Thiết kế bộ máy di chuyển xe con mang hàng của cầu trục điện

Ket-noi.com kho ti liu min phớ

.
Lời nói đầu.
Ngày nay, máy xây dựng đợc sử dụng phổ biến trong xây dựng
nói chung và đặc biệt là các ngành giao thông vận tải, xây dựng,
thuỷ lợi. Máy xây dựng hiện có ở nớc ta rất đa dạng về chủng loại,
phong phú về mẫu mã của nhiều nớc trên thế giới.Trong các loại máy
xây dựng hiện nay, máy nâng_vận chuyển chiếm một tỷ lệ lớn và
đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Một trong những yêu cầu cần
thiết của một ngời sinh viên MXD khi ra trờng là phải hiểu rõ đợc
nguyên lý, cấu tạo của các thiết bị máy cũng nh các chi tiết cấu tạo
nên bộ máy đó. Để nắm vững đợc lý thuyết và thực hành ngời sinh
viên phải hoàn thành tốt các bài thiết kế môn học. Bài thiết kế môn
học máy nâng_vận chuyển cũng giúp cho các sinh viên trong ngành
MXD hiểu rõ hơn về nguyên tắc hoạt động của các cụm chi tiết cấu
tạo nên bộ máy và nguyên lý hoạt động của cụm chi tiết đó. Vì trình
độ có hạn nên bài làm sẽ không tránh khỏi những thiếu xót, mong
thầy xem xét và chỉ dạy.

1


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Đề bài: Thiết kế bộ máy di chuyển xe con mang hàng của cầu trục
điện.Các thông số cơ bản sau:
Tải trọng nâng Q (tấn)
Trọng lợng xe con (tấn)

:

:

Vận tốc di chuyển (m/ph)
Chế độ làm việc

50

12
:

90
:

nhẹ

Trọng tâm của xe coi nh ở giữa xe.
Yêu cầu:
Thuyết minh từ 15 - 20 trang.
Thuyết minh cấu tạo, nguyên lý làm việc, phạm vi sử dụng của
cầu trục.
Thuyết minh thiết kế tổng thể của bộ máy.
Thuyết minh thiết kế một số chi tiết chính.
Bản vẽ:
Bản vẽ lắp cụm xe con.
Bản vẽ chi tiết trong bộ di chuyển.

2


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Chơng I: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động.Phạm vi sử
dụng của cầu trục điện.
I.

Phạm vi sử dụng:
Cầu trục là loại máy trục có kết cấu giống nh chiếc cầu lăn trên
đờng ray chuyên dùng, nên nó đợc gọi là cầu lăn. Nó đợc sử dụng rất
phổ biến trong các ngành kinh tế và quốc phòng để nâng_vận
chuyển vật nặng trong các phân xởng và nhà kho; cũng có thể dùng
để xếp dỡ hàng hoá. Cầu trục đợc trang bị móc câu, cơ cấu nam
châm điện, hoặc gầu ngoặm tuỳ Theo dạng và tính chất của vật
nâng. Theo dạng kết cấu thép của cầu trục ngời ta phân loại thành:
Cầu trục 1 dầm và cầu trục 2 dầm.
Các bộ máy của cầu trục có thể đợc dẫn động bằng tay hoặc
bằng động cơ điện dùng mạng điện công nghiệp. Cầu trục đợc
điều khiển bằng ngời lái chuyên nghiệp từ trong cabin treo ở đầu
cầu lăn.Trờng hợp dùng palăng điện làm cơ cấu nâng thì có thể đợc
điều khiển từ mặt nền qua hộp nút ấn điều khiển, ở trờng hợp này
không cần ngời lái chuyên nghiệp.

II.

Cấu tạo:
1. Động cơ.
3


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

2. Trục truyền động.
3. Khớp nối.
4. Hộp giảm tốc.
5. Bánh xe di chuyển cầu trục.
6. Dầm chính.
7. Hệ di chuyển palăng điện.
8. Palăng điện.
9. Cabin điểu khiển.
10.

