Chng 10: Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi - Tr-ớc khi tính kiểm nghiệm tại các thiết diện ta tiến hành trọn thông số của then trên các đoạn trục. Các thông số của then đ-ợc chọn ở phần trên. - Trong quá trình tính kiểm nghiệm về độ bền của các trục, do không có yêu cầu gì đặc biệt nên ta chỉ tính kiểm nghiệm riêng cho trục thứ 3 vì là trục chịu momen lớn nhất còn các trục khác lấy kết quả từ các bảng tra. Với thép 45 có: MPa b 600 , MPa b 6,261600.436,0.436,0 1 MPa7,1516,261.58,0.58,0 11 và theo bảng 10.7 ta có: 1,0 , 05,0 Các trục trong hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng do đó: j j jmaxaj W M và 0 mj với j 2 1j1 3 j j d.2 td.bt 32 d. W nên: j 2 1j1 3 j j j j jmaxaj d.2 td.t.b 32 d. M W M Trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, do đó: oj jjmax ajmj W.2 T 2 với j 2 1j1 3 j j0 d.2 td.bt 16 d. W nên: j 2 1j1 3 j j oj jjmax ajmj d.2 td.bt 16 d. .2 T W.2 T 2 Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo đ-ợc độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các thiết diện nguy hiểm đó thoả mãn điều kiện sau: sss/s.ss 22 Trong đó: [s] hệ số an toàn cho phép, [s] = 1,5 2,5 khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5 3. s , s - hệ số an toàn chỉ xét riêng cho tr-ờng hợp ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp, đ-ợc tính theo công thức sau đây: ma 1 k s ; ma 1 k s trong đó : -1 , -1 : giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng. a , a , m , m là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện xét. Ph-ơng pháp gia công trên máy tiện , tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 0,63 m, do đó theo bảng 10.8, hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt K x = 1,06 Không dùng các ph-ơng pháp tăng bền bề mặt do đó hệ số tăng bền K y =1 +) Xét tại tiết diện lắp bánh răng 33. Ta xét cho tiết diện 33( vì 33 chịu mô men xoắn lớn hơn 32) W 33 =12862 nên 3,23 12862 300206 33 33 W M aj W o33 =30905 nên 2,13 30905.2 814964 .2 33 3 o aj W T Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa là K = 1,55 và K = 1,54. Từ bảng 10.10 với d = 55 mm, = 0,7975 , = 0,7525 xác định đ-ợc tỉ số K / và K / tại rãnh then trên tiết diện này K / = 1,55/0,7975 = 1,94 K / = 1,54/0,7525 = 2,05 Xác đình các hệ số K d và K d theo công thức 10.25 và ct 10.26 y x dj K 1K K K và y x t dj K 1K K K Khi đó tại thiết diện 33 tính toán đ-ợc: 2 33 d K , 1,2 33 d K , Với trục thép Cacbon có b = 600 MPa => =0,05 ; = 0 Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp s theo ct 10.20 6,5 0.05,03,23.2 6,261 1 mad K s Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp s theo ct 10.21 5,5 02,13.1,2 7,151 1 mad K s Hệ số an toàn s theo ct 10.19 2 5,19,36,55,5/6,5.5,5/. 2222 sssss Trục tại tiết diện lắp bánh răng 33 thoả mãn về độ bền mỏi. +) Xét cho tiết diện ổ lăn 31( vì 31 chịu mô men xoắn lớn hơn 30) W 31 =12266 nên 1,14 12266 173452 31 31 W M aj W o31 =24532 nên 6,16 24532.2 814964 .2 31 3 o aj W T Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa là K = 1,55 và K = 1,54. Từ bảng 10.10 với d = 50 mm, = 0,81 , = 0,76 xác định đ-ợc tỉ số K / và K / tại rãnh then trên tiết diện này K / = 1,55/0,81 = 1,91 K / = 1,54/0,76 = 2,03 Xác đình các hệ số K d và K d theo công thức 10.25 và ct 10.26 y x dj K 1K K K và y x t dj K 1K K K Khi đó tại thiết diện 33 tính toán đ-ợc: 97,1 33 d K , 09,2 33 d K , Với trục thép Cacbon có b = 600 MPa => =0,05 ; = 0 Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp s theo ct 10.20 4,9 0.05,01,14.97,1 6,261 1 mad K s Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp s theo ct 10.21 4,4 06,16.09,2 7,151 1 mad K s Hệ số an toàn s theo ct 10.19 2 5,144,44,9/4,4.4,9/. 2222 sssss Trục tại tiết diện lắp ổ lăn 31 thoả mãn về độ bền mỏi. +) Xét cho tiết diện 34( tiết diện lắp khớp) Do M 34 = 0 nên 0 0 3434 34 WW M aj W o34 = 20255 nên 1,20 10255.2 814964 .2 33 3 o aj W T Theo bảng 10.12 khi dùng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa là K = 1,55 và K = 1,54. Từ bảng 10.10 với d = 48 mm, = 0,818 , = 0,764 xác định đ-ợc tỉ số K / và K / tại rãnh then trên tiết diện này K / = 1,55/0,818 = 1,89 K / = 1,54/0,764 = 2,02 Xác đình các hệ số K d và K d theo công thức 10.25 và ct 10.26 y x dj K 1K K K và y x t dj K 1K K K Khi đó tại thiết diện 33 tính toán đ-ợc: 95,1 34 d K , 08,2 34 d K , Với trục thép Cacbon có b = 600 MPa => =0,05 ; = 0 Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp s theo ct 10.20 0.05,00.95,1 6,261 1 mad K s Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp s theo ct 10.21 6,3 01,20.08,2 7,151 1 mad K s 2 5,1 Trục tại tiết diện lắp khớp nối 34 thoả mãn về độ bền mỏi. . 5,144,44,9/4,4.4,9/. 2222 sssss Trục tại tiết diện lắp ổ lăn 31 thoả mãn về độ bền mỏi. +) Xét cho tiết diện 34( tiết diện lắp khớp) Do M 34 = 0 nên 0 0 3434 34 WW M aj W o34 = 20255 nên 1,20 102 55.2 814964 .2 33 3 o aj W T . 2,13 30905.2 814964 .2 33 3 o aj W T Theo bảng 10. 12 khi dùng dao phay ngón , hệ số tập trung ứng suất tại rãnh then ứng với vật liệu b = 600 MPa là K = 1,55 và K = 1,54. Từ bảng 10. 10 với d = 55 mm, =. và K / tại rãnh then trên tiết diện này K / = 1,55/0,7975 = 1,94 K / = 1,54/0,7525 = 2,05 Xác đình các hệ số K d và K d theo công thức 10. 25 và ct 10. 26 y x dj K 1K K K và