thiết kế hệ thống dẫn Động thùng trộn

BÀI TẬP LỚN CHI TIẾT MÁY GVHD: PHAN ĐÌNH HUẤN

PHẠM HUY PHƢƠNG – G1102671

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

BÀI TẬP LỚN

CHI TIẾT MÁY

Đề số 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

(Phƣơng án 2)

Hệ thống dẫn động băng tải gồm

1- Động cơ điện; 2- Bộ truyền đai dẹt; 3- Hộp giảm tốc bánh răng nón răng

thẳng; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Bộ phận công tác ( Thùng trộn)

Số liệu thiết kế

Công suất trên trục thùng trộn P : 3,5 kW

Số vòng quay trên trục thùng trộn n : 105 v/p

Thời gian phục vụ L : 5 năm

Quay một chiều, làm việc hai ca , tải va đập nhẹ ( 1 năm làm việc 300 ngày , 1

ca làm việc 8h )

Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s



Chƣơng I : Chọn động cơ điện , phân phối tỉ số truyền

Thông số ban đầu




Quay một chiều, làm việc hai ca , tải va đập nhẹ ( 1 năm làm việc 300

ngày , 1 ca làm việc 8h )

Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s

Do tải trọng thay đổi theo bậc nên

kW

t

tT

Ti

P

t

tP

Pn

i

n

i

n

i

n

ii

td 35,31260

12.7,060.1.5,3

.

.

.22

1

1

2

1

1

2

Hiệu suất chung của hệ thống

927,0995,0.1.96.0.98,0... 33 olknbrd

Trong đó :

d : hiệu suất bộ truyền đai dẹt

br : hiệu suất bộ truyền bánh răng

kn : hiệu suất khớp nối đàn hồi

ol : hiệu suất 1 cặp ổ lăn

Công suất cần thiết trên trục động cơ

kWP

P tdct 61,3

927,0

35,3

Theo tài liệu [1] , ta chọn động cơ 3K112M4 , pvndc /1435 , kWPđm 4

Tỷ số truyền của hệ thống

67,13105

1435.

t

dcbrd

n

nuuu



Chọn 4du

42,34

67,13

d

bru

uu

Công suất trên các trục

kWP

Pkol

ctII 52,3

1.995,0

5,3

.

kWP

Pbrol

III 69,3

96,0.995,0

52,3

.

kWP

Pdol

Idc 78,3

98,0.995,0

69,3

.

Moment xoắn trên các trục

Nmmn

PT

dc

dcdc 25156

1435

78,3.10.55,9.10.55,9 66

Nmmn

PT

I

II 98229

75,358

69,3.10.55,9.10.55,9 66

Nmmn

PT

II

IIII 320458

9,104

52,3.10.55,9.10.55,9 66

Nmmn

PT

ct

ctct 318637

9,104

5,3.10.55,9.10.55,9 66

Bảng số liệu dùng cho thiết kế các bộ phần truyền cơ khí :

Trục Động cơ I II Công tác

Công suất P(KW) 3,78 3,69 3,52 3,5

Tỉ số truyền 4 3,42 1

Số vòng quay n(v/ph) 1435 358,75 104,9 104,9

Moment xoắn

T(N.mm)

25156 98229 320458 318637



Chƣơng II : Thiết kệ bộ truyền đai dẹt







Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s


Công suất P(KW) 3,78 3,69 3,52 3,5


Số vòng quay n(v/ph) 1435 358,75 104,9 104,9

Moment xoắn

T(N.mm)

25156 98229 320458 318637

Chọn vật liệu đai là vải cao su

Đƣờng kính bánh đai nhỏ 1d

)(5,1799,1511435

78,3).13001100().13001100( 33

1 mmn

Pd

dc

dc

Theo dãy tiêu chuẩn trang 148 tài liệu [2] , ta chọn mmd 1601

Vận tốc vòng

smnd

v /1260000

1435.160.

