* Chọn loại ổ cho trục I:
- Trục I có d10 = d11 = 25(mm) , các phản lực tại gối đỡ 0 và 1 là:
Ft10 = Fx210 +Fy210 = 1322 +1772 =221(N) Ft11 = Fx211 +Fy211 = 4482 +1012 =459(N) Lực dọc trục tác dụng lên trục I : Fa = 180 (N)
Do đó tỉ số: Fa/Fr = 180/221 = 0,81 < 1 Cho nên ta chọn ổ là loại ổ bi đỡ chặn Do trục I có vận tốc quay nhanh n=1420 v/p nên chọn ổ bi đỡ chặn có góc α = 260
* Chọn loại ổ cho trục II:
- Trục II có d20 = d21 = 50 (mm) các phản lực tại các gối đỡ 0 và1 là:
Ft20 = Fx220 +Fy220 = 3472 +15622 =1600(N) Ft21 = Fx221 +Fy221 = 5452 +1982 =580(N)
Lực dọc trục tác dụng lên trục II gồm có : Fz22 = 180 (N) và Fz23 = 3975 (N) cùng phơng ngợc chiều
Do đó Fat = 3975 - 180 = 3795 (N) ta chọn ổ đũa côn * Chọn ổ cho trục III:
- Trục III có d30 = d31 = 50(mm) các phản lực tại gối đỡ 0 và 1 là:
Ft30 = Fx230 +Fy230 = 6952 +19092 =2032(N) Ft31 = Fx231+Fy231 = 93062 +60682 =11200(N) Lực dọc trục tác dụng lên trục III là : Fa = 918(N)
Do đó tỉ số : Fa/Fr = 918/2032= 0,45 > 0,3 do đó ta dùng ổ bi đỡ - chặn với góc tiÕp xóc α = 120
II. Chọn cấp chính xác ổ lăn:
Với hộp giảm tốc ta thờng chọn cấp chính xác ổ bình thờng ( cấp 0 ) có giá thành rẻ nhất.
Cấp chính xác 0
Độ đảo hớng tâm, àm 20 Giá thành tơng đối 1
III. Chọn kích thớc ổ lăn:
Kích thớc ổ lăn đợc xác định theo 2 chỉ tiêu: Khả năng tải động nhằm đề phòng tróc rỗ các bề mặt làm việc và khả năng tải tĩnh nhằm đề phòng biến dạng d
1/ Chọn ổ theo khả năng tải động.
Chọn kích thớc ổ theo khả năng tải động Cd đợc tiến hành với các ổ có số vòng quay n ≥ 10 vg/p.
Khả năng tải động đợc tính theo công thức:
) 1
m L ( Q Cd =
L- Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
m - Bậc của đờng cong mỏi khi thử về ổ lăn m = 3 với ổ bi,m=10/3 với ổ đũa Gọi Lh là tuổi thọ tính bằng giờ thì Lh = 106L/(60.n), với hộp giảm tốc ta nên dùng
Lh = (10..25).103 giê , Lh = 7.300.7=14700 (giê) a. Chọn cho trục I.
- Chọn sơ bộ ổ bi đỡ - chặn cỡ nhẹ hẹp kí hiệu: 36205 , có d=25 mm; c = 13,1 KN ;
co = 9,24 KN ; α = 260 - Tính tải trọng động quy ớc Q:
Trục I ta dùng ổ bi đỡ chặn 1 dãy nên công thức tải trọng động quy ớc Q tính theo công thức sau: Q = (X.V.Fr + Y.Fa)kt.kđ
Trong đó:
+ Fr và Fa - là tải trọng hớng tâm và dọc trục , KN.
+ V - Là hệ số kể đến vòng nào quay ; vòng trong quay nên V = 1 + kt - Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ , kt =1 khi nhiệt độ θ < 1050
+kđ - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, cho trong bảng 11.3 trang 215. Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ, hộp giảm tốc công suất nhỏ ta lấy kđ = 1.3.
