Đồ án Thiết kế hệ dẫn động băng tải cho động cơ xoay chiều không đồng bộ 3 pha

d = 0,1 Ks=1,60 Kt=1,25 Ks/es = 1,81 Kt/et= 1,54 Thấy rằng lắp ghép có độ dôi có ảnh hưởng lớn hơn so với ảnh hưởng của góc lượn Ss = St = = = S= = = 2,8 > [S] Vậy đường kính của trục 1 xác định như trên đảm bảo điều kiện an toàn 2: Thiết kế trục 2 A:chọn vật liệu Vật liệu làm trục trong hộp giảm tốc được chọn là thép45 thường hoá hoặc tôi cải thiện B: tính thiết kế trục I tính tải trọng tác dụng lên trục Fa2=Fr1=231,7 N Fr2=Fa1=695,1 N Ft2=Ft1=2013 N Ft3= 2.T2/dw3= 2.283155,8/80,67= 7020,1 N Fa3= Ft3.tgb = 7020,1.tg7°23’ =909,7 N Fr3 = Ft3tgatw/cosb = 7020,1.tg20,15/cos7’23’=2597,5 N 2. Tính sơ bộ trục đường kính trục sơ bộ được xác định bằng mômen xoắn theo công thức: d ³ Chọn [t ] = 25 MPa d ³ = 38,4 chọn đường kính trục sơ bộ là 40mm xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực , chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm dặt lực phụ thuộc vào sơ đồ động chièu dài mayơ của các chi tiết quay ,chiều rộng ổ ,khe hở cần thiết và các yếu tố khác chiều dài moyơ bánh răng côn l=(1,2à1,4)d chọn l=1,4d l=1,4.40=56mm chiều dài moyơ bánh răng trụ l=(1,2à1,5)d lấy l=1,4d l=1,4.40=56mm. Nhưng bánh răng có chiều rộng là b = 72,6 nên ta lấy chiều dài mayơ là l=72,6 mm l22=0,5(lm22+bo)+k1+k2 lm22:chiều dai moyơ bánh răng trụ =72,6 bo chiều rông ổ dsơbộ=40àbo=23mm k1 :khoảng cách từ mặt cạnh CT quay tới thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay bằng k1=10 k2: khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp lấy k2=10 ốl22=0,5(72,6+23)+10+10=67,8mm l23=l22+0,5(lm22+b13cosδ2)+k1* b13 chiều rộng vành răng côn b13=kbeRbe=45,06 δ2 :góc chia côn trên bánh răng côn b13= Kbe.Re=45,06 mm l23=67,8+0,5(72,6+45,06.cos71034’)+10=121,mm l21=lm22+lm23+bo+3k1+2k2 lm23:chiều dài mayơ bánh răng côn=56mm l21=72,6+56+23+3.10+2.10= 201,6mm phương trình cân bằng lực theo phương trục x ΣFx=-(Fxo+Fx1)+F12+Ft3=0àFxo+Fx1=Ft2+Ft3 Fxo+Fx1=2013 +7020,1=9033,1N Phương trình cân bằng mômen Fxo.l21=Ft3.l22+Ft2.l23 Fxo=(Ft3.l22+ Ft2.l23)/l21= (2013.121+ 7020,1.67,8)/201,6=3569,1 N Fx1=9033,1-3569,1=5464N phương trình cân bằng lực theo phương trục y Fyo+Fy1=Fr3-Fr2=2597,5-695,1=1902,4 N Tại các bánh răng có lực dọc trục gây ra mômen uốn tập trung trong mp yoz Bánh răng 2 M2= Fa2.d2/2=0,5.Fa2.mtm.Z2 = 0,5.231,7.2,625.114= 34668,1Nmm Bánh răng 3 M3= Fa3.d3/2= 0,5.909,7.80,67=36392,7 Nmm Phương trình cân bằng mômen Fr3.l22-M2-M3-Fr2.l23-Fy0.l21=0 Fyo=(Fr3l22- M2-M3-Fr2.l23-Fy0.l21)/l21= = (2597,5.67,8-34668,1-43750,8-695,1.121)/201,6=67,38 N Fy1=1902,4-67,38=1835 N phương trình mômen uốn trong mặt phẳng xoz Mx=Fxo.z-Ft2(z-l21+l23)-Ft3(z-l21+l22) =3569,1.z-2013(z-80,6)-7020,1(z-133,8) Tại 0 à z=0 à Mx=0 Tại A àz=l21-l23=80,6 àMx=3569,1.80,6=287669,5Nmm Tại B àz=l21-l22=133,8 àMx=3569,1.133,8-2013(133,8-80,6)=370454Nmm Tại 1àz=185=l21àMx=0 Phương trình mômen uốn trong mặt phẳng yoz My=-Foy.z- M2-Fr2(z-l21+l23)-M3 +Fr3(z-l21+l22)= =-67,4.z- 34668,1-695,1(z-80,6)- 46750,8+2597,5(z-133,8) Tại 0 àz=0àMy=0 Tại A- àz=80,6- àMy=-5432,4Nmm Tại A+ có bước nhảy tải trọng M2 nên ta có My = -5432,4-34668,1=-40100,5N Tại B- àz=133,8- àMy=-80665,5Nmm Tại B+có bước nhảy tải trọng M3 nên ta có My=-80665,5-43750,8=-124416,3N Tại 1 àz=185àMy=0 Các biểu đồ mômen uốn trong mặt phẳng xoz và yoz và biểu đồ mômen xoắn đều được biểu diễn trong bản vẽ A4 Tính tổng mômen uốn Mj và mômen tương đươngMtđj Mo== 0 Mtđo===245220,1 Nmm MA===290451 Nmm MtđA=== 380124,6 Nmm MB===390788,4Nmm MtđB===461355Nmm Mtđ1= Mtđo=245220,1Nmm Đường kính trục tại các tiết diện tính theo công thức sau d = [s] ứng suất cho phép của thép chế tạo trục tra bảng 10.5 ta chọn [s]=63MPa Tại B có mômen tương đương lớn nhất dB===41,8mm Xác định các đường kính trục sơ bộ. Chọn dổ=ds/bộ=40mm đường kính trục lắp bánh răng trụ dbrt=dổ+(2à5mm) àdbrt=40+(2á5)=(42á45)mm chọn theo tiêu chuẩn lấy dbrt=44m đường kính trục lắp bánh răng côn dbrt=dổ+(2á5)mm àdbrt=40+(25á)=(42á45)mm chọn theo tiêu chuẩn lấy theo dbrc=44mm đường kính trục giữa hai bánh răng d=dbrc+(5á10)mm d=44+(5á10)mm=49á54 mm lấy d=50mm kiểm nghiệm trục với hệ số an toàn S=³ [S] [S] Hệ số an toàn cho phép Thông thường [S] =1,5...2,5 Ssj Stj Hệ số an toàn chỉ xét riêng cho từng loại ứng suất Ssj = Stj s-1 t-1 Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng s-1 = 0,436.sb= 0,436.600 = 216,6 MPa t-1 = 0,58. s-1 = 0,58.216,6= 151,7 MPa sa ta Biên độ ứng suất uốn và ứng suất xoắn trong tiết diện trục sm tm ứng suất uốn , ứng suất xoắn trung bình Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theochu kỳ đối xứng do đó smj = 0 saj = samaxj = Mj /wj Khi trục 1 quay ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó tmj = taj=tmax/2 =tj/2woj ys yt Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi. Với thép Cacbon ta tra bảng có ys = 0,1 yt =0,05 Trên trục có hai tiết diện nguy hiểm đó là tiết diện lắp bánh răng côn và tiết diện lắp bánh răng trụ.Trụ bị yếu tại hai tiết diện này do có rẵnh then và lắp ghép có độ dôi kiểm nghiệm trên tiết diện A là tiết diện lắp bánh răng côn . Trục bị yếu do có rãnh then và lắp có độ dôi dựa vào bảnh 9.1 ta có các kích thước của then như sau b=12 , h=11, t1=5,5 , t2=4,4 W= = = 9474,6 mm3 W0= ==17837,5 sa=smax=M/W=380124,6/9474,6=40,1 MPa τm=τa=0,5τmax=T/2W0 =7,9MPa xét ảnh hưởng của rãnh then với đường kính trục là 44 tra bảng 10.10 ta có được εs=0,83 ετ=0,77 Trị số Ks , Kτ với trục có rãnh then tra bảnh 10.12 Rãnh then được phay bằng dao phay ngón àKs=1,76 Kτ=1,54 Ks/ εs=1,76/0,83=2,12 , Kτ/ ετ = 1,54/0,77=2 xét ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi chọn kiểu lắp ghép H7/k6 tra theo bảng 10.11 Ks/ εs=2,06 Kτ/ ετ =1,64 ảnh hưởng của rãnh then lớn hơn ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi Ss = = =2,55 Stj = Stj =9,37 S ===2,46 S >[S]=1,5à2,5 ốtiết diện trục tại đó đạt yêu cầu Kiểm nghiệm tại tiết diện B là tiết diện lắp bánh răng trụ bị yếu do có rãnh then và lắp có độ dôi dựa vào bảnh 9.1 ta có các kích thước của then như sau b=12 , h=11, t1=5,5 , t2=4,4 W= = = 9474,6 mm3 W0= ==17837,5 sa=smax=M/W=461335/9474,6=48,7 MPa τm=τa=0,5τmax=T/2W0 =7,9MPa xét ảnh hưởng của rãnh