- Chọn kiểu lắp ghép : các bánh răng, bánh đai, khớp nối theo k6 kết hợp với 1 rãnh then bằng... Kiểm nghiệm độ bền của then: Kiểm nghiệm then trục II: Điều kiện bền dập và điều kiện bền
Trang 1Chương 8: Kiểm nghiệm trục về độ
bền mỏi
-,Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục II: thép C45 có b = 600 MPa
S >[S]
Trong đó
S:là hệ số an toàn tính toán
[S] hệ số an toàn cho phép [S]=1,5…2,5 ta chọn [S]=2,5
-,Theo (10.19)
2 2
.
S S
S S S
Trong đó S , S là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và
hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại các tiết diện
sj =
mj aj
dj
.
1
sj =
mj aj
dj
.
1
với
+,-1,-1 là giới hạn mỏi uốn và xoáen ứng với chu kỳ đối xứng -1 = 0,436b = 0,436.600 = 261,6 (MPa)
-1 = 0,58-1 = 0,58.261,6 =151,7 (MPa)
+,,:là hệ số kể đến ảnh h-ởng của trị số ứng suet trung bình dến độ bền mỏi
Theo bảng 10.7 có:
= 0,05
= 0
+,aj, aj, mj, mj:là biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện j:
- ,Do trục quay cùng các bánh răng nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:
aj = maxj =
uj
uj
W
M ; mj = 0
- Vì trục quay một chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu
kỳ mạch động, do đó
Trang 2mj = aj = maxj / 2 = Tj / 2Woj
- ở đây ta chọn trục II để kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi tại
các tiết diện 21 và 22
- Chọn kiểu lắp ghép : các bánh răng, bánh đai, khớp nối theo k6
kết hợp với 1 rãnh then bằng
- Kích th-ớc then đ-ợc tra theo bảng 9.1a Trị số của mô men
cản uốn và mô men cản xoắn tra theo bảng 10.6
j
j j
d
t d bt d
2 32
2 1 1
j
j j
d
t d bt d
2 16
2 1 1
Bảng 6
+,kdj,kdj là hệ số xác định theo (10.25) và (10.26)
y
x
K
K K K
dj
1
;
y
x
K
K K K
dj
1
; hệ số kích th-ớc tra bảng 10.10 đ-ợc =0,88; =0,81
Kx : Hệ số tập trung ứng suất
Theo bảng 10.8 vàvới b = 600 và Ra=2,5…0,63 kx=1,06;
mặt,do đó hệ số tăng bền Ky=1
k;k là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
phay ngón )
Trị số k và kđối với bề mặt trục có lắp độ dôi tra bảng 10.11
đ-ợc tỷ số
2 , 06 ; 1 , 64
k
328 , 1 64 , 1 81 , 0 64 , 1
813 , 1 06 , 2 88 , 0 06 , 2
'
'
k
k
Trang 3so sánh các trị số k, k với k' ,k. ta lấy k=1,813và k=1,54
Vậy ta có bảng số liệu sau
Bảng 7:
Tiết
K
Tỷ
Kết luận : Hệ số an toàn s trên các tiết diện đều lớn hơn s do đó các trục đều đủ bền mỏi
V.8 Kiểm nghiệm độ bền của then:
Kiểm nghiệm then trục II:
Điều kiện bền dập và điều kiện bền cắt
d = 2T / d.lt ( h - t1) [d]
c = 2T / d.lt b [c]
Trong đó
+, d ,c ứng suất dập và ứng suất cắt tính toán
+,[d] ứng suất dập cho phép tra bảng 9.5 với mối ghép cố định
và trạng thái làm việc va đập vừa [d] =100 (MPa)
+,[c] ứng suất cắt cho phép
Với thép C45 có [c] = (60 90)/3( MPa) =20 30 (MPa) chọn [c] = 25 (MPa)
+,d là đ-ờng kính trục
+,T mômen xoắn trục II
+,Với then bằng lt=(0,8 0,9)lm
a,Kiểm nghiệm then trục I:
Trục I tại tiết diện nắp then có d=18(mm)
lt=(0,8 0,9)lm
tại tiết diện 10 ta có
lt10=(0,8 0,9)lm12=(0,8 0,9)27=21,624,3 (mm)
lấy lt10=23(mm)
Trang 4tại tiết diện 13 ta có
lt13=(0,8 0,9)lm13=(0,8 0,9)26=20,823,4 (mm) lấy lt13=22(mm)
+,Với d=18(mm) tra bảng 9.1a ta có
b=6(mm) ; h=6(mm) ; t1=3,5(mm)
khi đó ta có
ứng suất dập:
5 , 3 6 23 18
79 , 16595 2
.
.
1 10
t h
l
d
T
t
t h
l
d
T
d t
100 53
, 33 /
53 , 33 5 , 3 6 22 18
79 , 16595 2
.
1 13
ứng suất cắt:
b l d
T
C t
25 36
, 13 /
36 , 13 6
23 18
79 , 16595 2
.
10
b l d
T
C t
25 97
, 13 /
97 , 13 6
22 18
79 , 16595 2
.
13
Kết luận : Các then trục I đều thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt
b,Kiểm nghiệm then trục II:
Trục II tại tiết diện nắp then có d=30(mm)
lt=(0,8 0,9)lm
tại tiết diện 21 ta có
lt21=(0,8 0,9)lm23=(0,8 0,9)38=30,434,2 (mm) lấy lt21=32(mm)
tại tiết diện 22
lt22=(0,8 0,9)lm22=(0,8 0,9)40=3236 (mm) lấy lt22=34(mm)
+,Tra bảng 9.1a ta có
b=10(mm) ; h=8(mm) ; t1=5(mm)
khi đó ta có
ứng suất dập:
Trang 5
5 10 32 30
56 , 72104 2
.
.
1 21
t h
l
d
T
t
t h
l
d
T
d t
100 28
, 28 /
28 , 28 5 10 34 30
56 , 72104 2
.
1 22
ứng suất cắt:
b l d
T
C t
25 02
, 15 /
02 , 15 10 32 30
56 , 72104 2
.
21
b l d
T
C t
25 14
, 14 /
14 , 14 10 34 30
56 , 72104 2
.
22
Kết luận : Các then trục II đều thoả mãn điều kiện bền dập và bền cắt