Bộ cấp điện lới ba pha.

Chơng II : Lựa chọn và tính toán các bộ phận của
cơ cấu di chuyển xe con mang hàng
của cầu trục điện.
I. Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe:
Cấu tạo:

4

1
5

4


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

2
1. Động cơ.

2. Hộp giảm tốc.

3

Hình 2. Sơ đồ cơ cấu di
chuyển xe.

3. Bánh xe
4. Khớp nối.
5. Phanh.

Nguyên lý làm việc:
Bánh xe 3 đợc kẹp chặt trên trục đặt qua các hộp trục. Trục của
bánh xe đợc nối với trục ra của hộp giảm tốc 2 bằng các khớp nối 4,
không hoặc có qua đoạn trục nối giữa. Loại khớp nối thờng dùng ở
đây là khớp nối răng. Trục vào của hộp giảm tốc đợc nối với động cơ
1 bằng khớp nối, nửa khớp nối bên phía hộp giảm tốc sử dụnglàm bánh
phanh cho phanh 5. Nh vậy, các bộ phận của cơ cấu đợc chế tạo riêng
thành từng cụm, tiện lợi cho chế tạo và lắp ráp. Bộ truyền đợc thực
hiện dới dạng hộp qiảm tốc đặt thẳng đứng đợc che kín để tránh
bụi bẩn.
Các thông số cơ bản của cầu trục là: sức nâng tải Q, khẩu độ L,
chiều cao nâng H, vận tốc làm việccủa các bộ máy và chế độ làm
việc của cầu trục.
II. Thiết kế bánh xe và ray:

5


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Chọn bánh xe theo bảng 9_4 (trang192_Tính toán máy trục), ta
có: Q = 50(tấn) Đờng kính bánh xe chọn sơ bộ Dbx = 500(mm) và
đờng kính ngỗng trục d = 100(mm).
Theo kích thớc của bánh xe chọn thép góc: 80 x 80
- Tải trọng tác dụng lên bánh xe :
Tải trọng tác dụng lên bánh xe bao gồm tải trọng nâng hàng Q =
50(tấn) = 500.000(N) và trọng lợng xe con G = 12(tấn) = 120.000(N).
Do trọng tâm nằm ở giữa xe nên tải trọng khi không có vật nâng đợc
phân bố đều trên 4 bánh xe.
Khi không có vật nâng thì bánh xe chịa tải trọng nhỏ nhất là:

Pmin

G 120.000

30.000( N )
4
4

Khi có vật nâng thì tải trọng tác dụng lên bánh xe sẽ không phân
bố đều.Tổng tải trọng do trọng lợng tác dụng lên bánh dẫn là:

1298
1298
PD Q
500.000
288.444,45( N )
2250
2250

B



A

Q

80

6


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

D

C
Hình 4:Sơ đồ tính sức bền
bánh xe

Sơ đồ để xác định tải
trọng lên các bánh xe

Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh B là:

1090
1090
PB PD

288.444,45
221.411,58( N )
1420
1420
Vậy tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe(bánh B) là:

Pmax 30.000 221.411,58 251.411,58( N )
Tải trọng thực tế tác dụng lên bánh xe là:

Pbx k bx Pmax

trong đó:
Pbx : Tải trọng lớn nhất có thể xuất hiện đối với bánh xe.
: Hệ số tính đến sự thay đổi của tải trọng. Chọn = 0,8(hoặc
0,71)(theo bảng 3.13_trang 74, Tính toán máy trục).
Kbx: Hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu. Chọn K bx =
1,1(bảng 3.12_trang74, Tính toán máy trục).
Pmax 0,72 1,1 251.411,58 199.118 ( N )

