thiết kế trục THIẾT kế hộp GIẢM tốc HAI cấp hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh có bản vẽ đi kèm để lại tin nhắn nhận bản vẽ

2.Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :*.

THIẾT KẾ TRỤC

A.CHỌN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU CỦA TRỤC

Vật liệu chế tạo trục là thép C45 tôi cải thiện

Giới hạn bền: σb = 850 MPa

Trị số ứng suất uốn cho phép: [σ ] = 63 MPaσ ] = 63 MPa

Ứng suất xoắn cho phép:   15 30 MPa

1.Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức:

Trục 1:

d1 = 33 mm

Trục 2:

d2 = 55 mm

Trục 3:

d3 = 80 mm

Do lắp bánh đai vào đầu vào trục động cơ điện nên ta không cần quan tâm đến đường kính trục động cơ điện

2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:

2.1 Theo sách TTTKHDĐCK -Tập 1 ta chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng:

b01 = 21 mm, b02 = 29 mm, b03 = 39 mm

 

3

0, 2.

T d





2.2 Chiều dài mayer bánh đai:

lm12 = (1,2 ÷ 1,5 ).d1

2.3 Chiều dài mayer bánh răng:

lm22 = (1,2 ÷ 1,5 ).d2

lm13 = lm24 = lm22

lm32 = (1,2 ÷ 1,5 ).d3

2.4 Chiều dài mayer nửa khớp nối:

lm33 = (1,4 ÷ 2,5 )

Chọn trị số k1, k2, k3, hn:

3 Vẽ phác hộp giảm tốc,xác định khoảng cách giữu các gối đỡ và điểm đặt lực Trục II :

Sơ đồ tính khoảng cách:

l22 = 0,5.(lm22 + b02 ) +k1 2++ k2

l23 = l22 + 0,5.(lm22 + lm23) +k1

l24 = 2.l23 – l22

l21 = 2.l23

l 21

l 24

l 23

l 22

k 1

l m22

l m23

l m24

Trục III :

Sơ đồ tính khoảng cách

l32

l31

l33

l32 = l23

l31 = l21

l33 = 2.l32 + lc33 = 2.l32 + 0,5.(lm33 + b03) + k3 + hn

Trục I :

Sơ đồ tính khoảng cách :

l11 = l21

l13 = l24

l12 = l22

l1d = lc12 = 0,5.(lm12 + b01) + k3 + hn

II tính toán thiết kế trục

1.Vẽ sơ đồ trục sơ đồ chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục

+ Chọn hệ tọa độ Oxyz như hình thì ta có sơ đồ phân tích lực chung:

l31

l32

l21

lm23

l24

l22

lm24

l23

lm13

l11

l13

l12

lm12

l1d

+ Tính các lực vòng, lực dọc trục, lực hướng tâm:

1 Ft2

t

F t5 = Ft6 =

Fr5 = Fr6

Lực vòng do đai tác dụng lên trục ra là:

898

r

.sin

dx r

F F  N

os

dy r

F F c 

N Lực tại khớp nối giữa trục vào và trục động cơ là: _ Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3 :

3 2

(0, 2 0,3)

tk

t

T F

D

N Với D  t 105 ( theo sách TTTKHDĐCK - Tập 2 )

F  F  F  F

F  F  F  F

2.Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :

* Trục 1 :

a.Xác định lực tại vị trí các ổ đỡ

0

Fx0 Fx1- Ft1 Ft2 Fdx 0

y dx d t t x

x

F











0

y y y dy r r

x dy d r r y a a











b.Xác định Momen uốn và xoắn.

Mặt cắt tại vị trí 1-1

.

.

x dy d

y dx d











Mặt cắt tại vị trí 1-2

.( )

x dy d y a

y dx d x









Mặt cắt tại vị trí 1-3

.( )

y x









* Trục 2 :

a.Xác định lực tại vị trí các ổ đỡ

b.Xác định Momen uốn và xoắn.

