h: chiều cao then.
• Ứng suất uốn : Vỡ trục quay nờn ứng suất phỏp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:
σm = 0.
σa = σmax = -σmin = =mm
• Ứng suất xoắn : Bộ truyền làm việc một chiều nờn ứng suất tiếp ( xoắn ) biến đổi theo chu kỳ mạch động:
τm = τa =1/2 τmax = 1/2 = N/mm .
→ nσ = = = 14,9
nτ = = = 76,8
n = = = 14,6 > [n] =1,2 2,5.
-Vậy với đường kớnh cỏc đoạn trục đó chọn đủ độ bền yờu cầu :
∗ Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng : dI = 30mm .
∗ Đường kớnh chỗ lắp ổ lăn : d = 25 mm . B = 17mm.
* đường kớnh từ ổ lăn ra ngoài khớp nối 20 mm
* Kiểm nghiệm then :
Tại tiết diện lắp bỏnh răng :
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
+ Chiều cao then h = 7 mm + Chiều rộng then b = 8 mm
+ Chiều sõu rónh then trờn trục t = 4 mm + Chiều sõu rỏnh then trờn lỗ t1 = 3,1 mm + k = 3,5
+Lấy chiều dài then l = 0,9lm = 0,9.(36-45) lấy l = 40 mm lm: chiều dài may ơ:
lm = (1,2-1,5)dI = (1,2-1,5)30 = (36-45) + Kiểm nghiệm về cắt : Theo cụng thức 7 -11. tc = (N/mm2) < [ ]c Theo bảng 7.21 cú [τ]c = 54, N/mm + Kiểm nghiệm về đập : σd = N/mm2< [σ] Theo bảng 7.20 cú [σ]d = 50 N/mm2 Vậy nú đó thỏa món. 4.4.2 Tớnh cỏc phản lực: Tớnh cho trục 2:
Giả sử chiều của cỏc phản lực như hỡnh vẽ sau: cỏc kớch thước tớnh được dựa vào cỏc đoạn đó tớnh.
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ 61,5mm 67,5mm 51,5mm A B C D YA XA Pr3 Pa3 P3 P2 Pr2 Pa2 XD YD Cỏc lực đặt lờn ổ và bỏnh răng : + Lực vũng bỏnh tăng Pr2 = N, Pr3 =919,N + Lực hướng tõm bỏnh răng P2 = N, P3 =2436,5,N + Lực dọc trục Pa2 = 137,4 N, Pa3 =650,5,N Tớnh cỏc phản lực:
Ta cú cỏc phương trỡnh chiếu lờn cỏc phương và momen:
N
Vậy chiều giả sử đó đỳng nờn chiều cỏc lực giữa nguyờn như hỡnh vẽ trờn.
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ 61,5mm 67,5mm 51,5mm A B C D YA XA Pr3 Pa3 P3 P2 Pr2 Pa2 XD YD 394,46 524,54 269,54 Qy,N 0 24259,25 38570,29 13881,04 Mu(x),Nmm 1410,3 1026,2 339,2 Qx,N 0 86733,45 17464,95 Mu(y),Nmm 53603 Mx,Nmm 3163,84 Trong đú:
+ Mu(x) được vẽ theo phương phỏp vẽ nhanh dựa trờn biểu đồ Qy Khi vẽ đoạn AB thỡ: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mu(x)A=0 Nmm,
Mu(x)B = 394,46.61,5 = 24259,29 Nmm Vẽ qua đoạn BC thỡ:
Mu(x)B = 24259,29+Pa3. = 38570,29, Nmm (vỡ cú bước nhảy gõy ra bởi Pa3)
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
Vẽ qua đoạn CD thỡ;
Mu(x)C = 3163,84+ Pa2. =13881,04, Nmm (cú bước nhảy gõy ra bởi Pa2) Mu(x)D = Mu(x)C – 292,05.51,5 0 (do sai số lấy gần bằng)
Vậy:
Mu(x)A= 0 Nmm,
Mu(x)B = 38570,29, Nmm Mu(x)C =13881,04,Nmm Mu(x)D=0, Nmm
+vẽ Mu(Y) dựa vào Qx: Mu(Y)A=0, Nmm
Mu(Y)B= -1410,3.61,5v= -86733,45,Nmm
Mu(Y)C= Mu(Y)B + 1026,2.67,5 = -17464,95,Nmm Mu(Y)D = 0,Nmm
+Mx = 53603,Nmm
Tớnh momen uốn tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm : + Xột tại tiết diện nguy hiểm tại điểm B.
Mu = = 94923 (Nmm) Mtd = = =105666 (Nmm)
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
Mtd == = 51504(Nmm)
Để đỏp ứng độ bền và tớnh thẩm mĩ , yờu cầu chế tạo lắp ghộp khi tớnh trục ta chọn
Mu = 94923 (Nmm) Mtd = 105666 ,Nmm Mx=53603,Nmm
Đường kớnh tại mặt cắt lắp ổ:
Ứng suất cho phộp [σ] = 55N/mm2: bảng 7-2. với vật liệu là thộp 45 tụi cải thiện cú σBK = 600N/mm2 σch = 300 N/mm2
Theo cụng thức ta cú: dI ≥ = mm.
• Xuất phỏt từ yờu cầu về độ bền lắp ghộp, cụng nghệ ta chọn đường kớnh cỏc đoạn trục như sau :
∗ Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng : dII = 40 mm.
∗ Đường kớnh chỗ lắp ổ lăn : d =35 B =21 mm .
* Tớnh kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
- Do tỏc dụng của ứng suất uốn và ứng suất xoắn nờn trục bị hỏng do mỏi vỡ vậy phải kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn:
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
n≥ ≥ [n] =1,5 ữ 2,5.
∗nσ: hệ số an toàn kể riờng ứng suất phỏp .
Theo cụng thức 7.6 : nσ = .
∗nτ : hệ số an toàn kể riờng ứng suất tiếp .
Theo cụng thức 7.7 : nτ = .
- Với
+ Giới hạn mỏi của chu kỳ đối xứng .
σ-1=(0,4 ữ 0,5 ).σb =0,45.600 = 270.N/mm
τ-1 =(0,2 ữ 0,3). σb =0,25. 600= 150.N/mm
+ Hệ số ảnh hưởng ứng suất trung bỡnh độ bền mỏi .ψσ , ψτ : Vật liệu làm trụ bằng thộp cỏc bon lấy : ψσ = 0,15 .
ψτ = 0,1 .
+ Hệ số ảnh hưởng của kớch thước, tiết diện trục tới độ bền mỏi: εσ = 0,85.
ετ = 0,73
+ Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn ( kσ ,kτ ). kσ = 1,63. kτ = 1,5. + Trục khụng được tăng độ bền nờn β= 1 . Theo bảng 7-3b: đường kớnh trục d = 40 mm + Mụ men chống uốn W = 5510 mm + Mụ men chống xoắn Wo = 11790 mm bìh = 12 x 8. b: chiều rộng then. h: chiều cao then.
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ σm = 0.
σa = σmax = -σmin = = = 17,2 N/mm
• Ứng suất xoắn : Bộ truyền làm việc một chiều nờn ứng suất tiếp ( xoắn ) biến đổi theo chu kỳ mạch động:
τm = τa =1/2 τmax = 1/2 = = 2,3 N/mm .
→ nσ = = = 8,2
nτ = = = 27,4
n = = = 7,86 > [n] =1,2 2,5.
-Vậy với đường kớnh cỏc đoạn trục đó chọn đủ độ bền yờu cầu :
∗ Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng : dI = 40mm .
∗ Đường kớnh chỗ lắp ổ lăn : d = 35mm . B = 21mm.
* Kiểm nghiệm then :
Tại tiết diện lắp bỏnh răng :
Cú đường kớnh lắp ghộp dbd = 40 mm
Tra theo bảng 7- 23.[I] ta cú cỏc kớch thước của then như sau: + Chiều cao then h = 8 mm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Chiều rộng then b = 12 mm
+ Chiều sõu rónh then trờn trục t = 4,5 mm + Chiều sõu rỏnh then trờn lỗ t1 = 3,6 mm + k = 4,4
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
lm: chiều dài may ơ : lm= (1,2-1,5)dII = (1,2-1,5).40 = (48-60) lấy lm=50 mm + Kiểm nghiệm về cắt : Theo cụng thức 7 -11[I]. τc =τc = (N/mm2) < [ ]c Theo bảng 7.21 cú [τ]c = 54, N/mm + Kiểm nghiệm về đập : σd = N/mm2< [σ] Theo bảng 7.20 cú [σ]d = 50 N/mm2 Vậy đó thỏa món bền. 4.4.3 Tớnh cỏc phản lực:Tớnh cho trục 3:
Giả sử chiều của cỏc phản lực như hỡnh vẽ sau: cỏc kớch thước tớnh được dựa vào cỏc đoạn đó tớnh.
A B C D YD XD Pr4 Pa4 P4 YB XB 86mm 61,5mm 119mm YA XA
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
Lực tỏc dụng lờn đai theo phần thiết kế đai là R=7179,25 N được chia thành:
=7179,25.cos(550) = 4117,8 (N) = 7179,25.sin(550) = 5881 (N) Trong đú α là gúc nghiờng đề cho. Cỏc lực đặt lờn ổ và bỏnh răng :
+ Lực vũng bỏnh tăng Pr4 = N
+ Lực hướng tõm bỏnh răng P4 = N + Lực dọc trục Pa4 = 628 N
Tớnh cỏc phản lực tại cỏc ổ:
Ta cú cỏc phương trỡnh chiếu lờn cỏc phương và phương trỡnh momen tại điểm D.
Giải ra ta được:
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ A B C D YD XD Pr4 Pa4 P4 5881 3768,86 2882,86 0 505766 273981,11 343061,11 Mx,Nmm 4117,8 Qx,N 0 My,Nmm 258774 Mx,Nmm 0 0 Qy,N YB XB 86mm 61,5mm 119mm YA XA 354130,8 328835,85 411,3 2763,3
Biểu đồ nội lực trờn được vẽ bằng cỏch vẽ nhanh dựa trờn biểu đồ Qy,và Qx.
trong đú:
+Mu(x) được vẽ dựa vào biểu đồ Qy: Vẽ đoạn AB
Mu(x)A=0, Nmm
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
Mu(x)B= 505766 Nmm
Mu(x)c=Mu(x)B-3768,86.61,5=273981,11 .Nmm Qua đoạn CD
Mu(x)C =273981,11+ = 343061,11, Nmm ( cú bước nhảy do Pa4 gõy ra) Mu(x)D= Mu(x)C- 343061,11 ( sai số do lấy gần bằng)
Vậy:
Mu(x)A=0,Nmm
Mu(x)B= 505766,Nmm Mu(x)C = 343061,11 Nmm Mu(x)D=0, Nmm
+Mu(y) được vẽ dựa vào biểu đồ Qx Đoạn AB Mu(y)A=0, Nmm Mu(y)B= 4117,8.86= 354130,8 Nmm Đoạn BC Mu(y)B= 354130,8 Nmm Mu(y)C= Mu(y)B -354130,8.61,5= 328835,85 Nmm Đoạn CD Mu(y)C = 328835,85 Nmm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mu(y)D= Mu(y)C -2763,3 (sai số do lấy gần bằng) Vậy: lấy trị tuyệt đối của cỏc giỏ trị thỡ
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ Mu(y)A =0 Nmm Mu(y)B = 354130,8 Nmm Mu(y)C = 328835,85 Nmm Mu(y)D = 0, Nmm + Mx=258774 Nmm
Tớnh momen uốn tổng hợp tại tiết diện nguy hiểm : + Xột tại tiết diện nguy hiểm tại điểm B.
Mu = = 617420 (Nmm) Mtd == = 656833,65 (Nmm)
+ Xột tại tiết diện nguy hiểm tại điểm C.
Mu = =475209 (Nmm) Mtd ==
= 525401 (Nmm)
Để đỏp ứng độ bền và tớnh thẩm mĩ , yờu cầu chế tạo lắp ghộp khi tớnh trục ta chọn
Mu= 617420 (Nmm) Mtd= 656833,65 Nmm Mx= Nmm
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
Ứng suất cho phộp [σ] = 55N/mm2: bảng 7-2.[I] với vật liệu là thộp 45 tụi cải thiện cú σBK = 600N/mm2 σch = 500 N/mm2
Theo cụng thức ta cú: dI ≥ 3 ] .[ 1 , 0 tdσ M = mm.
• Xuất phỏt từ yờu cầu về độ bền lắp ghộp, cụng nghệ ta chọn đường
kớnh cỏc đoạn trục như sau :
∗ Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng : dII = 55 mm. ∗ Đường kớnh chỗ lắp ổ lăn : d =50 mm
* Tớnh kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi :
- Do tỏc dụng của ứng suất uốn và ứng suất xoắn nờn trục bị hỏng do mỏi vỡ vậy phải kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn: - Theo cụng thức 7.5 :
n≥ ≥ [n] =1,5 ữ 2,5.
∗nσ: hệ số an toàn kể riờng ứng suất phỏp .
Theo cụng thức 7.6 : nσ = .
∗nτ : hệ số an toàn kể riờng ứng suất tiếp .
Theo cụng thức 7.7 : nτ = .
- Với
+ Giới hạn mỏi của chu kỳ đối xứng .
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
τ-1 =(0,2 ữ 0,3). σb =0,25. 600= 150.N/mm
+ Hệ số ảnh hưởng ứng suất trung bỡnh độ bền mỏi .ψσ , ψτ : Vật liệu làm trụ bằng thộp cỏc bon lấy : ψσ = 0,15 .
ψτ =0,1 . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Hệ số ảnh hưởng của kớch thước, tiết diện trục tới độ bền mỏi: ε σ = 0,85.
ετ = 0,73
+ Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn ( kσ ,kτ ). kσ = 1,63. kτ = 1,5. + Trục khụng được tăng độ bền nờn β= 1 . Bảng 7-3b(I)/112: đường kớnh trục d = 55 mm + Mụ men chống uốn W = 14510 mm + Mụ men chống xoắn Wo = 30800 mm bìh = 16x 10. b: chiều rộng then. h: chiều cao then.
• Ứng suất uốn : Vỡ trục quay nờn ứng suất phỏp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng:
σm = 0.
σa = σmax = -σmin = = = 42,5 N/mm
• Ứng suất xoắn : Bộ truyền làm việc một chiều nờn ứng suất tiếp ( xoắn ) biến đổi theo chu kỳ mạch động:
τm = τa = 1/2 τmax = 1/2 = = 4,2 N/mm .
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
n = = = 3,25 > [n] =1,2 2,5.
-Vậy với đường kớnh cỏc đoạn trục đó chọn đủ độ bền yờu cầu :
∗ Đường kớnh chỗ lắp bỏnh răng : dIII = 55mm .
∗ Đường kớnh chỗ lắp ổ lăn : d = 50mm . *Dường kớnh chỗ lắp bỏnh đai là 45 mm
* Kiểm nghiệm then :
Tại tiết diện lắp bỏnh răng :
Cú đường kớnh lắp ghộp dbd = 55 mm
Tra theo bảng 7- 23. ta cú cỏc kớch thước của then như sau: + Chiều cao then h = 11 mm
+ Chiều rộng then b = 18 mm
+ Chiều sõu rónh then trờn trục t = 5,5 mm + Chiều sõu rỏnh then trờn lỗ t1 = 5,6 mm + k = 6,8
+Lấy chiều dài then l =0,9. lm = 0,9.70=63,mm
lm: chiều dài may ơ lm= (1,2-1,5)d3 = (1,2-1,5)55 = 66-82,5 lấy lm=70 + Kiểm nghiệm về cắt : Theo cụng thức 7 -11. τc =τc = (N/mm2) < [ ]c Theo bảng 7.21 cú [τ]c = 54, N/mm + Kiểm nghiệm về đập :
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ σd = 22 N/mm2< [σ] Theo bảng 7.20 cú [σ]d = 50 N/mm2 Vậy đó thỏa món bền. Ph ầ n V: tớnh chọn ổ lăn và khớp nối I. chọn loại ổ: - Do ổ chịu cả lực dọc trục và lực hớng tâm tác động về một phía nên ta chọn ổ bi đỡ chặn.
-Ô bi đỡ chặn đơc dùng rộng rãi trong ngành chế tạo máy.Gía thành không đắt hơn nhiều so với ổ bi đỡ,nh- ng có độ cứng vững lớn.Dùng ổ này có thể giảm độ võng và độ nghiêng của trục, và rất thuận tiện khi tháo lắp.
-Theo nh phần tính trục đã tìm đợc các đờng kính ngõng trục nh sau :
∗Đờng kính chỗ lắp ổ lăn trên trục I : dI=25mm . ∗Đờng kính chỗ lắp ổ lăn trên trục II : dII = 35mm . ∗Đờng kính chỗ lắp ổ lăn trên trục III : dIII =50mm
II.
tớnh chọn ổ theo độ bền lõu :
- Nhận xét : Tất cả các trục đều có số vòng quay > 10 V/ph nên tính chọn ổ theo độ bền lâu .
- Số giờ làm việc của ổ : h = 5.250.3.5 =18750 (giờ). - Tải trọng va đập vừa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
∗Hệ số khả năng tải của ổ : Theo công thức 8.1: C= Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng
n: số vòng quay v/ph.
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ Q= ( Kv.R + m ).KnKt
Kt: Hệ số khả năng tải theo bảng 8.3 : ta tra đợc Kt
=1,3.
Kv: Hệ số động học chọn theo bảng 8.5 : ta tra đợc Kv= 1.
Kn: Hệ số nhiệt độ theo bảng 8.4 : ta tra đợc Kn= 1. m: Hệ số truyền tải trọng dọc trục thành hớng tâm . Theo bảng 8.2: lấy m=1,8
- Coi nh làm việc ở nhiệt độ nhỏ hơn 100oC.
a. Tính chọn ổ trên trục nối với động cơ ( trục 1)
-Số vòng quay của trục: n = 930 v/ph. - Các phản lực tác dụng lên ổ : RA = = = 213,4 N. RC = = =546,5 N. -Lực dọc trục tác dụng lên ổ : Pa1 =142,4 N - Đờng kính ngõng trục : dI = 25 mm
- Dự kiến chọn ổ bi đỡ chặn, ký hiệu ГOCT 831-02 kớ hiệu 36205 có β= 12o.(do ổ đỡ chặn chịu tác dụng của cả lực hớng tâm và lực dọc trục).
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ - Tổng lực chiều trục: ổ A: = -Pa1-SA+ SC ổ C: = +Pa1+ SA- SC Với: SA= 1,3.RA.tgβ=.1,3. 213,4.0,2=55,484 N Sc= 1,3Rc.tgβ= 1,3. 546,5.0,2=142,09 N Vậy : = -142,4-55,484+142,09 =-55,794 N<0 =142,4+55,484-142,09 =55,794 N
Nh vậy chỉ có ổ C là chịu lực dọc trục : → ta lấy = 0( do <0).
QA=(1. 213,4 +1,8.0).1.1,3= 277,42 N= 27,742 daN QC= ( 1. 546,5 + 1,8.55,794 ).1.1,3= 841 N= 84,1 daN. Nhận xét: QC > QA nên ta chọn ổ cho gối C, còn ổ A lấy cùng kích thớc với ổ C để tiện cho việc chế tạo và lắp ghép.
C= Qc .(n.h)0,3= 84,1.(930. 18750)0,3= 12509≤ Cbảng
Theo bảng 17P ta chọn đợc ổ bi đỡ chặn có ký hiệu sau:36205.
Có đờng kính trong d= 25m, Cbảng= 20000> C=12509.
-Các thông số của ổ lăn :
∗Đờng kính vòng trong: d= 25.
Đ ỏn c h c mỏyồ ơ ọ
GVHD: NGUY N DUY CH NHỄ Ỉ
∗ r= 1,5 mm ; r1= 0,5 mm ; d2= 33,1 mm ; D2= 43,9 mm.