Bài tập Cơ học máy (Có lời giải)
Bài tập chương 10
Bài 1: Bộ truyền đai dẹt (vải cao su) có:
-
-
-
-
-
-
Tỉ số truyền u = 2 (bỏ qua hiện tương trượt).
Đường kính bánh đai dẫn d1 = 160 mm.
Số vòng quay trục dẫn n1 = 1000 v/ph.
Khoảng cách trục a = 800 mm.
Lực trên nhánh căng F1 = 800 N.
Lực trên nhánh chùng F2 = 600 N.
a/ Xác định góc ôm trên bành dẫn α1 (độ)
b/ Vận tốc dài của bánh đai dẫn v1 (m/s)
c/ Công suất truyền P1 (kW) trên trục dẫn
Bài 2: Bộ truyền đai thang có: đường bánh đai d1 = 200mm, d2 = 400mm, khoảng cách trục
a=600mm. Vận tốc dài của dây đai v = 15 m/s. Lực vòng Ft = 500 N.
a/ Tính góc ôm α1 trên bánh đai nhỏ (rad).
b/ Số vòng quay trên trục dẫn n1 (v/ph).
c/ Công suất truyền P1 (kW) trên trục dẫn
Bài tập chương 11
Bài 1: Bộ truyền xích ống con lăn 1 dãy đặt nằm ngang có: công suất truyền trên trục dẫn P1 = 3.5
kW, tỷ số truyền ux = 2.5, số vòng quay trục dẫn n1 = 380 v/ph, khoảng cách trục a = 40 pc,
tải trọng tĩnh, làm việc 1 ca, khoảng cách trục điều chỉnh được, bôi trơn liên tục. Xác định
bước xích tiêu chuẩn pc (mm) theo độ bền mòn.
Bài 2:
Bộ truyền xích ống con lăn 1 dãy có:
-
-
-
-
Công suất truyền P1 = 3.2 kW
Tỉ số truyền u=3
Số vòng quay trục dẫn n1 = 380 v/ph
Tải trọng tĩnh, đặt nằm ngang, bôi trơn định kỳ, làm việc 1 ca, khoảng cách trục điều chỉnh
được, khoảng cách trục a ≈ 40 pc
Xác định
a/ Số răng đĩa xích dẫn Z1.
b/ Hệ số hiệu chỉnh K.
c/ Công suất tính toán Pt (kW).
d/ Tra bảng tìm bước xích tiêu chuẩn pc (mm) để đủ bền.
Bài tập chương 12
Bài 1: Cho hệ thống truyền động bánh răng như hình sau:
a. Vẽ hình phân tích lực ăn khớp trên các bánh răng
b. Tính số vòng quay (v/ph) của trục II, III, IV nếu biết số vòng quay trục 1 là nI = 1500
(v/ph); số răng của các bánh răng là Z1 = 20; Z2 = 40; Z3 = 17; Z4 = 34; Z5 = 20; Z6 = 30;
c. Tính khoảng cách trục a12 của cặp bánh răng 1 và 2 nếu biết cặp bánh răng 1 và 2 có
môđun pháp là mn = 2 mm, góc nghiêng răng là β = 150; tính khoảng cách trục a56 của cặp
bánh răng 5 và 6 nếu biết cặp bánh răng 5 và 6 có môđun là m = 3 mm
1
Bài 2: Cho bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng tiêu chuẩn hệ mét, không dịch chỉnh có:
• Mô đun pháp mn = 5 mm; Tỉ số truyền u = 2.
• Đường kính vòng đỉnh răng bánh nhỏ da1=130.92mm
• Công suất truyền trên trục bánh nhỏ P1 = 2.2 kW.
• Số vòng quay trục bánh răng nhỏ n1 = 350 v/ph.
¾ Tính số răng Z1 và Z2.
¾ Tính góc nghiêng răng β (độ).
¾ Tính giá trị các lực ăn khớp (lực vòng, lực hướng tâm, lực dọc trục) tác động lên bánh
răng.
Bài tập chương 13
Bài 1:Cho trục truyền như sau:
FT2
A
B
FR2
d2
d1
FR1
FT1
200
150
150
Biết FT1=4000N; FR1=1456N; FT2=2000N; FR2=728N; d1=200mm; d2=400mm;
Vật liệu chế tạo trục có ứng suất [σ]=50Mpa.
a/ Tính giá trị phản lực tại các gối tựa A và B theo phương đứng và ngang (RAx, RAy, RBx,
RBy).
b/ Vẽ các biểu đồ nội lực Mx , My , T và ghi giá trị trên biểu đồ.
c/ Tính Mtđ (Nmm) tại tiết diện nguy hiểm và đường kính trục tại d (mm) tại tiết diện nguy
hiểm.
