- τ aj= Tj 2 W oj
3 Trục III Các lực tác dụng lên trục III.
Các lực tác dụng lên trục III. Ft4=4446,60N , Fr4=1618,43N , Fkn=0,22T3 D0 =0,2.2 .613804,546 130 =1888,63N
Dt là đường kính vịng trịn đi qua tâm các chốt của nối trục đàn hồi
Phương trình cân bằng moment trong mặt phẳng YOZ tại gối A:
∑ MA=0⟺−Fr4.137+YC.274=0
⟺YC=1618,43.137
274 =809,215(N)
Phương trình cân bằng lực theo phương Y:
∑ Fy=0⟺YA−Fr4+YC=0
⟺YA=1618,43 809,22− =809,215(N)
Phương trình cân bằng moment trong mặt phẳng XOZ tại gối A:
∑ Ma=0⟺−Ft4.137−XC.274+Fkn.362,5 0=
⟺Xc=−4446,60.137 1888,63.362,5+
274 =275,34(N)
Phương trình cân bằng lực theo phương x:
∑ Fx=0⟺XA−Ft4−XC+Fkn=0
3.1 Xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm
Theo công thức (10.15) và (10.16) trang 194 [2], ta có:
Mtdj = √M2xj+M2yj
MtdA = √M2xA+M2yA+0,75×T2A = √0+0+0,75×02 = 0 N.mm MtdB=√M2xB+M2yB+0,75× TB2 = √110862,462+388163,472 613804,546 +0,75× 2 = 667479,12 N.mm MtdC = √M2xC+MyC2 +0,75× TC2 = √02+167142,742 613804,546 +0,75× 2 = 557228,59 N.mm MtdD=√MxC2 +M2yC+0,75× TC2 = √02+02 +0,75×613804,5462 = 531770,33 N.mm
Theo cơng thức (10.17) trang 194 [2], ta có:
dj = 3 √ Mtdj
0,1×[σ]
Với đường kính trục sơ bộ d3 = 50 mm, chọn ứng suất cho phép [σ] = 55MPa. dD3 = 3 √531770,33 0,1×55 = 45,90 mm dB3 = 3 √ MtdB 0,1×[σ] = 3 √667479,12 0,1×55 = 49,51 mm dC3 = 3 √ MtdC 0,1×[σ] = 3 √557228,59 0,1×55 = 46,62 mm
Chọn dj theo tiêu chuẩn trang 195 [2] (các vị trí lắp then phải tăng thêm 5% độ lớn đường kính):
Chọn
dC3=50 mm (đoạn trục lắp ổ lăn). dB3 =55 mm (đoạn trục lắp bánh răng).
dD3 =48 mm (đoạn trục lắp khớp nối).
dA3B3 =52 mm (đoạn trục giữa ổ lăn và bánh răng).
3.4 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục.
theo kết cấu biểu đồ moment ta thấy các tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi:
Trục I: tiết diện lắp ổ lăn C3 , tiết diện lắp bánh răng B3 , tiết diện lắp khớp nối D3 .
3.5 vật liệu làm trục
Chọn vật liệu làm trục là thép C45 tôi cải thiện. Giới hạn bền
σb=850MPa
Ta có:
- σ−1=0,436σb=0,436×850=370,6MPa
- τ−1=0,58σ−1=0,58×370,6=214,948MPa
3.6 Điều kiện kiểm tra trục vừa thiết kế về độ bền mỏi
Sj= Sσj. Sτj
√Sσj2+Sτj
2≥[s]=1,5
Trong đó: hệ số an toan cho phép, thơng thường [s]=1,5 2,5÷
Sσj và Sτj – Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện j.
Sσj= σ−1
Kσdj. σaj+ψσ. σmj
Sτj= τ−1
Kτdj. τaj+ψτ. τmj
Theo bảng 10.7/192, ứng với σb=850MPa , ta có ψσ=0,1 và
ψτ=0,05
Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:
σmj=0;σaj=σmaxj=Mj
Wj
Vì trục quay một chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, do đó :
τmj=τaj=τmaxj
2 = Tj
2Woj
3.7 Chọn lắp ghép.
Tiết diện Đường kính trục
dj
b ×h t1
B3 55 16×10 6
C3 50 14 ×9 5,5
Các ổ lăn trên trục theo k6, lắp bánh răng, đĩa xích, nối trục theo k6 kết hợp với lắp then.
Kích thước của then bằng bảng 9.1a/173 [1] .
Trị số của moment cản xoắn bảng 10.6/196 [1] ở trục ta chọn có 2 rảnh then: wj=π dj 3 32 −b × t1(dj−t1)2 dj , woj=π dj 3 16 −b ×t1(dj−t1)2 dj Moment uốn tổng Mj=√Myj2+Mxj2 Tiết diện Mxj Myj B3 98052,93 311182,95 D3 0 0 C3 0 167142,877
ứng suất uốn σaj thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó:
σaj=Mj
wj
ứng suất xoắn τaj thay đổi theo chu kỳ mạch dộng, do đó:
τaj= Tj
2Woj
Xác định hệ số Kσdj , Kτdj đối với các tiết diện nguy hiểm theo công thức 10.25 và 10.26 trang 197 [2] .
Kσdj= Kσ