đồ án môn học thiết kế chi tiết máy, chương 4 ppsx

Chương 4: TÝnh lùc t¸c dông lªn
trôc
Lùc vßng:
)(3607
54.174*81
67.2*10*55.9*2
*
*10*55.9*2
2
6
12
6
N
dnd
M
P
x

Ν
Lùc h-íng t©m:
P
r
= 2653 * tg20
0
= 1172 (N)
II - Tính toán-Thiết kế- trục và then:
1). Tính đ-ờng kính sơ bộ của các trục:
d
3
n
N

C
(CT 7-2)
Trong đó :
d : Đ-ờng kính trục (mm)
N: Công suất (KW)
C : Hệ số tính toán phụ thuộc vào ứng xuất cho phép, đối với
đầu trục vào và trục truyền chung có thể lấy c = 120
Trục I:
d1
)(17
960
78.2
120
3
mm
Trục II:
d2
)(30
54.174
67.2
120
3
mm
Trục III:
d3

3
25.41
43.2
120

= 47(mm)
Để chuẩn bị cho b-ớc tính gần đúng trong ba trị số d
1
,d
2
, d
3
có thể lấy trị số d
2
=30 (mm), để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình tra
bảng (14p) có đ-ợc chiều rộng của ổ B = 19(mm).
2)
Tính gần đúng
Để tính kích th-ớc chiều dài của trục có thể dựa vào hình vẽ
d-ới và bảng (7-1) ta chọn các kích th-ớc nh- sau:
khe hở giữa các bánh răng c = 10(mm).
Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ lăn l
= 10(mm).
Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp
= 10(mm).
Đ-ờng kính bu lông cạnh ổ để ghép lắp ổ và thân hộp d
1
= 16
(mm) suy ra ta có l
1
= 40 (mm).
Chiều cao bu lông ghép lắp ổ và chiều dầy lắp ổ lấy bằng
16(mm).
Khoảng cách từ lắp ổ đến trục bằng 10(mm).
Chiều rộng bánh răng cấp nhanh b = 55 (mm)

Chiều rộng bánh răng cấp chậm b
1
= 86 (mm).
Tổng hợp các kích th-ớc các phần tử ở trên ta tính đ-ợc chiều
dài các đoạn trục cần thiết nh- sau. a = 73(mm), c = 58 (mm), b =
81(mm).
Hình vẽ:
3.Sơ đồ lực tác dụng lên các bánh răng:
a
e
f
db
c
I
II
III
P1
Pr1
Pa1
Pa2
P2
Pr2
Pr3
P4
P3
Pr4
B). TÝnh gÇn ®óng:
-Trôc I:
P
1

= 1235 (N); P
r1
= 400 (N); P
a
= 196 (N)
C = 58 (mm), a + b = 154(mm), d = 43(mm)
M
x
= 9.55*10
6
).(27655
960
78.2
10*55.9
6
1
1
mmN
n
N

H×nh vÏ:
r
ax
m
uy
ux
m
x
m

52052
19886
27655
b
a
p
p
p
a1
r1
1
r
by
r
bx
r
ay
Tính phản lực ở các gối:










)(271
58

154
2
43
196)154(400
2
)(
0)()(
2
1
11
1
1
1
N
c
b
a
d
Pbap
R
cbaRbaP
d
PM
ar
by
pyraay
.
Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có:
R
ay

+ R
by
- P
r1
= 0 R
ay
= P
r1
R
by
= 400 - 271 = 129 (N).
Xét ph-ơng trình mômen tại điểm A theo ph-ơng x ta có:




bx
RbaPM )(
1ã
(a+b+c) = 0
)(897
212
)154(1235
)(
1
N
c
b
a
baP

R
bx




Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có:
R
ax
+ R
bx
P
1
= 0
suy ra :
R
ax
= P
1
R
bx
= 1235 897 = 338(N)
Tính mô men uấn tại tiết diện chịu tải lớn nhất ở mặt cắt (1-1)
M
uy
= R
ax
(a+b) = 129 *154 = 19886 (N.mm)
M
ux

= R
bx
*c = 897 * 58 = 52052 (N.mm)
Mô men uấn tại tiết diện chịu tải lớn nhất ở mặt cắt (1-1) là:
Mu =
22
MuxMuy
Mu = 55714 (N.mm)
Tính đ-ờng kính trục tại tiết diện (1-1).
d

3
][1.0

td
M
M
td
=
22
75.0
xu
MM
).(7166752052*75.055714 mmNM
td

Chọn vật làm trục là thép 45 suy ra [] = 65
d )(22
65*1.0
71667

3
mm
Do các trục có lắp rẵng then lên đ-ờng kính của trục lấy tăng
lên so với tính toán một ít, chọn d
1
= 25(mm)
-Trục II:
P
2
= 1235 (N); P
r2
= 400(N); P
a2
= 196 (N) ;
P
3
= 3607 (N); P
r3
=1172 (N) ;
M
x
= 9.55*10
6
).(146090
54.174
67.2
10*55.9
6
2
2

mmN
n
N

a = 73 (mm), b = 81 (mm), c= 58 (mm)
Hình vẽ:
c
r2
p
r
cy
d
55991
2
p
r
dy
r
dx
p
r3
p
1
3
p
cx
r
44486
p
a2

290
Tính phản lức ở các gối:
Xét ph-ơng trình mômen tại điểm C ta có:

0)(
2
)(*
2
223
cbaR
d
PbaPaPM
dyarrcy
)(52
212
2
234
*196154*40073*1172
2
)(*
2
223
N
c
b
a
d
PbaPaP
R
arr

dy






m
Cy
= 0:
)(205
123
.
2
2
63
450038.246123.1638
123
.
2
38.123.
121
N
PPP
R
arr
DY

Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có:
R
cy
+R
dy
+P
r2
-P
r3
= 0
R
cy
= P
r3
P
r2
-R
dy
= 767(N)
Xét ph-ơng trình mômen tại điểm C theo ph-ơng x ta có:

0)()(*
23
cbaRbaPaPM
dxcx
R
dx
=


)(2139
212
154*123573*3607
*
23
N
c
b
a
baPaP






Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có:
R
cx
+R
dx

-P
2
-P
3
= 0 R
cx
=P
2
+P
3
-R
dx
= 1235 + 3607 - 2139 =
2703(N)
Tính momen uốn tổng cộng ở những tiết diện nguy hiểm nhất là:
M
u
=
22
MuxMuy
Ơ tiết diện 2-2 ta có:
M
uy
= R
cy
*a = 767 *73 = 55991(N.mm)
M
ux
= R
cx

*a = 2703 *73 = 197319(N.mm)
M
u
= ).(20510919731955991
22
mmN
Ơ tiết diện 3-3:
M
uy
=R
dy
*c = 5*58 = 290 (N.mm)
M
ux
= R
dx
*c = 2139*58 = 124062(N.mm)
M
u3
= ).(3.124062124062290
22
mmN
Chọn vật liệu làm trục là thép 45 suy ra [] =65 (N.mm).
M
td2
= ).(274723197319*75.0205109
22
mmN
d
22

)(35
65*1.0
274723
3
mm
Chọn d
22
= 38 (mm):
M
td3
=
22
124063*75.03.124062

= 163762(N.mm)
d
33
)(30
65*1.0
163762
mm
Chọn d
33
=34 (mm).
Đ-ờng kính lắp ổ lăn:d=30.
-Trục III:
P
4
= 3607 (N) ; P
r4

= 1127 (N) ;
a= 73(mm), b+c = 138 (mm)
M
x
=9.55*10
6
).(562582
25.41
43.2
10*55.9
6
3
3
mmN
n
N

Hình vẽ:
Tính phản lức ở các gối:
Xét ph-ơng trình cân bằng momen đối với điểm E theo ph-ơng y:
rex
rfx
e f
562582
rfy
eyr
4p
p
r4
56064

172645
xm
ux
m
uy
m






0)(*
4
cbaRaPM
fyrey
R
fy
=
)(404
212
73*1172
*
4
N
c
b
a
aP
r

Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có:
R
ey
=P
r4
-R
fy
= 1172 404 =768 (N)
Xét ph-ơng trình cân bằng momen đối với điểm E theo ph-ơng x:






0)(*
4
cbaRaPM
fxex
R
fx
= )(1242
212
73*3607
*
4
N
c

b
a
aP


Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có:
R
ex
=P
4
- R
fx
= 3607 - 1242 = 2365(N)
Tính momen uốn ở tiết diện chịu tải lớn nhất 4-4:
M
u
=
22
MuxMuy
M
ux
=R
ex
*a = 2365*73 = 172645(N.mm)
M
uy
= R
ey
*a = 768*73 = 5604(N.mm)
M

u
= 181520(N.mm)
M
td4
= ).(235169172645*75.0181520
22
mmN
Chọn vật liệu là thép 45 []= 63(N/mm
2
)
d
4
)(35
63*1.0
235169
3
mm
Chọn d
4
= 40(mm)