5.1-Tính toán ổ lăn trục 1 a.Chọn loại ổ lăn trục 1:
Ta có: 𝐹𝑟𝐵= 𝑥21 + 𝑦12= 1878. 4(N)
𝐹𝑟𝐸= 𝑥22 + 𝑦22= 2159. 22(N) Đặc điểm làm việc:
Số vòng quay n = 1455 (vòng/phút)
Thời gian làm việc Lh= 11000 giờ
Đường kính ngõng trục d = 25 (mm)
Lực hướng tâm tổng hợp tại B và E
1878.4 (N) 𝐹 =𝑟𝐵
2159.22 (N) 𝐹 =𝑟𝐸
Phản lực dọc trục 𝐹 =𝐴 0
Trên cơ sở đặc điểm làm việc của ổ lăn, ta chọn sơ bộ loại ổ bi là: ổ bi đỡ 1 dãy cỡ trung kí hiệu 405, có thông số như sau(theo bảng P2.7-tr255-t1):
Kí hiệu 405
Đường kính vòng trong d = 25 (mm)
Đường kính vòng ngoài D = 80 (mm)
Bề rộng ổ lăn B = 21 (mm)
r 2.5 (mm)
Đường kính bi 16.67 (mm)
Khả năng tải động C = 29.2 (kN)
Khả năng tải tĩnh 𝐶0= 20.8 (kN)
b.Chọn cấp chính xác:
Chọn cấp chính xác bình thường (cấp chính xác 0) c.Khả năng chịu tải
Khả năng chịu tải động của ổ được tính theo công thức:
𝐶 = 𝑄 𝐿𝑑 𝑚
Trong đó: 𝐿 = 𝐿ℎ.60.𝑛 960.3 (triệu vòng)
106 =11000 ã 60 ã 1455
106 =
m=3 (m là bậc của ổ lăn, m=3 với ổ bi, m=10/3 với ổ đũa) 𝑘𝑡= 1
= 1.2 𝑘𝑑
Khi 𝐹𝐹𝑎 , ưu tiên dùng ổ bi đỡ một dãy để có kết cấu đơn giản nhất,
𝑟 < 0. 3
giá thành thấp nhất, nếu không có yêu cầu đặc biệt về độ cứng, tự lựa chọn không yêu cầu cố định chính xác vị trí của trục theo phương dọc trục. Trường hợp cần nâng cao độ cứng của ổ nên dùng ổ đũa trụ ngắn đỡ mặc dù lúc này kết cấu gối đỡ phức tạp hơn do phải cố định một trong các vòng ổ theo phương dọc trục.
Vì𝐹𝑎= 0 → e=0 → x=1, y=0
v là hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên v=1 𝑄 = (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝐵 𝑟𝐵+ 𝑦 ã 𝐹𝑎) ã 𝑘 ã 𝑘 = 2254. 08𝑡 𝑑 (N) 𝑄 = (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝐸 𝑟𝐸+ 𝑦 ã 𝐹𝑎) ã 𝑘 ã 𝑘 = 2591. 05𝑡 𝑑 (N) Vì𝑄 𝑄𝐵< 𝐸nên ta tính toán theo E:
25.56 kN < C = 29.2 kN 𝐶 =𝑄𝑑 𝐸ã 3𝐿 =
Tuổi thọ thật của ổ lăn:
1431.26 (triệu vòng) 𝐿 = 𝑄𝐶
( )𝐸 𝑚=(2591.0529200)3=
16394.83 (giờ) 𝐿ℎ= 𝐿ã1060ã𝑛6 =
Kiểm tra tải tĩnh:
𝑄 = 𝑋 ã 𝐹 + 𝑌 ã 𝐹0𝐸 0 𝑟𝐸 0 𝑎 2159.2(N) 𝑄 = 𝐹0𝐸 𝑟𝐸=
2.1592 (kN) 20.8(kN)
→ 𝑄0𝐸= 𝐹𝑟𝐸= < 𝐶 =0
Kết luận: ổ lăn đã chọn thỏa mãn các yêu cầu lắp ghép và khả năng chịu tải trọng
5.2-Tính toán ổ lăn trục 2 a.Chọn loại ổ lăn trục 2:
Đặc điểm làm việc:
Số vòng quay n = 255.71 (vòng/phút)
Thời gian làm việc Lh= 11000 giờ