then với đường kính trục là 44 tra bảng 10.10 ta có được εs=0,83 ετ=0,77 Trị số Ks , Kτ với trục có rãnh then tra bảnh 10.12 Rãnh then được phay bằng dao phay ngón àKs=1,76 Kτ=1,54 Ks/ εs=1,76/0,83=2,12 , Kτ/ ετ = 1,54/0,77=2 xét ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi chọn kiểu lắp ghép H7/k6 tra theo bảng 10.11 Ks/ εs=2,06 Kτ/ ετ =1,64 ảnh hưởng của rãnh then lớn hơn ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi Ss = = =2,1 Stj = Stj =9,37 S ===2,05 S >[S]=1,5à2,5 ốtiết diện trục tại đó đạt yêu cầu Vậy điều kiện bền của trục 2 được thoả mãn. 3 : Thiết kế trục 3 A Chọn vật liệu làm trục Vật liệu làm trục trong hộp giảm tốc được chọn là thép45 thường hoá hoặc tôi cải thiện B Tính thiết kế trục 1 Tính tải trọng tác dụng lên trục Lực tác dụng lên trục 3 bao gồm: Lực dọc trục lên bánh răng 4 Fa4=Fa3=909,7N Lực hướng hãm trên bánh răng 4 Fr4=Fr3=2597,5N Lực vòng trên bánh răng 4 Ft4=Ft3=7820,1N Lực tác dụng lên trục của khớp nối Fk Ta dùng nối trục đàn hồi có cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, dễ thay thế ,làm việc tin cậy.lực tác dụng lên trục của khớp nối Fk=(0,1á0,3)Ftchọn Fk=0,2Ft :Ft(lực nâng cần truyền) Mômen xoắn cần truyền T=1345419,2Nmm=1345,5Nm Tra bảng 16.10 ta chọn được đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt D0=160mm. Lực nâng tác dụng lên vòng đàn hồi Ft=2T/D0=21345419,2/160=16817,7N Lực tác dụng lên trục của khớp nối Ft=0,2.16817,7=3363,5N 2 tính sơ bộ b trục: đường kính trục được xác định bằng mômem xoắn theo công thức: d ³ Chọn [t ] = 25 MPa d ³ = 64,56 mm d>=64,56mm chọn đường kính trục d=70 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực, chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các gối đỡ và các chi tiết quay phụ thuộc vào sơ đồ động chiều dài moyơ của các chi tiết quay. Chiều dài moyơ bánh răng trụ lm=(1,2á1,5)d Chọn lm=1,3d=1,3-70=91mm Khoảng cách giữa 2 ổ lăn lấy đường bằng khoảng cách giữa hai ổ lăn của trục 2 l3t=185mm Khoảng cách giữa bánh răng trục và ổ lăn phía có nối trục là L33=0,5(b3+B3)+k1+k2 B3:chiều rộng của ổ lăn trên trục 3 (dsơ bộ=70àB3=35) b3 :chiều rộng bánh răng 3.Theo phần thiết kế bánh răng trụàb3=72,6 k1:khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến thành trong của hộp chọn k1=10mm k2:khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp chọn k2=10mm l23=0,5(35+72,6)+10+10=73,8 khoảng cách từ khớp nối ổ lăn chính là phần cong xoắn của trục lc=o,5(lm+B3)+k3+ha lm: chiều dài moyơ nửa khớp nối. Với nối trục đàn hồi ta có:lm=(1,4á2,5)d=(1,4á2,5).70=98á175mm chọn lm=100mm k3 :khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay tới nắp ổ k3=10à20 chọn k3=15 hachiều cao nắp ổ và đầu bulông ha=15à20 chọn ha=16 lc=0,5(100+35)+15+16=98,5mm Phương trình cân bằng lực trong mặt phẳng xoz -Fxo+Ft4-Fx1-Fk=0 Fxo+Fx1=Ft4-Fk=7020,1-3363,5=3656,6N Phương trình mômenFxo.l31-Ft4.l33-Fk.lc=0 Fxo=(Ft4.l33+Fk.lc)/l31= = (7020,1.73,5 + 3363.98,5)/185 =4579,9 Fx1=3656,6-4579,9= -923,3N Phương trình cân bằng lực trong mặt phẳng yoz Fyo.