➢ Kết quả cho thấy vật liệu làm bánh răng đủ bền để cho bánh răng hoạt động tốt
79
CHƯƠNG 3
MƠ PHỎNG PHÂN TÍCH VÀ KIỂM TRA ĐỘ BỀN CÁC TRỤC HỘP GIẢM TỐC
3.1 Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục đầu vào
Thông số thiết kế và lựa chọn vật liệu đã có trong Phần 1 được giới thiệu trong Bảng 3.1 – P2
Bảng 3.1 – P2 Các thông số của trục đầu vào(Trục I)
Trục đầu vào (Trục I)
Thông số Giá trị (đơn vị)
Vật liệu Thép 45 thường hóa
Giới hạn bền kéo 𝜎𝑏𝑘 = 600 𝑁/𝑚𝑚2
Giới hạn bền chảy 𝜎𝑐ℎ = 300 𝑁/𝑚𝑚2
Ứng suất cho phép [𝜏] = 35 𝑀𝑃𝑎
Độ cứng HB 190 HB
Mômen xoắn trên trục I 𝑀𝑥 = 28129,09 𝑁. 𝑚𝑚
Lực vòng 𝐹𝑦 = 882,48 𝑁
Lực hướng tâm 𝐹𝑧 = 303 𝑁
Lực dọc trục 𝐹𝑥 = 106 𝑁
Để thực hiện phân tích và mơ phỏng bài tốn ứng suất bền trên trục I ta thực hiện theo các trình tự sau trên ta thực hiện theo trình tự các bước như sau:
• Bước 1: Chọn loại mô phỏng Chọn loại Static Stress
Hình 3.1 – P2 Lựa chọn mơ hình phân tính ứng suất tĩnh cho trục đầu vào trục I
• Bước 2: Chọn vật liệu
Ứng với Thép 45 thường hóa ta chọn loại vật liệu Steel AISI 1045 225 ANLD
80 • Bước 3: Chọn các ràng buộc tại gối đỡ
Ta chọn Fixed lại các gối đỡ
Hình 3.3 – P2 Khóa cứng các gối tại các vị trí đặt ổ lăn
• Bước 4: Kiểm tra và đặt lực
Đặt lực và momen xoắn lên các đoạn trục có bánh răng và bánh đai
Hình 3.4 – P2 Đặt lực và momen xoắn lên trục I
• Bước 5: Tạo lưới cho trục I - Tạo lưới cho trục I bằng Mesh
Hình 3.5 – P2 Tạo lưới cho trục I
81
Hình 3.6 – P2 Kết quả q trình mơ phỏng theo phương x so sánh với lí thuyết
Hình 3.7 –Biểu đồ momen 𝑀𝑥 theo lí thuyết
➢ Kết quả mơ phỏng có sai lệch về số liệu mơ phỏng so với lí thuyết nhưng về hình dáng thì tương ứng như ta đã vẽ biểu đồ như ở phần lí thuyết do vật liệu ta chọn không giống hẳn như loại vật liệu ta chọn ban đầu là thép C35 như ở phần lí thuyết. Kết luận kết quả mô phỏng như này là vẫn chấp nhận được.
