CSTKM2 Chuong 4-Ổ lăn-Then Sv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơ khí – Bộ mơn Cơng nghệ khí ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRONG KỸ THUẬT CƠ KHÍ Giảng viên: ThS Phạm Thanh Tùng Email Bộ mơn Cơng nghệ khí | Department of Mechanical Engineering : tungpt@tlu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí- Trinh Chất, Lê Văn Uyển, tập 1,2 [2] Chi tiết máy- Nguyễn Trọng Hiệp, tập 1,2 [3] Cơ sở thiết kế máy – PGS TS Nguyễn Hữu Lộc ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC CHƯƠNG IV: TÍNH CHỌN THEN; Ổ LĂN CHƯƠNG V: KẾT CẤU VỎ VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ CHƯƠNG VI: BẢN VẼ ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi THEN 4.1.1 Tổng quan a) Nhiệm vụ: Truyền chuyển động momen xoắn từ trục đến chi tiết lắp trục ngược lại b) Phân loại: -Then bằng/Then cao -Then bán nguyệt -Then hoa (răng chữ nhật/răng thân khai) Hình 4.1a: Mối ghép then Hình 4.1b: Mối ghép then bán nguyệt Hình 4.1c: Mối ghép then hoa ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi THEN 4.1.2 Tính mối ghép then  Bước 1: Chọn tiết diện then Bảng 4.1: Bảng 9.1[1] ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi THEN 4.1.2 Tính mối ghép then  Bước 2: Tính kiểm nghiệm then (*) Then kiểm nghiệm theo điểu kiện bền dập điều kiện bền cắt (4.1) (4.2) σd , c: ứng suất dập ứng suất cắt tính tốn, MPa d: đường kính trục T: Mơ men xoắn trục b, h, t: kích thước, mm, (bảng 9.1, 9.2) lt: chiều dài then, lt,=(0,8…0,9) lm [σd ]: ứng suất dập cho phép, MPa, (bảng 9.5) [c]: ứng suất dập cho phép, Mpa, với thép 45, [c]=60…90 MPa (*) [c]: va đập nhẹ, giảm 1/3, va đập mạnh, giảm 2/3 ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi THEN 4.1.2 Tính mối ghép then  Bước 2: Tính kiểm nghiệm then (*) Nếu điều kiện bền dập bền cắt không thỏa mãn : -Tăng chiều dài may qua tăng lt -Dùng then cách 1800 , then chịu 0,75T ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.1 Tổng quan a) Nhiệm vụ: - Đỡ trục, giữ cho trục có vị trí xác định không gian - Tiếp nhận tải trọng truyền đến bệ máy b) Đặc điểm - Mô men ma sát mơ men mở máy nhỏ - Ít bị nóng làm việc - Dễ bơi trơn, bảo dưỡng, sửa chữa, thay Hình 4.2: Trục lắp ổ lăn ThS Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn (*) Trình tự tính tốn Chọn loại ổ Chọn cấp xác ổ lăn Chọn sơ kích thước ổ Kiểm nghiệm ổ theo khả tải động Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh ThS Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn a) Bước 1: Chọn loại ổ Loại ổ chọn dựa trên: - Điều kiện làm việc - Khả quay nhanh - Độ cứng - Giá thành Bảng 4.2: Bảng 11.1[1] ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn a) Bước 1: Chọn loại ổ  Ổ bi đỡ dãy - Chịu lực hướng tâm, đồng thời chịu lực dọc trục nhỏ - Cho phép vòng ổ nghiêng 0,250 - Số vòng quay cao - Giá thành rẻ  Ổ đũa trụ ngắn đỡ Hình 4.3: Ổ bi đỡ dãy - Chịu lực hướng tâm, đồng thời chịu lực dọc trục nhỏ - Không cho phép trục bị lệch - Khả tải độ cứng lớn ổ bi đỡ - Số vòng quay cao - Thuận lợi lắp ghép - Giá thành cao ổ bị đỡ ThS Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Hình 4.4: Ổ đũa trụ ngắn đỡ Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn a) Bước 1: Chọn loại ổ  Ổ bi đỡ, đũa lòng cầu dãy - Chịu lực hướng tâm, đồng thời chịu lực dọc trục nhỏ - Cho phép vòng ổ nghiêng 20 - Ổ đũa đỡ chịu tải trọng lớn tải trọng va đập Hình 4.5: Ổ bi đỡ dãy giá thành cao  Ổ bi đỡ chặn, ổ đũa côn - Chịu đồng thời lực hướng tâm lực dọc trục phía - Ổ đũa chịu tải lớn hơn, độ cứng cao hơn, tháo lắp thuận tiện - Ổ bi đỡ chặn khả quay nhanh tốt Hình 4.6: Ổ bi đỡ chặn, ổ đũa côn ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn a) Bước 1: Chọn loại ổ  Ổ bi chặn - Chỉ chịu lực dọc trục - Làm việc với vận tốc thấp trung bình - Khơng cho phép vòng ổ bị lệch (*) Quy tắc chọn loại ổ  Fa/ Fr < 0,3 Hình 4.5: Ổ bi đỡ dãy - Ưu tiên chọn ổ bi đỡ dãy không yêu cầu đặc biệt - Nâng cao độ cứng chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ (cần cố định vòng ổ theo phương dọc trục) - Yêu cầu cao độ cứng (ổ đỡ trục bánh vít, trục bánh cơn) nên dùng ổ đũa côn - Yêu cầu tự lựa ưu tiên dùng ổ bi đỡ lòng cầu dãy ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn a) Bước 1: Chọn loại ổ (*) Quy tắc chọn loại ổ  Fa/ Fr  0,3 - Yêu cầu cao độ cứng, cố định xác trục theo phương dọc trục, chịu lực dọc trục lớn (Fa/ Fr 1,5) dùng ổ đũa - u cầu làm việc số vịng quay cao, giảm mát ma sát, giảm ồn dùng ổ bi đỡ-chặn (*) Chọn góc tiếp xúc α: - α =120 Fa/ Fr 0,35…0,7 - α =260 Fa/ Fr 0,7…1 - α =360 Fa/ Fr >1 - Dùng ổ chặn-đỡ Fa>> Fr ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn b) Bước 2: Chọn cấp xác ổ lăn  Ổ sử dụng HGT thường chọn cấp xác (*) Độ đảo hướng tâm vòng ổ đường kính 50…80mm c) Bước 3: Chọn sơ kích thước ổ Dựa vào kết cấu trục đường kính ngõng trục, chọn sơ ổ, xác định thông số α, C0, i… ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động Khả tải động ổ (4.3) - Q: Tải trọng động quy ước, kN - L: Tuổi thọ, triệu vòng quay - m: Bậc đường cong mỏi, m=3 với ổ bi, m=10/3 với ổ đũa  Xác định L (4.4) - Lh: Tổng thời gian làm việc HGT ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động  Xác định Q • Ổ bi đỡ, ổ bi đỡ-chặn, ổ đũa (4.5) • Ổ bi chặn-đỡ, ổ đũa chặn-đỡ (4.6) • Ổ chặn (4.7) • Ổ đũa trụ ngắn đỡ (4.8) ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động  Xác định Q Trong đó: - Fr , Fa: tải trọng hướng tâm tải trọng dọc trục, kN - V : hệ số kể đến vòng quay, vòng quay V=1, vịng ngồi quay V=1,2 - kt : hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, kt =1 nhiệt độ θ=1050C; kt=(108+0,4θ)/150 θ=105…2500C - kđ : hệ số đặc trưng tải trọng, Bảng 11.3[1] - X: Hệ số tải trọng hướng tâm, Bảng 11.4[1] - Y: Hệ số tải trọng dọc trục, Bảng 11.4[1] ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động  Xác định X, Y • Xác định hệ số e: - Ổ bi đỡ dãy ổ bi chặn α=120: tra phụ lục P2.7-P2.14 để xác định C0 , sau tính iFa/C0 để xác định e Bảng 11.4[1] - Các loại ổ khác: tra Bảng 11.4[1] theo loại ổ • Xác định tỉ số iFa/VFr • Xác định X, Y từ Bảng 11.4[1]  Xác định lực dọc trục Fa - Ổ đỡ: Fa tổng lực dọc trục chi tiết quay truyền đến - Ổ đỡ-chặn: Fa lực dọc trục lực dọc trục Fs Fr gây + Ổ đũa côn (4.9) + Ổ bi đỡ chặn (4.10) ThS Phạm Thanh Tùng - BM Công Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động  Xác định lực dọc trục Fa Trong đó, e: xác định theo Bảng 11.4[1] theo công thức: (4.11) (4.12) (4.13) (4.14) ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 4: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải động  Lựa chọn ổ đảm bảo điều kiện (4.15) (*) Chú ý: Nếu (4.15) không thỏa mãn - Tăng cỡ ổ (cỡ nhẹ, cỡ trung, trung rộng) - Tăng đường kính ngõng trục (nếu có thể) - Dùng ổ gối đỡ (nếu kết cấu dọc trục cho phép) - Tăng số dãy lăn ổ đỡ chặn - Dùng loại ổ có khả tải lớn (ổ đũa, ổ đũa côn) - Giảm Cd giảm thời hạn sử dụng ổ  Tuổi thọ có kể đến xác suất làm việc không hỏng (4.16) α1 : hệ số phụ thuộc xác suất làm việc không hỏng R(t), thường chọn R(t)=0,9 ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi Ổ LĂN 4.2.2 Tính tốn ổ lăn d) Bước 5: Kiểm nghiệm ổ lăn theo khả tải tĩnh  Mục đích: Đề phịng biến dạng dính bề mặt tiếp xúc  Điều kiện: (4.17) C0 : khả tải tĩnh, kN Qt : tải trọng tính quy ước, kN  Xác định Q0 : Q0 giá trị lớn giá trị: (4.17) (4.17) X, Y : hệ số tải trọng hướng tâm, hệ số tải trọng dọc trục, Bảng 11.6[1] ThS Phạm Thanh Tùng - BM Cơng Nghệ Cơ Khí - Đại học Thủy Lợi