thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor Phần 3: Tính toán thiết kế trục ppt

PHẦN IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC Qui ước các kí hiệu: k : số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc i : số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải trọng l k1 : khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k l ki : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k l mki : chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục . l mki : khoảng công-xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối đỡ. b ki : chiều rộng vành bánh răng thứ i trên trục k. 4.1 Chọn vật liệu Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 50 tôi có . Ứng suất xoắn cho phép 4.2 Xác định sơ bộ đường kính trục Theo công thức đường kính trục thứ k với k = 1…3; Theo bảng (10.2) ta được: Vì trục I nối với động cơ qua khớp nối nên đường kính sơ bộ của trục I phải là: nên ta chọn Trục I: ; Trục II: ; Trục III: ; 4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực: Trị số các khoảng cách k 1 = 10 (mm) : khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay. k 2 = 8 (mm) : khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp. k 3 = 10 (mm) : khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ h n = 15 (mm) : chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông Trục I: - với : chiều dài khớp nối b 0 = 23mm: chiều rộng ổ lăn với d 2 =40mm - với : nhưng do chiều rộng bánh răng là nên tối thiểu ta phải chọn l m13 = 48mm - Trục III - Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: - Chiều dài mayo bánh xích: - - - - Trục II - Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: - với l 4 =10mm - - - 4.4 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền: - Cặp bánh răng cấp nhanh: Lực vòng: Lực hướng tâm: Lực dọc trục: - Cặp bánh răng cấp chậm: Lực vòng: Lực hướng tâm: Lực dọc trục: - Lực do bộ truyền ngoài: Lực tác dụng của khớp nối trục đàn hồi: D 0 là đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt. Tra bảng 16.10a đươc: D 0 = 71 Ta chọn D 0 là đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt. (tra bảng 16.10 tài liệu *) Lực bộ truyền xích: 4.5 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục: Trục I: Tìm phản lực tại các gối đỡ A, B: với Phương trình cân bằng lực: Đường kính các đoạn trục: Theo bảng 10.5 tài liệu * với: Ta chọn: ; ; Trục II: (tương tự Trục I) Momen do lực F a2 và F a3 gây ra: Đường kính các đoạn trục: Ta chọn: ; ; Trục III: (tương tự Trục I) Momen do lực F a4 gây ra: Lực do bộ truyền xích Đường kính các đoạn trục: Ta chọn: ; ; 4.6 Thiết kế và kiểm nghiệm trục bằng inventor 4.6.1 Trục I Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design and calculates shaft of Various Shapes (thiết kế và tính toán trục với hình dạng khác nhau), ta có dao diện làm việc như sau: Ta chọn và nhập các thông số về chiều dài, đường kính, vát đầu trục, vo tròn cạnh sắc ở các đoạn trục chuyễn tiếp và chèn rãnh then cho các đoạn trục cần tính toán và kiểm nghiệm dựa vào đường kính sơ bộ và chiều dài các đoạn trục đã tính toán ở trên. Sau đó chuyễn qua Tab Calculation để tính toán cho trục. Ở đây ta thực hiện các bước sau: Trong mục Material ta kích và chọn vật liệu cho trục cần thiết kế, ở đây mình chọn vật liệu là Cast Steel (thép đúc) sau khi chọn vật liệu ta có các thông số như: Modulus of Elasticity : E = 200000 (MPa); Modulus of Rigidity: G = 80000 (MPa); và Desnity: ρ = 7160 (Kg/m3). Trong phần Loads & Supports (lực và gối đỡ) ta xác định giá trị và điểm đặt của lực và gối đỡ. Khi chọn Supports ta có 2 lựa chọn cho gối đõ là gối cố định và gối di động tùy theo yêu cầu bài toán ta có thể chọn. Hai gối đỡ cách nhau là: 107mm. Trong phần Loads ta có các lựa chọn như: Lực tập trung theo trục x là: 150N; 950N, Lực tập trung theo trục y là: 348N; Lực tập trung theo trục z là: 113N, Mômen uốn là: 2904Nmm; mômen xoắn là: 24429 Nmm. Sau khi xác định xong các thông số về giá trị và điểm đặt của tất cả các thành phần lực ta chọn Calculate để tính toán và kiểm nghiệm trục. Xác định được các thành phần lực tác dụng lên gối đỡ. Chuyễn qua Tab Graphs để kiểm tra các biểu đồ lực và mômen tác dung lên trục. Từ các biểu đồ ta có thể đánh giá được các đoạn trục có nguy cơ bị phá hủy cao nhất để thiết kế lại trục. Chọn Ideal Diameter để tham khảo đường kính trục lý tưởng. Sơ đồ tác dụng lực và gối đỡ của trục I: Kết quả sau khi thiết kế ta được trục I như sau: Các thông số của trục I Calculation Material Material Modulus of Elasticity Modulus of Rigidity Density Calculation Properties Include Yes Density Yes Shear Displacement Ratio Number of Divisions Mode of reduced stress Loads Index Location Y X 1 25 mm -150.000 N 2 25 mm 3 140 mm -348.000 N 4 140 mm 5 140 mm 6 140 mm 7 140 mm 950.000 N Supports Index Type Location 1 Free 86.5 mm 2 Fixed 193.5 mm Results Length Mass Maximal Bending Stress Maximal Shear Stress Maximal Torsional Stress Maximal Tension Stress Maximal Reduced Stress Maximal Deflection Angle of Twist [...]... để tính toán và kiểm nghiệm trục Xác định được các thành phần lực tác dụng lên gối đỡ Chuyễn qua Tab Graphs để kiểm tra các biểu đồ lực và mômen tác dung lên trục Từ các biểu đồ ta có thể đánh giá được các đoạn trục có nguy cơ bị phá hủy cao nhất để thiết kế lại trục Chọn Ideal Diameter để tham khảo đường kính trục lý tưởng Sơ đồ tác dụng lực và gối đỡ của trục I: Kết quả sau khi thiết kế ta được trục. .. Stress Ideal Diameter 4.6.2 Trục II Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design and calculates shaft of Various Shapes (thiết kế và tính toán trục với hình dạng khác nhau), ta có dao diện làm việc như sau: Ta chọn và nhập các thông số về chiều dài, đường kính, vát đầu trục, vo tròn cạnh sắc ở các đoạn trục chuyễn tiếp và chèn rãnh then cho các đoạn trục cần tính toán và kiểm nghiệm dựa vào... đoạn trục đã tính toán ở trên Sau đó chuyễn qua Tab Calculation để tính toán cho trục Ở đây ta thực hiện các bước sau: Trong mục Material ta kích và chọn vật liệu cho trục cần thiết kế, ở đây mình chọn vật liệu là Cast Steel (thép đúc) sau khi chọn vật liệu ta có các thông số như: Modulus of Elasticity : E = 200000 (MPa); Modulus of Rigidity: G = 80000 (MPa); và Desnity: ρ = 7160 (Kg/m3) Trong phần. .. và gối di động tùy theo yêu cầu bài toán ta có thể chọn Hai gối đỡ cách nhau là: 269mm Trong phần Loads ta có các lựa chọn như: Lực tập trung theo trục x là: 950N; 3115N, Lực tập trung theo trục y là: 348N; 1234N; Lực tập trung theo trục z là: 113N, 1006N Mômen uốn là: 15182Nmm; 39636Nmm; mômen xoắn là: 122735 Nmm Sau khi xác định xong các thông số về giá trị và điểm đặt của tất cả các thành phần lực... hủy cao nhất để thiết kế lại trục Chọn Ideal Diameter để tham khảo đường kính trục lý tưởng Sơ đồ tác dụng lực và gối đỡ của trục I: Kết quả sau khi thiết kế ta được trục I như sau: Các thông số của trục I Calculation Material Material Modulus of Elasticity Modulus of Rigidity Density Calculation Properties Include Yes De Yes She Nu Mo Loads Index 1 Location 71 mm Y 348.000 N X 2 71 mm 3 71 mm 4 71 . ; ; 4.6 Thiết kế và kiểm nghiệm trục bằng inventor 4.6.1 Trục I Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design and calculates shaft of Various Shapes (thiết kế và tính toán trục với hình. để thiết kế lại trục. Chọn Ideal Diameter để tham khảo đường kính trục lý tưởng. Sơ đồ tác dụng lực và gối đỡ của trục I: Kết quả sau khi thiết kế ta được trục I như sau: Các thông số của trục. vát đầu trục, vo tròn cạnh sắc ở các đoạn trục chuyễn tiếp và chèn rãnh then cho các đoạn trục cần tính toán và kiểm nghiệm dựa vào đường kính sơ bộ và chiều dài các đoạn trục đã tính toán ở trên.