.Trục III

1. Tớnh toỏn và biểu diễn trục.

Lực tỏc dụng ở bỏnh xớch:Fr = 11336,25 (N) - = 6280,5 (N)

- = 2285,9 (N) - = 0 (N)

- Cặp bỏnh răng 4-3 theo số liệu thiết kế cú gúc nghiờng β = 00, αtw =200. - dIII = 25 mm.thộp C45 tụi cải thiện.

- Lc43 = 126 mm. - L31 = 185 mm. Ta cú sơ đồ như hỡnh vẽ : A B C D Y Z X 1 1 2 3 2 3 Fr4 Ft4 Fa4 FAY FAX FCx FCY Fr LC43 Lcdx l31

Chia trục làm 4 điểm, 3 đoạn AB.BC,CD như hỡnh vẽ + Mụmen xoắn Mz

Mz3 = = = 1109944,25 (Nmm) + Tớnh cỏc phản lực tỏc dụng lờn trục

- Theo phương xoz thỡ cỏc phả lực tỏc ở 2 gối tựa A,C do lực tỏc dụng 

(2) => FCx = =12481,74 (N) Thay vào (1) => = = 7425,99 (N)

- Theo phương xoy thỡ cỏc phả lực tỏc ở 2 gối tựa A,C do lực tỏc dụng



Với : Ma1 = = 0

Từ (2) => FCy = = 1556,88 (N) Thay vào (1) => FAy = = 729,02 (N)

+ Tớnh cỏc mụmen uốn tại cỏc mặt cắt nguy hiểm :

- Dựng mặt cắt tưởng tượng 1-1 cắt bất kỳ trờn đoạn AB ,xột sự cõn bằng của trục theo phần bờn trỏi , ( 0 ≤ z1 ≤ 126 )  MUx1 = FAx.z1 Khi z1 = 0 => MUx1 = 0 (N) Khi z1 = 126 => MUx1 = 7425,99.126 = 935674,7 (N)  MUy1 = FAy.z1 Khi z1 = 0 => MUy1 = 0 (N) Khi z1 = 126 => MUy1 = 729,02.126 = 91856,5 (N)

- Dựng mặt cắt tưởng tượng 2-2 cắt bất kỳ trờn đoạn BC ,xột sự cõn bằng của trục theo phần bờn trỏi , ( 126 ≤ z2 ≤ 185 )  MUx2 = FAx.z2 – Ft4.(z2 – 126 ) Khi z2 = 126 => MUx2 = 935674,7 (N) Khi z2 = 185 => MUx2 = (7425,99 .185) – (6280,5.59) = 1003258,6 (N)  MUy2 = FAy.z2 – Fr4( z2 – 126 ) – Ma3 Khi z2 = 126 => MUy2 = 729,02 .126 = 91856,5 (N) Khi z2 = 185 => MUy2 = (729,02. 185) – (2285,9.59) = 0,6(N)

- Dựng mặt cắt tưởng tượng 3-3 cắt bất kỳ trờn đoạn CD ,xột sự cõn bằng của trục theo phần bờn phải , ( 0 ≤ z3 ≤ 88,5 )  MUx3 = Fr.z3 Khi z3 = 0 => MUx3 = 0 (N) Khi z3 = 88,5 => MUx3 = 11336,25.88,5 = 1003258,12 (N)  MUy3 = 0 Vậy ta cú sơ đồ phõn tớch lực: A B C D Y Z X 1 1 2 3 2 3 Fr4 Ft4 Fa4 FAY FAX FCx FCY Fr 58 126 88,5 MUX (N) 935674,7 1003258,6 91856,5 MUY (N) 1109944,25 MZ (N)

2. Mụmen uốn tổng tại cỏc tiết diện

- MU(1-1) = = = 940172,7 (N)

- MU(2-2) =

Khi z2 = 126 thỡ MU(2-2) = 940172,7 (N) Khi z2 = 185 thỡ MU(2-2) = = 1003258,6 (N)

