đồ án nguyên lí chi tiết máy

Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến LỜI CẢM ƠN Ngành khí ngành đời sớm so với ngành khác ,nó xem ơng tổ cơng nghiệp Ngày đóng vai trị quan trọng tiến trình cơng nghiệp hóa ,hiện đại hóa đất nước ta nói riêng giới nói chung Lần thiết kế chi tiết máy phận máy, cơng việc hồn tồn mẻ đòi hỏi người thực phải vận dụng kiến thức học vào thực tế Công việc đem lại giá trị bổ ích cho sinh viên, riêng em qua đồ án em rút nhiều kinh nghiệm học quý giá Em chân thành cảm ơn đến ThS Nguyễn Hoàng Châu giảng viên hướng dẫn em thực đồ án đóng góp quý báu q trình em thực đồ án Ngồi ra, để hồn thành đồ án em có tham khảo số sách Chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp , Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí Trịnh Chất Lê Văn Uyển tập I II nhiều tài liệu khác lưu hành nội trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Dung sai kỹ thuật đo, Vật liệu học, Sức bền vật liệu, Rất mong đóng góp ý kiến thầy để việc học em ngày tốt hơn.Chân thành cảm ơn ! Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Phần 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN: I Số liệu đầu vào : a) Sơ đồ hệ thống & Sơ đồ tải trọng : Gồm Động điện Nối trục đàn hồi Hộp giảm tốc bánh trụ rang nghiêng H01 : Sơ đồ dẫn động b) H01 : Sơ đồ tải trọng Số liệu đầu vào tính toán : Đề số – phương án 24 ; Số liệu thiết kế : • Lực vịng bang tải (F) : 4500 (N) • Vận tốc tang tải : 1.3 (m/s) • Đường kính tang tải (D) : 400 (mm) • Số năm làm việc : (năm) II Chọn động : Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy a Tính cơng suất trục công tác : Ti Pct = Plv ∑(T ) t Với : i ∑t Plv = b GVHD : Đỗ Văn Hiến 12 × 0.7 + 0.82 × 0.3 = 5.525 ( KW ) 0.7 + 0.3 = 5.85 × i Flv × v 4500 × 1.3 = = 5.85(K W) 1000 1000 Tính hiệu suất hệ thống : η = η01.η12 η 23 η34 Trong : • • • • η01 η12 η 23 η34 : Hiệu suất từ trục động qua trục ( : Hiệu suất từ trục qua trục ( : Hiệu suất từ trục qua trục 3( η01 = η nt ηol = 1× 0.995 = 0.995 η12 = ηbr ηol = 0.995 × 0.98 = 0.9751 η23 = ηbr ηol = 0.995 × 0.98 = 0.9751 : Hiệu suất từ trục qua trục ( η34 = η x ηol = 0.92 × 0.995 = 0.9154 ) ) ) ) Tra tài liệu [trang 19, tài liệu 1], ta có : • ηbr = 0.98 ;η x = 0.92 ;ηol = 0.995;ηnt = Vậy hiệu suất hệ thống : Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến η = 0.995 × 0.9751 × 0.9751 × 0.9154 = 0.87 c Công suất trục động : Pctdc = d Pct 5.53 = = 6.35(k W) η 0.87 Tính số vòng quay sơ : Số vòng quay trục công tác (Tang tải) [1, trang 21] : nlv = 6000v 6000 × 1.3 = = 62.07(v/ ph) πD