tính toán động học hệ dẫn động, chương 8 pot

Chng 8: Kiểm nghiệm trục về độ
bền tĩnh
Điều kiện trục thoả mãn về độ bền tĩnh là:




22
.3
td
.
Trong đó : =M
max
/(0,1.d
3
) = 101625,1/(0,1.40
3
) = 15,8 MPa.

= T
max
/(0,2.d
3
) = 104796/(0,2.40
3
) = 8,2 MPa.
[
] = 0,8.
ch
= 0,8.580 = 464 MPa;
Thay số ta đ-ợc:

MPaMPa
td
4643,212,8.38,15
22


Trục thoả mãn độ bền tĩnh.
Chọn then và nghiệm then
Với đ-ờng kính trục lắp then d = 40 mm ,ta chọn then bằng ,có các
kích th-ớc nh- sau :
b = 12 mm , h = 8 mm , t
1
=5 mm ,
Chiều dài then tại tiết diện d
1
(lắp) : l
t1
=(0,8 . . 0,9) .l
m22
=(0,8 . .
0,9).50 =40 . . 45 mm,
lấy : l
t1
= 40 mm
Chiều dài then tại tiết diện d
2
: l
t2

= (0,8 . . 0,9) .l
m23
=(0,8 . . 0,9)
.55 = 44 . . 49,5 mm
Lấy l
t2
=45 mm.
Kiểm nghiệm độ bền dập của then :
Theo (9.1) :
6,43
)58.(40.40
104796.2
)th.(l.d
T.2
11t
2
1d




MPa
8,38
)58.(45.40
104796.2
)th.(l.d
T.2
12t
2d

MPa
Với tải trọng va đập vừa, dạng lắp cố định ,tra bảng 9.5 ta có ứng
suất dập cho phép của
then : [
] = 50 MPa

vậy
d
< [] đối với cả hai then.
Kiểm nghiệm độ bền cắt của then :
Theo ( 9.2) :
9,10
12.40.40
104796.2
b.l.d
T.2
1t
1c
MPa
7,9
12.45.40
104796.2
b.l.d
T.2
2t
2
2c

MPa
Với tải trọng va đập vừa: [
] = 20 . . 30 MPa
Nh- vậy :
< [] đối với cả hai then.
Kết luận : mối ghép then thoả mãn cả điều kiện dập và điều kiện
cắt ,do đó then làm việc đủ bền .
c. Trục ra của hộp giảm tốc(trục III).
Lực tác dụng nên trục:
F
t3
=2832,3 N F
r3
=895 N
Lực do bộ truyền xích gây ra :F
r
=2058
Xét trong mặt phẳng zoy :









0).2.().().(.
0.2
33313331132313310

13
llFllRllFlRM
RRFFF
ryryAy
yoyrrY
Thay số vào ta có :









05,261.5,71.5,141.895302.5,2058
08955,2058.2
10
1
10
yyo
yyY
RRM
RRF
Giải hệ này ta đ-ợc R
oy
= 539 N R
1y
= 2422,7 N
Xét trong mặt phẳng xoz :

0
0
331323
103
lRlFM
RRFF
xtox
xxtX
Thay số vào ta có :









0172.70.5,2832
03,2832
1

1
10
xo
xxX
RM
RRF
Giải hệ nầy ta đ-ợc R
0x
= 1679,6 N , R
1x
= 1152,7 N
+, Dùng ph-ơng pháp vạn năng ta có :
Mômen uốn theo oy :
Z=0 M
oy
= 0
Z=l
31
=71,5 mm M
oy
=135861 Nmm
Z=l
31
+l
32
=141,5 mm M
oy
=98705 Nmm
Z=l
31

+l
33
=261,5 mm M
oy
=135853,4 Nmm
Mômen uốn theo ox :
Z= l
31
=71,5 mm M
ox
= 0
Z=l
31
+l
32
=141,5 mm M
ox
=117572 Nmm.
Tại thiết diện z=l
31
:

NmmTMM
NmmMMM
td
oyox
207676181369.75,0135861.75,0
135861
222
3
2
11
22
1
Tại thiết diện z=l
31
+l
32
:









NmmTMM
NmmMMM
td
oyox

219629181369.75,07,153711.75,0
7,153511
222
3
2
22
22
2
tính đ-ờng kính trục tại hai thiết diện này :

mm
M
d
mm
M
d
td
td
32
67.1,0
219629
].[1,0
4,31
67.1,.0
207676
].[1,0
33
2
2
3

3
1
1




Xuất phát từ yêu cầu về độ bền công nghệ và kết cấu,chọn :
(Đ-ờng kính các đoạn trục lấy theo đ-ờng kính trục sơ bộ)
Đ-ờng kính trục chỗ lắp bánh răng : d
3
= 50 mm
Đ-ờng kính ngõng trục chỗ lắp với ổ lăn d
0
= 45 mm
Đ-ờng kính trục chỗ lắp đĩa xích d
32
= 38 mm
. Chọn then và tính mối ghép then
Với then lắp trên đoạn trục lắp bánh răng : d
3
= 50 mm ,
ta chọn then bằng ,có các kích th-ớc nh- sau :
b = 14 mm , h =9 mm , t
1
=5,5 mm ,
Với then lắp trên đoạn trục lắp đĩa xích đ-ờng kính trục d
32
= 50
mm ,