- MU(3-3) = Khi z3 = 0 thỡ MU(3-3) = 0 (N)

Khi z3 = 88,5 thỡ MU(3-3) = 1003258,12 (N)

- Đường kớnh tại 2 ổ lăn : d(1-1) = Trong đú =

= = 1344584,28

Tra bảng 10.5-trang 195 ta cú [б] = 50 (Mpa)  d(1-1) = = 64,5 (mm) chọn d(1-1) = 70 (mm)

- Đường kớnh tại chỗ lắp bỏnh răng 4:d(2-2) = Trong đú =

= = 1389427,94

 d(2-2) = = 65,2 (mm) chọn d(2-2) = 80 (mm)

- Đường kớnh trục nối ra đĩa xớch dẫn là :d(3-3) = Trong đú =

= = 1389427,2

 d(2-2) = = 65 (mm) chọn d(2-2) = 65 (mm)

III . kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại tiết diện nguy hiểm.

Sj = ≥ [S]

Trong đú [S] hệ số an toàn cho phộp [S] = 1,5…2,5

Sбj , Sτj : là hệ số an toàn chỉ xột riờng với ứng suất phỏp và hệ số an toàn chỉ xột riờng với ứng suất tiếp

Sбj = Sτj =

Trong đú : ; giới hạn uốn và xoắn ứng với chu kỳ đối sứng , lấy бb = 800  = 0,436 = 348,8

 = 0,58. = 202,304

 ;;; : là biờn độ và trị số trung bỡnh của ứng suất phỏp và ứng suất tiếp tại tiết diện j. =

=

Khi trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỡ đối sứng do đú

A.Trục I:

. 1 . Tại cỏc vị trớ nguy hiểm

a.1. Tai vị trớ (2-2) j

= 0 = =

Với = = = 12271,84  = = = = 56,6

= =

= = = 24543,7  = = = = 0,85

- = 0,05 ; = 0,1 : Hệ số kể đờn ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi(tra bảng 10.7 trang 197)

- =

- =

Trong đú:

+ kx = 1,25; Ky =1,4 hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bố mặt (tra bảng 10.8 trang197)

+ = 0,81; = 0,76 hệ số kớch thước kể đến ảnh của hưởng kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ( tra bảng 10.10 trang 198)

+ = 2,01 ; = 1,88 ( hệ số tập trung ứng suất tra bảng 10.12 trang199)  = 1,951  = 1,945 Vậy ta được Sбj = = = 3,15 Sτj = = = 152,86  Sj = = = 3,2 Sj ≥ [s] trục tại (2-2)thỏa món a.2. Tai vị trớ (3-3) j = 0 = = Với = = = 8946,17  = = = = 41,01

Vỡ trục quay 1 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ động mạch = =

= = = 17892,35  = = = = 1,166

- = 0,05 ; = 0,1 : Hệ số kể đờn ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi(tra bảng 10.7 trang 197)

- =

- =

Trong đú:

+ kx = 1,25; Ky =1,4 hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bố mặt (tra bảng 10.8 trang197)

+ = 0,81; = 0,76 hệ số kớch thước kể đến ảnh của hưởng kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ( tra bảng 10.10 trang 198)

+ = 2,44 ; = 1,86 ( hệ số tập trung ứng suất)  = 1,9214  = 1,507 Vậy ta được Sбj = = = 4,42 Sτj = = = 68,04  Sj = = = 4,41 Sj ≥ [s] trục tại (3-3)thỏa món 2 .Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. = ≤ [б] đú ; - .б = = = 55,6 - .τ = = = 1,67 - [б] = 0,8.бch = 0,8.450 = 360 => = = 55,67 Do: ≤ [б] trục I thỏa món độ bền tĩnh

3 Bỏn kớnh gúc lượn của phần trục khụng mang chi tiết mỏy:

Tại đường kớnh trục lắp bỏnh răng xuống ổ lăn R =1

Đường kớnh vai trục dv=60 xuống đường kớnh lắp bỏnh răng lấy gúc lượn R=3 Tại đường kớnh vai trục xuống khớp nối R = 3

4 Độ vỏt cỏc phần trục khụng mang chi tiết;

Tại đầu trục D Là 2x450.