3.2 Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục trung gian
Thông số thiết kế và lựa chọn vật liệu đã có trong Phần 1 được giới thiệu trong Bảng 3.2- P2
Bảng 3.2 – P2 Các thông số của trục trung gian(Trục II)
Trục trung gian (Trục II)
Thông số trục II Giá trị (đơn vị)
Vật liệu Thép 45 thường hóa
Giới hạn bền kéo 𝜎𝑏𝑘 = 600 𝑁/𝑚𝑚2
Giới hạn bền chảy 𝜎𝑐ℎ = 300 𝑁/𝑚𝑚2
Ứng suất cho phép [𝜏] = 35 𝑀𝑃𝑎
Độ cứng HB 190 HB
Mômen xoắn trên trục II 𝑀𝑥 = 76512,68 𝑁. 𝑚𝑚
Lực vịng(bánh răng nón) 𝐹𝑦 = 882,48 𝑁
Lực hướng tâm(bánh răng nón) 𝐹𝑧 = 106 𝑁
Lực dọc trục(bánh răng nón) 𝐹𝑥 = 303 𝑁
Lực vòng(bánh răng trụ) 𝐹𝑦 = 2391𝑁
82
Để thực hiện phân tích và mơ phỏng bài tốn ứng suất bền trên trục II ta thực hiện theo các trình tự sau trên ta thực hiện theo trình tự các bước như sau:
• Bước 1: Chọn loại mơ phỏng Chọn loại Static Stress
Hình 3.8 – P2 Lựa chọn mơ hình phân tính ứng suất tĩnh cho trục đầu vào trục II
• Bước 2: Chọn vật liệu
Ứng với Thép 45 thường hóa ta chọn loại vật liệu Steel AISI 1045 225 ANLD
Hình 3.9 – P2 Chọn loại vật liệu cho trục I
• Bước 3: Chọn các ràng buộc tại gối đỡ Ta chọn Fixed lại các gối đỡ
Hình 3.10 – P2 Khóa cứng các gối tại các vị trí đặt ổ lăn
• Bước 4: Kiểm tra và đặt lực
83
Hình 3.11 – P2 Đặt lực và momen xoắn lên trục II
• Bước 5: Tạo lưới cho trục II
- Tạo lưới cho trục II bằng lệnh Generate Mesh
Hình 3.12 – P2 Tạo lưới cho trục II
• Bước 6: Tiến hành mơ phỏng và kiểm tra
Hình 3.13 – P2 Kết quả quá trình mơ phỏng
So với lý thuyết theo biểu đồ momen 𝑀𝑢𝑥
84 ➢ Kết quả mô phỏng giống với biểu dồ đã tính tốn
3.3 Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh trục III
Thông số thiết kế và lựa chọn vật liệu đã có trong Phần 1 được giới thiệu trong Bảng 3.3 – P2
Bảng 3.3 – P2 Các thông số của trục đầu vào(Trục III)
Trục đầu ra (Trục III)
Thông số Giá trị (đơn vị)
Vật liệu Thép 45 thường hóa
Giới hạn bền kéo 𝜎𝑏𝑘 = 600 𝑁/𝑚𝑚2
Giới hạn bền chảy 𝜎𝑐ℎ = 300 𝑁/𝑚𝑚2
Ứng suất cho phép [𝜏] = 35 𝑀𝑃𝑎
Độ cứng HB 190 HB
Mômen xoắn trên trục III 𝑀𝑥 = 273259,59 𝑁. 𝑚𝑚
Lực vòng(bánh răng trụ) 𝐹𝑦 = 2391𝑁
Lực hướng tâm(bánh răng trụ)
Lực tác dụng lên khớp nối
𝐹𝑍 = 870,32 𝑁
𝐹𝑦 = 1140 𝑁
Để thực hiện phân tích và mơ phỏng bài tốn ứng suất bền trên trục III ta thực hiện theo các trình tự sau trên ta thực hiện theo trình tự các bước như sau:
• Bước 1: Chọn loại mơ phỏng Chọn loại Static Stress
Hình 3.14 – P2 Lựa chọn mơ hình phân tính ứng suất tĩnh cho trục đầu vào trục III
• Bước 2: Chọn vật liệu
Ứng với Thép 45 thường hóa ta chọn loại vật liệu Steel AISI 1045 225 ANLD
85 • Bước 3: Chọn các ràng buộc tại gối đỡ
Ta chọn Fixed lại các gối đỡ
Hình 3.16 – P2 Khóa cứng các gối tại các vị trí đặt ổ lăn
• Bước 4: Kiểm tra và đặt lực
Đặt lực và momen xoắn lên các đoạn trục có bánh răng và khớp nối
Hình 3.17 – P2 Đặt lực và momen xoắn lên trục III
• Bước 5: Tạo lưới cho trục III
86 • Bước 6: Tiến hành mơ phỏng và kiểm tra