60000

.. 111

Chọn hệ số trƣợt tƣơng đối 02,0

Đƣờng kính bánh đai lớn 2d

)(2,627)02,01.(160.4)1.(. 12 mmdud

Theo dãy tiêu chuẩn trang 148 tài liệu [2] , ta chọn mmd 6302

Tính lại tỷ số truyền u



018,4)02,01.(160

630

)1.(1

2

d

du

Sai số : %45,0%100.4

4018,4

Vậy sai số của tỳ số truyền là 0,45% so với giá trị chọn trƣớc

Chọn khoảng cách trục a theo điều kiện

mmdda 1580)630160.(2).(2 21 ( do bánh đai để hở )

Chọn a=1580 mm

Chiều dài đai L

mma

ddddaL 4435

1580.4

)630160(

2

)630160.(1580.2

4

)(

2

).(2

22

2121

Để nối đai ta tăng chiều dài L lên khoảng mm400100 , do đó ta chọn L

= 4600mm

Số vòng chạy i của đai trong 1s

111 106,26,4

12 sisL

vi

Góc ôm đai 1 của bánh răng nhỏ

rada

dd o 74,21631580

160630.57180

)(.57180 12

1

Chiều dày đai dẹt

Chọn 6

2567,266

1601

d

Thỏa điều kiện

Tính các hệ số iC

o C : hệ số xét đến ảnh hƣởng của góc ôm đai

949,0)163180.(003,01)180.(003,01 1 oooC

o vC : hệ số xét đến ảnh hƣởng của vận tốc

9824,0)112.01,0.(04,01)101,0.(1 22 vcC vv

Do v = 12m/s nên 04,0vc

o oC : hệ số xét đến ảnh hƣởng của vị trí bộ truyền

1oC vì bộ truyền nằm ngang

o rC : hệ số chế độ làm việc



Do tải chịu va đập nhẹ , làm việc 2 ca nên 8,0rC

Tính chiều rộng đai b

Ta có 67,261

d

Theo bảng 4.7 tài liệu [2] , ta chọn MPaot 1,2][

MPaCCCC otrovt 566,11,2.8,0.1.9824,0.949,0].[...][

mmv

PFb

tt

t 48,35566,1.12.6

4.1000

].[.

.1000

].[

1

Theo tiêu chuẩn bảng 4.1 tài liệu 2 , ta chọn b = 40mm

Chiều rộng bánh đai B

Theo bảng 4.5 tài liệu [2], ta chọn chiều rộng đai B = 50mm

Lực căng đai ban đầu

NbF oo 4326.40.8,1.].[ với ][ o =1,8MPa

Lực tác dụng lên trục

NFFo

or 5,8542

163sin.432.2

2sin.2 1

Lực vòng có ích

Nv

PF dc

t 31512

78,3.1000.1000

1

Bảng thông số của bộ truyền đai dẹt

P1 ( KW) n1 (v/ph) Fo (N) Fr (N) )(1

o u

3,78 1435 432 854,5 163 4,018

d1 (mm) d2 (mm) a (mm) L (mm) b (mm) B (mm)

160 630 1580 4600 40 50



Chƣơng III : Thiết kế bộ truyền bánh răng nón







Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s


Công suất P(KW) 3,78 3,69 3,52 3,5


Số vòng quay n(v/ph) 1435 358,75 104,9 104,9

Moment xoắn

T(N.mm)

25156 98229 320458 318637

Chọn vật liệu

Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện

Độ rắn 250 HB , MPab 850 , MPach 580

Bánh lớn : Thép 45 tôi cái thiện

Độ rắn 230 HB

Ứng suất tiếp xúc cho phép

H

HLOHH

s

K.9,0.][ lim

Giới hạn mỏi tiếp xúc cho phép

MPa

MPa

HB

OH

OH

OH

53070230.2

57070250.2

70.2

2lim

1lim

lim

Hệ số an toàn 1,1Hs

Số chu kỳ tƣơng đƣơng

i

i

iHE t

T

TncN

2

1

3

max

...60

Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c=1



8

33

1 10.6,424000.72

12.

7,0

72

60..75,358.1.60

T

T

T

TNHE chu kỳ

8

33

2 10.35,124000.72

12.

