trong của hộp hoặc khỏng cách giữa các chi tiết quay... VI kiểm nghiệm trục về độ bền mõi Kết cấu vừa đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện thoã mãn điều kiện Sj= 2 2...
Trang 1Chương 8: Tính trục tang
Chọn vật liệu chế tạo trục là gang xám
1) 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 tang
Dt = 3
20 2 , 0
Chọn dt = 75 (mm)
2) 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=75 mm b01= 37 mm
-Ta có:
a = (b03/2) + k1 + k2 +1,3(bw2/2) = 37/2 + 10 +
10 + 1,3.71/2
= 84,65 (mm)
b = lt – 1,3.bw2 = 650 – 1,3.70 = 559 (mm)
= 85,4 (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
Trang 2trong của hộp hoặc khỏng 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 tang
+ bw2 = 1,3.71/2, là chiều rộng may ơ bánh răng thứ hai
+ lk2 = 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
3) Xác định đường kính và chiều dài đoạn trục tang:
SMax = 6313 (N)
-Xác định phản lực
MxE = 823.FtA – 727.FxB = O (1)
MyE = -727.FyB + SMax.84 + SMax.643 = O (2)
Fx = – FxB– FxE + FtA = O (3)
Fy = - 2SMax + FyB +FyE= O (4)
Từ (1), (2), (3), (4), ta được:
FyE = 6313 (N);
FyB = 6313 (N);
FxB = 3263 (N);
FxE = 431 (N)
-Vẽ biểu đồ mômen uốn và xoắn:
Trang 3F xE
T (Nmm)
S Max
My (Nmm)
Mx (Nmm)
R Dx
A B
A
530292
354624 36204
1366936
y
x
F xB
S Max F yB
F yE
b
530292
39082
683468
-Tính mô men tương để xác định đường kính tại các
tiết diện:
+ Tại A:
Chọn: dA = 24 (mm)
+ Tại B: Mtđ = 2 2
I
y T
M = 354624 2 1366926 2 = 1412187 (N.mm )
dB 3
1 ,
0 td
M = 3
65 1 , 0
Chọn: dB= dE = 65 (mm), (cùng ổ lăn)
+ Tại C: Mtđ = 2 2 2
x I
y T M
M = 2
2
2 390828 1366936
= 1517389 (N.mm )
Trang 4dC 3
1 ,
0 td
M = 3
65 1 , 0
Chọn : dC = dD = 70 (mm)
V) Thông số về các trục
+ Đối với trục 1
d10 = 24mm) ; Mtđ10= 48645 (Nmm) ; T10 =
486450 (Nmm)
d11 = 25 (mm) ; Mtđ11= 50572 (Nmm) ; T10 =
486450 (Nmm)
d12 = 30 (mm) ; Mtđ12= 113093 (Nmm) ; T10= 486450
(Nmm)
d13 = d10 = 24 (mm) ; Mtđ13= 0 (Nmm) ; T10= 0 (Nmm)
+ Đối với trục 2
d20 = 45 (mm) ; Mtđ20= 0 (Nmm) ; T20= 0
(Nmm)
d21 = 50 (mm) ; Mtđ21= 505421(Nmm) ; T21=
309935 (Nmm)
d22 = 50 (mm) ; Mtđ22= 407185(Nmm) ; T22= 309935
(Nmm)
d23 = 45 (mm) ; Mtđ23= 0 (Nmm) ; T23= 0 (Nmm)
+ Đối với trục 3
d30 = 60 (mm) ; Mtđ30= 1366986 (Nmm);T30=
1366936 (Nmm)
d31 = 65 (mm) ; Mtđ31= 1412187(Nmm) ;T31=
1366936 (Nmm)
d32 = 70 (mm) ; Mtđ32= 1490732(Nmm) ;T32= 1366936
(Nmm)
d33 = 60 (mm) ; Mtđ33= 0 (Nmm) ; T33= 0 (Nmm)
Trang 5VI) kiểm nghiệm trục về độ bền mõi
Kết cấu vừa đảm bảo độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại các tiết diện thoã mãn điều kiện
Sj=
2 2
.
