ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động học, động lực học trong kết cấu máy bào quang, chương 11 pptx

Chương 11: Tính toán trục
Tải trọng tác dụng lên trục 1:
Lực căng đai : F
đ
=236N
Tải trọng tác dụng lên bánh răng:
F
t3
=2T
1
/d
w3
=2.28112/84=669N
F
r3
= F
t3
.
tw
tg

=669.tg20=244N
Tính sơ bộ trục :
19
20.2,0
28112
][2,0
3
3
1



T
d
mm
655,19
25.2,0
37978
][2,0
3
3
1


T
d
mm
9,28
30.2,0
144856
][2,0
3
3
1


T
d
mm
Chọn d
1

=20
d
2
=20
d
3
=30
Chiều rộng sơ bộ ổ lăn b
01
=15
b
01
=15
b
01
=19
Xác đònh chiều rộng các bánh răng
Khoảng cách từ mặt mút chi tiết đến thành trong của hộp hay
khoảng cách giữa các chi tiết quay
k
1
=8mm
Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp:
k
2
=5mm
Khoảng cách từ mặt mút chi tiết quay đến nắp ổ:
k
3
=10mm

Chiều cao nắp ổ và đầu bu lông:
h
n
=20mm
l
1
=2b
w1
+k
1
=2.15+8=38mm
l
2
=l
1
+4=38+4=42mm
l
3
=l
2
+2b
w2
=42+2.15=72mm
l
4
=2b
w5
+k
1
=2.20+8=48mm

l
5
=l
4
+4+2.b
w5
=48+4+2.20=92mm
Xaực ủũnh chieu daứi caực truùc:
Xeựt truùc 2:
l
22
=b
02
/2+k
1
+k
2
+b
w1
/2=15/2+8+5+15/2=28mm
l
23
=l
22
+l
2
+ 2b
w1
/2=28+42+15=85mm
l

24
=l
23
+k
1
+b
w5
/2+b
w1/2
=85+8+20/2+15/2=110,5mm
l
25
=l
24
+l
4
+4+b
w5
=110,5+48+4+20=182,5mm
l
26
=l
25
+ k
1
+b
w5
/2+b
w1/2
=182,5+8+20/2+15/2=208mm

l
27
=l
26
+ l
2
+ 2b
w1
/2=208+42+15=265mm
l
21
=l
27
+ b
02
/2+k
1
+k
2
+b
w1
/2=265+15/2+8+5+15/2=293mm
Xeựt truùc 1:
l
12
=k
3
+l
m12
/2+h+b

01
/2=10+30/2+20+15/2=52,5mm
l
13
=l
22
= b
02
/2+k
1
+k
2
+b
w1
/2=15/2+8+5+15/2=28mm
l
14
=l
23
=85mm
l
15
=l
26
=208mm
l
16
=l
27
=265mm

l
11
=l
21
=293mm
Xeựt truùc 3:
l
32
=l
24
=110,5mm
l
33
=l
25
=182,5mm
l
31
=l
21
=293mm
l
34
=l
31
+ k
3
+l
m12
/2+h+b

01
/2=293+10+1,2.30/2+20+19/2=350,5
11642Nmm
4237Nmm
Mx
27456Nmm
28112Nmm
N
xB
My
Fd
20°
A
Fr3
Ft3
10000Nmm
B
C
yB
G
yG
NxG
MZ
Xét trục 1:
Xét trường hợp ăn khớp ở vò trí thứ nhất:
Tải trọng tác dụng lên trục 1:
Lực căng đai : F
đ
=236N
Tải trọng tác dụng lên bánh răng:

F
t3
=2T
1
/d
w3
=2.28112/84=669N
F
r3
= F
t3
.
tw
tg

=669.tg20=244N
Ta có 2 hệ phương trình:
Hệ phương trình thứ nhất:
N
YB
+N
YD
+F
đ
.Sin20- F
r3
=0
F
đ
.Sin20.l

12
+ F
r3
.l
13
–N
YG
.l
11
=0
Hệ phương trình thứ 2
N
XB
+N
XD
+F
đ
.Cos20- F
t3
=0
F
đ
.Cos20.L
12
+ F
t3
.l
13
–N
XG

.l
11
=0
Từ 2 hệ phương trình trên ta tìm được các ẩn:
N
YB
=125N
N
YG
=38N
N
XB
=343N
N
XG
=104N
Fd
MZ
My
Mx
NxB
20°
A
B
yB
D
yG
NxG
G
4237Nmm

14583Nmm
11642Nmm
38480Nmm
14240Nmm
F
t1
Fr1
Xét trường hợp ăn khớp ở vò trí thứ hai:
Tải trọng tác dụng lên trục 1:
Lực căng đai : F
đ
=236N
Tải trọng tác dụng lên bánh răng:
F
t1
=2T
1
/d
w1
=2.14240/54=527N
F
r1
= F
t3
.
tw
tg

=1041.tg20=192N
Ta có 2 hệ phương trình:

