Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



T cf  160( N .m)

Tra bảng 16.10b[2] với kn

, ta được thông số cớ bản của

khớp nối đầu vào hộp giảm tốc :

Bảng 4.2 : Các thông số của khớp nối đầu vào

T

N

m



d

m

m



D

m

m



dm

m

m



L

m

m



L

m

m



d1

m

m



D0

m

m



Z nmax

vg/ph

út



B B



12

5



32



12

5



65



16

5



80



56



90



4 4600



5 4

2



1



l1

m

m



D3

m

m



l2

m

m



30



28



32



4.1.2 Kiểm nghiệm khớp nối:

Ta kiểm nghiệm theo 2 điều kiện:

a)Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi :

- Ứng suất dập cho phép của vòng cao su

Do vậy ứng suất dập sinh ra trên vòng đàn hồi :

d 



2.k .T

2.1,5.83726



 1, 77    d   3  MPa 

Z .Do .do .l3

4.90.14.28



Thỏa mãn.

b)Điều kiện bền của chốt :

Trong đó:

[]- Ứng suất uốn cho phép của chốt. Ta lấy []=( 60) MPa;

Do vậy, ứng suất sinh ra trên chốt:

u 



k .T .l1

1,5.83726.30



 38,14 Mpa    u   70( MPa)

3

0,1.d o .Do .Z 0,1.143.90.4



Khớp nối ta chọn đảm bảo.



4.2 Thiết kế trục

4.2.1 Chọn vật liệu chế tạo trục:

Trục của hộp giảm tốc làm việc trong điều kiện chịu tải trọng

trung bình thì ta chọn vật liệu làm trục là thép C45 thường hóa có cơ

tính như sau:

b= 600 (MPa); ch= 340 (MPa); Với độ cứng 200 HB; [] = 12  30

(MPa)



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



29



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



4.2.2 Sơ đồ phân bố lực:



Hình 4.1: Sơ đồ phân bố lực trên 2 trục

4.2.3 Các lực tác dụng lên trục:

Fx=1544,13 (N)

•Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng :



2T

2.83726

F F  1 

 2265,92( N )

t1 t2 dw

73,9

1

F .tgtw 2265,92.tg 20,56

F  F  t1



 871,55( N )

r1 r2

cos

cos12,8

F  F  F .tg   2265,92.tg12,8  514,8( N )

a1 a2

t1

4.3 Xác định sơ bộ đường kính trục:

Trục I:



d



sb1



3



T

1  3 82875  27,4(mm)

0, 2[ ]

0,2.20



với [τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa); ta chọn

[τ]=20MPa



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



30



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



� Chọn d sb1  30(mm)

Trục II:



T

2  3 238617,54  39,07(mm)

sb2

0,2[ ]

0,2.20

� Chọn d sb2  40(mm)

d



3



với [τ] ứng suất cho phép [τ]=12÷30(MPa)

Do trục 2 lớn nên ta chọn [τ]=28Mpa



4.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt

lực:

Tra bảng 10.2[1] với : d1=30(mm) ; d2=40 (mm)

Ta có chiều rộng ổ lăn trên các trục: b 01=31 (mm) ; b02=23

(mm)



Sơ đồ trục:



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



31



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



Hình 4.2 : Sơ đồ phân bố trục I và trục II

Trục I:

-Chiều dài mayơ bánh răng trụ:

lm13= (1,2÷1,5)d1= (1,2÷1,5).30= (36÷45) (mm) � chọn lm13=

40mm

-Chiều dài mayơ của nửa khớp nối:

lm12= (1,4÷2,5)d1= (1,4÷2,5).30= (42÷75) (mm) � chọn

lm12=60(mm)

- Khoảng cách cơngxơn trên trục I tính từ khớp nối đến gối đỡ:

lc12= 0,5(lm12+b01)+k3+hn= 0,5(60+31) +10+15=70,5(mm)

-Tra bảng 10.4[1] ta có:



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



32



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



•l13= 0,5(lm13+b01)+k1+k2= 0,5(40+31)+10+5= 50,5(mm)

•l12= -lc12= -70,5(mm)

•l11= 2l13= 2.50,5= 101(mm)

Với trị số các khoảng cách chọn k 1=10; k2=5; k3=10; hn=15 ta tra

trong bảng 10.3[1]





l  101(mm)

�11



l  l

 70,5(mm)

c12

�12



l  50,5(mm)



13



l

 60(mm)



�m12

l

 40(mm)



� Trên trục I ta có: �m13



Trục II:

-Chiều dài mayơ bánh răng trụ:

lm23= (1,2÷1,5)d2= (1,2÷1,5).40=(48÷60) (mm) � chọn lm23=

50mm

-Chiều dài mayơ đĩa xích:

lm22= (1,2÷1,5)d2= (1,2÷1,5).40= (48÷60)(mm) � chọn lm22=

50mm

- Khoảng cách cơngxơn trên trục II tính từ đĩa xích đến gối đỡ:

lc22= 0,5(lm22+b02)+k3+hn= 0,5(50+23)+10+15= 61,5(mm)

-Tra bảng 10.4[1] ta có:

•l23= 0,5(lm23+b02)+k1+k2= 0,5(50+23)+10+5= 51,5(mm)

•l22= -lc22= -61,5(mm)

•l21= 2.l23= 2.51,5 = 103(mm)

Với trị số các khoảng cách chọn k 1=10; k2=5; k3=10; hn=5 ta tra

trong bảng 10.3[1]



l  103(mm)



�21



l  l

 61,5(mm)

�22

c22



l  51,5(mm)



23



l

l

 50(mm)

�m23 m22

� Trên trục II ta có: �



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



33



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



4.5 Tính Trục I :



Hình 4.3: Sơ đồ phân bố lực trên trục I

a) Lực tác dụng lên trục và các mơmen:

•Phương trình mơmen tại 2-1 trong mặt phẳng (zoy):

Có:



2T

2.82875

F F  1 

 2589,84( N )

t1 t2 dw

64

1

F .tgtw 2589,84.tg 20,56

F  F  t1



 996,15( N )

r1 r2

cos

cos12,8

F  F  F .tg   2589,84.tg12,8  588,39( N )

a1 a2

t1



Lực từ khớp nối tác dụng lên trục :



2T1

Dtkn

82875

= (0,20,3).2. 90 = (368,33552,5) (N) => Chọn Ftkn =



Ftkn  (0, 2 �0,3).

=> Ftkn

400N



M YE ( F )  0

� F .101  F .70,5  F .0,5.d W1  0

y1

r1

a1

 F .70,5  F .0,5.d W1

a1

� F  r1

y1

101

F



y1







996,15.70,5  588,39.0,5.73,9



101



 480,07( N )



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



34



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



Fy  0 � F



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



F 0

y 2 r1

� F   F  F  480,07  996,15  516,08( N )

y2

y1 r1

•Theo phương oy:



y1



F



•Theo phương ox:



M XE ( F )  0

� F .70,5  F .101  F (70,5  101)  0

t1

x1

tkn

F 70,5  F (70,5  101)

tkn

� F   t1

x1

101

2589,54.70,5  400(70,5  101)

F 

 2486,75( N )

x1

101

Fx  0 � F  F  F  F  0

x1 t1 x 2 tkn

� F  F  F  F (N )

x2

x1 t1 tkn

F  2486, 75  2589,84  400  503,09( N )

x2

Vậy trục 1 sau khi tính các lực phân bố thực có hướng như sau :



b) Biểu đồ mômen :



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



35



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



TRỤC I



Hình 4.4: Biểu đồ mômen phân bố trên trục I



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



36



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



c) Mômen uốn tổng, mơmen tương đương và đường kính:





2

2

�M j  M yj  M xj ( N .mm)





2

2

�M tđj  M j  0,75Tj ( N .mm)





M



tđj

3

(mm)

�d j 

0,1[ ]





Trong đó :

+)Mj ,Mtđj,dj - lần lượt là môment uốn tổng, môment tương đương,

đường kính trục tại các tiết diện j trên chiều dài trục.

+)Myj,Mxj - mô men uốn trong mặt phẳng yoz và zox tại các thiết diện

thứ j.