+ X,Y- Hệ số tải trọng hớng tâm và dọc trục,
- Với ổ bi đỡ - chặn góc tiếp xúc α = 260 ,theo bảng 11.4 <216-T1> ta có: e = 0,68
- Xác định lực dọc trục Fa:
Khi xác định Q đối với ổ đỡ , lực dọc trục Fa là tổng lực dọc trục ngoài do các chi tiết quay (Bánh răng trụ răng nghiêng) truyền đến ổ . Đối với ổ đỡ chặn bên cạnh lực dọc trục này , trong ổ còn xuất hiện lực dọc trục Fs do lực hớng tâm Fr
tác dụng lên ổ .
Đối với ổ đỡ chặn ta có thể xác định trị số của Fs nh sau:
Fs10 = e.Fr10 =0,68.221= 150 (N) Fs11 = e.Fr11 = 0,68.459=312 (N)
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ : ΣFa0 = Fs1 - Fat = 312-(-180) = 492(N) ΣFa1 = Fs0 + Fat = 150+(-180)= -30 (N) Vì ΣFa0 > Fs0 nên ta lấy Fa0 =ΣFa0 = 492 (N)
ΣFa1 < Fs1 nên ta lấy Fa1 = Fs1= 312(N) ta cã : i. Fa0 /v. Fr10 =1.492/1.221 = 2,226 >e i Fa1 /v. Fr11 =1.312/1.459 =0,68 = e
theo bảng 11.4<216-T1> có : xo =0,41 yo =0,87 x1 =1 y1 =0 Sau khi xác định đợc các đại lợng ta tính Q
Q0 = (X.V.Fr0 + Y.Fa0)kt.k® = (0,41.1.221 + 0,87.492).1.1,3=674 (N) Q1 = (X.V.Fr1 + Y.Fa1)kt.k® = (1.1.459 + 0.312).1.1,3 = 597 (N) Nh vậy cần tính cho ổ 0 vì chịu lực lớn hơn
- Theo (11.3) tải trọng động tơng đơng là:
m
i i m
E L
) L . Q
Q ( i
∑
= ∑
Trong đó Li - Là thời hạn tính bằng triệu vòng quay tính ,khi chịu tải trọng Qi
Li = 60.n.Lhi/106
Lhi - thời hạn , giờ, khi chịu tải trọng Qi
m = 3 - Đối với ổ bi.
7 641 .2 8 , 7 0 . 5 597 .
.
. 2 3 3
01 02 1
01 01
01 = + =
+
= m
h h m
h h m
E L
L Q
Q L
L Q
Q Q
Q (N) =0,641 (KN)
Vậy theo công thức (11.1) khả năng tải động của ổ là:
L = 60n10-6.Lh = 60.1420.10-6.14700= 1252 (triệu vòng) Cd = QE.3 L = 0,641. 3 1252 = 6,909 (KN) < c = 13,1 KN Vậy dựa vào phụ lục 2.12 ta quyết định chọn ổ là
ổ bi đỡ - chặn 1d y cỡ nhẹ hẹpã
Kí hiệu d(mm) D(mm) B=T(mm) r (mm) r1(mm) C
(kN) C0
(kN)
36205 25 52 15 1,5 0,5 13,1 9,24
- Kiểm tra theo khả năng tải tĩnhcủa ổ:
Để tránh biến dạng d và dính bề mặt tiếp xúc ta kiểm nghiệm điều kiện sau:
Qt < C0
Trong đó : C0 =9,24 - Khả năng tải tĩnh , cho trong các bảng tiêu chuẩn đã tra ở trên
Qt - Tải trọng tĩnh quy ớc đợc tính nh sau:
Đối với ổ đỡ - chặn : Qt = X0.Fr + Y0 .Fa Với X0 =0,5 ,Y0 = 0,37 là hệ số tải trọng hớng tâm và hệ số tải trọng dọc trục tra trong bảng (11.6) trang 221 sách tập I.
VËy : Qt = 0,5.221 + 0,37.492 = 292,54 N > Fr =221 N
Qt = 0,29254 KN << C0 =9,24 KN
Vậy khả năng tải tĩnh đợc thoả mãn.
b. Chọn cho trục II.
