm My = Frk l12 = 312,4 70 = 21868 Nmm M1 = √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 21868 𝑁𝑚𝑚 Mtđ = √𝑀12 + 0,75𝑇12 = √218682 + 0,75 56199,592 = 53357,33 𝑀 d11≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 53357,33 0,2 63 = 16,18 mm thiết diện lắp ổ lăn : d11 = 16,18 mm • Tại tiết diện 2-2 Mx = RAY.l11 = 914,55 80 = 73164 Nmm My = Ft1 ( l13– l11) = 1678( 121,74– 80) = 70039,72 Nmm M2= √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 101284,42 𝑁𝑚𝑚 Mtđ 2= √𝑀12 + 0,75𝑇12 = √101284,422 + 0,75 56199,592 = 112371,39 𝑀 d11≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 112371,39 0,2 63 = 20,74 mm thiết diện lắp ổ lăn : d22 = 20,74 mm • Tiết diện 3-3 Mx = 0,5 Fa1 dm1 = 0,5 159,62 67 = 5347,27 Nmm My = Nmm M3= √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 5347,27 𝑁𝑚𝑚 Mtđ 3= √𝑀32 + 0,75𝑇12 = √5347,272 + 0,75 56199,592 = 48963,14 𝑀 d33≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 48963,14 0,2 63 = 15,72 mm thiết diện lắp bánh côn : d33 = 15,72 mm • Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta - Đường kính tiết diện lắp ổ lăn : d =30 mm - Đường kính tiết diện ổ lăn : d =30 mm - Đường kính tiết diện lắp bánh côn khớp : d =22 mm b Trục • Tại tiết diện 1-1 Mx = Nmm My = Frk l12 = 1973,37 70 = 138135,9 Nmm M1 = √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 138135,9 𝑁𝑚𝑚 Mtđ = √𝑀12 + 0,75𝑇22 = √138135,92 + 0,75 56199,592 = 146459,29 𝑀 d11≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 146459,29 0,2 63 = 22,65 mm thiết diện lắp ổ lăn : d11 = 22,65 mm c Tại tiết diện 2-2 Mx = 0,5 Fa2 dm2 + RAY[0,5(bo2+lm23)+k1+k2] = 212715,11 Nmm My = - Frx.lc31 + RAY[0,5(bo2+lm23)+k1+k2= 1761,14 Nmm M2 = √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 212722,4 𝑁𝑚𝑚 Mtđ = √𝑀22 + 0,75𝑇22 = √212722,42 + 0,75 199552,422 = 274074,25 𝑁𝑚𝑚 𝑀 d11≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 274074,25 0,2 63 = 27,91 mm thiết diện lắp ổ lăn : d22 = 27,91 mm • Tại tiết diện đĩa xích : M x  M y =0 Mx= √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = Mtđ x= √𝑀𝑥2 + 0,75𝑇22 = √02 + 0,75 199552,422 = 172817,47 𝑀 dkn≥ √ 𝑡đ 𝑥 = √ 0,2[𝜎] 172817,47 0,2 63 = 23,93 mm thiết diện lắp khớp nối : dx = 23,93 mm • Tiết diện 3-3 Mx = My = F.lc33 = 138135,9 Nmm M3= √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = 138135,9 𝑁𝑚𝑚 Mtđ 3= √𝑀12 + 0,75𝑇12 = √138135,92 + 0,75 199552,422 = 221240,6 𝑀 d33≥ √ 𝑡đ = √ 0,2[𝜎] 48963,14 0,2 63 = 25,99 mm thiết diện lắp