j j
j j
S S
S S
[S] ; (1) Trong đó : [S] = 2,5 ÷ 3 hệ số an toàn cho phép :
Sj,Sj : hệ số an toàn theo ứng suất pháp, ứng suất tiếp tại cacù điểm nguy hiểm
Sj =
mj aj
dj
k
Sj =
mj aj
dj
k
1 (3) Trong đó :
a) 1, 1: là giớn hạn uốn và xoắn với chu kỳ đối xứng Vì chọn vật liệu trục là thép các bon nên
1
= 0,436.b = 370,6 (Mpa)
1
= 0,58. 1 = 2241, 95 (Mpa)
với
b = 850 (Mpa)
b) aj=
2
min max
: biên độ ứng suất tại các tiết diện c) mj=
2
min max
; biên độ ứng suất pháp trung bình tại các tiết diện
d) aj,mj: biên độ tiếp và biên độ ứng suất trung bình tại các tiết diện
+ Do trục quay 2 chiều , ứng suất uốn và ứng suất tiếp thay đổitheo chu kì đối xứng thì
+ mj= 0 , mj= 0
Trong đó:
b: Chiều rộng then
Trang 6t1 : Chiều sâu rãnh then trên trục
dj : Đường kính trục tại các tiết diện
e) Là hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi
Tra bảng (10.7)-[1], với b = 85 (Mpa), ta được :
= 1 , và = 0,05
f) kd,kd : Là hệ số xác định theo công thức
(10,25) và (10.26)
kdj =[
j
k
+kx-1]/ky (4)
kdj =[
j
k
+kx-1]/ky(5) Với:
kx =1 (Mài Ra=0,32……0,16)(Bảng (10.8)-[1]) Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt
, : Là hệ số kích thước
K , K : là hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và xoắn Tra bảng (10.11)-[1], Ưùng với các đương kính và b = 850 (Mpa)
-Đường kính trục < 30….50
1
1
k =2,1;
1
1
-Đường kính trục nhỏ hơn ( 30….50 )
2
2
k =2,78;
2
2
Với kiểu lắp k6, thì Ky = 1,5 : là hệ số tăng bền bề mặt trục ( Tôi bằng dòng điện có tần cao (bảng (10.9)-[1])
Thay các số liệu (4) và(5) ta thu được
k 1=
5 , 1
11 ,
5 , 1
78 , 2
1
d
kd2=
5 , 1
11 ,
5 , 1
78 , 2
2
d
kd3=
5 , 1
11 ,
5 , 1
78 , 2
3
d
Trang 7kd4=
5 , 1
67 ,
5 , 1
07 , 2
4
d
kd5=
5 , 1
67 ,
5 , 1
07 , 2
5
d
kd6=
5 , 1
67 ,
5 , 1
07 , 2
6
d
kd7=
5 , 1
67 ,
5 , 1
07 , 2
d
Với các thôbg số sau:
+d1 = 20 ; Rãnh then b1= 6; t1= 3,5 +d2= 25;
+d3= 30;
+d4= 50; Rãnh then b2= 6; t2= 4,5 +d5= 60; Rãnh then b3= 6; t3= 7,5 +d6= 65;
+d7= 70; Rãnh then b3= 6; t3= 6
Moment
M1=48645 ; T1= 48465
M3=113093 ; T1= 48465
M4=505421 ; T2= 309935
M6=1412187 ; T3= 1366930
M7=1490732 ; T3= 1366930
Ta tính được
d1 = 20 w1 = 768,1 ; w01 = 1553,47
63
1
a
d2 = 25 w2 =1533,98 ; w02=3067,96
97 , 32
2
a
d3 = 30 w3= 2650,72 ; w03= 5301,44
66 , 42
3
a
d4 = 50 w4=12214,52 ; w04=24486,36
Trang 838 , 41
4
a
d5 = 50 w5=21093,75 ; w05=42299,5
65
5
a
d6 = 65 w6=26961,25 ; w06 = 53922,5
38 , 53
6
a
d7 = 70 w7 =33560,8 ; w07 = 67234,75
42 , 44
7
a
Thay aj,aj,kdj vào (2) và(3) ta được:
S 1 4 , 17 S 1 5 , 15
S 2 7 ' 97 S 2 10 , 82
S 3 6 , 16 S 3 18 , 69
S 4 4 , 84 S 4 10 , 33
S 5 3 , 08 S 5 4 , 05
S 6 3 , 75 S 6 5 , 16
S 7 4 , 5 S 7 6 , 43
Và thay vào (1) ta được các hệ số an toàn :
S1= 3,24 s[ ] 2 , 5 3
S2= 6,42 s[ ] 2 , 5 3
S3= 5,88 s[ ] 2 , 5 3
S4= 4,38 s[ ] 2 , 5 3
S5= 2,54 s[ ] 2 , 5 3
S6= 3,03 s[ ] 2 , 5 3
S7= 3,68 s[ ] 2 , 5 3
Vậy các tiết diện trục đủ bền