Đề tài Thiết kế trạm dẫn động thùng trộn

PHƯƠNG ÁN: .    s œ œ œ 4 5 1 3 2 1. Động cơ điện 3 pha không đồng bộ. 2. Bộ truyền đai thang. 3. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp tách đôi cấp nhanh. 4. Nối trục vòng đàn hồi. 5. Thùng trộn. T – 0,8 T 0,6 tCK 0,4tCK Sơ đồ tải trọng Số liệu: Công suất trên thùng trộn P(kW) : 35 Số vòng quay của thùng trộn n(v/ph) : 45 Thời gian phục vụ a(năm) : 8 Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ. ( 1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ )  Công suất trên trục trùng trộn: P1 = 3,5 Kw Số vòng quay: n = 45 vg/ph Thời gian phục vụ: a = 8 năm Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm 8 giờ) Giải:    s œ œ œ Pyc = P1 = 3,5 Kw T 2 0,6tck 0,8T 2 0,4tck Pt = Ptd = P1 . . + . = 3,24 Kw T tck T tck Chọn (bảng 2.3) hđ = 0,95 h = hđ1 . holăn4 . hbr2 . hk = 0,95 . 0,994 . 0,972 . 0,99 =0,85 hol = 0,99 Pt 3,24 hbr = 0,97 Pct = = = 3,8 KW hk = 0,9 9 h 0,85 nlv = 45 vg/ph Chọn uđ = 3 , uh = 10 à ut =uđ . uh = 3 . 10 = 30 nsb = nlv . ut = 45 . 30 = 1350 vg/ph Dựa vào P1.2: chọn động cơ DK51_2 Có Pđc = 4,5 KW , nđc = 1440 vg/ph nđc 1440 ut = = » 32 nlv 45 ut = uđ . uh Chọn uđ = 3,15 32 à uh = » 10 3,15 Từ bảng 3.1 à u1 = 3,58 ; u2 = 2,79 P1 = Pct . hđ . hol = 3,8 . 0,95 . 0,99 = 3,6 KW nđc 2900 n1 = = = 921vg/ph uđ 3,15 P1 3,6 T1 = 9,55 . 106 . = 9,55 . 106 . = 37329 Nmm n1 921 P2 = P1 . hbr . hol = 3,8 . 0,97 . 0,99 = 3,5 KW n1 921 n2 = = = 257 vg/ph u1 3,58 P2 3,5 T2 = 9,55 . 106 . = 9,55 . 106 . = 130058 Nmm n2 257 Pđc 4,5 Tđc = 9,55 . 106 . = 9,55 . 106 . = 29844 Nmm nđc 1440 P3 = P2 . hbr . hol = 3,5 . 0,97 . 0,99 = 3,4 KW n2 257 n3 = = = 92 vg/ph u2 2,79 P3 3,4 T3 = 9,55 . 106 . = 9,55 . 106 . = 352935 Nmm n3 92 Trục Thông số Động cơ 1 2 3 Công suất P, KW 4,5 3,6 3,5 3,4 Tỉ số truyền u 3,15 3,58 2,79 Số vòng quay n vg/ph 1440 921 257 92 Momen xoắn T, Nmm 29844 37329 130058 352935 Tính toán bộ truyền đai : Vì công suất thực tế mà bộ truyền đại nhận được chỉ là Pct nên tính toán ta dùng Pct : Pct = 3,8 KW , n1 = 1440 vg/ph , u = 3,15. Theo hình 4.1: chọn đai A Chọn d1 theo bảng 4.13 => d1 = 140 mm =>V = p . d1 . n1 /60000 = 140 . 1440 . p / 60000 = 10,6 m/s d1 . u chọn e = 0,01 d2 = 140 . 3,15 (1 - e) => d2 = » 445 mm (1 – 0,01) Chọn theo tiêu chuẩn: d2 = 450 mm Trên thực tế: d2 450 ut = = = 3,25 d1 . (1 - e) 140 . (1 – 0,01) ut – u 3,25 – 3,15 Du = = = 0,032 < 0,4 u 3,15 Theo bảng 4.14 chọn sơ bộ khoảng cách trục a = d2 = 450 mm Theo công thức 4.4, ta có: Chiều dài đai: L = 2a + 0,5p . (d2 + d1) + (d2 – d1)2 / 4a = 2 . 