Bài giảng Tính toán cơ cấu thay đổi tầm với

38 65 4 2 1 3 M CHÖÔNG V TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU THAY ÑOÅI TAÀM VÔÙI.Ù Á Å À ÙÙ Á Å À ÙÙ Á Å À Ù 5. 1. GIÔÙI THIEÄU: Ù ÄÙ ÄÙ Ä 5. 1. 1. giôùi thieäu veà cô caáu thay ñoåi taàm vôùi:ù ä à á å à ùù ä à á å à ùù ä à á å à ù Coù nhieàu daïng thay ñoåi taàm vôùi cuûa caàn truïc nhö: Palaêng caùp, thanh raêng baùnh raêng, truïc vít baùnh vít, xilanh thuyû löïc …tuy nhieân ñoái vôùi caàn truïc chaân ñeá thì ta thöôøng söû duïng cô caáu thay ñoåi taàm vôùi baèng thanh raêng – baùnh raêng. Öu ñieåm cuûa cô caáu naøy laø: keát caáu goïn nheï, ñoä tin caäy khi laøm vieäc lôùn, coù khaû naêng choáng laät caàn veà phía sau, giaù thaønh haï. Caàn truïc chaân ñeá vôùi heä thoáng caân baèng khi thay ñoåi taàm vôùi phaûi ñaûm baûo troïng taâm cuûa heä caàn khoâng phaùt sinh hieän töôïng naâng leân haï xuoáng trong suoát quaù trình thay ñoåi taàm vôùi, ñoàng thôøi ñaûm baûo quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa haøng gaàn nhö moät ñöôøng naèm ngang. Ñeå ñaûm baûo vaán ñeà naøy ngöôøi ta söû duïng heä tay ñoøn kieåu khaâu khôùp baûn leà. Phöông phaùp naøy giuùp cho heä caàn khi laøm vieäc coù ñoä an toaøn cao. 5.1.2. Sô ñoà hình hoïc cuûa cô caáu thay ñoåi taàm vôùià ï û á å à ùà ï û á å à ùà ï û á å à ù : 1 - Caàn 2 - voøi 3 - Caùp giaèng 4 - Caùp naâng 5 - Tay ñoøn ñoái troïng 6 - Thanh raêng baùnh raêng 5.1.3 . Sô ñoà ñoäng cô caáuà ä áà ä áà ä á : 1- Ñoäng cô 2- Khôùp noái 3,4 - phanh 5- Hoäp giaûm toác 6- Thanh raêng 7- Baùnh raêng aên khôùp 39 * Hoaït ñoäng: Khi ñoùng ñieän cho ñoäng cô ñieän moâmen ñöôïc truyeàn qua khôùp noái 2, tôùi hoäp giaûm toác 5 vaø ra baùnh raêng aên khôùp 7 xeõ truyeàn chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa thanh raêng 6 seõ tröôït treân caùc thanh ñôõ. Moät ñaàu cuûa thanh raêng lieân keát baûn leà vôùi caàn do vaäy maø caàn ñöôïc naâng leân hay haï xuoáng. Ñeå ñaûm baûo an toaøn ta söû duïng hai phanh thöôøng ñoùng. 5.2. XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC HEÄ CAÀN:Ù Ù Ä ÀÙ Ù Ä ÀÙ Ù Ä À Vôùi: Lv: chieàu daøi voøi Lx: chieàu daøi ñaàu voøi. Lc: Chieàu daøi caàn. b: Chieàu daøi giaèng. a: Chieàu daøi ñuoâi voøi. 5.2.1 Xaùc ñònh chieàu daøi caàù à ø àù à ø àù à ø àn vaø chieàu daøi ñaàu voøiø à ø à øø à ø à øø à ø à ø . Ñeå xaùc ñònh chieàu daøi caàn vaø chieàu daøi ñaàu voøi, ta veõ caàn ôû 2 vò trí öùng vôùi goùc nghieâng αmin vaø αmax. ( caùp naâng song song vôùi truïc caàn, voøi thaúng) Kích thöôùc heä caàn khi thieát keá phaûi thoaû maõn ñieàu kieän: H ≥ [Hmax] Rmax ≥ [Rmax] Rmin ≤ [Rmin] Töø caùc giaù trò theo kinh nghieäm thöôøng laáy: αmin ≥300; αmax ≥800 Töông öùng maxmin 3 1 4 1 RR       ÷= Choïn: 4 max min R R = Vôùi αmin: Voøi hôïp vôùi phöông ngang: γ3 = 10 ÷250 -> Choïn γ3 = 150 αmax: Voøi hôïp vôùi phöông thaúng 1 goùc γ1; γ2 γ1 = 5 ÷100 -> Choïn γ1 = 100 γ2 = 5 ÷100 -> Choïn γ2 = 100 + Khi caàn ôû vò trí αmin. H = Lc.sinαmin – Lx.sinγ3 Rmax = Lc.cosαmin + Lx.cosγ3 + C(1) + Khi caàn ôû vò trí αmax. H = Lc.cos γ1 - Lxcos γ2 Rmin = LC .sin γ1 + Lxsin γ2 + C -> Ta caân baèng H ôû 2 vò trí: αmin = αmax Lc.sinαmin – Lx.sinγ3 = Lc.cos γ1 - Lxcos γ2 Lc(sinαmin - cos γ1) = Lx(sinγ3 - cos γ2) Vaäy ta coù: 40 D3 D2 D1 E3 E2E1 B C1 C2 C3 23,3 10cos40sin 10cos15sin cossin cossin 00 00 1min 23 ≈ − − = − − = γα γγ x c L L -> Lc = 2,6 Lx (2) Thay (2) vaø (1) -> 30 = 3,23.Lx cos 400 + Lx cos 150 + C -> 30 = 2,5 Lx + 0,966Lx +2,5 -> Lx = 7,93 m Lv = 25,6m -> Lv = 26m 5.2.2 Xaùc ñònh chieàu daøi giaèngù à ø èù à ø èù à ø è . - Chieàu daøi giaèng theo coâng thöùc kinh nghieäm. a = (0,4 ÷0,6) LX =0,4. 7,93 a = 3,17 m -> Chieàu daøi voøi: LV =11m - Chieàu daøi giaèng b: Ñeå xaùc chieàu daøi giaèng ngöôøi ta veõ hoaï ñoà caàn ôû 3 vò αmin; αTB; αmax. Vò trí αTB phaûi choïn sao cho: 312 )3,02,0( CCCC ÷= Töø 3 vò trí ôû ñaàu caàn D1, D2, D3 ta daøi ñaàu voøi veà phía sau moät ñoaïn, ñieåm muùt cuoái cuûa voøi laø caùc ñieåm: E1, E2, E3. Caùc ñieåm naøy chính laø caùc ñieåm naèm treân ñöôøng troøn coù taâm laø choát ñuoâi giaøng coù baùn kính chính laø ñoaïn töø choát ñuoâi giaèng ñeán ñuoâi voøi. Ñeå xaùc ñònh chieàu daøi giaèng ta veõ hai ñöôøng trung tröïc cuûa ñoaïn E1E2 vaø ñoaïn E2E3, giao 2 ñöôøng naøy caét nhau taïi B, B chính laø choát ñuoâi giaèng. Khoaûng caùch BE1 = BE2 = BE3 = b chính laø chieàu daøi giaèng b. Töø pheùp döïng hình ta xaùc ñònh döôïc chieàu daøi giaèng: b =21,47 m Hoïa Ñoà Vò Tríï àï àï à 41 5. 