đồ án: thiết kế trạm dẫn động băng tải, chương 8 pot

Chng 8: Tính chính xác trục Trong quá trình tính tính gần đúng ta ch-a kể đến ứng suất tập trung nh- góc l-ợn , rãnh then và ch-a kể đến nhân tố ảnh h-ởng đến ảnh h-ởng giới hạn mỏi , ảnh h-ởng của kích th-ớc tuyệt đối , của hình dáng cấu tạo chi tiết , của chất l-ợng bề mặt . Tính chính xác trục theo công thức: s = 22 . ss ss [s] [s] :là hệ số an toàn cho phép th-ờng [s] = 1,5 ữ 2,5 s :là hệ số an toàn chỉ xét riêng cho ứng suất pháp s = m a K 1 s : hệ số an toàn chỉ xét riêng cho ứng suất tiếp s = m a K . 1 Trong đó: -1 là giới hạn mỏi uốn -1 =0,436. b = 0,436.850 = 370,6 (MPa). -1 là giới hạn mỏi xoắn với -1 = 0,58. -1 = 0,58.365,5 = 214,948 (MPa). Chọn -1 = 215 (MPa). aj , mj : là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp tại tiết diện xét. Do ứng suất uốn đ-ợc coi nh- thay đổi theo chu kỳ đối xứng cho nên: mj = 0 còn aj = maxj = M u /W aj , mj là biên độ và trị số trung bình của ứng suất tiếp tại tiết diện xét. Do ứng suất uốn đ-ợc coi nh- thay đổi theo chu kỳ mạch động cho nên: mj = aj = 0,5. max = 0,5.T /Wo. Với trục tiết diện tròn, có 1 rãnh then: ; .2 ).(. 32 . 2 11 3 j jj d tdtbd W ; .2 ).(. 16 . 2 11 3 j jj o d tdtbd W Trong đó : B: Chiều rộng then. T 1 : Chiều sâu rãnh then. +) Trục I: ở đây ta chỉ kiểm nghiệm tại hai tiết diện mặt cắt nguy hiểm là 1-2 b, t 1 : tra bảng 9.1a theo d ta có b = 8 mm ; t 1 = 4 mm. 2290 30 . 2 )430.(4.8 32 30. 2 3 W 4941 30 . 2 )430.(4.8 16 30. 2 3 o W a = max = M u /W =114349,3 /2290 = 50 m = a = 0,5. max = 0,5.T /Wo = 0,5.74571/4941 = 7,5 k dj và k dj là hệ số tập trung ứng suât đối với trục có rãnh then có : yxdj kk k k /)1( ; yxdj kk k k /)1( Với: kx = 1,1 (trục tiện ra) : bảng 10.8. ky = 1 (không dùng biện pháp tăng bền bề mặt ) và là hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc tiết diên trục đến độ bền mỏi đối với các trục bằng thép cacbon, với d = 30 tra bảng 10.10 ta có = 0,88 và = 0,81. Bảng 10.12 : k =2,01; k= 1,88 (cắt bằng dao phay ngón). 38,21/)11,1 88,0 01,2 ( dj k ; 42,21/)11,1 81,0 88,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Tra bảng 10.7. 68,3 50.01,2 6,370 1 m a K s 85,14 5.7.05,05,7.88,1 215 . 1 m a k s Khi đó hệ số an toàn trục tại tiết diện (1-2) đ-ợc xác định nh- sau: s = 57,3 85,1468,3 85,14.68,3 . 2222 ss ss [s] Nhận thấy rằng với hệ số an toàn đã tính trên tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện Trục I đảm bảo bền. +) Trục II: ở đây ta kiểm nghiệm tại tiết diện mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt qua bánh răng 3 (mặt cắt 2-3) và mặt cắt qua bánh răng 1 (mặt cắt 2-1) Với mặt cắt 2-3 b, t 2 : tra bảng 9.1 theo d = 56 mm ta có b = 16 mm ; t 2 = 6 mm. 15098 56 . 2 )656.(6.16 32 56. 2 3 W 32339 56 . 2 )656.(6.16 16 56. 