bánh côn : d33 = 25,99 mm d Tại tiết diện xích: M x  M y =0 Mx= √𝑀𝑥2 + 𝑀𝑌2 = Mtđ x= √𝑀𝑘𝑛 + 0,75𝑇22 = √02 + 0,75 199552,422 = 172818,47 𝑀 dkn≥ √ 𝑡đ 𝑥 = √ 0,2[𝜎] 48670,27 0,2 63 = 23,93 mm thiết diện lắp khớp nối : dkn = 23,93 mm e Xuất phát từ yêu cầu công nghệ ta - Đường kính tiết diện lắp ổ lăn : d =30 mm - Đường kính tiết diện ổ lăn : d =30 mm - Đường kính tiết diện lắp bánh côn xích : d =30 mm Kiểm nghiệm độ bền mỏi trục Ta thấy trục tiết diện nguy hiểm chình tiết diện chứa ổ bi Hệ số an toàn tính theo công thức 10.19 - trg195 : TL1 s  s s s  s  [s] Trong : + [s] : Hệ số an toàn cho phép : [s] = 2,5 + s,s: Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện thứ j : sσ = s = σ -1 K σd σ a + ψσ σ m  -1 K d  a + ψ τ m - -1,-1 : Giới hạn mỏi uốn xoắn tương ứng với chu kỳ đối xứng - Với thép CT45 có : b=600MPa  -1 = 0,436.600 = 261,6 MPa -1=0,58 -1= 0,58.261,6 = 151,7 MPa =0,05 ; =0 với , hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi - Các trục hộp giảm tốc quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng aJ tính theo công thức M 10.22 - trg196 :  aj   max j  j TL1 Wj ;  mj  Trục quay chiều nên ứng suet xoắn thay đổi theo chu kì mạch đông đó:  mj   aj   max j  Tj 2W0 j Trong W j ;W0 j mômen cản uốn ,cản xoắn tiết diện J trục xác định 10.6 - trg196 , TL1  d j  d 3j Nếu trục tiết diện tròn: W j  ; W0 j  32 16  d j b.t1.(d j  t1 )2  d 3j b.t1.(d j  t1 ) Nếu trục có rãnh then: W j   ;W0 j   32 2.d j 16 2.d j theo công thức theo bảng Với b,t tra bảng 9.1a TL1 Với trục I mặt cắt nguy hiểm mặt 10 11( tiết diện ổ đỡ) W10   d103   303  2650, 7mm3 32 32  d11  303 W11    2650, 7mm3 32 32  d10  303 W010    5301, 44mm3 16 16  d113  303 W011    5301, 44mm3 16 16 Với trục mặt căt nguy hiểm mặt cắt 21 22 , 23 nhiên mặt cắt 23 22 ta cần xét mặt cắt 21 22 W21   d 213   403  6283,18mm3 32 32  d021  403 W021    12566,37mm3 16 16  d 223 b.t.(d 22  t1 )  383 10.5,5.(38  5,5) W22      4622, 65mm3 32 2.d 22 32 2.38 W022   d 223 16  b.t.(d 22  t1 )  383 10.5,5.(38  5,5)    10009, 70mm3 2.d 22 16 2.38 Ta có: M 10 14000   5, 28 N / mm W10 2650, M 92488,  a11  11   34,92 N / mm W11 2650, 70 M 175000  a 21  21   27,85 N / mm W21 6283,18 M 134738, 22  a 22  22   29,15 N / mm W22 4622, 65  a10  T10 45859,90   4,33 N / mm 2.W010 2.5301, 44 T 45859,90  m11   a11  11   4,33 N / mm 2.W011 2.5301, 44 T 233569,81  m 21   a 21  21   9, 29 N / mm 2.W021 2.12566,37 T 233569,81  m 22   a 22  22   11, 67 N / mm 