-Ft4+Fy1=0 Fyo+Fy1=Ft4=2597,5N Phương trình mômen Do có lực dọc trục tại bánh răng trụ nên gây ra mômen tập trung tại điểm lắp bánh răng trụ M4 = Fa4.d4/2 = 909,7.403,2/2=183395,5 Nmm Fyo.l31-Ft.l33-M4 =0 Fy0=(l33.Fr+ M4 )/l31 =(73,5.2597,5+183395,5)/185 = 2023,3 N Fy1=2597,5-2023,3=574,2 N Phương trình mômen uốn trong mặt phẳng xoz Mx=-Fxo(z)+Ft4(z-l31+l33)-Fx1(z-l31) Mx=-4579,9.z+7020,1(z-111,5)+923,3(z-185) z=0 Mx=0 z=l31-l33=111,5 Mx=-510658,9 Nmm z=l31=185 Mx= -331304,2 Nmm Phương trình mômen uốn trong mặt phẳng yoz My= Fy0.z – M4 –Fr4(z-l31+l33) + Fy1.(z-l31) = 2023,3.z –183395,5 – 2595,7.(z-111,5) + 574,2.(z-185) z = 0 My= 0 z = 111,5- My=225598 Nmm z = 111,5+ My=42202,5 Nmm z = 185 My= 0 Tính tổng mômen uốn và mômen tương đương MA===558271,4 Nmm MtđA=== 1292006,8 Nmm MB===331304,2 Nmm MtđB===1211353,4 Nmm Đường kính trục tại các tiết diện tính theo công thức sau d = [s] ứng suất cho phép của thép chế tạo trục tra bảng 10.5 ta chọn [s]=63MPa Tại A có mômen tương đương lớn nhất dB===59mm Xác định các nđường kính trục sơ bộ chọn dổ =dsơ bô =70mm dkhớp= dổ-(2á5) = 65 á 68 mm Chọn dkhớp=65mm đường kính trục lắp bánh răng trụ dbrt =dổ+(2á5)mm=70+(2á5)mm=72á75 mm chọn dbrt=74mm đường kính trục giữa bánh răng trụ và ổ lăn d=dbrt+(5á10)mm d=75+(5á10)mm=80á85mm chọn d=82mm Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn S=³ [S] [S] Hệ số an toàn cho phép Thông thường [S] =1,5...2,5 Ssj Stj Hệ số an toàn chỉ xét riêng cho từng loại ứng suất Ssj = Stj s-1 t-1 Giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng s-1 = 0,436.sb= 0,436.600 = 216,6 MPa t-1 = 0,58. s-1 = 0,58.216,6= 151,7 MPa sa ta Biên độ ứng suất uốn và ứng suất xoắn trong tiết diện trục sm tm ứng suất uốn , ứng suất xoắn trung bình Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theochu kỳ đối xứng do đó smj = 0 saj = samaxj = Mj /wj Khi trục 1 quay ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó tmj = taj=tmax/2 =tj/2woj ys yt Hệ số ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi. Với thép Cacbon ta tra bảng có ys = 0,1 yt =0,05 Trên trục có hai tiết diện nguy hiểm đó là tiết diện lắp bánh răng trụ và tiết diện ở ổ lăn Trục bị yếu ở 2 tiết diện này là do có rãnh then là do lắp ghép có độ dôi. Kiểm nghiệm trên tiết diện trục có lắp bánh răng trục Trục bị yếu là do có rãnh then và lắp có độ dôi Tra bảng 9.1 ta có các kích thước của then như sau B=20 h=18 t1=11 t2=7,4 W= = = 33882,9 mm3 W0= ==73665,7 mm3 sa=smax=M/W=558271,4/33882,9=16,5 MPa τm=τa=0,5τmax=T/2W0 =9,1MPa xét ảnh hưởng của rãnh then với đường kính trục là 74 tra bảng 10.10 ta có được εs=0,65 ετ=0,72 Trị số Ks , Kτ với trục có rãnh then tra bảnh 10.12 Rãnh then được phay bằng dao phay ngón àKs=1,76 Kτ=1,54 Ks/ εs=1,76/0,65=2,7 , Kτ/ ετ = 1,54/0,72=2,14 xét ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi chọn kiểu lắp ghép H7/k6 tra theo bảng 10.11 Ks/ εs=2,03 Kτ/ ετ =2,52 ảnh hưởng của rãnh then lớn hơn ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi Ss = = =4,9 Stj = = 6,5 S ===3,9 S >[S]=1,5à2,5 ốtiết diện trục tại đó đạt yêu cầu Kiểm nghiệm tại tiết diện trục có lắp ổ lăn Trục bị yếu do lắp có độ dôi và có góc lượn