Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHẦN 3. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

PHẦN 3. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

Tải bản đầy đủ - 0trang

d1 ≥



3



T1

=

0, 2.[ τ ]



3



43311, 26

= 22,1( mm )

0, 2.20



Lấy dsb1= 25(mm)

d2 ≥



3



T2

137187, 21

=3

= 32,5 ( mm )

0, 2.[ τ ]

0, 2.20



Lấy dsb2= 35 (mm)

d3 ≥



3



T3

=

0, 2.[ τ ]



3



433826, 21

= 47,6 ( mm )

0, 2.20



Lấy dsb3=50 (mm)

Chọn sơ bộ đường kính trục là:

-Chọn d1sb=25mm, theo bảng (10.2), ta được chiều rộng ổ lăn b01=17mm.

-Chọn d2sb=35mm, theo bảng (10.2), ta được chiều rộng ổ lăn b02=21mm.

-Chọn d3sb=50mm, theo bảng (10.2), ta được chiều rộng ổ lăn b03=27mm.

3.1.3.Xác định sơ bộ khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực

Chiều dài mayơ bánh đai và mayơ bánh răng trụ được tính theo:

công thức 10-10/189[TL1]

lm= ( 1,2 ... 1,5 ) . dsb

Mayơ bánh răng 1 và bánh đai trên trục I

lm12 = lm13 = ( 1,2 ... 1,5 ) . 25 = 30 ... 37,5 (mm)

Chọn lm12 = 30 mm

Để đảm bảo chiều dài mayơ với chiều rộ

Chọnlm13 = 35 mm

Mayơ bánh răng 2 và bánh răng 3 trên trục II

lm22 = lm23 = ( 1,2 ... 1,5 ) . 35 = 42 ... 52,5 (mm)

Chọn lm22 = lm23= 50mm

Mayơ bánh răng 4 và khớp nối trên trục III

lm32 = lm33 = ( 1,2 ... 1,5 ) . 50 = 60... 75(mm)

Chọn lm32 = lm33 = 75mm

Chiều rộng các khoảng cách khác được tra trong bảng 10-3/189[TL1]:

Chọn k1 = 10: Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của

hộp

Chọn k2 = 5 :Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp

Chọn k3 = 10 :Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ

Chọn k4 = 10 :Khoảng cách giữa các chi tiết quay

Chọn hn = 15 :Chiều cao nắp ổ cà đầu bulông

36



3.1.4.Xác định chiều dài giữa các ổ

Trục I:



l12 = −lc12 = − 0, 5 ( lm12 + b01 ) + k3 + hn  = −  0,5 ( 30 + 17 ) + 10 + 15  = 48,5

l13 = 0, 5 ( lm13 + b01 ) + k1 + k2 = 0,5 ( 35 + 17 ) + 10 + 5 = 41

l11 = 2l13 = 2 × 41 = 82



Trục III:



l32 = 0,5 ( lm32 + b03 ) + k1 + k2 = 0,5 ( 75 + 27 ) + 10 + 5 = 66

l31 = 2l32 = 2 × 66 = 132



l33 = l31 + lc 33 = 132 + 0,5. ( b03 + lm33 ) + hn + k3 = 132 + 0,5 × ( 27 + 75 ) + 15 + 10 = 203



Trục II:



l22 = 0, 5. ( b02 + lm 22 ) + k4 + k2 = 0,5 × ( 21 + 50 ) + 10 + 5 = 50,5

l23 = l11 + l32 + k1 + b02 = 82 + 66 + 10 + 21 = 179

l21 = l23 + l32 = 179 + 132 = 311



3.1.5.Xác định các lực và sơ đồ đặt lực:

Theo cơng thức 10-1/184[TL1] ta có:

Ft1 =



2.T1

2 × 43311, 26

= Ft 2 =

= 1498,65 ( N )

d w1

57,8



Fr1 =



Ft1.tgα tw

1288,5 × tg18,19o

= Fr 2 =

= 492, 44 ( N )

cosβ

cos0o



Fd = 678,86 ( N )



Do đường nối tâm tạo với y một góc 900 nên Fd = Frđ

Ft 3 =



2.T2

2 × 137187, 21

= Ft 4 =

= 4746,96 ( N )

d w3

57,8



Ft 3 .tgα tw3

4746,96 × tg18,19 o

Fr 3 =

= Fr 4 =

= 1559,8 ( N )

cosβ

cos0o

Fk = ( 0, 2 ÷ 0,3) .Ft 3 = ( 0, 2 ÷ 0,3) × 4746,96 = 949,39 ÷ 1424, 08 ( N )



ChọnFk=1000(N)

37



Xác định lực tại các ổ lăn dựa vào pt cân bằng lực & mômen tại các gối trục theo phương x

và y:

TRỤC I

YA



YB



F r1



B



A

F

t1

Frx



T

1



XA

48,5



X

41



B



41



T

rong mặt phẳng XOZ:



∑ X = 0

 X A + X B + Ft1 + Frx = 0

 X + X B + 1498, 65 + 678,86 = 0

⇔

⇔ A



678,86 × 48,5 − 1498, 65 × 41 − X B × 82 = 0

 Frd × 48,5 − Ft1 × 41 − X B × 82 = 0

∑ M A ( x ) = 0

 X = −1619,56

⇔ A

 X B = −347,8



+) XA, XB ngược chiều giả định

Trong mặt phẳng YOZ



∑ Y = 0

Y − Fr1 + YB = 0

Y − 492, 44 + YB = 0

⇔ A

⇔ A



− Fr1 × 41 + YB × 82 = 0

 −492, 44 × 41 + YB × 82 = 0

∑ M A ( y ) = 0

YA = 222, 75



YB = 246, 22



Biểu đồ mômen



38



YA



YB

XA



X



Fr1



B



B



A

T

1



F

t1

Frd

48,5



41



41



Mx (N.mm)



9132.75



M y (N.mm)

14259.8

32924.71

43311.26



43311.26



T1 (N.mm)



c+) Mô men uốn tổng Mj và momen tương đương Mtdj tại các tiết diện j trên chiều dài trục:

M j = M yj2 + M xj2

M tdj = M 2j + 0, 75T12

M 10 = 02 + 02 = 0 ⇒ M td 10 = 02 + 0, 75 × 43311, 262 = 37508, 65 ( Nmm )

M 11 = 02 + 32924, 712 = 32924, 71 ⇒ M td 11 = 49909, 27 ( Nmm )

M 12 = 9132, 752 + 14259,82 = 16933, 66 ⇒ M td 12 = 46955,59 ( Nmm )

M 13 = 0 ⇒ M td 13 = 0



+) Đường kính trục tại các tiết diện :



d j = 3 M tdj / ( 0.1[ σ ] )



Theo bảng 10.5/ 195 ta chọn [ ] = 63:



39



d10 =



3



37508, 65

= 18,12

0,1× 63



d11 =



3



49909, 27

= 19,93

0,1× 63



d12 =



3



41153,95

= 18, 69

0,1× 63



d13 =



3



0

=0

0,1× 63



Chọn theo tiêu chuẩn ta được:

Đường kính tại tiết diện 2 ổ lăn : d11 = d13 = 20 (mm)

Đường kính tại tiết diện của bánh răng : d12 = 20 (mm)

Đường kính tại tiết diện của bánh đai : d10 =20 (mm)

TRỤC II:



F

YA

50,5

A



F



t2



Y

T



128,5

F



t3



F



r2



2



B

r3

X



XA



Trong mặt phẳng XOZ:



∑ X = 0

 X A + X B − Ft 2 − Ft 3 = 0

⇔



 Ft 2 × 50,5 + Ft 3 ×179 − X B × 311 = 0

∑ M A ( x ) = 0

 X + X B − 1498, 65 − 4746,96 = 0

⇔ A

1498, 65 × 50,5 + 4746,96 ×179 − X B × 311 = 0

 X = 3270,9

⇔ A

 X B = 2975,52



Trong mặt phẳng YOZ



40



B



132



B



∑ Y = 0

YA − Fr 2 − Fr 3 + YB = 0

⇔



− Fr 2 × 50,5 − Fr 3 × 179 + YB × 311 = 0

∑ M A ( y ) = 0

Y − 492, 44 − 1559,8 + YB = 0

⇔ A

−492, 44 × 50,5 − 1559,8 ×179 + YB × 311 = 0

YA = 1234, 44



YB = 817,8



Biểu đồ mômen

F

YA



F



t2



t3



Y



126



50,5

A



F



B



127

F



r2



r3



T



B

2

X



XA



B

M x (Nmm)



62339.22

103860.6



M y (Nmm)



165180.45

377891.04

137187.21



137187.21



T 2 (Nmm)



+) Mô men uốn tổng Mj và momen tương đương Mtdj tại các tiết diện j trên chiều dài trục:

M j = M yj2 + M xj2

M tdj = M 2j + 0, 75T12



41



M 20 = 02 + 02 = 0 ⇒ M td 10 = 02 + 0, 75 × 0 2 = 0 ( Nmm )

M 21 = 62339, 222 + 165180, 452 = 176552, 4 ⇒ M td 11 = 118808,35 ( Nmm )

M 22 = 103860, 62 + 377891, 042 = 391903,89 ⇒ M td 12 = 414584,3 ( Nmm )

M 23 = 0 ⇒ M td 13 = 0



+) Đường kính trục tại các tiết diện :



d j = 3 M tdj / ( 0.1[ σ ] )



Theo bảng 10.5/ 195 ta chọn [ ] = 63:

d 20 =



3



0

=0

0,1× 63



d 21 =



3



176552, 4

= 30,37

0,1× 63



d 22 =



3



414584,3

= 39,3

0,1× 63



d 23 =



3



0

=0

0,1× 63



Chọn theo tiêu chuẩn ta được:

Đường kính tại tiết diện 2 ổ lăn : d20= d23 = 25 (mm)

Đường kính tại tiết diện của bánh răng : d21 =35(mm) ; d22 = 40 (mm)

TRỤC III:

Theo bảng 16-10a/69

Ta có d3sb =50 ta chọn D0 = 130:

Lực vòng trên khớp nối:

Ft =

⇒ Fk = ( 0,1....0, 3) Ft



chọn



2T3 2 × 433826, 21

=

= 6674, 24 N

D0

130



Fk = Fr = 0, 2 Ft = 0, 2 × 6674, 24 = 1334,8 N



42



Y



YB



A



A



66



66

F



F

t4



t4



T3



71

B



XB



XA



Trong mặt phẳng XOZ:



∑ X = 0

 X A + X B + Fk + Ft 4 = 0

⇔



 Ft 4 × 66 + Fk × 203 + X B × 132 = 0

∑ M A ( x ) = 0

 X + X B + 1334,8 + 4746,96 = 0

⇔ A

 4746,96 × 66 + 1334,8 × 203 + X B ×132 = 0

 X = −1655,52

⇔ A

 X B = −4426, 24



+) XA, XB ngược chiều giả định

Trong mặt phẳng YOZ



Y − Fr 4 + YB = 0

Y − 1559,8 + YB = 0

∑ Y = 0

⇔ A

⇔ A



− Fr 4 × 66 + YB × 132 = 0

−1559,8 × 66 + YB ×132 = 0

∑ M A ( y ) = 0

YA = 779,9



YB = 779,9



Biểu đồ momen:



43



Fk



Y



A



YB



XA



66



XB



71



66



A

F



F

t4



T3



t4



B

Fk



M



x



(Nmm)



51473.4

109264.32



M y (Nmm)



314263.04



433826.21



433826.21



T 3 (Nmm)



+) Mô men uốn tổng Mj và momen tương đương Mtdj tại các tiết diện j trên chiều dài trục:

M j = M yj2 + M xj2

M tdj = M 2j + 0, 75T12

M 30 = 02 + 02 = 0 ⇒ M td 10 = 02 + 0, 75 × 02 = 0 ( Nmm )

M 31 = 51473, 42 + 109264,322 = 120781, 63 ⇒ M td 11 = 394641, 72 ( Nmm )

M 32 = 02 + 314263, 042 = 314263, 04 ⇒ M td 12 = 489811,34 ( Nmm )

M 33 = 0 ⇒ M td 13 = 375704,5( Nmm)



+) Đường kính trục tại các tiết diện :



d j = 3 M tdj / ( 0.1[ σ ] )



44



Theo bảng 10.5/ 195 ta chọn [ ] = 63:

d30 =



3



0

=0

0,1× 63



d31 =



3



394641, 72

= 39, 7

0,1× 63



d32 =



3



489811,34

= 42, 68

0,1× 63



d33 =



3



375704,5

= 39, 06

0,1× 63



Chọn theo tiêu chuẩn ta được:

Đường kính tại tiết diện 2 ổ lăn : d30= d32 = 45 (mm)

Đường kính tại tiết diện của bánh răng : d31 =45(mm)

Đường kính tại tiết diện của khớp : d33 =45

3.1.6 : Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện

nguy hiểm thỏa mãn được điều kiện sau:



sj =



sσ j .s τ j

s σ2 j + s τ2j



≥ [s]



Trong đó:

[s] hệ số an tồn cho phép. Thông thường [s]= 1,5...2,5 (khi tăng độ cứng: [s]=2,5...3,

như vậy không cần kiểm nghiệm độ cứng trục).



sσ j



sτ j





- hệ số an toàn chỉ xét đến ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét đến ứng

suất tiếp tại điểm j:



sσ j =



σ−1

K σdj.σaj + ψ σ .σ mj



sτ j =



τ−1

K τdj.τaj + ψ τ .τmj



σ-1 và τ-1: giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng:

σ−1 = 0, 436.σ b = 0, 436.600 = 261,6(MPa)

τ−1 ≈ 0,58.σ−1 = 0.58.327 = 189,7(MPa)



45



σaj , τaj , σ mj , τmj

: biên độ và giá trị trung bình của ứng xuất pháp và ứng xuất tiếp tại

tiết diện j.

Do tất cả các trục của hộp giảm tốc đều quay nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối

xứng:



σ mj = 0



σaj = σmax j =



Mj

Wj



;

Do trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động:



τmj = τaj =



τmax j

2



=



Tj

2W0 j



M j , Wj , W0 j

Với

là mô men uốn tổng, mô men cản uốn, mô men cản xoắn tiết diện j

của trục theo bảng 10.6-[1].

ψσ ψτ

,

- hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra

theo bảng 10.7-[1].

ψ σ = 0,05 ψ τ = 0

;



K σdj K τdj

;



- hệ số xác định theo công thức 10.25-[1]; 10.25-[1]





+ Kx −1

εσ

K σdj =

Ky



+ Kx −1

ετ

K τdj =

Ky

Trong đó:

Kx

- hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương pháp gia

K x = 1,1

công và độ bền nhẵn của bề mặt, tra bảng 10.8-[1] thì



Ky

- hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính



K y = 1,1...1,25



vật liệu, tra bảng 10.9-[1] thì



(trục nhẵn phun bi).

46



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHẦN 3. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×