2.W022 2.10009, 70  m10   a10  Xác định hệ số K dj ; K dj K K dj   K  Kx 1 ; Ky K dj    Kx 1 Ky Trong : + K x :hệ số tập trung ứng suất trạng tháI bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bề mặt, tra bảng 10.8 - trg197 TL1 Các trục gia công máy tiện , tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt: Ra  2,5 0, 65 m  K x  1, 06 K y : hệ số tăng bền bề mặt trục , phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt , tính vật liệu Vì trục lằm vật liệu thép 45 thường hóa không tăng bền bề mặt nên K y =1 - Theo bảng 10.12 - trg199 dùng dao phay ngón ,vật liệu có b = 600 MPa : TL1 Hệ số tập trung ứng suất : K=1,76 ; K=1,54 -   ,   : Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi Trục d(mm)   10 30 0,88 0,89 11 30 0,88 0,81 Thay số vào công thức ta bảng số liệu sau: d(mm) 21 40 0,85 0,78 22 38 0,85 0,78 K dj K dj Trục 10 11 21 22 s σ10 = s 10 = 30 30 40 38 2,06 2,06 2,13 2,13 σ -1 261,   24, 05 K σd10 σ a10 + ψ σ σ m10 2, 06.5, 28  -1  151,  17, 01 2, 06.4,33  K d10  a10 + ψ τ m10 s s 24,05.17,01  s10   102  10   13,89   s   2,5 s 10  s 10 24,052  17,012 σ -1 261,   3, 63 K σd11.σ a11 + ψ σ σ m11 2, 06.34,92  -1 151, s 11 =   17,87 K d11. a11 + ψ τ m11 1,96.4,33 s 11 s 11 3,63.17,87 s11    3,56   s   2,5 2 s 11  s 11 3,632  17,872 s σ11 = σ -1 261,   4, 41 K σd21.σ a21 + ψσ σ m21 2,13.27,85  -1 151, s 21 =   8, 04 K d21. a21 + ψ τ m21 2, 03.9, 29 s 21 s 21 4, 41.8,04 s21    3,87   s   2,5 s 212  s 21 4, 412  8,042 s σ21 = σ -1 261,   4, 21 K σd22 σ a22 + ψ σ σ m22 2,13.29,15  -1 151, =   6, 40 K d22  a22 + ψ τ m22 2, 03.12, 67 s σ22 = s 22 s22  s 22 s 22 s 22  s 22  4, 21.6, 40 4, 212  6, 402  Điều kiện mỏi đảm bảo  3,51   s   2,5 1,96 1,96 2,03 2,03 Kiểm nghiệm độ bền tĩnh trục Khi tải đột ngột mở máy gây biến dạng dẻo gãy hỏng trục tính theo độ bền mỏi cần phải đc kiểm tra độ bền tĩnh tiết diện vừa chịu uốn vừa chịu xoắn nên ta tính ứng suất tương đương theo thuyết biến dạng:  td    3    M T :   max3 :   max 0,1.d 0,2.d M max ,Tmax momen uốn lớn xoắn lớn tiết diện nguy hiểm tải Tại tiêt diện ổ lăn 1-0: M max  1,5.M 10  1,5.14000  21000 Nmm Tmax = 1,5T1 = 1,5 56199,59 = 84299,385 Nmm   10  𝜏01 = 21000  7, 78MPa 0,1.303 84299,385 0,2 303 = 15,61 𝜎td10 = √7,782 + 3.15,612 = 24,13 Mpa 𝜎td10 ≤ [𝜎] = 0,8 340 = 272 Mpa • Tại tiết diện ổ lăn 1-1 M max  1,5.M 11  1,5.92488,2  138732,30 Nmm Tmax = 1,5T1 = 1,5.56199,59 = 84299,385 Nmm   11  𝜏11 = 138732,30  51,38MPa 0,1.30 84299,385 