+)[σ]- Ứng suất cho phép chế tạo trục, tra bảng 10.5[1] có

[σ]=65MPa

•Tiết diện 1-3:



M  0( N .mm)

13

M

 0( N .mm)

tđ 13



•Tiết diện 1-1:



M



tđ 11



 178502  0,75.488692  45932( N .mm)



45932

d �3

 19,39(mm)

11

0,1.63



• Tiết diện 1-2:



M



tđ 12



 60051,612  38679,32  0,75.488692  83026,17( N .mm)



83026,17



d �3

 23,62(mm)

12

0,1.63

d



Tiết diện nguy hiểm tại bánh răng nên chọn 12 tại bánh răng là 25,

do có then nên :



d12



� 25.0,05+25=26,25(mm)



�d  d  30(mm)

�11

13



d  35(mm)

�12

� Chọn �



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



37



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



TRỤC I :



Hình 4.5 : Đường kính các đoạn phân bố trên trục I

d) Chọn và kiểm nghiệm then:

Chọn then bằng thỏa mãn điều kiện:



2T



 

�[ ]



d dl h  t

d



t

1



2T



c 

�[ c ]



dl

b

t













Trong đó:

-σd,[ σd]: Ứng suất dập và ứng suất dập cho phép;

[ σd]=100MPa tra bảng 9.5[1]

-τc,[ τc]: Ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép

[ τc]=40÷60MPa khi chịu tải trọng va đập nhẹ

-T- Mơ men xoắn trên trục

-d- đường kính trục

-lt, h, b, t – kích thước tra bảng 9.1a[1]

Ta có :

Tại vị trí lắp bánh răng :

b= 10 ; h=8 ; t1=5 ; t2=3,3

Tại vị trí khớp nối :

b=8 ; h=7 ; t1=4 ; t2=2,8

Chiều dài then chọn lt=50mm

•Tại vị trí lắp bánh răng:

lt= (0,8÷0,9)lm13= (0,8÷0,9).40= (32-36) � Chọn lt=35(mm)



2.48869



 

 18,61( MPa) �[ ]=150(MPa)



d

� d1 35.50  8  5



2.48869



 

 5,58( MPa) �[ c ]=60(MPa)



c

1

35.50.10

� Thỏa mãn.



Tại vị trí khớp nối:



lt= (0,8÷0,9)lm13=(0,8÷0,9).40=(32-36) � Chọn lt=35(mm)



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



38



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY



GVHD:Ths.Nguyễn Tiến Nhân



2.48869



 

 26,06( MPa)  [ ]=150(MPa)



d

2

d

25.50  7  4 





2.48869



 

 9,77( MPa) �[ c ]  150( MPa)



�c1 25.50.8



� Thỏa mãn



e) Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:

Kết cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm

thỏa mãn điều kiện:



sj 



s j .s j

�[s]

2

2

s j  s j



Trong đó:

[s]-Hệ số an tồn cho phép;[s]=2,5

sσjvà sτj-Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an

toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiếp diện j:







1

1

s j 

s j 

K

    mj

K    mj

 dj aj

 dj aj

;

Trong đó:σ-1 ,τ-1-giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối

xứng.

Với thép 45 có σb=600MPa ; σ-1=0,436; σb=262MPa

τ-1=0,58; σ-1=152MPa

Theo bảng 10.7[1] ta có hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất

trung bình đến độ bền mỏi: ψσ=0,05 , ψτ=0.

Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu

kỳ đối xứng, do đó:

Mj





 0

aj w

mj

j

;

Tiết diện nguy hiểm trên trục II là tiết diện lắp bánh răng (tiết diện 12)

Theo công thức trong bảng 10.6[1] và tra thông số của then trong

bảng 9.1a[1] với trục có 1 rãnh then ta có:



d 3 bt (d  t )2 3,14.353 10.5(35  5)2

21  1 21 1 

w 



 3564,25

11

32

2d

32

2.35

12

135378,63

� 

 37,98( MPa)

a1 3564,25



Tại vị trí ổ lăn ta có:



d 3 3,14.303

w  11 

 2649,375

22

32

32



Nguyễn Thanh Nam – 1611030186 – 16DCTA2



39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×