CSTKM p5

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG N PHẦN V : TÍNH TỐN TRỤC Thơng số đầu vào biết - Momen xoắn trục I: TI = 60310,221 (Nmm) - Momen xoắn trục II: TII = 185889,37 (Nmm) Tính tốn thiết kế trục bao gồm thông số: - Chọn vật liệu làm trục - Tính thiết kế trục : ● ● ● ● Xác định tải trọng tác dụng lên trục Tính sơ đường kính trục Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt tải trọng Vẽ biểu đồ momen uốn, momen xoắn xác định đường kính chiều dài đoạn trục Điều kiện làm việc trục (kiểm nghiệm) - Độ bền mỏi: hệ số an toàn s ≥ [s] - Độ bền tĩnh ≤ I CHỌN VẬT LIỆU Vật liệu dùng để chế tạo trục cần có độ bền cao, nhạy cảm với tập trung ứng suất dễ gia công nhiệt luyện dễ dàng Cho nên thép cacbon thép hợp kim vật liệu chủ yếu để chế tạo trục Việc lựa chọn thép hợp kim hay thép cacbon tùy thuộc điều kiện làm việc trục có chịu tải trọng lớn hay khơng Đối với trục hộp giảm tốc làm việc điều kiện chịu tải trọng trung bình ta chọn vật liệu làm trục thép C45 thường hố có tính sau : Tra bảng 6.1, trang 92[I] ta được: = 600 Mpa = 340 Mpa Với độ cứng 200 HB II TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 1.Xác định sơ đường kính trục Đường kính trục sơ xác định theo công thức: (mm) (theo công thức 10.9) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 47 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Trong đó: - T mômen xoắn tác dụng lên trục TI = 60310,221 (Nmm) TII = 185889,37 (Nmm) - [] = 15  30 (MPa) ứng suất xoắn cho phép Chọn [] = 28 (Mpa) [] = 30 (Mpa) Áp dụng cơng thức trên, ta có : - Đường kính sơ trục I: d ≥ = = 22,08 (mm) Lấy d = 25 (mm) - Đường kính sơ trục II : d ≥ = = 31,4 (mm) Lấy d = 35 (mm) 2.Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực: 2.1.Chiều rộng ổ lăn Dựa vào đường kính sơ trục vừa tính tốn, ta xác định gần chiều rộng ổ lăn , theo bảng 10.2, trang 189[I], ta có: Với: d = 25 (mm) suy ra: bo1 = 17 (mm) Với: d = 35 (mm) suy ra: bo2 = 21 (mm) 2.2.Xác định kích thước liên quan đến truyền : - Chiều dài khớp nối, mayơ đĩa xích xác định theo cơng thức sau: lmki = (1,2…1,5).dk GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 48 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Trong đó: dk - đường kính trục thứ k Chiều dài mayơ đĩa xích : lm22 =(1,2…1,5).35 = (42…52,5) mm Lấy : lm22 = 45 (mm) - Chiều dài mayơ bánh trụ thẳng xác định theo công thức: lmki = (1,2…1,5)dk Trong : dk - đường kính trục bánh trụ thẳng Chiều dài mayơ bánh trụ thẳng chủ động (nhỏ): lm13 = (1,2…1,5).25=(30….37,5) mm Lấy lm13 = 52 (mm); ( Vì bw1 = 52 mm ) Chiều dài mayơ bánh trụ thẳng bị động (lớn): lm23 = (1,2…1,5).35= (42….52,5) mm Lấy lm23 = 50 (mm) ; ( Vì bw2 = 50 mm ) - Chiều dài mayơ nửa khớp nối (đối với nối trục vòng đàn hồi): lmki = (1,4…2,5)dk lm12 =(1,4…2,5).25 = (35 62,5) mm Lấy : lm12 = 50 (mm) Tra bảng 10.3, trang 189[I] , ta có : Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến thành hộp khoảng cách chi tiết quay : k1 = (8…15) mm Lấy k1 = 15 (mm) Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành hộp: k2 = (5…15) mm Lấy k2 = 10 (mm) Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ: k3 = (10…20) mm Lấy k3 = 15 (mm) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 49 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Chiều cao nắp ổ đầu bulông: hn = (15…20) mm Lấy hn = 20 (mm) ● Xác định chiều dài đoạn trục: Theo bảng 10.4, trang 191[I] , trường hợp hộp giảm tốc bánh trụ cấp , ta có kết sau : - Đối với trục I: Ta có : l12 = lc12 = 0,5.(lm12 + bo1) + k3 + hn ⇒ l12 = 0,5 (50 + 17) + 15 + 20 = 68,5(mm) Lấy l12 = 69 ( mm) l13 = 0,5.