Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
A.THIẾT KẾ TRỤC I

A.THIẾT KẾ TRỤC I

Tải bản đầy đủ - 0trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



2. Tính các lực tác dụng lên gối đỡ.

Tính các phản lực lên gối đỡ B và D

Giả sử chiều của các phản lực tại các gối đỡ B và D theo phương x và y

như hình vẽ. Ta tính được các thơng số như sau :

+ Phản lực theo phương của trục y :

(Fk) = - Fđx.l12 - Ft1.l13 + XD.l11 = 0

XD = =

XD = 1672,8 (N)

Vậy XD >0 nên chiều của XD cùng với chiều giả sử ban đầu.



mDy(Fk) = -Fđx.(+ XB. –Ft1. = 0

XB = =

XB = 2441,8(N )

Vậy XB >0 nên chiều của XB cùng với chiều giả sử ban đầu.

Phản lực theo phương của trục x :

mBx(Fk) = Fđy.l12 + Fr1.l13 - Fa1.- YD.l11 = 0

YD =



= = 545,6 N

Vậy YD >0 nên chiều của YD cùng với chiều giả sử ban đầu.

MDx(Fk) = Fđy.(l11+l12) +YB.l11- Fr1.(-Fa1.= 0

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



YB =

= = 74,4 N

Vậy YB >0 nên chiều của YB cùng với chiều giả sử ban đầu.

Các phản lực tác dụng lên ổ đỡ :

XB = 2441,8 (N )



XD = 1672,8 (N)



YB= 74,4 (N)



YD = 545,6( N)



3. Vẽ biểu đồ mơmen.



GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG N

KHOA CƠ KHÍ



GVHD

SVTH:



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



4. Xác định gần đúng đường kính trục.

Đường kính tại các mặt cắt trên trục được xác định theo công thức

10.17 [I]-T194:

3



d=



M td

0,1.[ ]



Trong đó:

Mtd - Mơ men tương đương trên các mặt cắt, được tính theo cơng thức

sau:

M x2  M y2  0,75.M z2



Mtd =

sb

Theo phần chọn sơ bộ đường kính trục, ta có d I = 35 (mm), vật liệu chế

tạo trục là thép 45, tơi cải thiện, có b ≥ 600 MPa. Theo bảng 10.5 [I]T195, ta chọn trị số của ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục là:

[] = 63 MPa.

+) Xét mặt cắt tại điểm C ( điểm có lắp bánh răng) .

Với mặt cắt bên phải điểm C có:

MX = YD .(+ Ma = 545,6.(126 - 63) + 27.614 = 50950,8 Nmm

MY =XD .(= 1672,8 .(126 - 63) = 105386,4 Nmm

MZ = TI = 68581,9 Nmm

 Mtd

= 131262,7 Nmm



=>dc = = 27,5 (mm)

+) Xét mặt cắt tại điểm B (điểm có lắp ổ lăn) có:

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG N

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



MX = Fđy.l12 = 358,6 .66 = 23667,6 Nmm

MY = Fđx.l12 = 769 .66 = 50754 Nmm

MZ = TI = 68581,9 Nmm

 Mtd

= 81631,7 Nmm

dB = = 23,5 mm

+) Xét mặt cắt tại điểm A (điểm có bánh đai) có:

MX = 0 Nmm

MY = 0 Nmm

MZ = TI = 68581,9 Nmm

 Mtd

= 59393,7 Nmm

dA = = 21,1 mm

Như vậy chọn các đường kính trục theo tiêu chuẩn ta được đường kính

trục sơ bộ là:

dC = 35 mm

dB = 30 mm

dA = 25 mm



GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



5. Kiểm nghiệm trục và độ bền mỏi.

- Áp dụng công thức (10.19[I]-T195 ),kiểm nghiệm độ bền mỏi cho

điểm nguy hiểm nhất là mặt cắt tại C.

SC =

; hệ số an toàn cho phép chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn

cho phép chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại C.

Theo cơng thức 10.20 và 10.21[I]-T195 có:

=



(10.20)

=



(10.21)



Trong đó:

+)và lần lượt là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.

+)Ta có thể lấy gần đúng:



= 0,436.= 0,436.600 = 261,6 MPa

= 0,58.= 0,58.261,6 = 151,73 MPa



+) ; ; ; : là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất

tiếp tại mặt cắt C.

- Đối với trục quay ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng ,do đó:

= 0 ; = = MC/WC



GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



Với MC được tính theo cơng thức 10.15 [I]-T194 ta có:

MC = =

= 117056,7 Nmm

- Đối với trục quay 1 chiều ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch

động do đó:



= = =

Với ; lần lượt là mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện C

của trục, xác định theo bảng 10.6[I]-T196.

- Đối với trục I có 1 rãnh then thì:

WC = Với b , t1 : là bề rộng vành then và chiều sâu rãnh then trên trục với dc =

34 mm .Tra (Bảng 9.1a[I]-T173) chọn b = 10 và t1 = 5 (mm)





WC = – = 3564,25 (



= = = 32,8 MPa

Theo (bảng 10.6[I]-T196) : =  WOC = – = 7771,36 (N

TC = T1 = 68581,9 Nmm

= = = = 4,41 MPa

+)  , - hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình tới độ

bền mỏi, theo bảng 10.7 Tài liệu [I] -T197.