π × 400 Chọn sơ tỉ số truyền : Số vịng quay sơ : usb = uh × u x = 10 × 2.4 = 24 ndcsb = u sb × nlv = 24 × 62.07 = 1489.68 ( v / ph ) Suy : Chọn số vòng quay đồng nđb = 1500 (v/ph) e Chọn động : Kết chọn động có : Số hiệu động : 4A132S4Y3 [1,bảng 1.3,237] Công suất danh nghĩa : 7.5 (Kw) [1,bảng 1.3,237] Số vòng quay trục động : 1455 (v/ph) [1,bảng 1.3,237] Đường kính trục động : 38 (mm) [1,bảng 1.7,242] • o o o o o Tmm = 2.0 Tdn [1,bảng 1.3,237] Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy III GVHD : Đỗ Văn Hiến Phân phối tỉ số truyền : Trục số Trục số Trục số Trục số a ut = b Trục số Tính tỉ số truyền thực : ndc 1455 = = 23.44 nlv 62.07 Chọn tính tỉ số truyền : Chọn : ung = u x = 2.4 Tỉ số truyền hợp giảm tốc : U hgt = u12 × u23 = unh ì uch = ã 23.44 = 9.77 2.4 Tính tỉ số truyền cấp hợp giảm tốc : Theo [1,trang 43],ta có : unh= (1.2 ÷1.3)uch Suy : u12 = unh = 3.5 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến U23 = uch = 2.8 • Kiểm tra sai lệch tỉ số truyền : ∆u = c ut = 23.44 − 2.4 × 3.5 × 2.8 23.44 = 0.34% (thỏa đk) Tính số vịng quay trục : • • Số vịng quay trục : n1 = nđc =1455 (v/ph) (do u01=1) Số vòng quay trục : n2 = • • n1 1455 = = 415.7 u12 3.5 (v/ph) Số vòng quay trục : n3 = n2 415.7 = = 148.47 u23 2.8 (v/ph) Số vòng quay trục (trục công tác): n4 = d ut − u pp n3 148.7 = = 61.86 u34 2.4 (v/ph) Tính cơng suất trục : • Cơng suất trục : P3 = Plv 5.85 5.85 = = = 6.39(kW) 34 x ol 0.92 ì 0.995 ã Cụng suất trục : P2 = P3 6.39 6.39 = = = 6.55(kW) η23 ηbr ηol 0.98 × 0.995 Đồ án Ngun lí – chi tiết máy • GVHD : Đỗ Văn Hiến Công suất trục : P1 = • P2 6.55 6.55 = = = 6.72(kW) η12 ηbr ηol 0.98 × 0.995 Cơng suất trục động (trục 4): Pdc = e Tính moment trục : • Moment trục động : Tdc = ã ã 9.55 ì 106 ì P2 9.55 × 106 × 6.55 = = 150475(N.mm) n2 415.7 Moment trờn trc : T3 = ã 9.55 ì106 × P1 9.55 × 106 × 6.72 = = 44107(N.mm) n1 1455 Moment trục : T2 = • 9.55 ×106 × Pdc 9.55 ×106 × 6.75 = = 44304(N.mm) ndc 1455 Moment trục : T1 = 9.55 × 106 × P3 9.55 × 106 × 6.39 = = 411022(N.mm) n3 148.47 Moment trục công tác : Tlv = f P1 6.72 6.72 = = = 6.75(kW) η01 η nt ηol 1× 0.995 9.55 × 106 × Plv 9.55 × 106 × 5.85 = = 903128(N.mm) nlv 61.86 Bảng đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động : Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Bảng 01: Đặc tính kĩ thuật hệ thống truyền động Trục Thơng số Công suất (kW) Tỷ số truyền Tốc đô quay (v/ph) Moment xoắn (N.mm) Động П І Ш 6.75 6.72 6.55 6.39 u01 =1 u12=3.5 u23=2.8 1455 1455 415.7 148.5 44304 44107 15047 411022 Công tác 5.85 u34 =2.4 61.86 903128 Phần 2: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: I Số liệu đầu vào : Các thông số truyền : P1 = 6.39(kW) • Cơng suất trục dẫn : • Số vịng quay trục dẫn : • Tỉ số truyền cho truyền xích : • Moment xoắn trục dẫn : n1 = 148.5(v/ ph) u x = 2.4 T1 = 411022(N.mm) Điều kiện làm việc truyền : Tải trọng va đập nhẹ Trục đĩa xích điều chỉnh Làm việc ca Mơi trường làm việc có bụi Bơi trơn nhỏ giọt Thiết kế truyền xích : Chọn loại xích : Xích ống lăn Chọn số đĩa xích : • • • • • II • • z1 = 29 − 2u = 29 − × 2.4 = 24.2 Số đĩa xích bị dẫn : ⇒ z2 = 61 < zmax (răng) ⇒ Chọn z1 = 25 > zmin z2 = u.z1 = 25 × 2.4 = 60 (răng) (răng) Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy  GVHD : Đỗ Văn Hiến Ta chọn z1, z2 số lẻ để ăn khớp với số mắt xích chẵn, khơng phải làm mắc xích cong xích mịn Xác định bước xích : • k Tính hệ số sử dụng điều kiện :[1,Bảng 5.6/82] Hệ số Giá trị Điều kiện làm việc truyền xích k0 1.0 Bộ truyền đặc nằm ngang ka 1.0 a = 40 p k đc 1.0 Trục đĩa xích điều chỉnh kbt 1.3 kđ 1.3 Bôi trơn nhỏ giọt, mơi trường làm việc có bụi Tải trọng va đập kc 1.25 Làm việc ca k = k0 ka kdc kbt kd kc = 2.11 • Hệ số kz : kz = • Hệ số vịng quay kn = Với : 25 25 = =1 k1 25 kn : n01 200 = = 1.35 n1 148.5 n01 = 200(v/ ph) [1,Bảng 5.5 trang 81] • Hệ số phân bố khơng tải trọng : Chọn xích dãy • Cơng suất tính tốn [1,trang 83]: ⇒ K d = 1.7 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Pt k k z k n P3 2.11×1×1.35 × 6.39 = = = 10.71(kW) kd kd 1.7 Pd = • Chọn bước xích : Theo bảng 5.5[1,trang 81], với bước xích  p = 25.4(mm) n01 = 200(v/ ph) thỏa điều kiện độ bền mòn p < 31.75 ∆P = Chọn truyền xích có Pt ≤ [Pt ] = 11(kW) [P]-P × 100% = 2.6% < 10% [P] Thỏa điều kiện : Xác định khoảng cách trục số mắc xích : • Khoảng cách trục sơ : • Xác định số mắc xích : asb = 40 p = 1016(mm) X= 2asb ( z1 + z2 ) p z2 − z1 2 ×1016 (25 + 61) 25.4 61 − 25 + + ( ) = + + ( ) = 123.82 p asb 2π 25.4 1016 2π Chọn • X = 124 (mắt) Tính lại khoảng cách trục :  2  z1 + z ) z1 + z2 )  ( (   z2 − z1   a= p X− + X − ÷ − 2 ÷ = 1018.3(mm)  2  π       Để xích khơng chịu lực căng q lớn, giảm : ∆a = (0.002 ÷ 0.004) a = 2.03 ÷ 4.07(mm) Vậy chọn a = 1015(mm) Kiểm tra số lần va đập xích giây : 10 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến (Thỏa điều kiện) ⇒τd =  2T ×150434 = = 15.84 ≤ [ τ c ] = [ 40 ÷ 60 ] ( MPa ) dlt b 38 × 50 ×10 (Thỏa điều kiện) Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mản điều kiện sau: sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j ≥ [ s] Ct (10.19) Trong đó: • • sσ j = sτ j = [ s] - Hệ số an toàn cho phép, thông thường không cần kiểm nghiệm độ cứng trục) sσ j [ s ] = 1.5 2.5 (Nếu [ s ] = 2.5 sτ j : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện j: σ −1 Kσ dj σ aj +ψ σ σ mj (10.20) τ −1 Kτ dj τ aj +ψ τ τ mj o Ta có: (10.21) σ −1 = 0.436σ b = 0.346 × 700 = 305.2 [ MPa ] τ −1 = 0.58σ −1 = 0.58 × 305.2 = 177.016 [ MPa ] o [1, trang 196] Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, đó: σ mj = 0; σ aj = σ maxj = với [1, trang 196] Mj Mj Wj (10.22), theo (10.15) 61 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy o Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động đó: τ mj = τ aj = o GVHD : Đỗ Văn Hiến Tj τ max = 2W0 j (10.23) Theo bảng 10.6 Ta xác định momen cản uốn Wj moment cản W0 j xoắn tiết diện j trục: (Ở cần xác định tiết diện nguy hiểm trục) d 22 +Tiết diện nguy hiểm bánh : bt ( d − t ) πd π × 38 10 × ( 38 − ) W22 = − 22 = − = 4671( mm3 ) 32 2d 22 32 × 38 22 π d bt ( d − t ) π × 383 10 × ( 38 − ) = 22 − 22 = − = 9341( mm3 ) 16 d 22 16 38 Wo 22 ⇒ σ a22 = σ max22 = ⇒ τ m 22 = τ a22 = M td 22 187347 = = 40.1 W22 4671 τ max 22 T 150434 = 22 = = 8.05 2Wo 22 × 9341 +Tiết diện nguy hiểm bánh d 23 : bt ( d − t ) πd π × 38 10 × ( 38 − ) W23 = − 23 = − = 4671( mm3 ) 32 2d 23 32 × 38 23 π d bt ( d − t ) π × 383 10 × ( 38 − ) = 23 − 23 = − = 9341( mm3 ) 16 d 23 16 38 Wo 23 ⇒ σ a23 = σ max23 = ⇒ τ m 23 = τ a23 = o 2 M td 23 240354 = = 51.46 W23 4670.6 τ max 23 T 150434 = 23 = = 8.05 2Wo 23 × 9341 Theo bảng (10.7) [1, trang 197]: ψ σ = 0.1 ψ τ = 0.05 62 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy o GVHD : Đỗ Văn Hiến Theo Ct (10.25), (10.26) [1,197] ta có: K  Kσ dj =  σ + K x − ÷/ K y  εσ  K  Kτ dj =  τ + K x − 1÷/ K y  ετ  +Các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 0, 63µ m , theo Bảng (10.8) chọn hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt K x = 1.1 ( σ b = 800MPa ) K y = 1.5 +Theo bẳng 10.9[1, trang 197] +Theo bảng 10.12, dùng dao phai ngón, hệ số tập trung ứng suất cho trục có rãnh then ứng với vật liệu có σ b = 800 MPa là: Kσ = 2.01; Kτ = 1.88 +Theo bảng 10.10 ta có: ε σ 22 = 0.88 K K 2.01 1.88 ⇒ σ 22 = = 2.284 & τ 22 = = 2.32 ετ 22 = 0.81 εσ 22 0.88 ετ 22 0.81 ε σ 23 = 0.88 Kσ 23 2.01 K 1.88 ⇒ = = 2.284 & τ 23 = = 2.32 ετ 23 = 0.81 ε σ 23 0.88 ετ 23 0.81 +Theo 10.11 ta có: Kσ = 2.44 εσ Kτ = 1.86 ετ Vậy nên: K  2.44 + 1.1 − Kσ d 22 =  σ 22 + K x − 1÷/ K y = = 1.69 1.5  ε σ 22  K  2.32 + 1.1 − Kτ d 22 =  τ 22 + K x − 1÷/ K y = = 1.61 1.5  ετ 22  63 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến K  2.44 + 1.1 − Kσ d 23 =  σ 23 + K x − 1÷/ K y = = 1.69 1.5  ε σ 23  K  2.32 + 1.1 − Kτ d 23 =  τ 23 + K x − 1÷/ K y = = 1.61 1.5  ετ 23  Thế đại lượng vào Ct (10.20), (10.21) ta được:  Đối với tiết diện sσ 22 = sτ 22 = d 22 : 348.8 = 5.02 1.69 × 41.1 + 0.1× (10.20) 202.3 = 15.13 1.61× 8.05 + 0.05 × 8.05 ⇒ sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j 2 = (10.21) 5.02 × 15.13 5.022 + 15.132 = 4.76 ≥ [ s ] = [ 2.5 3] (Thỏa điều kiện bền mỏi trục không cần kiểm nghiệm độ cứng vật liệu)  Đối với tiết diện sσ 23 = sτ 13 = d 23 : 348.8 = 4.01 1.69 × 51.46 + 0.1 × (10.20) 202.3 = 15.14 1.61× 8.05 + 0.05 × 8.05 ⇒ sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j = (10.21) 4.01×15.14 4.012 + 15.142 = 3.88 ≥ [ s ] = [ 2.5 3] (Thỏa điều kiện bền mỏi trục không cần kiểm nghiệm độ cứng vật liệu) Bảng đường kính đoạn trục: Tiết diện d 20 d 21 d 22 d 23 64 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy Đường kính(mm)  GVHD : Đỗ Văn Hiến 30 30 38 38 Chọn kiểm nghiệm ổ lăn: n = 415.7 ( v / ph ) Thông số đầu vào: Tải trọng va đập nhẹ Fat = Fa 23 − Fa 22 = 860.2 − 376.7 = 483.5 ( N ) Lực dọc trục phải sang trái) (Lực Fa từ Flt 20 = 25152 + 305.92 = 2534 ( N ) Flt 21 = 32282 + 12252 = 3452 ( N ) Đường kính ngõng trục:  Chọn loại ổ lăn: Ta có: Fa 483.5 = = 0.14 Fr 3452 khả tải động d = 30 ( mm ) Theo bảng 11.4 X=1 Y=0 _ Theo 11.3 (bảng 11.3) Q = (XVFr + YFa ) k t k đ Fa 227 = = 0.066 < e VFr 3452 đó: kt = kđ = 1, 65 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy  GVHD : Đỗ Văn Hiến Q = (XVFr + YFa ) k t kđ = XVFr k t kđ = 1×1× 3452 ×1×1.2 = 4142.4 N _ Theo hình 6.2 bảng 6.4 LhE = K HE LhΣ 11.14 ta có => LhE = 0, 25.20000 = 5000 với LhΣ = 20000 K HE = 0, 25 theo công thức (bảng 11.2) Theo công thức 11.13 −6 LE = 60n.10 LHE = 60 × 415.7 ×10−6 × 5000 = 124.7 _ Theo công thức 11.1 (triệu vòng) Cd = Q.m LE với m=3 (ổ bi) Cd = Q.m LE = 4142.4 124.7 = 20695 N = 20.7kN < C = 22kN • Kiểm nghiệm khả tải tĩnh: Công thức 11.19 : 11.6) Qt = X Fr + Y0 Fa với (thỏa đk 11.16) X = 0.6; Y0 = 0.5 (bảng ⇒ Qt = X Fr + Y0 Fa = 0.6 × 3452 + 0.5 × 227 = 2184.7 N < Fr = 3452 N  Qt = 3.45kN < C0 = 15.1kN (thỏa điều kiện 11.18 Trục 3: Biểu đồ nội lực trục 66 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy Fy30 30 Fx30 GVHD : Đỗ Văn Hiến Ft4 Fa4 Fy31 Fr4 32 31 Fx 33 Fx31 Mx 19000,32 185688,78 My 51791,65 353981,01 T 507605,62  Tính moment tương đương: 67 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy  GVHD : Đỗ Văn Hiến Theo kết từ sơ đồ nội lực cơng thức (10.15), (10.16) ta có: • M 30 = M x230 + M y230 = + = ( N mm ) ⇒ M td 30 = M 302 + 0.75T302 = 02 + 0.75 × 02 = ( N mm ) • M 31 = M x231 + M y231 = + 3510022 = 351002 ( N mm ) ⇒ M td 31 = M 312 + 0.75T312 = 3510022 + 0.75 × 4220252 = 506736 ( N mm ) • M 32 = M x232 + M y232 = 901682 + 74636 = 117050 ( N mm ) ⇒ M td 32 = M 322 + 0.75T322 = 1170502 + 0.75 × 4220262 = 383771( N mm ) • M 33 = M x233 + M y233 = 02 + = ( N mm ) ⇒ M td 33 = M 332 + 0.75T332 = + 0.75 × 4220262 = 365485 ( N mm )  Tính đường kính tiết diện theo (10.17): dj = Ta có cơng thức: Vậy: M tdj 0.1[ σ ] d30 = = ( mm ) 0.1× 63 d31 = 506736 = 43.17 ( mm ) 0.1× 63 d32 = 383771 = 39.35 ( mm ) 0.1× 63 d33 = 365485 = 38.71( mm ) 0.1ì 63 ã ã ã ã ,vi [ ] = 63 ( MPa ) theo bẳng 10.5 68 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Nhận thấy vị trí trang 195 ta chọn: d32 , d 33 có lắp rãnh then theo tiêu chuẩn d 32 = 45 ( mm ) , d 33 = 42 ( mm ) Theo tiêu chuẩn ổ lăn chọn:  d 30 = d 31 = 45 ( mm ) Chọn then cho tiết diện: d32 = 45 ( mm )  : Theo Bảng (9.1) [1,174] ta có: • • • lt = 56 ( mm ) (chọn theo tiêu chuẩn b = 14; h = ( mm ) Chiều sâu rãnh then trục t1 = 5.5 ( mm ) Điều kiện bền dập: ct (9.1), trang 173 : Điệu kiện bền uốn: ct (9.2), trang 173 Với: T = 422026 ( N mm ) d = 45 ( mm ) [σd ] [τc ] , lỗ t2 = 3.8 ( mm ) τd =  ) (chiều rộng cao tiết diện then) σd =  ( 0.8 ÷ 0.9 ) lm 22 2T ≤ [σd ] dlt ( h − t1 ) 2T ≤ [τc ] dlt b : Moment xoắn trục : Đường kính trục : Ứng suất dập cho phép, theo bảng 9.5 : Ứng suất cắt cho phép, ⇒ [ σ d ] = 100 [ MPa ] [ τ c ] = [ 40 ÷ 60] ( MPa ) , tải trọng va đập nhẹ 69 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy ⇒σd = GVHD : Đỗ Văn Hiến 2T × 422026 = = 95.7 ( MPa ) ≤ [ σ d ] = 100 ( MPa ) dlt ( h − t1 ) 45 × 56 ( − 5.5 ) (Thỏa điều kiện) 2T × 422026 = = 23.9 ≤ [ τ c ] = [ 40 ÷ 60] ( MPa ) dlt b 45 × 56 ×14 ⇒τd = (Thỏa điều kiện) d33 = 42 ( mm )  Theo Bảng (9.1) [1,174] ta có: • • • lt = 56 ( mm ) (chọn theo tiêu chuẩn b = 12; h = ( mm ) Chiều sâu rãnh then trụ t1 = ( mm ) Điều kiện bền dập: ct (9.1), trang 173 : Điệu kiện bền uốn: ct (9.2), trang 173 Với: T = 422026 ( N mm ) d = 42 ( mm ) [σd ] [τc ] , lỗ t2 = 3.3 ( mm ) τd =  ) (chiều rộng cao tiết diện then) σd =  ( 0.8 ÷ 0.9 ) lm12 2T ≤ [σd ] dlt ( h − t1 ) 2T ≤ [τc ] dlt b : Moment xoắn trục : Đường kính trục : Ứng suất dập cho phép, theo bảng 9.5 : Ứng suất cắt cho phép, ⇒ [ σ d ] = 100 [ MPa ] [ τ c ] = [ 40 ÷ 60] ( MPa ) , tải trọng va đập nhẹ ⇒ σd = 2T × 422026 = = 119.62 ( MPa ) ≤ [ σ d ] = 100 ( MPa ) dlt ( h − t1 ) 42 × 56 ( − ) 70 