3. XAÂY DÖÏNG BIEÅU ÑOÀ MOÂ MEN MAÁT CAÂN BAÈNG CAÀN:Â Ï Å À Â Á Â È ÀÂ Ï Å À Â Á Â È ÀÂ Ï Å À Â Á Â È À 5. 3 .1 Xaây döïâ ïâ ïâ ïng ñoà thò thay ñoåi moâ men caànà å â àà å â àà å â à , voøiøøø theo taàmààà vôùiùùù : Khi caàn truïc laøm vieäc thì caàn cuûa caàn truïc naèm ôû vò trí khaùc nhau, do vaäy khoaûng caùch töø troïng taâm caàn tôùi choát caàn cuõng thay ñoåi vaø söï thay ñoåi naøy daãn ñeán söï thay ñoåi moâmen cuûa caàn ñoái vôùi choát ñuoâi caàn. Ñeå xaây döïng ñoà thò thay ñoåi moâmen caàn theo taàm vôùi ta xeùt ôû moät soá vò trí khaùc nhau cuûa caàn. Choïn vò trí taàm vôùi cuûa caàn döïa vaøo hoaï ñoà vò trí, ta xaùc ñònh ñöôïc Mc ôû caùc taàm vôùi khaùc nhau. Caàn truïc thieát keá, troïng löôïng thieát bò caàn vaø ñoái troïng ñöôïc boá trí nhö hình veõ. Ñeå caàn caân baèng thì ñoái troïng Gñ phaûi caân baèng vôùi troïng löôïng thieát bò caàn, ñoái troïng naøy ñöôïc boá trí thoâng qua heä tay ñoøn ñoái troïng. Goïi: Gc: Troïng löôïng thieát bò caàn. Gx: Troïng löôïng thieát bò voøi. 2G0: Troïng löôïng thieát bò giaèng. Gd:Troïng löôïng ñoái troïng. Giaû thieát: +Troïng löôïng voøi ñöôïc chia laøm 2 thaønh phaàn: ''' xxx GGG += Gx’: Ñaët taïi ñieåm ñaàu caàn. Gx”:Ñaët taïi ñieåm ñaàu voøi. + Troïng löôïng giaèng: 2G0 = G0(voøi) + G0 giaèng) G0: Ñaët taïi ñuoâi voøi. G0: Ñaët taïi choát ñuoâi giaèng. Maêc khaùc: G0 ñaët taïi ñuoâi voøi laïi chia laøm hai thaønh phaàn. G0 = G0’ + G0” G0’: Ñaët taïi ñieåm ñaàu caàn. G0” Ñaët taïi ñieåm ñaàu voøi. Vieäc phaân tích naøy döïa vaøo phöông phaùp phaân tích löïc song song theo tæ leä caùnh tay ñoøn ( söï caân baèng moâmen) Hôïp löïc cuûa (Gx” - G0”) taïo ra löïc keùo K” ôû giaèng. Vaø hôïp löïc (Gx”, G0”) vôùi K” ôû giaèng. Vaø hôïp löïc (Gx”, G0”) vôùi K’ laø löïc N ( löïc N gaây gaõy caàn). 42 Treân hình veõ thì löïc N caùch choát ñuoâi caàn moät ñoaïn f (f laø giaù trò giao ñoäng quanh goác A). Trong quaù trình thay ñoåi taàm vôùi nhö vaäy, troïng löôïng thieát bò caàn gaây ra 1 moâmen ñoái vôùi ñieåm A: MC (A) = Gc .Lc + (Gx’ + G0’)Lx ± Nf Tuy nhieân khi löïc N ñi qua ñieåm A thì f = 0 -> moâmen do löïc N gaây ra seõ baèng 0. Giaù trò Mc luoân thay ñoåi töø Rmax÷ Rmin. Ta Xaùc ñònh Mc taïi 8 vò trí khi goùc nghieâng caàn bieán thieân töø αmin = 450 ñeán αmax = 800. Sau ñoù laäp hoaï ñoà taïi 8 vò trí. Xaùc ñònh moâmen taïi caùc vò trí tính toaùn ta coù: )1(. 21 1' XX XGG xX + = Trong ñoù: Gx = 4000 KG: Troïng löôïng voøi: X1: LAØ khoaûng caùch giöõa ñöôøng thaúng ñöùng ñi qua ñaàu caàn vaø troïng taâm voøi. X2: Laø khoaûng caùch töø troïng taâm voøi ñeán ñöôøng thaúng ñöùng ñi qua ñaàu voøi. X3: Laø khoaûng caùch töø ñaàu caàn tôùi ñöôøng thaúng ñöùng ñi qua ñuoâi voøi. )'1(. 1"21 X XGxGXXX x =>−+= Ñaët ( ) )2( 4 " 0 " X XGGM XD − =∑ Vôùi X4: Laø khoaûng caùch töø ñaàu caàn tôùi thanh giaèng. 21 30" 0 . XX XGG + = G0: Troïng löôïng thanh giaèng: G0 = 0,2T = 200 (KG) Vaäy: G0’ = G0 - G0” GX’ = GX - GX” Ñaët R = GX” - G0” -> N = R + K” Döïa vaøo hoaï ñoà vò trí caàn vaø voøi, ta xaùc ñònh ñöôïc caùc giaù trò X1, X2; X3; X4; f Vò trí I II III IV V VI VII VIII X1(m) 2,95 2,22 2,04 1,8 1,51 1,18 0,82 0,41 X2(m) 4,86 4,75 4,61 4,19 3,51 2,75 1,91 0,96 X3(m) 3,12 2,96 2,107 2,39 2,01 1,57 1,09 0,55 X(m) 7,240 6,2154 5,626 4,685 4,873 3,7 1,80 0,90 f(m) 2,2 0,38 0,65 1,09 1,1 0,83 0,42 0,17 LC(m) 4,53 4,11 3,67 3,2 2,7 2,9 1,73 1,11 LX(m) 18,1 16,46 14,68 12,8 10,82 8,76 6,63 4,45 G”X(KG) 634,66 679,17 706,42 740,74 796,53 733,59 682,93 630,45 GX’(KG) 3365,3 3320,83 3293,58 3259,26 3214,5 3266,44 3317,07 3369,55 G0” (KG) 348,7 339,56 338,57 350,98 355,75 348,8 360,7 367,8 G0’(KG) 115,13 116,044 116,143 114,902 115,75 115,12 113,93 113,22 K”(KG) 1693,4 1418,9 1270,6 1159,7 1098,4 1039,8 1020,0 949,7 R(KG) 599,79 645,214 672,57 705,64 658,21 698,71 616,86 593,67 N(KG) 2293,3 2063,66 1943,25 1865,35 1759,6 1738,55 1666,91 1813,43 McKGm 201753 171161 152248 142509 145702 122142 117378 105926 43 M Md a b Ld Gd O A 5.3.2 Xaây döïng ñoà thò thay ñoåi moâmen ñoái troïng cho taàm vôùiâ ï à å â á ï à ùâ ï à å â á ï à ùâ ï à å â