2.1 Xác định sơ bộ đường kính trục:
Đường kính trục sơ bộ được xác định theo công thức (10.9):
d ≥√3 Tdc (0,2[τ]) Do đó đường kính sơ bộ các trục: d1≥3 √ 63500 (0,2.15)=27,66mm d2≥3 √143140 (0,2.20)=32,95mm
d3≥3
√1700500
(0,2.30) =65,68mm
Mà trục động cơ có đường kính 38 mm
Nên đường kính trục I tối thiểu phải bằng (0,8…1,2).38 = 30,4…45,6 mm Ta chọn đường kính sơ bộ trục I là 40 mm
trục II là 35 mm trục III là 70 mm
2.2 Thiết kế trục
o Đối với trục I:
Chiều rộng ổ lăn có thể được xác định theo bảng 10.2:
bo=25mm ứng với d = 40 mm Chiều dài mayo bánh răng trụ:
lm=27,75mm
Chiều dài mayo nửa nối trục đàn hồi:
lmnt=(1,4…2,5)d=(1,4…2,5).40=56…100mmTa chọn lmnt=56mm Ta chọn lmnt=56mm k1=15mm k2=15mm k3=14mm hn=20mm
Do đó ta tính được các chiều dài:
l13=0,5(lm+bo)+k1+k2=0,5(27,75+25)+15+15=56,5mml11=2l13=2.56,5=113mm l11=2l13=2.56,5=113mm
Sơ đồ lực tác dụng lên trục
Ta có Fr1=702,71N Ft1=1930,68N
Fa1=458,17N Frnt=282,22N
Phân tích lực:Ma1=Fa1.d21=458,17.0,065782 =15,07Nm
∑❑❑ MAx=Ma1+Fr1.0,0565−RCy.0,113=0
→RCy=484,72N
∑❑❑ Fy=−Fr1+RCy+RAy=0
→RAy=218N
Theo phương Ox:
Phân tích lực:
∑❑❑ MAy=Ft1.0,0565−RCx.0,113+Frnt.0,0745=0
→RCx=1151,4N
∑❑❑ Fy=−Ft1+RCx+RAx+Frnt=0
Đường kính tại các tiết diện:
Với d2 = 40mm, ta có [σ]=56,5MPa (theo bảng 10.5)
+Xét tại B:
Momen uốn tổng tại B:
MB=√❑
Momen tương đương tại B:
MtdB=√❑ Đường kính trục tại B: dB=√3 MtdB (0,1[σ])= 3 √ 89480 (0,1.56,5)=25,11mm
Do tiết diện này lắp bánh răng nên ta chọn dB=35mm
+Xét tại A:
Momen uốn tổng tại A:
MA=√❑
Momen tương đương tại A:
MtdA=√❑ Đường kính trục tại A: dA=√3 MtdA (0,1[σ])= 3 √ 58530 (0,1.56,5)=21,8mm
Do tiết diện này lắp ổ lăn nên ta chọn dA=30mm
+Xét tại C:
Momen uốn tổng tại C:
MC=√❑
Momen tương đương tại C:
MtdC=√❑
o Đối với trục II:
Chiều rộng ổ lăn có thể được xác định theo bảng 10.2:
bo=21mm ứng với d = 35 mm Chiều dài mayo bánh răng trụ:
lm=(1,2…1,5)d=(1,2…1,5).35=42…52,5mm
Ta chọn lm=45mm
Chiều dài phần cắt ren trục vít đã đề cập ở trên:
b1=150mm k1=10mm
k2=5mmk3=15mm k3=15mm hn=20mm
Do đó ta tính được các chiều dài:
l11=(0,9…1)daM2=(0,9…1)340=306…340mm
Ta chọn l11=320mm l13=l11
2=3202 =160mm
Sơ đồ lực tác dụng lên trục:
Ta có Ft2=1832,54N , Ft3=2628,23N Fr2=667N ,Fr3=3903,5N Fa2=434,88N ,Fa3=10628,13N
Theo phương Oy: Ta có Ma2=Fa2.d2 2 =434,88. 0,156222 =33,97Nm Ma3=Fa3.d21tv=10628,13. 0,12 =531,4Nm ∑❑❑ MBx=−Ma2+Ma3−Fr2.0,068+Fr3.0,16−RDy.0,32=0 →RDy=3364,48N ∑❑❑ Fy=Fr2−RBy+Fr3−RDy=0 →RBy=1206N