Bài 2: Cho trục truyền hai đầu là ngõng trục có lắp ổ A và B, thân trục có lắp 2 bánh răng 1 và 2
như sau:
Biết FT1 = 9000N; FR1=3276N; FT2=3000N; FR2=1092N; d1=100mm; d2=300mm; a =
150mm; b = 200 mm; c = 150mm.
Vật liệu chế tạo trục có ứng suất [σ]=60Mpa.
a/ Tính giá trị phản lực tại các gối tựa A và B theo phương đứng và ngang (RAx, RAy, RBx, RBy).
b/ Vẽ các biểu đồ nội lực Mx , My , T và ghi giá trị trên biểu đồ.
c/ Tính Mtđ (Nmm) tại tiết diện nguy hiểm và đường kính trục d (mm) tại tiết diện nguy hiểm.
Bài tập chương 14
Câu 1:
Hai ổ bi đỡ chăn 1 dãy có cùng kích thước A và B ở 2 đầu một trục chịu lực hướng tâm F1 =
15000N, F2 = 12500N và lực dọc trục FA = 9500N như hình 1; Thời gian tuổi thọ của ổ tính bằng
2
giờ LH=2000giờ. Số vòng quay của trục n=750v/ph. Các hệ số tải trọng Kđ=1 và hệ số nhiệt độ
Kt=1.Góc tiếp xúc α = 26 độ.
F
A
A
B
F
F
2
1
a/ Tính tuổi thọ ổ L (đơn vị triệu vòng quay).
b/ Xác định các hệ số qui đổi X,Y của từng ổ.
c/ Xác định các tải trọng tương đương Q(kN) của từng ổ.
d/ Tính hệ số khả năng tải động lớn nhất C (kN).
e/ Chọn ổ tiêu chuẩn để đủ bền theo bảng sau
Ký hiệu ổ lăn
46115
35,3
46215
61,5
46315
115
C (kN)
Bài 2: Ổ bi đỡ 1 dãy chịu lực hướng tâm Fr =4000 N; Thời gian tuổi thọ tính bằng giờ LH = 5000
giờ. Số vòng quay của trục n = 850v/ph. Các hệ số tải trọng Kσ = 1 và nhiệt độ Kt = 1.
a) Tính tuổi thọ ổ L (đơn vị triệu vòng quay).
b) Tính tải trọng tương đương Q (kN).
c) Tính hệ số khả năng tải động C (kN).
d) Chọn ổ tiêu chuẩn để đủ bền theo bảng sau
Ký hiệu ổ lăn
109 209 309 409
16,5 25,7 37,8 60,4
C (kN)
Bài tập có lời giải
Bài 1:
Bộ truyền đai thang có:
- Ký hiệu mặt cắt A
- Đường kính bánh đai nhỏ d1 = 160mm
- Số vòng quay trục dẫn n1 = 1460v/ph
- Chiều dài dây đai L = 1800mm
- Công suất truyền P1 = 3.5 kW
- Tỉ số truyền u = 2.5
- Tải trọng tĩnh
- Bỏ qua hiện tượng trượt đàn hồi
Xác định:
a. Khoảng cách trục a (mm) của bộ truyền đai
b. Số dây đai cần thiết để tránh trượt trơn.
Giải:
Đường kính bánh đai lớn
d2 = u.d1
Khoảng cách trục a
(
1−ξ
)
= 2.5×160
(
L −
⎛
1− 0
)
= 400mm
2
2
π
(
d1 + d2
)
π
(
d1 + d2
2
)
d − d
⎛
⎜
⎞
⎟
⎛
⎝
⎞
⎟
2
1
L −
+
−8
⎜
2
2
⎝
⎠
⎠
a=
a =
4
2
2
π
(
160 + 400
)
π
(
160 + 400
)
400 −160
⎞
⎟
⎛
⎞
⎟
1.800 −
+
1.800 −
−8
⎜
⎝
⎜
2
2
2
⎠
⎝
⎠
≈ 475mm
4
Góc ôm trên bánh nhỏ
d2 − d1
400 −160
α1 = 180 −57.
