tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, chương 6 pptx

Chng 6: Tại tiết diện 2-2
mômen cản uốn W
u1
=
3 2
2 1 2 1
2
. . .( )
32 2.
d b t d t
d


=
3 2
3
.42 12.5.(42 5)
6296( )
32 2.42
mm




1
87711,6
13,9
6296
a

(Mpa);

Tại tiết diện 2-3:
mômen cản uốn W
u1
=
3 2
2 1 2 1
2
. . .( )
32 2.
d b t d t
d


=
3 2
3
.42 12.5.(42 5)
6295, 7( )
32 2.42
mm




1
125379,9
19,9
6295, 7
a

(MPa);
+ứng suất tiếp:
2 0
/ 2 / 2.
a m
T W


Tại tiết diện 2-2:
mômen cản xoắn:

W
0
=
3 2
2 1 2 1
2
. . .( )
16 2.
d b t d t
d


=
3 2
.42 12.5.(42 5)
13569,3
16 2.42

(mm
3
)

1
147754 / 2.13569,3 5, 4
a

(N/mm
2
)
Tại tiết diện 2-3:do có cùng đ-ờng kính trục và rãnh then
nên:


2
147754 / 2.13569,3 5, 4
a

(N/mm
2
)
+. K
adj
=(
/ 1
x
k k

)/
y
k
;
K
tdj
=(
/ 1
x
k k



)/
y
k
;
Trong đó :k
x
- hệ số tập trung ứng suất do trạng thai bề
mặt,tra bảng 10.8(tại tiết diên nguy hiểm cần đạt độ nhẵn bề mặt
R
a
=2,5 0,63

m),ta đ-ợc k
x
=1,1.
Cấc ổ lăn lắp trên trục theo k6 ,kết hợp then

không tăng bền bề mặt ,tra bảng 10.9 có k
y
=1,0.
Tra bảng 10.12 khi gia công trục có
b

=850MPa , rãnh then đ-ợc cắt bằng dao phay ngón có
1,96; 2,07
k k


Hệ số kích th-ớc với d=42,vât liệu thep
cácbon ,lắp có độ dôi
Tra bảng 10.10:
0,85; 0,78




/ 2,07 / 0,85 2,435
k




/ 1,96 / 0,78
k


=2,51.

Tra bảng 10.11 có ;

/ 2,535
k




/ 1,92
k



Vậy chọn :

/ 2,535
k




/ 2,51
k


.
(2,535 1,1 1) /1, 0 2,645
dj
K

(2,51 1,1 1) /1, 0 2,62
dj
K


Nh- vậy ta có :

1
370,6
15, 79
2,645.8,75 0,1.0
s




1
212
17,54
2,62.4,5 0,05.4,5
s



1
2 2
15, 79.17, 64
11,76

15, 79 17, 64
s


1
370,6
7,3
2,645.18,95 0,1.0
s





1
212
17,54
2,62.4,5 0,05.4,5
s



1
2 2
7,3.17,64
6,74
7,3 17,64
s

Vì hệ số an toàn

s
=2,5 3,do đó s>


s
,đảm bảo độ bền mỏi và
không cần kiểm tra độ cứng của trục.
+Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh:
Điều kiện bền tĩnh của trục

2 2
3.
td

.
Trong đó :
3 3
max
/(0,1. ) 125379,9 /(0,1.42 ) 16,9( )
M d MPa



3 3
max
/(0, 2. ) 147754 /(0, 2.42 ) 0,4( )
T d MPa

Thay số ta có :

2 2
16,9 3.0,4 16,91( ) 464( )
td
MPa MPa


Trục thoả mãn độ bền tĩnh.
c. Trục III:
+Lực tác dụng lên trục:
F
t32
= F
t23
= 4409,3 (N);
F
r32
= F
t23
= 1656,8 (N);
F
a32
= F
t23
= 793 (N);
F
k
=F

x33
=(0,2 0,3).2.T
3
/D
c
=(0,2 0,3).667832/160
=1669,6 2504,4(N).
Chọn F
x33
=2087(N);
+Xác định phản lực tại ổ:
-Trong mặt phẳng (yoz):

