bài giảng môn học thiết kế hệ thống tự động cơ khí, chương 7 pps

Chương 7:

TÍNH TRỤC VÀ TANG

I) Chọn vật liệu chế tạo trục : là thép 45,tôi cải thiện có HB

= 241…285

b=850 (Mpa) và ch=880 (Mpa)

II ) Tính sơ bộ trục:

Đường kính trục xác định bằng mô men xoắn theo công thức

d  3  

2 ,

T với [ ] = 20 (Mpa) Đường kính trục I

d1 = 3

20 2 , 0

Chọn d1 = 25 (mm)

Đường kính trục II

d2 = 3

20 2 , 0

chọn d2=45 (mm)

Đường kính trục III

d3 = 3

20 2 , 0

Chọn d3=75 (mm)

III) Tính chính xác:

a) Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và chi tiết quay:

- Từ đường kính trục xác định gần đúng đường kính ổ lăn

b0 ( tra bảng 10.2 )

d1=25 mm  b01=17 mm

d2=45 mm  b02= 25 mm

d3=75 mm  b03=37 mm

- Ta có:

c = (b03/2) + k1 + k2 +1,3(bw2/2) = 37/2 + 10 + 10 + 1,3.71/2

= 84,65 (mm)

b = 1,3(bw2/2) + k1 + (1,3.bw1/2) = 1,3.71/2 + 10 + 1,3.45/2

=85,4 (mm)

a = 1,3(bw2/2) + k1 + k2 + (b03/2) = 1,3.45/2 + 10 + 10 +37/2

=67.75 (mm)

l1 = Lk1/2+ k3 + hn + b01/2 = 112/2 + 15 + 20 + 17/2

= 99.5 (mm)

l2 =Lk2/2 + k3 + hn + b03/2 = 85/2 + 15 + 20 + 37/2

=96 (mm)

với:

+ k1=10 mm, là khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến thành trong của hộp hoặc khoảng

cách giữa các chi tiết quay + k2 =10 mm, là khoảng cách từ mặt cạnh ổ đến thành trong của ổ

+ b03= 75 mm, là chiều rộng ổ lăn trên trục III + b01= 17 mm, là chiều rộng ổ lăn trên trục I

+ bw1 = 1,3.45/2, là chiều rộng may ơ bánh răng thứ nhất

+ bw2 = 1,3.71/2, là chiều rộng may ơ bánh răng thứ hai

+ lk1 = 112, là khoảng cách từ ổ lăn đến khớp nối vòng đàn hồi

+ lk1 = 85, là khoảng cách từ ổ lăn đến khớp nối

xích con lăn

+ k3 = 15, là khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết

quay đến nắp ổ

+ hn = 20 , là chiều cao nắp ổ và đầu bulông

b) Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục:

+ Trục I : gồm bánh nhỏ cấp nhanh (bánh 1) và khớp

nối vòng đàn hồi

Lực vòng Ft 1=2.TI/dw1= 2.48645/51 = 1908 (N)

Lực hướng tâm Fr1=Ft1.tgtw1=1908.tg20= 694 (N)

Lực hướng tâm do khớp nối vòng đàn hồi tác dụng lên

trục

FxA =(0,2…0,3)TI/Do =

0,25.2.48645/126 = 139 (N)

Với:

+ dw1: đường kính vòng chia bánh răng thứ

nhất

+ Do: đường kính vòng tâm chốt của khớp nối

vòng đàn hồi

-Xác định phản lực

 MxD = (170,05 + 67,75).FyD– 67.75.Fr1 =

O (1)

 MyD = (99,5 + 170,05 + 67,75)FxA

-67,75.Ft1 = O (2)

 Fx = - FxA – FxB – FxD + Fr1 = O (3)

 Fy = - Ft1 + FyB +FyD = O (4)

Từ (1), (2), (3), (4), ta được:

FyB = 198 (N); FyD = 496 (N); FxB = 346 (N); FxD = 1423

(N) -Vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn:

F xA

T (Nmm)

R Bx

R By

F t1

My (Nmm)

Mx (Nmm)

R Dx

R Dy

D C

B A

F r1

33604

96408 13830

48645

y

x

-Tính mô men tương để xác định đường kính tại các tiết diện:

+ Tại A: M = 0  Mtđ = TI = 48645 (N.mm )

dA  3  

1 ,

0 td

70 1 , 0

Với: {} = 70 (Mpa), bảng (7-2)

Chọn: dA = 24 (mm)

