luận văn: thiết kế chi tiết máy, chương 8 potx

Chng 8: Kiểm nghiệm trục về độ
bền mỏi
-,Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục II: thép C45 có
b
= 600 MPa
S >[S]
Trong đó
S:là hệ số an toàn tính toán
[S] hệ số an toàn cho phép [S]=1,52,5 ta chọn [S]=2,5
-,Theo (10.19)

22
.


SS
SS
S


Trong đó S

, S

là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và
hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại các tiết diện
s

j
=
mjaj

dj
K





.
1
s

j
=
mjaj
dj
K





.
1
với
+,

-1
,
-1
là giới hạn mỏi uốn và xoáen ứng với chu kỳ đối xứng

-1
= 0,436
b
= 0,436.600 = 261,6 (MPa)


-1
= 0,58
-1
= 0,58.261,6 =151,7 (MPa)
+,


,

:là hệ số kể đến ảnh h-ởng của trị số ứng suet trung bình
dến độ bền mỏi
Theo bảng 10.7 có:



= 0,05



= 0
+,
mjmjajaj

,,, :là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và
ứng suất tiếp tại tiết diện j:
- ,Do trục quay cùng các bánh răng nên ứng suất uốn thay đổi
theo chu kỳ đối xứng, do đó:


aj
=
maxj
=
uj
uj
W
M
;
mj
= 0
- Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu
kỳ mạch động, do đó

mj
=
aj
=
maxj
/ 2 = T
j
/ 2W
oj

- ở đây ta chọn trục II để kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại
các tiết diện 21 và 22.
- Chọn kiểu lắp ghép : các bánh răng, bánh đai, khớp nối theo k6
kết hợp với 1 rãnh then bằng.
- Kích th-ớc then đ-ợc tra theo bảng 9.1a. Trị số của mô men
cản uốn và mô men cản xoắn tra theo bảng 10.6
W
uj
=


j
jj
d
tdbtd
232
2
11
3



W
oj
=


j
jj
d

tdbtd
216
2
11
3



Bảng 6
Tiết diện Đ-ờng
kính trục
b t
1
W
uj
(mm
3
)
W
0j
(mm
3
)

aj

mj

mj
=

aj
21 30 10 5 2128,54 1928 33,73 0 7,55
22 30 10 5 2128,54 3981 48,18 0 7,55
+,k

dj
,k

dj
là hệ số xác định theo (10.25) và (10.26)
y
x
K
K
K
K
dj










1

;
y
x
K
K
K
K
dj










1






;

hệ số kích th-ớc tra bảng 10.10 đ-ợc

=0,88;

=0,81
K
x
: Hệ số tập trung ứng suất.
Theo bảng 10.8 vàvới

b
= 600 và R
a
=2,50,63 k
x
=1,06;
K
y
: Hệ số tăng bền, do không ding các biện pháp tăng bền bề
mặt,do đó hệ số tăng bền K
y
=1
k

;k

là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
Trục có rãnh then theo bảng 10.12 có K

= 1,76 ; K

= 1,54 ( dao
phay ngón )
Trị số k

và k

đối với bề mặt trục có lắp độ dôi tra bảng 10.11
đ-ợc tỷ số

64,1;06,2






kk



328,164,1.81,064,1.
813,106,2.88,006,2.
'
'

k
k
so sánh các trị số k

, k

với
.'
,

kk ta lấy k

=1,813và k

=1,54
Vậy ta có bảng số liệu sau
Bảng 7:
Tiết
diện
d
(mm)
Tỷ



K
Tỷ

K
K

K

K

d
K

d
s

s

s
s
21 30 2,06 1,64 1,813 1,54 2,12 1,96 3,66 10,25 3,54 2,5
22 30 2,06 1,64 1,813 1,54 2,12 1,96 2,76 10.25 2,66
Kết luận : Hệ số an toàn s trên các tiết diện đều lớn hơn s do đó
các trục đều đủ bền mỏi.
V.8. Kiểm nghiệm độ bền của then:
Kiểm nghiệm then trục II:
Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt.


d
= 2T / d.l
t
( h - t

1
)

[
d
]


c
= 2T / d.l
t
.b

[
c
]
Trong đó
+,

d
,
c
ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán
+,[

d
] ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 với mối ghép cố định
và trạng thái làm việc va đập vừa [

d

] =100 (MPa)
+,[

c
] ứng suất cắt cho phép
Với thép C45 có [

c
] = (60 90)/3( MPa) =20 30 (MPa)
chọn [

c
] = 25 (MPa)
+,d là đ-ờng kính trục
+,T mômen xoắn trục II
+,Với then bằng l
t
=(0,8 0,9)l
m
a,Kiểm nghiệm then trục I:
Trục I tại tiết diện nắp then có d=18(mm)
Mômen xoắn trục I :T
1
=16595,79(N.mm)
l
t
=(0,8 0,9)l
m

tại tiết diện 10 ta có
l
t10
=(0,8 0,9)l
m12
=(0,8 0,9)27=21,624,3 (mm)
lấy l
t10
=23(mm)

tại tiết diện 13 ta có
l
t13
=(0,8 0,9)l
m13
=(0,8 0,9)26=20,823,4 (mm)
lấy l
t13
=22(mm)
+,Với d=18(mm) tra bảng 9.1a ta có
b=6(mm) ; h=6(mm) ; t
1
=3,5(mm)
khi đó ta có
ứng suất dập:


d10
=

)(07,32/07,32
5,36.23.18
79,16595.2

.2
2
110
1
MPammN
thld
T
t




<




MPa
d
100



d13
=

MPaMPammN
thld
T
d
t
10053,33/53,33
5,3622.18
79,16595.2
.
.2
2
113
1





ứng suất cắt:


c10
=

MPaMPammN
bld
T
C
t
2536,13/36,13
6.23.18
79,16595.2

.2
2
10
1



c13
=




MPaMPammN
bld
T
C
t
2597,13/97,13

6.22.18
79,16595.2

.2
2
13
1


Kết luận : Các then trục I đều thoả mãn điều kiện bền dập và
bền cắt
b,Kiểm nghiệm then trục II:
Trục II tại tiết diện nắp then có d=30(mm)
Mômen xoắn trục II :T
1
=72104,56 (N.mm)
l
t
=(0,8 0,9)l
m

tại tiết diện 21 ta có
l
t21
=(0,8 0,9)l
m23
=(0,8 0,9)38=30,434,2 (mm)
lấy l
t21
=32(mm)

tại tiết diện 22
l
t22
=(0,8 0,9)l
m22
=(0,8 0,9)40=3236 (mm)
lấy l
t22
=34(mm)
+,Tra bảng 9.1a ta có
b=10(mm) ; h=8(mm) ; t
1
=5(mm)
khi đó ta có
ứng suất dập:


d21
=


)(34,30/34,30
510.32.30
56,72104.2

.2
2
121
2
MPammN

thld
T
t




<




MPa
d
100



d22
=





MPaMPammN
thld
T
d
t

10028,28/28,28
51034.30
56,72104.2
.
.2
2
122
2





ứng suất cắt:


c21
=




MPaMPammN
bld
T
C
t
2502,15/02,15
10.32.30
56,72104.2

.2
2
21
2



c22
=




MPaMPammN
bld
T
C
t
2514,14/14,14
10.34.30
56,72104.2

.2
2
22
2


Kết luận : Các then trục II đều thoả mãn điều kiện bền dập và

bền cắt