á ï à ù . Troïng löôïng ñoái troïng di ñoäng ñöôïc tính ñoái vôùi vò trí trung bình töø ñieàu kieän caân baèng moâmen cuûa caàn vaø moåmen ñoái troïng. Mc = Mñ Neáu ta xeùt töông quan vôùi Mc thì moâ men ñoái troïng laáy vôùi choát ñuoâi caàn A ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: )1(.. b alGM ddd = Vôùi a,b, lñ laø caùc caùnh tay ñoøn nhö treân hình veõ. Gñ: Troïng löôïng ñoái troïng. Töø ñieàu kieän caân baèng moâmen ñoái troïng vaø moâ men caàn taïi vò trí trung bình: al bMG d c d . . =>− Vôùi: Mc = 142509KG -> Gñ = 10098,5KG Cuõng töông tö nhö khi xaùc ñònh moâ men do hình veõ caàn ta coù theå xaùc ñònh moâ men do ñoái troïng baèng caùch veõ ñoà thò treân cuøng heä toaï ñoä trong khoaûng töø Rmin ÷Rmax sao cho vò trí trung gian ôû Mc = Mñ Döïa vaøo hoïa ñoà vò trí ta xaùc ñònh ñöôïc ca
c giaù trò: a, b, ld Vò trí I II III IV V VI VII VIII Ld 6,35 6,315 6,725 6,875 6,173 6,725 6,25 5,25 a 6,75 6,125 5,75 4,875 4,543 4,15 3,215 2,75 b 2,125 2,25 2,5 2,375 2,25 2,125 1,175 1,125 Md 203702,7 177558,9 153557,77 142509 130856,3 120801,8 115958,1 104389,9 44 d T c a b T Q O A MQ 5.3.3. Xaây döïng bieåu ñoà khoâng caân baèng caànâ ï å à â â è àâ ï å à â â è àâ ï å à â â è à : Goïi MKC moâ men maát caân baèng do troïng löôïng thieát bò caàn: MKC = MQ – Mñ Ta coù giaù trò MKC ÔÛ 8 vò trí cho trong baûng sau: Vò trí I II III IV V VI VII VIII Mc(KGm) 201753 171161 152248 142509 145702 122142 117378 105926 Mñ(KGm) 203702,7 177558,9 153557,7 142509 130856,3 120801,8 115958 104389,9 MKCKGm -19495 -13940 -130927 0 14845,7 13410 14208 15362 5.3.4. Xaùc ñònh moâ men maát caân baèng do troïng löôïng haù â á â è ï ïù â á â è ï ïù â á â è ï ï øng:øøø Ta xaùc ñònh moâ men maát caân baèng do troïng löôïng haøng baèng phöông phaùp löïc dö. Laáy moâ men taïi choát ñuoâi caàn A ta coù: MQ = Q.a – b.T = 0 (1) Laáy moâ men taïi ñieåm ñaàu caàn O ta coù: Mo = Q.c - T.d = 0 d cQT =⇒ Thay vaøo (1)       −=⇒ d cbaQMQ . Caùc giaù trò: a, b, c, d ta xaùc ñònh töø vò trí: Vò trí I II III IV V VI VII VIII a(m) 25,91 32,87 21,47 18,78 15,84 12,69 9,36 5,82 b(m) 6,89 6,96 7,01 7,20 6,49 6,67 6,43 6,58 c(m) 7,81 7,41 6,79 5,98 5,02 3,93 2,73 1,38 d(m) 2,75 2,56 2,31 2,01 1,73 1,59 1,39 1,25 Q(KG) 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 MQ(KGm) 22956,8 40717 2765,15 -8450,7 -9572,1 -12179 -10459 -4628,2 45 5. 4 TÍNH LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN THANH RAÊNG:Ï Ù Ï Â ÊÏ Ù Ï Â ÊÏ Ù Ï Â Ê Goïi U laø toång löïc taùc duïng leân thanh raêng U = U1 + U2 + U3 +U4 + U5 +U6 + U7 Vôùi: U1: Löïc trong thanh raêng do moâ men maát caân baèng haøng. U2: Lực trong thanh raêng do moâ men maát caân baèng caàn vaø ñoái tro ng. U3: Löïc trong thanh raêng do aûnh höôûng cuûa taûi troïng gioù. U4: Löïc trong thanh raêng do taûi troïng ngang khi haøng nghieâng so vôùi phöông thaúng ñöùng. U5: Löïc li taâm khi caàn truïc quay. U6: Löïc ma saùt trong caùc khôùp cuûa thieát bò vaø toån thaát khi caùp naâng laên qua caùc puly. U7: Löïc quaùn tính khi caàn truïc thay ñoåi taàm vôùi. U: Ñöôïc tính taïi nhieàu vò trí. 5.4.1. Tính löïc trong thanh raêng do moâ men ï ê âï ê âï ê â maát caân baèng haøng á â è øá â è øá â è ø U1: U1: Ñöôïc tính theo coâng thöùc: Töø keát quaû cuûa MQ vaø r ta xaùc ñònh ñöôïc U1 ôû 8 vò trí: Vò trí I II III IV V VI VII VIII MQKGm 202956,8 407170 27675,2 -84508,7 -95752,1 -121479 -104599 -46218,2 rn(m) 4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64 U1(KG) 46231,6 83952,58 5523,98 -16346 -18100,6 -22371,9 -18745,3 -8194,72 5.4.2. Tính löïc trong thanh raêng do ï êï êï ê U2 : U2: Ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc. n KC r MU =2 Töø keát quaû Mkc vaø r ôû treân ta xaùc ñònh ñöôïc U2 ôû 8 vò trí. Vò trí I II III IV V VI VII VIII MKCKGm -19495 -13940 -130927 0 14845,7 13410 14208 15362 rn(m) 4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64 U2KG -4641,6 -3087,5 -2785,7 0 2806,37 2629,4 2674,2 2731,02 5.4.3. Tính löïc treân thanh raêng do aûnh höôûng cuûa taûi troïng gioùï â ê û û û û ï ùï â ê û û û û ï ùï â ê û û û û ï ù U3. ( )hcv n UU r U += 13 r M U Q=1 46 Pg(v) D C Pg(c) A B h1=hc h2=hv Sô ñoà taûi troïng gioùà û ï ùà û ï ùà û ï ù Ucv: Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn vaø voøi. Ucv = Uc + Uv Uc: Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn: Uc = Pgc.hc. αsin = αω sin... ccc hF FC: Dieän tích chaén gioù cuûa caàn. -> cω = q0.c.n.