450 + 0,5 . p . (450 + 140) + (450 – 140)2 / (4 . 450) = 1880 mm Chọn theo tiêu chuẩn: l = 2000 mm v 10,6 Số vòng chạy của đai trong 1 giây: i = = = 5,3 < 10 m/s Tính lại khoản cách trục: l 2 a = (l + l2 - D2 . 8 ) / 4 mà l = l – p((d1 + d2) / 2 = 2000 – (140 + 450) . p / 2 = 1313 mm D = (d2 – d1) / 2 = ( 450 –140) / 2 = 155 mm => a = (1313 + 13132 – 8 . 1552 ) » 638 mm  Góc ôm a1 = 180 – 57 . (d2 – d1) / a = 180 – 57 . (450 – 140) / 638 = 1520 => a1 > amm = 1200 Theo 4.16 : P1 . Kd Chọn z = Kd = 1,25 (bảng 4.7) ([P0] . Ca . Cl . Cu . Cz) Ca = 0,92 (bảng 4.15) 3,8 . 1,25 Cl = 1,04 (bảng 4.16) = = 1,69 » 2 Cu = 1,14 (bảng 4.17) (2,71 . 0,92 . 1,04 . 1,14 . 0,95) Cz = 0,95 9bảng 4.18) Với t , h0 , e tra bảng 4.21 Chiều rộng đai: B = (z –1)t + 2e = (2-1).15 + 2.10 = 35 mm Đường kính ngoài: da = d + 2h0 = 140 + 2.3,3 = 146,6 mm » 147 mm Lực căng đai: 780.P1.kd 780 . 3,8 . 1,25 F0 = = = 201,76 N V.Ca . z + qm.V2 10,6 . 0,92 . 2 + 0,105 . 10,62 Lực tác dụng lên trục: Fr = 2 . F0 . z . sin(a/2) = 2 . 201,76 . 2 . sin(152/2) = 783,1 N Bảng 4.8/ 55 d 1 d1 140 chọn = => d = = = 3,5 mm d1 40 40 40 FV = qm . V2 = 0,105 . 10,62 = 11,978 N. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG    s œ œ œ Chọn vật liệu: thép 45 tôi cải thiện. Bánh nhỏ: độ rắn 250 HB có sb = 850 MPa, sch = 580 MPa Bánh lớn: độ rắn 220 HB có sb = 750 MPa, sch = 450 MPa Tỷ số truyền: uhs = 10 u1 = 3,58 (cấp nhanh) u2 = 2,79 (cấp chậm) Xác định ứng suất cho phép: * Ứng suất tiếp xúc: tra bảng 6.2/ 94 sHlim0 = 2HB +70 => sHlim10 = 2 . 250 + 70 = 570 MPa SH = 1,1 sHlim20 = 2 . 220 + 70 = 510 MPa sFlim0 = 2HB +70 => sFlim10 = 2 . 250 + 70 = 570 MPa SF = 1,1 sFlim20 = 2 . 220 + 70 = 510 MPa Tính NHO , NHE : động cơ làm việc với chu kì thay đổi nên: NHO = 30 . HHB2,4 => NHO1 = 30 . 250 2,4 = 1,71.107 NHO2 = 30 . 2202,4 = 1,26.107 TI 3 NHE = 60 . c . S . .ni . tI Tmax => NHE1 = 60 . 1 . 921 . 300 . 7 . 16 . (0,6 + 0,83. 0,4) = 1,49.109 NHE2 = 30 . 1 . 257 . 300 . 7 . 16 . (0,6 + 0,83. 0,4) = 0,42.109 Ta có : NHO1 < NHE1 KHL1 = 1 NHO1 < NHE2 KHL1 = 1 KHL 1 [sH] = sHlim0. [sH ]1 = 570 . = 518,2 MPa SH => 1,1 1 [sH ]2 = 510 . = 463,6 MPa 1,1 Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng: ([sH ]1 + [sH ]2 ) ( 518,2 + 463,6) [sH ] = = = 490,9 < 1,25 . [sH ]min 2 2 < 1,25 . 