1. Thông số cho trước Moment xoắn trên các trục:
® Trục I: 7= 485,95 Nm
® Trục II: T¡= 1141,12 Nm
2, Chọn vật liệu và xác định sơ bộ đường kính trục
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45 có []jy = 600 MP4, ứng suất xoắn cho phép [[]l = 15 + 25 Mpa
Ta xác định sơ bộ đường kính các trục:
dị >10v—.—- 46,36 + ' mm 3 16T:
d= 100 461,49 + )mm 72,9 ~~ LU
Ta lay giá trị đường kính các trục trị số nhỏ đối với trục vào và trị số lớn đối với trục ra. Dựa vào bảng 10.2 tài liệu [2], ta chọn sơ bộ đường kính trục và bề rộng ô lăn theo tiêu chuẩn:
Trục I: đị = 50mm Trục II: đạ = 63mm
3. Xác định khoảng cách giữa các gỗi đỡ và điểm đặt lực
Hình 10.16 tài liệu [2|.
a) Trục E: |
Theo tài liệu [2], ta chọn trục theo kết câu của hình 10.16, khi đó ta sẽ có các thông số của trục:
Khoảng cách piữa các ô trong hộp giảm tôc bánh răng trụ một cấp:
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
I=lh+2x+w Trong đó: x = 8 + 15 mm,
h= by = Wha X Aw
w — tra bang 10.3 tai ligu [2]. Voi T; = 485,95 Nm, ta c6
théchon f = (80 + 115mm, w = (45 + 85) mm
Khi đó ta có các 914 tri:
lị= bị = 105 ram x= 10mm w = 85mm f=110 mm
Suy ral] = 105+ 2 x 104+ 85 = 210 mm b) Trục H:
Theo tài liệu [2], ta chọn trục theo kết cầu của hình 10.16, khi đó ta sẽ có các thông số của trục:
Khoảng cách giữa các ô trong hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp:
I=lạ+2x+w Trong đó: x = 8 + 15 mm,
I, = by = Wha X Aw
w — tra bang 10.3 tai liệu [2]. Với 12 = 1141,12 Nm, ta có théchon f = (95 + 135mm, w = (55 + 95) mm
Khi đó ta có các 914 tri:
lb = b2 = 100 mm x= 10mm w = 95 mm f=135 mm
Suy ra:ẽ = 100 + 2 x 10 + 95 = 215mm 4. Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền
Lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng:
- Luc vong F;:
_ 2 x 485,95 x 10°
Fa Fe oe == 6749,3 N
- Lực hướng tâm: đợi
Fy = Fo = Fu tan Gy = 6749,3 x tan20 = 2456,54 N Lực tác dụng lên bộ truyền đai:
_- 184-7) = 3183.92N
f22mnnC)=2% 2
Lực ni trục:
P„= (0,2 + 0,3) 2T D
x a = (0,2 = 0,3) x
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt 2x
1141,12 x 10°
200
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
= (2282,24 + 3423,36)N Với 2g chọn theo bảng 16. L0a tài liệu [1]
Chon Fy; = 3000N
= X
r2
re Fy r
_ Fea X
Ld
5. Xac định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục a) Trục
| ;
110 D
I Olle aio
Phản lực các gối đỡ:
R R
| “ss 3 /Z 106 c|
⁄ | ⁄Z
Rax Rex
Cy
Xét mặt phẳng Oyz ta có:
>Fy= 0= Ray+ RecyT— Fm + F„= 0
M,/A = 02 —F,, xX 105 + Rey X 210 + F, x 320 = 0 Từ hai phương trình trên ta có thể xác định được:
Ray = 2896,04 N {Roy = —3623,42 N
Xét mat phẳng Oxz,vị lực m đối xứng hai ô nên
“hi Bind = 3374,65 N
Ax Cx