Hộp giảm tốc Bánh răng - Trục vít, do tải trọng dọc tục lớn , trên gối đỡ 1 ta lắp hai ổ đũa côn đối nhau để hạn chế trục di chuyển dọc trục về cả hai phía , còn trên gối đỡ 0 dùng ổ tuỳ động ( ổ bi đỡ một dãy ).
- Chọn sơ bộ ổ: + ổ 0 là ổ bi đỡ 1 dãy cỡ nhẹ, kí hiệu 210 có : d = 50 mm;
c = 27,5 KN ; C0 = 20,02 KN
+ổ 1 gồm hai ổ đũa côn cỡ nhẹ kí hiệu 7210 có : d = 50 mm ;C = 52,9 KN ; C0 = 40,6 KN ; α = 140
- Tính tải trọng động quy ớc Q:
+ ổ đũa côn 1 dãy nên công thức tải trọng động quy ớc Q tính theo công thức sau:
Q = (X.V.Fr + Y.Fa)kt.k®
+ổ bi đỡ 1 dãy ta dùng công thức Q = V.Fr0 .kt.k®
Trong đó:
+ Fr và Fa - là tải trọng hớng tâm và dọc trục , KN.
+V - Hệ số kể đến vòng nào quay . V=1 (Vòng trong quay)
+ kt - Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ , kt =1 khi nhiệt độ θ < 1050
+kđ - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, cho trong bảng 11.3 trang 215. Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ, hộp giảm tốc công suất nhỏ ta lấy kđ = 1,3.
+ X,Y- Hệ số tải trọng hớng tâm và dọc trục - Xác định lực
Với ổ đũa côn ta có : e = 1,5.tg(α) = 1,5 .tg(140 ) = 0,37 Fs11 = Fs12= 0,83.e.Fr11 =0,83.0,37.580 = 178 (N) - Xác định lực dọc trục Fa:
Khi xác định Q đối với ổ đỡ , lực dọc trục Fa là tổng lực dọc trục ngoài do các chi tiết quay (Bánh răng trụ răng nghiêng, trục vít) truyền đến ổ . Đối với ổ đỡ chặn bên cạnh lực dọc trục này , trong ổ còn xuất hiện lực dọc trục Fs do lực hớng tâm Fr tác dụng lên ổ .
Đối với ổ đũa côn ta có thể xác định trị số của Fa nh sau:
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ :
ΣFa11 = Fs12 - Fat = 178 - (-3795) = 3973(N) ΣFa12 = Fs11 + Fat =178 + (-3795) = - 3617 (N) Vì ΣFa11 > Fs11 nên ta lấy Fa11 =ΣFa11 =3973 (N)
ΣFa12 > Fs12 nên ta lấy Fa12 = ΣFa12 = 3617 (N) - Xác định X,Y :
Tính tỉ số iFa11/V.Fr11 = 1.3973/1.580 = 6,85 > e
iFa12/V.Fr12 = 1.3617/1.580 = 6,24 > e
Nên tra bảng 11.4 (sách thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập I trang 215-216) ta
đợc : X =0,4; Y = 0,4.cotg(α) = 0,4.cotg(140 ) = 1,6 Thay các giá trị ta có:
Q0 = V.Fr0 .kt.k® =1.1600.1.1,3 =2080 (N)
Q11 = (X.V.Fr11 + Y.Fa11)kt.k® = (0,4.1.580 + 1,6.3973).1.1,3 = 8565 (N) Q12 = (X.V.Fr12 + Y.Fa12)kt.k® = (0,4.1.580 + 1,6.3617).1.1,3 = 7825 (N) Nh vậy cần tính cho ổ 0 và ổ 11 vì chịu lực lớn hơn
- Theo (11.3) tải trọng động tơng đơng là:
m
i i m
E L
) L . Q
Q ( i
∑
= ∑
Trong đó Li - Là thời hạn tính bằng triệu vòng quay tính ,khi chịu tải trọng Qi
Li = 60.n.Lhi/106
Lhi - thời hạn , giờ, khi chịu tải trọng Qi
m = 3 - Đối với ổ bi, m = 10/3 - Đối với ổ đũa.
7 1978 .2 8 , 7 0 . 5 2080 .
