TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
1. Chọn khớp nối
Mômen cần truyền là: T = T
đc
= 57122,42 (Nmm)
Đường kính trục động cơ: d
đc
= 38 (mm)
1.1. Tính chọn khớp nối
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục. Ta chọn khớp nối theo điều
kiện:

cf
t kn
cf
t kn
T T
d d

≤


≤


Trong đó:
+ T
t
: Là mômen xoắn tính toán
Theo công thức 16.1[2] ta có: T
t

= k.T
Với k: hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Đối với băng tải
theo bảng 16.1[2] lấy k = 1,2
T: Mômen xoắn danh nghĩa T=57122,42 (Nmm)
Vậy T
t
= 57122,42.1,2= 68546,9 (Nmm)=68,5469 (Nm)
+ d
t
: Đường kính trục cần nối.
[ ]
c
3
t sb
T
d d
0,2
đ
τ
= =
Chọn
[ ]
τ
= 16 (MPa)
=>
3
t
57122,42
d 26,13(mm)
0,2.16

= =
Theo bảng 16.10a[2]. với:
cf
t kn
cf
t kn
T T
d d

≤


≤


Ta được các thông số:

cf
kn
cf
kn
0
T 125(Nm)
d 28(mm)
z =4
D 90(mm)

=

=





=

Tra bảng 16.10 b[2] với
cf
kn
T
=
125 (Nm) ta được:

1
3
c
l 34(mm)
l 28(mm)
d 14(mm)
=


=


=

1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục.

1

k
0
0,2.2.T 0,2.2.55938,53
F 248,62(N)
D 90
= = =
1.3. Bảng các thông số khớp nối:
Thông số Giá trị
Mômen xoắn lớn nhất có thể đạt được (Nm) 125
Đường kính lớn nhất của trục nối (mm) 28
Số chốt 4
Đường kính vòng tâm chốt (mm) 90
Chiều dài phần tử đàn hồi (mm) 28
Chiều dài đoạn congxon của chốt (mm) 34
Đường kính của chốt đàn hồi (mm) 14
2. TÍNH TRỤC
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục.
Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45 có
b
600(MPa)
σ
=
ứng suất xoắn
cho phép
[ ]
12 20(MPa)
τ
= ÷
.
2.2. Xác định sơ bộ đường kính trục.

Theo công thức 10.9[1]/186 ta có đường trục thứ k (k=1,2) được xác
định:

[ ]
k
3
k
T
d
0,2.
τ
≥
.
Trong đó:
T là momen xoắn, Nmm
[τ] là ứng suất xoắn cho phép, Mpa. Chọn [τ] = 15 Mpa
Trục 1 có: T
1
= 55938,53 (N)
=>
3
1
55938,53
d 26,52(mm)
0,2.15
≥ =
Trục 2 có: T
1
= 664798,45 (N)
=>

3
2
664798,45
d 60(mm)
0,2.15
≥ =
Trục 1 là trục và của hộp giảm tốc lắp bằng khớp nối với trục động cơ nên
chọn d
1
theo tiêu chuẩn thỏa mãn:
d
1
= (0,8
÷
1,2).d
đc
= (0,8
÷
1,2).38= (30,4
÷
45,6) (mm)
-Trục 1: chọn d
1
= 35 (mm)
-Trục 2 : chọn d
2
= 65 (mm)
2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực.
Chiều dài trục cũng như khoảng cách giữa các điểm đặt lực phụ thuộc
vào sơ đồ động, chiều dài mayơ của các chi tiết quay, chiều rộng ổ , khe hở cần

thiết và các yếu tố khác. Theo công thức 10.10[1], 10.11[1], 10.13[1] ta có:
- Chiều dài mayơ nửa khớp nối, ta chọn nối trục vòng đàn hồi nên:
l
m12
= (1,4
÷
2,5).d
1
= (1,4
÷
2,5).35= (49
÷
87,5) (mm)
Chọn l
m12
= 50 (mm)
- Chiều dài mayơ đĩa xích :
l
m23
=