Vẽ biểu đồ momen như hình VỚI:
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19
Myg = Ray x 105 x 10 = 304,1 Nm M,c = F„x 110 x 103 = 350,2 Nm Myn = Ray X 105 x 10° = 354,3 Nm Momen xoắn T; = 485,95 Nm
ô10° BIEU DO MO MEN UON Mx
GVHD: Ths. T.T Khanh Dat
0 T
MO MEN UON Mx, Nmm
4 + 1 1 1 1
0 50 100 150 200 250
TỌA ĐỘ z, mm
300 350
9 105 BIEU ĐÒ MÔ MEN UÓN My
MO MEN UON My, Nmm
1 1 4 + 1 1
0 50 100 150 200 250
TOA BO z, mm
x10° BIEU DO MO MEN XOAN T
T l I
300
MO MEN XOAN T, Nmm
0 L L 1 + +
0 50 100 150 200 250
TỌA ĐỌ z, mm
350
350
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
R R
a” Fy a 7 | Fr
A 105 B 12 € 110 D
R ay VF, Rey
A B C D
My
350.2
My
C D
T
85,95
Đường kính các đoạn trục:
Theo bản 10.2 tải liệu [2], với dị = 50mm. ta chọn [[]Ì = 70 MPa Momen tương đương tại tiết diện j:
My = VM,Ÿ + 0,75T;”; M;= VMyj* + Mụ Ÿ
Voi M,; va My; la hai momen uốn trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau tại tiết diện j, giá trị tương ứng trong các biểu đồ momen trên. Khi đó ta có monen tương đương tại các điểm trên trục được xác định:
Mua — VMya" + Mya’ + 0,75Ta7
= v0 + 0+ 0,75 x 0=
Mụyp = VMxg” + Myg” + 0,75T 3°
= v304,1” + 354,3? + 0,75 x 485,95? = 628,58 Nm
Mic = VMyc? + Myc? + 0,75Tc*
= V350,2? + 0? + 0,75 x 485,95? = 547,49 Nm
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
Mụp = VM¿pˆ + Mụp” + 0,75TpŸ
= v0? + 0ˆ + 0,75 x 485,95? = 420,85 Nm Ta nhận thấy trên trục nảy thì tiết diện nguy hiểm nhất là tại vị trí B
3 32Mus 332 x 628,58
xv O x [qg] 70
Ta xét đến việc có then tại vị trí mayơ của bánh răng nên tại tiết diện B ta tăng giá trị đường kính lên 5%. Khi đó theo kết cau:
đp = 60 mm Tại các vị trí còn lại của trục:
dc > 43,03 nên đa = dc = 45 rnmn dp = 39,42 néndp = 40 mm
i
§ ac) § 8|C—————D
1
b) Trục H Phản lực các gối đỡ
Roy r2 Rey
Fit G
135 1075 F 107,5 E
H LY WA 7
Re, Fig Re,
Xét mặt phẳng Oyz, vì lực Et xạ nằm đối xứng hai ổ nên
=_ =”“=. =1228,27N
Gy „ Ey 2
Xét mat phang Oxz ta co:
> PF, = 02 Rey + Rex — Fig + Fri = 0
M,/E = 0 © Fi X 107,5 — Rex X 215 — Fy; x 350 = 0 Từ hai phương trình trên ta có thể xác định được:
Rox = —1509,07 N { Rp, = 5258,37N
Đề
MO MEN UON My, Nmm MO MEN XOAN T, Nmm MO MEN UON Mx, Nmm
án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: ThS. T.T Khanh Dat Vẽ biểu đồ momen như hình với:
Myr = Rey 107,5 x 103 = 132,04 Nm Myc = Fr X 135 x 103 = 405 Nm Myr = Rey X 107,5 x 103 = 565,37 Nm Momen xoan T; = 1141,12 Nm
142 104 BIEU BO MO MEN UON Mx
- T T
12L -10
8
-BE
-4
-2
0 L L 1
0 50 100 150 200 250 300 350
. TOA BO z, mm
sẻ 108 BIEU DO MO MEN UON My
T T T T T
1
2L J
3 = 4
4
5
6 1 1 1 1 1 1 J
0 50 100 150 200 250 300 350
TỌA ĐỘ z, mm
12 10° BIEU BO MO MEN XOAN T
T T T T T T
10 + +
8 L
6 L 4
4 ˆ ơ
2 L
0' 1 L 1 L mm... 8)
0 50 100 150 200 250 300 350
TOA BO z, mm
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
R oy 2 R Ey
F ' 135 GQ 075 =F 1075 Ey
H
R Gr Fy x R &
132,04
My
H G F E
⁄ ⁄⁄ M,
405
565,37
H G F E
r
1141,12
Đường kính các đoạn trục:
Theo bản 10.2 tải liệu [2], với dạ = 63mm. ta chọn [[]Ì = 70 MPa Momen tương đương tại tiết diện j:
Mig = VM,* + 0,75T;*; Mj; = VMyj* + My;”
Voi M,; va My; la hai momen uốn trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau tại tiết diện j, giá trị tương ứng trong các biểu đồ momen trên. Khi đó ta có monen tương đương tại các điểm trên trục được xác định:
Midge = VM yz + Myg* + 0,75T.7
= v0* + 0° + 0,75 x 0° =0
Migr = VM yp + My” + 0,75T
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
= V132,047 + 565,277 + 0,75 x 1141,12? = 1146,12 Nm
Mịag = VM¿e”+ MyeŸ + 0,75Teˆ
= v0 + 405“ + 0,75 x 1141,12? = 1068. Nm
Man — VM ya + My + 0,75TH
= v0? + 07+ 0,75 x 1141,12? = 988,24. Nm
Ta nhận thấy trên trục nay thì tiết diện nguy hiểm nhất là tại vị trí F
... 332X-T146,T2
dp210xV_ 7 = 10 x 99/04 mm
x Vv Lx LÍ 70
Ta xét đến việc có then tại vị trí mayơ của bánh răng nên tại tiết diện B ta tăng giá trị đường kính lên 5%. Khi đó theo kết cau:
dự = 70 mm
Tại các vị trí còn lại của trục:
dc > 53,76 nên dg = dc = 60 rnmn dy = 52,39 nendy= 55 mm
7 ‡ i
gC) 8 C8 )|| 3
1 1 1
6. Kiểm nghiệm then
Thông số của then được tra theo Bảng 9.1a tải liệu [1]
Then sử dụng ở đây là then bằng
H¿u= 2Tx 10 Slt) 21
2T x
Ha= qq = ILel
dbl,
Trong đú: ẽ;— chiều dài làm việc của then, dội voi then dau tron 1, = 1 — b tạ = 0,4h - độ sâu rãnh then trên mayo
[Ea] ứng suất dập cho phép T'— momen xoắn trên trục
đ - đường kính trục tại vị tri sir dung then
A
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt a) Doi voi truc I:
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt - Then tại B ta có:
Theo bảng 9.1 tài liệu [2| ta có:
Trục có một then, với đường kính d=60 mm, ta chọn then có chiều rộng b=
18mm; chiều cao h = 1 Imm, chiều sâu rãnh then trên trục t= 7mm, chiều sâu rãnh then trên may ơ É = 4,4mm.
Chọn chiều đài l của tthen theo tiêu chuẩn 1 = 80 mm Kiểm tra then theo độ bên dập:
2Tx101 2 x 485,95 x 10°
Cb = —tt E ="BBx42x82 = 59,34 MPa < [fg] = (130 + 180)MPa voil; =| - b= 80-18 = 62,h = 11rmmm, tạ = 0,4h = 4.4rmrn
Kiém tra then theo độ bền cắt:
La 2Tx 2 x 485,95 x 103
a = 60 x 18 x 62> 14,51 MPa <= [Ga] = 90 MPa I
- Then tai D ta co:
Trục có một then, với đường kính d=40 mm, ta chọn then có chiều rộng b=
12mm; chiều cao h = 8mm, chiều sâu rãnh then trên trục t= 5mm, chiều sâu rãnh then trên mayo 1 = 3,3mm.