463,6 = 579,5 MPa Với cấp chậm sử dụng răng thẳng: * Ứng suất uốn: TI 6 NFE = 60 . c . S . .ni . tI Tmax => NFE1 = 60 . 1 . 300 . 7 . 16 . 921 .(0,6 + 0,86. 0,4) = 1,3.109 NFE2 = 30 . 1 . 300 . 7 . 16 . 257 .(0,6 + 0,86. 0,4) = 0,36.109 Chọn NFO1 = NFO2 = 5.106 < NFE1 , NFE2 => KFL1 = KFL2 = 1 Vì bộ truyền quay 1 chiều nên KFC = 1 KFL 1 [sF] = sFlim0. KFC . KFL . [sF ]1 = 450 . 1 . 1 . = 257,14 MPa SF => 1,75 1 [sH ]2 = 396 . 1 . 1 . = 226,3 MPa 1,75 Ứng suất quá tải cho phép đối với các bánh răng tôi cải thiện: [sF]max = 2,8 . sch = 2,8 . 450 = 1260 MPa [sF]1max = 0,8 . sch1 = 0,8 . 580 = 464 MPa [sF]2max = 0,8 . sch2 = 0,8 . 450 = 360 MPa Tính toán cấp chậm: ( bánh răng thẳng) . Xác định sơ bộ khoản cách trục: 3 T2 . KHb aw2 = Ka . (u ± 1). [aH]22 . u2 . yba (bảng 6.6/ 97) , ( bảng 6.5) Chọn: yba = 0,4 , Ka = 49,5 , T2 = 130058 Nmm ybd = 0m53 . yba .(u ± 1) = 0,53 . 0,4 .(2,79 + 1) = 0,8 (bảng 6.7) KHb = 1,02 [sH]2 = 463,6 MPa  3 130058 . 1,02 aw2 = 49,5 . (2,79 + 1). = 154 mm 463,62 . 2,79 . 0,4 Chọn aw2 = 154 mm. ‚. Xác định các thông số ăn khớp: m = (0,01 . . . 0,02) , aw2 = (1,54 . . . 3,08) 2 . aw2 2 . 154 Chọn m = 3 mm => z1 = = = 27 [m . (u2 +1)] [3 . (2,79 + 1)] mà z2 = u2 . z1 = 28 . 2,79 = 75 Tỷ số truyền thực tế : z2 75 ut2 = = = 2,78 z1 27 Tính (z1 + z2) (75 + 27) aw2 = m . = 3. = 153 mm 2 2 Chọn aw2 = 154 mm Góc ăn khớp: ( z1 + z2) . m . cos a (27 + 75) . 3 . cos200 cos atw2 = = = 0,94 2. aw 2 . 154 atw2 = 210 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: 2 . T2 . KH.(ut2 + 1) sH = ZM . ZH . Ze . bw . ut2 . dw2 Chọn: ZM = 274 . MPa (bảng 6.5) 2 . cosbb2 2 . 1 (với cosbb2 = 1) ZH = = = 1,73 sin 2atw2 sin 2. 21 Với bánh răng thẳng dùng 6.36a , tính Ze (4 - ea) (4 – 1,72) ea = 1,88 – 3,2 .(1/ z1 + 1/ z2) Ze = = = 0,87 Với = 1,88 – 3,2 . (1/ 27 + 1/ 75) 3 3 = 1,72 Đường kính vòng lăn bánh nhỏ : 2 . aw2 2 . 154 dw1 = d1 = = = 81,48 mm » 81,5 mm ut2 + 1 2,78 + 1 p . dw1 . n2 p . 81,5 . 257 V = = = 1,096 m/s à chọn cấp chính xác 9 60000 600000 Chọn: bảng 6.16 -> g0 = 73 , bảng 6.15 -> dH = 0,006 aw2 154 uH = dH . g0 . V. = 0,006 . 73 . 1,096. = 3,57 ut2 2,78 Chọn: (tra bảng 6.14) -> KHb = 1,02 bw2 = yba . aw2 KHa = 1,13 = 0,4 . 154 = 61,6 mm uH . bw2 . dw1 3,57 . 61,6 . 81,5 KHV = 1 + = 1 + = 1,06 2 . T . KHb . KHa 2 . 130058 . 1,02 . 1,13 KH = KHb . KHV . KHa = 1,13 . 1,06 . 1,02 =1,22 2 . 130058 . 