7,0

72

60..9,104.1.60

T

T

T

TNHE chu kỳ

Số chu kỳ cơ sở 4,2.30 HBNHO

84,2

1 10.17,0250.30 HON chu kỳ

84,2

2 10.14,0230.30 HON chu kỳ

Vì HOHE NN nên 121 HLHL KK

Ứng suất tiếp xúc cho phép

MPa

MPa

H

H

6,4331,1

1.9,0.530][

4,4661,1

1.9,0.570][

2

1

Ta chọn MPaHH 6,433][][ 2

Ứng suất uốn cho phép

F

FLOFF

s

K.][ lim

Giới hạn mỏi uốn cho phép

MPa

MPa

HB

OF

OF

OF

414230.8,1

450250.8,1

8,1

2lim

1lim

lim

Hệ số an toàn

75,1Fs

Số chu kỳ tƣơng đƣơng

i

i

iFE t

T

TncN

2

1

6

max

...60

Vì mỗi vòng quay răng chỉ vào khớp 1 lần nên c=1

8

66

1 10.4,424000.72

12.

7,0

72

60..75,358.1.60

T

T

T

TNFE chu kỳ

8

66

2 10.29,124000.72

12.

7,0

72

60..75,358.1.60

T

T

T

TNFE chu kỳ



Số chu kỳ tƣơng đƣơng 6

21 10.5 FOFO NN chu kỳ

Vì FOFE NN nên 121 FLFL KK

Ứng suất uốn cho phép

MPaF 14,25775,1

1.450][ 1

MPaF 57,23675,1

1.414][ 2

Chọn hệ số chiều rộng vành răng 285,0be

Theo bảng 6.18 tài liệu [2] ta chọn 23,1HK

345,15,1).1(1 HF KK

Đƣờng kính vòng chia ngoài de1

322

1

1].[..)5,01.(85,0

..95

Hbebe

H

eu

KTd

mmde 7,966,433.42,3.285,0.)285,0.5,01.(85,0

23,1.98229.95 3

221

Theo bảng 6.19 tài liệu [2] ta chọn z1p= 19

Do H1,H2 < 350HB nên z1 = 1,6.z1p= 30,4

Chọn z1 = 30

z2 = u.z1 = 30.3,42 = 102,6

Chọn z2 = 103

Modun vòng ngoài me

22,330

7,96.

1

111

z

dmzmd e

eee

Theo dãy tiêu chuẩn 2 tài liệu [2] chọn me = 3,5

Tính lại tỷ số truyền u

43,330

103

1

2 z

zu

Sai số : %29,0%100.42,3

42,343,3

Vậy tỷ số truyền sai số 0,29% so với giá trị chọn trƣớc

Góc mặt chia côn 21,



o

u25,16

43,3

1arctan

1arctan1

o75,732

Các thông số chủ yếu của bộ truyền bánh răng

Đƣờng kính vòng chia ngoài

mmzmd ee 10530.5,3. 11

mmzmd ee 5,360103.5,3. 22

Đƣờng kính vòng chia trung bình

mmdd beem 04,90)285,0.5,01.(105)5,01.(11

mmdd beem 13,309)285,0.5,01.(5,360)5,01.(22

Chiều dài côn ngoài

mmzzmR ee 74,187..5,0 2

2

2

1

Chiều rộng vành răng

mmRb bee 51,53285,0.74,187.

Modun vòng trung bình mm

3)285,0.5,01.(5,3).5,01.( beem mm

Vận tốc vòng v

smnd

v m /69,160000

75,358.04,90.

60000

.. 111

Theo bảng 6.3 tài liệu [2] ta chọn cấp chính xác 9 với vgh = 2,5 m/s

Theo bảng 6.17 tài liệu [2] ta chọn 08,1 FH KK

Lực ăn khớp

Lực vòng :

Nd

TFF

m

tt 9,2181.2

1

121

Lực hƣớng tâm

NFFF tar 42,76225,16cos.20tan.9,2181cos.tan. 1121

Lực dọc truc

NFFF tra 23,22225,16sin.20tan.9,2181sin.tan. 1121

Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

ubd

uKTZZZ

m

HMHH

...85,0

1...2...

