cách tính trục trong chi tiết máy
Trang 1CAC SỐ LIỆU CẦN CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI KHAI THAC PHẦN MỀM TÍNH TRỤC, THEN
I TRỤC
1) Vẽ sơ đồ lực của hệ thống dẫn động
Chú ý: a) Phải chọn hệ trục tọa độ để biết chiều của các thành phần lực
Các em tham khảo thêm trong tài liệu [2: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY] từ trang 116…
119 cho BT BR trụ và BR côn Và trang 181…182 cho Trục vít
b) Nguyên tắc xác định phương chiều của các lực tác dụng cho các bộ truyền:
BT đai: Phương… ; Chiều…
BT xích: Phương… ; Chiều…
BT BR : Các thành phần lực
Phương và chiều
BT trục vít
và áp dụng thành thạo cho các sơ đồ HGT một hoặc nhiều cấp
c) Giá trị của các lực lấy từ kêt quả tính toán các chi tiết (Ghi chính xác) d) Sau đó vẽ lực tác dụng của truc I và trục II…
Ví dụ: - Xem thêm ví dụ trang 119 cho HGT 2 cấp
- Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên trục cho HGT BR côn (đầu trục vào lắp khớp nối và đầu trục ra lắp đĩa xích dẫn ở hai phía) (xem lại ví dụ tính trục)
1
F t1
F a1
F t2
F a2
F r2
F r1
F ry
F rx
F ry
F rx
l 12
l 11 l 13
F k
n2
Hình …Lực tác dụng lên các trục
F t2
F r
F rx
F r2
F ry
n 2
Trang 2- Tiến hành vẽ lực tác dụng lên từng trục để làm căn cứ vào số liệu khi khai thác chương trình tính trục (đặt lực và giá trị)
2) Chọn đường kính và chiều dài các đọan trục
2.1) Chọn sơ bộ đường kính các đoạn trục
a) Tính đường kính sơ bộ trục
Sau đó chọn theo tiêu chuẩn (dãy tiêu chuẩn đường kính lắp ổ hay dãy tiêu chuẩn đường kính trục) phụ thuộc vào trục mà em đang thiết kế
- Nếu tính trục vào và trục ra thì chọn theo dãy tiêu chuẩn đường kính trục (trang
195/[I]) vì khi đó đầu trục vào (hoặc ra) được lắp khớp nối hay bánh đai hoặc đĩa xích.
- Nếu tính cho trục trung gian (HGT 2 hoặc 3 cấp) thì chọn theo dãy tiêu chuẩn
đường kính trong ổ lăn (trang 195/I).
VD: - Bạn đang thiết kế trục vào của HGT , tính được d sb = 30,9mm, chon do = 32mm
- Bạn đang thiết kế trục ra của HGT , tính được dsb = 48,5mm, chon d3 = 50mm
- Nếu bạn đang thiết kế trục trung gian của HGT 2 cấp, tính được dsb = 36,9mm, chọn
do = 40mm.
b) Chọn đường kính các đoạn trục (đường kính các đoạn trục chính là đường kính tại
các tiết diện có lắp các chi tiết trên trục như bánh đai; Ổ lăn; Khớp nối; BR; Bánh vít hoặc đĩa xích)
- Ký hiệu đường kính các đoạn trục
Ghi chú: Ký hiệu đường kính các đoạn trục do mình đặt sao cho đơn giản và dễ cập nhật các thông tin Thường đi từ trái qua phải.
VD: Cho trục vào d 0 ; d 1 ; d 2 ; d 3 Hoặc d 0 ; d A ; d B ; d 3 trong đó d 1 = d 2 hoặc d A = d B
Cho trục ra: d 0 ; d 1 ; d 2 ; d 3 Hoặc d A ; d 0 ; d B ; d 1 trong đó d 0 = d 2 hoặc d A = d B
- Để chọn được đường kính các đoạn trục cần căn cứ dựa vào yếu tố lắp ghép (Đảm bảo
các chi tiết trên trục có thể lắp được dễ dàng; đường kính đoạn trục phía trong lớn hơn đoạn phía ngoài và phải chọn theo tiêu chuẩn).
