Tài liệu Đồ án nguyên lý_chi tiết máy. Phần:Tính toán thiết kế trục pdf

§2.3. THIẾT KẾ TRỤC
2.3.1 Chọn vật liệu:
Chọn vậ liệu chế tạo các trục là thép 45 có , ứng xoắn cho phép  
.
2.3.2 Xác định sơ bộ đường kính trục:
Đường kính trục thứ k với
2.3.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực:
Chiều dài mayơ nửa khớp nối đối với nối trục vòng đàn hồi:
→ Chọn ;
Chiều dài mayơ đĩa xích, mayơ bánh răng:
→ Chọn:
;
;
Theo đường kính các trục, chọn gần đúng chiều rộng ổ lăn .
Với chọn
Với chọn
Với chọn
Bảng 10.3 chọn :
Bảng 10.4 tính được khoảng cách Trên trục thứ k từ gối đỡ O đến chi tiết
quay thứ i (h.10.8)
 Trục I,II:

 Trục III:
Với:
Khoảng cách giữa các gối đỡ:
2.3.4 Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục:
 Trục I:
Lực vòng:
Vị trí đặt lực của bánh 3,4: dương
Trục I quay ngược chiều kim đồng hồ, do đó:
Bánh răng 3,4 là bánh chủ động , do đó:

Hướng răng trên bánh 3: trái; trên bánh 4: phải, do đó:
Trị số và chiều của các lực từ bộ truyền bánh răng trụ tác dụng lên trục I:
 Trục II:
Lực vòng:
Vị trí đặt lực của bánh 2,4: âm; bánh 3: dương
Trục 2 quay cùng chiều kim đồng hồ:
Bánh răng 2,4 là bánh bị động:
Bánh răng 3 là bánh chủ động:
Hướng răng trên bánh 2: phải; trên bánh 4 trái do đó: ; bánh 3
là bánh răng thẳng do đó: .
 Trục III:
Lực vòng:
Vị trí đặt lực của bánh 2: âm
Trục 3 quay ngược chiều kim đồng hồ, do đó:
Bánh răng 2 là bánh bị động:
Hướng răng trên bánh 2 là bánh thẳng:
2.3.5 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục:
 Trục I: tính phản lực tại gối 0,1:
Mặt phẳng xoz:

Mặt phẳng yoz:

l13
l14
l11
F
lx10
F
ly10
F

x13
F
z13
F
y13
F
y14
F
x14
F
z14
F
lx11
F
ly11
0
2
4
1
32041
9435
9435
32041
64073
18573.1
37146.2
Mx (N.mm)
My(N.mm)
Mz(N.mm)
753.9

753.9
1507.6
1507.6
Qy ( N )
Qx ( N )
64073
3
l12
 Trục II: Phản lực tại các gối 0,1:
• Mặt phẳng zox:


• Mặt phẳng zoy:


l22
l24
l21
F
lx20
F
ly20
F
x22
F
z22
F
y22
F
y23

F
x23
F
z23
F
lx21
F
ly21
0
2
3
1
F
x23
F
y23
4
l23
147.75
606.15
606.15
147.75
6279
77788
44753
2994.4
1486.8
1486.8
2994.4
127262

208292.6
127262
113146.7
113146.7
Qy(N)
Mx (N mm)
Qx(N)
My (Nmm)
Mz (N mm)
 Trục III: phản lực tại các gối 0,1:
• Mặt phẳng zox:


• Mặt phẳng zoy:


l11
F
lx30
F
ly30
F
x32
F
y32
F
lx31
F
ly31
0

2
1
F
ry
3
l32
lc33
2061.3
849
3976
199946
282297.2
1486.8
1486.8
144219.6
554445.7
Qy (N)
Mx (N mm)
Qx (N)
My (N mm)
Mz (N mm)
 Tính momen uốn tổng Và momen tương đương :
 Trục I:
 Trục II:
 Trục III:
 Tính đường kính trục tại các tiết diện:
 Trục I:
 Trục II:
 Trục III:
Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và tính công nghệ ta chọn đường

kính các đoạn trục như sau:
2.3.6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi:
 Với thép 45 có ,
,
Bảng 10.7:
 Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất thay đổi theo chu kìđối
xúng, do đó: , . Vì trục quay một chiều nên
ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, do đó:
 Xác định hệ số an toàn ở các tiết diện nguy hiểm của trục:
 Trục I: tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra độ bền mỏi là: các tiết
diện lắp bánh răng (13), ổ lăn (11).
 Trục II: tiết diện nguy hiểm: các tiết diện lắp bánh răng (22), (23),
(24).
 Trục III: tiết diện nguy hiểm: các tiết diện lắp bánh răng(32), lắp ổ lăn
(31), lắp đĩa xích (33).
 Chọn lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6; lắp bánh răng, đĩa xích, nối
trục theo k6 kết hợp với lắp then.
 Kích thước của then: bảng 9.1; trị số của momen cản uốn và momen cản
xoắn: bảng 10.6.
Tiết diện Đường kính trục
W(
13 28 4 1826 3981
22 32 5 2646 5861
23 36 5 3911 8489
32 48 5.5 9403 20255
33 42 5 7611 16557
Trục có 1 rãnh then:
 Xác định các hệ số Và Đối với các tiết diện nguy hiểm:
 Các trục được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm
yêu cầu đạt → hệ số tập trung ứng suất cho

trạng thái bề mặt
 Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt →
 Hệ số tập trung tại rãnh then: (dùng cho dao phay
ngón) →
 Theo bảng 10.10, tra hệ số kích thước ứng với đường kính
của tiết diện nguy hiểm → tỉ số: ,
 Theo bảng 10.11, ứng với các kiểu lắp đã chọn, :
và đường kính của tiết diện nguy hiểm → tỉ số: , Do
lắp căng trên tiết diện này.
 Trên cơ sở đó dùng giá trị lớn hơntrong hai giá trị của Để
tính Và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của Để tính
 Kết quả tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện của ba trục:
Tiết D Tỉ số
Do
Tỉ số
Do
Diện (mm) Rãnh
then
Lắp
căng
Rãnh
then
Lắp
căng
S
11 25 - 2.06 - 1.64 2.12 1.7 - 6.86 6.86
13 28 2 2.06 1.9 1.64 2.12 1.96 2.23 16.6 2.21
22 32 2 2.06 1 1.64 2.13 2.0
3
1.77 17.92 1.76

23 36 2.07 2.06 1.97 1.64 2.13 2.0
3
1.93 21.8
7
1.92
24 32 2 2.06 1 1.64 2.13 2.0
3
1.77 17.92 1.76
31 45 - 2.06 - 1.64 2.12 1.7 3.2
8
5.33 2.79
32 48 2.17 2.06 2.03 1.64 2.23 2.09 2.59 6.03 2.38
33 42 2.17 2.06 1.97 1.64 2.13 2.0
3
- 6.2 6.2
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp:
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp:
Hệ số an toàn tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện:
2.3.7 Tính kiểm nghiệm độ bền của then:
Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm mối ghép
về độ bền dập:
Và độ bền cắt:
Với:
 Kết quả tính kiểm nghiệm then đối với các tiết diện của 3 trục:
D T(N.mm)
28 34
8
4 18573.1 11.6 4.4
32 43 5 113146.7 54.8 16.4
36 49 5 113146.7 42.8 12.8

48 65 5.5 554445.7 101.5 25.4
42 61 5 554445.7 115.4 28.9
Với tải trọng tỉnh và . Vậy tất cả các mối
ghép then đều đảm bảo độ bền dập và độ bền cắt.