4. 5.3 Xác định ứng suất cho phép:
4.6.6.Tính và kiểm nghiệm độ bền của then:
Tại hai tiết diện B và D của trục trên có sự truyền mô-men xoắn nên tại đây ta dùng mối ghép then (then bằng) để truyền mô-men. Việc tính toán các số liệu về then phải đảm bảo yêu cầu về độ bền dập và độ bền cắt như sau:
d = 2.T / [d.lt(h – t1)] [] c = 2.T / (d.lt. b) [] (4.51) Theo tiêu chuẩn chọn then ta được:
Then tại tiết diện D có:
- Kích thước tiết diện then: b = 16 mm; h = 10 mm - Chiều sâu rãnh then:
Trên trục: t1 = 6 mm Trên lỗ: t2 = 4,3 mm
- Bán kính góc lượn nhỏ nhất: 0,25; lớn nhất: 0,4 Chiều dài then: lt = 0,8 lm
= 0,8 x 100 = 80mm Mayơ tai D có: [d] = 100 MPa;
[c] = 60..90 20..30 3
1
= 20
Then tại tiết diện B được chọn như tại D, chỉ khác nhau về chiều dài: lt=0,8x80= 64 mm, lấy theo tiêu chuẩn lt = 63 mm
Kết quả tính:
D (mm) lt bxh t1 T(Nmm) d(MPa) c(MPa)
50 100 16x10 6 570000 57 14,25
60 63 16x10 6 570000 75,39 18,85
4.6.7.Chọn và kiểm nghiệm ổ trục: 4.6.7.1 Các thông số ban đầu:
Phản lực tại các gối đỡ: RCX = 1653 N; RCY = 712 N. RAX = 3314 N; RAY = 2209,5 N. Lực dọc trục trên bánh răng côn: Fa = 1535 N.
Lực hướng trục trên bánh răng côn: Fr = 955 N. Đường kính ngõng trục tại tiết diện A và C là:
dA = dC = 50 mm.
4.6.7.2. Chọn sơ bộ loại ổ:
Do bộ truyền này có lực dọc trục và gây ra va đập mỗi khi gió đổi chiều. Để chịu được tải trọng lớn và va đập tốt, ở đây ta chọn ổ đũa côn. Theo phụ lục, với đường kính trục d =50mm ta tra được:
Chọn ổ trục côn đũa ký hiệu: 7310 có: + Đường kính trong: d = 50mm; + Đường kính ngoài: D = 110mm; + Bề rộng ổ: B = 27mm; + Góc ăn khớp: = 11,67o; + Khả năng tải động: C = 102kN; + Khả năng tải tĩnh: Co = 81,5kN
Lực tác dụng lên ngõng trục (tại tiết diện A & C) của cả ba trục trong hộp tốc độ này đều có cả lực dọc trục và lực hướng tâm và yêu nâng cao độ cứng, nên ta chọn loại ổ cho các trục này là ổ đũa côn và bố trí như hình dưới.
FrA FrC
FsA FsC
Fa
Hình 4.19: Sơ đồ lực dọc trục trên trục và ổ đỡ
4.6.7.3 Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Ta có hệ số e được xác định theo công thức:
e = 1,5.tg = 1,5. tg(11,67o) = 0,31 (4.52) Lực dọc trục do lực hướng tâm gây ra trong các ổ trục:
FSA = 0,83.e.FrA= 0,83. 0,31. 2209,5 = 568,5 N (4.53) FSC = 0,83.e.FrC= 0,83. 0,31. 712 = 183,2 N
Theo cách bố trí các ổ đỡ, ta có tổng lực dọc trục tác dụng vào các ổ A và C là: FaA = FsA – Fa = 568,5 – 1535= - 966,5 N > FsA = 568,5 N FaC = FsC + Fa= 183,2 + 1535 = 1718,2 N > FsC = 183,2N (4.54) Như vậy: FaA = 966,5 N; FaC = 1718,2 N + Xác định X và Y: FaA / (v. FrA) = 966,5/ 1. 2209,5 = 0,437 > e (4.55) FaC / (v. FrC) = 1718,2/ 1.712 = 2,41 < e Trong đó:
+ v: hệ số kể đến vòng quay, khi vòng trong quay: v = 1. + kt: hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ.
Khi nhiệt độ là t = 105oC thì lấy kt = 1. + kd: hệ số kể đến đặc tính tải trọng, kd = 1,3. Theo bảng 11.4 [1], ta có X, Y tại các ổ A và C là: X = tg = tg 11,67o = 0,206; Y = 1
+ Tải trọng quy quy ước tại hai ổ:
QA =(X.V.FrA+Y.FaA).Kt.Kd= (0,206.1.2209,5 +1.966,5).1.1,3 =1848,1 N QC = (X.V.FrC +Y.FaC).Kt.Kd = (0,206.1.712 +1.1718,2).1.1,3 =2424,3 N Như vậy chỉ cần tính cho ổ nào chịu tải trọng động lớn hơn. Ổ tại tiết diện C chịu tác dụng lớn hơn ổ tại A, nên:
QE = QC = 2424,3 N = 2,424kN.
Theo công thức (11.1) [1], ta có công thức tính khả năng tải trọng động
của ổ là: Cd = QE. L0,3 (4.56)
Trong đó L làtuổi thọ tính bằng triệu vòng quay của ổ.
Lh: tuổi thọ tính bằng giờ. Đối với hộp giảm tốc tuổi thọ của các ổ lăn nằm trong khoảng Lh = (10...25).103 giờ. Lấy Lh = 20. 103 giờ.
L = 60. 39. 10-6. 20.103 = 46,8 triệu vòng. Suy ra: Cd = 2,424. 46,80,3 = 7,68 kN < C = 102kN
4.6.7.4. Tính kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh:
Đối với đũa côn ta có: Xo = 0,5;
Yo = 0,22.cotg = 0,22.cotg(11,67o) = 1,06 (4.58)
Qt = Xo.Fr + Yo.Fa= 0,5.712+1,06.1535 =1938 N = 1,938 kN < Co = 81,5 Như vậy ổ đũa côn ta chọn đáng ứng được yêu cầu về khả năng tải động và tải tĩnh của bộ truyền.
Như vậy kết cấu cuối cùng của trục truyền này như sau:
570mm 35mm 100mm 84mm 250mm
Hình 4.20: Sơ đồ kết cấu trục chính của quạt
4.6.8. Các kích thước của trục truyền thẳng đứng.
Yêu cầu: Truyền mô-men xoắn từ trục ngang xuống trục sơ cấp của trục tốc độ.
Vật liệu: Thép 45 tôi.
Các kích thước trên trục truyền được biểu diễn trên hình