0,2 303 = 15,61 𝜎td11 = √51,382 + 3.15,612 = 58,06 Mpa 𝜎td11 ≤ [𝜎] = 0,8 340 = 272 Mpa • Tại tiết diện ổ lăn 2- M max  1,5.M 21  1,5.175000  262500 Nmm Tmax = 1,5T2 = 1,5 199552,42 = 299328,63 Nmm 262500  𝜎21 = = 97,22 Mpa 0,1 30   21  𝜏21 = 262500  41, 02MPa 0,1.403 299328,63 0,2 303 = 55,43 Mpa 𝜎td21 = √41,022 + 3.55,432 = 104,4 Mpa 𝜎td21 ≤ [𝜎] = 0,8 340 = 272 Mpa • Tại tiết diện ổ lăn 2-2 M max  1,5.M 22  1,5.134738,22  202107,33Nmm Tmax  1,5.T2  1,5.233569,81  350354,72 Nmm Tmax = 1,5T2 = 1,5 199552,42 = 299328,63 Nmm   22  202107,33  36,83MPa 0,1.383  𝜎22 =  𝜏22 = 202107,33 0,1 303 299328,63 0,2 303 = 74,85 Mpa = 55,43 Mpa  𝜎td21 = √74,852 + 3.55,432 = 121,74 Mpa 𝜎td21 ≤ [𝜎] = 0,8 340 = 272 Mpa  Trục trục đảm bảo độ bền tĩnh PHẦN - THIẾT KẾ HAI CẶP Ổ LĂN TRONG HỘP GIẢM TỐC Chọn tính ổ lăn cho trục Số liệu: Các phản lực tác dụng lên ổ lăn: RAX = 914,55 N; RAY = 374,42 N; RBX = 2280,15 N; RBY = 963,94 N Số vòng quay n1 = 1458 vòng/phút Đường kính ngõng trục d1 = 30 mm Thời gian làm việc hệ thống (7 năm, năm làm việc 300 ngày, ngày làm việc ca, ca làm việc giờ): Lh = 7.300.2.8 = 33600( giờ) 60.𝑛.𝐿ℎ - Tuổi thọ ổ: L = 106 = 2939,328 triệu vòng - Điều kiện làm việc: V = 1(vòng quay); K  Kt  Tính toán lực - Lực tác dụng lên ổ A 2 FrA = √𝑅𝐴𝑋 + 𝑅𝐴𝑌 = √914,552 + 374,422 = 988,23 (𝑁) - Lực tác dụng lên ổ B 2 FrB = √𝑅𝐵𝑋 + 𝑅𝐵𝑌 = √2280,152 + 963,942 = 2475,53 (𝑁) - Lực dọc trục ( hướng vào ổ B ) Fa1 = 159,62 (N) - Do yêu cầu độ cứng cao ,đảm bảo độ chích xác vị trí trục bánh côn ,chọn ổ đũa côn 1dãy Tra tra bảng 11.1[211]/sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển,dựa vào đường kính ngõng trục d =30 mm, ta chọn : sơ ổ đũa côn cỡ trung Ký hiệu 7206 có : C = 29,8 KN, C0= 22,3 KN,  = 13,670 - Sơ đồ bố trí ổ Tính ổ theo khả tải động Cd= Q m L < C Trong : m: bậc đường cong, m = 10/3 L: tuổi thọ tính triệu vòng quay , L = 60.n110-6 Lh = 60.1458.10-6.33600 = 2939,328( triệu vòng) Q: tải trọng động : Qi= (XiVFri + Yi.Fai)Kt.Kđ Qi = (XVFri + YFai)Kt.Kđ Với : Fa , Fr -tải trọng dọc trục hướng tâm ổ V: hệ số kể đến vòng quay, vòng quay nên V = Kt: hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, lấy Kt = (vì t0< 1250) Kđ: hệ số tải trọng động (bảng 11.3) làm việc va đệp nhẹ lấy Kđ = X : hệ số tải trọng hướng tâm Y : hệ số tải trọng dọc trục e = 1,5.tg = 1,5 tg13,670 = 0,365 Fs1 = 0,83.e.FrA= 0,83 0,365 988,23 = 299,38 N Fs2= 0,83.e.FrB= 0,83 0,365 2475,53 = 749,96 N ∑ 𝐹𝑎1 = Fs2+ Fa1 = 