thiết kế trục THIẾT kế hộp GIẢM tốc HAI cấp hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh có bản vẽ đi kèm để lại tin nhắn nhận bản vẽ

THIẾT KẾ TRỤC
A.CHỌN VÀ TÍNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU CỦA TRỤC
Vật liệu chế tạo trục là thép C45 tôi cải thiện
Giới hạn bền: σb = 850 MPa
Trị số ứng suất uốn cho phép: [σ ] = 63 MPa

Ứng suất xoắn cho phép:

[ τ ] = 15...30

MPa.

1.Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức:
d≥

3

T
0, 2.[ τ ]

Trục 1:
d1 = 33 mm
Trục 2:
d2 = 55 mm
Trục 3:
d3 = 80 mm
Do lắp bánh đai vào đầu vào trục động cơ điện nên ta không cần quan tâm đến đường
kính trục động cơ điện.
2.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:
2.1. Theo sách TTTKHDĐCK -Tập 1 ta chọn chiều rộng ổ lăn tương ứng:
b01 = 21 mm, b02 = 29 mm, b03 = 39 mm

2.2. Chiều dài mayer bánh đai:
lm12 = (1,2 ÷ 1,5 ).d1
2.3. Chiều dài mayer bánh răng:
lm22 = (1,2 ÷ 1,5 ).d2
lm13 = lm24 = lm22
lm32 = (1,2 ÷ 1,5 ).d3
2.4. Chiều dài mayer nửa khớp nối:
lm33 = (1,4 ÷ 2,5 ).
Chọn trị số k1, k2, k3, hn:


3. Vẽ phác hộp giảm tốc,xác định khoảng cách giữu các gối đỡ và điểm đặt lực
Trục II :
Sơ đồ tính khoảng cách:
l2
l2
l2
l2

l
l

k
l

l22 = 0,5.(lm22 + b02 ) +k1 2++ k2
l23 = l22 + 0,5.(lm22 + lm23) +k1
l24 = 2.l23 – l22

l21 = 2.l23


Trục III :
Sơ đồ tính khoảng cách

l32

l31

l33

l32 = l23
l31 = l21
l33 = 2.l32 + lc33 = 2.l32 + 0,5.(lm33 + b03) + k3 + hn


Trục I :
Sơ đồ tính khoảng cách :

l11 = l21
l13 = l24
l12 = l22
l1d = lc12 = 0,5.(lm12 + b01) + k3 + hn


II. tính toán thiết kế trục
1.Vẽ sơ đồ trục sơ đồ chi tiết quay và lực từ các chi tiết quay tác dụng lên trục
+ Chọn hệ tọa độ Oxyz như hình thì ta có sơ đồ phân tích lực chung:

l1d

l13

l12

l11
lm13

lm12

l23

b23

lm22

l22

l24

lm23
l21

l32
l31

lm24

+ Tính các lực vòng, lực dọc trục, lực hướng tâm:

Ft1 = Ft2 =
Fr1 = Fr2 = Fr3 = Fr4
Fa1 = Fa2 = Fa3 = Fa4

Ft5 = Ft6 =
Fr5 = Fr6
Lực vòng do đai tác dụng lên trục ra là:

Fr = 898

N

Fdx = Fr .sin α
N

Fdy = Fr .cosα
N
Lực tại khớp nối giữa trục vào và trục động cơ là:
_ Lực từ khớp nối tác dụng lên trục 3 :
Ftk = (0, 2 ÷ 0,3).

Với

Dt = 105

2.T3
Dt

N

( theo sách TTTKHDĐCK - Tập 2 )


2.Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục :
*. Trục 1 :
a.Xác định lực tại vị trí các ổ đỡ
∑ m0y = − Fdx .l1d − Ft 1.l12 − F t 2 .l13 + Fx1.l11

∑ Fx = Fx0 + Fx1- Ft1 − Ft2 + Fdx = 0

∑ Fy = Fy 0 + Fy1 + Fdy − ( Fr1 + Fr 2 ) = 0

0
∑ mx = − Fdy .l1d − Fr 1.l12 − Fr 2 .l13 + Fy1.l11 + Fa1.r1 − Fa 2 .r1

b.Xác định Momen uốn và xoắn.
Mặt cắt tại vị trí 1-1.

 M x1 = − Fdy .l1d


 M y1 = Fdx .l1d

Mặt cắt tại vị trí 1-2

 M x 2 = − Fdy .(l1d + l12 ) − Fy 0 .l12 − Fa1. dω 2



 M y 2 = − Fdx .(l1d + l12 ) − Fx 0 .l12


Mặt cắt tại vị trí 1-3.