Ta có: ∑❑❑ MBy=Ft2.0,068+Ft3.0,16−RDx.0,32=0
→RDx=1703,53N
∑❑❑ Fx=Ft2+RBx−Ft3+RDx=0
→RBx=−907,84N
Sơ đồ momen uốn và xoắn: Đường kính tại các tiết diện:
Với d2 = 35mm, ta có [σ]=59,75MPa (theo bảng 10.5)
+Xét tại A:
Momen uốn tổng tại A:
MA=√❑
Momen tương đương tại A:
MtdA=√❑ Đường kính trục tại A: dA=√3 MtdA (0,1[σ])= 3 √ 128533 (0,1.59,75)=27,81mm
Do tiết diện này lắp bánh răng nên ta chọn dB=30mm
Momen uốn tổng tại B:
MB=√❑
Momen tương đương tại B:
MtdB=√❑
Đường kính trục tại B:
dB=√3 MtdB
(0,1[σ])=√3 205690
(0,1.59,75)=32,53mm
Do tiết diện này lắp ổ lăn nên ta chọn dB=35mm
+Xét tại C:
Momen uốn tổng tại C:
MC=√❑
Momen tương đương tại C:
MtdC=√❑
Đường kính trục tại C:
dC=√3 MtdC
(0,1[σ])=√3 615980
(0,1.59,75)=46,89mm
Do tiết diện này lắp trục vít nên ta chọn dC=50mm
+ Xét tại D
Momen uốn tổng tại D:
MD=√❑
Momen tương đương tại D:
MtdD=√❑
Do đó ta chọn dD=dB=35mm
o Đối với trục III:
Chiều rộng ổ lăn có thể được xác định theo bảng 10.2:
bo=35mm ứng với d = 70 mm Chiều dài mayo bánh vít:
lm=(1,2…1,8)d=(1,2…1,8).70=84…126mm
Ta chọn lm=100mm
Chiều dài mayo đĩa xích:
lmdx=(1,2…1,5)d=(1,2…1,5).70=84…105mmTa chọn lmdx=100mm Ta chọn lmdx=100mm k1=10mm k2=15mm k3=10mm hn=20mm
Do đó ta tính được các chiều dài:
l22=0,5(lm+bo)+k1+k2=0,5(100+35)+10+15=92,5mm l21=2l22=2.92,5=185mm
lc23=0,5(l¿¿mdx+b0)+k3+hn=0,5(100+35)+10+20=97,5mm¿
Sơ đồ lực tác dụng lên trục:
Ta có Ft4=10628,13N Fr5=16822,17N Fr4=3903,5Fa4=2628,23N
Theo phương Oy: Ma4=Fa4.dbv 2 =2628,23.0,322 =420,52Nm ∑❑❑ MAx=Ma1−Fr4.0,0925+RCy.0,185=0 →RCy=−321,33N ∑❑❑ Fy=−Fr4+RCy+RAy=0 →RAy=4224,83N
Theo phương Ox:
→RCx=31002N
∑❑❑ Fx=Ft4−RCx+Fr5−RAx=0
→RAx=−3551,83N
Đường kính tại các tiết diện:
Với d2 = 70mm, ta có [σ]=49,2MPa (theo bảng 10.5)
+Xét tại B:
Momen uốn tổng tại B:
MB=√❑
Momen tương đương tại B:
MtdB=√❑ Đường kính trục tại B: dB=√3 MtdB (0,1[σ])= 3 √ 1558530 (0,1.49,2)=68,17mm
Do tiết diện này lắp bánh vít nên ta chọn dB=70mm
+Xét tại A:
Momen uốn tổng tại A:
MA=√❑
Momen tương đương tại A:
MtdA=√❑
Do đó tiết diện này lắp ổ lăn nên ta chọn dA=dB−5=65mm
+Xét tại C:
Momen uốn tổng tại C:
MC=√❑
Momen tương đương tại C:
MtdC=√❑ Đường kính trục tại C: dC=√3 MtdC (0,1[σ])= 3 √2204290 (0,1.49,2)=76,82mm
Do tiết diện này lắp ổ lăn nên ta chọn dC=80mm
Momen uốn tổng tại D:
MD=√❑
Momen tương đương tại D:
MtdD=√❑
Đường kính trục tại D:
dD=√3 MtdD
(0,1[σ])=√3 1472680
(0,1.49,2)=66,89mm
Do tiết diện này lắp đĩa xích nên ta chọn dC=70mm