Vật liệu làm bánh xe đợc chế tạo bằng thép 45 đúc, để đảm bảo
cho vành bánh xe không bị mòn thì cần phải tôi thép đảm bảo cho
độ cứng HB = 300 400 và ứng suất dập cho phép [] =
750(N/mm2).
Kiểm tra vành bánh xe theo ứng suất dập cục bộ:

d 0,418

Pmax E
d
b r

7


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

trong đó:
Pmax: tải trọng tính toán lớn nhất tác dụng lên bánh xe, N.
b, r: chiều rộng mặt làm việc và bán kính bánh xe, mm.
E: môđun đàn hồi tơng đơng, N/mm2, bánh xe làm bằng thép
nên E = 2,1.105 N/mm2. 199.118 2.1 105

d 0,418

80 250

604( N / mm 2 )

Nh vậy, ứng suất dập của bánh xe thoả mãn ứng suất dập cho phép
[]d = 750(N/mm2).
Vậy kích thớc của bánh xe đã chọn là an toàn.
III. Chọn động cơ điện:
1. Tính sơ bộ:
Động cơ điện của cơ cấu di chuyển chọn theo công suất
tĩnh khi chuyển động ổn định với vật nâng trọng lợng danh nghĩa,
và cờng độ làm việc CĐ.
Công suất của động cơ đợc tính theo công thức:

Wt v
Nt
60 1000 dc

(KW).

trong đó:

Wt : tổng lực cản tĩnh khi chuyển động ổn định.(N)
Ta có:

Wt K t W1 W2 W3

(N)

với:

W1: lực cản do ma sát lăn và ma sát ổ trục, N.

8


Ket-noi.com kho ti liu min phớ
K t : hệ số kể đến lực cản do ma sát thành bánh và đầu mayơ bánh

xe.Theo bảng 3.6_tính toán máy trục, chọn K t = 2,15.
W2: lực cản do độ dốc của đờng ray, N.
W3: lực cản do gió, N.(Do cầu trục làm việc trong nhà xởng nên lực
cản do gió có thể bỏ qua).
Wt K t W1 W2

(N).

Lực cản ma sát:

2 f d
W1 (G Q)
(N).
Dbx
trong đó:
G: trọng lợng xe lăn kể cả bộ phận mang vật,N.
Q: trọng lợng vật nâng,N.
Dbx : đờng kính bánh xe, mm.

d: đờng kính ngỗng trục lắp ổ của bánh xe, mm.
: hệ số ma sát lăn, mm. Tra theo bảng 3.7(sách tính toán máy
trục), ta chọn đợc hệ số = 0,6.
f: hệ số ma sát trong ổ trục. Chọn f = 0,015(theo bảng 3.8_Sách
tính toán máy trục).

W1 = (120.000 + 500.000)

2 0,6 0,015 100
= 3348(N/mm2).
500

Lực cản do độ dốc đờng ray:

W2 (G Q)

(N).

trong đó:

: hệ số kể đến độ dốc của đờng ray.
Theo bảng 3.9_Tính toán máy trục, chọn = 0,002.
W2 =0,002 (120.000 + 500.000) = 1240(N).

9


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Vậy tổng lực cản tĩnh của bánh xe khi xe chuyển động ổn định:

Wt K t W1 W2 =2,15 3348 + 1240 =
8438(N).
Hiệu suất truyền động của động cơ:
dc= 12 23 3
dc: Hiệu suất dộng cơ.

Trong đó

1: Hiệu suất bộ truyền bánh răng.( 1= 0.97)
2:hiệu suất của một cặp ổ lăn.
3: hiệu suất khớp lối.


( 2= 0.995)
( 3 =1)

dc= 0.972 0.9953 1 = 0.93

Công suất của động cơ:

Wt v
Nt
60 1000 dc

(KW).

Với:
v: vận tốc di chuyển xe con, lấy v = 90(m/ph).
8438

90
N

13.6(
kW
)
t
60

1000

0
,93


Tơng ứng với chế độ làm việc nhẹ CĐ = 15, chọn động cơ
MTB 312_6(Theo bản vẽ máy nâng chuyển_ĐHXD ).Với các thông số
kĩ thuật sau:
Công suất định mức có trên trục: 20(KW).

Vận tốc vòng: 945(v/ph).
Hiệu suất: 0,84
Hệ số quá tải: M max 45( daN .m)
Khối lợng của động cơ: mdc = 170(kg).

