thiết kế chi tiết dạng trục của hộp giảm tốc, chương 8 pps

Chng 8: Chọn then và tính mối ghép
then
Với then lắp trên đoạn trục lắp bánh răng: d
3
= 50 mm, ta chọn
then bằng, có các kích th-ớc nh- sau:
b = 14 mm, h =9 mm , t
1
=5,5 mm,
Với then lắp trên đoạn trục lắp đĩa xích đ-ờng kính trục d
32
=
50 mm. Dựa vào bảng 9.1a, ta chọn then bằng, có các kích th-ớc
nh- sau:
b = 12 mm, h = 8 mm, t
1
= 5 mm,
Chiều dài then tại tiết diện lắp bánh răng : l
t1
= (0,8 0,9) .l
m33
=
50 mm
Chiều dài then tại tiết diện lắp đĩa xích : l
t2
= (0,8 0,9).l
m32
=
0,8.60 = 50 mm
Với tải trọng va đập vừa, dạng lắp cố định, tra bảng 9.5, ta có ứng
suất dập cho phép của then : [

] = 50 MPa
Kiểm nghiệm độ bền dập của then :
Theo (9.1),ta có ứng suất dập của then lắp trên trục đĩa xích:

64
)58.(50.40
192825.2
)th.(l.d
T.2
11t
3
1d




MPa
Vậy :
> [
d
] bố trí hai then đối xứng (cách nhau 180
0
). Khi
đó ứng suất dập của một then là

d
= 0,75 . = 0,75 .64 = 48 MPa
< [

d

] ,thoả mãn.
Theo (9.1),ta có ứng suất dập của then lắp trên trục lắp bánh răng :

44
)5,59.(50.50
192825.2
)th.(l.d
T.2
12t
3
2d




MPa
nh- vậy

d
< [] ,thoả mãn
b) Kiểm nghiệm độ bền cắt của then :
Theo ( 9.2) :
16
12.50.40
192825.2
b.l.d
T.2
1t
3
1c

MPa

2,12
14.45.50
192825.2
b.l.d
T.2
2t
3
2c
MPa
Với tải trọng va đập vừa : [
] = 20 . . 30 MPa
Nh- vậy:
< [] đối với cả hai then.
Kết luận: mối ghép then thoả mãn cả điều kiện dập và điều kiện
cắt, do đó then làm việc đủ bền.
IV.chọn và tính toán ổ lăn
1.Chọn và tính ổ lăn cho trục 1:
a.chon loại ổ:
Tải trọng h-ớng tâm ở hai ổ :
F
r0
= 7,331230349RR
222
z0
2
x0
N
F

r1
=
17146041604RR
222
z1
2
x1

N
Tải trọng dọc trục F
a1
=88 N
Do yêu cầu độ cứng cao, đảm bảo độ chích xác giữa vị trí trục
và bánh răng côn, chọn ổ đũa côn 1 dãy. Tra tra bảng P.2.11, dựa
vào đ-ờng kính ngõng trục d = 30 mm,ta chọn: sơ bộ ổ đũa côn cỡ
trung có kí hiệu
7306:
ổ có các thông số cơ bản sau: C = 40kN; C
0
= 29,9kN, = 13,50
0

Sơ đồ bố trí ổ :
0
1
F
r0
F
a2
F

s0
F
s1
F
r1
+ Tính ổ theo khả năng tải động :
C
d
=Q.
m
L
Trong đó :
m :là bậc của đ-ờng cong ; m = 10/3
L:tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay,
L = 60.n
1
10
-6
.L
h
= 60.1420.10
-6
.16000 = 1363,2(triệu vòng)
Q: là tải trọng động : Q
i
= (X
i
VF
ri
+ Y

i
.F
ai
)K
t
.K
đ
F
r
,Fa: là tải trọng dọc trục và tải trọng h-ớng tâm .
V: hệ số kể đến vòng quay, vòng trong quay : V = 1 .
K
t
: hệ số kể đến ảnh h-ởng của nhiệt độ, lấy K
t
= 1 (vì t
0
< 125
0
)
K
đ
: hệ số tải trọng động, tra bảng 11.3, tải trọng êm lấy K
đ
= 1,1
X: hệ số tải trọng h-ớng tâm
Y: hệ số tải trọng dọc trục
Ta có:
e = 1,5.tg
= 1,5 .tg13,50