β.η ( 1-11),[ 5] Với q0: Cöôøng ñoä gioù ôû ñoä cao 10m ôû traïng thaùi laøm vieäc: q0 = 15 ( KG/m2) c: Heä soá khí ñoäng hoïc cuûa keát caáu; c = 1,4 ( Baûng.17);[5] n: Heä soá döï tröõ aùp löïc gioù; n =1,5 β: Heä soá aûnh höôûng ñoäng cuûa taûi troïng gioù gaây leân do aùp löïc xung β = 1,5. η = 1,5: Heä soá quaù taûi. Dieän tích chaén gioù cuûa caàn: FC = 1,2.26 = 31,2 (m2) =⇒ cω 15.1,5.1,4.1,5.1,5 = 70,875KG.m 2 UC = cω . FC. hc . sin α = 70,875.31,2. hc . sin α = 2211,3KG.m (α laø goùc hôïp bôûi caàn vôùi phöông ngang). Maëc khaùc: Fv = 5,024 m2 Uv = cω .Fv.hv.sin β = 70,875.5,024. hv.sin β = 356,08. hv.sin β . ( β laø goùc hôïp bôûi voøi vôùi phöông ngang). Uh: Dieän tích chaén gioù cuûa haøng. Uh = cω . Fh.hh Fh = 20m2: dieän tích chaén gioù cuûa haøng tra baûng (1.8);[5]. ⇒ Uh = 70,875.20.hh = 1417,5.hh Ta xaùc ñònh U3 ôû 8 vò trí trong baûng sau: 47 Mo a h T = Q.tga T M O A a b P N Q U4 x Vò trí I II III IV V VI VII VIII Sin α 0,707 0,766 0,838 0,891 0,908 0,939 0,965 0,984 sin β 0,309 0,438 0,601 0,720 0,882 0,882 0,906 0,965 hv(m) 18 19,125 20,25 22,325 22,5 23,5 24,35 25 hc(m) 8,5 9,125 10,35 11,85 12,5 12,25 12,75 13,125 UcvKGm 15904,1 20827,7 25961,7 31652,2 35384,2 38080,1 40709,7 43039,1 UhKGm 13763,9 14656,95 14883,75 1551,53 1533,48 16896,6 1747,87 18200,7 hh(m) 9,71 10,34 10,5 10,83 11,17 11,92 12,45 12,84 rn(m) 4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64 U3KG 6758,1 7316,4 8152,8 9091,6 9681,9 10124,6 10458,4 10858,1 5.4.4. Tính löïc treân thanh raêng do aûnh höôûng cuûa taûi troïng ngang khi caùp haøng nghieâng goùc so vôùi phöông thaúng ñöùng: U4. αtgQT .= ( vôùi α = 150 ) = 32000.tg150 = 8574,37KG Löïc ngang T seõ gaây leân löïc P treân thanh giaèng lieân keát vôùi choát ñuoâi voøi. Laáy moâ men taïi choát ñaàu caàn O ta coù: x aTP xPaTM o . 0.. =⇒ =−=∑ Vaäy ta coù moâ men taïi choát ñuoâi caàn do löïc T vaø P laø: MA = T.h - P.b Löïc treân thanh raêng do löïc ngang: n A r MU =4 48 d U5 P1 QO P2 P2 T b c A O M Vò trí I II III IV V VI VII VIII a(m) 1,38 2,82 4,1 5,21 6,14 6,89 7,45 7,81 x(m) 2,75 2,56 2,31 2,01 1,73 1,59 1,39 1,25 P 4302.78 9445.2 15218.6 22225.1 304315 37155.6 45956.2 53572.7 T 8574,37 8574,37 8574,37 8574,37 8574,37 8574,37 8574,37 8574,37 b 6,89 6,96 7,01 7,20 6,49 6,67 6,43 6,58 h 17,4 17,28 17,17 17,06 16,97 16,87 16,79 16,72 rn 4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64 MA 119547,9 82426,5 40539,7 -13742 -51993,9 -103178 -151534 -209145 U4 27231,87 16995,2 8091,76 -2658,0 -9828,71 -19001,5 -27156,7 -37082,4 5.4.5. Tính löïc taùc duïng leân thanh raêng do taùc duïng cuûa löïc li taâm khi caàn truïc quayï ù ï â ê ù ï û ï â à ïï ù ï â ê ù ï û ï â à ïï ù ï â ê ù ï û ï â à ï : U5 Laáy moâ men taïi choát ñaàu caàn 0 ta ñöôïc: T.d = P2.c ⇒ T = d cP .2 Ta coù: M = P1.H1 + P2.H2 + d bcP .2 Trong ñoù: M: Moâ men do aûnh höôûng cuûa löïc li taâm. P1: Löïc li taâm cuûa caàn vaø voøi. P2: Löïc li taâm cuûa haøng. H1: Caùnh tay ñoøn cuûa löïc li taâm P1 ñoái vôùi choát ñuoâi caàn. H2: Caùnh tay ñoøn cuûa löïc li taâm P2 ñoái vôùi choát ñuoâi caàn. Ta coù: ( ) L g GGrmP vc ... 2 2 1 ω ω + == (5.43);[3] )/(115,0 30 1,1. 30 . srad nq === pipi ω Vôùi: nq = 1,1: Vaän toác quay. Gv = 4000KG: Troïng löôïng voøi. Gc = 10000KG: Troïng löôïng caàn. g: Gia toác troïng tröôøng. 49 L: Baùn kính quay cuûa löïc P1. ( ) ( ) LLP .5,18. 81,9 15,0.400010000 2 1 = + =⇒ ( ) RR g RQ P .32,42. 81,9 15,0.32000.. 22 2 === ω Vôùi: Q = 32000KG: Troïng löôïng haøng. R: Baùn kính quay cuûa haøng. Vaäy löïc U5 ñöôïc tính theo coâng thöùc. nr MU =4 Vò trí I II III IV V VI VII VIII c(m) 1,38 2,82 4,1 5,21 6,14 6,89 7,45 7,81 b(m) 6,89 6,96 7,01 7,20 6,49 6,67 6,43 6,58 d(m) 2,75 2,56 2,31 2,01 1,73 1,59 1,39 1,25 L(m) 4,56 3,58 2,55 2,16 1,52 1,31 0,64 0,15 R(m) 30 23,49 21,12 18,46 15,68 12,62 9,61 8 P1KG 84,36 66,23 47,175 39,96 28,12 24,235 11,84 2,775 P2KG 1269,6 994,1 893,8 781,2 663,6 534,1 406,7 338,6 H1(m) 8,5 9,13 10,35 11,85 12,25 12,75 13,15 13,65 H2(m) 9,71 10,34 10,5 10,83 11,17 11,92 12,45 12,84 rn(m) 4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64 MKGm 17434,6 