(lm13+bo1) + k1 + k2 ⇒ l13 = 0,5.( 52 +17 ) + 15 + 10 = 59,5 (mm) Lấy l13 = 60 (mm) l11 = 2l13 = 2.60 = 120 (mm) - Đối với trục II: Ta có : l22 = lc22 = 0,5.(lm22 + bo2) + k3 + hn l22 = 0,5.(45 + 21) + 15 + 20 = 68 (mm) Ta có : l23 = l13 = 60 (mm) ⇒ l21= 2.l23 = 2.60 = 120 (mm) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 50 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Sơ đồ sơ bộ truyền hộp giảm tốc : KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC GỐI ĐỠ VÀ ĐIỂM ĐẶT LỰC Tính xác đường kính trục theo điều kiện bền 3.1 Thiết kế trục I a) Các lực tác dụng lên trục - Lực tác dụng từ truyền bánh : Ft1 = 2010,34 N Fr1 = 895,06 N - Lực tác dụng từ bánh đai : FDx = Fr cos25 = 763,308 cos25 = 692 N FDy = Fr sin25 = 763,308 sin25= 323 N - Phân tích lực tác dụng lên ổ trục : GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 51 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN b ) Các lực tác dụng lên gối đỡ Tính phản lực lên gối đỡ B D Giả sử chiều phản lực gối đỡ B D theo phương x y hình vẽ Ta tính thơng số sau : - Phản lực theo phương trục x (Fk) = - Fđx.l12 - Ft1.l13 + XD.l11=0 ⇒ XD = XD = XD = 1403 (N) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 52 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN MDy(Fk) = -FDx.(- XB +Ft1.= ⇒ XB = XB = XB = 84,73 (N ) Vậy chiều lực chiều hình vẽ - Phản lực theo phương trục y MBx(Fk) = FDy.l12+Fr1.l13 - YD.l11=0 ⇒ YD = YD = YD = 633,26 N MDx(Fk) = FDy.(l11+l12)–YB.l11-Fr1.(= ⇒ YB = YB = YB = 60,88 N Vậy chiều lực chiều hình vẽ Các phản lực tác dụng lên ổ đỡ : XB = 84,73 (N) XD = 1403 (N) YB = 60,88 (N) YD = 633,26 (N) c ) Tính đường kính trục Theo phần chọn sơ đường kính trục, ta có d = 25 (mm), vật liệu chế tạo trục thép C45, thường hóa , có b ≥ 600 MPa ; theo bảng 10.5, trang 195[I], ta có trị số ứng suất cho phép vật liệu chế tạo trục là: [] = 63 MPa Đường kính mặt cắt trục xác định theo công thức: d= GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 53 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Trong đó: Mtd - mômen tương đương mặt cắt, tính theo cơng thức sau: Mtd = - Xét mặt cắt điểm C ( điểm có lắp bánh răng) Với mặt cắt bên phải điểm C có: MX = YD 633,26 ( 120 = 37995,6 Nmm MY = XD 1403 (120 = 84180 Nmm T = 60310,221 Nmm ⇒ Mtd = 106103,39 Nmm ⇒ Ta có : dc = = 25,63 mm Chọn dc = 30 mm - Xét mặt cắt điểm B (điểm có lắp ổ lăn) có: MX = FDy.l12 = 232 69 = 16008 Nmm MY = FDx.l12 = 692 69 = 47748 Nmm T = 60310,221 Nmm ⇒ Mtd = 72554,25 Nmm ⇒ Ta có : dB = = 22,58 mm Chọn dB = 25 mm - Xét mặt cắt điểm A (điểm có bánh đai) có: MX = Nmm MY = Nmm T = 60310,221 Nmm ⇒ Mtd = 52230,18 Nmm ⇒ Ta có : dA = = 20,02 mm Chọn dA = 20 mm Như chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn ta : dC = 30 mm dB = dD = 25 mm GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 54 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN dA = 20 mm Biểu đồ nội lực : GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 55 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN d) Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 56 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN ● Áp dụng công thức (10.19) , kiểm nghiệm độ bền mỏi cho điểm nguy hiểm mặt cắt C SC = Trong : ; hệ số an toàn cho phép xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn cho phép xét riêng ứng suất tiếp C = (theo công thức 10.20) = (theo công thức 10.21) Trong công thức (10.20) (10.21) ; giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng Ta có: = 0,436.= 0,436.600 = 261,6 MPa = 0,58.= 0,58.261,6 = 151,73 MPa ; ; ; : biên độ trị số trung bình ứng suất pháp tiếp mặt cắt C Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên: =0 ; = = = = = Với ; mômen cảm uốn mômen cảm xoắn tiết diện C trục,xác định theo (bảng 10.6) MC = = = 92357,66 Nmm Đối với trục I có rãnh then thì: WC = Với b , t1 : bề rộng vành then chiều sâu rãnh then trục với dC = 30 mm ; tra (bảng 9.1a, trang 173) ta chọn b = 10 t1 = (mm)  WC = – = 2629,88 ( Ta có : = = = 35,11 MPa Theo bảng 10.6, ta có: = GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 57 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN  WOC = – = 4780,6 (N TC = T1 = 60310,221 Nmm  = = = = 6,3 MPa  , - hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình tới độ bền mỏi, theo bảng 10.7, trang 197[I] ta có : với b = 600 MPa, ta có :  = 0,05 MPa ;  = MPa Hệ số KdC KdC xác định theo công thức sau: KdC = KdC = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia cơng độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10.8 trang 197 Ta có : Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện Ra 2,5…0,63 Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10.9, trang 197 [I] : Ta có : Ky = 1,6  , - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, theo bảng 10.10 trang 198 tài liệu [I], ta có:  = 0,88 với d = 30 (mm) Ta có :  = 0,81 với d = 30 (mm) K , K - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10 12 trang 199 tài liệu [I], ta có: K = 1,76 ; K = 1,54 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 58 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Tra bảng 10.11 trang 198 tài liệu [I] chọn kiểu lắp h6 Ta có = 1,79 = 1,47 Vậy để tính tốn Kdc , Kdc ta dùng = = = = 1,9 Thay giá trị vào công thức, ta được: Kdc = = 1,28 Kdc = = 1,225 = = = 5,82  = = = 19,66 Thay vào công thức (10.19), ta được: SC = = = 5,58 > [S] = 2,5 Vậy mặt cắt C đủ bền ● Áp dụng công thức (10.19) , kiểm nghiệm độ bền mỏi cho điểm B SB = Tại B, từ biểu đồ momen ta có: MxB = 16008 ( Nmm) MyB = 47748 ( Nmm) MzB = 60310,221 (Nmm) Từ công thức 10.15 trang 194 tài liệu [I] với: (Nmm) (mm3) ⇒ Ta có : aB = = Từ công thức bảng 10.6 trang 196 tài liệu [I] ta có : = (Nmm3) Theo cơng thức (10.23) trang 196 tài liệu [I] ta có : aB = mB = = 9,83 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 59 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN  , - hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình tới độ bền mỏi, theo bảng 10.7 - trang 197 Tài liệu [I], ta có: với b = 600 MPa, ta có :  = 0,05 MPa ;  = MPa Hệ số KdB KdB xác định theo công thức sau : KdB = (theo công thức 10.25) KdB = (theo cơng thức 10.26) Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10 trang 197 Tài liệu [I], ta có: Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63 Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục Tra bảng 10.9 Ta chọn Ky = 1,6  ,  - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép cacbon có đường kính d = 25 (mm) Theo bảng 10.10 trang 198 tài liệu [I] cơng thức nội suy tính xác ta có:  = 0,92 với d = 20 (mm)  = 0,88 với d = 30 (mm) Tại d = 25 (mm) : Vậy  = 0,89 Ta có :  = 0,89 với d = 20 (mm)  = 0,81 với d = 30 (mm) Tại d = 25 (mm) : Ta có : GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 60 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Vậy  = 0,85 Kσ , Kτ – trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10.12 trang 199 tài liệu [I] : Ta có : Kσ =1,76 Kτ = 1,54 Thay giá trị vào (10.25) (10.26), ta được: KdB = = 1,27 KdB = = 1,17 Thay kết vào cơng thức (10.20) (10.21), ta tính được: = = = 6,27  = = = 13,19 Thay vào cơng thức (10.19)tài liệu ta tính được: SB = = > [s] = 2,5 ⇒ Vậy mặt cắt B đủ bền Vậy trục I thỏa mãn điều kiện bền mỏi e ) Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Để tránh biến dạng dẻo lớn phá hỏng trục tải đột ngột, ta cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh theo công thức: td = [] (theo cơng thức 10.27) Trong đó: = = (theo công thức 10.28) (theo công thức 10.29) Mmax , Tmax - mô men uốn lớn mô men xoắn lớn C lúc tải Theo biểu đồ mơmen, ta có: Kqt = 1,4 Mmax = Kqt = 92357,66 1,4 = 129300,72 Nmm GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 61 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Tmax = T1 Kqt = 60310,221 1,4 = 84434,3 Nmm ⇒ ⇒ = = 47,89 MPa  = = 15,53 MPa Ta có: [] = 0,8 ch , với thép 45 thường hóa có: ch = 340 MPa ⇒ [] = 0,8 340 = 272 MPa Thay số vào công thức (10.27) ta :  ] = 272 MPa td = = 54,93 < [ Vậy trục I đảm bảo độ bền tĩnh 3.2 Thiết kế trục II a) Các lực tác dụng lên trục Lực tác dụng từ bánh : Ft2 = 2010,34 N Fr2 = 895,06 N Lực tác dụng từ đĩa xích : FDx = Fr sin45 = 2115 sin25 = 893,83 N FDy = Fr cos45 = 2115 cos25= 1916,84 N - Phân tích lực tác dụng lên ổ trục : b) Các lực tác dụng lên gối đỡ ● Phản lực C GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 62 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN mAx(Fk) = –Fr2.l23- YC.l21+ FDy.(l21+l22) = ⇒ YC = ⇒ YC = ⇒ YC = 2539,85 N (Fk) = Ft2.l23 – XC.l21 – FDx.(l21+l22) = ⇒ XC = ⇒ XC = ⇒ XC = -395,16 N ( chiều thực tế ngược hình vẽ) ● Phản lực A mCx(Fk) = Fr2.(l21- l23) –YA.l21+ FDy.l22 = ⇒ YA = ⇒ YA = ⇒ YA = 1549,71 N (Fk) = -FDx.l22+ XA.l21 – Ft2.(l21-l23) = ⇒ XA = ⇒ XA = ⇒ XA = 1511,67 N Các phản lực tác dụng lên ổ đỡ : XA = 1511,67 N YA = 1549,71 N XC = 395,16 N YC = 2539,85 N c) Tính đường kính trục Theo phần chọn sơ đường kính trục, ta có = 35 (mm), vật liệu chế tạo trục thép C45, thường hóa , có b ≥ 600 MPa ; theo bảng 10.5 trang 195 tài liệu [I], ta có trị số ứng suất cho phép vật liệu chế tạo trục là: [] = 63 MPa Đường kính mặt cắt trục xác định theo cơng thức: d= Trong đó: GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 63 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Mtd - mômen tương đương mặt cắt, tính theo cơng thức sau: Mtd = Xét mặt cắt điểm B ( điểm có lắp bánh răng) Với mặt cắt bên trái điểm B có: MX = YA l23 = 1549,71 60 = 92982,6 Nmm MY = XA l23 = 1511,67 60 = 90700,2 Nmm T = 185889,37 Nmm ⇒ Mtd = Mtd = Mtd = 206853,65 Nmm Ta có : dB = = 32,02 mm Ta chọn dB = 40 mm Xét mặt cắt điểm C ( điểm có lắp ổ lăn ) MX = FDy.l22 = 1916,84 68 = 130345,12 Nmm MY = FDx.l22 = 893,83 68 = 60780,44 Nmm T = 185889,37 Nmm ⇒ Mtd = Mtd = Mtd = 215870,92 Nmm Ta có : dC = = 32,48 mm Ta chọn : dC = 35 mm Xét mặt cắt điểm D (điểm có lắp đĩa xích) ta có: GVHD: VŨ XN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 64 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN MX = Nmm MY = Nmm T = 185889,37 Nmm Ta có : Mtd ⇒ Mtd = 160984,91 Nmm Ta có : dD = = 29,45 mm Ta chọn dD = 30 mm Như chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn ta : dB = 40 mm dC = 35 mm dD = 30 mm Biểu đồ nội lực : GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 65 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 66 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN d) Tính kiểm nhiệm trục độ bền mỏi ● Kiểm nghiệm cho mặt cắt điểm C có lắp ổ lăn,ta có: Mx = 130345,12 (Nmm) My = 60780,44 (Nmm) Mz = 185889,37 (Nmm) Từ CT10.22, trang 196[I], với: MC = = = 143819,72 (Nmm) WC = = = 4207,11 (mm3) ⇒ = ; aC = = = 34,18 (N/ Ứng suất xoắn, ta có: WoC = = = 8414,22 (mm3) ⇒ aC = mc= = = 11,05 (N/ Hệ số Kdj Kdj xác định