1,22 . (2,78 + 1) => sH = 274. 1,73 . 087 . = 423,5 MPa 61,6 . 2,78 . (81,5)2 Theo 6.1: V= 1,14 -> ZV = 1 Cấp chính xác động cơ là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9 khi đó gia công độ nhám R2 = 10 ¸ 40 mm à Chọn ZR = 0,9 và da < 700 à KXH = 1 [sH]2’ = [sH]2 . ZV . ZR . KXH = 463,6 . 1 . 0,9 . 1 = 417,24 MPa Ta thấy sH > [sH] nhưng chênh lệch này nhỏ nên ta có thể tăng chiều rộng vành răng. sH 2 423,5 2 bwz = bw2. = 61,6. » 63,46 mm » 63,5 mm [sH] 417,24 Các thông số và kích thướt bộ truyền: aw2 = 154 mm b = 0 đường kính vòng chia: m = 2 mm z1 = 27 d1 = 81 mm bw2 = 63,5 mm z2 = 75 d2 = 225 mm ut2 = 2,78 Đường kính đỉnh: Đường kính đáy: da1 = d1 + 2 . m = 87 mm df1 = d1 + 2,5 . m = 79,5 mm da2 = d2 + 2 . m = 231 mm df2 = d2 + 2,5 . m = 223,5 mm Tính toán cấp nhanh: (bộ truyền bánh răng nghiêng V) 1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục: 3 T1 . KHb Chọn yba = 0,3, => ybd = 0,5 . yba .(u1 + 1) aw1 = Ka . (u ± 1). = 0,5 . 0,3 . (3,58 + 1) [sH]2 . u1 . yba = 0,687 3 37329 . 1,09 bảng 6.7: chọn KHb = 1,09 ; Ka = 43 = 43 . (3,58 +1). = 102,6 mm T1 = 37328 Nmm (518,2)2 . 3,58 . 0,3 Chọn aw = 120 mm 2) Xác định các thông ăn khớp: m = ( 0,01 . . . 0,02) * aw1 = (1,2 . . . 1,4) Chọn m= 2 ; b = 300 => cosb = 0,866 Tính z1: 2 . aw1 . cosb 2 . 120 . 0,866 z1 = = =23 răng m . (u1 + 1 ) 2 . (3,58 + 1) Tỉ số truyền thực: ut1 = 82 / 23 = 3,57 m . (z1 + z2) 2. (23 + 82) cosb = = = 0,875 2 . aw1 2 . 120 => b = 28,95 » 290 c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc: 2 . T1’. KH . (ut +1) sH = zM . zH . ze . bw . ut1 . dw12 T1’ = 37329 / 2 = 18664,5 Nmm ZM = 274 MPa Theo 6.35: tgbb1 = cosat . tgb (a = 200) Đối với bánh răng nghiêng không dịch chỉnh: tga tg 200 atw1 = at = arctg = arctg = 22,590 cosb cos 290 => tgbb1 = cos 22,50 . tg 290 = 0,51 => bb1 = 27,060 2 . cosbb1 2 . cos 27,060 ZH = = = 1,58 sin2. atw1 sin2.22,590 Theo 6.37: bw1 . sinb 0,3 . 120 . sin290 eb = = = 2,78 (p . m) p . 2 1 1 ea = 1,88 – 3,2. + . cosb z1 z2 1 1 = 1,88 – 3,2. + . cos290 = 1,49 23 82 1 1 Ze = = = 0,82 ea 1,49 bw1 = yba . aw1 = 0,3 . 120 = 36mm Đường kính vòng lăn bánh nhỏ: 2 . aw1 2 . 120 d1’ » dw1’ = = = 52,52 mm (ut1 + 1) (3,57 + 1) V = p . dw1’. n1 / 60000 = p .52,52 . 921 / 60000 = 2,53 m/s Theo bảng 6.13: chọn cấp chính xác là 9. Theo bảng 6.14, 6.15, 6.16 chọn dH = 0,002 , g0 = 73 , kHa = 1,113 aw1 120 uH = dH . g0 . v . = 0,002 . 73 . 