D. Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn
2. Trục 1 Các thông số:
2.5. Chọn then cho trục
- Kích thước rãnh thên trên trục ở đoạn lắp mayơ khớp nối (bảng 9.1a/173 [TL1]) Với d1 = 25 mm => ta chọn then b.h = 8.7 ; chiều dài l = 28 mm ; t1 = 4 mm ; t2 = 2,8 mm
- Kiểm tra điều kiện bền dập 9.1/173 [TL1]
trong đó:
+ - ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán
+ - ứng suất dập cho phép và ứng suất cắt cho phép Tra bảng 9.5/178 [TL1], ta có
+ T – momen xoắn trên trục
Như vậy then đảm bảo đủ bền
3. Trục 2
Các thông số:
l21 l22 l23 n2 d2 (đk vòng chia bv) d3 (đk vòng chia br) T2
68 mm 138 mm 199 mm 55 vg/ph 136 mm 87 mm 168427,3N
Ft2 Fa2 Fr2 Ft3 Fa3 Fr3
2476,8 N 638,2 N 911,5 N 3871,9 N 0 N 1409,2 N
3.1. Tính phản lực tại các gối tựa
- Theo Oy:
=> Momen tại các mặt cắt:
- Tương tự theo Ox: + Xét cân bằng tại 0:
=> Momen tại các mặt cắt:
Biểu đồ momen trục II
3.2. Xác định các kích thước tại các mặt cắt
- Tại mặt cắt qua bánh vít (mặt cắt 2):
Đường kính tại mặt cắt 2:
với: – ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, tra bảng 10.5 trang 195 [TL1] Tương tự ta xác định được các kích thước tại mặt cắt khác:
d21 = d20 = 0 mm ; d23 = 37,72 mm - Chọn theo kết cấu:
d3 = d2 = 40 mm ; d0 = d1 = 35 mm
3.3. Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại các mặt cắt nguy hiểm
trong đó:
- Bộ truyền quay 1 chiều => trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, momen xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động. Với trục làm bằng thép cacbon có nên:
– hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình (tra bảng 10.7 trang 197 [TL1])
với:
+ – hệ số tạp trung ứng suất do trạng thái bề mặt (Tiện Ra 2,5…0,63) + – hệ số tăng bền mặt trục
+ – hệ số kích thước phụ thuộc vào đường kính trục (Tra bảng 10.10/198) d2 = 40 mm =>
+ – hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn (tra bảng 10.12/199) (Trục có rãnh then))
- Ứng suất trên trục: ;
với:
trong đó: b, t1 – chiều rộng và chiều sâu rãnh then (Bảng 9.1a) d2 = 40 mm => b = 12 mm ; t1 = 5 mm Thay số ta tính được tại mặt cắt 3:
=> Tại mặt cắt nguy hiểm nhất trục đủ bền => Trục đủ bền và không cần kiểm tra độ cứng vững của trục
3.4. Chọn ổ cho trục II
Sơ đồ đặt lực
Lực hướng tâm tác dụng lên ổ
Lực dọc trục
- Chọn sơ bộ ổ theo đường kính ngõng trục: Với d2 = 35 mm, tra bảng P2.7/254 có số liệu của ổ đũa côn 7607 (cỡ trung rộng):
Kí
hiệu D, mm d, mm D1, mm d1, mm
B,
mm C1, mm T, mm C, kN C0, kN
7607 80 35 61,5 56,5 33 27 32,75 11,17 71,6 61,5
- Kiểm tra ổ theo khả năng tải động: + Tải trọng quy ước:
trong đó:
V – hệ số ảnh hưởng của vòng nào quay. Vòng trong quay V = 1
– hệ số ảnh hưởng nhiệt độ.
