Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tính lực tác dụng lên trục.

Tính lực tác dụng lên trục.

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.

+ Xét mặt phẳng (yoz) ta có:

- Lực tác dụng : ; ; r2 ; ;

( ; ; r2 ; ; ) 0



=



= = 781,7 N

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

 = -FXy +YC + Fr2 = -1100,4+781,7+978,6 = 659,9 N

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

+ Xét mặt phẳng ( xoz ) ta có :Các lực tác dụng: ; A ;; C

Ta có : ( ; A ; ; C ) 0



 XC = =

=2493,6 N

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

 XA = -FXx+ XC+Ft2 = -2359,8 +2493,6 +2540 = 2673,8 N

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

Các lực và phản lực tác dụng lên ổ đỡ là:

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



XA = 2673,8 N



YA = 659,9 N



XC = 2493,6 N



YC = 781,7 N



3. Vẽ biểu đồ mômen.



GVHD

SVTH:



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

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 cơng thức 10.17

[I]-T194:

3



d=



M td

0,1.[ ]



(10.17)



Trong đó:

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

sau:

2



2



2



Mtd = M x  M y  0,75.M z

Theo phần chọn sơ bộ đường kính trục, ta có = 50 (mm), vật liệu chế

tạo trục là thép 45, tôi 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:

[] = 50 MPa.

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

Với mặt cắt tại điểm B có:

MX = YA .l23 = 659,9. 63,5 = 41903,65 Nmm

MY = XA .l23 = 2673,8. 63,5 = 169786,3 Nmm

Mz = TII = 288868,16 Nmm

 Mtd =

= 305232,56 Nmm

 dB = = 39,37 mm

+) Xét mặt cắt tại điểm C (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 = Fdy . l22 = 1100,4. 81,5 = 89682,6 Nmm

MY = Fdx . l22 = 2359,8 . 81,5 = 192323,7 Nmm

Mz = TII = 288868,16 Nmm

 Mtd

= 328047,2 Nmm

 dC = = 40,3 mm

+) Xét mặt cắt tại điểm D (điểm có bánh xích) có:

MX = 0 Nmm

MY = 0 Nmm

Mz = TII = 288868,16 Nmm

 Mtd = 250167,2



Nmm



 dD = = 36,8 mm

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

trục sơ bộ là:

dB = 45 mm

dC = 40 mm

dD = 35 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 (10.9[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 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 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 = =

= 175700 Nmm

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

do đó:



= = =

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

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

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



Đối với trục II có 1 rãnh then thì:

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

45 mm .Tra (Bảng 9.1a[I]-T173) chọn b = 14 và t1 = 5,5 (mm)







WB = – = 7606,8 (

= = = 23,1



MPa



Theo (bảng 10.6[I]-T196) : = 



WoB = – = 16548,4 ( N



TB = TII = 288868,16 Nmm





= = = = 8,7 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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.

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



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 khơng dung 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 = 45 (mm),

theo bảng 10.10 Tài liệu [I] -T198 .

Ta có:

 = 0,85 ,

 = 0,78

+) 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

Để tính tốn ta dùng : = = 2,07



= = 1,97

KdB = = 2,13

KdB = = 2,03

 = = = 5,32







= = = 8,6

SB = = = 4,5 > [S] = 2,5



Vậy mặt cắt tại B bền

* Kiểm nghiệm độ bền mỏi tại vị trí C.

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



- 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 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



+) ; ; ; : 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



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

MC = =

= 212206 Nmm

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

do đó:



= = =

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



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 =

40 mm .Tra (Bảng 9.1a[I]-T173) chọn b = 12 (mm) và t1 = 5 (mm)





WC = – = 5361,3 (



= = = 39,6 MPa

Theo (bảng 10.6[I]-T196) : =  WOC = – = 11641,3 (N

TC = TII = 288868,16 Nmm

= = = = 12,4 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:



Kdc =



Kdc =



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

GVHD

SVTH:



TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ



ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY



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 khơng 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 = 40 (mm),

theo bảng 10.10 Tài liệu [I] -T198 .

Ta có:

 = 0,85 ,

 = 0,78

+) 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

Để tính tốn ta dùng :



= = 2,07

= = 1,97

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

Kdc = = 2,13

Kdc = = 2,03

 = = = 3,1

 = = = 6,0



GVHD

SVTH:



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



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tính lực tác dụng lên trục.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×