2 3 0 W a = max = M u /W = 1362947/15098 = 80,2 m = a = 0,5. max = 0,5.T /Wo = 0,5. 254745.2/32339 = 7,88 k dj và k dj là hệ số tập trung ứng suât đối với trục có rãnh then có : yxdj kk k k /)1( ; yxdj kk k k /)1( Với: kx = 1,1 (trục tiện ra ) : bảng 10.8. ky = 1 (không dùng biện pháp tăng bền bề mặt ) và là hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc tiết diên trục đến độ bền mỏi đối với các trục bằng thép cacbon, với d = 56 tra bảng 10.10 ta có = 0,8 và = 0,75 Bảng 10.12 : k = 2,01; k = 1,88 (cắt bằng dao phay ngón). 6,21/)11,1 8,0 01,2 ( dj k ; 6,21/)11,1 75,0 88,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Bảng 10.7. 78,1 2,80.6,2 6,370 1 m a k s 14,10 88,7.05,088,7.6,2 215 . 1 m a k s Khi đó hệ số an toàn trục tại tiết diện 1 -1,đ-ợc xác định nh- sau: s = 75,1 14,1073,1 14,10.78,1 . 2222 ss ss [s] Nhận thấy rằng với hệ số an toàn đã tính trên tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện. Với mặt cắt 2-1 b, t 2 : tra bảng 9.1 theo d = 48 mm ta có b = 14 mm ; t 2 = 5,5 mm. 6,9408 48 . 2 )5,548.(5,5.14 32 48. 2 3 W 20266 48 . 2 )5,548.(5,5.14 16 48. 2 3 0 W a = max = M u /W = 578263/9408,6 = 61,5 m = a = 0,5. max = 0,5.T /Wo = 0,5.254745/20266 = 6,28 k dj và k dj là hệ số tập trung ứng suât đối với trục có rãnh then có : yxdj kk k k /)1( ; yxdj kk k k /)1( Với: kx = 1,1 (trục tiện ra ) : bảng 10.8. ky = 1 (không dùng biện pháp tăng bền bề mặt ) và là hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc tiết diên trục đến độ bền mỏi đối với các trục bằng thép cacbon, với d = 48 tra bảng 10.10 ta có = 0,81 và = 0,76 Bảng 10.12 : k = 2,01; k = 1,88 (cắt bằng dao phay ngón). 58,21/)11,1 81,0 01,2 ( dj k ; 57,21/)11,1 76,0 88,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Bảng 10.7. 34,2 5,61.58,2 6,370 1 m a k s 06,13 28,6.05,028,6.57,2 215 . 1 m a k s Khi đó hệ số an toàn trục tại tiết diện 1 -1,đ-ợc xác định nh- sau: s = 3,2 06,1334,2 06,16.34,2 . 2222 ss ss [s] Nhận thấy rằng với hệ số an toàn đã tính trên tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện Trục II đảm bảo bền. +) Trục III: ở đây ta chỉ kiểm nghiệm tại hai tiết diện mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt qua bánh răng: b, t 1 : tra bảng 9.1 theo d ta có b = 18 mm ; t 3 = 7 mm. 20324 62 . 2 )762.(7.18 32 62. 2 3 W 8,43721 62 . 2 )762.(7.18 16 62. 2 3 0 W a = max = M u /W = 1416300,7 /20324 = 69,7 m = a = 0,5. max = 0,5.T /Wo = 0,5. 683480/43721,8 = 7,8 k dj và k dj là hệ số tập trung ứng suât đối với trục có rãnh then có : yxdj kk k k /)1( ; yxdj kk k k /)1( Với: kx = 1,1 (trục tiện ) : bảng 10.8. ky = 1 (không dùng biện pháp tăng bền bề mặt ) và là hệ số xét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc tiết diên trục đến độ bền mỏi đối với các trục bằng thép cacbon, với d = 62 tra bảng 10.10 ta có = 0,78 và = 0,74 Bảng 10.12 : k = 2,01; k = 1,88 (cắt bằng dao phay ngón). 