luận văn: thiết kế chi tiết máy, chương 7 ppsx

Chương 7: Xác định trị số lực tác

dụng lên các trục

a, Với trục I:

Sơ đồ lực tác dụng nh- hình vẽ

đ

-,Lực tác dụng lên trục của bánh đai Frđ=2.F0.sin(1/2)=217,77(N) -,Với bánh răng côn 1:

+, Lực vòng Ft1: Ft1=  N

d

T

m

64 , 824 25

, 40

79 , 16595 2 2

1

1  

+,Lực h-ớng tâm Fr1=Ft1.tg().cos(1)=

=824,64.tg(200).cos(12,470)=293,06(N)

+,Lực dọc trục Fa1: Fa1=Ft1.tg().cos(2)

=824,64.tg(200).cos(77,53) =64,81(N)

+,Phản lực tại các gối theo các ph-ơng xvà y:

Theo ph-ơng x :ta có Mx1=F a d m 1304 , 30N.mm

2

. 1

1  F x  ' 1 0

1

1   

m1(F) = -Frđ.l12 +Fr1.l13 + Rx1'.l11-Mx1 = 0 (2)

Thay các giá trị vào (1)và (2) ta đ-ợc

R x 247 , 18 N ;R x' 259 , 65 N

1

1     Theo ph-ơng y:ta có 

Fy = Ry1 +Ft1 + '

1

R = 0 m1(F) = - Ft1.l13 - Ry1'.l11 = 0

Thay số vào ta có

 N R

N R

R R

y y

y y

5 , 508

17 , 1333 60

64 , 824 97

64 , 824

1

' 1

' 1 1

















b,Với trục II:

-,Sơ đồ phân bố lực nh- hình vẽ:

- Lực tác dụng trên trục II:

+,Với bánh răng côn 2 ta có

Lực vòng Ft2: Ft2 = Ft1 =824,64 (N)

Lực dọc trục Fa2: Fa2 = Fr1 = 293,06 (N)

Lực h-ớng tâm Fr2: Fr2 = Fa1 = 64,81 (N)

Mômen do Lực dọc trục Fa2 tạo ra

Mx2 = F a d m 26668 , 46N.mm

2

25 , 40 5 , 4 06 , 293 2

. 2

+,Với bánh răng trụ răng nghiêng 3

Lực vòng Ft3 : Ft3=  N

d

T

16 , 2575 56

56 , 72104 2 2

3

2  

Lực dọc trục Fa3: Fa3=F t3.tg   2575 , 16 tg10 , 844 493 , 29 N

Lực h-ớng tâm Fr3: Fr3=tg tw .F t3 tg20 , 337 2575 , 16  954 , 47 N

Mômen do Lực dọc trục Fa3 tạo ra

Mx3=F a d 13812 , 12N.mm

2

56 29 , 493 2

. 3

+,Lực tác dụng vàoỷtục theo ph-ơng x:

Fx = Rx2 - Fr2 + Fr3 + '

2

m2(F) = - Fr2.44,5+Mx2 +Fr3.93 + '

2

R 139 -Mx3= 0

Từ hai ph-ơng trình trên ta đ-ợc

R x 179 , 31 (N);R x' 710 , 35 N

2

2   

+,Lực tác dụng vào trục theo ph-ơng y:

Fy = Ry2 + Ft2 + Ft3 + '

2

R ' = 0 m2(F) = Ft2.44,5 + Ft3.93 + ' 139

2

R = 0

từ đó ta đ-ợc R y 1412 , 85 N ;R y' 1986 , 95 N

2

2    

c,Trục III:

-,Sơ đồ phân bố lực nh- hình vẽ:

-,Tính lực tác dụng lên trục:

Lực vòng Ft4 : Ft4=Ft3 2575 , 16 N

Lực dọc trục Fa4: Fa4= Fa3 493 , 29 N

Lực h-ớng tâm Fr4: Fr4=Fr3=954,47(N)

Mômen Mx4 do Fa4 tạo ra bằng Mx4= 55248 , 48

2

56 4 29 , 493 2

. 4

4 d  

F a

+,Lực tác dụng vàoỷtục theo ph-ơng x:

Fx = Rx3 – Fr4 + '

3

m3(F) = - Fr4.93 -Mx4 + '

3

R 139 = 0 Thay các số liệu vào ta đ-ợc

R x 81 , 60 N ;R x' 1036 , 07 N

3

3    +,Lực tác dụng vào trục theo ph-ơng y:

Fy = Ry3 - Fkl + Ft4 + '