Hệ phương trình thứ nhất:
N
YB
+N
YG
+F
đ
.Sin20- F
r1
=0
F
đ
.Sin20.l
12
+ F
r1
.l
23
–N
YG
.l
11
=0
Hệ phương trình thứ 2
N
XB
+N
XG
+F
đ

.Cos20- F
t1
=0
F
đ
.Cos20.L
12
+ F
t1
.l
23
–N
XG
.l
11
=0
Từ 2 hệ phương trình trên ta tìm được các ẩn:
N
YB
=41N
N
YG
=70N
N
XB
=120N
N
XG
=185N
Fd

MZ
My
Mx
NxB
20°
A
B
yB
19774Nmm
E
yD
NxD
G
4237Nmm
11642Nmm
13954Nmm
38489Nmm
F
t2
Fr2
Xét trường hợp ăn khớp ở vò trí thứ ba:
Tải trọng tác dụng lên trục 1:
Lực căng đai : F
đ
=236N
Tải trọng tác dụng lên bánh răng:
F
t2
=2T
1

/d
w2
=2.19774/68=581N
F
r2
= F
t2
.
tw
tg

=1041.tg20=212N
Ta có 2 hệ phương trình:
Hệ phương trình thứ nhất:
N
YB
+N
YG
+F
đ
.Sin20- F
r1
=0
F
đ
.Sin20.l
12
+ F
r1
.l

26
–N
YG
.l
11
=0
Hệ phương trình thứ 2
N
XB
+N
XG
+F
đ
.Cos20- F
t1
=0
F
đ
.Cos20.l
12
+ F
t1
.l
26
–N
XG
.l
11
=0
Từ 2 hệ phương trình trên ta tìm được các ẩn:

N
YB
=-34N
N
YD
=165N
N
XB
=-92,7N
N
XD
=452N
Fd
My
Mx
NxB
20°
A
B
yB
28112Nmm
yG
NxG
F
G
4237Nmm
11642Nmm
5460Nmm
15064Nmm
F

t4
Fr4
Xét trường hợp ăn khớp ở vò trí thứ tư :
Tải trọng tác dụng lên trục 1:
Lực căng đai : F
đ
=236N
Tải trọng tác dụng lên bánh răng:
F
t4
=2T
1
/d
w4
=2.28112/102=551N
F
r4
= F
t4
.
tw
tg

=551.tg20=200N
Ta có 2 hệ phương trình:
Hệ phương trình thứ nhất:
N
YB
+N
YG

+F
đ
.Sin20- F
r3
=0
F
đ
.Sin20.l
12
+ F
r3
.l
17
–N
YG
.l
11
=0
Hệ phương trình thứ 2
N
XB
+N
XG
+F
đ
.Cos20- F
t3
=0
F
đ

.Cos20.L
12
+ F
t3
.l
17
–N
XG
.l
11
=0
Từ 2 hệ phương trình trên ta tìm được các ẩn:
N
YB
=-76N
N
YG
=195N
N
XB
=-208N
N
XG
=538N
Xác đònh chính xác đường kính các đoạn trục:
Xét trục tại điểm A:
Ta có:
NmmMMM
YAXAA
000

2222
1

NmmMMM
ZAAtd
2434528112.75,00.75,0
222
1
2
11

mm
e
M
d
Atd
A
4,15
67.1,0
52434
].[1,0
33
1
1


Xét trục tại điểm B:
Ta có:
NmmMMM
YBXBB

12389116424237
2222
1

NmmMMM
ZBBtd
2731728112.75,012389.75,0
222
1
2
11

mm
M
d
Btd
B
97,15
67.1,0
27317
].[1,0
33
1
1


Xét trục tại điểm C:
Ta có:
NmmMMM
YBXBc

292202745610000
2222
1

NmmMMcM
ZCtd
3803328112.75,029220.75,0
222
11

mm
M
d
Btd
C
8,17
67.1,0
38033
].[1,0
33
1
1


Xét trục tại điểm D:
Ta có:
NmmMMM
YDXDD
411503848014583
2222

1

NmmMMM
ZDDtd
4295914240.75,041150.75,0
222
1
2
11

mm
M
d
Dtd
D
57,18
67.1,0
42959
].[1,0
33
1
1


Xét trục tại điểm E:
Ta có:
NmmMMM
YEXEE
409403848913954
2222

1

NmmMMM
ZEEtd
4437719774.75,040940.75,0
222
1
2
11

mm
M
d
Etd
E
8,18
67.1,0
44377
].[1,0
33
1
1


Xét trục tại điểm F:
Ta có:
NmmMMM
YFXFF
16023150645460
2222

1

NmmMMM
ZFFtd
2914528112.75,016023.75,0
222
1
2
11

mm
e
M
d
Ftd
F
32,16
67.1,0
52914
].[1,0
33
1
1


Vậy căn cứ vào kết quả trên ta có thể lấy đường kính trục theo
tiêu chuẩn sau:
d
A
=d

B
=d
G
=17mm
d
C
=d
D
=d
E
=d
F
=20mm