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Không thỏa điều kiện nên ta dùng then đặt cách σd = 180° , Khi đó: 2T × 0.75 × 422026 × 0.75 = = 89.7 ( MPa ) ≤ [ σ d ] = 100 ( MPa ) dlt ( h − t1 ) 42 × 56 ( − ) ⇒τd = 2T × 0.75 × 422026 × 0.75 = = 22.43 ≤ [ τ c ] = [ 40 ÷ 60] ( MPa ) dlt b 42 × 56 ×12 (Thỏa điều kiện)  Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mản điều kiện sau: sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j ≥ [ s] Ct (10.19) Trong đó: • • sσ j = sτ j = [ s] - Hệ số an tồn cho phép, thơng thường khơng cần kiểm nghiệm độ cứng trục) sσ j [ s ] = 1.5 2.5 (Nếu [ s ] = 2.5 sτ j : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện j: σ −1 Kσ dj σ aj +ψ σ σ mj τ −1 Kτ dj τ aj +ψ τ τ mj o Ta có: (10.20) (10.21) σ −1 = 0.436σ b = 0.346 × 700 = 305.2 [ MPa ] τ −1 = 0.58σ −1 = 0.58 × 305.2 = 177.016 [ MPa ] o [1, trang 196] [1, trang 196] Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối xứng, đó: 71 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến σ mj = 0; σ aj = σ maxj = với Mj o Wj (10.22), theo (10.15) Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động đó: τ mj = τ aj = o Mj T τ max = j 2W0 j (10.23) Theo bảng 10.6 Ta xác định momen cản uốn Wj moment cản W0 j xoắn tiết diện j trục: (Ở cần xác định tiết diện nguy hiểm trục) +Tiết diện nguy hiểm ổ lăn W31 = Wo 32 d31 : πd π × 45 = = 8946 ( mm3 ) 32 32 31 π d323 π × 453 = = = 17892 ( mm3 ) 16 16 ⇒ σ a31 = σ max31 = ⇒ τ m 31 = τ a31 = M td 31 506736 = = 56.6 W31 8946 τ max 31 T 422026 = 31 = = 11.79 2Wo 31 ×17892 +Tiết diện nguy hiểm bánh d32 : bt ( d − t ) πd π × 45 14 × 5.5 ( 45 − 5.5 ) W32 = − 32 = − = 7611( mm3 ) 32 2d 32 32 × 45 32 π d bt ( d − t ) π × 453 14 × 5.5 ( 45 − 5.5 ) = 32 − 32 = − = 15223 ( mm3 ) 16 d32 16 45 Wo32 ⇒ σ a32 = σ max32 = M td 32 383771 = = 50.4 W32 7611 72 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy ⇒ τ m 32 = τ a32 = GVHD : Đỗ Văn Hiến τ max 32 T 422026 = 32 = = 13.9 2Wo 32 ×15223 +Tiết diện nguy hiểm bánh (Tiết diện có then) d33 : π d bt ( d − t ) π × 423 12 × ( 42 − ) W33 = 33 − 33 = − = 5318 ( mm3 ) 32 d33 32 42 2 π d333 bt1 ( d 33 − t1 ) π × 423 12 × ( 42 − ) = − = − = 12591( mm3 ) 16 d 33 16 42 Wo 33 ⇒ σ a33 = σ max33 = ⇒ τ m 33 = τ a33 = o o M td 33 365485 = = 68.73 W33 5318 τ max 33 T 422026 = 33 = = 16.8 2Wo 33 ×12591 Theo bảng (10.7) [1, trang 197]: ψ σ = 0.1 ψ τ = 0.05 Theo Ct (10.25), (10.26) [1,197] ta có: K  Kσ dj =  σ + K x − ÷/ K y  εσ  K  Kτ dj =  τ + K x − 1÷/ K y  ετ  +Các tiết diện nguy hiểm yêu cầu đạt Ra = 2,5 0, 63µ m , theo Bảng (10.8) chọn hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt K x = 1.1 ( σ b = 800MPa ) +Theo bẳng 10.9[1, trang 197] K y = 1.5 73 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến +Theo bảng 10.12, dùng dao phai ngón, hệ số tập trung ứng suất cho trục có rãnh then ứng với vật liệu có σ b = 800 MPa là: Kσ = 2.01; Kτ = 1.88 +Theo bảng 10.10 ta có: ε σ 31 = 0.85 K K 2.01 1.88 ⇒ σ 31 = = 2.36 & τ 31 = = 2.4 ετ = 0.78 εσ 31 0.85 ετ 31 0.78 ε σ 32 = 0.85 K K 2.01 1.88 ⇒ σ 32 = = 2.36 & τ 32 = = 2.4 ετ 32 = 0.78 ε σ 32 0.85 ετ 32 0.78 ε σ 33 = 0.85 Kσ 33 2.01 K 1.88 ⇒ = = 2.36 & τ 33 = = 2.4 ετ 33 = 0.78 εσ 33 0.85 ετ 33 0.78 +Theo 10.11 ta có: Kσ = 2.44 εσ Kτ = 1.86 ετ Vậy nên: K  2.44 + 1.1 − Kσ d 31 =  σ 31 + K x − 1÷/ K y = = 1.69 1.5  ε σ 31  K  2.4 + 1.1 − Kτ d 31 =  τ 31 + K x − 1÷/ K y = = 1.67 1.5  ετ 31  K  2.44 + 1.1 − Kσ d 32 =  σ 32 + K x − 1÷/ K y = = 1.69 1.5  ε σ 32  K  2.4 + 1.1 − Kτ d 32 =  τ 32 + K x − 1÷/ K y = = 1.67 1.5  ετ 32  K  2.44 + 1.1 − Kσ d 33 =  σ 33 + K x − 1÷/ K y = = 1.69 1.5  ε σ 33  K  2.4 + 1.1 − Kτ d 23 =  τ 33 + K x − 1÷/ K y = = 1.67 ε 1.5  τ 33  74 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến Thế đại lượng vào Ct (10.20), (10.21) ta được:  Đối với tiết diện sσ 31 = sτ 31 = d31 : 348.8 = 3.65 1.69 × 56.6 + 0.1× (10.20) 202.3 = 9.98 1.67 × 11.79 + 0.05 × 11.79 ⇒ sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j = (10.21) 3.65 × 9.98 3.652 + 9.982 = 3.43 ≥ [ s ] = [ 2.5 3] (Thỏa điều kiện bền mỏi trục không cần kiểm nghiệm độ cứng vật liệu)  Đối với tiết diện sσ 32 = sτ 32 = d32 : 348.8 = 4.10 1.69 × 50.4 + 0.1 × (10.20) 202.3 = 8.46 1.67 × 13.9 + 0.05 ×13.9 ⇒ sj = sσ j sτ j sσ j + sτ j = (10.21) 4.1× 8.46 4.10 + 8.462 = 3.69 ≥ [ s ] = [ 2.5 3] (Thỏa điều kiện bền mỏi trục không cần kiểm nghiệm độ cứng vật liệu)  Đối với tiết diện sσ 33 = sτ 13 = d33 : 348.8 = 3.71 1.69 × 68.73 + 0.1 × 202.3 = 7.0 1.61× 7.72 + 0.05 × 7.72 (10.20) (10.21) 75 ... đồ nội lực trục 45 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến 13 12 Fkn Fx10 10 Fr1 Ft1 Fx11 Fy11 Fa1 Fy10 11 30556,65 20672,65 Mx 68102,43 10565,1 My T 37312,28 46 Đồ án Nguyên lí – chi. .. 0.2 [ τ ] T = 43.4 0.2 [ τ ] 35 45 Xác định lực từ chi tiết, truyền tác dụng lên trục: a) Sơ đồ lực tác dụng: 42 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy GVHD : Đỗ Văn Hiến 13 12 Fr1 10 Ft1 Fkn 11 Fa1... = ( mm ) o o tốc: Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ: k2 = ( mm ) Chi? ??u cao nắp ổ đầu bu lông: hn = 18 ( mm ) 44 Đồ án Nguyên lí – chi tiết máy  GVHD : Đỗ Văn Hiến Vậy ta có khoảng