0
=0,36
F
s1
=0,83.e.F
r1
= 0,83.0,36.1714=512 N
F
s0
=0,83.e.F
r0
= 0,83.0,36 .331,7=99 N


N61199512FFF
at1s0a
F
a0
>F
s0
F
ao
= 611 N


N118899FFF
at0s1a
F
a1
< F

s1
F
a
= 512 N
Ta có :
i.F
a0
/F
r0
=611/331= 1,85 > e = 0,36
X
1
=0,4,Y
1
= 0,4.cotg13
0
50=1,67 ;
Q
0
= (X
0
VF
r0
+ Y
0
.F
a0
)K
t
.K

đ
= (1.1.331,7
+1,67.611).1.1,1 =1487 N
i.F
a1
/F
r1
= 512/1714 = 0,3 < e = 0,36

X
1
=1,Y
1
=0 ;
Q
1
= (X
1
.VF
r1
+ Y
1
.F
a1
)K
t
.K
đ
= (1.1.1714+0).1.1,1 = 1885 N
Vậy : Q

1
> Q
0
do đó chỉ tính cho ổ 1:
Q = Q
1
=1919,7 N
C
d
= N164341363.1885
3/10
< C = 40kN
ổ thoả mãn khả năng tải động.
+ kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh:
C
0
Q
t
: là khả năng tải tĩnh của ổ.
Theo (11.19):Q
1
=X
0
.R
1
+ Y
0
.F
a0
Tra bảng 11.6, ta có : X

0
=0,5 ;Y
0
= 0,22.cotg = 0,916 .

Q
0
= 0,5. 1714 + 0,916. 611 = 1416,7 N
Q
1
= F
r1
= 1714 N

Q
t
= Q
1
= 1714 N < C
0
=29,9 KN.
Vậy ổ thoả mãn về khả năng tải tĩnh.
Tổng kết :
ổ kí hiệu 7306, có : d =30 mm D = 72 mm
D
1
=58 mm d
1
=50,6 mm B = 19 mm
C

1
=17 mm
2 . Chọn và tính ổ lăn cho trục 2 (trung gian)
a. Chọn loại ổ
Tải trọng h-ớng tâm ở hai ổ:
F
r0
= 35015350RR
222
20y
2
20x
N
F
r1
= 16257441445RR
222
21y
2
21x
N
Lực dọc trục : F
a2
= 373,8 N khá nhỏ so với lực h-ớng tâm;
F
a2
/F
r0
= 0,22
nh-ng do tải trọng khá lớn và yêu cầu nâng cao độ cứng nên ta

chọn ổ đũa côn và bố trí các ổ nh- hình vẽ :
0
1
F
r0
F
a2
F
s0
F
s1
F
r1
Với đ-ờng kính các ngõng trục 0 và 1 là d = 35 mm, theo bảng
P2.11,Phụ lục :
Chọn sơ bộ ổ cỡ trung ký hiệu
7306 có :
C = 40 kN, C
0
= 29,9kN, = 13,50
0
+Tính kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ:
Theo bảng 11.4, với ổ đũa đỡ chặn : e = 1,5.tg
= 1,5.tg(13,50
0
) =
0,36.
Theo (11.7) lực dọc trục do lực h-ớng tâm sinh ra trên ổ :
F
s0

= 0,83.e.F
r 0
= 0,83.0,36.350 = 104,6 N
F
s1
= 0,83.e.F
r 1
= 0,83.0,36.1625 = 485,6 N
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí đã chọn ta có :