2

1

2

1



MZ : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp,

2/1275MPaZM

HZ : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc, 76,1HZ

Z : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng , 96,0Z khi 2,1

HK : hệ số tải trọng tính , 3284,108,1.23,1. HHH KKK

6,433][94,39843,3.51,53.04,90.85,0

143,3.3284,1.98229.2.96,0.275.76,1

2

2

HH MPa

Vậy bộ truyền bánh răng thỏa mãn điều kiện tiếp xúc

Số răng tƣơng đƣơng 21, zz

24,31)25,16cos(

30

cos 1

11

o

zz

răng

08,368)75,73cos(

103

cos 2

22

o

zz

răng

Hệ số dạng răng YF

89,324,31

2,1347,3

2,1347,3

1

1 z

YF

51,308,368

2,1347,3

2,1347,3

2

2 z

YF

Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng

39,6751,3

57,236][

1,6689,3

14,257][

2

2

1

1

F

F

F

F

Y

Y

Vậy ta sẽ tiến hành tính toán theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

Ứng suất uốn tại chân răng

MPamb

KFY

m

FtFF 5,95

3.51,53.85,0

4526,1.06,2306.89,3

..85,0

..11

FK : hệ số tải trọng tính , 4526,1345,1.08,1. FFF KKK

Kiểm nghiệm ứng suất uốn

MPas

KYYYK

F

FCxRFLOFF 43,231

75,1

1.1.9,0.1.1.450

.....][ 1lim1

RY : hệ số xét đến ảnh hƣởng của độ nhám , 1RY



xY : hệ số kích thƣớc , 9,0xY

Y : hệ số độ nhạy vật liệu , 1Y

FCK : hệ số xét đến ảnh hƣởng khi quay , do bánh răng quay 1 chiều nên

1FCK

Vì ][ 11 FF nên độ bền uốn thỏa

Các thông số của bộ truyền

Số răng 301 Z răng 1032 Z răng

Đƣờng kính vòng chia ngoài mmde 1051 mmde 5,3602

Đƣờng kính vòng chia trung bình mmdm 04,901 mmdm 13,3092

Chiều dài côn ngoài mmRe 74,187

Bề rộng vành răng mmb 51,53

Modun vòng trung bình 5,3mm

Góc mặt chia côn o25,161 o75,732



Chƣơng IV : Thiết kế 2 trục trong hộp giảm tốc







Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s


Công suất P(KW) 3,78 3,69 3,52 3,5


Số vòng quay n(v/ph) 1435 358,75 104,9 104,9

Moment xoắn

T(N.mm)

25156 98229 320458 318637

Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tôi cải thiện

MPab 750

MPach 70

MPa2520][

MPa55][

Các lực tác dụng lên bánh dẫn

NFt 9,21891

NFr 42,7621

NFa 23,2221

Các lực tác dụng lên bánh bị dẫn

NFt 9,21892

NFr 23,2222

NFa 42,7622

Moment xoắn

NmmT 982291

NmmT 3204582



Đƣờng kính vòng chia trung bình cặp bánh răng côn

mmdm 04,901

mmdm 13,3092

Trục I

Tính sơ bộ đƣờng kính trục

mmT

d 98,2625

98229.5

][

.533

11

Chọn d1 = 30 mm

Tra bảng 10.2 tài liệu [3] ta chọn chiều rộng ổ lăn bo = 19 mm

Với T1 = 98229 Nmm tra bảng 10.2 tài liệu [2] ta có

e = 80 mm ; u = 70 mm ; f = 80 mm ; w = 45 mm ; x = 15 mm

Xét mặt phẳng đứng Oyz

f=80

mm

e = 80 u = 70

Frđ

Ft1

Fa1

Fr1

O z

y

x

RAY RBY Fr1

Frđ

f=80

mm

e = 80 u = 70 A B

Ma1

C D

A B C D



My (Nmm)

Lực dọc trục Fa1 khi dời về trục tạo nên Moment uốn có độ lớn là

NmmdF

M maa 8,10004

2

04,90.23,222

2

. 111

Phƣơng trình cân bằng moment tại A

NMFF

R

MFRF

M

arrđBY

arBYrđ

A

215980

8,10004150.42,76280.5,854

80

150.80.

