bài giảng môn học thiết kế hệ thống tự động cơ khí, chương 7 pps

Chương 7:

TÍNH TRỤC VÀ TANG
I) Chọn vật liệu chế tạo trục : là thép 45,tôi cải thiện có HB
= 241…285

b

=850 (Mpa) và
ch

=880 (Mpa)
II ) Tính sơ bộ trục:
Đường kính trục xác đònh bằng mô men xoắn theo công
thức
d


 
3
.2,0

T
với [

] = 20 (Mpa)
Đường kính trục I
d
1
=
3

20.2,0
48645
= 23 (mm)
Chọn d
1
= 25 (mm)
Đường kính trục II
d
2
=
3
20.2,0
309935
= 42.6 (mm)
chọn d
2
=45 (mm)
Đường kính trục III
d
3
=
3
20.2,0
1366936
= 70 (mm)
Chọn d
3
=75 (mm)
III) Tính chính xác:
a) Xác đònh khoảng cách giữa các gối đỡ và chi tiết quay:

- Từ đường kính trục xác đònh gần đúng đường kính ổ lăn
b
0
( tra bảng 10.2 )
d
1
=25 mm

b
01
=17 mm
d
2
=45 mm

b
02
= 25 mm
d
3
=75 mm

b
03
=37 mm
- Ta có:
c = (b
03
/2) + k
1

+ k
2
+1,3(b
w2
/2) = 37/2 + 10 + 10
+ 1,3.71/2
= 84,65 (mm)
b = 1,3(b
w2
/2) + k
1
+ (1,3.b
w1
/2) = 1,3.71/2 + 10
+ 1,3.45/2
=85,4 (mm)
a = 1,3(b
w2
/2) + k
1
+ k
2
+ (b
03
/2) = 1,3.45/2 + 10
+ 10 +37/2
=67.75 (mm)
l
1
= L

k1
/2+ k
3
+ h
n
+ b
01
/2 = 112/2 + 15 + 20
+ 17/2
= 99.5 (mm)
l
2
=L
k2
/2 + k
3
+ h
n
+ b
03
/2 = 85/2 + 15 + 20
+ 37/2
=96 (mm)
với:
+ k
1
=10 mm, là khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay
đến thành trong của hộp hoặc khoảng
cách giữa các chi tiết quay
+ k

2
=10 mm, là khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến
thành trong của ổ
+ b
03
= 75 mm, là chiều rộng ổ lăn trên trục III
+ b
01
= 17 mm, là chiều rộng ổ lăn trên trục I
+ b
w1
= 1,3.45/2, là chiều rộng may ơ bánh răng
thứ nhất
+ b
w2
= 1,3.71/2, là chiều rộng may ơ bánh răng
thứ hai
+ l
k1
= 112, là khoảng cách từ ổ lăn đến khớp nối
vòng đàn hồi
+ l
k1
= 85, là khoảng cách từ ổ lăn đến khớp nối
xích con lăn
+ k
3
= 15, là khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết
quay đến nắp ổ
+ h

n
= 20 , là chiều cao nắp ổ và đầu bulông
b) Xác đònh đường kính và chiều dài các đoạn trục
:
+ Trục I : gồm bánh nhỏ cấp nhanh (bánh 1) và khớp
nối vòng đàn hồi
Lực vòng F
t 1
=2.T
I
/d
w1
= 2.48645/51 = 1908 (N)
Lực hướng tâm F
r1
=F
t1
.tg
1tw

=1908.tg20= 694 (N)
Lực hướng tâm do khớp nối vòng đàn hồi tác dụng lên
trục
F
xA
=(0,2…0,3)T
I
/D
o
=

0,25.2.48645/126 = 139 (N)
Với:
+ d
w1
: đường kính vòng chia bánh răng thứ
nhất
+ D
o
: đường kính vòng tâm chốt của khớp nối
vòng đàn hồi
-Xác đònh phản lực


M
xD
= (170,05 + 67,75).F
yD
– 67.75.F
r1
=
O (1)


M
yD
= (99,5 + 170,05 + 67,75)F
xA
-
67,75.F
t1

= O (2)


F
x
= - F
xA
– F
xB
– F
xD
+ F
r1
= O
(3)


F
y
= - F
t1
+ F
yB
+F
yD
= O
(4)
Từ (1), (2), (3), (4), ta được:
F
yB

= 198 (N); F
yD
= 496 (N); F
xB
= 346 (N); F
xD
= 1423
(N) -Vẽ biểu đồ mômen uốn và
xoắn:
FxA
T (Nmm)
R
Bx
RBy
Ft1
My (Nmm)
Mx (Nmm)
R
Dx
RDy
l1
c + b a
D
C
BA
Fr1
33604
96408
13830
48645

y
x
-Tính mô men tương để xác đònh đường kính tại các
tiết diện:
+ Tại A: M = 0

M
tđ
= T
I
= 48645 (N.mm )
d
A

 
3
.1,0

td
M
=
3
70.1,0
48645
=19,08 (mm)
Với: {
} = 70 (Mpa), bảng (7-2)
Chọn: d
A
= 24 (mm)