Đường kính ngõng trục d = 40 (mm)
Lực hướng tâm tổng hợp tại A và E
𝐹 = 4622. 24𝑟𝐴 (N) 𝐹 = 4622. 24𝑟𝐸 (N)
Phản lực dọc trục 𝐹 =𝐴 0
Trên cơ sở đặc điểm làm việc của ổ lăn, ta chọn sơ bộ loại ổ bi là: ổ đũa trụ ngắn cỡ nhẹ kí hiệu 2208, có thông số như sau(theo bảng P2.8-tr256):
Kí hiệu 2208
Đường kính vòng trong d = 40 (mm)
Đường kính vòng ngoài D = 80 (mm)
Bề rộng ổ lăn B = 18 (mm)
r 2 (mm)
Đường kính bi 14.29 (mm)
Khả năng tải động C = 33.7 (kN)
Khả năng tải tĩnh 𝐶0= 24 (kN)
b.Chọn cấp chính xác:
Chọn cấp chính xác bình thường (cấp chính xác 0) c.Khả năng chịu tải
Khả năng chịu tải động của ổ được tính theo công thức:
𝐶 = 𝑄 𝐿𝑑 𝑚
Trong đú: 𝐿 = 𝐿ℎ10.60.𝑛6 =11000 ã 60 ã 255.71 168.76 (triệu vũng)
106 =
m=10/3 (m là bậc của ổ lăn, m=3 với ổ bi, m=10/3 với ổ đũa) Vì𝐹𝑎= 0 → e=0 → x=1, y=0
Có: v là hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên v=1 𝑄𝐴= (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝑟𝐵+ 𝑦 ã 𝐹 ) ã 𝑘𝑎 𝑡ã 𝑘𝑑= 5546(N) 𝑄 = (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝐸 𝑟𝐸+ 𝑦 ã 𝐹𝑎) ã 𝑘 ã 𝑘 = 5546𝑡 𝑑 (N) Vì𝑄 = 𝑄𝐴 𝐸nên ta có:
25.832 kN < C = 33.7 kN 𝐶 =𝑄𝑑 𝐴ã10/3𝐿 =
Tuổi thọ thật của ổ lăn:
409.4 (triệu vòng) 𝐿 = 𝑄𝐶
( )𝐴 𝑚=( )337005546 3=
26683.87 (giờ) 𝐿ℎ= 𝐿ã1060ã𝑛6 =
Kiểm tra tải tĩnh:
𝑋0= 0. 5 𝑌 = 0. 22 ã 𝑐𝑜𝑠α (α = 0)0 𝑄 = 𝑋 ã 𝐹 + 𝑌 ã 𝐹0𝐴 0 𝑟𝐸 0 𝑎
2311.12 (N) 𝑄0𝐴=
2.31112 (kN) 24 (kN)
→ 𝑄0𝐴= < 𝐶 =0
Kết luận: ổ lăn đã chọn thỏa mãn các yêu cầu lắp ghép và khả năng chịu tải trọng
5.3-Tính toán ổ lăn trục 3 a.Chọn loại ổ lăn trục 3:
Đặc điểm làm việc:
Số vòng quay n = 72.85 (vòng/phút)
Thời gian làm việc Lh= 11000 giờ
Đường kính ngõng trục d = 55 (mm)
Lực hướng tâm tổng hợp tại A và C
3891.58 (N) 𝐹𝑟𝐴=
1699.17 (N) 𝐹 =𝑟𝐶
Phản lực dọc trục 𝐹 =𝐴 0
Trên cơ sở đặc điểm làm việc của ổ lăn, ta chọn sơ bộ loại ổ bi là: ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ kí hiệu 211, có thông số như sau(theo bảng P2.7-tr255):
Kí hiệu 211
Đường kính vòng trong d = 55 (mm)
Đường kính vòng ngoài D = 100 (mm)
Bề rộng ổ lăn B = 21 (mm)
r 2.5 (mm)
Đường kính bi 14.29 (mm)
Khả năng tải động C = 34 (kN)
Khả năng tải tĩnh 𝐶0= 25.6 (kN)
b.Chọn cấp chính xác:
Chọn cấp chính xác bình thường (cấp chính xác 0)
c.Khả năng chịu tải