theo CT10.25[I];CT10.26[I]: ⇒ KdC = ⇒ KdC = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia cơng độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10 [I] ta có : Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63 Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10.9[I] Ky = 1,6  , - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép bon có đường kính dC = 35 (mm), theo bảng 10 10 [I], ta có:  = 0,88 ,  = 0,81 K , K - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10.12 [I], ta có với = 600 MPa => K = 1,76 ; K = 1,54; GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 67 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Chọn kiểu lắp h6 bảng 10.11, ta có: = 1,79 = 1,47 Để tính tốn ta dùng = = = = 1,9 Thay giá trị vào công thức ta được: KdC = KdC = = = 1,29 = = 1,23 Thay kết vào CT 10.20[I]; CT10.21[I] , ta tính được: sC= = = 5,93 sC = = = 11,16 Theo CT 10,19, trang 195[I], ta tính được: SC = = = 5,24 > [s] = 2,5 Vậy mặt cắt C thỏa mãn điều kiện bền mỏi ● Kiểm nghiệm bền cho mặt cắt B có bánh : Mx = 92982,6 (Nmm) My = 90700,2 (Nmm) Mz = 185889,37 (Nmm) Từ CT10.22,trang196[I], với: MB= = = 129893,38 (Nmm) Theo cơng thức bảng 10.6[I] tính momen chống uốn chống xoắn cho mặt cắt B WB = Với b , t1 : bề rộng vành then chiều sâu rãnh then trục với dB = 40 mm ; tra (bảng 9.1a Trang 173) ta chọn b = 12 t1 = (mm) ⇒ WB = – = 5364,43 ( GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 68 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ⇒ =0; TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN aB = = = 24,21 (N/ Ứng suất xoắn, ta có : WoB = = = 11641,25 (mm3) ⇒ aB = mB = = = 7,98 (N/ Hệ số Kdj Kdj xác định theo CT10.25[I];CT10.26[I]: Kdj = Kdj = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia cơng độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10 [I] ta có : Kx = 1,06 , với b = 600 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63; Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10.9 ta chọn Ky =1,6  , - hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép bon có đường kính d = 40 (mm), theo bảng 10.10 trang 198 tài liệu [I] d= 38 (mm) : Ta có:  = 0,85 Ta có :  = 0,78 K , K - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10.10 [I] ta có với = 600 MPa ⇒ K = 1,76 ; K = 1,54 Chọn kiểu lắp h6 tra bảng 10.11 Ta có = 1,76 GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 69 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG N = 1,54 Vậy để tính tốn ta dùng = = 2,1 = = 1,97 Thay giá trị vào công thức ta được: KdB = = = 1,35 KdB = = = 1,27 Thay kết vào CT 10.20 [I] 10.21 [I] , ta tính được: sB= = = sB= = = 15,33 Theo CT 10,19[I], ta tính được: SB = = = 7,09 > [s] = 2,5 Vậy mặt cắt B đủ bền Vậy trục II thỏa mãn điều kiện bền mỏi e ) Tính kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Từ biểu đồ momen ta xác định mặt cắt nguy hiểm mặt cắt B, ta kiểm nghiệm độ bền tĩnh mặt cắt Với ● ● ⇒ GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 70 ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN Vậy trục II đảm bảo độ bền tĩnh BẢNG TỔNG KẾT TÍNH TỐN PHẦN TRỤC Thơng số Trục I Trục II Bề rộng ổ lăn bo 17 (mm) 21(mm) Chiều dài may bánh lmk3 52 (mm) 50 (mm) Chiều dài may công xôn lmk2 50 (mm) 45 (mm) Chiều dài công xôn lk2 69 (mm) 68 (mm) Chiều dài đoạn trục lắp bánh lk3 60 (mm) 60 (mm) Chiều dài đoạn trục lắp ổ lăn lk1 120 (mm) 120 (mm) Đường kính đoạn trục cơng xơn 20 (mm) 30 (mm) Đường kính đoạn trục lắp ổ lăn 25 (mm) 35 (mm) Đường kính đoạn trục lắp bánh 30 (mm) 40 (mm) GVHD: VŨ XUÂN TRƯỜNG SVTH: BÙI TRUNG MẠNH – LỚP: CĐTK16TN 71