= 180 −57
= 151,20
a
475
Vận tốc bánh đai
3
π d1n1 π ×160×1.460
v1 =
=
=12.23m/ s
60000
60000
Chọn các hệ số hiệu chỉnh
Cr = 1 – tải trọng tĩnh
α1
151.2
−
−
⎛
⎞
⎟
⎟
⎠
⎛
⎞
110
180
⎜
⎜
⎟
⎟
⎠
Cα = 1.24 1− e
= 1.24 1− e
= 0.7047
⎜
⎜
⎝
⎝
CV = 1− 0.05
0.01v2 −1
= 1− 0.05
0.01×12.232 −1
= 0.9752
Cu = 1.14 – vì u=2.5
L
1800
1700
6
6
CL =
=
=1.01
L0
Cz = 0.95 giả sử Z=2~3 đai
Vậy C = 1×0.7047×0.9752×1.14×1.01×0.95 = 0.7517
Chọn công suất của bộ truyền đai thí nghiệm
P
]
= 2.9 kW
0
Số dây đai
P
3.5
1
Z =
=
= 1.6
[
P
]
C
2.9×0.7517
0
Chọn Z=2 dây đai (thỏa giả sử Z=2~3)
Bài 2:
Bộ truyền đai dẹt (vải cao su) có:
-
-
-
-
Tỉ số truyền u = 2
Số vòng quay trục dẫn n1 = 1460 v/ph
Lực căng đai ban đầu F0 = 500 N
-
-
-
Đường kính bánh đai dẫn d1 = 160 mm.
Khoảng cách trục a = 600 mm.
Bỏ qua lực quán tính ly tâm
Hệ số ma sát giữa dây đai và bánh đai f = 0.25
Xác định:
a/ Góc ôm trên bánh đai dẫn α1 (độ)
b/ Vận tốc dài của bánh đai dẫn v1 (m/s)
c/ Công suất tối đa bộ truyền đai dẹt có thể truyền P1 (kW)
Giải:
Đường kính bánh đai bị dẫn d2 ≈ ud1 = 2×160 = 320 mm
d2 − d1
320 −160
Góc ôm α1 = 180 −57.
= 180 −57
= 164.80
a
600
π.d1.n1 π ×160×1460
Vận tốc dài v1 =
=
= 12.23m/s
e0.25×2.88 −1
60000
α1 =164.80 = 2.88 rad
2F0
60000
(
efα −1
)
2×500
(
)
= 345.21N
Lực vòng F =
≤
T
efα +1
Công suất có thể truyền
e0.25×2.88 +1
FT .v1 345.21×12.23
kW
P =
≤
= 4.22
1
1000
1000
Vậy công suất tối đa mà bộ truyền đai này có thể truyền là P1max= 4.22kW
Bài 3:
Bộ truyền xích ống con lăn 1 dãy có:
-
-
-
-
Công suất truyền P1 = 3.2 kW
Số răng đĩa xích dẫn Z1 = 23 răng
Số vòng quay trục dẫn n1 = 380 v/ph
Tải trọng tĩnh, đặt nằm ngang, bôi trơn định kỳ, làm việc 1 ca, khoảng cách trục điều chỉnh
được, khoảng cách trục a ≈ 40 pc
Xác định
4
a/ Hệ số hiệu chỉnh K.
b/ Công suất tính toán PT (kW).
c/ Tra bảng tìm bước xích tiêu chuẩn pc (mm) để đủ bền.
Giải:
Hệ số hiệu chỉnh K =Kr Ka KO Kdc Kb Klv
Tải trọng tĩnh Kr = 1
a ≈40.pc Ka =1
Đặt nằm ngang KO = 1
a điều chỉnh được Kđc = 1
Làm việc 1 ca Klv =1
Bôi trơn định kỳ Kb =1.5
K =1×1×1×1×1.5×1=1.5
Z01 25
Hệ số răng đĩa dẫn Kz =
=
= 1.087
Xích 1 dãy Kx = 1
= 1.053
Z1 23
n01 400
Hệ số vòng quay trục dẫn Kn =
=
n1 380
K.Kz .Kn .P
1.5×1.087 ×1.053× 3.2
1
Công suất tính tóan
kW
P =
=
= 5.495
T
Kx
1
Chọn bước xích pc = 19.05mm với n01 = 400v/ph và [P]=8.38kW.
