I. Tính toán thiết kế trục
1.7.1.Tính kiểm nghiệm cho trục I
Dựa vào kết cấu trục và biểu đồ mô men ta thấy tiết diện tại A lắp ổ lăn là tiết diện nguy hiểm nhất do có tập trung ứng suất → ta cần kiểm tra về độ bền mỏi.
Đường kính tại tiết diện A là dA = 30(mm),
* Tính mômen cản uốn và mômen cản xoắn tại tiết diện A: WAvà W0A: Theo bảng 10.6 trqng 196-[1] ta có:
* Tính mô men uốn tổng MA: Ta có:
→ (Mpa)
* Trường hợp tiết diện cắt trung bình bề mặt lắp ghép bánh răng với trục đồng thời có hai yếu tố gây tập trung ứng suất đó là lắp có độ dôi và lắp rãnh then. Do đó, khi tính toán phải so sánh các giá trị của Kσ/εσ với nhau, Kτ/ετ với nhau, và lấy giá trị lớn hơn để tính.
Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn Kσ và khi xoắn Kτ tại tiết diện trục có rãnh then tra theo bảng 10.12 trang199-[1]: Với σb = 600 (MPa), cắt then bằng dao phay ngón ta có: Kσ = 1,76, Kτ = 1,54.
Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi tra theo bảng 10.10 trang 198-[1]: Với vật liệu trục là thép cacbon, dường kính trục dA= 30(mm) ta có: εσ = 0,88, ετ = 0,81.
và
Trị số của Kσ/εσ và Kτ/ετ đối với bề mặt trục lắp có độ dôi tra theo bảng 10.11 trang 198-[1]: Với dA = 30 (mm), ta có: Kσ/εσ = 2,75; Kτ/ετ = 2,05.
Như vậy, trị số của Kσ/εσ và Kτ/ετ để tính toán là: Kσ/εσ = 2,16; Kτ/ετ = 2,05. Vậy:
và →Hệ số an toàn riêng:
Vậy hệ số an toàn tại tiết diện lắp bánh răng:
Vậy trục đã thỏa mãn độ bền mỏi.Tuy hệ số an toàn của trục hơi lớn nhưng do yêu cầu công nghệ và các yêu cầu lắp ghép khác mà ta không thể giảm đường kính trục