2,53 . = 2,14 ut1 3,57 uH . bw1 . dw1 2,14 . 36. 52,52 KHV =1 + = 1 + = 1,04 2 . T1. KHb .KHa 2. 37329 . 1,13 . 1,09 KH = KHV . KHb . KHa = 1,13 . 1,04 . 1,09 = 1,29 (2 .37329)/2 . 1,29 .(3,57 + 1) sH = 274 . 1,55 . 0,84 . = 281,08MPa 36. 3,57 . (52,52)2 YF2 3,6 sF2 = sF1 . = 71,88 . = 68,09 MPa < [sF2] YF1 3,8 Các thông số và kích thướt bộ truyền: aW1 = 120 mm Đường kính vòng lăn: m = 2 mm 2 . aW 2 . 120 bW1 = 36 mm d1 » dW1 = = = 52,52 mm ut1 = 3,57 (ut + 1) (3,57 + 1) z1 = 23 d2 » dW2 = dW1 . u = 52,52 . 3,57 = 187,5 mm z2 = 82 Đường kính vòng chia: m . z1 2 . 23 d1 = = = 52,57 mm = 53 mm cosb cos290 m . z2 2 . 82 d2 = = = 187,43 mm = 187 mm cosb cos290 Đường kính đáy răng: df1 = d1 – 2,5.m = 48 mm df2 = d2 – 2,5.m = 182 mm Đường kính đỉnh: da1 = d1 + 2.m = 57 mm da2 = d2 + 2.m = 191 mm Mực dầu thấp nhất cách tâm các bánh răng là: d2 187 xmin = - 2,25.m = - 2,25 . 2 = 89 mm 2 2 Mực dầu cao nhất cách tâm các bánh răng là: d2’ 225 xmax = = = 75 mm 3 3 => 10 mm < Dx = 89 – 75 = 14 mm < 15 mm (Thoả điều kiện bôi trơn). TÍNH TOÁN TRỤC    s œ œ œ 1) Chọn vật liệu chế tạo các trục là: thép 45 có sb = 600 MPa Ứùng suất xoắn cho phép [t ] = 12 . . . 20 MPa 2) Xác định sơ bộ đường kính trục: Theo (10.9), đường kính trục thứ k với k = 1, 2, 3 3 Tk Với: T1 = 37329 Nmm dk ³ T2 = 130058 Nmm 0,2 . [t ] T3 = 352935 Nmm [t ] = 15 MPa d1 ³ 23,2 mm =23 mm => d2 ³ 35,13 mm = 35 mm d3 ³ 49 mm = 49 mm Xác định khoảng cách giữa các gốc đỡ và điểm. Ta chọn các hiều rộng ổ lăn: (bảng 10,2) đặt lực: Tính theo trục 2 (d2 à b0 = 21) Chiều dài mayơ bánh đai: lm12 = ( 1,2 . . . 1,5 ).d1 = ( 27,6 . . . 34,5 ) = 31 mm Chiều dài mayơ bánh răng trụ: lm13 = ( 27,6 . . . 34,5 ) lm14 = ( 27,6 . . . 34,5 ) Chọn lm13 = lm14 = 29 mm Đối với trục 2: lm22 , lm23 , lm24 = (1,2 . . . 1,5). d2 = (42 . . . 52,5) Chọn lm22 = lm24 = 47 mm lm23 = 49 mm Đối với trục 3: lm32 = (1,2 . . . 1,5). d3 = (58,8 . . . 73,5) (nối trục vòng đai đàn hồi) lm33 = (1,4 . . . 2,5).d3 = (68,6 . . . 122,5) Chọn lm32 = 72 mm lm33 = 115 mm Khoảng cách lki trên trục thứ k từ gốc đỡ O đến chi tiết quay thứ i: Trục 2: l22 = [0,5 .(lm22 + b0) + K1 +K2] = [0,5 . (47 + 21 ) + 10 + 10] = 54 mm l23 = l22 + 0,5 .( lm22 + lm23) + K1 = 54 + 0,5 . (47 + 49) +10 = 112 mm l24 = 2. l23 - l22 = 2 . 112 – 54 = 170 mm l21 = 2. l23 = 2 . 112 = 224 mm Trục 3: l31 = l21 = 224 mm ; l32 = l23 = 112 mm lc33 = 0,5 .