Bài 4:
Bộ truyền xích ống con lăn 2 dãy có:
- Tỉ số truyền u = 2
- Công suất truyền P1= 4,5 kW
- Tải trọng tĩnh
- Số vòng quay trục dẫn n1=380 v/ph
- Khoảng cách trục a= 40pc
- Bôi trơn đinh kỳ
- Bộ truyền đặt nằm ngang - Làm việc 3 ca
Xác định:
- Không điều chỉnh được khoảng cách trục
a. Số răng đĩa xích Z1 và Z2.
b. Số mắt xích X
c. Chọn bước xích pc theo tiêu chuẩn để bộ truyền thỏa độ bền mòn
d. Kiểm tra số lần va đập i xem có thỏa mãn yêu cầu không
Giải:
Số răng dĩa xích dẫn Z1 = 29 − 2u = 29 − 2×2 = 25 răng
Số răng dĩa xích bị dẫn Z2 = uZ1 = 2×25 = 50 răng
2
a
Z2 + Z1
Z − Z
2π
pc
a
a
⎛
⎞
2
1
Số mắt xích X = 2
+
+
với
= 40
⎜
⎝
⎟
⎠
pc
2
pc
2
50 + 25 50 − 25
1
⎛
⎞
X = 2×40 +
Chọn X=118 mắt
+
=117,89 mắt
⎜
⎟
2
2π
40
⎠
⎝
Hệ số hiệu chỉnh K = Kr Ka Kdc Kb Ko Klv
Với Kr = 1 (tải trọng tĩnh)
Ka = 1 (a = 40 pc)
Kdc = 1,25 (không điều chỉnh được khoảng cách trục)
Kb = 1,5 (bôi trơn định kỳ)
Klv = 1,45 (làm việc 3 ca)
Ko = 1 (đặt nằm ngang)
K =1×1×1,25×1,5×1×1,45 ≈ 2,72
25 25
Hệ số răng dĩa dẫn KZ =
=
=1
Z1 25
n01 400
=
Hệ số vòng quay trục dẫn Kn =
n1 380
5
Hệ số hiệu chỉnh xét đến số dãy xích Kx = 1,7 (xích 2 dãy)
400
2,72×1×
×4,5
K KZ Kn P
1
380
1, 7
Công suất tính toán P =
=
= 7,58 kW
T
Kx
Tra bảng chọn bước xích tiêu chuẩn p =19,05mm có P = 8,38 kW
c
0
Z1n1 25×380
15X 15×118
Số lần va đập i =
=
= 5,37 <
[
i
]
= 25⇒ thỏa yêu cầu.
Bài 5:
Cho hệ thống truyền động truyền từ trục I đến trục IV như hình sau:
Biết: số vòng quay trục I là nI = 700 (v/ph); số răng của các bánh răng là Z1 = 25; Z2 = 75; Z3 =
20; Z4 = 50; Z5 = 25; Z6 = 50; Xác định:
a. Số vòng quay trục IV (nIV - v/ph).
b. Vẽ hình phân tích lực ăn khớp trên các bánh răng
c. Biết cặp bánh răng 3 và 4 có mô đun pháp mn=2 mm, góc nghiêng β=160, công suất truyền
trên trục II là P2=5kW. Tính giá trị các lực Ft3, Fr3, Fa3.
Giải:
Số vòng quay trục IV
Z1 Z3 Z5
25 20 25
nIV =nI ×
×
×
= 700×
×
×
= 46.67
(
v / ph
)
Z2 Z4 Z6
75 50 50
Phân tích lực tác dụng lên các bánh răng
Cặp bánh răng 1 và 2
Cặp bánh răng 3 và 4
Cặp bánh răng 5 và 6
Z1
Z2
25
Số vòng quay trục II nII = nI ×
= 700×
(
= 233.33 v / ph
)
75
P
5
Mô men xoắn trên trục II TII = 9.55×106
Đường kính vòng chia bánh răng Z3 d3 =
= 9.55×106
= 204643Nmm
2
nII
233.33
mnZ3
cosβ cos160
2×25
=
= 52.01mm
6
2TII 2×204643
Lực vòng F =
=
= 7869.37N
t3
d3
52.01
F tanα 7869.37× tan 200
t3
Lực hương tâm F =
=
= 2979.64N
r3
cosβ
cos160
Lực dọc trục Fa3 = F tan β = 7869.37× tan160 = 2256.5N
t3
Bài 6:
Cho hệ thống truyền động từ động cơ điện đến băng tải như hình sau
Biết: công suất động cơ điện Pđc=4kW, số vòng quay của trục động cơ nđc = 1500 v/ph; số răng của
các bánh răng Z1=18; Z2=45; tỉ số truyền của cặp bánh răng 3 - 4 và 3’ – 4’ là
Z4
Z4'
u34 =
= u3'4'
=
= 3.15; Z5=18; Z6=72; tỉ số truyền của bộ truyền xích ux = 2, mô đun các bánh
Z3
Z3'
răng 3, 4, 3’, 4’ là mn = 2mm và khoảng cách trục a34 = a3’4’ = 120mm. Giả sử hiệu suất của cả hệ
thống truyền động là η=1.