749,96 + 159,62 = 909,58 Fa1>Fs1 Fa1= 909,58 N ∑ 𝐹𝑎2 = Fs2- Fa1 = 299,38 – 159,62 = 139,76 Fa2 < Fs2 Fa2= 749,96 N Ta có : - Fa1/Fr1=909,58 /749,96 =1,21 > e  X1=0,4 ,Y1= 0,4.cotg13,670 = 1,64 Q1= (X1VFr1 + Y1.Fa1)Kt.Kđ = (0,4.1.988,23 +1,64.909,58).1.1 =977,42 N - Fa2/Fr2=749,96/2475,53 = 0,3< e  X2=1 ,Y2=0 ;  Q2 = (X2.VFr2 + Y2.Fa2)Kt.Kđ = (1.1.2475,53 +0 749,96).1.1= 2475,53 N Vậy : Q2> Q1 tính cho ổ 2: Q = Q2=2475,53 N 10/3  Cd = 2475,53 √2939,328= 27,173 < C = 29,6 KN  ổ thoả mãn khả tải động Tính ổ theo khả tải tĩnh C0 Qt Ta có : Q’t2=X0.Fr2+ Y0.Fa2 (11.20) : Q‘’t1 = Fr2 Tra bảng 11.6 [221]/ sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, ta có : X0=0,5; Y0= 0,22.cotg = 0,90 Q’t2 = 0,5 2475,53 + 0,90.749,96 = 1912,729 N Q‘’t2 = Fr2=2475,53 N  Qt = Max(Q‘t1, Q‘’t1) = 2475,53 N < C0=29,9 KN Vậy ổ thoả mãn khả tải tĩnh Kết luận: với trục I ta dùng ổ 7206 có : d =30 mm, D = 62 mm, D1=50,6 mm, B = 16 mm, C1=14 mm  Chọn tính ổ lăn cho trục - Tải trọng hướng tâm hai ổ : 2 Fr3 = √𝑅𝐴𝑋 + 𝑅𝐴𝑌 = √769,752 + 3041,242 = 3137,14 (𝑁) N 2 Fr4 = √𝑅𝐵𝑋 + 𝑅𝐵𝑌 = √1361,862 + 908,252 = 1636,94 Lực dọc trục: Fa2 = 589,62 N nhỏ so với lực hướng tâm; Fa2/Frnhưng tải trọng lớn yêu cầu nâng cao độ cứng nên ta chọn ổ đũa côn bố trí ổ hình vẽ : Fs20 Fr20 Fa2 Fs21 Fr21 Với đường kính ngõng trục d = 30 mm, theo bảng P2.11[261-262] Phụ lục/sách “Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” “ Trịnh Chất – Lê Văn Uyểnchọn sơ ổ cỡ trung rộng ký hiệu 7606 có: C = 61,3 kN, C0 = 51 kN, góc tiếp xúc  = 120 L=60.n2.10-6.lh=60.389,84.10-6 33600 = 785,91( triệu vòng) Tính kiểm nghiệm khả tải động ổ Theo bảng 11.4 , với ổ đũa côn : e = 1,5.tg = 1,5.tg(120) = 0,32 - lực dọc trục lực hướng tâm sinh ổ : Fs3 = 0,83.e.Fr = 0,83.0,37 3137,14 = 963,41 N Fs4 = 0,83.e.Fr = 0,83.0,37 1636,94 = 502,7 N - Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí chọn ta có : Fa3 = Fs4 + Fa2 = 502,7 + 589,62 = 1092,32 N > Fs3 => Fa3 = 1092,32 N Fa4 = Fs3 -Fa2 = 963,41 – 589,62 = 373,79 N < Fs4 => Fa4 = Fs4 = 502,7 N - Xác định X Y: xét tỷ số : Fa3/Fr3 = 1092,32/3137,14 = 0,35 > e = 0,32 => X3 = 0,4 ; Y3 = 0,4cotg = 0,4.cotg(120) =1,88 => Q3 =(X3VFr3 + Y3.Fa3)Kt.Kđ = 3308,42 N xét tỷ số : Fa4/Fr4= 502,7/1636,94 = 0,31< e = 0,32 theo bảng 11.4 ta có : X4 = , Y4 = =>Q4= (X4.VFr4 + Y4.Fa4)Kt.Kđ= 1636,94 - Q3> Q4 Như cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn Q= Q3= 3308,42N 10/3 - Cd =3308,42 √785,91 = 24447,39 𝑁 = 24,4448 𝑘𝑁