0150.80.80.

0

11

11

Phƣơng trình cân bằng lực theo trục y

NFRFR

FRRF

rBYrđAY

rBYAYrđ

225142,76221595,854

0

1

1

Xét mặt phẳng ngang Oxz

68360

43360

10004,8

RAX RBX Ft1

f=80

mm

e = 80 u = 70 A B C D



Mx (Nmm)


NF

R

FR

M

tBX

tBX

A

0625,410680

150.9,2189

80

150.

0150.80.

0

1

1

Phƣơng trình cân bằng lực theo phƣơng x

NFRR

RFR

tBXAX

BXtAX

1625,1916

0

1

1

Moment xoắn T

Xác định đƣờng kính tại các đoạn trục

3

][1,0 tdM

d

Trong đó

222 75,0 TMMM yxtd

o Tại C

NmmM td 8,85068

mmd 9,24 Tại C có rãnh then nên chọn dC = 27 mm

153293

T1= 98229



o Tại A

NmmM td 109132

mmd 07,27 Chọn dA = 35 mm

o Tại B

NmmM td 7,180597

mmd 02,32 Chọn dB = 35 mm

o Tại D

NmmM td 1,85655

mmd 97,24 Tại D có rảnh then nên chọn dD = 27 mm

Chọn đƣờng kính ổ lăn dA = dB = 35 mm

Tính chọn then bằng

Chọn vật liệu làm then bằng là thép 45

Ứng suất cắt cho phép

MPaC 60][

Ứng suất dập cho phép

MPad 100][

o Chọn then bằng tại vị trí lắp đai

dC = 25mm, b = 8 mm, h = 7 mm, t1 = 4 mm, t2 = 3,3 mm , l = 40

mm

Chiều dài làm việc của then 1 đầu tròn , 1 đầu bằng

mmb

ll 362

840

21

Kiểm tra ứng suất cắt

MPaMPabld

TC

C

C 60][26,258.36.27

98229.2

..

.2

1

1

Kiểm tra ứng suất dập

MPaMPathld

Td

C

d 100][37,67)47.(36.25

98229.2

).(.

.2

11

1

o Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng



dD = 27 , b = 8 mm , h = 7 mm , = 4 mm, t2 = 3,3 mm , l = 45 mm

Chiều dài làm việc của then đầu tròn

mmbll 378451 Kiểm tra ứng suất cắt

MPaMPabld

TC

D

C 60][58,248.37.27

98229.2

..

.2

1

1


MPaMPathld

Td

D

d 100][55,65)47.(37.27

98229.2

).(.

.2

11

1

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Hệ số an toàn đƣợc xác định theo

][.

22s

ss

sss

Trong đó

5,25,1][ s

maK

s

..

.1

maK

s

..

.1

MPab 3755,01

MPab 5,18725,01

KK , tra bảng 10.5 , 10.6 , 10.7 , 10.8 tài liệu [2]

, tra bảng 10.3 tài liệu [2]

7,1 do ta chọn phƣơng pháp tăng bền bằng phun bi

, phụ thuộc vào cơ tính vật liệu , hoặc tra bảng cuối trang 359 tài

liệu [2]