Khả năng chịu tải động của ổ được tính theo công thức:
𝐶 = 𝑄 𝐿𝑑 𝑚
Trong đú: 𝐿 = 𝐿ℎ10.60.𝑛6 =11000 ã 60 ã 72.85 48.081 (triệu vũng)
106 =
m=3 (m là bậc của ổ lăn, m=3 với ổ bi, m=10/3 với ổ đũa)
𝑘𝑡= 1
= 1.2 𝑘𝑑
Vì𝐹𝑎= 0 → e=0 → x=1, y=0
v là hệ số kể đến vòng quay. Vì vòng trong quay nên v=1 𝑄𝐴= (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝑟𝐴+ 𝑦 ã 𝐹 ) ã 𝑘𝑎 𝑡ã 𝑘𝑑= 4669. 89(N) 𝑄 = (𝑥 ã 𝑣 ã 𝐹𝐶 𝑟𝐶+ 𝑦 ã 𝐹𝑎) ã 𝑘 ã 𝑘 = 2038𝑡 𝑑 (N) Vì𝑄 𝑄𝐴> 𝐶nên ta tính toán theo A:
16.981 kN < C = 34 kN 𝐶 =𝑄𝑑 𝐴ã 3𝐿 =
Tuổi thọ thật của ổ lăn:
385.9 (triệu vòng) 𝐿 = 𝑄𝐶
( )𝐴 𝑚=(4669.8934000 )3=
26683.87 (giờ) 𝐿ℎ= 𝐿ã1060ã𝑛6 =
Kiểm tra tải tĩnh:
3.89158 (kN)< = 25.6 (kN) 𝑄 = 𝑋 ã 𝐹 + 𝑌 ã 𝐹0𝐴 0 𝑟𝐴 0 𝑎= 𝐶0
Kết luận: ổ lăn đã chọn thỏa mãn các yêu cầu lắp ghép và khả năng chịu tải trọng
5.4-Tính toán kiểm nghiệm then và khớp nối a.Kiểm nghiệm then:
Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt được tính theo công thức 9.1 và 9.2(tr173-t1):
σ𝑑= 𝑑ã𝑙 ã(ℎ−𝑡2ã𝑇
𝑡 1) ≤ σ [ ]𝑑
τ𝑐= 𝑑ã𝑙2ã𝑇
𝑡ã𝑏 ≤ τ [ ]𝑐
Trục 1: 𝑑 = 20 ã 𝑙0 𝑚12= 40 𝑑 = 30 ã 𝑙𝐵1 𝑚13= 35 𝑙 = (0. 8 → 0. 9) ã 𝑙𝑡 𝑚
Trục 2: 𝑑𝐵3= 42 𝑑 =𝐵4 45
55 55
𝑙𝑚22= 𝑙𝑚23=
Trục 3: 𝑑𝐵6= 60 𝑑 =0 55
𝑙𝑚33= 𝑙𝑚32= 85
Tiết
diện d
(mm) 𝑙𝑚 (mm)
𝑙𝑡 (mm)
b×h (mm) 𝑡1
(mm) T
(Nmm) σ𝑑
(MPa) τ𝑐 (MPa)
𝑑0(1) 20 40 32 6 6× 2.5 48490 60.6125 25.25
𝑑𝐵1 30 35 30 10 8× 5 24245 17.79 5.387
𝑑𝐵1 42 55 44 12 8× 5 135139.776 48.75 12.18
𝑑𝐵1 45 55 44 14 9× 5.5 135139.776 39 9.75
𝑑𝐵1 60 85 68 18 11× 7 89254.94 109.3764 24.3
𝑑0(3) 55 85 68 18 11× 7 89254.94 119.32 26.51
b.Kiểm nghiệm nối trục và chốt
Kiểm nghiệm độ bền dập:σ𝑑= 𝑍ã𝐷 ã𝑑 ã𝑙2ã𝐾ã𝑇
0 𝑐 3 ≤ σ [ ]
Với cao su, ta có: [ ] = 3 σ (MPa)
K=1.35 (là hệ số làm việc) T=48490
d=35 Theo bảng 16.10a (68-T2), ta có:
T d D 𝑑𝑚 L l 𝑑1 𝐷0 Z 𝑛𝑚𝑎𝑥 B 𝐵2 𝐿1 𝐿2 𝐷3
125 36 125 65 165 80 60 90 4 4600 5 42 30 28 32
Theo bảng 16.10b (tr69-t2), ta có kích thước của chốt:
T
(Nm) 𝑑𝑐 𝑑1 𝐷2 l 𝑙1 𝑙2 𝑙3 h
125 14 M10 20 62 34 15 28 1.5
Vậy suy ra: σ𝑑= 2 ã 1.35 ã 48490 0.93 < 3 4 ã 90 ã 14 ã 28 =
thỏa mãn yêu cầu
→
Kiểm nghiệm bền của chốt:
(MPa)
σ𝑢= 0.1 ã 𝑑𝐾ã𝑇ã𝑙0
( )33ã𝑍ã𝐷0
≤ σ [ ]𝑢 = 70
Có: 𝑙 = 𝑙0 1+ 𝑙22 = 41. 5(mm) Suy ra σ𝑢= 1.35 ã 48490 ã 41.5
0.1 ã 14 ã 4 ã 903 = 27. 5≤ σ [ ]𝑢
thỏa mãn yêu cầu
→
Kết luận: Vậy nối trục đảm bảo bền