67,21/)110,1 78,0 01,2 ( dj k ; 64,21/)110,1 74,0 88,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Bảng 10.7. 99,1 7,69.67,2 6,370 . 1 m a K s 25,10 8,7.05,08,7.64,2 215 . 1 m a K s Khi đó hệ số an toàn trục đ-ợc xác định nh- sau: s = 95,1 25,1099,1 25,10.99,1 . 2222 ss ss [s] Nhận thấy rằng với hệ số an toàn đã tính trên tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện => Trục III đảm bảo bền. : Tính then Để cố định bánh răng theo ph-ơng tiếp tuyến hay là để truyền mômen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ng-ợc lại ng-ời ta dùng then. Then phải thoả mãn điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt: d t d thld T )(. 2 1 c t c bld T .2 Trong đó: + d , c :ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán (MPa) +d: Đ-ờng kính trục(mm) + T: Mômen xoắn trên trục( Nmm) + l t , b, h, t 1 : Kích th-ớc tra bảng 9.1,9.2: + [ d ]-ứng suất dập cho phép : Tra bảng 9.5 [d] =100(MPa). + [ c ]-ứng suất cắt cho phép (MPa): c = [ 60 90 MPa] khi chịu tải trọng tĩnh-> khi chịu tải trọng va đập nhẹ lấy: c = [ 40 60 MPa]. Tính tại các tiết diện lắp then +) Đối với trục I Đ-ờng kính trục 1 để lắp then d = 30 mm tra bảng 9.1a ta chọn đ-ợc then: b = 8, h = 7, t 1 = 4. .)(9,40 ]47.[5,40.30 74571.2 )(. 2 1 1 d t d MPa thld T . c t c bld T 3,12 8.5,40.30 74571.2 .2 12 12 . +) Đối với trục II Đ-ờng kính trục 2 tại tiết diện qua bánh răng 3 (mặt cắt 2- 3) d = 56 mm tra bảng 9.1a ta chọn đ-ợc then: b = 16, h = 10, t 2 = 6. .)(60 ]610.[6,75.56 2.254745.2 ).(. 2 1 d t d MPa thld T . c t c bld T 15 16.6,75.56 2.254745.2 .2 . Đ-ờng kính trục 2 tại tiết diện qua bánh răng 2 (mặt cắt 2-2) d = 48 mm tra bảng 9.1a ta chọn đ-ợc then: b = 14, h = 9, t 2 = 5,5. Chiều dài then l t = 1,35.d l t = 1,35.48 = 64,8 mm. .)(8,46 ]5,59.[8,64.48 254745.2 ).(. 2 2 d t d MPa thld T . c t c bld T 7,11 14.8,64.48 254745.2 .2 . +) Đối với trục III Đ-ờng kính trục 3 để lắp then (d = 62 mm) tra bảng 9,1a ta chọn đ-ợc then: b = 18, h = 11, t 3 = 7. .)(85,65 ]711.[7,83.62 683480.2 ).(. 2 1 d t d MPa thld T . c t c bld T 63,14 18.7,83.62 683480.2 .2 . Vậy tất cả các mối ghép then đều thoả mãn độ bền dập và độ bền cắt. . có = 0 ,88 và = 0 ,81 . Bảng 10.12 : k =2,01; k= 1 ,88 (cắt bằng dao phay ngón). 38, 21/)11,1 88 ,0 01,2 ( dj k ; 42,21/)11,1 81 ,0 88 ,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Tra bảng 10.7. 68, 3 50.01,2 6,370 . 9.1 theo d = 48 mm ta có b = 14 mm ; t 2 = 5,5 mm. 6,94 08 48 . 2 )5,5 48. (5,5.14 32 48. 2 3 W 20266 48 . 2 )5,5 48. (5,5.14 16 48. 2 3 0 W a = max = M u /W = 5 782 63/94 08, 6 = 61,5 m . = 0 ,8 và = 0,75 Bảng 10.12 : k = 2,01; k = 1 ,88 (cắt bằng dao phay ngón). 6,21/)11,1 8, 0 01,2 ( dj k ; 6,21/)11,1 75,0 88 ,1 ( dj k =0,05; = 0,1: Bảng 10.7. 78, 1 2 ,80 .6,2 6,370