Chọn vật liệu: Căn cứ vào đặc tính của bộ truyền có tải trọng và va đập trung bình, đảm bảo yêu cầu có độ cứng vững, độ ổn định cao nên ta lựa chọn vật liệu để chế tạo trục là thép 45..
Trang 1Ch-ơng 4: Tính toán và lựa chọn
kết cấu trục
4.1 Chọn vật liệu:
Căn cứ vào đặc tính của bộ truyền có tải trọng và va đập trung bình, đảm bảo yêu cầu có độ cứng vững, độ ổn định cao nên ta lựa chọn vật liệu để chế tạo trục là thép 45
4.2 Tính sơ bộ trục:
Để thuận tiện cho việc tính toán các b-ớc tiếp theo đồng thời
có cơ sở để lựa chọn giá trị một số kết cấu có liên quan ví dụ nh- chiều rộng ổ Đ-ờng kính trục đ-ợc xác định sơ bộ thông qua giá trị momen xoắn tác dụng lên trục theo công thức 10.9 [1]:
3
2 ,
T
Trong đó:
T là momen xoắn, Nmm
là ứng suất xoắn cho phép, MPa
Với trục vít:
mm
15 2 , 0
21 , 27655
3
Với trục lắp bánh vít:
mm
50 2 , 0
66 , 355218
3
Mặt khác, do trục vít đ-ợc lắp với trục động cơ bằng nối trục vòng đàn hồi, vì vậy đ-ờng kính trục vít phải thỏa mãn điều kiện
d dc
d1 0 , 8 1 , 2 với đ-ờng kính trục động cơ d dc 35 mmta sẽ có:
mm
d1 0 , 8 35 28
chọn theo chiều rộng của ổ lăn d1=30mm , b0=19 mm
4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối và điểm đặt lực:
4.3.1 Trục I (trục vít):
Theo bảng 10.4 [1] ta có:
c l b k h l
Trong đó:
Trang 2mm d
l m12 2 1 2 30 60 là chiều dài mayơ nửa khớp nối
mm
b0 19 là chiều rộng ổ lăn
mm
k3 20 khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ
mm
h n 20 chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
l c12 0 , 5 60 19 20 20 79 , 5
Vậy l12 = 79,5 mm
l l 142 , 2 mm
2
4 , 284 2
11
13
4.3.2 Trục II (Trục lắp bánh vít):
Cũng theo bảng 10.4 [1] ta có:
22 0 1 2
22 0 , 5 l b k k
Trong đó:
mm d
l m22 1 , 8 1 1 , 8 30 54 là chiều dài mayơ bánh vít
mm
b0 19 là chiều rộng ổ lăn
mm
k1 15 là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp
mm
k2 15 là khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của hộp
l22 0 , 5 54 19 15 15 66 , 5mm
l12 2 l22 2 66 , 5 133mm
23 21
23 l l c
l c23 0 , 5l m23 b0 k3 h n
Trong đó:
mm
l m23 1 , 5 30 45 là chiều dài mayơ đĩa xích
mm
b0 19 là chiều rộng ổ lăn
mm
k3 20 là khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến nắp ổ
mm
h n 20 là chiều cao nắp ổ và đầu bu lông
l c23 0 , 5 45 19 20 20 72mm ;
mm d
l11 1 , 0 aM2 284 , 4
Trang 3nên l23 133 72 205mm
Sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc bánh răng
đồng trục
4.4 Tải trọng tác dụng lên trục:
Theo các công thức tính lực tác dụng lên trục của bộ truyền trục vít 10.2 [1] ta có:
N d
u T d
T F
264
66 , 355218
2 2
2
2
1 2
2 2
1
tg F F
F t1 a2 a1 2691 0 , 245 0 , 035 773 , 8
F
F
r
r 0 , 35 cos 0 , 245 1022 , 4
035 , 0 245 , 0 cos
035 , 0 cos 2691 cos
cos
cos
1 2
Trong đó:
mm
d2 264 là đ-ờng kính vòng chia bánh vít
Nmm
rad
35 , 0
20 0
là góc prôfin mặt cắt dọc của trục vít
rad
245
,
0
là góc vít
rad
035 ,
0
là góc ma sát
h n
l 23
l 22
l m22
l m12
l 13
k 1
h n
k 3 l m23
k3
Trang 4Ngoài các lực ăn khớp sinh ra ở trên tác dụng lên trục còn có các lực khác nh-:
Frx là lực căng xích sinh ra trong bộ truyền ngoài tác dụng lên trục mang bánh vít Giá trị lực này đã đ-ợc xác định trong phần tính toán về bộ truyền xích F rx 4556N
Frk :là lực h-ớng tâm sinh ra do có sự không đồng tâm của các đoạn trục đ-ợc nối:
t tk
rk
D
T F
3 , 0 3 ,
Trong đó:
Frk :là lực h-ớng tâm tác dụng lên trục tại khớp nối, N
Ftk :là lực vòng tác dụng lên trục tại khớp nối, N
Dt :là đ-ờng kính vòng tròn đi qua tâm các chốt đàn hồi của khớp nối, mm
Giá trị Dt phụ thuộc vào khớp nối đ-ợc chọn theo Tt(momen xoắn tính toán) và d(đ-ờng kính trục)
Nmm T
k
T t 1 , 5 27655 , 21 41482 , 8
d 30 mm
Với k=1,5 là hệ số chế độ làm việc trong tr-ờng hợp áp dụng cho
hệ dẫn động băng tải
Từ các giá trị Tt ,d ta có thể chọn loại nối trục có các kích th-ớc cơ bản nh- sau: Dt=71 mm, dc=10 mm, Z= 6, lc= 42 mm, l1= 20 mm,
l5= 44 mm
- Kiểm nghiệm sức bền dập của vòng đàn hồi:
d
c t d
l d D Z
T
44 10 42 71 6
21 , 27655 5 , 1 2
2
5
- Kiểm nghiệm sức bền uốn của chốt:
u t
c
c u
Z D d
l T
6 71 10 1 , 0
42 21 , 27655 5 , 1 1 , 0
.
3 3
Vậy lực tác dụng lên trục tại vị trí khớp nối là:F rk 233 , 7N
71
21 , 27655 2
.
3
,