w =pd3/32 =p.703/32 =33673,9 mm3 w0 = pd3/16= 67347,9 mm3 sa = samax = M /w =331304,2/33673,9=9,8 MPa tmA = taA=tmax/2 =tA/2woA= 1345419,2/(2.67347,9) = 10 MPa xét ảnh hưởng của lắp ghép có độ dôi chọn kiểu lắp ghép H7/k6 tra theo bảng 10.11 Ks/es = 2,52 Kt/et =2,03 Do để tránh sự tập trung ứng suất nên trên trục thường làm các góc lượn tại chỗ có chuyển tiếp kích thước nên ta phải kể đến ảnh hưởng của góc lượn Bảng 10.10 es= 0,66 et= 0,73 Bảng 10.13 Lấy bán kính góc lượn r= 4,2 Ks=1,85 Kt=1,4 Ks/es = 2,8 Kt/et= 1,9 Ss = St = = = S= = = 5,4 > [S] Vậy tiết diện trục tại đây đạt yêu cầu 4: Kiểm nghiệm then trên các trục Trong quá trình làm việc mối ghép then có thể bị hỏng do dập bề mặt làm việc ,ngoài ra then có thể bị hỏng do cắt. Do vậy để kiểm nghiệm then người ta kiểm nghiệm theo ứng suất dập và ứng suất cắt sd= Ê [sd ] tc= Ê [tc ] sd, tc: ứng suất dập và ứng suất cắt tính toàn d:đường kính trục T: mômen xoắn trên trục lt,b,h,t:kích thước của then [sd ]:ứng suất dập cho phép [tc ]:ứng suất cắt cho phép 1, kiểm nghiệm trên trục 1 Trên trục 1 có 2 tiết diện có sử dụng then đó là tiết diện lắp bánh đai và tiết diện lắp bánh răng côn nhỏ Xét đoạn trục lắp bánh đai có d=26mm T=100396Nmm kích thước của then b=8,h=7,t1=4 chiều dài moyơ bánh đai lm=39mm chiều rộng bánh đai tính toàn ở phần truyền động đaiđã lấy B=50mmàlấy chiều dài mayơ của bánh đai là lm=40mm chiều dài then lt=(0,8á0,9)lm=(0,8á0,9)40=(32á36)mm chọn lt=36 chọn ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 ta có do va đập vừa nên chọn [δd]=75MPa [τc]ứng suất cắt cho phép do chịu tải trọng va đập vừa nên chọn[τc]=(30á45)MPa chọn [τc]=35MPa sd= = =71,5 MPa δd < [δd] nên then đạt yêu cầu về bền dặp τc= == 27,58 MPa τc <[τc]nên then đạt yêu cầu về bền cắt Vậy then tại tiết diện trục lắp bánh đai thoả mãn yêu cầu bền xét đoạn trục lắp bánh răng côn nhỏ có d=26mm,T=100396Nmm kích thước then b=8, h=7 , t1=4 chiều dài moyơ bánh răng côn lmbrc=(0,8à0,9)42=33,6à37,8 chọn lt=36 Các thông số giống với các thông số của then lắp trên bánh đai do đó then tại tiết diện này cũng đạt yêu cầu vậy then trên trục 1 đạt điều kiện bền 2> kiểm nghiệm then trên trục 2 trên trục 2 có 2 tiết diện sử dụng then đó là tiết diện lắp bánh răng côn lớn và tiết diện lắp bánh răng trụ nhỏ Xét đoạn trục có lắp bánh răng côn nhỏ d=44mmT=283155,8Nmm kích thước của then b=12 , h=11, t1=5,5 chiều dài moyơ bánh răng côn lmbrc=56 chiều dài then lt=(0,8á0,9)lmbrc=(0,8á0,9)56=44,8á50,4 chọn lt=50 sd= = =46,8 MPa δd < [δd] nên then đạt yêu cầu về bền dập τc= == 21,45 τc <[τc]nên then đạt yêu cầu về bền cắt xét đoạn trục có bánh răng trụ d=44mm , T=283155,8Nmm kích thước then b=12, h=11, t1=5,5 chiều dài moyơ bánh răng trụ lmbrt=72,6 chiều dài then lt=(0,8á0,9)lmbrt=(58,1á65,3) lấy lt=60 mm sd= = =39 MPa δd < [δd] nên then đạt yêu cầu về bền dập τc= == 17,9 MPa τc <[τc]nên then đạt yêu cầu về bền cắt Vậy then trên trục 2 đạt điều kiện an toàn 3>kiểm nghiệm trên trục 3 trên trục 3 có 2 chi tiết sử dụng then đó là tiết diện lắp bánh răng trụ lớn và tiết diện lắp có nối trục đàn hồi xét đoạn