(1,2
÷
1,5).d
2
= (1,2
÷
1,5).65 = (78
÷
97,5) (mm)

Chọn l
m23
= 85 (mm)
- Chiều dài mayơ bánh vít:
l
m

22
=

(1,2
÷
1,8).d
2
= (1,2
÷
1,8).65 = (78
÷
117) (mm)
chọn l
m

22
= 95 (mm)
Theo bảng 10.3[1]ta chọn được các thông số sau:
k
1
= 10 (mm) ,k
2
= 8 (mm), k

3
= 15 (mm), h
n
= 20 (mm)
Theo bảng 10.2[1] với:
d
1
= 35 (mm) => Chọn b
01
= 21 (mm)
d
2
= 65 (mm) => Chọn b
02
= 33 (mm)
Khoảng cách giữa các chi tiết quay và các gối đỡ. Theo hình 10.11[1] ta
có:
l
12
= 0,5.(l
m12
+ b
01
) + k
3
+ h
n
=0,5.(50+21) +15+ 20=70,5 (mm)
l
11

= (0,9
÷
1).d
aM2
= (0,9
÷
1).300= (270
÷
300).
 Chọn l
11
= 280 (mm)
11
13
l 280
l 140(mm)
2 2
= = =
l
22
= 0,5.(l
m22
+ b
02
) + k
1
+ k
2
= 0,5.(95+33) +10 +8= 82 (mm)
l

21
= 2.l
22
= 2.82= 164 (mm)
l
c23
= 0,5.( b
02
+ l
m23
) + k
3
+ h
n
= 0,5(33+85) +15 +20= 94 (mm)
l
23
= l
21
+ l
c23
= 164 +94= 258 (mm)
2.4. Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục.
Trục I:
F
k
F
F
F
y

z
x
1
1
1
a
r
t
F
k
= 248,62 (N) F
a1
= 4431,99 (N)
F
r1
= 1631,11 (N) F
t1
= 1107,76 (N)
Trục II:
F
x x
F
x y
F
x
F
r2
F
a2
F

t2
0
10
F
x
= 7593,33 (N) F
r2
= 1631,11 (N)
F
a2
= 1107,76 (N) F
t2
= 4431,99 (N)
2.5. Vẽ biểu đồ mômen cho trục I.
2.5.1. Tính các phản lực tác dụng lên ổ.
Trong mặt phẳng tọa độ Oyz xét các phản lực F
yo
, F
y1
sinh ra bởi các lực
F
r1
, F
a1
.
Ta có phương trình cân bằng:

( )
( )
( )

y0 y1 r1
y0 y1 r1
0 r1 13 a1 y1 11
r1 13 a1
y1
11
Y=F F F 0
F F F 1631,11 N (1)
m F F .l M F .l 0
F .l M
F 2
l
∑ + − =
⇔ + = =
∑ = − − =
−
⇔ =
r
Với:
1
a1 a1
d
M F .
2
=
Với d
1
là đường kính vòng chia trục vít.
Từ (2) ta có:

r1 13 a1
y1
11
80
1631,11.140 4431,99.
F .l M
2
F 182,41(N)
l 280
−
−
= = =
Thay vào 1 ta được : F
y0
= 1448,7 (N)
Trong mặt phẳng O xét các phản lực F
x0
, F
x1
xinh ra bởi lực F
t1
.
Ta có các phương trình cân bằng:

( )
x1 x0 t1 k
0 t1 13 k 12 x1 11
t1 13 k 12
x1
11

X=F F F F 1107,76 248,62 859,14(N)(3)
m F F .l F .l F .l 0
F .l F .l
1107,76.140 248,62.70,5
F 616,48(N)
l 280
∑ + = − = − =
∑ = + − =
+
+
⇔ = = =
r
Thay vào (3) ta có:
F
x0
= 859,14 - 616,48= 242,66 (N)