+ Tại B: Mx = 0  Mtđ = 2 2

I

y T

M  = 13830 2  48645 2

= 50572

(N.mm )

dB 3  

1 ,

0 td

70 1 , 0

Chọn: dB= dD = 25 (mm), (cùng ổ lăn)

+ Tại C: Mtđ = 2 2 2

x I

M   = 33604 2  48645 2  96408 2

= 113093 (N.mm )

dC 3  

1 ,

0 td

70 1 , 0

Chọn: dC = 27 (mm)

+ Trục II : gồm bánh nhỏ và bánh lớn của trục trung

gian

Lực vòng Ft 11= Ft1 = 1908 (N)

Ft2 = 2TII/dw2 = 2.309935/96 = 6461

(N)

Lực hướng tâm Fr11 = Fr1= 694 (N)

Fr2 = Ft2.tgtw2=6461.tg20= 6461.0,364

= 2351 (N)

Xác định phản lực :

 MxD = -237.8.FyB – 153.15.Fr2 +

67,65.Fr11= O (1)

 MyD = 237,8.FxD – 153,15.Ft2– 67,75.Ft11

= O (2)

 Fx = - Ft2 + FxB + FxD- Ft11 = O (3)

 Fy = Fr11 + FyB +FyD – Fr11 = O (4)

Từ (1), (2), (3), (4), ta được:

FyB = 317 (N);

FyD = 1330 (N);

FxB = 4705 (N);

FxD = 3664 (N)

-Vẽ biểu đồ mômen uôn và xoắn:

T (Nmm)

R Bx

R By

F r11

My (Nmm)

Mx (Nmm)

R Dx

R Dy

a

D C

B

F t11

90107

248236

309935

F r2

F t2

b c

E

y

x

398278 27680

-Tính mô men tương để xác định đường kính tại các tiết diện: + Tại E: Mtđ = 2 2 2

x I

M   =

2 2

2 27860 309925

398278  

= 505421 (N.mm )

dE 3  

1 ,

0 td

65 1 , 0

Với: {} = 65 (Mpa), bảng (7-2)

Chọn: dE = 50 (mm)

+ Tại C: Mtđ = 2 2 2

x I

M   =

2 2

2 901680 309935

= 407185

(N.mm )

dC 3  

1 ,

0 td

65 1 , 0

Chọn: dC= 50 (mm)

+ Tại B, D:

Chọn: dD =dB = 45 (mm)

+ Trục III : gồm bánh lớn cấp nhanh (bánh 4) và khớp

nối xích con lăn

Lực vòng Ft 3= Ft2 = 6461 (N)

Lực hướng tâm Fr3=Ft2 =2351 (N)

Lực hướng tâm do khớp nối vòng đàn hồi tác dụng lên trục

FxA =(0,2…0,3)TIII/Do =

0,25.2.1366936/185

= 3694(N)

Với:

+ Do: đường kính vòng chia của đĩa xích

-Xác định phản lực

 MxD = 237,8.FBy – 153,15.Fr3 = O (1)

 MyD = 333,8FxA -237,8.Ft1 – 153,15 Ft3 =

O (2)

 Fx = - FxA + FxB– FxD + Ft3 = O (3)

 Fy =Fr3- FyB +FyD = O (4)

Từ (1), (2), (3), (4), ta được:

FyB = 1514 (N);

FyD = 837 (N);

FxB = 1024 (N);

FxD = 3791 (N)

-Vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn:

F xA

T (Nmm)

R Bx

R By

My (Nmm)

Mx (Nmm)

R Dx

R Dy

l 2

D C

B A

F r1

128160

580591

a + b c

y

x

534624

1366936

F t1

-Tính mô men tương để xác định đường kính tại các tiết diện:

+ Tại A: M = 0  Mtđ = TIII = 1366986 (N.mm )

dA  3  

1 ,

0 td

65 1 , 0

Với: {} = 65 (Mpa), bảng (7-2)

Chọn: dA = dD = 60 (mm), (cùng ổ lăn)

+ Tại B: Mtđ = 2 2

I

y T

M  = 366936 2  4864535462 1 2

= 1412187

(N.mm )

dB 3  

1 ,

0 td

65 1 , 0

Chọn: dB = 65 (mm)

+ Tại C: Mtđ = 2 2 2

x I

M   =

2 2

2 580591 128160

= 1409732 (N.mm )

dC 3  

1 ,

0 td

65 1 , 0

Chọn: dC = 70 (mm)