[ ]
3 sb
T 16 d
τ π
=
[ ]
3 sb
2 , 0
T d
τ
=
Trang 3VD Lấy ví dụ cho trường hợp ở trên:
a) Trục vào
- Đầu vào lắp khớp nối (hoặc bánh đai bị dẫn) nên chọn d0 = 32mm
- Tại các gối: ký hiệu dA = dB = 35mm
- Tại chỗ lắp BR côn nhỏ d1 = 32mm (coi BR côn nhỏ lắp rời trục)
b) Trục ra
- Đầu ra lắp Đĩa xích dẫn (hoặc khớp nối) nên chọn d2 = 50mm
- Tại các gối: ký hiệu dA = dB = 60mm
- Tại chỗ lắp BR côn lớn d0 = 63mm (hoặc d0 = 65)
2.2) Xác định chiều dài các đoạn trục (khoảng cách giữa các điểm đặt lực)
a) Vẽ phác trục và các chi tiết lắp trên trục (tiến hành cho từng trục và vẽ có tính chất minh họa) Trên bản phác thảo cần ghi rõ đường kính các đoạn trục đã chọn ở trên (d0 = 32; dA =
dB = 35 và d2= 32)
VD bạn đang tính trục I
Ghi chú: Bản phác thảo cho các trục thuộc các loại HGT khác nhau các em có thể tham
khảo ở các hình sau:
- Hình 10.6 tr 190: Cho HGT BR trụ 1 cấp, Nếu đầu vào lắp khớp nối - lmk
Nếu lắp bánh đai bị dẫn thì - lmđ
- Hình 10.10 tr 193: Cho HGT BR côn 1 cấp
Hình…Bản vẽ phác thảo trục I (Trục vào HGT)
k3
hn
lmbr
k1
lmk
B B
Trang 4Trục vào (Truc I) Đầu vào được lắp khớp - lmk ; Nếu lắp bánh đai bị dẫn - lmđ
Trục ra (Trục II) Nếu đầu ra lắp đĩa xích dẫn –lmx; Nếu lắp khớp nối - lmk.
Trong hình minh họa 10.10 các em chú ý lấy lm22 = 0 (cho HGT 1 cấp)
Nếu là HGT côn trụ 2 cấp thì có BR trụ nên tồn tại lm22 = lmbrtru.
- Hình 10.11 tr 194 cho HGT trục vít 1 cấp
Hình 10.11a là bản phác thảo tính chiều dài trục vít (trục vào)
Hình 10.11b là bản phác thảo tính chiều dài trục bánh vít (trục ra) Nếu đầu ra lắp khớp thì lấy lmk, còn nếu đầu ra lắp đĩa xích dẫn thì lấy lmx.
b) Tính chiều dài các đoạn cho trục I (ví dụ bạn đang khai thác chương trình tính trục I - trục vào HGT bánh răng côn)
Lần lượt xác định: lo ; l1 và l2
Chiều dài lo = (Theo hình vẽ thì lmo = 0,5lmk + k3 + hn + 0,5B )
(Lần lượt xác định các đại lượng trên)
Đầu vào lắp khớp nối nên lmk = (tra kích thước của khớp nối lmk = 50)
Chọn k3 = 10 (bảng 10.3 tr 189- ở đây chọn giá trị trung bình)
hn = 15 (bảng 10.3 tr 189- ở đây chọn giá trị trung bình)
B = 21 (chọn theo đường kính lắp ổ lăn d = 35 nên B = 21 (bảng 10.2 tr189)) Vậy lo = 25 + 10 +15+ 10,5 = 60,5 làm tròn và lấy lo = 60mm
Chiều dài l1 = Khoảng cách giữa hai gối trục A&B, thường l1 = (2,5…3)d
Vậy l1 = (2,5…5).35 = (87,5…105) Lấy l1 = 100mm
Chiều dài l2= 0,5B + k2 + k1 + lmbr
B = 21
Chọn k1 = k2 = 10
lmbr = 1,5d = (1,5).(32) = 48
Vậy l2 = (0,5).(21) + 15 + 15 + (0,5).(48) = 64,5 lấy l2 = 65mm
Như vậy số liệu nhập vào khi khai thác chương trình tính trục I sẽ là:
Kích thước các đoạn trục (đường kính và chiều dài)
do = 32mm; lo = 60mm
dA = 35mm; l1 = 100mm
d2 = 32mm; l2 = 65mm
Lực tác dụng lên trục
Trang 5Theo phương x: (Kiểm tra cho phù hợp)
Theo phương y:
Ghi chú
a) Nên lấy các giá trị k1 = k2 = k3 lấy theo bảng 10.2 (lấy giá trị trung bình và bằng nhau)
b) Chiều dài may ơ của các chi tiết tính theo đường kính trục, thường lm = 1,5d (d là đường kính đoạn trục để lắp các chi tiết, sau đó lấy nguyên) Nên ký hiệu như sau:
lmk là chiều dài nửa khớp lắp trên trục (tra bảng) Nếu không có bảng tra thì chọn theo đường kính trục lắp khớp
lmđ là chiều dài của bánh đai
lmx là chiều dài đĩa xích
lmbr = lmbv là chiều dài may ơ của bánh răng hoặc bánh vít
Riêng bánh răng trụ có thể lấy lmbr = b
c) Khoảng cách giưa hai gối trục bánh răng côn dẫn l = (2,5…3)d
d) Khoảng cách giữa hai gối của trục vít l = (0,9…1)da1 (da1 là đường kính đỉnh bánh vít)
II THEN
1) Kích thước của then
Tùy thuộc vào yêu cầu của mối ghép mà chọn loại then cho phù hợp Thường trong các mối ghép của các chi tiết lên trục thường chọn then bằng đầu tròn Nêu tải va đập mạnh thì dùng ghép then hoa.