B .trục II .

1 . xột đường kớnh trục tại cỏc tiết diện nguy hiểm

1.1 .Tai vị trớ (2-2) j

= 0 = =

Với = = = 12271,84  = = = = 19,41

Vỡ trục quay 1 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ động mạch = =

= = = 24543,7  = = = = 6,4

- = 0,05 ; = 0,1 : Hệ số kể đờn ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi(tra bảng 10.7 trang 197)

- =

- =

+ kx = 1,1; Ky =1,9 hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bố mặt (tra bảng 10.8 trang197)

+ = 0,81; = 0,76 hệ số kớch thước kể đến ảnh của hưởng kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ( tra bảng 10.10 trang 198)

+ = 2,01 ; = 1,88 ( hệ số tập trung ứng suất)  = 1,358  = 1,3545 Vậy ta được Sбj = = = 13,21 Sτj = = = 22,5 Sj = = = 11,39 Sj ≥ [s] trục tại (2-2)thỏa món 2. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. = ≤ [б] đú : - .б = = = 21,27 - .τ = = = 12,56 - [б] = 0,8.бch = 0,8.450 = 360 => = = 30,42 Do: ≤ [б] trục II thỏa món độ bền tĩnh

3. Bỏn kớnh gúc lượn của phần trục khụng mang chi tiết mỏy:

Tại đường kớnh trục xuống ổ lăn R =2

Tại đường kớnh vai trục dv =60 xuống 2 đường kớnh lắp bỏnh răng R=3

4. Độ vỏt cỏc phần trục khụng mang chi tiết;

Tại đầu trục D Là 2,5x450.

C .TRỤC III

1. Tại cỏc tiết diện nguy hiểm. 1.1.Tại tiết diện (1-1) hay j

= 0 = =

Với = = = 33673,9  = = = = 27,9

Vỡ trục quay 1 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ động mạch = =

= = = 67347,9  = = = = 8,24

- = 0,05 ; = 0,1 : Hệ số kể đờn ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi(tra bảng 10.7 trang 197)

- =

- =

Trong đú:

+ kx = 1,1; Ky =1,5 hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bố mặt (tra bảng 10.8 trang197)

+ = 0,76; = 0,73 hệ số kớch thước kể đến ảnh của hưởng kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ( tra bảng 10.10 trang 198)

+ = 2,01 ; = 1,88 ( hệ số tập trung ứng suất)  = 1,83  = 1,78 Vậy ta được Sбj = = = 6,82 Sτj = = = 10,3 Sj = = = 5,7 Sj ≥ [s] trục tại (1-1)thỏa món 1.2.Tai vị trớ (2-2) j = 0 = = Với = = = 50265,48  = = = = 19,96

Vỡ trục quay 1 chiều nờn ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ động mạch = =

= = = 100530,96  = = = = 5,52

- = 0,05 ; = 0,1 : Hệ số kể đờn ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bỡnh đến độ bền mỏi(tra bảng 10.7 trang 197)

- =

- =

Trong đú:

+ kx = 1,1; Ky =1,4 hệ số tập trung ứng suất do trạng thỏi bố mặt (tra bảng 10.8 trang197)

+ = 0,76; = 0,73 hệ số kớch thước kể đến ảnh của hưởng kớch thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi ( tra bảng 10.10 trang 198)

+ = 2,44 ; = 1,86 ( hệ số tập trung ứng suất)  = 1,814

 = 1,4

Sбj = = = 9,622 Sτj = = = 25,32  Sj = = = 8,99 Sj ≥ [s] trục tại (2-2)thỏa món 2.Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. = ≤ [б] đú ; - .б = = = 19,59 - .τ = = = 10,84 - [б] = 0,8.бch = 0,8.450 = 360 => = = 27,13 Do: ≤ [б] trục II thỏa món độ bền tĩnh.

