Đồ án truyền động cơ khí, chương 9 potx

Chương 9: Chọn vật liệu và tính các
l
ực
Chọn vật liệu: Thép C45 có (theo tài liệu tham khảo (3)):
b ch ch
1 1
σ 785MPa,σ 540MPa,τ 324MPa
σ 383MPa,τ 226MPa
- -
= = =
= =
Chọn sơ bộ các ứng suất cho phép( theo tài liệu tham khảo (1) ):
[ ]
( )
[ ]
( )
σ 70 MPa
τ 10 MPa
=
=
( cho trục trung gian )
b.2 Tính sơ bộ trục:
Đường kính sơ bộ:
[ ]
( )
br2
3
3
T 28302,4
d 24,19 mm
0,2. τ 0,2.10

³ = = .
Do đường kính đáy trục vít
C ftv
d d 63,63
= = nên để giảm lượng cắt
gọt khi gia công ta chọn sơ bộ theo tiêu chuẩn
A
d
= 36(mm) tại vị
trí bánh răng,
B D
d d 45(mm)
= = tại hai gối đỡ.
Chọn các kích thước dọc trục theo đường kính sơ bộ:
Khoảng cách giữa 2 ổ lăn: l = 400(mm)
Khoảng cách
f (45 65) f 60(mm)
³ ¸ Þ =
b.3 Kiểm nghiệm:
Trong mặt phẳng Oyz:
( )
tv
ax atv
d 78,75
M F . 3335,6. 131339,25 N.mm
2 2
= = =
( )
rbr2 rtv ax
By

By
By
F .(60 400) F .200 M
R
400
198,34.(60 400) 1214,1.200 131339,25
R
400
R 506,79 N
+ + -
=
+ + -
Þ =
Þ =
Dy rbr2 rtv By
R F F R 198,34 1214,1 506,79 905,65
= + - = + - = (N).
xB rbr 2
M F .60 198,34.60 11900,4(N.mm)
= = =
xC Dy
M R .200 905,65.200 181130(N.mm)
= = = .
T
ại C có bước nhảy mômen.
Trong mặt phẳng Ozx:
( )
tbr 2 ttv
Bx
Bx

F . 60 400 F .200
R
400
544,9.460 626,3.200
R 313,49(N)
400
+ -
=
-
Þ = =
Dx Bx ttv tbr2
R R F F ) 313,49 626,3 544,9 394,89(N)
= + - = + - =
yB tbr2
M F .60 544,9.60 32694(N.mm)
= = =
yC Dx
M R .200 394,89.200 78978(N.mm)
= = =
Ta vẽ được biểu đồ mômen như hình.
T
ừ hình vẽ ta có: tiết diện nguy hiểm nhất: tại C
Mômen uốn tại C:
2 2 2 2
C xC yC
M M M 181130 78978 197599,6(N.mm)
= + = + =
Mômen xoắn tại C:
C
T 28302,4(N.mm)

=
Chọn then tại A theo đường kính trục : then bằng có chiều rộng
b = 10mm, chiều cao h = 8mm, chiều sâu rãnh then trên trục t =
5mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ t
1
=3,3mm.
Ki
ểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Hệ số an toàn phải thoả:
[
]
σ τ
2 2
σ τ
s .s
s s
s s
= ³
+
Trong đó:
Hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:
1
σ
σ a
σ m
σ
σ
s
k .
σ

ψ .σ
ε .β
-
=
+
Với:
1
σ 383MPa
-
=
Các hệ số (theo tài liệu tham khảo (1)):
σ
k 2,3
= ( có ren tại vị trí nguy hiểm C )
β 1,7
=
( phun bi bề mặt trục )
σ
ε 0,78
= ( tra theo đường kính đáy trục vít )
σ
ψ 0,1
= ( trục bằng thép cacbon trung bình)
Do tr
ục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng,
ta có:
Ứng suất uốn trung bình:
m
σ 0
=

Ứng suất uốn lớn nhất:
C
a
C
M
σ
W
=
Mômen cản uốn:
( )
( )
(
)
2
2
3 3
3
C
C
C
C
b.t. d t 10.5. 63,63 5
π.d π.63,63
W 23941,6 mm
32 2.d 32 2.63,63
- -
= - = - =
( )
a
197599,6

σ 8,25 MPa
23941,6
Þ = =
Thay vào:
σ
383
s 26,76
2,3.8,25
0,1.0
0,78.1,7
= =
+
Hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn:
1
τ
τ a
σ m
τ
τ
s
k .
τ
ψ .τ
ε .β
-
=
+
Với:
1
τ 226MPa

-
=
Các hệ số (theo tài liệu tham khảo (1)):
τ
k 1,7
= ( có ren tại C )
β 1,7
=
( phun bi bề mặt trục )
τ
ε 0,74
=
σ
ψ 0,05
= ( trục bằng thép cacbon trung bình)
Do tr
ục quay một chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo
chu kỳ mạch
động, ta có:
C
a m
0
T
τ τ
2W
= =
Mômen cản xoắn:
( )
( )
( )

2
2
3 3
3
C
C
0
C
b.t. d t 10.5. 63,63 5
π.d π.63,63
W 49233,7 mm
16 2.d 16 2.63,63
- -
= - = - =
( )
a m
28302,4
τ τ 0,29 MPa
2.49233,7
Þ = = =
Thay vào:
σ
226
s 417,34
1,7.0,29
0,05.0,29
0,74.1,7
= =
+
Hệ số an toàn chung:

2 2
26,76.417,34
s 26,759
26,76 417,34
= =
+
Giá trị cho phép
[
]
s 3
=
Vậy
[
]
s s
³
. Với
[
]
s 3
=
, ta không cần kiểm tra độ bền cứng.
Kiểm tra dao động trục:
Số vòng quay của trục:
(
)
tv
n 1200 v / ph
=
Số vòng quay tới hạn:

(
)
4 4
C
th
2 2
1025.10 .d 1025.10 .63,63
n 4076,3 v / ph
l 400
= = =
Vậy
t1 th
n n
£ ( thoả điều kiện dao động ).
Kiểm nghiệm then:
Chọn chiều dài then tại A bằng l
t
= 20mm.
Ki
ểm tra then tại A:
Ứnng suất dập:
( )
( ) ( )( )
( )
br2
d
A t
2.T 2.28302,4
σ 52,4 MPa
d . l b . h t 36. 20 10 . 8 5

= = =
- - - -
Ứnng suất dập cho phép của then thép
[
]
(
)
d
σ 100 MPa
= .
Vậy:
[
]
d d
σ σ
£ ( thoả điều kiện bền của then ).