a) Kích thước mối ghép then bằng: b.h.l ( b là chiều rộng; h là chiều cao và l là
chiều dài then)
- Các kích thước b và h được chọn theo tiêu chuẩn và phụ thuộc đường kính đoạn trục lắp then Tra bảng 9.1a, tr173
- Kích thước chiều dài then xác định theo chiều dài máy ơ, thường l = 0,9lm, sau đó chọn theo tiêu chuẩn (phần ghi chú ở bảng 9,1a) nhưng l < lmi từ 3 5mm.
Ngoài kích thước b.h.l khi tra bảng 9.1a, các em tra thêm kích thước t1
b) Kích thước then hoa hoặc then khác (xem trong tài liệu)
2) Kiểm nghiệm độ bền của then
Trang 6Then được kiểm nghiệm theo độ bền dập và độ bền cắt theo các công thức (9.1) và (9.2) tr173
1 t
d
) t h ( l.
d
T 2
σ
≤
−
=
Theo độ bền cắt [ ]c
t
c
b l.
d
T 2
τ
≤
=
Trong đó: T là mô men xoắn trên trục lắp then (là TI hoặc TII)
d là đường kính trục lắp then (tiết diện cần kiểm tra độ bền của then)
b; h; t1 và lt = l – b (chiều dài tính toán của then)
[σd] là ứng suất dập cho phép, tra bảng 9.5
[τc] là và ứng suất cắt cho phép phụ thuộc vật liệu, tr174
Ghi chú: Nếu một trong các điều kiện (9.1); (9.2) không thỏa mãn thì có thể giải quyết
như sau:
- Khi chênh lệch về ứng suấ ttính so với ứng suất cho phép không lớn thì tăng chiều
dài then bằng cách tăng chiều dài may ơ lên chút đỉnh và vẫn đảm bảo l < l mi
- Nếu sai lệch lớn thì hoặc tăng chiều dài máy ơ lên nhưng l mi ≤ 2d và do đo chiều
dài then cũng tăng lên (không cần xác định lại chiều dài các đoạn trục); hoặc chọn nhiều then (thường 2 then); Hoặc sử dụng then hoa dạng thân khai hoặc then hoa chữ nhật.
- Cũng có thể thay đổi vật liệu chế tạo then để tăng [σd] và [τc], nhưng phải chú ý là vật liệu then bao giờ cũng có độ bền kém hơn vật liệu trục và chi tiết lắp trên trục VD: Kiểm nghiệm bền cho then lắp BR côn của trục I (HGT BR côn)
d = 32mm; tra bảng 9.1a được b = 10; h = 8; t1 = 5
Chiều dài máy ơ lắp BR côn dẫn: với lmbr = 48 nên l = 0,9.48 = 43,2
Chọn chiều dài then l = 45mm < lmbr = 48mm
Ghi chú: Nếu yêu cầu chọn then theo tiêu chuẩn DIN thì kích thước b và h tra theo DIN
phụ thuộc d Kích thước l tính sơ bộ theo lm sau đó chọn theo chiều dài tiêu chuẩn