IV. : Tớnh then : Để cố định bỏnh răng theo phương tiếp tuyến,núi cỏch khỏc là để

truyền mụmem và chuyển động từ trục tới bỏnh răng hoặc ngược lại người ta dung then.

1. Trục I : Với : d= 50 mm

Tra bảng 7-23trang 143( sỏch thiết kế chi tiết mỏy). chọn then cú b=16; h=10; t=5,0 ;t1= 5,1 ; k= 6,2 chiều dài then 0,8lm(lm:chiều dài mayơ ) lm = 1,4.d

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo cụng thức: = ≤

= = = 10,77(N/mm2) < 50(N/mm2) =

Trong đú : Mx = MZ1 = ; d=50; l=25; = 50(N/mm2) (tra bảng 7-20) Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo cụng thức :

= = = 4,17(N/mm2) < 54 (N/mm2) =

2. Trục II:

- Tại bỏnh răng 2 :

- Tại bỏnh răng 3: Với : d= 50 mm

Tra bảng 7-23 chọn then cú b=16; h=10; t=5 ;t1= 5,1 ; k= 6,2,chiều dài then 0,8lm(lm:chiều dài mayơ ) lm = 1,4.d

= = = 40,5 (N/mm2) < 50(N/mm2) =

Trong đú : Mx = 314026,58; d=50;k=6,2 ; l=50. = 50(N/mm2) (tra bảng 7-20) Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo cụng thức :

= = = 15,7 (N/mm2) < 54 (N/mm2) = Vậy then đủ bền.

3 .Trục III:

- Tại bỏnh răng 4: Với : d= 80 mm

Tra bảng 7-23 chọn then cú b=24; h=14; t=7 ;t1= 7,2 ; k= 8,7,chiều dài then 0,8lm(lm:chiều dài mayơ ) lm = 1,4.d

Kiểm nghiệm về sức bền dập theo cụng thức: = = = 45,5 (N/mm2) < 50(N/mm2) =

Trong đú : Mx = 1109944,25; d=80;k=8,7 ; l= 70. = 50(N/mm2) (tra bảng 7-20) Kiểm nghiệm về sức bền cắt theo cụng thức :

= = = 16,51 (N/mm2) < 54 (N/mm2) = Vậy then đủ bền.

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

1 . Chọn ổ lăn :

Trục I và trục II cú lực dọc trục tỏc dụng và Fa/Fr ≥ 0,3 nờn ta chọn ổ bi đỡ chặn,cũn đối với trục III chọn ổ bi đỡ một dóy.

Fa1

s1 s2

B D

RB RD

Dự kiến chọn trước gúc = 16o(kiểu 3600 ổ bi đỡ chặn) được bố trớ như hỡnh trờn Hệ số khả năng làm việc tớnh theo cụng thức:

C = Q(nh)0,3 Cbảng

n = 1455 (vg/ph)

h = 12000 giờ (bằng thời gian làm việc của mỏy) Q = (kv.Ra + m.At).Kn.Kt Hệ số m= 1,5 (bảng 8-2) Kt = 1,3.va đập vừa (bảng 8-3) Kn=1.nhiệt độ làm dưới 1000 (bảng 8-4) Kv =1.vũng trong ổ quay (bảng 8-5) RB = = = 7197,7 N RD = = = 3692,3 N S1 = 1,3. RB.tg = 1,3.7197,7.tg16o = 2683 N S2 = 1,3. RD.tg = 1,3.3692,3.tg16o = 1376,37N

Tổng lực chiều trục: At = - Fa1 + (S1 – S2 )= - 829,07 +( 2683 – 1376,37) = 477,56 N

Như vậy lực At hướng về gối trục bờn phải. Vỡ lực hướng tõm ở 2 gối trục gần bằng nhau,nờn ta chỉ tớnh đối với gối trục bờn phải ( ở đấy lực Q lớn hơn) và chọn ổ cho gối trục này,cũn gối trục kia lấy ổ cựng loại.