+ Tại B: M
x
= 0

M
tđ
=
22
Iy
TM  =
22
4864513830 
= 50572
(N.mm )
d
B

 
3
.1,0

td
M
=
3
70.1,0
50572
=19.33 (mm)
Chọn: d
B

= d
D
= 25 (mm), (cùng ổ lăn)
+ Tại C: M
tđ
=
222
xIy
MTM 
=
222
964084864533604 
= 113093 (N.mm )
d
C

 
3
.1,0

td
M
=
3
70.1,0
113093
=25,28 (mm)
Chọn: d
C
= 27 (mm)

+ Trục II : gồm bánh nhỏ và bánh lớn của trục trung
gian
Lực vòng F
t 11
= F
t1
= 1908 (N)
F
t2
= 2T
II
/d
w2
= 2.309935/96 = 6461
(N)
Lực hướng tâm F
r11
= F
r1
= 694 (N)
F
r2
= F
t2
.tg
2tw

=6461.tg20= 6461.0,364
= 2351 (N)
Xác đònh phản lực :


M
xD
= -237.8.F
yB
– 153.15.F
r2
+
67,65.F
r11
= O (1)


M
yD
= 237,8.F
xD
– 153,15.F
t2
– 67,75.F
t11
= O (2)


F
x
= - F
t2
+ F

xB
+ F
xD
- F
t11
= O
(3)


F
y
= F
r11
+ F
yB
+F
yD
– F
r11
= O
(4)
Từ (1), (2), (3), (4), ta được:
F
yB
= 317 (N);
F
yD
= 1330 (N);
F
xB

= 4705 (N);
F
xD
= 3664 (N)
-Vẽ biểu đồ mômen uôn và xoắn:
T (Nmm)
R
Bx
RBy
Fr11
My (Nmm)
Mx (Nmm)
R
Dx
RDy
a
D
C
B
Ft11
90107
248236
309935
Fr2
Ft2
b
c
E
y
x

398278
27680

-Tính mô men tương để xác đònh đường kính tại các tiết diện:
+ Tại E: M
tđ
=
222
xIy
MTM  =
222
30992527860398278 
= 505421 (N.mm )
d
E

 
3
.1,0

td
M
=
3
65.1,0
505421
=43.8 (mm)
Với: {
} = 65 (Mpa), bảng (7-2)
Chọn: d

E
= 50 (mm)
+ Tại C: M
tđ
=
222
xIy
MTM  =
222
309935901680248236 
= 407185
(N.mm )
d
C

 
3
.1,0

td
M
=
3
65.1,0
407185
=40,8 (mm)
Chọn: d
C
= 50 (mm)
+ Tại B, D:

Chọn: d
D
=d
B
= 45 (mm)
+ Trục III : gồm bánh lớn cấp nhanh (bánh 4) và khớp
nối xích con lăn
Lực vòng F
t 3
= F
t2
= 6461 (N)
Lực hướng tâm F
r3
=F
t2
=2351 (N)
Lực hướng tâm do khớp nối vòng đàn hồi tác dụng
lên trục
F
xA
=(0,2…0,3)T
III
/D
o
=
0,25.2.1366936/185
= 3694(N)
Với:
+ D

o
: đường kính vòng chia của đóa xích
-Xác đònh phản lực


MxD = 237,8.F
By
– 153,15.F
r3
= O
(1)


M
yD
= 333,8F
xA
-237,8.F
t1
– 153,15. F
t3
=
O (2)


F
x
= - F
xA
+ F

xB
– F
xD
+ F
t3
= O
(3)


F
y
=F
r3
- F
yB
+F
yD
= O
(4)
Từ (1), (2), (3), (4), ta được:
F
yB
= 1514 (N);
F
yD
= 837 (N);
F
xB
= 1024 (N);
F

xD
= 3791 (N)
-Vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn:
FxA
T (Nmm)
R
Bx
RBy
My (Nmm)
Mx (Nmm)
R
Dx
RDy
l2
D
C
BA
Fr1
128160
580591
a + bc
y
x
534624
1366936
Ft1
-Tính mô men tương để xác đònh đường kính tại các
tiết diện:
+ Tại A: M = 0


M
tđ
= T
III
= 1366986 (N.mm )
d
A

 
3
.1,0

td
M
=
3
65.1,0
1366986
=50.8 (mm)
Với: {
} = 65 (Mpa), bảng (7-2)
Chọn: d
A
= d
D
= 60 (mm), (cùng ổ lăn)
+ Tại B: M
tđ
=
22

Iy
TM  =
22
14864535462366936 
= 1412187
(N.mm )
d
B

 
3
.1,0

td
M
=
3
65.1,0
1412187
=60,7 (mm)
Choïn: d
B
= 65 (mm)
+ Taïi C: M
tñ
=
222
xIy
MTM  =
222

1281605805911366936 
= 1409732 (N.mm )
d
C

 
3
.1,0

td
M
=
3
65.1,0
1409732
=61,85 (mm)
Choïn: d
C
= 70 (mm)