0, mm khi trục quay 2 chiều

o

ma

a

W

T

W

M

22

max

max

Với W , Wo đƣợc tính nhƣ sau



Dạng trục Moment cản uốn W Moment cản xoắn Wo

Trục đặc 3

3

1,032

dd

3

3

2,016

dd

Trục có 1 then

d

tdbtd

2

)(

32

23

d

tdbtd

2

)(

16

23

Trục có 2 then

d

tdbtd 23 )(

32

d

tdbtd 23 )(

16

Trục rỗng

32

)54,1

1( 13

d

dd

16

)1( 13

d

dd

Trục then hoa

32

3d 16

3d

Từ các dữ liệu trên ta có bảng kiểm nghiệm an toàn trục I nhƣ sau

Vị

trí

M T K a K a s s s

A 68360 98229 1 15,94 1 5,73 35,19 45,06 27,73

B 159307 98229 1 37,16 1 5,73 15,1 45,06 14,31

C 0 98229 1,9 0 1,7 13,83 - 12,07 -

D 10004,8 98229 1,9 6,18 1,7 13,83 49,4 12,07 11,73

Trục II

Tính sơ bộ đƣờng kính trục

mmT

d 8,3055

320458.5

][

.533

22

Chọn d2 = 35 mm

Tra bảng 10.2 tài liệu [3] ta chọn bo = 21 mm

Với T2 = 320458 Nmm , tra bảng 10.2 tài liệu [2] ta có

e = 110 mm ; u = 100 mm ; f = 90 mm ; w = 60 mm ; x = 15 mm

Khoảng cách giữa 2 khớp nối của trục II

)2

2.(2 2

wxll

Trong đó mmdl 4235.2,12,1 22

mml 204)2

6015.242.(2



Tải trọng phụ tại khớp nối

Với T2 = 320458 Nmm , d2 = 35 mm , tra bảng 16.10a tài liệu [3] ta

chọn đƣờng kíh vòng tròn qua tâm các chốt của khớp nối đàn hồi là Do =

105mm

Suy ra lực vòng trên khớp nối

Ft kn ND

T

o

96,6103105

320458.2.2 2

Vậy tải trọng phụ tại khớp nối

Fr kn = )3,02,0( Ft kn = 0,3.6103,96= 1831,2 N

Các lực tác dụng lên bánh bị dẫn

NFt 9,21892

NFr 23,2222

NFa 42,7622 Fr kn = 1831,2 N

Lực dọc trục Fa2 khi dời về trục gây nên moment uốn có độ lớn

NmmdF

M maa 4,117843

2

13,309.42,762

2

. 222

Xét mặt phẳng đứng Oyz

C D

A B

Fa2

Fr2 Ft2

Fr kn

u = 100 e = 110 f = 90

O z

y

x

Ma2 Fr2 Fr kn

D u = 100 e = 110 f = 90 C A B

RAY RBY



My ( Nmm)


NNFMF

R

FRMF

M

rknarBY

rknBYar

A

1949210

300.2,18314,117843100.23,222

210

300.100.

0300.210.100.

0

22

22

Phƣơng trình cân bằng lực theo phƣơng y

NFRFR

FRFR

rknBYrAY

rknBYrAY

05,3402,1831194923,222

0

2

2

Xét mặt phẳng ngang Oxz

Mx ( Nmm)


151843,9

34000,5

164808

114710

RAX Ft2 RBX

D u = 100 e = 110 f = 90 C A B



NF

R

RF

M

tBX

BXt

A

8,1042210

100.9,2189

210

100.

0210.100.

0

2

2

Phƣơng trình cân bằng lực tại theo phƣơng x

NRFR

FRR

BXtAX

tBXAX

1,11478,10429,2189

0

2

2

Moment xoắn T

Xác đƣờng kính các đoạn trục

3

][1,0 tdM

d

Trong đó

222 75,0 TMMM yxtd

o Tại C

NmmM td 336504

4,39d

Tại C có rãnh then nên cho dC = 45 mm

o Tại B

NmmM td 322772

86,38d

Chọn dB = 40 mm

o Tại D

NmmM td 277525

95,36d

Tại D có rãnh then nên chọn dD = 37 mm

Chọn đƣờng kính ổ lăn dA = dB = 40 mm

T2 = 320458



Tính chọn then bằng

Chọn vật liệu làm then bằng là thép 45

Ứng suất cắt cho phép

MPaC 60][

Ứng suất dập cho phép

MPad 100][

o Chọn then bằng tại vị trí lắp bánh răng

dC = 45 , b = 14 mm , h = 9 mm , t1= 5,5 mm, t2 = 3,8 mm , l = 56

mm

Chiều dài làm việc của then đầu tròn

mmbll 4214561 Kiểm tra ứng suất cắt

MPaMPabld

TC

C

C 60][22,2414.42.45

320458.2

..

