PHÀN 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC 4.1 Tính chọn khóp nối
4.4 Xác định khoảng cách giũa các gối đỡ và điểm đặt lực
Tra bảng 10.2[1] với :di=25(mm);d2=35(mm)
Ta có chiều rộng 0 lăn trên các trục: boi=17(mm);bo2=21(mm)
*Trục I:
-Chiều dài mayơ bánh răng trụ:
lmi3=(l>2-4,5)di=(l,2-4,5).25=(30^37,5)(mm)=>chọn lmi3=35mm -Chiều dài mayo của nửa khớp nối:
lmi2=(l>4^2,5)d 1=( 1,4^2,5).25=(35^62,5)(mm) =^>chọn lmi2=59(mm) - Khoảng cách côngxôn trên trục I tính từ khớp nối đến gối đỡ:
lci2=0,5(lmi2+boi)+k3+hn=0,5(59+17)+15+20=73(rnm) -Tra bảng 10.4[ 1 ] ta có:
• 113=0,5 (lm 13+b01 )+k 1 +k2=0,5(3 5+17)+10+10=46(mm)
•li2= -1C12- -73(mm)
•lii=21i3=2.46=92(mm)
=>Trên trục I ta có <
ỉịị = 92 (mm)
/j 2 = 46 (mm) imị2=59(mm)
lml]=35(mm)
*Trục II:
-Chiều dài mayơ bánh răng trụ:
Im23=(l>2-4,5)d2=(l,2-4,5).35=(42^52,5)(mm)=>chọn lni23=48mm -Chiều dài mayơ đĩa xích:
lm22=( 1,2-ỉ-1,5)d2=( 1,2+1,5).35=(42^-52,5)(mm) =>chọn lm22=48mm
- Khoảng cách côngxôn trên trục II tính từ đĩa xích đến gối đỡ:
lc22=0,5(l1T122+bo2)+k3+hn=0,5(48+21)+15+20=69,5(mm) -Tra bảng 10.4[ 1 ] ta có:
•l23=0,5(lm23+b02)+ki +k2=0,5(48+21)+10+10=54,5(mm)
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 25
/m23 = /m22 = 48(mw)
y ĩ = ĩ l
F 5 J =>F 1 = - F 3 + F 2 =- 35,51 + 695,18 =
659,67(iV) ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ
•l2,=2.123=2.54,5=109(mm)
Với trị số các khoảng cách chọn ki=k2=10;k3=15;hn=20 ta tra trong bảng 10.3[ 1 ]
=>Trên trục II ta có:
/21=109 (mm)
/22 =-/ 22 = —69,5(/77/77)
^23 = 5(mm)
•Dựa vào các yếu tố công nghệ ta chọn:
d23= d2i=40(mm); d20=35(mm); d22=45(mm) Trục lĩ
/
Fr2 a)Lực tác dụng lên trục và các mômen:
•Phương trình mômen tại 2-1 trong mặt phang (zoy):
1MỈ\F) = 0
^Fyyl2\~FrFl2\ _/23) + Fa2'~Ỷ" = 0 d -
p Fr2-ô2rl2j-Fa2-Ỷ
695,18.(109-54,5)-334,73.
F -=---2L— = 35,51(A0
y3 109 v J
= 0
<=> F ->+F 1 - F 0 = 0
rp, 1 y y3 y 1
r 2
•Theo phương oy: „ „ „
•Phương trình mômen tại 2-1 trong mặt phang (zox):
z
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 26
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ liưjì(F) = 0
=>Fl2.54,5 + Fx.69,5-FxiJ22 = 0
=>F 3=2152,55
•Theo phương ox:
1FX = 0 o Fỵĩ - Fa + FxỊ + Fx = 0
=>Fcl=-2229,ll(Ã0 đồ mômen
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 27
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ
133843,8(Nmm)
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 28
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ
133384,80(Nmm)
11,17
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 29
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ c)Mô men uốn tổng, mô men tương đương và đường kính:
M . = M2. + M2.(N.mm) i V ỵj xj
■Mtđj= ÌM2+0,7 5T?(N.mm)
dj=ịSĩimm)
+)Mj ,Mtđj,dj -lần lượt là môment uốn tổng,môment tương đương,đường kính trục tại các tiêt diện j trên chiêu dài trục.
+)Myj,MXj-mô men uốn trong mặt phang yoz và zox tại các thiết diện thứ j.