10


Ket-noi.com kho ti liu min phớ





Mômen vô lăng: Gi Di

2



roto

= 0,31.

Tỉ số truyền chung:
Số vòng quay của bánh xe cần để đảm bảo vận tốc di chuyển xe:

v
90
nbx x

57 (vòng/phút).
Dbx 0,5
Tỉ số truyền chung cần có đối với bộ truyền cơ cấu di chuyển:

n
720
i x dc
13
nbx 57
Kiểm tra động cơ điện về mômen mở máy:
Để tránh hiện tợng bánh xe trợt trơn trên ray trong quá trình mở
máy, cần tiến hành mômen mở máy của động cơ. Muốn thoả mãn
cần xác định: Gia tốc lớn nhất cho phép j0 max khi mở máy phải đảm
bảo hệ số an toàn bám k b 1,2 .Tính cho trờng hợp lực bám của bánh
xe ít nhất khi không có vật nâng

g G
d
0
j0 max ( d
Gd f
Wt )
G
1,2
Dbx
(*).
trong đó:
g: gia tốc trọng trờng(Lấy g = 9,81(m/s2).
G: trọng lợng xe lăn(G = 120.000 N).
Gd: tổng áp lực tác dụng lên các bánh dẫn khi không có vật

nâng :
Gd = 60.000 (N).
d: đờng kính ngỗng trục lắp ổ của bánh xe, d = 100(mm)
=0,1(m).
Dbx: đờng kính bánh xe, Dbx = 500(mm) = 0,5(m).

11


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

: hệ số bám của bánh xe vào đờng ray, = 0,2.
f: hệ số ma sát trong ổ trục. Chọn f = 0,015.
0

Wt : tổng lực cản tĩnh chuyển động xe lăn khi không có vật

nâng.

G
120 .000
3720
G Q
120.000 500.000

0

Wt W1

0

Wt = 720(N).

9,81 60.000 0,2
0,1


60.000 0,015 720 0,77 (m/s2).
120.000
1,2
0,5


j 0 max

Thời gian mở máy cho phép với gia tốc ở trên:

vx
90
0
tm

1,95( s ).
60 j max 60 0,77
Mômen mở máy tối đa cho phép để không xảy ra trợt trơn:

2

Mm

0

0
2
(Gi Di ) n1
Wt Dbx
G Dbx n1



0
2 idc dc 375 idc 2 t m 0 dc
375 t m

trong đó:
: hệ số ảnh hởng đến quá trình các chi tiết quay.( = 1,1)
dc: hiệu suất của cơ cấu di chuyển, = 0,845.
idc: tỉ số truyền chung của bộ truyền cơ cấu di chuyển, i dc = 28.
n1: số vòng quay trục I của động cơ.

12


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Mm

0

720 0,5
120.0000,5 2 945 1,10,55720

2 130,84 375 13 2 1,95 0,84
375 1,95
=16,48 + 273 + 0,6 = 290,08(N.m).

Đối với động cơ đã chọn:
Mdn = 9550

N dc
20
= 9550
= 202(N.m) .
ndc
945

Mômen mở máy của động cơ:

M m ( dc )

(1,8 2,5) M dn 1,1M dn
1,45 M dn
2

= 1,45 202 = 292,9(N.m).
Nh vậy, mặc dù đã hạn chế Mm

max

= 1,8Mdn, động cơ vẫn có

mômen mở máy trung bình lớn hơn mômen mở máy cho phép nên ta
cần kiểm tra hệ số an toàn bám .

Ta thử kiểm tra hệ số an toàn bám thực tế là bao nhiêu.Thời gian
mở máy khi không có vật:
0

(Gi Di 2 ) n1

2

G Dbx n1

tm

.
0
2
0
2
375( M m M t ) i x dc 375( M m M t ) i x dc
trong đó:

Wt 0 Dbx
720 0,5
Mt

16,48(s).