.2

1

2


MPMPathld

Td

C

d 100][89,96)5,59.(42.45

320458.2

).(.

.2

11

2

o Chọn then bằng tại vị trí khớp nối ( then 2 đầu bằng )

dD = 37 , b = 10 mm , h = 8 mm , t1= 5 mm, t2 = 3,3 mm , l = 45

mm

Chiều dài làm việc của đầu bằng

mmll 451 Kiểm tra ứng suất cắt

MPaMPabld

TC

D

C 60][74,5710.30.37

320458.2

..

.2

1

2


MMPathld

Td

D

d 100][3,123)58.(45.37

320458.2

).(.

.2

11

2

Chọn lại 2 then bằng đặt cách nhau 180o tại vị trí lắp nối trục, khi

đó xem nhƣ một then chịu 0,75T

MMPathld

Td

D

d 100][23,96)58.(45.37

75,0.320458.2

).(.

75,0..2

11

2

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn

Hệ số an toàn đƣợc xác định theo



][.

22s

ss

sss

Trong đó

5,25,1][ s

maK

s

..

.1

maK

s

..

.1

MPab 3755,01

MPab 5,18725,01

KK , tra bảng 10.5 , 10.6 , 10.7 , 10.8 tài liệu [2]

, tra bảng 10.3 tài liệu [2]

7,1 do ta chọn phƣơng pháp tăng bền bằng phun bi

, phụ thuộc vào cơ tính vật liệu , hoặc tra bảng cuối trang 359 tài

liệu [2]

0, mm khi trục quay 2 chiều

o

ma

a

W

T

W

M

22

max

max

Với W , Wo đƣợc tính theo bảng sau

Dạng trục Moment cản uốn W Moment cản xoắn Wo

Trục đặc 3

3

1,032

dd

3

3

2,016

dd

Trục có 1 then

d

tdbtd

2

)(

32

23

d

tdbtd

2

)(

16

23

Trục có 2 then

d

tdbtd 23 )(

32

d

tdbtd 23 )(

16

Trục rỗng

32

)54,1

1( 13

d

dd

16

)1( 13

d

dd

Trục then hoa

32

3d 16

3d



Từ các dữ liệu trên ta có bảng kiểm nghiệm an toàn trục II nhƣ sau

Vị

trí

M T K a K a s s s

A 0 0 1 0 1 0 - - -

B 190302 320458 1,9 25 1,7 19,35 11,27 7,56 6,29

C 164808 320458 1 25,75 1 12,52 21,79 20,62 14,98

D 0 320458 - - - - - - -



Chƣơng V :Thiết kế 2 cặp ổ lăn trong hộp giảm tốc







Chế độ tải : T1 = T ; T2 = 0,7T

t1=60s ; t2 = 12s


Công suất P(KW) 3,78 3,69 3,52 3,5


Số vòng quay n(v/ph) 1435 358,75 104,9 104,9

Moment xoắn

T(N.mm)