– hệ số ảnh hưởng tải trọng động. Tra bảng 11.3/215 [TL1], (tải trọng va đập vừa)
và – tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục (kN)
– hệ số tải trọng hướng tâm
– hệ số tải trọng dọc trục
+ Lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra:
Fs = 0,83.e.Fr với: e = 1,5.tg =1,5.tg(11,17) = 0,296 => Fs1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,296.3695,7 = 908 (N) Fa1 = Fat + Fs1 = 638,2 + 908 = 1546,2 (N) => Fs0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,296.2591,4= 636 (N) Fa0 = Fat – Fs0 = 638,2 – 636 = 2,2 (N) < Fs0 => Fa0 = Fs0 = 636(N)
+ Tải trọng tương đương
với: m = 10/3
- Khả năng tải của ổ trong đó:
+ m – bậc đường cong mỏi khi thử về ổ lăn. m = 10/3 + L – tuổi thọ (Giảm 1 nửa thời gian sử dụng)
=> Khả năng tải tĩnh thỏa mãn - Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Qt = X0Fr + Y0Fa
với: X0, Y0 – hệ số tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục. Tra bảng 11.6/221 [TL1], ổ bi đỡ: X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotg = 0,22.cotg(11,17) = 1,114
Chọn ổ thỏa mãn => Các thông số của ổ:
Kí hiệu D, mm d, mm D1, mm d1, mm B, mm C1, mm
80 35 61,5 56,5 33 27
7607 T, mm C, kN C0, kN r, mm r1, mm
32,75 11,17 71,6 61,5 2,5 0,8
3.5. Chọn then cho trục II
- Kích thước rãnh thên trên trục ở đoạn lắp mayơ bánh răng, bánh vít (bảng 9.1a/173 [TL1])
Với d2 = 40 mm => ta chọn then b.h = 12.8 ; chiều dài l = 50 mm ; t1 = 5 mm ; t2 = 3,3 mm
Rãnh then được phay bằng dao phay dĩa, tải trọng va đập, dạng lắp cố định - Kiểm tra điều kiện bền dập 9.1/173 [TL1]
trong đó:
+ - ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán
+ - ứng suất dập cho phép và ứng suất cắt cho phép Tra bảng 9.5/178 [TL1], ta có (mayơ lằm bằng thép) + T – momen xoắn trên trục
Như vậy then đảm bảo đủ bền
4. Trục 3
l32 l33 l31 n3 d4 (đk vòng chia br)
138 mm 199 mm 288 mm 13,75 vg/ph 348 mm
Ft4 Fr4 Fa4 T2
3871,9 N 1409,2 N 0 N 6661,8 N 3106,4 N 645927,2 N
4.1. Tính phản lực tại các gối tựa
- Theo Oy:
+ Xét cân bằng tại 0:
=> Momen tại các mặt cắt:
- Tương tự theo Ox: + Xét cân bằng tại 0:
=> Momen tại các mặt cắt:
4.2. Xác định các kích thước tại các mặt cắt
- Tại mặt cắt qua ổ lăn (mặt cắt 1):
Đường kính tại mặt cắt 1:
với: – ứng suất cho phép của thép chế tạo trục, tra bảng 10.5 trang 195 [TL1] Tương tự ta xác định được các kích thước tại mặt cắt khác:
- Chọn theo kết cấu:
d2 = 60 mm ; d0 = d1 = 55 mm ; d3 = 50 mm
4.3. Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại các mặt cắt nguy hiểm
trong đó:
- Bộ truyền quay 1 chiều => trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, momen xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động. Với trục làm bằng thép cacbon có nên:
– hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình (tra bảng 10.7 trang 197 [TL1])
với:
+ – hệ số tạp trung ứng suất do trạng thái bề mặt (Tiện Ra 2,5…0,63) + – hệ số tăng bền mặt trục
+ – hệ số kích thước phụ thuộc vào đường kính trục (Tra bảng 10.10/198) d1 = 60 mm =>
+ – hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn (tra bảng 10.12/199) (Trục có rãnh then)
- Ứng suất trên trục: ;
với:
trong đó: b, t1 – chiều rộng và chiều sâu rãnh then (Bảng 9.1a) d3 = 60 mm => b = 18 mm ; t1 = 7 mm Thay số ta tính được tại mặt cắt 1: (trục trơn)
=> Tại mặt cắt nguy hiểm nhất trục đủ bền => Trục đủ bền và không cần kiểm tra độ cứng vững của trục
Tương tự ta kiểm tra độ bền mỏi tại các mặt cắt khác
Tiết diện thứ Đường kính Hệ số an toàn
d (mm)
2 60 10,23 13,89 8,24
3 50 7,57 8,24
Mặc dù tại một số mặt cắt trục hơi thừa bền nhưng do điều kiện kết cấu và thỏa mãn điều kiện bền của một số chi tiết lắp với nó
d2 = 60 mm ; d0 = d1 = 55 mm ; d3 = 50 mm
4.4. Chọn ổ cho trục III
Sơ đồ đặt lực
Lực hướng tâm tác dụng lên ổ
- Chọn sơ bộ ổ theo đường kính ngõng trục: Với d = 55 mm, tra bảng P2.7/254 có số liệu của ổ đũa côn 7111 (cỡ đặc biệt nhẹ):
Kí
hiệu D, mm d, mm D1, mm d1, mm mmB, C1, mm T, mm C, kN C0, kN
7111 90 55 76 72 22 19 23 12,5 49,1 45,2
- Kiểm tra ổ theo khả năng tải động: + Tải trọng quy ước:
trong đó:
V – hệ số ảnh hưởng của vòng nào quay. Vòng trong quay V = 1
– hệ số ảnh hưởng nhiệt độ.