 M x 3 = − Fy1.(l11 − l13 ) − Fa 2 . dω 2


 M y 3 = − Fx1.(l11 − l13 )



*. Trục 2 :
a.Xác định lực tại vị trí các ổ đỡ
b.Xác định Momen uốn và xoắn.
*. Trục 3 :

3.Tính chính xác đường kính các đoạn trục :

*. Trục 1 :
Với

[σ ] = 65MPa

+Tại tiết diện 1-0 ( đai ) :
M 0 = M x20 + M y20 = 0

(N.mm)
M td 0 = M 02 + 0, 75.T12

d0 =

3

M td 1
0,1.[ σ ]

theo tiêu chuẩn lấy d0 = 25 mm


+Tại tiết diện 1-1 ( ổ O ) :
M 1 = M x21 + M y21

M td 1 = M 12 + 0, 75.T12

d1 =

3

M td 1
0,1.[ σ ]

theo tiêu chuẩn lấy d1 = 30 mm
+Tại tiết diện 1-2 ( bánh răng 1 ) :
M 2 = M x22 + M y22
M td 2 = M 22 + 0, 75.T12

d2 =

3

M td 2
0,1.[ σ ]

theo tiêu chuẩn lấy d2 =35 mm
+Tại tiết diện 1-3 ( bánh răng 2 ) :
M 3 = M x23 + M y23
M td 3 = M 32 + 0, 75.T12

d3 =

3

M td 3
0,1.[ σ ]

theo tiêu chuẩn lấy d3 =35 mm để cho phù hợp với chỗ lắp bánh răng 1
+Tại tiết diện 1-4 ( ổ lăn 1 ) :


Vỡ ti 1 khụng chu mụmen un v xon (hỡnh v) nờn chn ng kớnh ging
nh 0.
d4=30 mm

*. Trc 2 :
Vi

[ ]=55

*. Trc 3:

Vi

[ ]=50

III.Kim nghim trc
1.Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 1:
Nhận thấy có 2 tiết diện nguy hiểm là tiết diện qua 1-2 và qua 1-3
Tại tiết diện qua 1-2(Chỗ lặp bánh răng 1) ta có:
+Mô men uốn toàn phần:
M u = Mx22 + My22 = 142655

Nmm
+Mô men xoắn: T
Vậy mô men cản uốn và cản xoắn là:
= 0,1.d3


0 = 2.

ứng suất uốn: u =

ứng suất xoắn =

Mu


T1
2.0

Trục làm bằng thép C45 nên ta có:
Giới hạn mỏi uốn: -1 = 256,2(MPa)
Giới hạn mỏi xoắn:-1 =152,5(MPa)
Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) sach CTM tõp 2, đối với rãnh then
của trục có giới hạn bền b 700 Mpa. Ta có k = 1,75; k = 1,6.
Tra bảng (15.2) sach CTM tõp 2, ta có hệ số kích thớc = 0,77; = 0,88.
Đối với thép Cácbon, hệ số ảnh hởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy
= 0,1; = 0,05.
Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén
gây ra, ta có a = u = 32,8MPa; m = 0 .
Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:
s =

1

k
+
a m

Mặt khác ở đây do a = m = max= 6,39 Mpa nên hệ số an toàn xét
riêng ứng suất xoắn là:


s =

1

k
+
a m

.

Vậy theo (15.3) sach CTM tõp 2 ta có hệ số an toàn tại B là:
s=

s s
s2 + s2

Do S >[S] = (1,5 .. 2,5) nên trục thoả mãn điều kiện uốn, xoắn tại tiết diện 1-2.
*Tại tiết diện qua 1-3 (chỗ lắp bánh răng 2) ta nhận thấy rằng
+Mô men uốn toàn phần:
M u = Mx32 + My32

+Mô men xoắn: T
= 0,1.d3

0 = 2.

ứng suất uốn: u =

ứng suất xoắn =

Mu


T1
2.0

Trục làm bằng thép C45 nên ta có:

Giới hạn mỏi uốn: -1 = 256,2(MPa)
Giới hạn mỏi xoắn:-1 =152,5(MPa)


Hệ số tập trung ứng suất thực tế, tra bảng (15.3) sach CTM tõp 2, đối với rãnh then
của trục có giới hạn bền b 700 Mpa. Ta có k = 1,75; k = 1,6.
Tra bảng (15.2) sach CTM tõp 2, ta có hệ số kích thớc = 0,77; = 0,88.
Đối với thép Cácbon, hệ số ảnh hởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi lấy
= 0,1; = 0,05.
Coi ứng suất uốn thay đổi theo chu trình đối xứng, bỏ qua ứng suất kéo hoặc nén
gây ra, ta có a = u =26,46MPa; m = 0 .
Vậy có hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn:
s =

1

k
+
a m

Mặt khác ở đây do a = m = max= 3,2 Mpa nên hệ số an toàn xét riêng ứng suất
xoắn là:
s =

1
k
+
a m

.

Vậy theo (15.3) sach CTM tõp 2 ta có hệ số an toàn tại B là:
s=

s s
s2 + s2

Do S >[S] = (1,5 .. 2,5) nên trục thoả mãn điều kiện uốn, xoắn tại tiết diện 1-3.

2.Kiểm nghiệm hệ số an toàn về mỏi của trục 2:


3.KiÓm nghiÖm hÖ sè an toµn vÒ mái cña trôc 3: