Chng 8: Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh Điều kiện trục thoả mãn về độ bền tĩnh là: 22 .3 td . Trong đó : =M max /(0,1.d 3 ) = 101625,1/(0,1.40 3 ) = 15,8 MPa. = T max /(0,2.d 3 ) = 104796/(0,2.40 3 ) = 8,2 MPa. [ ] = 0,8. ch = 0,8.580 = 464 MPa; Thay số ta đ-ợc: MPaMPa td 4643,212,8.38,15 22 Trục thoả mãn độ bền tĩnh. Chọn then và nghiệm then Với đ-ờng kính trục lắp then d = 40 mm ,ta chọn then bằng ,có các kích th-ớc nh- sau : b = 12 mm , h = 8 mm , t 1 =5 mm , Chiều dài then tại tiết diện d 1 (lắp) : l t1 =(0,8 . . 0,9) .l m22 =(0,8 . . 0,9).50 =40 . . 45 mm, lấy : l t1 = 40 mm Chiều dài then tại tiết diện d 2 : l t2 = (0,8 . . 0,9) .l m23 =(0,8 . . 0,9) .55 = 44 . . 49,5 mm Lấy l t2 =45 mm. Kiểm nghiệm độ bền dập của then : Theo (9.1) : 6,43 )58.(40.40 104796.2 )th.(l.d T.2 11t 2 1d MPa 8,38 )58.(45.40 104796.2 )th.(l.d T.2 12t 2d MPa Với tải trọng va đập vừa, dạng lắp cố định ,tra bảng 9.5 ta có ứng suất dập cho phép của then : [ ] = 50 MPa vậy d < [] đối với cả hai then. Kiểm nghiệm độ bền cắt của then : Theo ( 9.2) : 9,10 12.40.40 104796.2 b.l.d T.2 1t 1c MPa 7,9 12.45.40 104796.2 b.l.d T.2 2t 2 2c MPa Với tải trọng va đập vừa: [ ] = 20 . . 30 MPa Nh- vậy : < [] đối với cả hai then. Kết luận : mối ghép then thoả mãn cả điều kiện dập và điều kiện cắt ,do đó then làm việc đủ bền . c. Trục ra của hộp giảm tốc(trục III). Lực tác dụng nên trục: F t3 =2832,3 N F r3 =895 N Lực do bộ truyền xích gây ra :F r =2058 Xét trong mặt phẳng zoy : 0).2.().().(. 0.2 33313331132313310 13 llFllRllFlRM RRFFF ryryAy yoyrrY Thay số vào ta có : 05,261.5,71.5,141.895302.5,2058 08955,2058.2 10 1 10 yyo yyY RRM RRF Giải hệ này ta đ-ợc R oy = 539 N R 1y = 2422,7 N Xét trong mặt phẳng xoz : 0 0 331323 103 lRlFM RRFF xtox xxtX Thay số vào ta có : 0172.70.5,2832 03,2832 1 1 10 xo xxX RM RRF Giải hệ nầy ta đ-ợc R 0x = 1679,6 N , R 1x = 1152,7 N +, Dùng ph-ơng pháp vạn năng ta có : Mômen uốn theo oy : Z=0 M oy = 0 Z=l 31 =71,5 mm M oy =135861 Nmm Z=l 31 +l 32 =141,5 mm M oy =98705 Nmm Z=l 31 +l 33 =261,5 mm M oy =135853,4 Nmm Mômen uốn theo ox : Z= l 31 =71,5 mm M ox = 0 Z=l 31 +l 32 =141,5 mm M ox =117572 Nmm. Tại thiết diện z=l 31 : NmmTMM NmmMMM td oyox 207676181369.75,0135861.75,0 135861 222 3 2 11 22 1 Tại thiết diện z=l 31 +l 32 : NmmTMM NmmMMM td oyox 219629181369.75,07,153711.75,0 7,153511 222 3 2 22 22 2 tính đ-ờng kính trục tại hai thiết diện này : mm M d mm M d td td 32 67.1,0 219629 ].