F
a0
= F
s1
+ F
at
= 485,6 + 373,8 = 859,4 N > F
s0
do đó F
a0
= 859,4 N

F
a1
= F
s0
- F
at
= 104,6 373,8 = - 269,2 <
F

s1
do đó F
a1
= F
s1
= 485,6 N
- Xác định X và Y:
xét tỷ số : i.F
a0
/F
r0
= 859,4/ 350 = 2,46 > e
do đó theo bảng 11.4 ta có : X
0
= 0,4 , Y
0
= 0,4.cotg =1,62
xét tỷ số : i.F
â1
/F
r1
= 485,6/ 1625 = 0,3 < e
do đó X
1
= 1, Y
1
= 0.
- Tải trọng quy -ớc trên các ổ 0 và 1 :
Theo công thức 11.3 :
Q

i
= (XVF
ri
+ YF
ai
)K
t
.K
đ
.
Trong đó: F
a,
F
r
: tải trọng dọc trục và h-ớng tâm tại các ổ 0 và 1.
V: hệ số kể đến vòng nào quay, ở đây vòng trong quay
nên V = 1.
K
t
: hệ số kể đến ảnh h-ởng của nhiệt độ, lấy K
t
= 1 (vì t
0
< 100).
K
đ
: hệ số tải trọng động, tra bảng 11.3, tải trọng êm K
đ
=
1,1

Q
0
= (X
0
VF
r0
+ Y
0
.F
a0
)K
t
.K
đ
= (0,4.1.350 +
1,62.859).1.1,1= 1685 N
Q
1
= (X
1
.VF
r1
+ Y
1
.F
a1
)K
t
.K
đ

=(1.1.1625 + 0).1.1,1 = 1788
N
Nh- vậy chỉ cần tính cho ổ 1 là ổ chịu lực lớn hơn.
- Tải trọng t-ơng đ-ơng :
Q
E
= Q
E1
=
m
h
h
m
h
h
m
m
i
i
m
i
L
L
Q
Q
L
L
Q
Q
Q

L
LQ
2
0
1
1
0
0
0

.

trong đó với ổ đũa m = 10/3, L
hi
xem trên sơ đồ tải trọng.
Q
E
=1788.







3,0
3/10
8
3
.8,0
8
5
1647 N
- Khả năng tải động của ổ :
Theo 11.1 ta có : C
d
= Q
E
.L
0,3
Trong đó L = 60.n
2

10
-6
L
h
= 60.334.10
-6
.16000 =
320,64 triệu vòng
C
d
= 1,647.(330,6)
0,3
= 9,4 kN < C = 40 kN
Nh- vậy ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động .
+ Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh :
Theo bảng 11.6 với ổ đũa côn, một dãy:
X
0
= 0,5 ;
Y
0
= 0,22.cotg = 0,22.cotg13,50
0
= 0,91
Theo công thức (11.19), khả năng tải tĩnh:
Q
t
= X
0
.F

r
+ Y
0
.F
a
= 0,5.350 + 0,91.859 = 957 N < F
r1
= 1625 N
Nh- vậy Q
t
= 1625 N << C
0
= 29,9 KN .
Do đó ổ đảm bảo khả năng tải tĩnh .
Tổng kết:
Đ-ờng kính ngõng trục là 30 mm
Loại ổ: ổ đũa côn một dãy.

Kí hiệu:7306, cỡ trung,với các thông số nh- sau :
Đ-ờng kính vòng trong d = 30 mm
Đ-ờng kính vòng ngoài D = 72 mm
Khả năng tải động C = 40 kN
Khả năng tải tĩnh C
0
= 29,9 kN
Góc tiếp xúc
= 13,50
0
Chiều rộng ổ B = 19 mm
3.tính chọn ổ lăn cho trục ra :

Tải trọng h-ớng tâm ở hai ổ :
F
r0
= 352030871690RR
222
y0
2
x0
N
F
r1
= 244021481160RR
222
y1
2
x1
N
Lực dọc trục F
at
= 0 .
Tra bảng P 2.11, với đ-ờng kính ngõng trục là :d = 45 mm .
Chọn
ổ bi 1 dãycỡ trung kí hiệu : 309
Kích th-ớc ổ : D = 100 mm B = 25 mm r = 2,5 mm
đ-ờng kính bi =17,46 mm C= 37,8 KN C
0
=21,7
KN
(ổ bi trên trục ra của hộp giảm tốc ta lấy theo tính toán sơ bộ)