2 i x dc 2 13 0,84
0

tm

0

1,10,55 945
120.000 0.5 2 945


1,921( s).
375 (292,9 16,48) 375 (292,9 16,48) 13 2 0,84

Gia tốc thực tế khi mở máy:

13


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

v
90
0
jm x 0
0,78(m / s 2 ) .
60 t m 60 1,921
Hệ số an toàn bám:

Gd

kb

j
d
Wt Gd f
G m
Dbx
g
0

0

60.000 0,2
kb
1,2
100
0,78

.
720 60.000 0,015
120.000
500
9,81
Nh vậy, động cơ đã chọn vẫn đảm bảo hệ số bám kb = 1,2.
IV. Tính toán và chọn phanh:
Tính chọn phanh phải xuất phát từ yêu cầu sao cho xe lăn di
chuyển trên đờng ray trong mọi trờng hợp, sẽ không có hiện tợng trợt
trơn trong thời kỳ phanh.

Gia tốc khi không có vật nâng, theo bảng 3.10(Tính toán máy trục),
tơng ứng với tỷ lệ bánh dẫn so với tổng số bánh xe 50% và hệ số bám
= 0,2, ta chọn đợc jph0 = 0,75(m/s2).
Thời gian phanh khi không có vật nâng:

vx
0
90
t ph
= 2(s).
0 =
60 j ph
60 0,75

14


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Với phanh đặt ở trục thứ nhất, khi không có tải trọng nâng:
2

0
2
Wt Dbx G Dbx n1 dc (Gi Di ) n1
M ph


0
0

2 idc dc
375idc t dc
375t ph

với:

2 f d
2 0,6 0,015 120
0
Wt G
120.000
720( N )
Dbx
500
720 0,5 120.000 0,5 2 945 0,84 1,10,55 945


M ph
2 13 0,84
375 2
375 13 2 2
= -16,48 + 188 +0,76 = 172,28(N.m).
Căn cứ vào Mph =172,28(N.m), ta chọn phanh điện từ, dòng điện
xoay chiều TKT200/300 có mômen phanh M ph = 240(N.m), theo bản vẽ
máy nâng_vận chuyển
Kiểm tra hệ số an toàn của phanh:

Gd

kb

j
d
Wt Gd f
G m
Dbx
g
0

0

1,2

60.000 0,2
kb
0,1
0,78
720 60.000 0,015 120.000
0,5
9,81
12.000
kb
1,2
10081
với:

90
0
jm
0,78( m / s 2 )

0
60 t m
Vậy kb 1,2.
Kiểm tra gia tốc hãm khi có vật:
Khi có vật, thời gian phanh xác định theo công thức:

15


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

(Gi Di 2 ) n1 (G Q) Dbx 2 n1 dc
M ph

375 ( M ph M * ) 375 ( M ph M t * ) idc 2
*
M t : mômen tĩnh chuyển động của xe lănkhi có vật nâng.

W Dbx
33480,5
*
Mt 1

77( N .m)
2 idc dc 2 130,84
(120.000 500.000) 0,5 2 945 0,84
8,2( s ).
t ph
375 (160 77) 13 2
Gia tốc hãm:

v
90
j ph x
0,183(m / s 2 ) .
60 t ph 60 8,2
V. Bộ truyền:
Theo sơ đồ cơ cấu di chuyển xe ở hình 2, ta dùng hộp giảm tốc
bánh răng trụ 3 cấp. Hộp giảm tốc đảm bảo các yêu cầu:
Với CĐ% = 15% số vòng quay ở trục vào nv = 945(v/ph); truyền đợc
công suất N = 20(KW) và tỉ số truyền i = 13.
Tra bảng trong bản vẽ Máy nâng_chuyển (ĐHXD_tờ 32), chọn hộp
giảm tốc BKH_420 có tỷ số truyền

i =16; công suất truyền đến hộp

giảm tốc N = 24,4 (KW); tốc độ của trục vào

nv = 1000(v/ph).