[1,0 4,31 67.1,.0 207676 ].[1,0 33 2 2 3 3 1 1 Xuất phát từ yêu cầu về độ bền công nghệ và kết cấu,chọn : (Đ-ờng kính các đoạn trục lấy theo đ-ờng kính trục sơ bộ) Đ-ờng kính trục chỗ lắp bánh răng : d 3 = 50 mm Đ-ờng kính ngõng trục chỗ lắp với ổ lăn d 0 = 45 mm Đ-ờng kính trục chỗ lắp đĩa xích d 32 = 38 mm . Chọn then và tính mối ghép then Với then lắp trên đoạn trục lắp bánh răng : d 3 = 50 mm , ta chọn then bằng ,có các kích th-ớc nh- sau : b = 14 mm , h =9 mm , t 1 =5,5 mm , Với then lắp trên đoạn trục lắp đĩa xích đ-ờng kính trục d 32 = 50 mm , Dựa vào bảng9.1a tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta chọn then bằng ,có các kích th-ớc nh- sau : b = 12 mm , h = 8 mm , t 1 = 5 mm , Chiều dài then tại tiết diện lắp bánh răng : l t1 = (0,8 0,9) .l m33 = 50 mm Chiều dài then tại tiết diện lắp đĩa xích : l t2 = 0,8.l m32 = 0,8.60 = 48 mm Với tải trọng va đập vừa, dạng lắp cố định , tra bảng 9.5 tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có ứng suất dập cho phép của then : [ ] = 50 MPa Kiểm nghiệm độ bền dập của then : Theo (9.1) ,ta có ứng suất dập của then lắp trên trục đĩa xích: 56 )58.(48.40 181369.2 )th.(l.d T.2 11t 3 1d MPa Vậy : > [ d ] bố trí hai then đối xứng (cách nhau 180 0 ). Khi đó ứng suất dập của một then là d = 0,75 . = 0,75 .56 = 42 Mpa < [ d ] ,thoả mãn. Theo (9.1) ,ta có ứng suất dập của then lắp trên trục lắp bánh răng : 5,41 )5,59.(50.50 181369.2 )th.(l.d T.2 12t 3 2d MPa nh- vậy d < [] ,thoả mãn b) Kiểm nghiệm độ bền cắt của then : Theo ( 9.2) : 7,15 12.48.40 181369.2 b.l.d T.2 1t 3 1c MPa 5,11 14.45.50 181369.2 .2 2 3 2 bld T t c MPa Với tải trọng va đập vừa : [ ] = 20 . . 30 MPa Nh- vậy : < [] đối với cả hai then. Kết luận : mối ghép then thoả mãn cả điều kiện dập và điều kiện cắt ,do đó then làm việc đủ bền . IV.chọn và tính toán ổ lăn 1.Chọn và tính ổ lăn cho trục 1: a.chon loại ổ: Tải trọng h-ớng tâm ở hai ổ : F r0 = 3,256227119 222 0 2 0 zx RR N F r1 = 7,14765697,1362 222 1 2 0 zx RR N Tải trọng dọc trục F a1 =88 N Do yêu cầu độ cứng cao ,đảm bảo độ chích xác giữa vị trí trục và bánh răng côn ,chọn ổ đũa côn 1 dãy .Tra tra bảng P_2.11 tttk hdđ cơ khí tập 1 ,dựa vào đ-ờng kính ngõng trục d = 30 mm,ta chọn : sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung có kí hiệu 7306 ,có : C = 40 KN ; C 0 = 29,9 KN , = 13,50 0 Sơ đồ bố trí ổ : 0 1 F