25156 98229 320458 318637

Lực hƣớng tâm tác dụng lên ổ A

NRRRF AYAXArA 13,29561625,19162251 2222

Lực hƣớng tâm tác dụng lên ổ B

NRRRF BYBXBrB 46390625,41062159 2222

Lực dọc trục Fa1 hƣớng vào ổ B , lập tỷ số

047,04639

23,2221 rB

a

F

F < 0,3

Vậy chọn ổ bi đỡ một dãy

Giả sử chọn ổ bi có thông số sau

19,0,0 e

Lực dọc trục phụ

NReS A 66,56113,2956.19,0.1

NReS B 41,8814639.19,0.2

Do

75,31923,222 121

21

SSF

SS

a

nên

Lực dọc trục tác động lên ổ A

FaA = S2 – Fa1 = 881,41 – 222,23 = 659,18N



Lực dọc trục tác động lên ổ B

FaB = S2 = 881,41N

Lập tỉ số 19,0222,013,2956

18,659 e

VF

F

rA

aA nên X = 0,56 ; Y = 2,3

Tải trọng tƣơng đƣơng trên ổ A

NKKYFXVFQ tarA 55,31711.1).18,659.3,213,2956.1.56,0().(

Lập tỉ số eVF

F

rB

aB 19,04639

41,881 nên X = 1 ; Y = 0

Tại trọng tƣơng đƣơng trên ổ B

NKKYFXVFQ tarB 46391.1).41,881.04639.1.1().(

Vì QA < QB nên ta tính toán để chọn ổ B

Do tải trọng thay đổi nên

kNNQL

LQQ B

i

ii

BE 463,4446372

12.7,0

72

60.1.

).[3

3333

3

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay

55110

75,358.24000.60

10

..6066

nL

L h triệu vòng

Hệ số khả năng tải động

kNLQC m

BEtt 59,36551.463,4. 3/1/1

Chọn ổ 407 có

d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) Co(kN)

35 100 25 43,6 31,9

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

Xo = 0,6 ; Yo = 0,5

kNNFYFXQ aBorBooB 222,3322241,881.5,04636.6,0..

kNNFQ rBoB 636,44636

Chọn QoB = 4,636 kN < Co . Vậy ổ đủ bền tĩnh

Thiết kế ổ trên trục II

Lực hƣớng tâm tác dụng lên ổ A

NRRRF AYAXArA 44,119605,3401,1147 2222

Lực hƣớng tâm tác dụng lên ổ B



NRRRF BYBXBrB 43,22108,10421949 2222

Lực dọc trục hƣớng vào ổ B. Lập tỷ số

3,0345,043,2210

42,7622 rB

a

F

F

Vậy chọn ổ bi đỡ chặn . Giả sử chọn ổ có 68,0,26 eo

Lực dọc trục phụ

NReS A 58,81344,1196.68,0.1

NReS b 09,150343,2210.68,0.2

Do

NSSF

SS

a 51,68958,8139,1503122

21 nên

Lực dọc trục tác động lên ổ A

NSFaA 58,8131

Lực dọc trục tác động lên ổ B

NFSF aaB 157642,76258,81321

Lập tỉ số eVF

F

rA

aA 68,044,1196

58,813 nên X=1; Y=0

Tải trọng tƣơng đƣơng trên ổ A

NKKYFXVFQ tarA 44,11961.1).58,813.044,1196.1.1().(

Lập tỉ số eVF

F

rB

aB 71,043,2210

1576 nên X=0,41 ; Y=0,87

Tải trọng tƣơng đƣơng trên ổ B

NKKYFXVFQ tarB 4,22771.1).1576.87,043,2210.1.41,0().(

Do QA < QB nên tính cho ổ B

Do tải trọng thay đổi nên

kNNQL

LQQ B

i

ii

BE 191,2219172

12.7,0

72

60.1.

).[3

3333

3

Thời gian làm việc tính bằng triệu vòng quay

15110

9,104.24000.60

10

..6066

nL

L h triệu vòng

Hệ số khả năng tải động

kNLQC m

BEtt 34,6151.191,2. 3/1/1

Chọn ổ 36208 có



d(mm) D(mm) B(mm) C(kN) Co(kN)

40 80 18 30,6 23,7

Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh

Xo = 0,5 ; Yo = 0,37

kNNFYFXQ aBorBooB 688,134,16881576.37,043,2210.5,0..

kNNFQ rBoB 21,22210

Chọn QoB = 2,21kN < Co . Vậy ổ đủ bền tĩnh



Tài liệu tham khảo

[1] Bảng thông số động cơ công ty chế tạo máy Việt Nam - Hungary

[2] Cơ sở thiết kế máy – Nguyễn Hữu Lộc

[3] Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – Trịnh Chất – Lê Văn Uyển

thiết kế hệ thống dẫn Động thùng trộn

Documents