Dựa vào bảng9.1a tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta chọn then bằng ,có các
kích th-ớc nh- sau :
b = 12 mm , h = 8 mm , t
1
= 5 mm ,
Chiều dài then tại tiết diện lắp bánh răng : l
t1
= (0,8 0,9) .l
m33
=
50 mm
Chiều dài then tại tiết diện lắp đĩa xích : l
t2
= 0,8.l
m32
= 0,8.60 =
48 mm
Với tải trọng va đập vừa, dạng lắp cố định ,
tra bảng 9.5 tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có ứng suất dập cho phép của
then : [
] = 50 MPa
Kiểm nghiệm độ bền dập của then :
Theo (9.1) ,ta có ứng suất dập của then lắp trên trục đĩa xích:
56
)58.(48.40
181369.2
)th.(l.d
T.2
11t
3

1d




MPa
Vậy :
> [
d
] bố trí hai then đối xứng (cách nhau 180
0
). Khi
đó ứng suất dập của một then là

d
= 0,75 . = 0,75 .56 = 42 Mpa
< [

d
] ,thoả mãn.
Theo (9.1) ,ta có ứng suất dập của then lắp trên trục lắp bánh răng :

5,41
)5,59.(50.50
181369.2
)th.(l.d
T.2
12t
3
2d

MPa
nh- vậy

d
< [] ,thoả mãn
b) Kiểm nghiệm độ bền cắt của then :
Theo ( 9.2) :
7,15
12.48.40
181369.2
b.l.d
T.2
1t
3
1c
MPa

5,11
14.45.50
181369.2

.2
2
3
2

bld
T
t
c

MPa
Với tải trọng va đập vừa : [
] = 20 . . 30 MPa
Nh- vậy :
< [] đối với cả hai then.
Kết luận : mối ghép then thoả mãn cả điều kiện dập và điều kiện
cắt ,do đó then làm việc đủ bền .
IV.chọn và tính toán ổ lăn
1.Chọn và tính ổ lăn cho trục 1:
a.chon loại ổ:
Tải trọng h-ớng tâm ở hai ổ :
F
r0
= 3,256227119
222
0
2
0

zx
RR N
F
r1
= 7,14765697,1362
222

1
2
0

zx
RR N
Tải trọng dọc trục F
a1
=88 N
Do yêu cầu độ cứng cao ,đảm bảo độ chích xác giữa vị trí trục và
bánh răng côn ,chọn ổ
đũa côn 1 dãy .Tra tra bảng P_2.11 tttk hdđ cơ khí tập 1 ,dựa vào
đ-ờng kính ngõng trục
d = 30 mm,ta chọn :
sơ bộ ổ đũa côn cỡ trung có kí hiệu
7306 ,có : C = 40 KN ; C
0
=
29,9 KN ,
= 13,50
0

Sơ đồ bố trí ổ :

0
1
F
r0
F
a2

F
s0
F
s1
F
r1
+, Tính ổ theo khả năng tải động :
C
d
=Q.
m
L
Trong đó :
m :là bậc của đ-ờng cong ; m = 10/3
L_tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay ,
L = 60.n
1
10
-6
.L
h
= 60.1425.10
-6
.16500 = 1410,8( triệu vòng)
Q _ là tải trọng động : Q
i
= (X
i
VF
ri

+ Y
i
.F
ai
)K
t
.K
đ
F
r
,Fa: là tải trọng dọc trục và tải trọng h-ớng tâm .
V_hệ số kể đến vòng quay, vòng trong quay : V = 1 .
K
t
hệ số kể đến ảnh h-ởng của nhiệt độ , lấy K
t
= 1 (vì t
0
<
125
0
)
K
đ
- hệ số tải trọng động ,tra bảng 11.3 ,tải trọng va đập vừa lấy K
đ
= 1,3
X_hệ số tải trọng h-ớng tâm
Y_hệ số tải trọng dọc trục
Ta có:

e = 1,5.tg
= 1,5 .tg13,50
0
=0,36
F
s1
=0,83.e.F
r1
= 0,83.0,36.1476,7=441,2 N
F
s0
=0,83.e.F
r0
= 0,83.0,36 .256,3=76,5 N


2,529882,441
10 atsa
FFF
F
a0
>F
s0
F
ao
= 529,2 N


2,12882,76
01 atsa

FFF
F
a1
< F
s1
F
a
= 441,2 N
Ta có :
i.F
a0
/F
r0
=529,2/256,3=2,06 > e = 0,36
X
1
=0,4 ,Y
1
= 0,4.cotg13
0
50=1,67 ;
Q
0
= (X
0
VF
r0
+ Y
0
.F

a0
)K
t
.K
đ
= (1.1.256,3
+1,67.529,2).1.1,3 =1482,1 N
i.F
a1
/F
r1
=441,2/1476,7 = 0,3 < e = 0,36

X
1
=1 ,Y
1
=0 ;
Q
1
= (X
1
.VF
r1
+ Y
1
.F
a1
)K
t

.K
đ
= (1.1.1476,7+0).1.1,3 =
1919,7 N
Vậy : Q
1
> Q
0
do đó chỉ tính cho ổ 1:
Q = Q
1
=1919,7 N
C
d
= N2,169078,1410.7,1919
3/10
< C = 40 KN
ổ thoả mãn khả năng tải động.
+, kiểm nghiệm ổ về khả năng tải tĩnh :
C
0
Q
t
_là khả năng tải tĩnh của ổ .
Theo (11.19) :Q
1
=X
0
.R
1

+ Y
0
.F
a0
Tra bảng 11.6 tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có : X
0
=0,5 ;Y
0
=
0,22.cotg
= 0,916 .

Q
0
= 0,5. 1476,7 + 0,916. 441,2 = 1142,5 N
Q
1
=F
r1
=1476,7 N

Q
t
=Q
1
=1476,7 N < C
0
=29,9 KN.
Vậy ổ thoả mãn về khả năng tải tĩnh.
Tổng kết :

ổ kí hiệu 7306, có : d =30 mm D = 72 mm
D
1
=58 mm d
1
=50,6 mm B = 19 mm
C
1
=17 mm