18505,3 20993,8 23514 23041,4 22111,9 19235 18303,9 U5(KG) 3971,4 3815,5 4190,4 4548,2 4355,7 4072,2 3447,1 3245,4 5.4.6. Tính löïc ïïï quaùn tính ùùù li taâm khi caàn truïcâ à ïâ à ïâ à ï thay ñoåi taàm vôùiå à ùå à ùå à ù : U6 Do caàn truïc thieát keá thay ñoåi taàm vôùi vôùi vaän toác nhoû neân coù theå boû qua. 5.4.7. Tính löïc treân thanh raêng do löïc ma saùtï â ê ï ùï â ê ï ùï â ê ï ù U7: Löïc ma saùt trong caùc khôùp cuûa thieát bò caàn vaø toån thaát trong caùc puly khi thay ñoåi taàm vôùi vaø khi caùp naâng laên qua caùc puly. Do caùc khôùp vaø oå puly laø oå laên leân coi U7 raát nhoû coù theå boû qua. 5.5. TÍNH TOÅNG LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN THANH RAÊNGÅ Ï Ù Ï Â ÊÅ Ï Ù Ï Â ÊÅ Ï Ù Ï Â Ê : UC = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 Laäp baûng: Vò trí I II III IV V VI VII VIII U1KG 46231,6 339527 5523,98 -16346 -18100,6 -22371,9 -18745,3 -8194,72 U2 KG -4641,6 -3087,5 -2785,7 0 2806,37 2629,4 2674,2 2731,02 U3 KG 6758,08 7316,4 8152,78 9091,63 9681,97 10124,6 10458,35 10858,12 U4 KG 27231,9 16995,15 8091,76 -2658,03 -9828,71 -19001,5 -27156,7 -37082,4 U5 KG 3971,4 3815,5 4190,4 4548,2 4355,7 4072,2 3447,1 3245,4 U KG 79551,4 68992,13 23173,2 -5364,2 -11085,27 -24547,2 -29322,35 -29551,37 50 F A I B C Giaù trò trung bình cuûa caùc löïc naøy: 2 1++ = ii tbi UUU Ta tính ñöôïc: )(465,28882 2 )(775,26934 2 )(235,17816 2 )(375,8224 2 )(509,8904 2 )(7,46082 2 )(5,74271 2 87 7 76 6 65 5 54 4 43 3 32 2 21 1 KGUUU KGUUU KGUUU KGUUU KGUUU KGUUU KGUUU tb tb tb tb tb tb tb −= + = −= + = −= + = −= + = = + = = + = = + = 5.6. XAÂY DÖÏNG BIEÅU ÑOÀ VAÄN TOÁC Â Ï Å À Ä ÁÂ Ï Å À Ä ÁÂ Ï Å À Ä Á THAY ÑOÅI TAÀM VÔÙIÅ À ÙÅ À ÙÅ À Ù : Xaây döïng bieåu ñoà vaän toác thay ñoåi taàm vôùi cuûa ñieåm ñaàu voøi: Toác ñoä thay ñoåi taàm vôùi cuûa caàn chính laø vaän toác naèm ngang taïi ñieåm C Taïi moãi vò trí cuûa caàn naøy coù giaù trò khaùc nhau vaø coù yù nghóa laø vaän toác töùc thôøi. Töø hoïa ñoà vò trí ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc haønh trình cuûa thanh raêng. Str = 3230mm Choïn sô boä vaän toác thanh raêng laø: VF = t S tr = 6,46 (m/p) t: thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi. 51 Coù VI = VF + VIF ( VIF laø vaän toác cuûa ñieåm I quay quanh F Bieát phöông VI laø phöông vuoâng goùc truïc caàn VIF vuoâng goùc vôùi thanh raêng. Töø hoïa ñoà vò trí ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm I. VF truøng vôùi phöông thanh raêng. Xaùc ñònh vaän toác ñieåm B do cuøng thanh cöùng Ta coù: VB = VI AI AB = VI IV82,37,6 6,25 = Xaùc ñònh VC = VB +VCB Bieát VB vaø phöông vuoâng vôùi truïc caàn VCB: phöông vuoâng truïc voøi VC: phöông ngang Ta xaùc ñònh ñöôïc ñoä lôùn VC Xaùc ñònh cho 8 vò trí. Sau khi xaùc ñònh ñöôïc vaän toác dòch ngang cuûa ñieåm ñaàu voøi ta laäp thaønh baûng vaø veõ ñoà thò thay ñoåi vaän toác ñieåm ñaàu voøi theo taàm vôùi ( goùc nghieâng caàn) roài xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå thay ñoåi taàm vôùi. Vò trí I II III IV V VI VII VIII VF(mm) 6,46 6,46 6,46 6,46 6,46 6,46 6,46 6,46 VI(m/p) 9,38 8,97 8,61 8,3 8,02 7,78 7,55 7,2 VB(m/p) 35,83 34,27 32,9 31,7 20,64 29,72 25,02 27,5 VC(m/p) 29,8 34,62 38,33 41,24 43,6 45,72 41,83 51,16 Ta xem moãi löïc Utb taùc duïng trong moät thôøi gian laø t1 , t2, t3.. Thôøi gian naøy xaùc ñònh töø quaõng ñöôøng thay ñoåi taàm vôùi S giöõa 2 ñieåm ñang khaûo saùt töông öùng vôùi goùc quay α cuûa caàn: tbi i V iSit )1( +÷= Vôùi: Stbi Laø quaõng ñöôøng thay ñoåi taàm vôùi theo phöông ngang töø i tôùi (i+1). + Vtbi: Vaän toác thay ñoåi taàm vôùi trung bình giöõa 2 vò trí ñang khaûo saùt. 2 1++ = i tb VViV Laäp baûng tính thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi: Vò trí I II III IV V VI VII Si(m) 2,04 2,39 2,69 2,94 3,15 3,33 3,53 Vtbi 0,537 0,608 0,663 0,707 0,744 0,730 0,775 ti(s) 3,800 3,931 4,057 4,158 4,232 4,564 4,555 52 5.7. TÍNH CHOÏN ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN:Ï Ä ÄÏ Ä ÄÏ Ä Ä Sau moät thôøi gian caàn thay ñoåi taàm vôùi töø Rmax ñeán Rmin thì löïc bình phöông trung bình trong thanh raêng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: )(88,45252 ....... 