( lm33 + b0) + K1 + K2 = 0,5 . (115 + 21) + 10 + 10 = 88 mm à l33 = 2 . l32 + lc33 = 2 . 112 + 88 = 312 mm Trục 1: lc33 = -[0,5 .( lm12 + b0) + K1 + K2 ]= -[0,5 . (31 + 21) + 10 + 10 = -56 mm l13 = l22 = 54 mm; l14 = l24 = 170 mm; l11 = l21 = 224 mm. TÍNH TOÁN CÁC GIÁ TRỊ LỰC LÊN CÁC TRỤC:    s œ œ œ Trục 1: lực tứ bánh đai tác dụng lên trục 1 l12 Fr1,2 = 744,3 N l14 l13 2. T1 2 . 37329 l11 Ft13 = Ft14 = = RX11 RX10 Ry10 y dw1 52,5 1 Fr14 Fr13 O z =1422,1 N Ry11 Fa14 Fa13 Fr12 x Fr13 = Fr14 = Ft1. tgaw .cosbw Ft14 Ft13 Với aw = 22,590 46564,2 20658,7 41680,8 bw = 28,950 88810,5 => Fr13 = Fr14 = 1422,1 . cos28,95 . tg22,59 Mx = 676,2 N Fa13 = - Fa14 = F1. tgbw = 1422,1 . tg28,95 = 786,7 N My Tính các phản lực lên ổ trục: 76793,4 SFx = - Rx10 + Ft13 + Ft14 – Rx11 = 0 SMx0 = - Ft13. l13 – Ft14. l14 + Rx11. l11 = 0 Ft13. l13 + Ft14. l14 => Rx11 = l11 (54 + 170) = 1422,1 . = 1422,1 N 18664,5 224 37329 => Rx11 = Rx10 = 1422,1 N SFy = - Ry11 + Fr14 + Fr13 – Ry10 – Fr12 = 0 SMy0 = - Fr12. l12 – Fr13. l13 - Fr14 .l14 – Fa13. dw1/2 + Fa14. dw1/2 + Ry11. l11 = 0 Fr12. l12 + Fr13 .(l13 + l14) 744,3 . 56 + 676,2 (54+170) => Ry11 = = = 862,3 N l11 224 Ry11 = - 2. Fr13 + Fr12 + Ry10 = - 2 . 676,2 + 744,3 + 862,3 = 254,2 N Trục 2: Ft22 = Ft24 = Ft13 = 1422,1 N 2 . T2 2 . 130058 Ft23 = = = 3211,3 N dw1 81 Fr22 = Fr24 = Fr13 = 676,2 N Ft24 Ft22 Fa22 = Fa24 = Fa13 = 786,7 N Fa24 Fa22 Fr23 = Fr23 . tg20 = 1168,8 N Fr24 Fr22 RY20 y SFx = RX20 - Ft22 - Ft23 - Ft24 +RX2 =0 1 RX21 Fr23 O z SMX0 = - Ft22 .l22 - Ft23 . l23 - Ft24 . l24 Ft23 RX20 x + RX21 .l21 = 0 l24 l23 l22 Ft22 .(l22 + l24) + Ft23 . l23 l21 => RX21 = l21 1422,1 .(54 + 170) + 3211,3 . 112 = 4957,2 224 MX = 3027,8 N => RX20 = 2. Ft22 + Ft23 - RX21 65255,8 = 2. 1422,1 + 3211,3-3027,8 = 3027,8 N SFY = RY20 –Fr22 + Fr23 –Fr24+RY21=0 102691 SMY0 = Fr22 .l22 – Fr23 . l23 + Fr24 . l24 256631,8 - RY21 .l21 – Fa22. dw2’ + Fa24. dw2’ = 0 Fr22 .(l22 + l24) – Fr23 . l23 163501,2 => RY21 = l21 MY 676,2 .(54 + 170) – 1168,8 . 112 = 224 130058 = 91,8 N RY20 = 2. Fr22 – Fr23 – RY21 = 2 . 676,2 – 1168,8 – 91,8 = 91,8 N Trục 3: Ft32 = Ft23 = 3211,3 N Fr32 = Fr23 = 1168,8 N 2 . T3 F33 = ( 0,2 . . . 0,3 ) . D0 Tra bảng 16.10: T3 = 352935 Nmm à D0 = 120 mm à F33 =(1176,5 . . . 1764,7) RY31 Fr32 Ft32 RY30 Chọn F33 = 1750 N F33 SFY = RY30 – Fr32 + RY31 = 0 1 O RX30 SM0Y = Fr32. l32 - RY31.l31 = 0 RX31 Fr32. l32 l32 => RY31 = l31 l31 l33 1168,8 . 