thiết kế môn học chi tiết máy, chương 11 docx

Chương 11:
Xác đònh đường kính và chiều dài
các đoạn trục
a. Trục I
l
12
= 63,5 [mm]
l
13
= 65,5 [mm]
l
11
= 131 [mm]
Các lực tác dụng : F
r
= 974,6 [N]
F
t11
= 1004,7 [N]
F
r11
= 386 [N]
F
a11
= 237,5 [N]
Vẽ biểu đồ mômen :

61883,925
My[Nmm]
63.5
2

Fr
0
Fx10
Fy10
8550
36169,4
25.0
22577,375
32903,925
Fr11
3
Fa11
Ft11
Fy11
1
Fx11
n1
T1
26.0
194.5
129.0
T1[Nmm]
M
x[Nmm]
20.0
+ Tính toán đường kính trục tại các tiết diện j theo công thức :
d
j
=
3

[1,0/( 
đt
M
Trong đó :
- [
] :ứng suất cho phép của thép chế tạo trục .Thép chế tạo
trục ta chọn là thép 40X có :

b
=850 [MPa]
Ta có đường kính sơ bộ của trục I là : d
1
= 20,5 [mm]
Tra bảng 10.5 ta được : [
] = 67 [MPa]
- M
tđj
:Mômen tương đương tại tiết diện j trên chiều dài trục
M
tđj
=
22
jj
TM 
Với : T
j
: mômen xoắn
M
j
: mômen tổng

M
j
=
22
xjyj
MM 
Suy ra : M
tđ2
= 36169,4[Nmm]
d
2
=17,54 [mm]
Dãy tiêu chuẩn đường kính trong của ổ lăn : [mm]
15 , 17 , 20 , 25 , 30 , 35 , 40 , 45 , 50 , 55 , 60 , 65 , 70 , 80 , 85 ,
90 , 95 , 100
Dãy tiêu chuẩn đường kính trục tại các tiết diện có lắp bánh
đai,bánh răng,bánh vít,đóa xích ,khớp nối : [mm]
10 , 10,5 , 11 , 11,5 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 ,
22 , 24 , 25 , 26 , 28 , 30 , 32 , 34 , 36 , 38 , 40 , 42 , 45 , 48 , 50 ,
55 , 60 , 63 , 65 , 70 , 80 , 85 ,
95 , 100 , 105 , 110 , 120 , 125 , 130 , 140 , 150 , 160
Do tại tiết diện này có lắp bánh đai nên đường kính trục cần lấy
theo tiêu chuẩn
vậy ta lấy d
2
= 20 [mm]
- Ta có : M
0
= M
x0

= 61883,925 [Nmm]
suy ra : M
tđ0
= 71678,76 [Nmm]
d
0
= 22,03[mm]
Do tại tiết diện này lắp ổ do vậy cần phải lấy d
0
theo dãy tiêu
chuẩn đường kính trong của ổ lăn . Do vậy ta chọn d
0
= 25 [mm]
- Ta có : M
3
= 39905 [Nmm]
Suy ra : M
tđ3
= 50730,4 [Nmm]
d
3
= 20,03 [mm]
Tại tiết diện 3 trên trục 1 có lắp bánh răng do vậy đường kính
đoạn trục này cần lấy theo dãy tiêu chuẩn,do còn cần đảm bảo
tính công nghệ tháo lắp vì vậy ta lấy d
3
= 26 [mm]
-Tại tiết diện 1 trên trục 1 có lắp ổ lăn nên ta cũng lấy đường
kính đoạn này theo dãy tiêu chuẩn và ta lấy d
1

= d
0
= 25 [mm]
Đường kính tại các tiết diện trên trục 1
Tiết diện 0 1 2 3
d[mm] 25 25 20 26
b.Trục 2
Các lực tác dụng lên trục:
F
t12
= 1004,7 [N] , F
r12
= 386 [N] , F
a12
= 237,5 [N] ,
F
t21
= 3755 [N] , F
r21
= 1366,7 [N]
Dựa vào các phương trình cân bằng tónh học ta tính được :
F
x20
=89,2 [N] , F
x21
= 2661,1 [N]
F
y20
= 729,7 [N] , F
y21

= 1023 [N]

Biểu đồ mômen:

n2
Ft12
Fx20
0
Fr12
Fa12
2
Fy21
Fr21
3
Ft21
1
F
x21
Ø30.0
Ø25.0
Ø25.0
Ø
3
6
.
0
304.0
233.5
67.5
Fy20

