❖ Thông số yêu cầu:
- Thời gian làm việc: 𝐿ℎ = 4800 (giờ) - Số vòng quay: 𝑛3 = 87,49 (vòng/phút)
{ Σ𝐹𝑥 = −𝐹𝑘33 + 𝐹𝑥30 − 𝐹𝑡32 + 𝐹𝑥31 = 0 Σ𝐹𝑦 = −𝐹𝑦30 + 𝐹𝑟32− 𝐹𝑦31 = 0 Σ𝑀𝑦(𝑂) = −𝐹𝑘33. 𝑙𝑐33 + 𝐹𝑡32. 𝑙32 − 𝐹𝑥31. 𝑙31 = 0 Σ𝑀𝑥(𝑂) = −𝐹𝑟32. 𝑙32 + 𝐹𝑦31. 𝑙31 = 0 { Σ𝐹𝑥 = −1229,95 + 𝐹𝑥30 − 3756,57 + 𝐹𝑥31 = 0 Σ𝐹𝑦 = −𝐹𝑦30 + 1367,28− 𝐹𝑦31 = 0 Σ𝑀𝑦(𝑂) = −1229,95.82,5 + 3756,57.59 − 𝐹𝑥31. 183 = 0 Σ𝑀𝑥(𝑂) = −1367,28.59 + 𝐹𝑦31. 183 = 0 { 𝐹𝑥30 = 4329,87(𝑁) 𝐹𝑦30 = 926,46(𝑁) 𝐹𝑥31 = 656,65(𝑁) 𝐹𝑦31 = 440,82(𝑁)
Xét 2 trường hợp ta thấy lực 𝐹𝑘 cùng chiều với 𝐹𝑡32 sẽ làm cho lực tác dụng lên ổ lăn lớn hơn vì vậy ta sẽ chọn 𝐹𝑘 cùng chiều với 𝐹𝑡32 để tính toán ổ lăn.
• Lực hướng tâm tác dụng lên trục tại ổ 1 (bên trái bánh răng) và ổ 2 (bên phải bánh răng) là: 𝐹𝑟𝑂𝐿1 = √𝑅𝑂𝐿1𝑥2 + 𝑅𝑂𝐿1𝑦2 = √4329,872+ 926,462 = 4427,88 (𝑁) 𝐹𝑟𝑂𝐿2 = √𝑅𝑂𝐿2𝑥2 + 𝑅𝑂𝐿2𝑦2 = √656,652+ 440,822 = 790,89 (𝑁) • Lực dọc trục: 𝐹𝑎1 = 𝐹𝑎2 = 0 Ta có 𝐹𝑎
min (𝐹𝑟𝑂𝐿1;𝐹𝑟𝑂𝐿2) = 0< 0,3 nên ta dùng ổ bi đỡ 1 dãy
• Chọn sơ bộ ổ lăn: Với ổ bi đỡ 1 dãy, cấp chính xác 0, tra bảng P2.7 trang 254- [1] ta chọn sơ bộ ổ lăn cỡ trung với các thông số sau:
Ký hiệu ổ 𝒅 (mm) 𝑫 (mm) 𝑩 (mm) 𝒓 (mm) Đường kính bi (mm) 𝑪 (kN) 𝑪𝟎 (kN)
309 45 100 25 2,5 17,46 37,8 26,7
❖ Kiểm tra khả năng tải động:
𝐶𝑑 = 𝑄 √𝐿𝑚
- 𝐿 là tuổi thọ tính bằng triệu vòng:
𝐿 = 60𝐿ℎ𝑛
106 =60.4800.87,49
106 = 25,2 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔) - 𝑄 là tải trọng quy ước. Với ổ bi đỡ 1 dãy, 𝑄 cho bởi công thức:
𝑄 = (𝑋𝑉𝐹𝑟 + 𝑌𝐹𝑎)𝑘𝑡𝑘đ
Với:
+ 𝐹𝑟 là tải trọng hướng tâm (kN). + 𝐹𝑎 là tải trọng dọc trục (kN).
+ 𝑘𝑡 là hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, ta chọn 𝑘𝑡 = 1 + 𝑘đ là hệ số kể đến đặc tính tải trọng. Tra bảng 11.3 trang 215-
[1], ta được 𝑘đ = 1,3
+ 𝑉 là hệ số kể đến vòng nào quay. Do vòng trong quay nên 𝑉 = 1
+ 𝑋, 𝑌 là hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục, chọn 𝑋 = 1, 𝑌 = 0.
Thay vào công thức tải trọng quy ước tính cho ổ 1 và ổ 2:
𝑄1 = 1,3. 𝐹𝑟𝑂𝐿1 = 1,3.4427,88 = 5756,24 (𝑁) 𝑄2 = 1,3. 𝐹𝑟𝑂𝐿2 = 1,3.790,89 = 1028,16 (𝑁)
⇒ 𝑄 = 𝑄1 = 5756,24 (𝑁)
Vậy:
𝐶𝑑 = 5756,24. √25,23 = 16,88 (𝑘𝑁) < 𝐶 = 37,8 (𝑘𝑁)
=> Vậy ổ lăn thỏa mãn khả năng tải động
❖ Kiểm tra khả năng tải tĩnh
Khả năng tải tĩnh 𝑄0 là trị số lớn hơn trong hai trị số 𝑄0 tính bởi hai công thức:
{𝑄0 = 𝑋0𝐹𝑟 + 𝑌0𝐹𝑎 𝑄0 = 𝐹𝑟
Trong đó, 𝑋0 và 𝑌0 là hệ số tải trọng hướng tâm và dọc trục. Tra bảng 11.6 trang 221-[1] với ổ bi đỡ một dãy, ta chọn 𝑋0 = 0,6 và 𝑌0 = 0,5.
Thay số tính cho ổ 1 và ổ 2: {𝑄01 = 𝑋0𝐹𝑟1+ 𝑌0𝐹𝑎1 = 0,6.4427,88 + 0,5.0 = 2656,73 (𝑁) 𝑄0 = 𝐹𝑟1 = 4427,88 (𝑁) {𝑄02 = 𝑋0𝐹𝑟2+ 𝑌0𝐹𝑎2 = 0,6.790,89 + 0,5.0 = 474,54 (𝑁) 𝑄0 = 𝐹𝑟2 = 790,89 (𝑁) ⇒ 𝑄0 = 4427,88 (𝑁) = 4,43 (𝑘𝑁) < 𝐶0 = 26,7 (𝑘𝑁)
Vậy ổ lăn đã chọn thỏa mãn chỉ tiêu về khả năng tải động và khả năng tải tĩnh.
❖ Sơ đồ kết cấu ổ lăn.
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VỎ HỘP