3

R = 0

m3(F) = Fkl.100– Ft4.93 - ' 139

3

R = 0 Thay các số liệu vào ta đ-ợc

R y 1331 , 48 N ;R y' 2632 , 05 N

3

3   

V.6,Xác định đ-ờng kính và chiều dài các đoạn trục:

Với vật liệu trục là thép C45 có b = 600 MPa

-, Mô men uốn tổng Mj trên tiết diện j:

Mj = M2yjM2xj

-, Mô men t-ơng đ-ơng Mtđj trên tiết diện j:

Mtđj = M2j 0 , 75 T2j

-,Đ-ờng kính trục j:dj = 3  

1 ,

0 

tdj

M

với   ứng suất cho phép trị số đ-ợc tra trong bảng 10.5

1,Trên trục I:

Với dsbI = 20 mm; b = 600 MPa có  = 63 MPa ( theo bảng 10.5 )

-,Biểu đồ mômen nh- hình vẽ: (trang bên)

-,Tại tiết diện 10:

M10 = 0 (N.mm)

Mtđ10 = 0 , 75 16595 , 79 2  14372 , 38N mm

Đ-ờng kính trục tại tiết diện 10

d10= 13 , 16 mm

63 2

38 , 14372

-,Tại tiết diện 11:

M11 = 0  11543 , 58 2  11543 , 58N mm

Mtđ11 = 11543 , 58 2  0 , 75 16595 , 79 2  18434 , 17N mm

d11 = 14 , 30 mm

63 1 , 0

17 , 18434

-,Tại tiết diện 12:

M12 = 30511 , 68 2  9538 , 92 2  31968 , 01N mm

Mtđ12 = 31968 , 01 2  0 , 75 16595 , 79 2  35050 , 23N mm

d12 = 3

63 1 , 0

23 ,

35050 = 17,72(mm)

-,T¹i tiÕt diÖn 13:

MI3 = 1304 , 3 2  0 2  1304 , 3N mm

Mt®13 = 1304 , 3 2  0 , 75 16595 , 79 2  14431 , 44N mm

dI3 = 13 , 18 mm

63 1 , 0

44 , 14431

VËy ta chän d10 = d13=18(mm); d11 = d12=20(mm)

®

2,Trên tục II:

Với dsbII = 30 mm và b = 600 MPa có  = 63 MPa (theo bảng 10.5)

-,Có biểu đồ mômen nh- hình vẽ (trang bên)

-,Tại tiết diện20:

M20 = (Nmm)

Mtđ20 = 0(Nmm)

Vậy d20 =0 (mm)

-,Tại tiết diện21:

M21 = 62871 , 73 2  34647 , 76 2  71786 , 64N mm

Mtđ21 = 71786 , 64 2  0 , 75 72104 , 56 2  95145 , 27N mm

Vậy d21 = 3

63 1 , 0

27 ,

95145 = 24,72(mm)

-,Tại tiết diện22:

M22 = 91399 , 70 2  46488 , 22 2  102542 , 97N mm

Mtđ22 = 102542 , 97 2  0 , 75 72104 , 56 2  120059 , 82N mm

Vậy d22 = 26 , 71 ( )

63 1 , 0

82 , 120059

-,Tại tiết diện23:

M23 = 0(N.mm)

Mtđ23 = 0(N.mm)

Vậy d23 = 0(mm)

Vậy với trục II ta chọn:

d21 = d22=30(mm) ; d20 = d23=25(mm)

3,Trên tục III:

Với dsbIII = 40 mm và b = 600 MPa có  = 50 MPa (theo bảng 10.5)

-,Có biểu đồ mômen sau:

-,Tại tiết diện30:

M30 = 0(N.mm)

Mtđ30 = 0 , 75 280882 , 35 2  243251 , 25N mm

Vậy d30 = 36 , 5 ( )

50 1 , 0

25 , 243251

-,Tại tiết diện31:

M31 = 133146(N.mm)

Mtđ31 = 133146 2  0 , 75 280882 , 35 2  277306 , 74 (N.mm)

Vậy d31 = 38 , 14 mm

50 1 , 0

74 , 277306

-,Tại tiết diện32:

M32 = 121284 , 25 2  47659 , 22 2  130312 , 46 (N,mm)

Mtđ32 = 130312 , 46 2  0 , 75 280882 , 35 2  269815 , 92 (N.mm)

Vậy d32 = 37 , 78 mm

50 1 , 0

92 , 269815

Chọn theo yêu cầu lắp ghép và thoả mãn điều kiện đã tính ta chọn:

d30 = 38(mm)

d31 =d33=40(mm)

d32 = 45 (mm)