Tải bản đầy đủ
kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

Giơí hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng
σ-1= (0,4 ÷0,5).σb Lấy σ-1 = 0,45. σb = 0,45.600 = 270 N/mm2
τ

= (0,2 ÷0,3).σb Lấy τ-1 = 0,25.σb = 0,25.600 = 150 N/mm2

-1

Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình dến sức bền mỏi ψσ và
ψτ chọn theo vật liệu.
Đối với thép các bon trung bình: ψσ = 0,1; ψτ = 0,05
Hệ số kích thước tra bảng 7.4[2] : ετ = 0,73 εσ =0,85
Hệ số tăng bền: β= 1 (Không dùng phương pháp tưng bền)
Hệ số tập trung ứng suất thực tế tra bảng 7-6 tr 125 : kτ = 1,85 ; kσ = 3,1
Thay các trị số tìm được vào công thức 7.6 và 7.7 ta có
N= == 2,9

= == 16,1
Thay trị số nτ và nσ vào 7.5

N= = = 2,85 ≥ [n] = 1,5 ... 2,5
Vậy tại tiết diện m – m đảm bảo dược về độ bền mỏi
Kiểm tra tại tiế diện trục chổ lắp bánh răng
Ta chỉ cần tính một số giá trị các giá trị khác đã tính ơ tiết diện m – m
Với đường kính d = 30 vì ở đây có lắp then nên
Tra bảng 7.3b tr 122 ta có:
Kích thước then: b.h = 8.7
moomen cản uốn: W= 2320 mm3
Moomen cản xoắn : W0 = 4970 mm3
Moomen Mu = My = 21800 N.mm Mx = MT = 38200 N.mm
Ứng suát pháp (uốn)biến đổi theo chu kỳ đối xứng
a

=

== 9,39 N/mm2

Ứng suất tiếp( xoắn) biến đổi theo chu kỳ động mạch

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

33

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

= == 3,84 N/mm2

a

Tra bảng 7.4[2] trang 123 ετ = 0,77 và εσ =0,88
Hệ số tập trung ứng suất do rảnh then 7-8 tr 127: kτ = 1,5 ; kσ = 1,63
Thay các trị số tìm được vào công thức 7.6 và 7.7ta có
N= == 15,5

= == 19,55
Thay trị số nτ và nσ vào 7.5
N= = = 12 ≥ [n] = 1,5 ... 2,5
Vậy tại tiết diện chổ lắp bánh răng đảm bảo độ bền mỏi
II.

Trục II
Đối với trục II ta kiểm tra tại tiết diện chổ lắp bánh răng:
Ta chỉ cần tính một số giá trị các giá trị khác đã tính ơ tiết diện m–m trục I
Với đường kính d = 35 vì ở đây có lắp then nên :
Tra bảng 7.3b ta có:
Kích thước then: b.h = 10.8
moomen cản uốn: W= 3660 mm3
Moomen cản xoắn : W0 = 7870 mm3
Moomen M

u

=

= = 59157,2 N.mm
Mx = MT = 131169 N.mm
Ứng suát pháp (uốn)biến đổi theo chu kỳ đối xứng
a== = 16 N/mm2
Ứng suất tiếp( xoắn) biến đổi theo chu kỳ động mạch
a= == 8 N/mm2
Tra bảng 7.4[2] ετ = 0,73 và εσ =0,85
Hệ số tập trung ứng suất do rảnh then 7.8: kτ = 1,5 ; kσ = 1,63

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

34

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

Thay các trị số tìm được vào công thức 7.6 và 7.7 ta có
N= == 8,7
= == 8,9
Thay trị số nτ và nσ vào 7.5[2]
N= = = 6,2 ≥ [n] = 1,5 ... 2,5
Vậy tại tiết diện chổ lắp bánh răng đảm bảo độ bền mỏi
6. Bảng thông số trục

Trục I
Thông số

Đường kính

Thân trục

d =30 mm

Nghỗng
trục
Đoạn trục

d = 35 mm

Trục II

Chiều dài
lt1= 53 mm
lt2 = 64 mm
ln1 = 17 mm
ln2 = 17 mm

d = 40 mm

l = 32 mm

d =33 mm

l = 31 mm

Nối trục

II.

Đường kính

Chiều dài

d = 45 mm

l = 40 mm

d = 35 mm

ln1 = 37 mm
ln2 = 40 mm

d = 45 mm

89 mm

d = 33

116 mm

TÍNH THEN
1. Trục I

Theo đường kính trục I để lắp then là 30 , tra bảng 7.23 tr 143 chọn then có:
Kích thước danh nghĩa của then: b = 8 ,h = 7, t = 4,t1 = 3,1 , k = 3,5
Chiều dài then l = 0,8.lm
Chiều dài moay ơ: lm = 1,5.d = 1,5.30 = 45 mm
Vậy l = 0,8.lm = 0,8 .45 = 36 mm
Kiểm nghiệm sức bền dập: σd = ≤ [σ]d N/mm2( công thức 7.11)
Ở đây Mx = 38200 N.mm; d = 30; k = 3,5; l = 36 mm

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

35

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

[σ]d = 150 N/mm2 bảng 7.20 ứng suất mối ghép cố định,tải trọng tỉnh, vật liệu
thép 45
d

= = 20,21 N.mm2 <[σ]d= 150

Kiểm nghiệm về sức bền cắt:
τd= ≤[τ]c

(công thức 7.12 sách TKCTM)

Ở đây b = 8 ;[τ]c= 120 N/mm2 bảng 7.21;các thông số khác như trên:
c = = 8,84 N/mm2<[τ]c =120 N/mm2
2. Trục II

Theo đường kính trục II để lắp then là 40 mm, tra bảng 7.23 tr 143 chọn then
Kích thước danh nghĩa của then: b = 12; h = 8; t = 4,5; t1 = 3,6; k = 4,4
Chiều dài then l = 0,8.lm mm
Chiều dài moay ơ: lm = 1,2.d = 1,2.40 = 48 mm
Vậy l = 0,8.lm = 0,8 .48 = 38 mm
Kiểm nghiệm sức bền dập:
σd = ≤ [σ]d N/mm2 (công thức 7.11 tr128 )
Ở đây Mx = 131169 N.mm ; d = 40; k = 4,4; l = 38 mm
[σ]d= 150 N/mm2 bảng 7.20 tr 142 ứng suất mối ghép cố định, tải trọng tỉnh,
vật liệu thép 45
d

= = 39 N.mm2 <[σ]d= 150

Kiểm nghiệm về sức bền cắt:
τd= ≤[τ]c
c = = 14 N/mm2< [τ]c =120 N/mm2
Ở đây b = 12 ; <[τ]c =120 N/mm2 bảng 7.21[2];các thông số khác như trên:
3.Bảng thông số
b

h

t

t1

k

l

Trục I

8

7

4

3,1

3,5

36

Trục II

12

8

4,5

3,6

4,4

38

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

36

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

3. Hình vẽ minh họa

Từ cách kết quả trên ta có thông số hình học trục sau:
Thông số trục I
64

Ø30

17

Ø35

Ø40

Ø33

32

17

Ø35

31

Ø30

53

Thông số trục II
116

Ø33

40

Ø35

Ø45

Ø35

III.

40

Ø40

89

37

Ổ LĂN
1. Trục I

Trục I chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn
Sơ đồ trục I:

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

37

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

SA

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

RA

Fa1

RB

β

SB

Dự kiến chọn góc trước= 16o
Hệ số khả năng làm việc:
C = Q.(n.h)0,3≤Cbang( công thức 8-1 sách TKCTM )
Đối với trục I: n = 300 vg/ph
h =16800 giờ , bằng thời gian phục vụ máy
Q= (Kv.R+m.At)Kn.Kt

(công thức 8-6 sách TKCTM)

Các hệ số:
m = 1,5 ,bảng 8.2 tr 161
Kt = 1 tải trọng tỉnh bảng 8.3 tr 162
Kn = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100oC bảng 8.4 tr162
Kv = 1 vòng trong của ổ quay bảng 8.5 tr 162
RA == = 1467 N
RB == = 2505 N
SA = 1,3RA.tanβ = 1,3. 1467.tan 16o = 546,8 N
SB = 1,3.RB.tanβ = 1,3. 2505.tan 16o= 933,7 N
Tổng lực dọc trục:At= SA–Pa1– SB =546,8 –125-933,7= -511,9N
Vì At< 0 vậy ở đây chỉ có ổ A chịu lưc dọc trục
Tải trọng tương đương
QA= (Kv.RA+m.At)Kn.Kt = ( 1. 1467 + 1,5.511,9).1.1 = 2234,85 N =223,485
daN
QB= (Kv.RB+m.At)Kn.Kt = (1. 2505 + 1,5.0).1.1 = 2505 N
QA > QB nên tạ chọn ổ cho gối đỡ A,còn ổ của gối đớ B lấy cùng kích thước ổ
của gối đớ B để tiện việc chế tạo và lắp ghép.

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

38

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

Ta có:
C = QA.(n.h)0.3 = 223,485.(300. 16800)0,3
Bảng 8-7 tr 164 cho (300. 16800)0,3 ≈ 110
C = 223,485.110= 24583,35
Tra bảng 18.P sách TKCTM
Ký hiệu ổ

d (mm)

Cbang

D (mm)

B (mm)

46207

35

33000

72

17

2. Trục II

RA

Fa2

RB

β

SA

SB

Trục II chịu lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ chặn
Sơ đồ trục II:
Dự kiến chọn góc trước β= 16o
Hệ số khả năng làm việc:
C = Q.(n.h)0.3 ≤ Cbang
Đối với trục II: n = 83 vg/ph
h = 16800 giờ, bằng thời gian phục vụ máy
Q= (KV.R+mAt)Kn.Kt
Hệ số m = 1,5,bảng 8.2[2]
Kt = 1 tải trọng tỉnh (bảng 8.3[2]
Kn = 1 nhiệt độ làm việc dưới 100oC bảng 8.4
Kv = 1 vòng trong của ổ quay bảng 8.5[2]
RA == = 597,54 N