– hệ số ảnh hưởng tải trọng động. Tra bảng 11.3/215 [TL1], (tải trọng va đập vừa)
và – tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục (kN)
– hệ số tải trọng hướng tâm
– hệ số tải trọng dọc trục
+ Lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra:
Fs = 0,83.e.Fr
với: e = 1,5.tg =1,5.tg(12,5) = 0,333
=> Fs1 = Fa1 = 0,83.e.Fr1 = 0,83.0,333.12818,5 = 3542,9 (N) => Fs0 = Fa0 = 0,83.e.Fr0 = 0,83.0,333.2555,5 = 706,3 (N)
+ Tải trọng tương đương
với: m = 10/3
trong đó:
+ m – bậc đường cong mỏi khi thử về ổ lăn. m = 10/3 + L – tuổi thọ (Giảm 1 nửa thời gian sử dụng)
L = Lh.60n/106 = (5.365.8).60.13,75/106 = 12,045 (triệu vòng)
=> Khả năng tải tĩnh thỏa mãn - Kiểm tra khả năng tải tĩnh:
Qt = X0Fr + Y0Fa
với: X0, Y0 – hệ số tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục. Tra bảng 11.6/221 [TL1], ổ đũa côn: X0 = 0,5 ; Y0 = 0,22.cotg = 0,22.cotg(12,5) = 0,992
Chọn ổ thỏa mãn => Các thông số của ổ:
Kí hiệu D, mm d, mm D1, mm d1, mm B, mm C1, mm
90 55 76 72 22 19
7111 T, mm C, kN C0, kN r, mm r1, mm
23 12,5 49,1 45,2 2 0,8
4.5. Chọn then cho trục III
• Kích thước rãnh thên trên trục ở đoạn lắp bánh răng lớn (bảng 9.1a/173 [TL1]) Với d2 = 60 mm => ta chọn then b.h = 18.11 ; chiều dài l = 50 mm ; t1 = 7 mm ; t2 = 4,4 mm
Rãnh then được phay bằng dao phay dĩa, tải trọng va đập, dạng lắp cố định - Kiểm tra điều kiện bền dập 9.1/173 [TL1]
+ - ứng suất dập tính toán
+ - ứng suất dập cho phép và ứng suất cắt cho phép Tra bảng 9.5/178 [TL1], ta có (mayơ lằm bằng thép) + T – momen xoắn trên trục
• Kích thước rãnh thên trên trục ở đoạn lắp mayơ đĩa xích (bảng 9.1a/173 [TL1]) Với d2 = 55 mm => ta chọn then b.h = 16.10 ; chiều dài l = 56 mm ; t1 = 6 mm ; t2 = 4,3 mm
Rãnh then được phay bằng dao phay dĩa, tải trọng va đập, dạng lắp cố định - Kiểm tra điều kiện bền dập 9.1/173 [TL1]
trong đó:
+ - ứng suất dập tính toán
+ - ứng suất dập cho phép và ứng suất cắt cho phép Tra bảng 9.5/178 [TL1], ta có (mayơ lằm bằng thép) + T – momen xoắn trên trục
Như vậy then đảm bảo đủ bền