* Trục 3 :

3.Tính chính xác đường kính các đoạn trục :

* Trục 1 :

Với [σ ] = 63 MPa ] 65MPa 

+Tại tiết diện 1-0 ( đai ) :

(N.mm)

0 0 0,75 1

td

 

1 3

0 0,1

td M d





theo tiêu chuẩn lấy d0 = 25 mm

+Tại tiết diện 1-1 ( ổ O ) :

2 2

1 1 0,75 1

td

 

1 3

1

0,1

td

M d





theo tiêu chuẩn lấy d1 = 30 mm

+Tại tiết diện 1-2 ( bánh răng 1 ) :

2 2 0,75 1

td

 

2

3

2

0,1

td

M

d





theo tiêu chuẩn lấy d2 =35 mm

+Tại tiết diện 1-3 ( bánh răng 2 ) :

3 3 0, 75 1

td

 

3 3

3

0,1

td

M d





theo tiêu chuẩn lấy d3 =35 mm để cho phù hợp với chỗ lắp bánh răng 1

+Tại tiết diện 1-4 ( ổ lăn 1 ) :

Vì tại ổ 1 không chịu mômen uốn và xoắn (hình vẽ) nên chọn đường kính giống như ổ 0

d4=30 mm

* Trục 2 :

Với [σ ] = 63 MPa ]=55

* Trục 3:

Với [σ ] = 63 MPa ]=50

III.Kiểm nghiệm trục

1.KiÓm nghiÖm hÖ sè an toµn vÒ mái cña trôc 1:

NhËn thÊy cã 2 tiÕt diÖn nguy hiÓm lµ tiÕt diÖn qua 1-2 vµ qua 1-3 T¹i tiÕt diÖn qua 1-2(Chç lÆp b¸nh r¨ng 1) ta cã:

+M« men uèn toµn phÇn:

2 2 142655

u

Nmm +M« men xo¾n: T

VËy m« men c¶n uèn vµ c¶n xo¾n lµ:

 = 0,1.d3

0 = 2.

øng suÊt uèn: u =

M u ω

øng suÊt xo¾n  =

1 0 2

T



Trôc lµm b»ng thÐp C45 nªn ta cã:

Giíi h¹n mái uèn:  = 256,2(MPa)

Giới hạn mỏi xoắn:-1 =152,5(MPa)

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) sách CTM tọ̃p 2, đối với rãnh then của trục có giới hạn bền  b  700 Mpa Ta có k = 1,75; k = 1,6

Tra bảng (15.2) sách CTM tọ̃p 2, ta có hệ số kích thớc  = 0,77;  = 0,88

Đối với thép Cácbon, hệ số ảnh hởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

 = 0,1;  = 0,05

Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén gây ra, ta có a = u = 32,8MPa; m = 0

Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:

1

a m

s k











  









Mặt khác ở đây do a = m = max= 6,39 Mpa nên hệ số an toàn xét

riêng ứng suất xoắn là:

1

a m

s k











  









Vậy theo (15.3) sách CTM tọ̃p 2 ta có hệ số an toàn tại B là:

s s s

 

 





Do S >[S] = (1,5 2,5) nên trục thoả mãn điều kiện uốn, xoắn tại tiết diện 1-2

*Tại tiết diện qua 1-3 (chỗ lắp bánh răng 2) ta nhận thấy rằng

+Mô men uốn toàn phần:

u

+Mô men xoắn: T

 = 0,1.d

0 = 2.

ứng suất uốn: u =

u

M



ứng suất xoắn  = 0

1 2

T



Trục làm bằng thép C45 nên ta có:

Giới hạn mỏi uốn:  -1 = 256,2(MPa)

Giới hạn mỏi xoắn:-1 =152,5(MPa)

Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) sách CTM tọ̃p 2, đối với rãnh then của trục có giới hạn bền  b  700 Mpa Ta có k = 1,75; k = 1,6

Tra bảng (15.2) sách CTM tọ̃p 2, ta có hệ số kích thớc  = 0,77;  = 0,88

Đối với thép Cácbon, hệ số ảnh hởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy

 = 0,1;  = 0,05

Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén gây ra, ta có a = u =26,46MPa; m = 0

Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:

1

a m

s k











  









Mặt khác ở đây do a = m = max= 3,2 Mpa nên hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn là:

1

a m

s k











  









Vậy theo (15.3) sách CTM tọ̃p 2 ta có hệ số an toàn tại B là:

2 2

s s s

 

 





Do S >[S] = (1,5 2,5) nªn trôc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn uèn, xo¾n t¹i tiÕt diÖn 1-3

2.KiÓm nghiÖm hÖ sè an toµn vÒ mái cña trôc 2:

3.KiÓm nghiÖm hÖ sè an toµn vÒ mái cña trôc 3: