IV. II Tính toán thiết kế trục
Sơ đồ xác định khoảng cách của hộp giảm tốc
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
3. Xác định đờng kính và chiều dài các đoạn trục 3. 1. Tính cho trục II
Lợc đồ tính trục II:
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
Fxrd Fyrd Fr1 Ft1 Fa1 Fly20 Flx20 Flx21 Fly21 0 1 l22 l23 l21 x y z 0 Frd Fxrd Fyrd 30° a. Xác định các lực tác dụng lên trục - Các lực tác dụng lên trục II gồm có:
Frd= Fxrd+Fyrd: lực tác dụng của bộ truyền đai Trong đó: Frd= 715,68N đã tính đợc ở các phần trên
Fxrd= cos30o.Frd=619,8N Fyrd=sin30o.Frd=357,84N Ft1=2740,47N - Lực vòng trong bộ truyền bánh răng Fr1=1038,82N - Lực hớng tâm trong bộ truyền bánh răng Fa1=582,50N – Lực dọc trục trong bộ truyền bánh răng • Tính phản lực tại các gối đỡ 0 và 1:
- Giả sử chiều của các phản lực tại các gối đỡ 0 và 1 theo hai phơng x và y nh hình vẽ. Ta tính toán đợc các thông số nh sau:
+ Phản lực theo phơng của trục y:
Σm0x(Fk) = Fyrdl22 + Fr1l23 - Fa1dw1/2 - Fly21l21= 0
Fly21= (Fyrdl22 + Fr1l23 - Fa1dw1/2)/l21= (357,84.68 + 1038,82.63 - 0,5.582,50.71,77)/126=546,63N
ΣY(Fk)= Fyrd + Fly21 + Fly20 - Fr1 =0 ⇔Fly20= - Fyrd - Fly12 + Fr1
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
Fly20=-357,84 - 546.63 + 1038,82=134.35N Phản lực theo phơng x tại các gối đỡ 0, 1:
Σm0y(Fk) = Fxrdl22 + Ft1l23 - Flx21l21 = 0 ⇔Flx21=( Ft1l23 + Fxrdl22)/l21 Flx21=(2740,47.63 + 619,8.68)/126 = 1704,73N
ΣX(Fk) = -Fxrd +Ft - Flx21 - Flx20 = 0 ⇔ Flx20= -Fxrd +Ft - Flx21 Flx20=- 619,8 + 2740,47 - 1704,73 = 415,94N
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
b. Tính đờng kính của trục
Theo phần chọn sơ bộ đờng kính trục, ta có dsb
II = 35 (mm), vật liệu chế tạo trục là thép 45, tôi cải thiện, có σb≥ 600 MPa; theo bảng 10. 5 - tr 195 -
TTTKHDĐCK tập 1, ta có trị số của ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo trục là: [σ] = 63 MPa.
Đờng kính tại các mặt cắt trên trục đợc xác định theo công thức: d = 3 ] .[ 1 , 0 tdσ M (IV -8)
Trong đó: Mtd - Mô men tơng đơng trên các mặt cắt, đợc tính theo công thức sau: Mtd = Mx2 +My2 +0,75.Mz2 (IV -9)
• Xét các mặt cắt trên trục II:
+ Xét mặt cắt trục tại điểm 22 - điểm có lắp then với bánh đai bị động của bộ truyền: - Mô men uốn M22
x = M22y = 0 - Mô men xoắn T22
z = TII = 98341(Nmm); - Mô men tơng đơng trên mặt cắt 22: M22 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
td = 0,75.(98341)2 = 85165,80 (Nmm) - Kích thớc của trục tại mặt cắt 22: d22 = 3 63 . 1 , 0 66 , 104145 = 23,82 (mm);
- Do mặt cắt tại 22 có rãnh then nên đờng kính trục cần tăng thêm 4%, theo đó ta tính đợc đờng kính của trục tại mặt cắt 22 là:
d22 = 23,82 + 0,04. 23,82 = 24,47 (mm); ta chọn d22 = 25 (mm)
+ Xét mặt cắt trục tại điểm 20 - điểm có lắp vòng bi với lỗ của hộp giảm tốc: - Mô men uốn M20y = 24333 (Nmm);
- Mô men uốn M20
x : M20
x = 42146 (Nmm); - Mô men xoắn T20
z = 98341 (Nmm); - Mô men tơng đơng trên mặt cắt 20: M20 td = 421462+243332 +0,75.(98341)2 = 98089,73 (Nmm); - Kích thớc của trục tại mặt cắt 20: d20 = 3 63 . 1 , 0 73 , 98089 = 24,97 (mm) Ta chọn d20=25 (mm)
+ Xét mặt cắt trục tại điểm 23 - điểm có lắp bánh răng với trục của hộp giảm tốc: - Mô men uốn M23y : M23y = 55341 (Nmm)
- Mô men uốn M23
x : M23
x =107398,02(Nmm)
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
- Mô men xoắn T23
z = 98341 (Nmm); - Mô men tơng đơng trên mặt cắt 23: Mtd 23 = 107398,022+553412 +0,75.983412 = 147818(Nmm); - Kích thớc của trục tại mặt cắt 23: d23 =3 63 . 1 , 0 147818 = 28,63 (mm). Do tại điểm 23 có lắp thêm then lên kích thớc của trục phảI tăng thêm 4%, theo đó kích thớc của trục tại điểm 23 là: d23=28,63 + 0,04.28,63=29,76(mm)
Ta chọn d23=30mm
+ Xét mặt cắt trục tại vị trí lắp ổ bi 21 với hộp giảm tốc : - Mô men uốn M21y = 0 (Nmm);
- Mô men uốn M21
x =0 (Nmm); - Mô men xoắn T21
z = 0 (Nmm); - Mô men tơng đơng trên mặt cắt 21: M1 td = 0 (Nmm); - Kích thớc của trục tại mặt cắt 21: d21 = 3 3 , 6 . 1 , 0 0 = 0 (mm)
Ta chọn đờng kính trục tại điểm 21 bằng đờng kính trục tại điểm 20, do vậy: d21=d20=25 (mm)
3.2 Tính cho trục III - Lực tác dụng lên trục III
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Duy Nam Lớp CTK6Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết Giáo viên hớng dẫn: Ngô Văn Quyết
Lợc đồ lực tác dụng lên trục IIITrong đó: Fa2= 582,50 N