ĐẠI HỌC QUỐC GIAĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BÀI CÁO BÁO BÀI TẬP LỚNCHI TIẾT MÁY

GVHD : THẦY BÙI TRỌNG HIẾULỚP : CK11CD01NHÓM : 7ĐỀ 4PHƯƠNG ÁN: 8.

TP.HCM tháng 12 năm 2013

1

Danh sách thành viển và công việc của từng thành viên:

Thành viên Mssv Công việc

Trương Anh Quốc

Khanh

21101571 Phân chia công việc, mô phỏng hoạt

động hộp giảm tốc. kiểm tra, tổng kết

Huỳnh Hữu Thuận 21103491 Tính toán thiết kê lựa chọn đọng cơ

điện, thiết kế hệ thốn đai dẹt

Ngô Văn Tuấn 21103992 Tính toán thiết kế hệ thống bánh răng

côn

Trần Văn Đức 21100887 Tính toán thiết kế hai trục

Phan Quốc Hòa 21101289 Tính toán thiết kế lựa chọn ổ lăn

2

Mục lụcTrang

1. Tính toán chọn động cơ điện 42. Tính toán thiết kế hệ thống đai dẹt 73. Thiết kế bộ truyền bánh răng côn 104. Thiết kế hai trục trong hộp giảm tốc 145. Tính toán lựa chọn hai cặp ổ bi 31

3

PHẦN 1: Chọn động cơ điện, phân phối tỉ số truyền

I. TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN.

1. Hiệu suất truyền động:

Ta có :

Tra bảng 2.3 [1], ta chọn được các hiệu suất sau:: Hiệu suất bộ truyền đai dẹt.

: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng nón.

: Hiệu suất của khớp nối trục đàn hồi.

: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.

Nên :

Vậy, hiệu suất truyền động là:

2. Công suất tính toán: Trường hợp tải trọng thay đổi thì: Pt = Ptđ (Công suất tương đương) “Công suất tương đương” được xác định bởi công thức:

Ptđ = kW = Pt

Trong đó: Tm = TT1 = T; T2 = 0,7T; t1 = 48s và t2 = 15s Vậy, công suất tính toán là: Pt = 3,749 kW

3. Công suất cần thiết trên trục động cơ: Công suất cần thiết trên trục động cơ điện được xác định bởi:

kW

Vậy, công suất cần thiết trên trục động cơ là: Pct = 4,198 kW

4. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ: Số vòng quay trên trục thùng trộn : n = 80 vòng/ phútTỉ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động: Trong đó, ta chọn:uđ = 4 và ubr = 4 Vậy, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện là: vòng/phút.

4

5. Chọn động cơ điện: Ở đây, ta chọn động cơ thõa mãn điều kiện sau:

, tức là ta phải tìm động cơ thỏa mãn

Tra bảng ,ta chọn được động cơ sau:

Kiểu động cơ

Công suất kW

Vận tốcquay, vg/ph

4A112M4Y3 5,5 1425

II. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.1. Tỉ số truyền chung của hệ thống dẫn động:

Trong đó:nđc = 1425 vòng/phút; nlv = 80 vòng/phút.Chọn ubr = 4. Tỉ số truyền của bộ truyền đai thang:

Trong đó:ut = 17,813; ubr = 4.

III. LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH.

1. Tính toán công suất trên các trục:

kW

kW

kW

5

2. Tính toán số vòng quay các trục: Số vòng quay của trục I được xác định bởi:

vòng/phút

Số vòng quay của trục II được xác định bởi:

vòng/phút

Vậy:- Số vòng quay trục I là: nI = 320,009 vòng/phút.- Số vòng quay trục II là: nII = 80 vòng/phút.

3. Tính toán moment xoắn trên các trục: Moment xoắn trên trục động cơ:

Nmm

Trong đó:Pđc = 4,477 kW; nđc = 1425 vòng/phút. Moment xoắn trên trục I:

Nmm

Trong đó:PI = 4,232 kW; nI = 320,009 vòng/phút. Moment xoắn trên trục II:

Nmm

Trong đó:PII = 4 kW; nII = 80 vòng/phút.

4. Bảng đặc tính:  Thông số/Trục Động cơ Trục I Trục IICông suất (kW) 4,477 4,232 4

Tỉ số truyền 4,453 4Moment xoắn (Nmm) 30003,754 126295,198 477500

Số vòng quay (vòng/phút) 1425 320,009 80

6

PHẦN 2: Thiết kế bộ truyền đai dẹt

I. THÔNG SỐ KĨ THUẬT THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT.1. Công suất bộ truyền: P = 4,477 kW.2. Số vòng quay bánh dẫn: n1 = nđc = 1425 vòng/phút.3. Tỉ số truyền: uđ = 4,453.4. Moment xoắn: T1 = 30003,754 Nmm.

II. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT.1. Chọn dạng đai: vải cao su2. Tính đường kính bánh đai nhỏ d1:

Theo tiêu chuẩn, ta chọn d1 = 180 mm.3. Vận tốc đai:

m/s

4. Giả sử ta chọn hệ số trượt tương đối . Đường kính bánh đai lớn:

mm

Theo tiêu chuẩn ta chọn d2 = 800 mm.

Tỷ số truyền thực tế:

Sai lệch so với giá trị chọn trước 1,95% 5. Khoảng cách trục nhỏ nhất xác định theo công thức:

mm

Ta có thể chọn sơ bộ a = 1960mm.6. Chiều dài tính toán của đai:

mm

Chọn theo tiêu chuẩn L = 5600 mm = 5,6m.7. Số vòng chạy của đai trong một giây:

s-1 ; vì [i] = 10s-1, do đó điều kiện được thỏa.

7

8. Góc ôm bánh đai nhỏ:

rad.

9. Chọn chiều dày đai thoả

10. Các hệ số sử dụng:- Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm đai:

- Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc:

-- Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc và sự thay đổi tải trọng (làm việc

hai ca) : Cr = 0,6

Tra bảng 4.7 trang 147 với => chọn

Nên ta có:

mm

Chọn theo tiêu chuẩn b=50 mm11. Theo bảng 4.5, chọn chiều rộng bánh đai : B= 63mm12. Lực căng đai ban đầu:

N

Lực tác dụng lên trục:

13.Lực vòng có ích:

N

14.Từ điều kiện để không xảy ra trượt trơn

từ đây suy ra:

8

15.Ứng suất lớn nhất trong dây đai:

MPa

16. Tuổi thọ đai xác định theo công thức

giờ

9

Phần 2: Tính toán thiết kế hệ thống bánh răng côn

Dữ liệu đầu vào: ubr=4 T=126295.198 Nmm n=320vg/phVì bộ truyền bánh răng ở đây là bộ truyền kín (hộp giảm tốc) được bôi trơn

tốt nên dạng hỏng chủ yếu là tróc rỗ bề mặt răng. Do đó, ta tiến hành tính toán thiết

kế theo ứng suất tiếp xúc

1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh bị dẫn. Chọn thép 40Cr được tôi cải thiện. Theo bảng 6.13 độ rắn của thép 40Cr là HB 180 ÷ 350 Để bộ truyền bán răng có khả năng chạy mòn tốt thì độ rắn của bánh dẫn H1 và bánh bị dẫn H2 phải theo quan hệ: H1 ≥ H2 + (10 ÷ 15) HB Do đó, đối với bánh dẫn chọn độ rắn trung bình HB1 = 250, đối với bánh bị dẫn chọn độ rắn trung bình HB2 = 228.

2. Số chu kì làm việc cơ sở

NHO1 = 30HB2,4 = 30.2502,4 = 1,71.107 chu kìNHO2 = 30HB2,4 = 30.2282,4 = 1,37.107 chu kì

3. Số chu kì cơ sở

NFO=NFO1=NFO2=5.106 chu kì 4. Số chu kì làm việc tương đương

NHE1 = 60c.[ )3.ni.ti]

= 60.1.320.