Với b = 600 MPa, ta có:  = 0,05 MPa ;  = 0

Hệ số Kdc và Kdc được xác định theo các công thức sau:



GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



Kdc =



Kdc =



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



K

 Kx  1



Ky



(10.25)



K

 Kx  1



Ky



(10.26)



Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc

vào phương pháp gia cơng và độ nhẵn bóng bề mặt. Theo bảng 10.8 Tài

liệu [I] -T197. Ta có : Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện đạt Ra 2,5…

0,63.

Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, cho trong bảng 10.9 Tài liệu [1] -T197

phụ thuộc vào phương pháp tăng bền là một cơ tính vật liệu.

Khi không dùng phương pháp tăng bền : Ky = 1

+)  , - hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện

trục đến giới hạn mỏi .

Đối với trục làm bằng vật liệu thép cacbon có đường kính d = 34 (mm),

theo bảng 10.10 Tài liệu [I] -T198 .

Ta có:

 = 0,88 ,

 = 0,81

+) K , K - trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế trên bề mặt trục,

đối với trục có rãnh then và gia cơng bằng dao phay ngón. Theo bảng

10.12 Tài liệu [I] -T199.

Ta có:

K = 1,76

K = 1,54



GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



Chọn kiểu lắp h6 bảng 10.11[I]-T198 ta có:



=1,47

Để tính tốn ta dùng :



==2

= = 1,9

Thay các giá trị trên vào công thức, ta được:

Kdc = = 2,06

Kdc = = 1,96

 = = = 3,87

 = = = 17,55





SC = = = 3,8 > [S] = 2,5



Vậy mặt cắt tại C bền

* Áp dụng công thức (10.19[I] –T195) ,kiểm nghiệm độ bền mỏi cho

điểm nguy hiểm nhất là mặt cắt tại B.

SB =



Chọn [S] = 2,5



; hệ số an toàn cho phép chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn

cho phép chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại B.

Theo công thức 10.20 và 10.21[I]-T195 có:

=



(10.20)



=

(10.21)

Trong đó:

+)và lần lượt là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.

+)Ta có thể lấy gần đúng: = 0,436.= 0,436.600 = 261,6 MPa

= 0,58.= 0,58.261,6 = 151,73 MPa

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



+) ; ; ; : là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và tiếp tại

mặt cắt B. Đối với trục quay ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng ,do

đó:

=0



;



= = MB/WB



Với MB được tính theo cơng thức 10.15 [I]-T194 ta có:

MB = = = 56001,1 Nmm

- Đối với trục quay quay 1 chiều ứng suất uốn thay đổi theo chu kì

mạch động do đó:



= = =

Với ; lần lượt là mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện B

của trục, xác định theo bảng 10.6[I]-T196.

- Đối với trục I có 1 rãnh then thì:

WB = Với b , t1 : là bề rộng vành then và chiều sâu rãnh then trên trục

với dB = 30 mm. Tra (Bảng 9.1a[I]-T173) chọn b = 8 và t1 = 4 (mm)





WB = – = 2288,8 (







= = = 24,5 MPa



Theo (bảng 10.6[I]-T196 ) : = 



WoB = – = 4938,2 ( N



TB = TI = 68581,9 Nmm

= = = = 6,9 MPa

+)  , - hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình tới độ

bền mỏi, theo bảng 10. 7 Tài liệu [I] -T197.

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



Với b = 600 MPa, ta có:



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



 = 0,05 MPa ;



 = 0



Hệ số KdB và KdB được xác định theo các công thức sau:



KdB =



KdB =



K

 Kx  1



Ky



(10.25)



K

 Kx  1



Ky



(10.26)



Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt phụ thuộc

vào phương pháp gia cơng và độ nhẵn bóng bề mặt. Theo bảng 10. 8 Tài

liệu [I] -T197. Ta có : Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện đạt Ra 2,5…

0,63.

Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10. 9 Tài liệu [1] -T197 phụ

thuộc vào phương pháp tăng bền là một cơ tính vật liệu.

Khi không dùng phương pháp tăng bền : Ky = 1

+)  , - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục đến giới hạn

mỏi.

Đối với trục làm bằng vật liệu thép cacbon có đường kính d = 30 (mm),

theo bảng 10.10 Tài liệu [I] -T198 .

Ta có:

 = 0,88 ,

 = 0,81

+) K , K - trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế trên bề mặt trục,

đối với trục có rãnh then và gia cơng bằng dao phay ngón. Theo bảng

10. 12 Tài liệu [I] -T199.

Ta có:

K = 1,76

K = 1,54



Chọn kiểu lắp h6 bảng 10.11[I]-T198 ta có:



=1,47

GVHD

SVTH:



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

A.THIẾT KẾ TRỤC I

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×