Chương 3: THIẾT KẾ TRỤC Tính sơ bộ đường kính trục [  ]=15…30 MPa; d 1  3 1 ][2,0/  T  3 ]30[2,0/126863 = 27,652 mm  d 1 = 30 mm d 1  3 2 ][2,0/  T  3 ]20[2,0/5,241137 = 39,21 mm  d 2 = 40 mm , Khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực d 1 = 30 mm  b 01 =19 mm d 2 = 40 mm  b 02 = 23 mm chiều dài ma bánh đai, răng trụ l m = (1,2…1,5).d i Trục 1: l m12 = (1,2…1,5).40 = 48…60 mm chọn l m12 = 40 mm (bánh đai) l m13 = 40 mm (bánh răng 1 & 2) Chiều dài ma khớp nối: L m23 = (1,4…2,5).d 2 =(1,4…2,5).40 = 56…100 Chọn l m23 = 60 mm K/cách từ mặt cạnh bánh đai : l 12 = 0,5(l m12 + b 0 ) + k 3 +h n = 0,5(40+19) + 15 + 18 =62,5 mm Chọn : khoảng cách từ mặt cạnh bánh đai đến nắp ổ : k 3 = 15 mm chiều cao nắp ổ và đầu bulông: : h n = 18 mm Khoảng cách từ mặt cạnh ổ thành trong của hộp : k 2 =10 mm Khoảng cách từ thành trong của hợp đến mặt cạnh chi tiết quay: k 1 = 10 mm l 13 = 0,5(l m13 + b 01 ) + k 1 + k 2 = 0,5(40+19)+ 10+10 = 49,5 mm l 11 = 2l 13 = 2.49,5 = 99 mm Trục II l 22 = l 13 =49,5 mm l 21 =l 11 =99 mm khoảng cách từ tâm ổ lăn đến khớp nối trục II: l 23 =0,5(l m23 + b 0 ) + k 3 +h n = 0,5(60+23) + 15+18 =74,5 mm Lực tác dụng : F t2 = F t1 = 2T 1 /d W1 = 2.126863/83,33 = 3044,83 N F r2 = F r1 = F t1 tg TW /cos = 3044,83tg20 0 /có16,26 0 = 1154,44 N F a2 = F a1 = F t1 tg = 3044,83tg16,26 0 = 888,06 N Phân tích lực tác dụng lên trục và vẽ biểu đồ mômen Trục I: T 1 = 126863 Nmm f rĐ = 887,9 N mp xoz Phương trình cân bằng Mômen tại B F Ax = F Bx = F t1 /2 = 3044,83/2 = 1522,415 N M D x =1522,451.49,5 = 75359,54 N mp yoz Phương trình cân bằng Mômen tại A F rĐ .62,5 - F r1 .49,5 + M a1 - F By .99 = 0 F By = 99 02,370015,49.44,11545,62.9,887   = 357 N Trong đó: m a1 = F a1 .d w1 /2 = 888,06.833,33/2 = 37001,02 Nmm Phương trình cân bằng lực F Ay = F rĐ + F r1 + F By = 887,9 + 1154,44 + 357 = 2399,34 N M A y = F rĐ .62,5 = 887,9.62,5= 55493,75 Nmm M D y = F rĐ (62,5+49,5) - F Ay .49,5 = 887,9.112 - 2399,34.49,5 = - 19322,53 Nmm M D y =F By .49,5 = 357.49,5 = 17671,5 Nmm Mômen tương đương M tđ D = 222 126863.75,054,7535953,19329  = 134623 Nmm M tđA = 22 126863.75,075,55493  = 123086,24 Nmm M tđC = 2 126863.75,0 = 109866,58 Nmm d 1 =30 mm  [] = 63 Mpa Điều kiện trục tại các tiết diện nguy hiểm d 12 = d đai = 3 63.1,0 58,109866 = 25,9 mm Chọn d 12 = 30 