7 2 76 2 65 2 54 2 43 2 32 2 21 2 1 KGU t tUtUtUtUtUtUtUU CK tbtbtbtbtbtbtb CK =>− ∑ ++++++ = Coâng suaát bình phöông trung bình cuûa ñoäng cô ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: )(6,53 894,0102 108,088,45252 .102 . KW VU N CKCK = × × == η V: Vaän toác tònh tieán trong thanh raêng, V = 0,108 (m/s) Vôùi: ( )sm t sV /108,0 30 23,3 === Vôùi: s = 3,23m laø haønh trình cuûa thanh raêng, xaùc ñònh ñöôïc töø hoïa ñoà vò trí cuûa caàn; vaø t = 30 s thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi cuûa caàn töø Rmax -Rmin η: Hieäu suaát truyeàn ñoäng töø ñoäng cô ñeán thanh raêng: thgtbt ηηηη ..= ηbt = 0,95 Hieäu suaát boä truyeàn. ηhgt = 0,97 Hieäu suaát hoäp giaûm toác. ηt = 0 0,97 Hieäu suaát oå truïc. ⇒η = 0,894 Döïa vaøo coâng suaát ta choïn ñoäng cô ñieän theo catalog: MTH 160LB8T1: N =55 KW n =710 voøng/ phuùt. 53 5.8. CHOÏN HOÄP GIAÛM TOÁC Ï Ä Û ÁÏ Ä Û ÁÏ Ä Û Á – KHÔÙP NOÁI Ù ÁÙ ÁÙ Á - PHANH 5.8.1: Choïn hoäp giaûm toác.ï ä û áï ä û áï ä û á Hoäp giaûm toác ñöôïc choïn döïa vaøo tæ soá truyeàn i vaø coâng suaát truyeàn qua hoäp giaûm toác. Sô boä ta choïn ñöôøng kính baùnh raêng laø: 0,4m. Soá voøng quay truïc ra cuûa hoäp giaû toác laø: 15,5 2,0.14,3 108,0.30 . .30 ≈== R Vn r pi ( v/ ph) Trong ñoù: V: Vaän toác trong thanh raêng; V =0,108 v/ph R: Laø baùn kính baùnh raêng R = 0,2m Tæ soá truyeàn cuûa hoäp giaûm toác: 6,137 15,5 710 === r dc n ni Döïa vaøo tæ soá truyeàn ta choïn hoäp giaûm toác ba caáp: PCΠ-450 coù thoâng soá nhö sau: i =138; L =1510 mm; H = 867mm; B =1230mm 5.8.2. Choïn phanhïïï : Phanh cuûa cô caáu choïn phaûi ñaûm baûo sao cho giöõ caàn ôû vò trí baát kì trong quaù trình thay ñoåi taàm vôùi. Moâ men phanh tính theo coâng thöùc sau: i DUKM CP .2 ... max η = Trong ñoù: K: laø heä soá an toaøn cuûa phanh, K =1,75 UCmax: Löïc lôùn nhaát trong thanh raêng. UCmax = 79551,3KG 54 D: Laø ñöôøng kính baùnh raêng; D =400mm )(19,90 138.2 2,0.3,79551.894,0.75,1 KGmM F ==>− Theo sô ñoà truyeàn ñoäng do laép hai phanh neân moâ men phanh seõ laø: )(09,45 2 19,90 2 KGmMM P === Döïa vaøo moâ men phanh, ta choïn phanh coù kí hieäu: TΓ38558 coù: DP = 250 mm; MF = 50 ( KGm) 5.9. KIEÅM TRA ÑOÄNG CÔ ÑIEÄNÅ Ä ÄÅ Ä ÄÅ Ä Ä : Ñoäng cô ñieän khi choïn caàn phaûi kieåm tra theo thôøi gian khôûi ñoäng khi coù taûi lôùn nhaát vaø thôøi gian khôûi ñoäng khi coù taûi nhoû nhaát. 5.9.1 Kieåm tra theo thôøi gian khôûi ñoängå ø û äå ø û äå ø û ä : Khi löïc keùo treân thanh raêng laø lôùn nhaát Ucmax. Thôøi gian khôûi ñoäng ñöôïc tính theo coâng thöùc: ( ) ( ) ( )CKtbcktbkd MM nGD MMna Et − + − = 375 2,1 .. .60 2 η ( 3.26) [5] Trong ñoù: + MC: Moâ men caûn tónh baèng moâ men lôùn nhaát treân truïc ñoäng cô öùng vôùi: Ucmax =79551,3KG ).(48,64 894,0.138.2 2,0.3,79551 ..2 . 0 max mKG i DU M cC ===>− η + Ñoäng naêng cuûa heä caàn vaø haøng E: ( ) g VQLGLGLGLG g E OTOTOTccxccx 2 ....... 3 1.. 2 1 22 1 2 11 22222 +      +++= ωωωω ωc: Toác ñoä goùc cuûa caàn: GA Vx c =ω OTω : Toác ñoä cuûa thanh keùo voøi: )2(. )1( 6 6 CEE E OT PEV BE V ω ω = = maø: )/(1005,0 srad CE Va CE ==ω Töø (1) vaø (2) coù: )/(021,0 6,25 1005,0.2,13. srad BE PE CE OT === ω ω ω1: Toác ñoä goùc tay ñoøn ñoái troïng. ω1 = 0,02739 ( rad/s) Q: Troïng löôïng haøng; Q= 32000 (KG) Vc: Toác ñoä thay ñoåi taàm vôùi; Vc =0,780(m/s) -> Thay vaøo (2) Ta ñöôïc. )/(018,0 6 108,0 sradc ==ω 55 HM nK tbM E . 2 max. 285,0 8,9 2780,0 * 2 160000 * 202739,0.2540,7.100990 2021,0.236,26.2000 20251,0.29,26.40000 3 120251,0.29,2640000 8,9.2 1 ϕϕ + = + + +− −=                     ϕn: Boäi soá moâ men hoaït ñoäng cuûa ñoäng cô. ϕmax =1,8 ÷ 2,5 MH: Moâ men ñònh möùc cuûa ñoäng cô. )(6064,39204,199* 2 5,22.85,0 ).(04,199 14,3.710 5530 . .30 2 NmM mN N M K tb dc dc H = + =>− ===>− piη Thay vaøo (1) ( ) )01,22061,392(375 720.5,17.2,1 81,22061,392894,0.720.1 207,6437.60 − + − =kdt Thôøi gian khôûi ñoäng tính toaùn phaûi nhoû hôn: 5÷6 (s) tkd thoaû maõn. 5.9.2 Kieåm tra theo thôøi gian khôûi ñoängå ø û äå ø û äå ø û ä . Khi löïc keùo treân thanh raêng laø nhoû nhaát Ucmin (Ucmin xaùc ñònh ñöôïc döïa vaøo ñieàu kieän thay ñoåi taàm vôùi khoâng coù haøng vaø gioù, ñoàng thôøi caàn truïc khoâng quay). )(35,4 894,0.138.2 2,0.2,5364 ..2 . )(2,5364 0 min 2 min KGm i DU M KGUU C c V c === == η E: Ñoäng naêng cuûa heä caàn, voøi, haøng. ( ) 67,1470 02739,0.540,7.100990 021,0.36,26.20000251,0.9,26.140000 3 10251,0.9,26.140000 8,29 1 22 222222 =           + ++ =E Thôøi gian khôûi ñoäng: ( ) ( ) ( ) ( )47,26064,392375 720.5,12.2,1 )47,26064,392(894,0.1720 67,1470.60 .375 .2,1 .. 60 2 − + − = − + − = kd C k tb k tb kd t MM nGD McMna Et η Vaäy thôøi gian khôûi ñoäng tính toaùn phaûi nhoû hôn hoaëc baèng: 2÷2,5 (s) [ ] >−<= ttt kdkd ;453,1 thoaû maõn 5.9.3 Kieåm tra thôøi gian phanhå øå øå ø : Khi coù moâ men M1 aùp duïng, M1 laø moâ men treân truïc phanh do löïc keùo lôùn nhaát treân thanh raêng gaây neân moâ men naøy ñöôïc tính khi caàn truïc quay coù gioù lôùn nhaát ôû traïng thaùi laøm vieäc vaø goùc cuûa caùp treo haøng nghieâng so vôùi phöông thaúng ñöùng. Do ñoù: M1F = MP* = 312,96 ( Nm) 56 Thôøi gian phanh ñöôïc tính: ( ) ( ) ( ) ( ) )(516,296,312600.375 720.5,17.2,1 96,312600720.14,3 894,0.207,6437.60 375 ).(2,1 . ..60 1 2 1 st MM nGD MMn Et F FF F = − + − =>− − + − = pi η E: Ñoäng naêng cuûa haøng (t ñöôïc xaùc ñònh nhö treân) Vaäy: [ ] [ ] )(54; sttt FFP ÷=≤ 5.9.4 Kieåm tra theo thôøi å øå øå ø gian phanh: Trong thôøi gian phanh khi khoâng coù haøng, khoâng coù gioù, caàn truïc khoâng quay moâ men Mmin2 Coù: Ucmin = U2V = 5364,2KG ( ) ( ) ( ) )(26235,1 375 ..2,1 . .60 )(09,3 138.2 894,0.38,0.2,5364.75,1 .2 ... 2 2 2 2 2 min 2 st MM nGD MMn E t KGm i DUK M F FF F c F =>− − + − =>− ===>− pi η η Vaäy: [ ] [ ] )(5,1; sttt FFP =≤ 5.10. CHOÏN KHÔÙP NOÁIÏ Ù ÁÏ Ù ÁÏ Ù Á : Khôùp noái giöõa ñoäng cô vaø hoäp giaûm toác. Khôùp noái ñöôïc choïn giöïa vaøo moâ men tính toaùn truyeàn qua khôùp: MM = MH . k1 . k2 Theo (Baûng1-26),[5] ta coù: K1 =1,4: Heä soá tính ñeán möùc ñoä quan troïng cuûa keát caáu: K2 =1,2: Heä soá tính ñeán cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu: MH: Moâ men ñònh möùc truyeàn qua khôùp tính qua coâng suaát ñoäng cô. )(38,3342,1.4,1.04,199 )(04,199 710.14,3 1000.30.55 . 1000.30. 30 .. NmM Nm n N M nMMN M dc H HHdc ==>− ===>− == pi pi ω Döïa vaøo moâ men tính toaùn cuûa khôùp ta choïn khôùp noái voøng ñaøn hoài: TDCT 2145- 75. MM = 500 (Nm) (GD)2 = 0,126 ( KG.m2) D = 200 mm m = 25 kg 57 5.11. TÍNH TOAÙN BOÄ TRUYEÀN CUOÁI CUÛA CÔ CAÁU THAY ÑOÅI TAÀM VÔÙIÙ Ä À Á Û Á Å À ÙÙ Ä À Á Û Á Å À ÙÙ Ä À Á Û Á Å À Ù : 5.11.1 Choïn vaät lieäuï ä äï ä äï ä ä : Do baùnh raêng chòu taûi trung bình coù va ñaäp, laøm vieäc hai chieàu neân ta choïn vaät lieäu cheá taïo laø theùp 50 thöôøng hoaù. Thanh raêng laø theùp 45 thöôøng hoaù. Theo (Baûng.61),[7] ta coù baûng soá lieäu sau: Teân chi tieátâ áâ áâ á Giôùi haïn beànù ï àù ï àù ï à Giôùi haïn chaûyù ï ûù ï ûù ï û Ñoä cöùngä ùä ùä ù Nhaõn hieäuõ äõ äõ ä Thanh raêngêêê 600 340 180 45 Baùnh raêngù êù êù ê 640 350 175 50 Do boä truyeàn hôû, ma saùt lôùn, boâi trôn keùm, baùnh raêng vaø thanh raêng choùng moøn. Ta thieát keá theo öùng suaát uoán vaø kieåm tra theo öùng suaát tieáp xuùc. [ ] )1(1 Nu Kn−= σ σ Vôùi: [ ]uσ öùng suaát uoán cho pheùp. σ-1: Giôùi haïn moûi trong chu kì ñoái xöùng. σ-1 =1,8 HB ( MPa) ( Baûng.6.2),[7] - HB: Ñoä cöùng: + Vôùi baùnh raêng: σ-1 =1,8 .175 = 315 ( MPa) + Vôùi thanh raêng: σ-1 =1,8 .180 = 324 ( MPa) n: Heä soá an toaøn: n =1,75 ( Baûng 6.2),[7] KN: Heä soá tuoåi thoï: m td N N N K 0= (2) ( 6.3),[7] m : Baäc ñöôøng cong moûi, m=6 N0: Soá chu kì thay ñoåi öùng suaát tính theo söùc beàn tieáp xuùc: N0= 1.107 + Tính theo söùc beàn uoán: N0 = 30.HB2,4 + Vôùi baùnh raêng: N0 =30.1752,4 =0,7 .107 + Vôùi thanh raêng: N0 = 30.1802,4 =0,77 .107 - Ntd: Soá chu kì thay ñoåi öùng suaát töông ñöông. Ntd = 60. u.n. T. c i t t M Mi . 3       ∑ Vôùi: Mi: Moâ men xoaén. Ta coù: 223 221 3,0 75,0 2,0 3,1 75,0 1 MMM MMM == == u: Soá laàn aên khôùp cuûa baùnh raêng khi quay moät voøng, u=1 n: Soá voøng quay cuûa truïc trong1 phuùt ; n=5 (v/p) tc: Thôøi gian laøm vieäc trong 1 ca; tc =6 (h) ti: Thôøi gian laøm vieäc ôû cheá ñoä thöù i T: Toång thôøi gian laøm vieäc. 58 T = Na. Nn. Ca.tc Na: Soá naêm laøm vieäc, Na = 40 naêm Nn: Soá ngaøy laøm vieäc trong naêm, Nn =270 ngaøy Nc: Soá ca laøm vieäc trong ngaøy, Nc = 2 ca -> T = 40.270.2.6 = 129600 (giôø) - Vôùi öùng suaát tieáp suùc: 7 3 3 1 3 1 2 3 1 10.0897,4 ...129600.7.1.60 =>−               +      +      = td c s c c c i i td N t t M M t t M M t t M MN - Vôùi öùng suaát uoán: 7 3 3 3 1 32 3 1 21 3 1 1 10.1642,3 ..129600.7.1.60 =               +      +      = td cc td N t t M M t t M M t t M MN + Tính theo söùc beàn uoán. + Vôùi baùnh raêng: Do Ntd > N0 -> KN =1 -> [ ] )/(180)(180 75,1 1,315 2mmNMPau ===σ + Vôùi thanh raêng: [ ] )/(185)(185 75,1 1.324 2mmNMPau ===σ 5.11.2 Kieåm tra beànå àå àå à . - Choïn chieàu roäng baùnh raêng: ψba = 0,45 - Coâng suaát truïc ra: N2 = N1.