QD = (kv.RB + m.At).Kn.Kt = (1. 7197,7 + 1,5. 477,56 ).1.1,3 = 10288,2 N = 1028,82 daN C= Qa(nh)0,3 = 1028,82 (1460.12000)0,3

Trị số (nh)0,3 chọn theo bảng 8-7 C = 1028,82.155 = 159467

Tra bảng 17P ứng với d = 45 . lấy ổ cỡ nhẹ cú kớ hiệu 36209 , Cbảng = 52000,đường kớnh ngoài của ổ D= 85mm;chiều rộng B= 19mm

b.. Sơ đồ chọn ổ cho trục II : A Fa2 D s1 RB s2 RD

Dự kiến chọn trước gúc = 16o(kiểu 3600 ổ bi đỡ chặn) được bố trớ như hỡnh trờn Hệ số khả năng làm việc tớnh theo cụng thức:

C = Q(nh)0,3 Cbảng

h = 12000 giờ (bằng thời gian làm việc của mỏy) Q = (kv.R + m.At).Kn.Kt R là tổng phản lực ở gối đỡ. Hệ số m= 1,5 (bảng 8-2) Kt = 1,3.tải trọng tĩnh (bảng 8-3) Kn=1.nhiệt độ làm dưới 1000 (bảng 8-4) Kv =1.vũng trong ổ quay (bảng 8-5) RA = = = 636,04 N RD = = = 4419,9 N S1 = 1,3. RA.tg = 1,3. 636,04.tg16o =237,09 N S2 = 1,3. RD.tg = 1,3. 4419,9.tg16o = 1647,6 N Tổng lực chiều trục: At = Fa3 + S1– S2 = 829,07 + 237,09 - 1647,6 = -581,44 N. Lực At hướng về ổ bờn trỏi ,do đú lực Q ở ổ này lớn hơn:

QA = (1. 636,04 + 1,5. 581,44).1.1,3 = 1960,6 N = 196,06 daN Trị số (nh)0,3 chọn theo bảng: C = 196,06.83,2 = 16312,7

Tra bảng 17P ứng với d = 45 . lấy ổ cỡ nhẹ cú kớ hiệu 36209 , Cbảng = 52000,đường kớnh ngoài của ổ D= 85mm;chiều rộng B= 19mm

A c s1 RB s2 RC Sơ đồ ổ bi như hỡnh vẽ RA = = = 7461,68 N RC = = = 12578,46 N Tớnh cho gối C vỡ cú RC lớn. QC = (1. 12578,46 + 1,5.0).1.1,3 = 16351.99 N = 1635,199 daN Trị số (nh)0,3 chọn theo bảng: C =1635,199. 59= 96476,78

Tra bảng 14P ứng với d = 70 . lấy ổ thuộc loại cỡ nhẹ lấy ổ cú kớ hiệu 214 , Cbảng = 74000,đường kớnh ngoài của ổ D= 125 mm;chiều rộng B= 24mm

2.. Tổng kết .

Vậy :

- ổ lăn cho trục I : với d = 45 . lấy ổ cú kớ hiệu 36209 , Cbảng = 52000,đường kớnh ngoài của ổ D= 85mm;chiều rộng B= 19mm

- Ổ lăn cho trục II : với d = 45 . lấy ổ cú kớ hiệu 36209 , Cbảng = 52000,đường kớnh ngoài của ổ D= 85mm;chiều rộng B= 19mm

- Ổ Lăn cho trục III : ổ cú kớ hiệu 214 , Cbảng = 74000,đường kớnh ngoài của ổ D= 125 mm;chiều rộng B= 24mm

3.. Chọn kiểu lắp ổ lăn lờn trục:ta lấy kiểu lắp ổ bi lờn trục là m6 (tra bảng 20-12

sỏch tớnh toỏn thết kế hệ dẫn động cơ khớ tập 2) .dạng chịu tải của vũng ngoài là cục bộ,chọn chế độ làm việc là bỡnh thường hoặc nặng nờn ta chọn kiểu lắp Lụ1

Lắp theo kiểu T1ễ ( Thờo bảng 8-18 sỏch thiết kế chi tiết mỏy)

Dung sai của trục lắp ổ lăn: điều trỉnh được lờn trục : h5,vào vỏ: M6.