mm d 13 = 3 63.1,0 134623 =27,75 mm Chọn d 13 = 34 mm d 11 = 3 63.1,0 24,123086 = 26,9 mm Chọn d 11 = 32 mm Vậy tiết diện lắp : Bánh răng : d 13 = 34 mm lăn : d 10 =d 11 = 32 mm Bánh đai : d 12 = 30 mm TRỤC II f t2 = 3044,83 N f a2 = 888,06 N F r2 = 1154,44 N M a2 = f a2 .d w2 /2 = 88,06.166,66/2 = 74002 Nmm Mặt phẳng zoy: ptcb mômen bằng tại B : F Ay 99- M a2 + F r2 .49,5 = 0 F Ay = (74002 - 49,5.1154,44 )/99 = 170 N Ptcb lực : F Ay + F r2 -F By =0  F By = F Ay + F r2 = 170 + 1154,44 =1324,44 N Mặt phẳng zox ptcb mômen tại B F Ax 99 - F t2 .49,5- F rk .74,5 = 0 F Ax = (3044,83.49,5 + 1100.74,5)/99= 2350 N Trong ñoù F rk = (0,2 … 0,3)2T 2 /D t Choïn D t = 90 (T 2 = 241137,5 Nmm) F rk = 1071,72…1607,58 N Choïn F rk = 1100 N ptcb löïc F Ax - F Bx - F t2 + F rk = 0 F Bx = - F t2 + F rk + F Ax = -3044,83 +1100+2350 = 405,17 N Moâmen M D y = F Ay .49,5 = 170.49,5 = 8415Nmm M D y = F By .49,5 =1324,44.49,5 = 65587 Nmm M D x =F Ax .49,5 =2350. 49,5= 116325 Nmm M B x = F rk .74,5 =1100.74,5 =81950Nmm Moâmen töông ñöông M tđ D = 222 5,241137.75,011632565587  = 247878,25 Nmm M tđ B = 22 5,241137.75,081950  = 224335,18 Nmm M tđ C = 2 5,241137.75,0 = 208831,2 Nmm Điều kiện trục tại các tiết diện d 2 =40 mm  [] = 56,5 Mpa d c = 3 5,56.1,0 18,208831 =33,3 Chọn d c = 34 mm d D = 3 5,56.1,0 247878,25 = 35,27 mm Chọn d D = 36 mm d B = 3 5,56.1,0 18,224335 = 34,11 mm d B =35 mm Vậy tiết diện lắp Bánh răng : d 22 = 36 mm ổ lăn : d 20 =d 21 = 35 mm khớp nối : d 23 = 34 mm kiểm nghiệm trục Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: Vật liệu chế tạo trục là thép 45 , b = 750 MPa  -1 = 0,436 b = 0,436.750 = 327MPa ;  -1 =0,58 -1 = 0,58.327 = 189,66 MPa ; Theo bảng 10.6:   =0,1,   = 0,05 Vì trục quay, ứng suất thay đổi theo chu kì dối xứng:  mj = 0  aj = j j W M Các trục quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động:  mj =  aj = J W T 0 2 Trục có một rãnh then: j W =  j jj d tdbtd 2 )( 32 2 11 3   j W 0 =  j jj d tdbtd 2 )( 16 2 11 3   Xác đònh : k dj = (k  /  + K x -1)/K y k dj = (k  /  + K x -1)/K y Trục được gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm đạt R a =2,5…0,63m,do đó theo bảng 10.8, K x = 1,09 K y =1 (không dùng phương pháp tăng bền ) Bảng 10.12, tạo rãnh then bằng dao phay ngón: k  =1,76 k  =1,54 Ta tính : S j = mjajdj k    1   S j = mjajdj k    1   S j = 22 . jj jj SS SS    td d bxh t w w 0  mj   aj   mj   aj  12 30 8x7 4 2290 4941 0 53. 8 12.8 12. 8 13 34 10x 8 5 3240 7099 0 42 8.94 8.9 4 22 36 10x 8 5 3913 8494 0 66 14.2 14. 2 23 34 10x 8 5 3240 7099 0 64 17 17 td d       k  k  12 30 0.88 0.81 1.58 1.795 13 34 0.868 0.798 1.58 1.795 22 36 0.832 0.792 1.58 1.795 23 34 0.868 0.798 1.58 1.795 tieát dieä n d ; m m k    k  /  k d k  s  s  s raõnh laép raõnh laép [...]...12 30 13 34 22 36 23 34 then 1.7954 5 1.8202 8 1.8990 4 1.8202 8 căng 2 .34 5 2 .34 5 2 .34 5 2 .34 5 then 2.2160 4 2.24 93 7 2.2664 1 2.24 93 7 căng 1.805 1.805 1.805 1.805 2.4 2 .3 1 2.4 2 .3 4 2.4 2 .3 6 2.4 2 .3 4 Như vậy tất cả các giá trò Sj đều thỏa: Sj >[S]=1,5…2,5 Kiểm nghiệm về độ bền tónh 2 2 tđ =   3  [] Trong đó; M max 3 = 0,1d Tmax 3 = 0,2d   []= 0,8ch =0,8.450 =36 0 MPa d 32 30 34 35 36 Mmax... Tmax 3 = 0,2d   []= 0,8ch =0,8.450 =36 0 MPa d 32 30 34 35 36 Mmax 554 93 8 0 Tmax 1268 63 7 535 9 5 81950 1268 63 1268 63  20.5 5 0 19.1 7 241 137 19.1 5 1 11 632 5 241 137 24.9  23. 4 9 19 .3 6 16.1 4 28.1 2 25.8 td 31 .2 1 19 .3 6 25.0 6 34 35 .9 2.8 5.9 4 3. 2 8.5 4 2. 03 5 .3 8 2.1 4.4 9 2. 53 2.99 1.9 1.9 5 3 4 1 34 0 241 137 0 30 .6 30 .6 5 8 8 Kết quả trong bảng đều thỏa tdj < [] Kiểm nghiệm độ bền then... bền then Chọn then bằng Đk bền dập và đk bền cắt có dạng 2T dlt (h  t1 )  d= [d] Lt = (0,8…0,9)lm 2T c= dlt b  [c] td 12 d 30 lt 36 bxh 10x8 13 34 36 10x8 22 36 36 10x8 23 34 54 10x8 t1 T 5 12686 3 5 12686 3 5 241 13 8 5 241 13 8 d c 73 22 69 12 4 88 20 7 37 2 26 3 Tải trọng tónh []=150 MPa [] = 60…90 Mpa Kết quả kiểm nghiệm then đều thỏa yêu cầu . =0,8.450 =36 0 MPa d M max T max    td  32 554 93. 8 1268 63 20.5 5 23. 4 9 31 .2 1 30 0 1268 63 0 19 .3 6 19 .3 6 34 7 535 9. 5 1268 63 19.1 7 16.1 4 25.0 6 35 81950 241 137 . 5 19.1 1 28.1 2 34 36 11 632 5. căng 12 30 1.7954 5 2 .34 5 2.2160 4 1.805 2.4 2 .3 1 2.8 5.9 4 2. 53 13 34 1.8202 8 2 .34 5 2.24 93 7 1.805 2.4 2 .3 4 3. 2 8.5 4 2.99 22 36 1.8990 4 2 .34 5 2.2664 1 1.805 2.4 2 .3 6 2. 03 5 .3 8 1.9 23 34 1.8202 8 2 .34 5. (0,8…0,9)l m  c = bdl T t 2  [ c ] td d l t bxh t 1 T  d   c  12 30 36 10x8 5 12686 3 73 22 13 34 36 10x8 5 12686 3 69 20. 7 22 36 36 10x8 5 241 13 8 12 4 37 . 2 23 34 54 10x8 5 241 13 8 88 26. 3 Tải trọng tónh []=150 MPa [ ]