a/ Xác định số vòng quay trục V
b/ Vẽ hình phân tích lực trên các bánh răng 3, 4 , 5, 6.
c/ Xác định Z3, Z4 và β ( biết 300 < β < 400)
Giải:
Số vòng quay trục V
Z1 Z3 Z5
1
18
1
18 1
× = 43.81
45 3.15 72 2
nV =nI ×
×
×
×
=1500×
×
×
(
v / ph
)
Z2 Z4 Z6 ux
Vẽ hình phân tích lực
mn
(
Z4 + Z3
)
mnZ3
u34 +1
)
2a34 cosβ
Khoảng cách trục a34 =
=
⇒ Số răng Z3 =
2cosβ
2cosβ
mn
(
u34 +1
)
7
2a34 cos400
2a34 cos300
2×120×cos400
2×120×cos300
Vì (300 < β < 400) ⇒
⇒ 22.14 < Z3 < 25.04
< Z3 <
⇒
< Z3 <
mn
(
u34 +1
)
mn
(
u34 +1
)
2
(
3.15+1
)
2
(
3.15+1
)
Do Z3 là số nguyên nên ta có thể chọn các trường hợp sau
Z3
Z4 = u34Z3
⎛
⎞
mn
Z4 + Z3
2a34
)
β = cos−1
⎜
⎜
⎟
⎟
⎝
⎠
23
24
25
73
76
78
36.870
33.560
30.870
Bài 7:
Cho trục truyền như hình sau:
Biết FT1=6500 N; FR1=2369 N; FT2=2801.72 N; FR2=1020 N; d1=150 mm; d2=348 mm;
a = 150mm; b= 250 mm; Vật liệu chế tạo trục có ứng suất mõi cho phép [σ] = 50 Mpa.
a/ Tính phản lực tại các gối A và B theo phương đứng và ngang (RAx, RAy, RBx, RBy)
b/ Vẽ các biểu đồ nội lực Mx , My , T và ghi giá trị trên biểu đồ.
c/ Tính đường kính trục tại d (mm) tại tiết diện nguy hiểm.
Giải:
Thay trục bằng dầm sức bền T = T2 = 487500 Nmm
1
Phương trình cân bằng M tại A trong mặt phẳng đứng
M A = −150F + 400F + 550R = 0
∑
x
r1
r2
By
150F − 400F
150×2369 − 400×1020
r1
r2
⇒ RBy =
=
= −95.73N
550
550
Phương trình cân bằng lực theo phương Y
↓
F = −R + F − F − R = 0
∑
y
Ay
r1
r2
By
⇒ RAy = F − F − RBy = 2369−1020 −
−95.73
)
=1444.73N
r1
r2
Phương trình cân bằng M tại A trong mặt phẳng ngang
M A = −150F − 400F + 550R = 0
∑
x
T1
T 2
Bx
150F + 400F
150×6500 + 400×2801.72
T1
T 2
⇒ RBx =
=
= 3810.34 N
550
550
8
Phương trình cân bằng lực theo phương X
F = −R + F + F − R = 0
↓
∑
x
Ax
T1
T 2
Bx
⇒ RAx = F + F − RBx = 6500+ 2801.72 −3810.34 = 5491.38N
T1
T 2
Biểu đồ Mx (Nmm)
Biểu đồ My (Nmm)
Biểu đồ T (Nmm)
Mômen tương đương tại tiết diện nguy hiểm (tiết diện lắp bánh răng 1)
2
2
2
Mtd = Mx2 + My2 +0.75T2 = 216709 +823707 +0.75×487500
Mtd = 950630 Nmm
Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm
Mtd
950630
3
3
d ≥
=
= 57.5mm
0.1[σ ]
0.1×50
Do có rãnh then chọn d=60mm
Bài 8:
Cho trục truyền như hình sau
Biết:
− Ft1 = 3000 N; Fr1 = 1092 N; Ft2 = 1500 N; Fr2 = 565 N; Fa2 = 400 N;
− L1 = 200mm; L2 = 150 mm; L3 = 200mm; d1 = 150 mm; d2 = 300 mm.
− Ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục [σ] = 50MPa.
a) Tính phản lực tại các gối tựa (RAx, RAy, RBx, RBy)
b) Vẽ các biểu đồ mô men Mx My
T
c) Tính đường kính trục d (mm) tại tiết diện nguy hiểm.
Giải:
9
Thay trục bằng dầm sức bền
Các giá trị mômen phát sinh khi dời lực về đường tâm dầm sức bền:
d1
150
T = T2 = F
= 3000
= 225000Nmm
1
t1
2
2
d2
300
M2 = Fa2
= 400
= 60000Nmm
2
2
Phương trình cân bằng mômen trong mặt phẳng đứng tại A
←
A
= −L F − M2 −
(
L + L2
)
F +
(
L + L2 + L3 RBy = 0
)
∑
1
r
1
r1
1
Mx
2
Phản lực tại gối B theo phương y
L F + M2 + L + L2
(
)
F
200×565 + 60000 +
200 +150
200 +150 + 200
)
×1092
1
r2
1
r1
RBy =
=
=1009.45N
L + L2 + L3
1
↓
F = −R + F + F − R = 0
Phương trình cân bằng lực theo phương y
∑
y
Ay
r1
r2
By
RAy = F + F − RBy =1092+ 565−1009.45 = 647.55N
Phản lực tại gối A theo phương y
r1
r2
Phương trình cân bằng mômen trong mặt phẳng ngang tại A
←
A
= −L1F +
(
L1 + L2
)
F −
(
L1 + L2 + L3 RBx = 0
)
∑
M y
t
t1
2
Phản lực tại B theo phương x
− L F + L + L2
(
)
F
− 200×1500 +
200 +150
)
×3000
1
t2
1
t1
RBx =
=
=1363.64N
L + L2 + L3
200 +150 + 200
1
↓
F = R − F + F + R = 0
Phương trình cân bằng lực theo phương x
Phản lực tại gối A theo phương x
∑
x
Ax
t1
t2
Bx
RAx = F − F − RBx = 3000−1500−1363.64 =136.36N
t1
t2
Biểu đồ mômen uốn trong mặt phẳng đứng Mx (Nmm)
Biểu đồ mômen uốn trong mặt phẳng ngang My (Nmm)
10
Biểu đồ mômen xoắn (Nmm)
Mô men tương đương tại tiết diện nguy hiểm
Mtd = Mx2 + M y2 + 0.75T 2 = 2018902 + 2727282 + 0.75×2250002 = 391291Nmm
Mtd
391291
3
3
d ≥
=
= 42.77mm
Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm
0.1
[
σ
]
0.1×50
Vì tại tiết diện nguy hiểm lắp bánh răng nên chọn d=45mm
Bài 9:
Cho hai ổ bi đỡ 1 dãy có cùng kích thước là A và B ở 2 đầu một trục như hình sau; Biết lực hướng
tâm tác động lên ổ A là F1=12.000N, lên ổ B là F2=8.000N và lực dọc trục hướng vào ổ B là
Fa=2.300N; Thời gian làm việc (tuổi thọ) của ổ lăn (tính bằng giờ) là LH=3.500giờ. Số vòng quay
của trục là n=700v/ph. Các hệ số tải trọng Kđ=1 và nhiệt độ Kt=1.
a/ Tính tuổi thọ ổ L (đơn vị triệu vòng quay).
b/ Xác định các hệ số qui đổi X,Y của từng ổ.
c/ Xác định các tải trọng qui ước (tải trọng tương đương) Q(kN) của từng ổ.