Trong đó t1= .Lh = 0,67Lh; t2=0,24Lh

Lh= Kng.24.Kn.365.L=24.300.5=12000 (giờ) Từ đây suy ra:

10

NHE1=60.1.320.(13.0,76 + 0.73.0,24).12000=19,41.107 chu kì Suy ra

NHE2 = = = 4,85.107 chu kì

Tương tự ta có NFE1 = 60.1.320.(16.0,76 + 0,76.0,24).12000 = 18,16.107 chu kì

NFE2 = = = 4,54.107 chu kì

Vì: NHE1 > NHO1; NHE2 > NHO2; NFE1 > NF01; NFE2 > NFO2 cho nên: KHL1 = KHL2 = KFL1= KFL2 =1

5. Theo bảng 6.13, giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của bánh rang được xác định như sau:

= 2HB + 70 và = 1,8.HB suy ra:

= 2.250 + 70 = 570 MPa

= 2.228 + 70 = 526 MPa

= 1,8.250 = 450 MPa

= 1,8.228 = 410,4 MPa

6. Ứng suất tiếp xúc cho phép:

= .KHL

Khi tôi cải thiện SH=1,1; do đó:

= .KHL1= .1 = 466,4 MPa

= .KHL2 = .1 = 430,4 MPa

=>> ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán: = = 430,4MPa

7. Ứng suất uốn cho phép:

= .KFL chọn SF theo bảng 6.13 ta có SF=1,75

11

=>> = .KFL1 = = 257 MPa

= .KFL2 = = 234,5 MPa

8. Chọn hệ số chiều rộng vành răng

Theo bảng 6.15 ta chọn ѱbe= 0,285 Ta có = = 0,74

Theo bảng 6.18, trục được lắp trên ổ đũa côn, chọn sơ bộ hệ số tải trọng tính

=1,613

Giá trị có thể xác định gần đúng theo công thức:

= 1 + ( 1).1,5 = 1 + (1.613 1).1,5 = 1,92

9. Tính toán sơ bộ đường kính vòng chia ngoài de1

de1= = 95. 118mm

Với de1 = 118 và u = 4 ta tra bảng 6.19 ta chọn z1p=18Do H1, H2 350HB nên ta có Z1 = 1,6.z1p= 1,6.18= 28,8 => chọn Z1 = 29

Khi đó Z2 = Z1.u = 29.4= 116

Môđun vòng chia ngoài: me = = = 4.06 chọn me = 4mm

10.Các thông số chủ yếu của bánh răng

+ Góc côn chia:

= acrtag = arctag = 140 và = 90- = 90-14=760

+ Đường kính vòng chia ngoài: de1 = me.Z1 = 4.29 = 116mm, de2 = me.Z2 = 4.116 = 464mm

+ Chiều dài côn ngoài:

Re = 0,5me. = = 239,14mm

+ Chiều dài côn trung bình: Rm = Re .(1– 0,5ѱbe )= 239,14(1– 0,5.0,285) = 205,06mm

12

+ Môđun vòng trung bình:

mm= me.(1-0,5 ) = 4.(1-0,5.0,285) = 3,43mm

+ Đường kính vòng chia trung bình:

dm1 = mm.Z1 = 3,43.29 = 99,47mm, dm2 = mm.Z2 = 3,43.130 = 445,9mm+ Chiều rộng vành răng:

b = ѱbe.Re = 0,285.266,39 = 75,92mm11.Cấp chính xác bộ truyền

Vận tốc vòng theo đường kính trung bình: v = = = 1,67m/s

chọn cấp chính xác bằng 8

Theo bảng 6.17 ta có hệ số tải trọng động KHv=KFv = 1,08 12.Kiểm nghiệm ứng suất tiếp:

Ứng suất tiếp xúc được xác định theo công thức:

= ZH.ZM.

Trong đó: ZH - hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, ZH = 1,76 khi = 20o

ZM - hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh rang ăn khớp, ZM = 275 MPa1/2

- hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, = nếu ta lấy = 1,2 thì

= 0,96

KH -hệ số tải trong tính KH = .KHv = 1,613.1,08 = 1,742

Từ các thông số trên ta có:

= 275.1,76.0,96. = 382,26 MPa

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

= .

ZR - hệ số ảnh hưởng của độ nhám bề mặt khi Ra = 1,25 – 2,5 m thì ZR =

0,95

13

Zv - hệ số ảnh hưởng vận tốc vòng khi HB thì Zv= 0,85v0,1 =

0,85.1,670,1 = 0,895Kl - hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện bôi trơn thong thưởng chọn Kl = 1

- hệ số ảnh hưởng của kích thước răng:

= = 1,02

Suy ra

= . = = 399,33 MPa

= 382,26 MPa < = 399,33 MPa

Vậy bộ truyền thỏa mãn điều kiện bên tiếp xúc.