187608,4
6021
M
y[Nmm]
49254,75
34200
72109
M
x[Nmm]
T2[mm]
138934,9
Sử dụng công thức :
d
j
=
3
][1,0/( 
tđ
M
Ta tính đường kính của trục tại các tiết diện j ( các tiết diện có
lắp các chi tiết quay hay là ổ lăn ).
Ta có đường kính sơ bộ của trục 2 là d
2
= 35 [mm]
Tra bảng 10.5 và sử dụng phương pháp nội suy ta được : [
] =
64 [MPa]
Ta có :
M
2

=
2
2
2
2
yx
MM  = 49621,4 [Nmm]
Suy ra : M
tđ2
=
2
2
2
2
TM  = 147530,3[Nmm]
d
2
=
3
)64.1,0/(
tđ2
M = 28,45[mm]
Tại tiết diện 2 của trục 2 có lắp bánh răng do vậy cần lấy d
2
theo dẫy tiêu chuẩn, suy ra ta lấy : d
2
= 30 [mm]
Tương tự ta có : M
3
= 200989,1 [Nmm]

M
tđ3
= 244334,78 [Nmm]
Suy ra : d
3
= 33,67 [mm]
Tại tiết diện 3 của trục 2 có lắp bánh răng lên ta cũng lấy d
3

theo tiêu chuẩn ,ta lấy d
3
= 36 [mm]
Tại tiết diện 0 và 1 của trục 2 là nơi lắp các ổ lăn ,do đó đường
kính trục tại các tiết diện này cũng phải lấy theo dãy tiêu chuẩn
,do vậy ta lấy
d
0
= d
1
= 25 [mm]
Đường kính tại các tiết diện của trục 2
Tiết diện 0 1 2 3
d[mm] 25 30 36 25
c. Trục 3
Các lực tác dụng lên trục 3: F
t22
= 3755 [N] , F
r22
=
1366,7 [N] , F

x33
Lực F
x33
được xác đònh theo công thức:
F
x33
= ( 0,2 0,3 ) 2T
3
/ D
t
Với : - T
3
: Mômen xoắn trên trục 3 , T
3
= 533674,1 [Nmm]
- D
t
: Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt của nối trụ
vòng đàn hồi
Tra bảng 16.10 và sử dụng phương pháp nội suy ta được :
D
t
= 132 [mm]
Suy ra : F
x33
= 1617,2 [N]
Chiều của F
x33
được giả xác đònh sao cho trục 3 ở trạng thái
nguy hiểm nhất,do vậy F

x33
có chiều ngược với F
t22
Sử dụng các phương trình cân bằng tónh học ta xác đònh được
F
x30
= 3511,9 [N]
F
x31
= 1374,9 [N]
F
y30
= F
y31
= 683,35 [N]
Từ biểu đồ mômen ta đi xác đònh đường kính trục tại những mặt
cắt có lắp chi tiết quay hay ổ lăn.
Áp dụng công thức :
d
j
=
3
][1,0/( 
tđj
M
Ta có : M
2
=
2
2

2
2
yx
MM  = 244300,53 [Nmm]
Suy ra : M
tđ2
=
2
3
2
2
TM  = 586933,38 [Nmm]
d
2
=
3
2
][1,0/( 
tđ
M
Với đøng kính trục 3 sơ bộ là :d
3sb
= 50 ,tra bảng 10.5 ta có
:[
] = 55 [MPa]
Vậy : d
2
= 47,43 [mm]
Tương tự trên ta có:
- M

1
= M
y1
= 230451 [Nmm]
M
tđ1
= 581305,176 [Nmm]
Suy ra : d
1
= 47,28
Ta chọn : d
1
= 50 [mm]
- M
3
= T
3
= 533674,1 [Nmm]
Suy ra : d
3
= 44,7 [mm]
Ta lấy d
3
= 45 [mm]
Tiết diện 0 của trục lắp ổ lăn,ta chọn : d
0
= d
1
= 50 [mm]
Do tại tiết diện 2 trên trục 3 lắp bánh răng to của cấp chậm,nên

ta phải lấy d
2
theo dãy tiêu chuẩn và để đảm bảo tính công
nghệ tháo lắp do đó ta lấy
d
2
= 52 [mm]
Đường kính tại các tiết diện trên trục 3
Tiết diện 0 1 2 3
d[mm] 50 50 52 45
Bieåu Ñoà Moâmen
141.0
48176,17
Mx[Nmm]
T
3[Nmm]
M
y[Nmm]
533674,1
50.0
247589,2
230451
45.0
283.5
52.0
T3
Fx30
Fy30
0
Fr22

Ft22
2
n3
1
Fx33
3
Fx31
70.5