η N1: Coâng suaát ñoäng cô, N1 = 55 ( KW) η: Hieäu suaát boä truyeàn; η = 0,894 -> N2 =55 .0,894 = 49,17 ( KW) - Choïn sô boä heä soá taûi troïng K . K = KH . Kñ Vôùi: KH: Heä soá chòu taûi taäp trung. HB ≤ 350, Chòu taûi thay ñoåi: 2 1+ = bang tt H KK Choïn chieàu roäng baùnh raêng b = 120 (mm) Ñöôøng kính voøng ñænh: D = 350 (mm) Do oå truïc ñoái xöùng theo (baûng3.12),[7] Kttbaûng =1,04 -> 02,1 2 104,1 = + =ttK 59 Choïn caáp chính xaùc laø caáp: 9 Theo B3.13 ( TKCTM ) coù HB < 350 -> Kñ =1,1 -> K =1,122 Choïn baùnh raêng coù m =20 -> Soá raêng Z =15 - Kieåm tra ñieàu kieän beàn uoán: * Vôùi baùnh raêng coù heä soá dòch dao ξ =0 Tra baûng ta coù: γ = 0,338 bnzmy aNK u .... ...10.1,19 2 6 =σ Vôùi: a: Soá laàn aên khôùp cuûa moät raêng; a=1 + Vôùibaùnh raêng: [ ]uu u mmN σσ σ − ==>− )/(96,31 150.15,5.15.18.338,0 17,49.122,1.10.1,19 26 + Vôùi thanh raêng: [ ]uu u mmN σσ σ ≤>− ==>− )/(85,29 180.15,5.15.18.338,0 17,49.122,1.10.1,19 26 Keát luaän: Thanh raêng vaø baùnh raêng ñuû beàn. 5.12.3. Kích thöôùc boä truyeànù ä àù ä àù ä à : - Kích thöôùc voøng ñænh : D1 = 350 (mm) - Kích thöôùc voøng chia : D0 = 290 (mm) - Kích thöôùc voøng chaân: D2 = 230 (mm) - Soá raêng: Z =15; m = 20 - Chieàu roäng baùnh raêng: b =120 (mm) 5.12.4. Kích thöôùc thanh raêngù êù êù ê : Choïn kích thöôùc thanh raêng: D = 200mm, d = 150mm 5.12.5. Kieåm tra thanh raêngå êå êå ê : ( ) 5,37,137150200 444 22 4 2 4 1 =−× Π = ×Π − ×Π = ddF Löïc lôùn nhaát khi aên khôùp vôùi baùnh raêng: KGU 5,74271max = P = 67445,95 KG R = 74271,5 + 67445,95 = 141717,45KG Thanh raêng laøm baèng theùp 45 Coù: [σ] keùo = 600 N/ m 2m ( )2/3,10 5,13737 5,1417174 mmN F N ===⇒ σ Vaäy σ < [σ]keùo = 600 N/mm2 60 45188000 32718972 91634547 P rP M x M y M u x A B B R X R y R X R y 5.13 THIEÁT KEÁ TRUÏCÁ Á ÏÁ Á ÏÁ Á Ï : Choïn chieàu daøi truïc l = 900(mm) ( khoaûng caùch giöõa hai goái ñôõ ) Khi baùnh raêng vaø thanh raêng aên khôùp taïi choå tieáp xuùcxuaát hieän löïc voøng P vaø luïc höôùng taâm Pr Ta coù: 0 2 D MP x×= Trong ñoù: ( )mmN n NM X /45288000 1055,9 6 = ×× = NP 452880 2,0 452880002 = × = ( )NtgPPr 84,164834200 =×= 4009000 ×−×⇔=∑ PRM BxAx ( )NPRBx 201280900 400 = × =⇒ 61 ( )NR PRM ry rBxAy 92,73259 400900 =⇒ ×−×⇔∑ 5009000 ×+×−⇔=∑ PRM AxBx ( )NPRAx 251600900 500 = × =⇒ 5009000 ×+×−⇔=∑ rAxRy PRM ( )NRAy 91575=⇒ Tính momen uoán toång coäng ôû tieát dieän b – b: 22 uxuybbu MMM +=− ( ) ( )mN /10709886325001006403663000 22 =×+= 22 75,0 xutd MMM ×+= ( )mN /1140544554528800075,02,107038863 22 =×+= Ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän b-b: [ ]3 1,0 σ×≥− tdbb Md 5,162 631,0 114054455 3 = × ≥ choïn db-b = 165 mm 5.13.1 Kieåm tra truïc taïi tieát dieän B å ï ï á äå ï ï á äå ï ï á ä – B Ñeå kieåm tra truïc ta duøng coâng thöùc: 22 t t nn nnn + × = σ σ Trong ñoù: m kn σψσ βε σ σa σ σ 1- σ ×+× × = 62 mT Tk n TψT βε T a T 1- T ×+× × = ÖÙng suaát phaùp (uoán) bieán ñoåi theo chu kì ñoái xöùng 0;minmax ==−== mua W M σσσσ Caùc öùng suaát lôùn nhaát. ( )3 max /243 7,440789 2,107098863 σ mmN W M u u == = ( )2 0 max /125313,881579 2,1070988863 mmN W MT x === Giôùi haïn moûi uoán vaø xoaén vôùi chu kì ñoái xöùng . σ-1 = (0,4÷0,5)σb; laáy σ-1 = 0,45 ; σ-1 = 0,45 × 1000 = 450 (N/mm2) T-1 = (0,2÷0,3)Tb; laáy T-1 = 0,25 ; T-1 = 0,25 × 1000 = 250 (N/mm2) Heä soá xoaén aûnh höôûng cuûa trò soá öùng suaát trung bình ñeán söùc beàn moûi ψσ vaø ψT choïn theo vaät lieäu . Ñoái vôùi theùp 45 thöôøng hoùa choïn ψσ = 0,1 ; ψT = 0,05 Tính heä soá kσ , kT, εσ , εT: Choïn theo baûng [7-4] ñöôïc εσ = 0,65 , εT = 0,53 kσ = 2 , kT = 2,1 Tyû soá 96,3 53,0 1,2;3 65,0 2 ==== T Tkk εεσ σ Taäp trung öùng suaát do laép caêng , vôùi kieåu laép T3 , aùp suaát treân beà maët laáy = 30 N/mm2 , tra baûng [7-10] ta coù 7,3= σ σ ε k       −×+= 16,01 σ σ ε kk T T ε 62,27,26,01 =×+= 63 89,1 05,67,3 450 = ×+× = 19σ n 21 31,305,031,62,2 250 = ×+× = 3T n Ta thay nT,nσ vaøo coâng thöùc : 1,2 2189,1 2189,1 22 = + × =n Laáy [n] = 1,5 ÷ 2,5 Vaäy truïc ñuû beàn