Phần 3 : THIẾT KẾ HAI TRỤC TRONG TRONG HỘP GIẢM TỐCPhác thảo sơ bộ kết cấu trục :

14

1. Thiết kế trục 1 trong hộp giảm tốc :

F F

F Fr

r1

a1t1

I

1

a. Phân tích lực tác dụng lên hệ :

15

- Lực tác dụng lên bộ truyền đai : Fr =1600 N- Lực tác dụng lên bánh răng côn 1 :

+ Ft1 = 2536,8 N + Fr1 = 895,89 N+ Fa1 = 223.37 N

b. Chọn vật liệu làm trục là thép C45 có [σ] = 785 ( Mpa ) . chọn ứng suất

xoắn cho phép [τ] = 20 ( MPa ) .c. Đường kính sơ bộ của trục :

d1 ≥ chọn d1 = 32 mm theo tiêu chuẩn ( Trang 342 tài liệu [1] ) tại vị trí lắp bánh đai đầu trục bên trái , và chọn các kích thước khác như sau :

Ta có : l1 = e + u –

16

d. Thu gọn về dầm sức bền , tính các phản lực gối đỡ và biểu đồ moment :

F RRrBy

Bx

Cy

Cx

r1a1

t1

R RF

FF

A1 B1 C1 D1

M

Mt1

a1

x y

z

e. Tính các phản lực gồi đỡ :+ Tính Rcy :

+ Tính RBy :+ Tính Rcx :

+ Tính = 0Biểu đồ momen uốn của trục :i. Biểu đồ Mx :

17

Ta có momen uốn Mx tại các tiết diện A , B , C , D : MAx = 0 . MBx = Fr*f = 1600*90 = 144000 (Nmm).MDx = Ma1 = Fa1* dm1/2 = 223,37*99,47/2 = 11109,306 (Nmm)MCx =Ma1 – Fr*( l1 – e ) = 11109,306 – 895,89 *(180,817 – 90 ) = - 70252,736 (Nmm)

A1 B1

C1

D1

144000 Nmm

70252.736 Nmm

11109.306 Nmm

Mx

ii. Biểu đồ My :Momen uốn My tại các tiết diện :MAy = 0 .MBy = 0.MCy =

A1 B1 C1 D1

230384.566 Nmm

My

18

iii. Biểu đồ momen xoắn T :

A1 B1 C1 D1

126295.198 Nmm

T

f. Xác định chính xác đường kính tại các tiết diện bằng moment tương đương :Chọn sơ bộ [σ] = 70 ( MPa ).Momen tương đương tại các tiết diện :- A :

- B :

- C :

19

- D :

Đường kính tại A1 :

Chọn dA1 = 28 ( mm ) Đường kính tại B1 :

Đường kính tại C1 :

Như vậy chọn dB1 = dC1 = 35 (mm). Đường kính tại D1 :

Chọn dD1 = 28 (mm) .Các đường kính được chọn đều nhỏ hơn 50 (mm) nên việc chọn [σ] = 70 (MPa) là hợp lý .Phác thảo lại trục :

28 2835

Ø Ø Ø

A1 B1 C1 D1

20

2. Thiết kế trục 2 trong hộp giảm tốc :

F

FF

F

2

II

r

r2

t2

a2

A2

B2

C2D2

a. Phân tích lực tác dụng lên hệ : - Lực tác dụng lên bánh răng :

Ft2 = Ft1 = 2536,8 ( N ) Fa2 = Fr1 = 895,89 (N )Fr2 = Fr1 = 223,37 (N )

- Lực tác dụng lên khớp nối :+ Chọn khớp nối trục đàn hồi : Với T2 = 477500 (Nmm) ta chọn nối trục đàn hồi theo bảng 9.10a tài liệu [2] khớp có các thông số sau :d = 56 ( mm ) ; D = 170 (mm) ; dm = 95 ( mm) ; d1 = 90 (mm) ; D0 =130 ( mm ) .Lực khớp nối tác dụng nên trục : Fr = ( 0,2-0,3 ) 2T/D0