.
. 2 3 3
01 02 1
01 01 01
0 = + =
+
= m
h h m
h h m
E L
L Q
Q L
L Q
Q Q
Q (N)
7 8158 .2 8 , 7 0 . 5 8565 .
.
. 2 10/3 10/3
11 12 1
11 11 11
11 = + =
+
= m
h h m
h h m
E L
L Q
Q L
L Q
Q Q
Q (N)
Vậy theo công thức (11.1) khả năng tải động của ổ là:
L = 60n10-6.Lh = 60.392,916.10-6.14700 = 346,55 (triệu vòng)
Cd0 = QE0.3 L = 1978. 3 346,55 = 13894 (N) = 13,894 KN < C = 27,5 KN Cd11 = QE11.10/3L = 8158. 10/3346,55 = 47153 (N) = 47,153 KN < C 52,9 KN Vậy điều kiện đợc thoả mãn , ta chọn ổ là
+ Với ổ bi đỡ
ổ bi đỡ 1 d y cỡ nhẹã
Kí hiệu d(mm) D(mm) B(mm) r(mm) C
(kN)
C0(kN)
210 50 90 20 2,0 27,5 20,20
+ ổ đũa côn
ổ đũa côn 1 d y cỡ nhẹã Kí hiệu d
mm D1
mm D mm
B mm
C1
mm T mm
r mm
r1
mm a mm
α (0)
C kN
C0
KN
7210 50 90 95 20 17 21,75 2,0 0,8 4 14,0 52,9 40,6
-Kiểm tra theo khả năng tải tĩnhcủa ổ:
Để tránh biến dạng d và dính bề mặt tiếp xúc ta kiểm nghiệm điều kiện sau:
Qt < C0
Trong đó : Qt - Tải trọng tĩnh quy ớc đợc tính nh sau:
+Đối với ổ bi đỡ : Qt0 = X0.Fr0 =0,6.1600 = 960 (N) < Fr0
Qt0 = Fr0 =1600 (N) = 1,6 KN << C0 =20,20 KN
+ Đối với ổ đũa côn : Qt11 = X0.Fr11 + Y0 . Fa11 =0,6.580 + 0,5.3973 = 2335 (N) Qt11 > Fr11 => Qt11 =2335 (N) = 2,335 KN << C0 =40,6 KN
Với X0 =0,6 ;Y0 = 0,5 - là hệ số tải trọng hớng tâm và hệ số tải trọng dọc trục tra trong bảng (11.6) trang 221 sách tập I.
Vậy các ổ đèu thoả mãn điều kiện tải tĩnh.
c. Chọn cho trục III.
- Chọn sơ bộ ổ đũa côn cỡ nhẹ , kí hiệu 7211 có : d = 55 mm;
C = 57,9 KN; C0 = 46,1 KN ; α = 15,330 - Tính tải trọng động quy ớc Q:
Trục III ta dùng ổ bi đỡ - chặn 1 dãy nên công thức tải trọng động quy ớc Q tính theo công thức sau: Q = (X.V.Fr + Y.Fa)kt.kđ
Trong đó:
+ Fr và Fa - là tải trọng hớng tâm và dọc trục , KN.
+V - Hệ số kể đến vòng nào quay . V=1 (Vòng trong quay)
+ kt - Hệ số kể đến ảnh hởng của nhiệt độ , kt =1 khi nhiệt độ θ < 1050
+kđ - Hệ số kể đến đặc tính tải trọng, cho trong bảng 11.3 trang 215. Tải trọng thay đổi, rung động nhẹ, hộp giảm tốc công suất nhỏ ta lấy kđ = 1,3.
+ X,Y- Hệ số tải trọng hớng tâm và dọc trục
Với ổ đũa côn ta có : e = 1,5.tg(α) = 1,5 .tg(15,330 ) = 0,41 Fs30 = 0,83.e.Fr30 =0,83.0,41.2023 =691 (N)
Fs31=0,83.e.Fr31 =0,83.0,4.11200 = 3811 (N) - Xác định lực dọc trục Fa:
Khi xác định Q đối với ổ đỡ , lực dọc trục Fa là tổng lực dọc trục ngoài do các chi tiết quay (Bánh răng trụ răng nghiêng) truyền đến ổ . Đối với ổ đỡ chặn bên
cạnh lực dọc trục này , trong ổ còn xuất hiện lực dọc trục Fs do lực hớng tâm Fr
tác dụng lên ổ .