trục lắp bánh răng trụ lớn có d=74 ,T=1345419,2Nmm kích thước then b=20,h=18,t1=11 chiều dài mayơ bánh răng trụ là lm=100 mm chiều dài then lt=(0,8á0,9)lm=(0,8á0,9)100=80á90 Chọn chiều dài then lt= 80 mm sd= = =64,9 MPa δd < [δd] nên then đạt yêu cầu về bền dập τc= == 22,70 MPa τc <[τc]nên then đạt yêu cầu về bền cắt Xét đoạn trục có nối trục đàn hồi d=66mm , T=1345419,2 kích thước của then b=20 ,h=18 ,t1=11 chiều dài moyơ khớp rồi lm=100 chiều dài then lt=(0,8 á0,9)lm=(0,8á0,9)100=80á90 chọn lt=90 sd= = =64,7 MPa δd < [δd] nên then đạt yêu cầu về bền dập τc= == 22,65 MPa τc <[τc]nên then đạt yêu cầu về bền cắt Vậy then trên trục 3 đạt điều kiện bền 5: Chọn ổ lăn Trục 1 Phản lực tại các ổ Lực dọc trục Fat = 695,06N Đường kính ổ dổ = 30 mm; Số vòng quay n= 347,2v/ph Thời gian làm việc lh = 21000h; Chọn sơ đồ ổ S1 S2 Fr1 Fat Fr2 Tải trọng lực dọc trục Fa tương đối nhỏ so với tải trọng hướng tâm Fat/Fr = 695,06/2715,6 = 0,255<0,3 nhưng do yêu cầu cao về độ cứng của ổ, đảm bảo cố định chính xác vị trí chi tiết quay trên trục theo phương dọc trục nên ta vẫn chọn ổ đũa côn Chọn sơ bộ ổ bảng P2.11 Thiết kế HTDĐ ta có các số liệu về ổ như sau: Chọn ổ đũa côn cỡ trung có Kí hiệu ổ 7306 Đường kính ổ dổ = 30 mm Góc tiếp xúc a = 13,5° Khả năng tải tĩnh C0 = 29,9kN Khả năng tải động Cbảng = 40,0 kN Hệ số e = 1,5tga = 1,5tg13,5° = 0,36 Tính tải trọng hướng tâm Với ổ đũa côn P = (XVFr + YFa) Kđ.Kt V - Hệ số phụ thuộc vòng ổ quay. Với vòng trong quay V =1 Kđ - Hệ số tải trọng động tra bảng 17.2/102 Ctiết máy2. TH va đập vừa lấy Kđ = 1,5 Kt - Hệ số xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Với t<125° lấy Kt = 1 X,Y - Hệ số tải trọng hướng tâm và tải trọng dọc trục Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên các ổ S1= 0,83eFr1= 0,83.0,36.162,7 = 48,6N S2= 0,83eFr2= 0,83.0,36.2715,6 = 811,4N Xác định lực dọc trục tổng Do đó lấy Do đó lấy Xác định X,Y Xét ổ 1 X = 0,4; Y = 0,4cotga= 0,4cotg13,5°=1,67 P1 = (XVFr1 + YFa1) Kđ.Kt = (0,4.162,7+1,67.1506,46).1,5 = 3871,3N Xét ổ 2 X = 1; Y = 0 P2 = (XVFr2 + YFa2) Kđ.Kt =2715,6.1,5 = 4073,4N P1<P2 do đó xét theo P2=4073,4 N Kiểm nghiệm theo khả năng tải động L - Tuổi thọ; P - Tải trọng Cần tính và so sánh với Cbảng = 40000 N Tải trọng để kiểm nghiệm ta dùng tải trọng tại ổ 2 đó là P2=4073,4 N Tải trọng là tải trọng thay đổi nên ta tính hệ số chế độ tải trọng KHE Chế độ tải trọng của hệ thống là chế độ tải trọng va đập vừa nên tra bảng ta có KHE=0,25 Ta tính số giờ làm việc tương đương LhE=0,25.21000=5250 h LE=60.n.10-6.LhE=60.347,2.10-6.5250=109,368 triệu vòng C=P.L1/q Với ổ đũa côn ta có q=10/3 C= 4073,4.109,3683/10=16658N <Cbảng= 40000 N Tính tải trọng tĩnh tương đương P0 Và kiểm tra điều kiện P0<C0 Tra bảng 17.4 CTM2 ta có X0=0,5 Y0=0,22.cotga =0,22.cotg13,5=0,91 Hệ số quá tải Kqt= 2 P0=X0.Fr+ Y0.Fa=0,5.2715,6 + 0,91.695,06 = 1990,3 N P0 < C0 = 29900N Như vậy ta chọn ổ lăn như sau Kí hiệu 7306 d=30mm D=72 mm D1= 58mm d1= 50,6mm B = 19mm C1= 17mm T = 20,75 mm r = 2,0 mm r1= 0,8 mm a = 13,5° C =40 kN C0 =29,9kN Trục 2 Phản lực tại các ổ Lực dọc trục Fat2 = 803,1N Lực dọc