Tính toán lựa chọn ổ lăn

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHỌN Ô ĐỠ TRỤC , THEN , KHỚP NỐI , CÁC CHI TIẾT KHÁC VÀ BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

5.1. Tính toán lựa chọn ổ lăn

 Xác định tỷ số lực theo công thức:

FaFr

 Trong đó:

- Fa: Là lực dọc trục

- Fr: Là lực tổng hợp tại vị trí đặt ổ (vị trí A, B), Fr = min (FrA, FrB) 5.1.1. Trục I

 Lực hướng tâm:

Trên ổ 1 FrA=√FxA

2+FyA2=√13,892+79,452=80,65 N

Trên ổ 2 FrC=√FxC 2+FyC

2=√28,102+61,322=67,45 N

⇒ min {F ; F } = 67,45 NrA rC

 Lực dọc trục do bánh răng tác dụng lên ổ:

FaA = Fa1+ F = 27,5 + 0,3.80,65 = 51,7sA

FaC = Fa1+ F = 27,5 + 0,3.67,45 = 47,7sC

 Xét tỉ số Fa

Fr = 0,91 > 0,3 nên ta chọn ổ là ổ bi đỡ chặn.

⇒ Chọn ổ bi đỡ chặn 1 cho dãy trục I

 Lực dọc trục : Fa=0

Chọn sơ bộ loại ổ: chọn ổ bi đỡ 1 dãy W6204-2Z:

+ Đường kính vòng trong : d = 20 mm + Đường kính vòng ngoài : D = 47 mm + Bề rộng ổ : B = 14 mm

+ Đường kính bi = 8,64 mm + Kích thước chỗ vát: r = 1 mm + Khả năng tải động : C = 10,8 kN + Khả năng tải tĩnh : C0 = 6,55 kN b, Chọn cấp chính xác : Cấp chính xác : 0

45

c, Kiểm trả khả năng tải của ổ:

- Khả năng tải động của ổ được tính theo công thức:

Cd=Q .m√L Trong đó:

+ Q là tải trọng động quy ước (kN) + L là tuổi thọ ( L=60.n . Lh

106 =60.3462.43800

106 =9098,136(tri ệ u v ò ng) + m là bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn, m = 3 đối với ổ bi.

● Xác định tải trong động quy ước:

Q=(X .V . Fr+Y . Fa). kt. kd Trong đó:

⮚ Frvà Fa là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục (kN)

⮚ V : hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên V = 1.

⮚ kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Lấy kt = 1 với nhiệt độ làm việc.

⮚ kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng => kd = 1,45.

⮚ X : hệ số tải trọng hướng tâm.

⮚ Y : hệ số tải trọng dọc trục.

Vì Fa = 0 => e=0=¿X=1,Y=0.

⇨ Q0=¿ 1.1. 1412,7.1,45 = 2048,415

⇨ Q1=¿1.1. 1000,6.1,45 = 1450,87

Vì Q1<Q0 => tính toán theo thông số Q0 vì ổ 0 chịu tải trọng lớn hơn.

⇨ Cd=2048,415.√39098,136=42763,05813kN C< => thỏa mãn.

46

Tuổi thọ thật sự của ổ: L=(QC

0

)

m

=( 20100 2048,415)

3

=944triệu vòng.

Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ lăn

 Điều kiện đảm bảo khả năng tải tĩnh của ổ là:

Q t≤ C0

- Trong đó:

+ C0 – khả năng tải tĩnh của ổ đã chọn.

+ Qt – Tải trọng tĩnh quy ước; với ổ bi đỡ chặn ta có Qt xác định bởi:

QtA=X0. FrA+Y0. Fa = 80,65.0,5 +0,37. 51,7 = 59,45 QtC=X0. FrC+Y0. Fa = 67,45.0,5 + 0,37. 47,7 = 51,37

⇒ Qt = max {Q ; Q } = 0,059 kNtA tC

 Do Qt = 0,059 kN ¿ C = 6,55 kN0

⇒ Ổ thỏa mãn khả năng chịu tải tĩnh.

5.1.2. Trục II

 Lực hướng tâm:

Trên ổ 1 FrA=√FxA

2+FyA2=√502,82+1373,452=1462,5 N

Trên ổ 2 Fℜ=√FxE

2+FyE2=√799,332+2552,232=2674,4 N

⇒ min {F ; FrE} = 1462,5 NrA

 Lực dọc trục do bánh răng tác dụng lên ổ:

FaA = Fa2+ F = 30,77 + 0,3.1462,5 = 469,52sA

FaE = Fa2+ F = 30,77 + 0,3.2647,4 = 379,26sE

 Xét tỉ số Fa

Fr = 0,4 > 0,3 nên ta chọn ổ là ổ bi đỡ chặn.

⇒ Chọn ổ bi đỡ chặn 2 cho dãy trục II

=> Chọn sơ bộ loại ổ: chọn bi ổ đỡ - chặn 1 dãy:7407 BCBM:

+ Đường kính vòng trong : d = 35 mm + Đường kính vòng ngoài : D = 100 mm + Bề rộng ổ : B = 25 mm

+ Đường kính bi =20,8 mm + Kích thước chỗ vát: r = 1,5 mm

47

+ Khả năng tải động : C = 60,5 kN + Khả năng tải tĩnh : C0 = 38 kN b, Chọn cấp chính xác : Cấp chính xác : 0 c, Kiểm trả khả năng tải của ổ:

- Khả năng tải động của ổ được tính theo công thức:

Cd=Q .m√L Trong đó:

+ Q là tải trọng động quy ước (kN) + L là tuổi thọ ( L=60.n . Lh

106 =60.306.43800

106 =804,168triệ u v ò ng¿

+ m là bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn, m = 10/3 đối với ổ đũa.

● Xác định tải trong động quy ước:

Q=(X .V . Fr+Y . Fa). kt. kd Trong đó:

⮚ Frvà Fa là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục (kN)

⮚ V : hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên V = 1.

⮚ kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Lấy kt = 1 với nhiệt độ làm việc.

⮚ kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng => kd = 1,45.

⮚ X : hệ số tải trọng hướng tâm.

⮚ Y : hệ số tải trọng dọc trục.

Vì Fa = 0 => e=0=¿X=1,Y=0.

⇨ Q0=¿ 1.1. 5491,47.1,45 = 7962,6

⇨ Q1=¿1.1. 5491,47.1,45 = 7962,6

48

Cd=7962,6.3√804,168=74046 37952, kN C< => thỏa mãn.

Tuổi thọ thật sự của ổ: L=(QC

0

)

m

=(56030

7962,6)3=348triệu vòng.

⇨ Lh=L .106

60.n=18954h.

Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ lăn

 Điều kiện đảm bảo khả năng tải tĩnh của ổ là:

Q t≤ C0

- Trong đó:

+ C0 – khả năng tải tĩnh của ổ đã chọn.

+ Qt – Tải trọng tĩnh quy ước; với ổ bi đỡ chặn ta có Qt xác định bởi:

QtA=X0. FrA+Y0. Fa = 1462,5.0,5 +0,37. 469,52 =904,7 QtE=X0. Fℜ+Y0. Fa = 2674,4.0,5 + 0,37. 379,26 = 1477,5

⇒ Qt = max {Q ; Q } = 1,477 kNtA tC

 Do Qt = 1,477 kN ¿ C = 38 kN0

⇒ Ổ thỏa mãn khả năng chịu tải tĩnh.

5.1.3. Trục III

 Lực hướng tâm:

Trên ổ 1 FrB=√FxB

2+FyB2=√843,12+896,832=1230,9 N Trên ổ 2 Fℜ=√FxE

2+FyE2=√1059,082+2019,612=2280,4 N

⇒ min {F ; F } = 1230,9 NrB rE

 Lực dọc trục do bánh răng tác dụng lên ổ:

FaA = Fa + F = 0 + 0,3.1230,9 = 369,33 sA

FaC = Fa + F = 0 + 0,3.2280,4 = 684,13 sC

 Xét tỉ số Fa

Fr = 0,91 > 0,3 nên ta chọn ổ là ổ bi đỡ chặn.

⇒ Chọn ổ bi đỡ chặn 1 cho dãy trục I

⇨ Chọn sơ bộ loại ổ: chọn ổ côn đỡ - chặn 1 dãy 32910 : + Đường kính vòng trong : d = 50 mm

49

+ Đường kính vòng ngoài : D =72 mm + Bề rộng ổ : B = 15 mm

+Đường kính côn : min=5 ; max=5,75 +Chiều dài côn = 12

+ Kích thước chỗ vát: r = 1 mm + Khả năng tải động : C = 41,3 kN + Khả năng tải tĩnh : C0 = 53 kN b, Chọn cấp chính xác : Cấp chính xác : 0 c, Kiểm trả khả năng tải của ổ:

- Khả năng tải động của ổ được tính theo công thức:

Cd=Q .m√L Trong đó:

+ Q là tải trọng động quy ước (kN) + L là tuổi thọ ( L=60.n . Lh

106 =60.77.43800

106 =202,356(tri ệ u v ò ng) + m là bậc của đường cong mỏi khi thử ổ lăn, m = 3 đối với ổ bi.

● Xác định tải trong động quy ước:

Q=(X .V . Fr+Y . Fa). kt. kd Trong đó:

⮚ Frvà Fa là tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục (kN)

⮚ V : hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên V = 1.

⮚ kt: hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Lấy kt = 1 với nhiệt độ làm việc.

⮚ kd : hệ số kể đến đặc tính tải trọng => kd = 1,45.

⮚ X : hệ số tải trọng hướng tâm.

⮚ Y : hệ số tải trọng dọc trục.

50

Vì Fa = 0 => e=0=¿X=1,Y=0.

⇨ Q0=¿ 1.1.6291,11.1,45 = 9122,1

⇨ Q1=¿1.1.6121,32.1,45 = 8875,9

Vì Q0>Q1 => tính toán theo thông số Q0 vì ổ 0 chịu tải trọng lớn hơn.

⇨ Cd=6291,11.√3202,356=36934,53544kN C< => thỏa mãn.

Tuổi thọ thật sự của ổ: L=(C Q0)

m

=( 44900 5092,68)

3

=685triệu vòng.

Kiểm tra khả năng tải tĩnh của ổ lăn

 Điều kiện đảm bảo khả năng tải tĩnh của ổ là:

Q t≤ C0

- Trong đó:

+ C0 – khả năng tải tĩnh của ổ đã chọn.

+ Qt – Tải trọng tĩnh quy ước; với ổ bi đỡ chặn ta có Qt xác định bởi:

QtA=X0. FrA+Y0. Fa = 1230,9.0,5 +0,37. 369,3 = 752,1 QtC=X0. FrC+Y0. Fa = 2280,4.0,5 + 0,37. 684,1 = 1393,3

⇒ Qt = max {Q ; Q } = 1,393 kNtA tC

 Do Qt = 1,393 kN ¿ C = 53 kN0

⇒ Ổ thỏa mãn khả năng chịu tải tĩnh.