Tổng khoảng cách trục:
A = A1 + A2 + A3 = 155 + 140 + 125 = 420(mm).
Nh vậy, muốn đảm bảo yêu cầu động học ta phải thiết kế hộp
giảm tốc theo các yêu cầu đã đề ra ở trên. Để quá trình thiết kế đ ợc
nhanh chóng và chế tạo đợc tiện lợi, ta có thể chọn kích thớc cơ bản
giống nh của hộp BKH_420, chỉ thay đổi đôi chút về số răng các
bánh răng sao cho phù hợp với tỷ số truyền yêu cầu.

16

Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Để có cơ sở dùng gần toàn bộ thông số và kính thớc cơ bản của
hộp giảm tốc quy chuẩn ta kiểm tra khả năng tải của nó so với yêu
cầu.
Khả năng mômen dẫn đến trục vào:

N
24,4
M vao 9550 9550
233,02( N . m)
nv
1000
Khả năng truyền mômen ở trục ra:

M ra i M vao 16 233,02 3728,32( N . m)
Yêu cầu mômen dẫn đến trục vào:

N y/c
16
M y / c (vao) 9550
9550
161,7( N . m)
ny /c
945
Yêu cầu mômem truyền ở trục ra:

M y / c ( ra ) M y / c ( ra ) i y / c 161,7 13 2102,1( N . m)
Nh vậy, hộp giảm tốc hoàn toàn đủ khả năng tải. Vấn đề còn lại là

ta phải thiết kế sao cho đảm bảo tỷ số truyền yêu cần i = 13(v/ph).
Theo hộp giảm tốc BKH_420 thì tỷ số truyền chung i = 16 và
phân ra các cấp nh sau:

Z Z Z 74 50 47
i i1 i2 i3 2 4 6 16
Z1 Z 3 Z 5 25 30 15
Để giữ nguyên các thông số khoảng cách trục, môđun, và do đó
kích thớc toàn bộ hộp giảm tốc, ta sẽ dùng số răng khác, nhng vẫn giữ
tổng số răng từng cặp một theo tiêu chuẩn. Cụ thể là:

Z Z Z 74 50 45
i i1 i2 i3 2 4 6 13
Z1 Z 3 Z 5 25 30 17
Vậy ta sẽ có hộp giảm tốc đủ khả năng tải và đảm bảo yêu cầu
động học.

17


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

VI. Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển xe.
a) Trục bánh dẫn :
Bánh xe lắp cứng trên trục bằng then hoa, trục đặt trên ổ lăn
trong các hộp trục do đó trong quá trình làm việc trục chịu quay,
chịu uốn và chịu xoắn. ứng suất uốn sẽ thay đổi theo chu kỳ đối
xứng, ứng suất xoắn do tính chất làm việc hai chiều của cơ cấu di
chuyển cũng xem nh thay đổi thay đổi theo chu kỳ đối xứng. Tải
trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe Pmax 199.118( N ).

Tải trọng kể đến tải trọng động là:

Pt Pmax K d .
với: K d 1,2 1,5 , lấy Kd = 1,35.
Pt = 1,3 199.118 = 268.809,3(N).
Chọn ray KP80 có bề rộng đầu ray b = 80(mm).Khi đó chiều
rộng của bánh xe là:
bx = 80 + 30 = 110(mm).
Khoảng cách từ tâm ổ bi đến tâm bánh xe là:
L = 55 + 45 = 100(mm).
Mômen lớn nhất tại tiết diện giữa bánh xe:

P l 268.809,3100
Mu t
6.720.232,5( N .mm)
4
4
Ngoài lực Pt, trong mặt phẳng ngang trục còn bị uốn bởi lực di
chuyển bánh xe( 1/2 lực cản chuyển động xe lăn), song trị số lực
này nhỏ nên ta có thể bỏ qua.

18


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Mômen xoắn lớn nhất truyền từ trục ra của hộp giảm tốc sang các
bánh dẫn sẽ xuất hiện khi động cơ điện phát ra mômen lớn nhất thời
kỳ mở máy.