d/ Tính hệ số khả năng tải động lớn nhất C (kN) và chọn ổ lăn tiêu chuẩn theo bảng sau
Bảng tiêu chuẩn ổ lăn
Ký hiệu ổ lăn
C (kN)
116
37,4
31,9
216
57
45,4
316
96,5
71,7
416
128
128
C0(kN)
Giải:
60nLh 60×700×3500
L =
=
=147
Tuổi thọ ổ - đơn vị triệu vòng
triệu vòng
106
106
Do vòng trong quay V=1 và ổ bi nên m=3
Q =
(
XVFr +YFa
)
Kt Kd =
1×1×12 + 0×0
)
×1×1 =12kN
Tính sơ bộ X=1 Y=0 ⇒
C = Qm L =123 147 = 63.33kN
⇒
⇒ Giả sử chọn ổ 316 có C0=71.7kN
Fa
= 0 ≤ e
Ổ A: lập tỉ số
vậy tra bảng 11.3 ta có X=1 Y=0
F
1
Fa
2.3
Ổ B: lập tỉ số
=
= 0.032 tra bảng 11.3 ta có e=(0.22~0.26)
C0 71.7
Fa
2.3
8
=
= 0.28 > e
vậy tra bảng 11.3 ta có X=0.56; Y=1.95
lập tỉ số
F2
Q =
(
XVF +YFa
)
Kt Kd =
1×1×12 + 0×0
)
×1×1=12kN
Tải trọng qui đổi trên ổ A
Tải trọng qui đổi trên ổ B
A
1
QB =
(
XVF2 +YFa
)
Kt Kd =
(
0.56×1×8+1.95×2.3
)
×1×1 = 8.97kN
Do QA>QB nên tính cho ổ A
11
m
Ctt = QA L =123 147 = 63.33kN
Hệ số khả năng tải động lớn nhất
Tra bảng chọn ổ 316 có [C]=96.5kN>C (thỏa giả thiết ban đầu nên không tính lại)
Bài 10:
Hai ổ đũa côn A và B có cùng kích thước ở 2 đầu một trục, chịu lực hướng tâm F1=8000N,
F2=7000N và lực dọc trục FA=5000N hướng vào ổ B như hình 2. Thời gian tuổi thọ tính bằng giờ
LH=4000giờ. Số vòng quay của trục n=300v/ph. Các hệ số tải trọng Kđ=1 và nhiệt độ Kt=1. Biết ổ
đũa côn có góc tiếp xúc α=13.5 độ.
F
A
A
B
F
F
2
1
Hình 2
a/ Tính tuổi thọ ổ L (đơn vị triệu vòng quay).
b/ Xác định các hệ số qui đổi X,Y của từng ổ.
c/ Xác định các tải trọng tương đương Q(kN) của từng ổ.
d/ Tính hệ số khả năng tải động lớn nhất C (kN) và chọn ổ tiêu chuẩn để đủ bền theo bảng
sau.
Bảng tiêu chuẩn ổ lăn
Ký hiệu ổ lăn
7206
29.8
7506
34.9
7306
40.0
7606
61.3
C (kN)
Giải:
60nLh 60×300×4000
Tuổi thọ ổ (triệu vòng) L =
=
= 72triệu vòng
106
106
Ta có đối với ổ côn e =1.5tanα =1.5tan13.50 = 0.36
Lực dọc trục phụ SA = 0.83eF = 0.83×0.36×8 = 2.39kN
1
SB = 0.83eF2 = 0.83×0.36×7 = 2.092kN
Lực dọc trục tác động lên ổ A
F1 = −F + S = −5+ 2.092 < S
∑
a
A
B
A
Do đó chọn lại
F1 = S = 2.39kN
∑
A
A
Lực dọc trục tác động lên ổ B
F2 = F + S = 5+ 2.39 = 7.39kN
∑
a
A
A
F1
2.39
∑
a
Ổ A:
Ổ B:
=
=
= 0.3 < e vậy X =1 và Y = 0
VF
1×8
1
F2
7.39
0.4
0.4
∑
a
=1.06 > e vậy X = 0.4 và Y =
=
=1.67
VF2
1×7
tanα tan13.50
Tải trọng tương đương của ổ A: QA =
Tải trọng tương đương của ổ B:
XVF +Y F1
Kd Kt =
1×1×8+ 0×2.39
)
×1×1 = 8kN
∑
1
a
QB =
XVF +Y F2
Kd Kt =
(
0.4×1×7 +1.67×7.39
)
×1×1 = 15.14kN
∑
2
a
Vì QB > QA nên tính hệ số khả năng tải động cho ổ B
10
3
10
Ctt = QB L =15.14 3 72 = 54.62kN
Tra bảng tiêu chuẩn chọn ổ 7606 có C=61.3kN > Ctt
12
12 trang
27040
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập Cơ học máy (Có lời giải)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_tap_co_hoc_may_co_loi_giai.pdf