r0 F a2 F s0 F s1 F r1 +, Tính ổ theo khả năng tải động : C d =Q. m L Trong đó : m :là bậc của đ-ờng cong ; m = 10/3 L_tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay , L = 60.n 1 10 -6 .L h = 60.1425.10 -6 .16500 = 1410,8( triệu vòng) Q _ là tải trọng động : Q i = (X i VF ri + Y i .F ai )K t .K đ F r ,Fa: là tải trọng dọc trục và tải trọng h-ớng tâm . V_hệ số kể đến vòng quay, vòng trong quay : V = 1 . K t hệ số kể đến ảnh h-ởng của nhiệt độ , lấy K t = 1 (vì t 0 < 125 0 ) K đ - hệ số tải trọng động ,tra bảng 11.3 ,tải trọng va đập vừa lấy K đ = 1,3 X_hệ số tải trọng h-ớng tâm Y_hệ số tải trọng dọc trục Ta có: e = 1,5.tg = 1,5 .tg13,50 0 =0,36 F s1 =0,83.e.F r1 = 0,83.0,36.1476,7=441,2 N F s0 =0,83.e.F r0 = 0,83.0,36 .256,3=76,5 N 2,529882,441 10 atsa FFF F a0 >F s0 F ao = 529,2 N 2,12882,76 01 atsa FFF F a1 < F s1 F a = 441,2 N Ta có : i.F a0 /F r0 =529,2/256,3=2,06 > e = 0,36 X 1 =0,4 ,Y 1 = 0,4.cotg13 0 50=1,67 ; Q 0 = (X 0 VF r0 + Y 0 .F a0 )K t .K đ = (1.1.256,3 +1,67.529,2).1.1,3 =1482,1 N i.F a1 /F r1 =441,2/1476,7 = 0,3 < e = 0,36 X 1 =1 ,Y 1 =0 ; Q 1 = (X 1 .VF r1 + Y 1 .F a1 )K t .K đ = (1.1.1476,7+0).1.1,3 = 1919,7 N Vậy : Q 1 > Q 0 do đó chỉ tính cho ổ 1: Q = Q 1 =1919,7 N C d = N2,169078,1410.7,1919 3/10 < C = 40 KN ổ thoả mãn khả năng tải động. +, kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh : C 0 Q t _là khả năng tải tĩnh của ổ . Theo (11.19) :Q 1 =X 0 .R 1 + Y 0 .F a0 Tra bảng 11.6 tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có : X 0 =0,5 ;Y 0 = 0,22.cotg = 0,916 . Q 0 = 0,5. 1476,7 + 0,916. 441,2 = 1142,5 N Q 1 =F r1 =1476,7 N Q t =Q 1 =1476,7 N < C 0 =29,9 KN. Vậy ổ thoả mãn về khả năng tải tĩnh. Tổng kết : ổ kí hiệu 7306, có : d =30 mm D = 72 mm D 1 =58 mm d 1 =50,6 mm B = 19 mm C 1 =17 mm . .tg13,50 0 =0,36 F s1 =0 ,83 .e.F r1 = 0 ,83 .0,36.1476,7=441,2 N F s0 =0 ,83 .e.F r0 = 0 ,83 .0,36 .256,3=76,5 N 2,52 988 2,441 10 atsa FFF F a0 >F s0 F ao = 529,2 N 2,1 288 2,76 01 atsa FFF F a1 <. (0 ,8 . . 0,9) .l m23 =(0 ,8 . . 0,9) .55 = 44 . . 49,5 mm Lấy l t2 =45 mm. Kiểm nghiệm độ bền dập của then : Theo (9.1) : 6,43 ) 58. (40.40 104796.2 )th.(l.d T.2 11t 2 1d MPa 8, 38 ) 58. (45.40 104796.2 )th.(l.d T.2 12t 2d . MPa. = T max /(0,2.d 3 ) = 104796/(0,2.40 3 ) = 8, 2 MPa. [ ] = 0 ,8. ch = 0 ,8. 580 = 464 MPa; Thay số ta đ-ợc: MPaMPa td 4643,212 ,8. 38, 15 22 Trục thoả mãn độ bền tĩnh. Chọn then và nghiệm