= ( 0,2-0,3 )*2*477500/130 = 2203,846 (N )

b. Chọn vật liệu làm trục là thép C45 có [σ] = 785 ( Mpa ) . chọn ứng suất

xoắn cho phép [τ] = 15 ( MPa ) .c. Tính toán đường kính sơ bộ của trục :

21

Dựa vào bảng 10.2 tài liệu [1] ta chọn kết cấu trục như sau :

l=250

l1

f=90

l/2

Ø55

Ø 6

0

Tính toán khoảng cách giữa các điểm theo : l2 = ( 1- 1,5 )d2 = (1- 1,5 )* 60 = 60-90 ( mm )Chọn l2 = 80 (mm) X =10 (mm) W = 60 (mm )

l = 2 *( l2 + 2x + W/2 ) = 2* ( 80 + 2*10 +60/2 ) =260 (mm) .

l1 = l/2 + x + 260/2 + 10 + ½ * 75,92*cos 230 = 174,942

(mm) .chọn f =90 (mm) .

d. Thu gọn về dầm sức bền , tính phản lực gối đỡ và biểu đồ momen :

A2 C2D2B2

R

R

F

F

FR

R F

MMAy

Ax

r2

t2

a2

a2

t2

Cy

Cx r

- Thu gọn về dầm sức bền :- Tính phản lực tại các gối đỡ :

22

+ Tính Rcy :

- Biểu đồ momen :+ Biểu đồ Mx :

Giá trị Mx tại các tiết diện : MAx = 0 ; MBx = - RAy*AB = -758,15*174,942 = - 132632,277 ( Nmm ).

MCx = 0. MDx = 0 .

23

A2 B2 C2 D2

132632.277 Nmm

Mx

+ Biểu đồ My : Giá trị My tại các tiết diện :MAy = 0 . MBy = RAx*AB = 1592,774*174,942 = 278643,069 ( Nmm ) .MCy = Fr*CD = 2203,846*90 = 198346,14 ( Nmm ).MDy = 0.

My

278643.609 Nmm

198346.14 Nmm

A2 B2 C2 D2

+ Biểu đồ momen xoắn : T T2 = 477500 ( Nmm ) .

24

A2 B2 C2 D2

477500 Nmm

T

e. Xác định chính xác đường kính trục theo momen tương tương :

Trong đó : Chọn sơ bộ [σ] = 70 ( MPa ).Tính toán momen tương đương tại các tiết diện :+ Tại A :

+ Tại B :

+ Tại C :

25

+ Tại D:

- Đường kính trục tại các tiết diện theo momen tương đượng và ứng suất cho phép :

Chọn đường kính tại các tiết diện :dA2 = dC2 =45 (mm ) .dB2 = 50 ( mm ).dD2 = 45 (mm ) .- Chọn then cho trục 1 : ( Tra bảng 5.2 trang 104 tài liệu [3] )

+ Tại D1 ( ∅ 28 mm) : b * h = 8 * 7 . Với chiều sâu rãnh trên trục : 4 mm.+ TẠi A1 ( ∅ 28 mm) : b * h = 8 * 7 Với chiều sâu rãnh trên trục : 4 mm.

- Chọn then cho trục 2 : ( Tra bảng 5.2 trang 104 tài liệu [3] ) .+ Tại B2 ( ∅ 50 mm) : b * h = 16 * 10 . Với chiều sâu rãnh trên trục : 5 mm .

26

+ Tại D2 (∅ 45 mm) : b * h = 14 * 9 . Với chiều sâu rãnh trên trục : 5 mm .Với b và h lần lượt là chiều rộng và chiều cao danh nghĩa của then .

Kết cấu trục khi chế tạo :

A2 B2 C2 D2

45 50 45Ø ØØ

3. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn :- Trục 1 : kiểm nghiệm tại các tiết diện A1 , C1 , D1 .- Trục 2 : kiểm nghiệm tại các tiết diện A2, C2

Công thức kiểm nghiệm :

Trong đó : s là hệ số an toàn tính toán [s] hệ số an toàn cho phép . Lấy [s] = 1,5 .sσ , sτ hệ số an toàn chỉ xét cho ứng suất uốn và ứng suất xoắn

- Xác định sσ , sτ theo công thức :

Trong đó :- σ-1 = 0,45 * σb = 0,45 * 785 = 353,25 ( MPa ).

- τ-1 = 0,23 * σb = 0,23 * 785 = 180,55 ( MPa ) .- Biên độ và giá trị trung bình của ứng suất :+ Do trục quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng :σa = σmax = M/W ; σm = 0 ( trên tất cả các tiết diện ) .

27

( M và W lần lượt là momen xoắn và momen cản xoắn ) .a. Trục 1 : Tại A1 :

Tại C1 :

Tại D1 :

b. Trục 2 Tại B2 :

Tại C2 :

28

Tại D2 :

+ Ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động khi trục quay một chiều :

Với :T1 = 126295,198 ( Nmm ) - trục 1T2 =47500 ( Nmm ) - trục 2W0 là momen cản xoắn. Tính toán theo công thức trong bảng trang 359 tài liệu 1 .→ Ứng suất tiếp

Tại A1 :

Tại C1

Tại D1

29

Tại B2

Tại C2

Tại D2

Tổng kết biên độ và giá trị trung bình của ứng suất tại các tiết diện :Tiết diện σa MPa σm MPa τm = τa MPa

A1 0 0 15.86

C1 56.177 0 7.364

D1 6.084 0 15.86

B2 28.97 0 10.415

30

C2 21.766 0 13.1

D2 0 0 14.34

- Hệ số ψσ , ψτ hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi và phụ thuộc vào cơ tính vật liệu ( Tra bảng tran 359 tài liệu

[1] với thép Cacbon trung bình ta được : ψσ = 0,1 , ψτ = 0.05 . - Hệ số kích thước tra theo bảng 10.3 tài liệu [1] ta được :

+ Tại A1 và D1 : Tra theo thép Cacbon kích thước d = 28 mm ∈

(20-30) mm

+ Tại B2 : Tra theo thép Cacbon kích thước d = 50 mm ∈ (40-50)

mm

+ Tại D2 : Tra theo thép Cacbon kích thước d = 45 mm ∈ (40-50)

mm.- Hệ số tăng bền bề mặt với kiểu tăng bền là thấm cacbon thì β = 1,5

Tra bảng 10.4 tài liệu [1] .- Hệ số Kσ , Kτ xét đến sự ảnh hưởng của tập trung ứng suất đến độ bền

mỏi tra bảng 10.8 - trục có rãnh then . Tại Các tiết diện :

+ Tại A1 , B1 , D2 , và B2 : : Nội suy theo bảng 10.8 tài liệu [1] .

với σb =785 MPa .

- Trị số đối với tiết diện trục tại C1 và C2 ta chọn kiểu lắp

trung gian có độ dôi giữa trụ và ổ bi . Theo bảng 7.11 tài liệu [2] ta có thể xác định :

31

+ Tại C1 : 2,41; =1,84.

+ Tại C2 : = 2,41 ; =1,84

Đường kính nhỏ hơn 50 mm, σb =785 MPa .Dựa vào các công thức kiểm nghiệm ta tổng kết được bảng số liệu sau :

Với σ-1 =353,25 MPa , τ-1 = 180,55 MPa

Tiết diện

d mm

sσ sτ s

A1 28 2.23 2.1 1.487 1.4 -- 7.85 7.85

C1 35 2.41 1.84 1.61 1.227 3.9 19.1 3.82

D1 28 2.23 2.1 1.487 1.4 39 7.85 7.6

B2 50 2.42 2.398 1.613 1.6 7.56 10.5 6.13

C2 45 2.41 1.84 1.61 1.227 10.08 10.756 7.35

D2 45 2.42 2.398 1.613 1.6 - - 7.618 7.618

→Theo bảng trên ta thấy các tiết diện đều thỏa điều kiện bền .theo hệ số an toàn.

Phần 4. Tính toán lựa chọn ổ lăn

32

Thiết kế cặp ổ lăn trên trục 1:

F RRrBy

Bx

Cy

Cx

r1a1

t1

R RF

FF

A1 B1 C1 D1

M

Mt1

a1

x y

z

+ Theo tính toán ở bài tập lớn số 4 ta có các số liệu:RBy = 4430.6 N RBx = 2559.8 N RCy = 3276.5 N RCx = 5096.6 N

+ Lực dọc trục : Fa1 = 223.4 N Ta có:

FrB = = = 5116.9 N

FrC = = = 6058.9 N

- Vì FrC > FrB nên ta chọn ổ lăn C để tính.