M m max 1,8 M dn 1,8202 363,6( N .m).
Mômen thắng lực cản tĩnh chuyển động:

N
16
M t 9550 t 9550
161,7( N .m).
n1
945

Mômen d để thăng lực quán tính của hệ thống:

M d M m max M t 363,6 161,7 201,9( N .m).

Pt =268.809,3(N
)
B

A

6.720.232,
5
4.066.42
0
Hình 4. Sơ đồ tính
trục.

Mômen để thắng quán tính khối lợng các bộ phận chuyển động
thẳng:

19


Ket-noi.com kho ti liu min phớ
2

(G Di ) td
M d M d i
Gi Di 2
'





trong đó:
2
(Gi Di ) td : mômen tơng đơng của bộ phận chuyển động thẳng thu

về trục động cơ.

vx

2

2

(Gi Di ) td 0,1(G Q) 2
ndc

90 2
0,1(120.000 500 .000 )
502,2( N .m 2 ).
2
1000

Gi Di 2 : Tổng mômen vôlăng của cả hệ thống thu về trục động
cơ.

Gi Di 2 q 1,2 Gi Di 2 roto Gi Di 2 khop 1,2 0,31 0,24 0,66( N , m 2 ).


Gi Di 2

= 502,2 + 0,66 = 502,86(N.m 2)

502,2
201,6( N .m 2 ).
502,86

'

M d 201,9

Vậy mômen lớn nhất trên trục I truyền đến các bánh dẫn là:
'

M 1 M t M d 161,7 201,6 363,3( N .m 2 ).
Mômen lớn nhất tính toán có kể đến ảnh hởng của tải trọng động:
'

M 1 M 1 K d 363,31,35 490,455( N .m 2 ).
Mômen lớn nhất trên các trục bánh xe dẫn:

'

M bd M 1 i dc 490,445 130,84 5355,77( N .m 2 ).
ở trục ra của hộp giảm tốc mômen này truyền sang hai bên, phân
bố tỷ lệ với tải trọng tác dụng lên hai bánh dẫn. Mômen xoắn lớn nhất

20


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

tác

dụng

lên

bánh

dẫn

là:

P
211411,58
M x M bd B 5355,77

4066,42( N .m).
PB PA
211411,58 67032,87
Mômen tơng đơng tác dụng lên trục:
2
M td M u ( M x ) 2 .

Do ứng suất thay đổi đối xứng nên = 1.
M td M u 2 M x 2 (6.720.232,5) 2 (4.066 .420) 2 7.854.762,66( N .mm).
Để chế tạo trục ta dùng thép 45 có :

_ 1' 250( N .mm 2 ) và _ 1' 150(( N / mm 2 ) .ứng suất uốn cho phép với chu
kỳ đối xứng đợc xác định theo công thức:

_ 1'


n k '
với:
[n]: hệ số an toàn. Lấy [n] = 1,6. Theo bảng 1.8(Tính toán máy
trục).
k : hệ số tập trung ứng suất. Lấy k = 2,5. Theo bảng 1.5(Tính
toán máy trục).

250
62,5( N .mm 2 ).
1,6 2,5

Đờng kính trục tại tiết diện giữa bánh xe:

d 3

M td
7.854.762,66
3
108(mm).
0,1
0,162,5

Lấy đờng kính trục d = 130(mm).

21


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

Tại tiết diện nguy hiểm với d = 130(mm) có khoét then b h = 36
20 với;
t = 10(mm).
k = 12,3(mm). Theo bảng7.23_Thiết kế chi tiết máy.
Chọn chiều dài của then l = 60(mm).
Kiểm tra then theo sức bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và
then theo công thức:

2 M x 2 4.066.420
d

104( N / mm 2 ).

d t l 130 10 60
Điều kiện bền cắt của then:

2 M x 2 4.066.420
c

29( N / mm 2 ).
d b l 130 36 60
Theo bảng 7.21(Thiết kế chi tiết máy), ta có: d 150( N / mm 2 ) và

c 120( N / mm 2 ) Then đã chọn đảm bảo điều kiện bền.
Kiểm tra trục:
ứng với d = 130(mm) và then hoa b h = 36 20, ta có:
Mômen cản uốn:

d 3 b t (d t ) 2 130 3 36 10 (130 10) 2
Wu



195.751,5(mm3 ).
32
2 d
32
2 130
Mômen cản xoắn:
2

d 3 b t (d t ) 2 130 3 36 10130 10
Wx

411 .441,5( mm 3 ).
16
16
2 130
M u 6.720.232,5

34,33( N / mm 2 ).
Wu
195.751,5

max

22


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

M
4.066.420
max x
9,88( N / mm 2 ).
W x 411.441,5
b) ổ đỡ trục bánh xe:
ổ đỡ các trục bánh xe ta dùng ổ con lăn nón với góc nghiêng =
12. Ta tính toán chọn ổ lăn cho bánh dẫn chịu tải lớn nhất và các ổ
đỡ chọn theo.
Tải trọng tơng đơng:

Tải trọng đứng do trọng lợng của bánh xe và vật nâng gây lên:

P 221.441,58
R1 B
110 .720,79( N ).
2
2
Tải trọng chiều trục do do xe lăn bị lệch: tải trọng này quy ớc tính
bằng 10% tải trọng lên bánh xe.

A1 0,1221.441,58 22144,158( N ).
Tải trọng chiều trục do tải trọng hớng kính và góc nghiêng của ổ.

S 1,3 R1 tg 1,3110 .720,79 tg12 o
= 30.594,76(N).
Lực S xuất hiện đều ở hai ổ đối nhau và triệt tiêu lẫn nhau.
Ngoài ra còn có thể có tải trọng ngang (hớng kính) do lực di chuyển
của xe lăn, song tải trọng này rất nhỏ nên không tính đến.
Tải trọng tơng đơng:

Q (0,6 K v R1 m A1 ) K n K t
trong đó:
K v :Hệ số xét đến vòng nào của ổ là vòng quay. Theo bảng

8.5(Thiết kế chi tiết máy), vòng ngoài quay, lấy K v = 1,35.

1
m
: hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hớng
2,6 tg

tâm.

23


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

1
1,81 .
2,6 tg12 o

m

K n : hệ số nhiệt độ. Theo bảng 8.4(Thiết kế chi tiết máy), lấy

K n = 1(nhiệt độ làm việc dới 1000C).
K t : hệ số tải trọng động. Theo bảng 8.3((Thiết kế chi tiết máy),

lấy K t = 1,15, tải trọng va đập nhẹ, quá tải ngắn hạn đến 125% so
với tải trọng tính toán

Q (0,6 1,35 110.720,79 1,8122.144,158) 11,15
149.229,48( N ) 14922,948(daN ).
Hệ số khả năng làm việc của ổ:

C Q (n h) 0,3 .
Số vòng quay của ổ bi:

1000
n

77(v / ph).
13
Chế độlàm việc nhẹ nên hệ số sử dụng ngày: Kng = 0,33.
Knam = 0,25.
Tổng thời gian làm việc:
h = 10 365 0,25 24 0,33 = 7227(giờ).
Hệ số khả năng làm việc:
C 14922,948 777227

0,3

789.749(daN ).

Theo bảng 18P chọn ổ đũa côn đỡ chặn(OCT_333_59), Thiết kế
chi tiết máy, chọn ổ có kí hiệu 7620 có C làm việc = 800.000(daN), có

24


Ket-noi.com kho ti liu min phớ

đờng kính trong d = 100(mm) và có đờng kính vòng ngoài D =
250(mm).

Tài liệu tham khảo
-

Tính toán máy trục_Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật (1975).
Huỳnh Văn Hoàng - Đào Trọng Thờng.

-

Bản vẽ máy nâng chuyển_ĐHXD (1985).
Đặng Thế Hiển Phạm Quang Dũng Hoa Văn Ngũ .

-

Thiết kế chi tiết máy_Nhà xuất bản giáo dục(1999).
Nguyễn trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm.

Mục Lục.

25