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

39

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

RB == = 788,42 N
SA = 1,3RA.tanβ = 1,3. 597,54.tan 16o = 222,74 N
SB = 1,3.RB.tanβ = 1,3. 788,42. tan 16o= 293,89 N
Tra bảng 17.P sách TKCTM ta được bảng số liệu sau
Ký hiệu


d (mm)

Cbang

D (mm)

B (mm)

Tổng lực dọc trục:At= SA
– Pa2 – SB =222,74–436–
293,89 = - 507,15 N
Vì At< 0 vậy ở đây chỉ có
ổ A chịu lưc dọc trục
Tải trọng tương đương
QA = ( KV.RA+ m.At)KNKt
= (1. 597,54+1,5.
507,15).1.1 =1358,26N

46207

35

33000

QB = ( KV.RB+ m.At)KNKt
= (1. 778,42 + 1,5.0).1.1
= 778,42 N

17

QA > QB nên tạ chọn ổ
cho gối đỡ A,còn ổ của
gối đỡ B lấy cùng kích
thước ổ của gối đớ A để
tiện việc chế tạo và lắp
ghép.
Ta có: C = QA.(n.h)0.3 =
1358,26.(83. 16800)0,3
Bảng 8-7 tr 164 cho
(83.16800)0,3 ≈ 77,7
C = 1358,26. 77,7=
105536,8N=10553,68da
N

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

40

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

3. Cố định trục theo phương dọc trục

Để cố định trục theo phương dọc trục có thể dùng nắp ổ và điều chỉnh khe hở
của ổ bằng các tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thân hộp giảm tốc. Nắp ổ lắp
với hộp giảm tốc bằng vít, loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ghép.
4. Bôi trơn ổ lăn

Bộ phận bôi trơn bằng mỡ, vì vận tốc truyền của bánh răng thấp, không thể
dùng phương pháp bắn tóe để hắt dầu trong hộp vào bôi trơn bộ phận ổ. Có thể
dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60 … 100 oC và vận tốc từ
1500….3000 vg/ph (bảng 8.28[2])
Lượng mỡ chữa 2/3 chổ rổng của bộ phận ổ. Để mỡ không chảy ra ngoài và
ngăn không cho dầu rơi vào bộ phạn ổ, nên làm vòng chăn dầu
5. Bảng thông số

Ký hiệu ổ

d (mm)

Cbang

D (mm)

B (mm)

46207

35

33000

72

17

46207

35

33000

72

17

6. Ống lót ổ cho bánh răng côn nhỏ

Làm bằng gang CЧ15-32
Chiều dày δ = 6 mm= chiều dày vai lót δ1 = chiều dày bích δ2 , vát mép 2 ÷3x
450 . đường kính trong d= đường kính ổ lăn= 72mm , c= 0,1, đường kính ngoài
vát nép 2mmx 450 ,
Do ống lót lắp chung với nắp nên các kích thước Db =D2 ,
7. Nắp ổ

Theo bảng 10-28 tr 270 ta có bảng sau
D

D1

D2

D3

Số lượng

72

90

115

M8 =8mm

6

Chiều dày nắp ổ bằng 0,7÷0,8 chiều dày thân
IV.

KHỚP NỐI
Sử dụng nối trục vòng đàn hồi để nối trục ra của hộp giảm tốc với trục cưa
băng tải

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

41

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

GVHD : NGUYỄN HOÀNG VŨ

1. Mômen xoắn qua nối trục

Mx = T2 = 131169 N.mm
2. Theo trị số mômen tính và đường kính trục chọn kích thước nối trục

Tra bảng 9.11tr 234 sách TKCTM
d = 33 mm ; D = 140 mm ; d0 = 28 mm ; lv = 82 mm ; c = 4 mm ;
Do = D – do -14 = 98 mm
Vậy chiều dài then trục nối l = 0,8.lm = 0,8 .50 = 40 mm
Kích thước chốt:dc = 14 mm ; lc = 33 mm ; ren M10. số chốt Z= 6
Kích thước vòng đàn hồi: đường kính ngoài 27 mm,chiều dài toàn bộ các
vòng
lv = 28 mm.
3. Chọn vật liệu

Nối trục làm bằng thép rèn 35; chốt làm bằng thép 45 thường hóa, vòng đàn
hồi bằng cao su.
Ứng suất dập cho phép của vòng cao su : [σ]d = 2 N/mm2
Ứng suất uốn cho phép của chốt :[σ]u = 70 N/mm2
Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng cao su ( Công thức 9-22 tr234)
d

= = = 0,72 ≤ [σ]u = 2 N/mm2

=> thỏa điều kiện
Kiểm nghiệm sức bền uốn của chốt ( Công thức 9-23 tr234)
u

= = = 40,2 ≤ [σ]u = 60 N/mm2

=> thỏa điều kiện
Trong đó: K= 1,5 – hệ số tải trọng động, tra bảng 9.1 tr 222

STTH : NGUYỄN HẢI SỨ -

MSSV: 2113040051

Trang

42