Fr = 6058.9 N Fa = 223.4 N

- Vì Fa = 223.4 N < 0.3 Fr = 1817.7 N nên ta tính theo công thức của ổ đỡ: Q = (X.V.Fr + Y.Fa) . Kd.Kt trong đó: V = 1 (vì vòng trong quay)

X = 1 , Y = 0 (vì Fa / (V.Fr) = 0.037 < e )- Chọn Kd = 1 (vì làm việc hai ca tải trọng va đập nhẹ)- Chọn Kt = 1 (vì nhiệt độ làm việc dưới 100 0C)

Ta tính được : Q = 6058.9 N

Khả năng tải động của ổ Cd = Q = 46.8 kN

(vì tốc độ quay của trục 1 là 320.009 vòng/phút nên L = 460.8 triệu vòng) Chọn [C] =48.5 kN > Cd = 46.8 kN đường kính vòng trong của ổ lăn là d = 35 mm

33

nên ta chọn hai ổ lăn có ký hiệu là: 307 để lắp trên trục 1

Thiết kế cặp ổ lăn trên trục 2 :

A2 C2D2B2

R

R

F

F

FR

R F

MMAy

Ax

r2

t2

a2

a2

t2

Cy

Cx r

Theo tính toán ở bài tập lớn số 4 ta có các số liệu:RAy = 695.2 N RAx = 1592.8N RCy = 981.5 N RCx = 1259.8 NLực dọc trục : Fa2 = 895.9 N

Ta có: FrA = = = 1737.9 N

FrC = = = 1579 N

Ta chọn ổ đũa côn để lắp, ta có lực dọc trục phụ do lực hướng tâm gây ra tại A là:

SA = 0.83(1.5tan )Fr = 459.9 N (chọn =120)

Lực dọc trục phụ do Lực hướng tâm gây ra tại C là:

là SC = 0.83(1.5tan )Fr = 417.9 N (chọn =120)

TH1 : tính toán ổ lăn tại A:

Fr = 1737.9 N Fa = 895.9 N

Ta có: = - Fa + Sc = -478 < SA nên ta chọn :

= SA = 459.9 N

ta tính theo công thức của ổ đỡ chặn: Q = (X.V.Fr + Y. ) . Kd.Kt

X = 0.4 , Y = 1.88 (tra bảng 11.3: ổ đũa côn)V = 1 (vòng trong quay) , Fr = 1737.9 N Chọn Kd = 1 (vì làm việc hai ca tải trọng va đập nhẹ)Chọn Kt = 1 (vì nhiệt độ làm việc dưới 100 0C)

34

Ta tính được: QA = 1559.8 NTH2: tính toán ổ lăn tại C:

Fr = 1579 N Fa = 895.9 N

Ta có: = + Fa + SA = 1355.8 N

ta tính theo công thức của ổ đỡ chặn: Q = (X.V.Fr + Y. ) . Kd.Kt

X = 0.4 , Y = 1.88 (tra bảng 11.3: ổ đũa côn)V = 1 (vòng trong quay) , Fr = 1579 N Chọn Kd = 1 (vì làm việc hai ca tải trọng va đập nhẹ)Chọn Kt = 1 (vì nhiệt độ làm việc dưới 100 0C) Ta tính được QC = 3180.5 N Vì QC > QA nên ta chọn ổ lăn tại C để tính

Khả năng tải động của ổ Cd = Q = 15.48 kN

(vì tốc độ quay của trục 1 là 80 vòng/phút nên L = 115.2 triệu vòng) Chọn [C] =16.5 kN > Cd = 15.48 kN Đường kính trong của ổ lăn là: 45 mmVà ta chọn ổ đũa côn nên nên ta chọn hai ổ lăn có ký hiệu là: 7109 để lắp

trên trục 2

35

Tài liệu tham khảo. - Cơ Sở Thiết Kế Máy Thầy : Nguyễn Hữu Lộc . - Thiết Kế Chi tiết Máy Công Dụng Chung Thầy : Trần Thiên Phúc . - Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí Thầy : Lê Khánh Điền .

36