0 1 32
0 32 32 1 31 32 32
0
. . . / 2 0
y y y r
r y a w
F F F F
m F l F l F d

Thay số ta có :
0 1
1
1656,8 0
1656,8.104,5 793.312,94 / 2 .169 0
y y
y
F F
F







Giải ra ta có:
0
y
F
=-101,9(N);F
y1
=1758,7(N);Chiều F
y0
ng-ợc lại.
-Trong mặt phẳng (xoz):

0 1 32 33
0 33 33 31 32 32 1 31
0

.( ) . . 0
x x x t x
x c t x
F F F F F
m F l l F l F l









Thay số ta có :
0 1
0 1
4409,3 2087 0
4409,3.104,5 2087.(169 78,5) .169 0
x x x
x
F F F
m F

Giải ra ta có:F
x0
=713,4(N);F
x1
=5872,9(N);
+Từ các phản lực đã có ta xác định đ-ợc các mômen t-ơng
đ-ơng tại các tiết diện nh- sau:
M
tđ32
= 598506(Nmm)
M
tđ31
=601117(Nmm)
M
tđ30
=0
Tính đ-ờng kính trục tại tiết diện nguy hiểm(tiết diện d
31
)
d =

3
3
601117
47,8
0,1. 0,1.55
td
M

.
(



tra theo bảng 10.5 tttk hdđ



=55).
Xuất phát từ yêu cầu độ bền ,lắp ghép ,công nghệ, kết cấu ta
chọn đ-ờng kính các doạn trục nh- sau:
Đ-ờng kính ngõng trục lắp với ổ lăn: d
30
=d
31
= 55(mm);
Đ-ờng kính lắp bánh răng: d
32
=57(mm);
Đ-ờng kính lắp khớp: d
33
=50(mm);
+Chọn then và tính kiểm nghiệm then trục III:
-Với d
32
=57(mm) chọn then bằng ,tra bảng 9.1a ta có:
b = 16 (mm), h=10(mm) , t
1

=6(mm) , t
2
=4,3(mm).
- Với d
33
=50(mm) chọn then bằng ,tra bảng 9.1a ta có:
b = 14 (mm), h=9(mm) , t
1
=5,5(mm) , t
2
=3,8(mm).
- Kiểm nghiệm then tại tiết diện lắp bánh răng:
Chọn l
t
=42(mm)
Theo (9.1) :
1
2. 2.667832
139,5( )
. .( ) 57.42.(10 6)
d
t
T
MPa
d l h t




Theo (9.2) :

2. 2.667832
34,5( )
. . 57.42.16
c
t
T
MPa
d l b


Với đặc tính làm việc êm,dạng lắp cố định tra bảng 9.5 có
d

=150(Mpa) và
c

=20 30(Mpa).Nh- vậy then làm việc không đủ
bền .Để đủ bền ta lắp hai then tại tiết diện 3-2.Hai then này đặt
cách nhau 180
0
.
Khi đó
2. 2.667832.0,75
26( )
. . 57.42.16
c
t
T
MPa
d l b

.
Lúc này then làm việc đủ bền.
- Kiểm nghiệm then tại tiết diện lắp khớp:
Chọn l
t
=50(mm).
Theo (9.1) :
1
2. 2.667832
118,8( )
. .( ) 50.50.(9 3,5)
d
t
T
MPa
d l h t




Theo (9.2) :
2. 2.667832
38( )
. . 50.50.14
c
t
T
MPa
d l b

Với đặc tính làm việc êm,dạng lắp cố định tra bảng 9.5 có
d

=150(Mpa) và
c

=20 30(Mpa).Nh- vậy then làm việc không đủ
bền.Ta lắp hai then cho tiết diện
3-3 này.Hai then cũng đặt cách nhau 180
0
Khi đó
2. 2.667832.0,75
28( )
. . 50.50.14
c
t
T
MPa
d l b

.
Lúc này then làm việc đủ bền