luận văn: thiết kế chi tiết máy, chương 7 ppsx

Chng 7: Xác định trị số lực tác
dụng lên các trục
a, Với trục I:
Sơ đồ lực tác dụng nh- hình vẽ
đ
-,Lực tác dụng lên trục của bánh đai F
rđ
=2.F
0
.sin(
1
/2)=217,77(N)
-,Với bánh răng côn 1:
+, Lực vòng F
t1
: F
t1
=

N
d
T
m
64,824
25,40
79,16595.2
.2
1
1

+,Lực h-ớng tâm F

r1
=F
t1
.tg().cos(
1
)=
=824,64.tg(20
0
).cos(12,47
0
)=293,06(N)
+,Lực dọc trục F
a1
: F
a1
=F
t1
.tg().cos(
2
)
=824,64.tg(20
0
).cos(77,53) =64,81(N)
+,Phản lực tại các gối theo các ph-ơng xvà y:
Theo ph-ơng x :ta có M
x1
=

mmN
dF

ma
.30,1304
2
.
11



x
F 0
1
'
11

rxxrd
FRRF (1)

m
1
(F) = -F
rđ
.l
12
+Fr
1
.l
13
+ R
x1'
.l

11
-M
x1
= 0 (2)
Thay các giá trị vào (1)và (2) ta đ-ợc





NRNR
xx
65,259;18,247
'
11

Theo ph-ơng y:ta có
F
y
= R
y1
+F
t1
+
'
1
y
R = 0

m

1
(F) = - F
t1
.l
13
- R
y1'
.l
11
= 0
Thay số vào ta có



NR
NR
RR
y
y
yy
5,508
17,1333
60
64,824.97
64,824
1
'
1
'
11

b,Với trục II:
-,Sơ đồ phân bố lực nh- hình vẽ:

- Lực tác dụng trên trục II:
+,Với bánh răng côn 2 ta có
Lực vòng Ft
2
: Ft
2
= Ft
1
=824,64 (N)
Lực dọc trục Fa
2
: Fa
2
= Fr
1
= 293,06 (N)
Lực h-ớng tâm Fr
2
: Fr
2
= Fa
1
= 64,81 (N)

Mômen do Lực dọc trục Fa
2
tạo ra
M
x2
=

mmN
dF
ma
.46,26668
2
25,40.5,4.06,293
2
.
22

+,Với bánh răng trụ răng nghiêng 3
Lực vòng Ft
3
: Ft
3
=

N
d
T
16,2575
56
56,72104.2

.2
3
2

Lực dọc trục Fa
3
: Fa
3
=






NtgtgF
t
29,493844,10.16,2575.
3


Lực h-ớng tâm Fr
3
: Fr
3
=

NtgFtg
ttw
47,95416,2575.337,20.
3


Mômen do Lực dọc trục Fa
3
tạo ra
M
x3
=

mmN
dF
a
.12,13812
2
56.29,493
2
.
33

+,Lực tác dụng vàoỷtục theo ph-ơng x:
F
x
= R
x2

- Fr
2
+ Fr
3
+
'
2
x
R = 0

m
2
(F) = - Fr
2
.44,5+M
x2
+Fr
3
.93 +
'
2
x
R .139 -M
x3
= 0
Từ hai ph-ơng trình trên ta đ-ợc



NRNR

xx
35,710);(31,179
'
22

+,Lực tác dụng vào trục theo ph-ơng y:

F
y
= R
y2
+ Ft
2
+ Ft
3
+
'
2
y
R
'
= 0

m
2
(F) = Ft
2
.44,5 + Ft
3
.93 + 139.

'
2
y
R = 0
từ đó ta đ-ợc




NRNR
yy
95,1986;85,1412
'
22

c,Trục III:
-,Sơ đồ phân bố lực nh- hình vẽ:

-,Tính lực tác dụng lên trục:
Lực vòng F
t4
: F
t4
=F
t3


N16,2575
Lực dọc trục F
a4

: F
a4
= F
a3


N29,493
Lực h-ớng tâm F
r4
: F
r4
=F
r3
=954,47(N)
Mômen M
x4
do F
a4
tạo ra bằng M
x4
= 48,55248
2
56.4.29,493
2
.
44

dF
a
+,Lực tác dụng vàoỷtục theo ph-ơng x:

F
x
= R
x3
Fr
4
+
'
3
x
R = 0

m
3
(F) = - Fr
4
.93 -M
x4
+
'
3
x
R .139 = 0
Thay các số liệu vào ta đ-ợc

NRNR
xx
07,1036;60,81
'
33

+,Lực tác dụng vào trục theo ph-ơng y:

F
y
= R
y3
- F
kl
+ F
t4
+
'
3
y
R = 0
m
3
(F) = F
kl
.100 F
t4
.93 - 139.
'
3

y
R = 0
Thay các số liệu vào ta đ-ợc





NRNR
yy
05,2632;48,1331
'
33

V.6,Xác định đ-ờng kính và chiều dài các đoạn trục:
Với vật liệu trục là thép C45 có
b
= 600 MPa
-, Mô men uốn tổng M
j
trên tiết diện j:
M
j
=
xjyj
MM
22

-, Mô men t-ơng đ-ơng M
tđj

trên tiết diện j:
M
tđj
=
jj
TM
22
.75,0
-,Đ-ờng kính trục j:d
j
=

3
1,0

tdj
M
với



ứng suất cho phép trị số đ-ợc tra trong bảng 10.5
1,Trên trục I:
Với d
sbI
= 20 mm;
b
= 600 MPa có = 63 MPa ( theo bảng
10.5 )
-,Biểu đồ mômen nh- hình vẽ: (trang bên)

-,Tại tiết diện 10:
M
10
= 0 (N.mm)
M
tđ10
=

mmN.38,1437279,16595.75,0
2

Đ-ờng kính trục tại tiết diện 10
d
10
=

mm16,13
63.2
38,14372
3

-,Tại tiết diện 11:
M
11
=

mmN.58,1154358,115430
2

M

tđ11
=

mmN.17,1843479,16595.75,058,11543
22

d
11
=

mm30,14
63.1,0
17,18434
3

-,Tại tiết diện 12:
M
12
=

mmN.01,3196892,953868,30511
22

M
tđ12
=

mmN.23,3505079,16595.75,001,31968
22

d
12
=
3
63.1,0
23,35050
= 17,72(mm)
-,T¹i tiÕt diÖn 13:
M
I3
=
 
mmN.3,130403,1304
22

M
t®13
=
 
mmN.44,1443179,16595.75,03,1304
22

d
I3
=
 
mm18,13
63.1,0
44,14431
3


VËy ta chän d
10
= d
13
=18(mm); d
11
= d
12
=20(mm)

®
2,Trên tục II:
Với d
sbII
= 30 mm và
b
= 600 MPa có = 63 MPa (theo bảng
10.5)
-,Có biểu đồ mômen nh- hình vẽ (trang bên)
-,Tại tiết diện20:
M
20
= (Nmm)
M
tđ20
= 0(Nmm)
Vậy d
20
=0 (mm)

-,Tại tiết diện21:
M
21
=

mmN.64,7178676,3464773,62871
22

M
tđ21
=

mmN.27,9514556,72104.75,064,71786
22

Vậy d
21
=
3
63.1,0
27,95145
= 24,72(mm)
-,Tại tiết diện22:
M
22
=

mmN.97,10254222,4648870,91399
22

M
tđ22
=

mmN.82,12005956,72104.75,097,102542
22

Vậy d
22
= )(71,26
63.1,0
82,120059
3
mm
-,Tại tiết diện23:
M
23
= 0(N.mm)
M
tđ23
= 0(N.mm)
Vậy d
23
= 0(mm)
Vậy với trục II ta chọn:
d
21
= d
22
=30(mm) ; d

20
= d
23
=25(mm)

3,Trªn tôc III:
Víi d
sbIII
= 40 mm vµ 
b
= 600 MPa cã  = 50 MPa (theo
b¶ng 10.5)
-,Cã biÓu ®å m«men sau:
-,Tại tiết diện30:
M
30
= 0(N.mm)
M
tđ30
=

mmN.25,24325135,280882.75,0
2

Vậy d
30
= )(5,36
50.1,0
25,243251
3

mm
-,Tại tiết diện31:
M
31
= 133146(N.mm)
M
tđ31
= ).(74,27730635,280882.75,0133146
22
mmN
Vậy d
31
=

mm14,38
50.1,0
74,277306
3

-,Tại tiết diện32:
M
32
= ),(46,13031222,4765925,121284
22
mmN
M
tđ32
= ).(92,26981535,280882.75,046,130312
22
mmN

Vậy d
32
=

mm78,37
50.1,0
92,269815
3

Chọn theo yêu cầu lắp ghép và thoả mãn điều kiện đã tính ta
chọn:
d
30
= 38(mm)
d
31
=d
33
=40(mm)
d
32
= 45 (mm)