+)[ơ]-ứng suất cho phép chế tạo trục,tra bảng 10.5[1] có [ơ]=65MPa
•Tiết diện 2-0:
A/JQ = O(N.mm)
Mtđỉ0=0(N.mm)
^10 = 0(ram)
M.. = 1/35952,022 + 8246,932 = 36889,
MđxJ = ^36889,802 + 0,75.185019,662 =164423,43(7 1 _ 0/164423,43 _ OQ 0/7/ \
f / l l = | 0,1 65 = 29’36(mm)
• Tiết diện 2-2:
M12 =v16529,652 = 16529,65(AT.mm)
M àn = Ậ 6529,652 + 0,75.185019,662 = 161082,1 ữ(Nmm) , _Jl61082,10 _ , Q . . . ,
^ 1 2 = 1 0^ô 29’15(ww)
• Tiết diện 2-3:
- 0(N.mm) M ễx 3 = ^0,75.185019,662 =185019,66(A
d l ĩ l 0,1.65 = 30’53(ww)
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 30
ơd =
Tc ~ dlb
v ’ Thỏa mãn.
= 45 40(8-5)ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY ’ ^ ) TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ J = 3 \{mm)
• Chọn \ dịQ=dị2 = 32{mm)
^13 ~30(wra) d)Chọn và kiểm nghiệm then:
Chọn then bằng thỏa mãn điều kiện:
7 2 T
1 S[rc]
-ơd,[ ơd]:ứng suất dâp và ứng suất dâp cho phép;
[ ad]=100MPa tra bảng 9*5[1]
-Tc,[ Tc]:ứng suất cắt và ứng suất cắt cho phép [ xc]=4(H60MPa khi chịu tải trọng va đập nhẹ -T-MÔ men xoắn trên trục
-d-đường kính trục
-lt,h,b,t -kích thuớc tra bảng 9. l a [ l ]
•Tại vị trí lắp bánh răng:
'lt= (0,8^0,9)lm23-(0,8^0,9).48=(38,4-43,2)=>Chọn lt=40(mm) _ 2.187930,03
T „ = -i ' 2 " = 69,60(MPa) < [ < 7 , 1 dì45.40(8-5 v L
_ 2.187930,03 A Í Ầ j f D r _—— = 17 4(MPa)<[ĩr]
Jcì 45.40.12 v J L cJ Tại vị trí lắp xích:
’ lt= (0,8-0,9)lm23=(0,8-0,9).48=(38,4-43,2)=>Chọn lt=40(mm) r]
= (0,8-0,9)lm23=(0,8-0,9).48=(38,4-43,2) _ 2.187930,03 _ ,n
-
2'l!7.9n3?’23 = 1 7,4(MPO)<[re]c2 45.40.12
Thỏa mãn
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 31
a-l . r-Ị ƠJ K_ J.ơ_: -\-\Ị/rrơ • ’ T.ỉ K_ +ụrTĩ .
32 ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ
e)Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
Ket cấu trục cần đảm bảo hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:
■s ..s .
■V . = , 7 7 >[s]
V ơ j T j
[s]-Hệ số an toàn cho phép;[s]=2,5
sơjvà Stj-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:
s • =--- --- s —ơdj aj Yơ mj ---rdj aj YT mj Trong đó:ơ_i ,T.i"giới hạn mỏi uốn và mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng.
Với thép 45 có ơb=600MPa ; ơ.]=0,436 ơb=262MPa 1.1=0,58 ơ.i=152MPa
Theo bảng 10.7[ 1 ] ta có hệ số kể đến ảnh huởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi:vj/ơ=0,05 , \|/T=0.
Các trục của hộp giảm tốc đều quay,ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng,do đó:
= 0 M.
. =——
Tiết diện nguy hiểm trên trục I là tiết diện lắp bánh răng(tiết diện 1-1)
Theo công thức trong bảng 10.6[l]và tra thông số của then trong bảng 9.1a[l]với trục có 1 rãnh then ta có:
_ 3,14.353 12.5(35-5)2 _
32 d,11 32
al
3
\3,97 (MPa) _ndÌ2 _3,14.40J wn= —rbr- =12 32 ' '— = 628032
^ ơ ô=—7^7-— = 9,36(MPà)a2 6280 Trục có 1 rảnh then:
/3
^(^3-9 _3,14.453 12.5(45-5)2 _
d .11 32
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 32
Tmj ~ Taj ~ 2 ~
Woll= 16 = 16 8414’22
Tml = Tal = 2^7 = 2.125607 7’48(MPữ)
Tm3 Tá
Ấ'.v
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ
_ 93405,07 ,
=>ơ - = * =\2,42{MPa)
ô3 7519,42 v ’
'l ẩ 3 14 4Q3
w1y1 =-3£= 9 „
= 6280 6840
Khi trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó:
ĩ 2w,J _ rmax j _ T j
0.7
Theo công thức trong bảng 10.6[l]và tra thông số của then trong bảng 9.1 a[ 1 ]với trục không có rãnh then ta có:
3 14 353
r = ĩ =5naxl = 187930^03 =1117(A/Pa) ml ữl 2.w,, 2.8414,22
rw32 3 14403
w 10 = . -= '*— = 12560
ỡl2 16 16
r rmax2 _ 187930,03 _ - \/rpn\
Trục có 1 rảnh then:
w _n</?3 bụdỊ2Z!ỈL = ĨA^Ể. 8.5(45-5)2 _
013 16 2.d 16 2.45
= 5nax3 = ly930’Q3 = 5,47 (MPa) 2.W„,3 2.17172
K<jdj và KTdj- Hệ số xác định theo công thức:
— + K x \
K % „
ơdj K y
Ỉ ^ L + K r - _ fr _
Kx-Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt,phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt .Theo bảng 10.8[1] với yêu cầu các trục được gia công trên máy tiện,tại cá tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 33
Ký d D d ị
B C
i
T ri a
(0 c k
Co
12 k38
ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ,8 Ra=2,5-K),63 pm,chọn Kx=l,06
Ky-Hệ số tăng bền bề mặt trục,không dùng phương pháp tăng bền có Ky=l
£ơ, Sr-Hệ Số kích thước,kể đến ảnh hưởng của tiết diện trục đến giới hạn mỏi theo bảng 10.10[1 ] ta có: sơ=0,88 ; £T=0,81
Ko , Kx-Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn.Tra bảng 10.12[ 1 ] cỏ: K*= 1,76 ; K= 1,54
Do đó ta có:
0,88
ơd 11 1
Từ các kết quả tính toán trên ta có:
K_,.ơ .+u/>rcr . 2,06.13,97 + 0,05.0ơdj aj 262 Yơ
r1 K_ J.T . -1 +Ụ/rT
_ sơjJTj _ 9,1.6,94 11 1 2 , 2
s t . +s .
1,96.11,17 + 0.4,48
= 5,52>[s]
•Thỏa mãn điều kiện bền.
PHẠM QUANG HUY MTK-K53 GVHD:NGƯYỄN TIẾN DŨNG 34 ĐỎ ẢN CHI T1ÉT MẢY TH1ÊT KÉ HỆ DẴN ĐỘNG XÍCH TẢỈ f)Chọn và kiêm nghiệm ố lăn trục II:
Ft2
•Chọn ổ:
Ta co: Fat=334,73(N)
Ff 0 = = V659.672 + 2229,112 = 2324,67(ĨV) Frỉ = ỹ%+ĩfB = A/2152,552 +35,512 = 2152,84(77)
F. 3 3 4 13 _
=>--- -—— = —— = 0,14 Ta chọn ô đở chặn cở nặng hẹp (^r)max 2324,67
Tra theo bảng P2.11 [1] có các thông số của 0 lăn:
ỵFaO = Fs\ +Fat = 688’91 + 334’73 = 1023’64 w > FsO ỵFaì= FsO - Fat = 688,45 - 334,73 = 409,16(V) < F J
Fa\ _ 409,16
Fữ0 _ 1023,64 _A ,,
Biểu thức tính toán
Chiều dày: Thân hộp,c>£> =0,03.a +3 = 0,03.125 + 3 = 6,75 Nắp hộp,É> 1 = 10 mm
= 0,9. 10 = 9 mm = 9 mm Gân tăng cứng: Chiều dày, e
Chiều cao, h Độ dốc
Bulông nền, di di > 0,04.a +10 = 0,04. 125+ 10 =15 Bulông cạnh ổ, d2 =(0,7-0,8).di
Bulông ghép bích nắp và thân =(0,8^0,9).d2
Vít ghép lắp ổ, d4 =(0,6-0,7).d2 Vít ghép lắp cửa thăm dầu, d5
=(0,5-K),6).d2
Mặt bích ghép nắp và thân:
Chiều dày bích thân hộp, s3 s3 =(1,4-Hl,8).d3 Chiều dày bích nắp hộp, S4 = =(0,9-1).S3 Bề rộng bích nắp hộp, K3 -(3=5)mm Kích thước gối trục:
Đường kính ngoài và tâm lỗ vít: D3, D2
Định theo kích thước nắp ổ
Be rộng mặt ghép bulông
cạnh 0: K2 K2=E2+R2+(3-5)mm=20+25+5 = 50
E2= l,6.d2 = 1,6 . 14 = 22,4 Tâm lỗ bulông cạnh 0: E2 và = 18,2
(k là khoảng cách tù’ tâm
bulông đến mép lỗ)h: xác định theo kết cấu, phụ thuộc
Bảng 4.5.2: Các thông số ố đũa đở trên trục //.
•Kiểm nghiệm ô theo khả năng tải động: