Chương 5: Tính chính xác trục Trong quá trình tính tính gần đúng ta ch-a kể đến ứng suất tập trungnh- góc l-ợn , dãnh then và ch-a kể đến nhân tố ảnh h-ởng đến ảnh h-ởng giới hạn mỏi , ả
Trang 1Chương 5: Tính chính xác trục
Trong quá trình tính tính gần đúng ta ch-a kể đến ứng suất tập trungnh- góc l-ợn , dãnh then và ch-a kể đến nhân tố ảnh h-ởng
đến ảnh h-ởng giới hạn mỏi , ảnh h-ởng của kích th-ớc tuyệt đối , của hình dáng cấu tạo chi tiết , của chất l-ợng bề mặt
ở đây ta chỉ kiểm nghiệm tại hai tiết diện mặt cắt nguy hiểm
là a-a đối với trục I và e-e đối với trục III
Tính chính xác trục theo công thức:
n =
2 2
.
n n
n n
[n]
n :là hệ số an toàn chỉ xét riêng cho ứng suất pháp
n =
m a
K
1
n : hệ số an toàn chỉ xét riêng cho ứng suất tiếp
n =
m a
K
1
Do trục quay nên ứng suất biến đổi theo chu kỳ đối xứng
Nên ta có công thức:
a=max=-min=
W
M ; m=0
Mu là momen uốn tại tiết diện tính
là biên độ ứng xuất pháp sinh ra tại tiết diện của trục
W là momen chống uốn tại tiết diện tính
n=
a σ
σ σ β ε k σ
*
1
mặt khác do bộ truyền làm việc một chiều nên ứng xuất tiếp
(soắn)biến đổi theo chu kỳ mạch động
Trang 2max
* 2
M τ
τ
m
a
là trị số trung bình của ứng xuất tiếp
a là biên độ ứng xuất tiếp sinh ra tại tiết diện của trục
Ta có:
- 1 = 0.45 * b = 0.45*600 = 270 (N/mm2) (Vì vật liệu làm trục là thép 45 nên có b=600 (N/mm2))
-1 là giới hạn mỏi soẵn tính nh- sau:
-1 = 0.25*b= 0.25*600 = 150 (N/mm2)
3330
mm N W
M u
(W = 3330 mm3 do tra bảng 7 – 3b)
7190
* 2
124062 2
2 0
mm N W
M x
(W = 7190 mm3 do tra bảng (7 – 3b) Chọn hệ số và theo vật liệu đối với thép các bon trung bình:
= 0.1 và = 0.05
hệ số tăng bền = 1
Chọn hệ số và là hệ số kích th-ớc sét đến ảnh h-ởng của kích th-ớc thiết diện trục đến giới hạn mỏi tra bảng 7- 4 lấy: = 0.86 và = 0.75 tra bảng (7 – 8 )
Tập trung ứng xuất do rãnh then:
K =1.63, K =1.5 tỷ số 1 9
86 0
63 1
*
K
β
ε σ
σ
2 75 0
5 1
*
K
β
ε ι
τ
Tập trung ứng xuất do lắp căng với kiểu lắp T3 áp xuất sinh ra trên bề mặt ghép 30(N.mm) tra bảng (7 – 10)
σ
σ
ε
K = 2.6
1 0 6 1
σ
σ
ε
K ι
ι K
Trang 3thay các trị số vào công thức tính n và n ta đ-ợc:
8 2 37
* 6
2 270
σ
n
4 4 17
* 05 0 17
* 96 1
150
ι
n
n n
n
n n n
ι σ
ι
2 2
Hệ số an toàn cho phép th-ờng lấy 1.5 2.5 do đó n thoả mãn điều kiện an toàn
4 Tính then:
Để cố định bánh răng theo ph-ơng tiếp tuyến hay là để truyền mômen và chuyển động từ trục đến bánh răng hoặc ng-ợc lại ng-ời
ta dùng then
Đối với trục 1:
Đ-ờng kính trục 1 để lắp then d = 25 mm tra bảng (7 – 23)
ta chọn đ-ợc then:
b = 8, h = 7, t = 4, t1 = 3.1, k = 3.5
đ-ờng kính chân răng :
di1 = 73.5 mm, chiều dài then l = 0.8*lm trong đó lm là chiều dài may ơ
l = 0.8*55 = 44 mm
Kiểm nghiệm sức bền dập theo công thức (7 – 11)
d
x
l k d
M
σ
*
*
2
Trong đó:
Mx = 27655
d là đ-ờng kính trục
b là chiều rộng then (mm)
l chiều dài then (mm)
tra bảng ( 7- 20) ta đ-ợc: [d]=150 (N/mm) (Vật liệu là thép CT6 ứng xuất mỗi ghép cố định, tải trọng nhẹ)
100 )
/ ( 36 14 44
* 5 3
* 25
27655
*
Kểm nghiệm sức bền cắt theo công thức:
Trang 4 c
x
l b d
M
τ
*
*
2
( Tra bảng (7-23) vật liệu là thép CT6 lắp cố định va đập nhẹ)
b = 8 mm, [c] = 120 (N/mm2)
c
τ 6 28
44
* 8
* 25
27655
* 2
Đối với trục 3:
Chọn hai then cùng kích th-ớc:
b = 12 (mm), h = 8(mm), t = 4.5(mm), t1= 3.6(mm), k = 4.2
lthen = 69 (mm), đ-ờng kính lắp then d = 40(mm)
Kiểm nghiệm theo sức bền dập:
d
2 4
* 69
* 40
562582
*
Kiểm nghiệm theo sức bền cắt
τ
x
l d b
M
τ 34 ( / )
12
* 69
* 40
562582
* 2
*
*
Phần 4: Thiết kế gối đỡ trục
1.Chọn ổ lăn:
Theo cách bố trí của bộ giảm tốc thì trên trục 1 và 2 có lắp bánh răng nghiêng nên có lực dọc trục tác dụng vì vậy ta chọn ổ bi
đỡ chặn trên trục 3 có lắp bánh răng thẳng nên ta chọn ổ bi đỡ
a.Chọn sơ đồ ổ cho trục 1:
Dự kiến chọn:
Trang 5 = 16o kiểu 36000 Hệ số khả năng làm việc
C = Q(n.h)0.3 Cbang
n = 970 (v/ph)
Thời gian phục vụ:
h = 5*290*8 = 11600 (giờ) Tải trọng t-ơng đ-ơng:
Q = (kv R + mAt)knkt;
Hệ số m = 1.5; hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng h-ớng tâm
kt = 1 (Hệ số tải trọng tĩnh)
`Kn = 1 (Nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 100o)
Kv = 1 (Vòng quay của ổ)
RA = RAy2 RAx2 338 2 129 2 362 (N)
RB = RBy2 RBx2 270 2 897 2 937 (N)
SA = 1.3 RA.tg = 1.3*362*0.256 = 120.5 (N)
SB = 1.3 RB.tg = 1.3*937*0.256 = 312 (N)
Tổng lực chiều trục:
At = SA – Pa1 – SB = 120.5 – 196 - 312 = -387.5 (N) Nh- vậy At h-ớng về gối trục B vì lực h-ớng tâm ở hai h-ớng trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính với gối trục B và chọn ổ cho gối này còn ổ trục kia lấy ổ cùng loại
QB = (937 + 1.5 * 338.5) = 144.5(daN)
C = 144.5 (960 * 11600)0.3=19633 < Cbảng Căn cứ vào bảng (17p) ứng với đ-ờng kính d = 20(mm) ta lấy
ổ có ký hiệu: 36304, đ-ờng kính ngoài D = 52 (mm) , chiều rộng ổ
B = 15(mm)
b.Chọn sơ đồ ổ cho trục 2:
Trang 6Dự kiến chọn:
= 16o kiểu 36000 Hệ số khả năng làm việc
C = Q(n.h)0.3 Cbang
RC = R Cx2 R Cy2 767 2 2703 2 2809 (N)
RD = R Dx2 R Dy2 5 2 2139 2 2140 (N)
SC = 1.3 RC.tg = 1.3*2809*0.256 = 935 (N)
SD = 1.3 RD.tg = 1.3*2140*0.256 = 72(N)
Tổng lực chiều trục:
At= SC + Pa2 - SD= 935 + 196 – 712 = 419 (N)
Lực h-ớng về gối D nên lực Q ở ổ này lớn hơn
Tính:
QD= (2139 + 1.5*419)*1.1 = 2767.5 (N) = 267.75 (daN)
C = 276.75( 174.54*11600)0.3= 21577
tra bảng (17- P) ứng với đ-ờng kính d = 30 ta chọn đ-ợc ổ có ký hiệu: 36206, Cbảng = 27000, đ-ờng kính ngoài của ổ D = 62 (mm), chiều rộng ổ B = 16 (mm)
c.Trục III ta chọn ổ bi đỡ:
Trang 7Ta có:
RE = R Ex2 R Ey2 768 2 2365 2 2486 (N)
RF = R Fx2 R Fy2 404 2 1242 2 1306 (N)
Tính gối đỡ cho E vì có RE > RF
Tính C theo công thức( 8-1) :
C = Q(n.h)0.3 Cbang
Q tính theo công thức (8-2), trong tr-ờng hợp này At = 0,
suy ra :
Q = RE = 2486(N), n = 41.25 (V/ph)
C = 248.6( 41.25*11600)0.3 = 12573
Tra bảng (14-p) ứng với đ-ờng kính d = 35(mm) ta chọn đ-ợc
ổ bi đỡ có ký hiệu: 107, đ-ờng kính ngoài của ổ D = 62(mm),
chiều rộng ổ b = 14(mm),Cbảng= 18500
e