112 = = 584,4 N 224 SFX = RX30 – Ft32 + RX31 – F33 = 0 154000 = 1168,8 – 584,4 = 584,4 N 256827,2 SMX0 = - Ft32. l32–RX31.l31+F33. l33=0 - Ft32. l32 + F33. l33 MY => RX31 = l31 - 3211,3 . 112 + 1750 . 312 = 224 = 831,9 N MX => RX30 = Ft32 + RX31 – F33 65452,8 = 3211,3 + 831,9 – 1750 = 2293,2 N 352935 M2 = MX2 + MY2 à Mtd = M2 + 0,75 . T2 Mtd10 = 52748 Nmm Mtd20 = 0 Mtd30 = 0 Mtd11 = 0 Mtd21 = 0 Mtd31 = 342255 Nmm Mtd12 = 32328 Nmm Mtd22 = 208991 Nmm Mtd32 = 404557 Nmm Mtd13 = 121777 Nmm Mtd23 = 298482 Nmm Mtd33 = 305651 Nmm Mtd14 = 91251 Nmm Mtd24 = 208991 Nmm 3 Mtd Tính d : d ³ với [s ] = 63MPa 0,1 [s ] d10 = 20,3 d20 = 0 d30 = 0 d11 = 0 d21 = 0 d31 = 37,9 d12 = 17,2 d22 = 32,1 d32 = 40 d13 = 26,3 d23 = 36,2 d33 = 36,5 d14 = 24,4 d24 = 32,1 Để đủ bền và lắp ghép được, ta chọn: d12 = 20 mm d20 = 30 mm d30 = 40 mm d10 = 25 mm d21 = 30 mm d31 = 40 mm d13 = 28 mm d22 = 35 mm d32 = 45 mm d14 = 28 mm d23 = 40 mm d33= 38 mm d11 = 25 mm d24 = 35 mm Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : Với thép CT6 45 có sb = 600 MPa M’ = MX2 + MY2 s-1 = 0,436 . sb = 0,436 . 600 = 261,6 MPa t-1 = 0,58 . s-1 = 0,58 . 261,6 = 151,7 MPa Theo bảng 10.6 : ys = 0,05 , yt = 0 M’13 . 32 133719 .32 sa13 = = = 70,76 MPa p . d133 p . 26,83 M’10 . 32 41680,8 . 32 sa12 = 0 , sa10 = = = 27,2 MPa p . d103 p . 253 M’22 . 32 176042,5 .32 sa22 = = = 41,8 MPa p . d223 p . 353 M’23 . 32 276415 .32 sa23 = = = 43,99 MPa p . d233 p . 403 M’32 . 32 265036 .32 sa32 = = = 29,63 MPa p . d323 p . 453 M’31 . 32 154000 .32 sa31 = = = 24,51 MPa p . d313 p . 403 sa33 = 0 Chọn kích thước then (tra bảng 9.1a) Tiết diện Đkính trục b*h t1 w (mm3) w0 (mm3) 12 20 6*6 3,5 642 1427 13 (14) 28 8*7 4 1825 3981 22 (24) 35 10*8 5 3566 7735 23 40 12*8 5 5364 11648 32 45 14*9 5,5 7611 16557 33 38 10*8 5 4670 10057 Ổ LĂN: Chọn ổ lăn cho trục 1: lực dọc trục SFa = 0 Fr10 = (Rx10)2 + (Ry10)2 = (1422,1)2 + (254,2)2 = 1445 N Fr11 = (Rx11)2 + (Ry11)2 = (1422,1)2 + (862,3)2 = 1663 N Tính ổ ở mặt cắt 10 : SFa = 0 d10 = 25mm X = 1 Q10 = X.VFr10 + Y.Fa = 1445 N V = 1 Ơû mặt cắt 11: d11 = 20mm X = 1 Q11 = X.VFr11 + Y.Fa = X . V . Fr11 = 1663 N với V = 1 Như vậy ta chỉ cần tính ổ ở mặt cắt 11 là đủ: 106 . L 60 . n1 . Lh 60 . 2 . 921 . 8 . 300 . 8 Lh = => L = = = 2122 N 60 . n1 106 106 Đối với hộp giảm tốc thì L = (10 . . . 25). 