Chọn chiều đài l của then theo tiêu chuẩn l = 80 mm Kiểm tra then theo độ bên dập:
2Tx 10° 2 x 485,95 x 10°
Oa = at T80JE23,2 x68 7 111,66 MPa < [[l¿l = (130 + Voil, =! — b = 80- 12 = 68h = 8mm, t, = 04h = 3.2mm Kiém tra then theo độ bền cắt:
2T x 2 x 485,95 x 10°
Ua = ~ =—_ “` 10 x12 x68” 19,85 MPa <= [La] = 90 MPa _
l b) Đối với trục II:
- Then tại F ta có:
Theo bảng 9. 1a tài liệu [1] ta có:
Trục có một then, với đường kính d=70 mm, ta chọn then có chiều rộng b=
20mm; chiều cao h = 12mm, chiều sâu rãnh then trên trục t = 7,5mm, chiều sâu rãnh then trên may ơ É = 4,9mm.
Chọn chiều đài l của tthen theo tiêu chuẩn 1 = 80 mm Kiểm tra then theo độ bên dập:
2Tx 10° 2x 1141,12 x 10°
Ua = tH tT =—70 x48 x 60 113,2 MPa < [Jy] = (130 + 180)MPa
Voil; =! — b = 80 —- 20 = 60;h = 12mm, t, = 0,4h = 4.8mm Kiém tra then theo độ bền cắt:
© ©„,=
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt
2Tx 102 2x dbl) 12 x
Đồ án hệ thống truyền động Đề số 1 - Phương án 19 GVHD: Th§. T.T Khánh Đạt - Then tại H ta có:
Trục có một then, với đường kính d=55 mm, ta chọn then có chiều rộng b=
16mm; chiéu cao h = 10mm, chiều sâu rãnh then trên trục t= 6mm, chiều sâu rãnh then trên mayo 1 = 4,3mm.
Chọn chiều đài | cua then theo tiêu chuẩn 1 = 90 mm Kiểm tra then theo độ bên dập:
2T x 10° 2x 1141,12 x 10°
Oe = at ~—S5x 4x 74 = 140,19 MPa < [[]
= (130 + 180)MPa
Với, =l — b = 90- 16 = 74,h = 107mm, t; = 0,4h = Ä4rn1m Kiểm tra then theo độ bền cắt:
q 2T x 2 x 1141,12 x 10°
ld 3 —
— a = 55x 16x64 49,52 MPa < [Lạ] = 90 MPa
! 7. Kiém nghiém truc
a) Kiểm nghiệm độ bền mỏi Truc I:
- Ta xac dinh dugc trén truc I vi tri nguy hiểm là vị trí B, tai vi tri B không có lực dọc trục nên ứng suất pháp tại tiết điện này thay đổi theo chu kỳ đối xứng với biên độ:
L¿ =Llk= Meg.
Ww 1ỉ
3 2 3 2
Với W 33, 0d seta = 2x60, = 18256,3 mm?
Dodo = 42" = *°°"™ _ 25 76M Pa; [| = 0
a Ww 18256,3 m
Trong d6 My = VMyz° + Myp” = 466,91 Nm
, co T103 T.101. 485,95x107
- Ưng suât xoăn: [| =—— =_— = Wo w 39462,05 Trong đó momen cản 9
xoắn:
dt bi(d~— 60? 18 x 7(60 —
= H t)2 = 7)2
-16 _ 16 _—__—_—_—__—
, oo, 2đ. 2x60 ;
Ung suất xoắn thay đôi theo chu kỳ mạch động khi trục quay một chiêu:
12,31