4… Cố định ổ trờn trục: để cố định trục theo phương dọc trục cú thể dựng nắp ổ và

điều chỉnh khe hở của ổ bằng cỏc tấm đệm kim loại giữa nắp ổ và thõ hộp giảm tốc . nắp ổ lắp với hộp giảm tốc bằng vớt , loại nắp này dễ chế tạo và dễ lắp ghộp

5... Cố định ổ trong vỏ hộp : cú 2 cỏch cố định là dung vũng chắn và dung vành tựy

lờn vỏ hộp. ta dựng vũng chắn vỡ phương phỏp này dể gia cụng lỗ và rónh trờn lỗ hộp kết cấu đơn giản,làm việc chắc chắn nhất là khi chịu lực dọc trục khụng tỏc động về phớa lũ xo mặt ngoài của ổ được đặt giữa mặt tỡ của nắp và vũng chắn..

6…Bụi trơn ổ lăn: Bộ phận được bụi trơn bằng mỡ,vỡ vận tốc bộ truyền bỏnh răng

thấp,khụng thể dựng phương phỏp bắn túe để hắt dầu trong hộp vào bụi trơn bộ phận ổ.Cú thể dựng mỡ loại T ứng với nhiệt độ ( 60 100oC) và vận tốc dưới 1500

vg/ph.Lượng mỡ chứa 2/3 chổ rỗng của bộ phận ổ để mỡ khụng chảy ra ngoài và ngăn cho dầu rơi vào bộ phận ổ,ta nờn làm 1 vũng chắn dầu.

Bụi trơn hộp giảm tốc: ở bộ phận ổ ta bụi trơn bằng mỡ(như đó chọn ở trờn).ở cỏc bỏnh răng do vận tốc nhỏ nờn chọn phương phỏp ngõm cỏc bỏnh răng trong hộp dầu .do cú sự chờnh lệch về bỏn kớnh giữa cỏc bỏnh răng nờn chỳng ta phải cho dầu ngập ớt nhất phải đỳng bằng chiều cao bỏnh răng lớn nhõt.

Tra bảng 10-17 chọn độ nhớt của dầu bụi trơn bỏnh răng ở 50oClà 116 centistốc hoặc 16 độ Engle.theo bảng 10-20 chọn loại dầu AK-20

7 …Che kớn bộ phận ổ lăn:ta dựng vũng phớt,vũng phớt lắp kiểu hỡnh thang nú cú

thể trỏnh được sự xõm nhập của bụi bặm va tạp chất vào ổ.những chất này làm cho ổ chúng mài mũn và han rỉ cũng như ngăn mỡ chảy ra ngoài.

8… Thiết kế khớp nối trục động cơ :ta sử dụng khớp nối trục đàn hồi để nối trục của

hộp giảm tốc ra băng tải nhờ cú bộ phận đàn hồi cho nờn trục đàn hồi cú khả năng :giảm va đập và chấn động đề phũng cộng hưởng do dao động xoắn gõy nờn và bự lại độ chờnh lệc trục(làm việc như nối trục bự).Nối trục cú bộ phận đàn hồi bằng vật liệu phi kim rẻ và đơn giản,vỡ vậy nú được dựng để truyền mụ men xoắn nhỏ và trung bỡnh.Khi giỏ trị mụ men xoắn lớn thường dựng khớp nối trục cú bộ phận đàn hồi là