trục Fat3 = 909,7N Đường kính ổ dổ = 40 mm; Số vòng quay n= 115,7 v/ph; Thời gian làm việc Lh = 21000h; Chọn sơ đồ ổ S1 S2 Fatt Fat2 Fat3 Fr1 Fr2 Lực dọc trục tổng Fatt = Fat3 - Fat2 =909,7 – 803,1 = 106,6N Fatt/Fr2 = 106,6/6005,6 = 0,02<0,3 nhưng do yêu cầu cao về độ cứng của ổ,đảm bảo cố định chính xác vị trí chi tiết quay trên trục theo phương dọc trục nên ta vẫn chọn ổ đũa côn. Chọn sơ bộ ổ bảng P2.11 Thiết kế HTDĐ ta có các số liệu về ổ như sau: Chọn ổ đũa côn cỡ trung có Kí hiệu ổ 7308 Đường kính ổ dổ = 40 mm Góc tiếp xúc a = 10,50° Khả năng tải tĩnh C0 = 46,0 kN Khả năng tải động Cbảng = 61,0kN Hệ số e = 1,5tga = 1,5tg10,50° = 0,28 Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên các ổ S1= 0,83eFr1= 0,83.0,28.3637,8 =845,4N S2= 0,83eFr2= 0,83.0,28.6005,6=1395,7N Xác định lực dọc trục tổng Do đó lấy ồ Fa1=S2- Fatt = 1395,7 – 106,6 = 1289,1 > S1 Do đó lấy Fa1=1289,1 N Xác định X,Y Xét ổ 1 X = 1; Y = 0 P1 = (XVFr1 + YFa1) Kđ.Kt = 3637,8.1,2= 4365,36N Xét ổ 2 X = 1; Y = 0 P2 = (XVFr2 + YFa2) Kđ.Kt = 6005,6.1,2 = 7206,72N P1<P2 do đó xét theo P2= 7206,72N Kiểm nghiệm theo khả năng tải động L - Tuổi thọ; P - Tải trọng Cần tính và so sánh với Cbảng = 61000 N Tải trọng để kiểm nghiệm ta dùng tải trọng tại ổ 2 đó là P2=7206,72 N Tải trọng là tải trọng thay đổi nên ta tính hệ số chế độ tải trọng KHE Chế độ tải trọng của hệ thống là chế độ tải trọng va đập vừa nên tra bảng ta có KHE=0,25 Ta tính số giờ làm việc tương đương LhE=0,25.21000=5250 h LE=60.n.10-6.LhE=60.347,2.10-6.5250=109,368 triệu vòng C=P.L1/q Với ổ đũa côn ta có q=10/3 C= 7206,72.109,3683/10=29471,67N <Cbảng= 61000 N Tính tải trọng tĩnh tương đương P0 Và kiểm tra điều kiện P0<C0 Tra bảng 17.4 CTM2 ta có X0=0,5 Y0=0,22.cotga =0,22.cotg10,5=1,19 Hệ số quá tải Kqt= 2 P0=X0.Fr+ Y0.Fa=0,5.6005,6 + 1,19.952 = 4135,68 N P0 < C0 = 46000N Như vậy ta chọn ổ lăn như sau Kí hiệu 7308 d=40mm D=90 mm D1= 74,5mm d1= 62,5mm B = 23mm C1= 20mm T = 25,25mm r = 2,5 mm r1= 0,8 mm a = 10,5° C =61kN C0 =46kN Trục 3 Phản lực tại các ổ Lực dọc trục Fat = 909,7N Đường kính ổ dổ = 70 mm; Số vòng quay n= 23,14 v/ph; Thời gian làm việc Lh = 21000h; Chọn sơ đồ ổ S1 S2 Fat Fr1 Fr2 Lực dọc trục tổng Fat = 909,7N Fat/Fr2 = 909,7/4330,6 = 0,21 < 0,3 nhưng do yêu cầu cao về độ cứng của ổ,đảm bảo cố định chính xác vị trí chi tiết quay trên trục theo phương dọc trục nên ta vẫn chọn ổ đũa côn. Chọn sơ bộ ổ bảng P2.11 Thiết kế HTDĐ ta có các số liệu về ổ như sau: Chọn ổ đũa côn cỡ trung có Kí hiệu ổ 7314 Đường kính ổ dổ = 70 mm Góc tiếp xúc a = 11,67° Khả năng tải tĩnh C0 = 137,0 kN Khả năng tải động Cbảng = 168,kN Hệ số e = 1,5tga = 1,5tg11,67° = 0,31 Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra trên các ổ S1= 0,83eFr1= 0,83.0,31.4694,7 = 1207,9N S2= 0,83eFr2= 0,83.0,31.1817,5 = 467,6N Xác định lực dọc trục tổng Do đó lấy Fa1=1377,3 N < S2 =467,6 Do đó lấy Fa2=S2=467,6N Xác định X,Y Xét ổ 1 Fa1/VFr1=1377,3/4694,7=0,29 < e = 0,31 Do đó X = 1 Y=0 P1 = (XVFr1 + YFa1) Kđ.Kt = 1.4694,7.1,2= 5633,64N Xét ổ 2 X = 1; Y = 0 P2 = (XVFr2 + YFa2) Kđ.Kt = 1817,5.1,2 = 2181N P1>P2 do đó