103 h nên ta phải chia đôi thời gian làm việc L: L 2122 => L’ = = = 1061 2 Vì chế độ tải trọng thay đổi theo bậc nên: (với m = 10/3) SQIm . LI m Q0 m Lh1 O02 m Lh2 QE = = Q11 . + + - SLI O01 Lh Q01 Lh Lh = 33600 Lh1 = 0,6 . 33600 = 20160 ; Lh2 = 0,4 . 33600 = 13440 QE = 1663 . (0,6 + (0,8)10/3 . 0,4)3/10 = 1549,5 N Ta tính: Ctt = QE . (L’)3/10 = 1549,5 . (1061)3/10 = 12529 N Từ d = 25 mm Ctt = 12529 N Ctt = 22,6 KN => chọn ổ bi đũa trụ ngắn cỡ trung hẹp kiểu 305 có C0 = 14,3 KN Kiểm tra điều kiện tải tĩnh: X0 = 0,5 Qt = X0.Fr + Y0.Fa với Y0 = 0,5 Fa = 0 ĐKCD con lăn Cdài con lăn d D B r 9 9 25 62 17 2,0 Qt = 0,5 . Fr = 0,5 . 1663 =831,5 N < C0 Thỏa điều kiện tải tĩnh. Tính ổ lăn ở trục 2: Fr20 = Fr21 = (R20X)2 + (R20Y)2 = (3027,8)2 + (91,8)2 = 3029,2 N SFa = 0 X = 1 Q20 = X.VFr20 + Y.Fa = 3029,2 N V = 1 106 . L 60 . n2 . Lh Lh = => L = = 592,13 N 60 . n2 106 Ta chia đôi thời gian làm việc: L 592,13 => L’ = = = 296,06 2 2 Vì tải trọng thay đổi theo bậc : QE = Q20m SQim . Li/SLI = 3029,2 . (0,6 + (0,8)10/3 . 0,4)3/10 = 2823 N Chọn m = 10/3 Tính Ctt : Ctt = QE . (L’)3/10 = 2823 . (296,06)3/10 = 15564 N Từ d = 35 mm Ctt = 15564 N Ctt = 22,0 KN => chọn ổ bi đỡ cỡ trung hẹp kiểu 306 có C0 = 15,1 KN Qt = X0.Fr + Y0.Fa = 0,6 .4085,2 = 2748,12 Đkính con bi d D b r 12,3 30 72 19 2,0 Kiểm tra điều kiện tải tĩnh: X0 = 0,6 . Y0 = 0,5 Qt = X0.Fr + Y0.Fa = X0 . Fr = 0,6 . 3029,2 = 1817,52 N => Qt < C0 Thỏa điều kiện tải tĩnh. Tính ổ lăn ở trục 3: Fr30 = (RX30)2 + (RY30)2 = (2293,2)2 + (584,4)2 = 2366,5 N Fr31 = (RX31)2 + (RY31)2 = (831,9)2 + (584,4)2 = 1016,7 N Chọn F33 cùng chiều Ft32 : F33 Ft32 R31X’ R30X’ SFX = - R30X’ – R31X’ + F33 + Ft32 = 0 SMY0 = - Ft32 . l32 + R31X’ . l31 – F33 . l33 = 0 Ft32 . l32 + Ft33 . l33 3211,3 . 112 + 1750 .312 => R31X’ = = = 4043,2 N L31 224 => R30X’ = F33 + Ft32 – R31X’ = 3211,3 + 1750 – 4043,2 =918,1 N Vì R31X’ > R30X’ nên ta chỉ cần xét Fr31 Fr31 = (R31X’)2 + (R31X’)2 = (4043,2)2 + (584,4)2 = 4085,2 N X = 1 Q = X.VFr31 + Y.Fa = 4085,2 N V = 1 Fa = 0 60 n3 . Lh 60 . 8 . 8 . 2 . 300 . 92 L = = = 4043,2 N 106 106 L =>L’ = = 106 2 Vì tải trọng thay đổi theo bậc : QE = Qm SQim . Li/SLI = 4085,2 (0,6 + (0,8)10/3 . 0,4)3/10 = 3806,5 N Ctt = QE . (L’)3/10 = 3086,5 . (106)3/10 = 15421 N Với d = 45 mm Ctt = 15421 N Ctt = 31,9 KN => chọn ổ bi đỡ cỡ trung kiểu 308 có C0 = 21,7 KN Điều kiện tải tĩnh: Với ổ bi đỡ 1 dãy X0 = 0,6 Y0 = 0,5 Qt = X0.Fr + Y0.Fa = 0,6 .4085,2 =2748,12 d D B r Đường kính bi 40 90 23 2,5 15,08 Thỏa điều kiện tải tĩnh.