Theo bảng 11.5 với sơ đồ bố trí ổ : ΣFa0 = Fs1 - Fat = 3811-918 =2893 (N) ΣFa1 = Fs0 + Fat = 691 + 918 = 1609 (N) Vì ΣFa0 > Fs0 nên ta lấy Fa0 =ΣFa0 =2893 (N)
ΣFa1 < Fs1 nên ta lấy Fa1 = Fs1 = 3811 (N) - Xác định X,Y :
Tính tỉ số
iFa0/V.Fr0 = 1.2893/1.2032 = 1,4 > e iFa1/V.Fr1 = 1.3811/1.11200 = 0,34 < e
Nên tra bảng 11.4 (sách thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí tập I trang 215-216) ta
đợc : X0 = 0,4 ; Y0 = 0,4.cotg(15,330 ) =1,46 Nên X1 = 1 ; Y1 = 0
Thay vào ta có : Q0 = (X.V.Fr0 + Y.Fa0)kt.k® = (0,4.1.2032 + 1,46.2893).1.1,3 = 5037 (N) Q1 = (X.V.Fr1 + Y.Fa1)kt.k® = (1.1.11200 + 0.3811).1.1,3 = 14560 (N) Nh vậy cần tính cho ổ 1 vì chịu lực lớn hơn
- Theo (11.3) tải trọng động tơng đơng là:
m
i i m
E L
) L . Q
Q ( i
∑
= ∑
Trong đó Li - Là thời hạn tính bằng triệu vòng quay tính ,khi chịu tải trọng Qi
Li = 60.n.Lhi/106
Lhi - thời hạn , giờ, khi chịu tải trọng Qi
m = 3 - Đối với ổ bi.
13844 7
.2 8 , 7 0 . 5 14560 .
.
. 2 3 3
11 12 1
11 11
11 = + =
+
= m
h h m
h h m
E L
L Q
Q L
L Q
Q Q
Q (N) = 13,849
KN
Vậy theo công thức (11.1) khả năng tải động của ổ là:
L = 60n10-6.Lh = 60.16,372.10-6.14700 = 14,44 (triệu vòng) Cd = QE.3 L = 13,489. 314,44 = 33,72 KN <C = 57,9 KN Vậy dựa vào phụ lục 2.12 ta quyết định chọn ổ là
ổ đũa côn 1 d y cỡ nhẹã KÝ
hiệu d mm
D1
mm D mm
B mm
C1
mm T mm
r mm
r1
mm a mm
α (0)
C kN
C0
KN 7211 55 106 100 21 18 22,75 2,5 0,8 4,5 15,33 57,9 46,10
ổ bi trên có C = 57,9 kN thoả mãn điều kiện : C ≥ Cd
d = dngâng trôc
- Kiểm tra theo khả năng tải tĩnhcủa ổ:
Để tránh biến dạng d và dính bề mặt tiếp xúc ta kiểm nghiệm điều kiện sau:
Qt < C0
Trong đó : C0 =46,10 KN - Khả năng tải tĩnh , cho trong các bảng tiêu chuẩn đã
tra ở trên
Qt - Tải trọng tĩnh quy ớc đợc tính nh sau:
Đối với ổ đỡ - chặn
Qt = X0.Fr + Y0 .Fa
Với X0 = 0,5 ,Y0 = 0,22. cotg(15,330 ) = là hệ số tải trọng hớng tâm và hệ số tải trọng dọc trục tra trong bảng (11.6) trang 221 sách tập I.
Qt = 0,5.11200 + 0,8.3811 =8649 (N) < Fr =11200 (N)
Qt = Fr =11200 (N) = 11,2 KN < C0 =46,10 KN Vậy điều kiện tải trọng tĩnh đợc thoả mãn.