xét theo P1 = 5633,64N Kiểm nghiệm theo khả năng tải động L - Tuổi thọ; P - Tải trọng Cần tính và so sánh với Cbảng =168000 N Tải trọng để kiểm nghiệm ta dùng tải trọng tại ổ 2 đó là P1=5633,64 N Tải trọng là tải trọng thay đổi nên ta tính hệ số chế độ tải trọng KHE Chế độ tải trọng của hệ thống là chế độ tải trọng va đập vừa nên tra bảng ta có KHE=0,25 Ta tính số giờ làm việc tương đương LhE=0,25.21000=5250 h LE=60.n.10-6.LhE=60.347,2.10-6.5250=109,368 triệu vòng C=P.L1/q Với ổ đũa côn ta có q=10/3 C= 5633,64.109,3683/10=23038,6N <Cbảng= 168000 N Tính tải trọng tĩnh tương đương P0 Và kiểm tra điều kiện P0<C0 Tra bảng 17.4 CTM2 ta có X0=0,5 Y0=0,22.cotga =0,22.cotg11,67=1,065 Hệ số quá tải Kqt= 2 P0=X0.Fr+ Y0.Fa=0,5.4694,7 + 1,065.1377,3 = 3814,2 N P0 < C0 =137000N Như vậy ta chọn ổ lăn như sau Kí hiệu 7314 d=70mm D=150mm D1= 126mm d1= 104,5mm B = 35mm C1= 30mm T = 38 mm r = 3,5 mm r1= 1,2 mm a = 11,67° C =137 kN C0 =168kN phần4 : Thiết kế kết cấu Kết cấu trục và Kích thước rãnh then Bán kính góc lượn và chiều dài phần vát phần trục lắp chi tiết Trục 1 Đường kính trục Bán kính góc lượn Đường kính trục Độ vát của các phần trục r r1 = S c a a 30 1,5 2 35 2 2 30° 26 1,5 2 Trục 2 Đường kính trục Bán kính góc lượn Đường kính trục Độ vát của các phần trục r r1 = S c a a 40 2 2,5 50 2,5 3 30° 44 2 2,5 Trục 3 Đường kính trục Bán kính góc lượn Đường kính trục Độ vát của các phần trục r r1 = S c a a 70 2,5 2,5 82 3 3 30° 74 2,5 2,5 Kích thước rãnh then Then bằng phay bằng dao phay ngón Trục Đường kính trục Kích thước tiết diện then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn của rãnh r b h Trên trục t1 Trên lỗ t2 Nhỏ nhất Lớn nhất 1 26 8 7 4 2,8 0,16 0,25 2 44 12 11 5,5 4,4 0,25 0,4 3 74 20 18 11 7,4 0,4 0,6 66 20 18 11 7,4 0,4 0,6 Các chi tiết truyền động Kết cấu bánh răng Bánh răng thường gồm 3 phần: vành răng, mayơ và đĩa nan hoa nối liền mayơ và vành răng Bánh răng côn Vành răng: d = (2,5ữ3)mte = (2,5ữ3).3 = 7,5ữ9mm. Lấy d =8 Mayơ: Chiều dài mayơ lm Bánh côn nhỏ lm1= (1,2ữ1,4).26=(1,2ữ1,4).26 =31,2 ữ41,6. Không phù hợp với chiều rộng bánh răng b = 45,06 mm, Lấy lm1 = 45 mm Bánh côn lớn lm2 = (1,2ữ1,4)d = (1,2ữ1,4).44 = 52,8ữ61,6. Lấy lm2 = 56 mm Đường kính ngoài dm =(1,5ữ1,8)d =(1,5ữ1,8).44 = 66ữ79,2.Lấy dm = 74mm Đĩa, mayơ: Chiều dày đĩa C = (0,3ữ0,35)b = (0,3ữ0,35)45=13,5ữ15,75 Lấy C =15 mm Đường kính lỗ d0 = 12ữ15 mm. Lấy d0 = 15 mm Bánh răng trụ Vành răng: d = (2,5ữ4)m = (2,5ữ4).3 = 7,5ữ12mm Mayơ: Chiều dài mayơ lm Bánh trụ nhỏ lm3= 72,6 mm Bánh trụ lớn lm4 = (1,2ữ1,5)d = (1,2ữ1,5).74 = 88,8ữ111 mm. Lấy lm4 = 100 mm, để đảm bảo độ bền rãnh then Đường kính ngoài dm =(1,5ữ1,8)d =(1,5ữ1,8).74 = 111ữ133,2 mm Lấy dm=120 mm Đĩa, mayơ:Chiều dày đĩa C = (0,2ữ0,3)b = (0,2ữ0,3).72,6=14,52ữ 21,756mm. LấyC=18mm Đường kính lỗ d0 = 12ữ15 mm Kết cấu bánh đai Bánh đai làm bằng gang( gang xám GX15-32) khi tốc độ v đến 30 m/s (v=11,9m/s) Bánh đai nhỏ Chiều rộng bánh đai - B = 50 mm Chiều cao phần lồi - h = 1,0 mm Đường kính bánh đai - D1 = 180 mm Chiều dày vành: d= 0,005D+3 = 0,005.180+3 = 3,9mm C = d + 0,02B =3,9+0,02.50 =