Thoả mãn điều kiện bền.

Đồ án tốt nghiệp



Chọn



d 2 = 65(mm) để



tiện chế tạo



Để đảm bảo độ cứng vững của trục cần thỏa mãn điều kiện

d2

= 0,16 ÷ 0,18

l2

⇒ l 2 = 361 ÷ 410(mm) ,

l2



chọn



l 2 = 360( mm)



(theo xe tham khảo)



là độ dài trục trung gian



- Trục thứ cấp

d3 = 0, 45.aω = 63(mm)



Chọn



d 2 = 65(mm)



Để đảm bảo độ cứng vững của trục cần thỏa mãn điều kiện

d3

= 0,18 ÷ 0, 21

l3

⇒ l 3 = 309 ÷ 360(mm)

l3



, chọn l 3 = 320(mm) (theo xe tham khảo)



: là độ dài trục thứ cấp.



3.3.2. Tính bền trục

- Tính trục theo độ bền uốn.

Tại tiết diện nguy hiểm xác định theo công thức

σu =



Mu

≤ [ σu ]

Wu



Trong đó:

Mu: là mô men chống uốn tổng hợp tại tiết diện:

Mn: mô men uốn trong mặt phẳng nghiêng (yoz)

Md: mô men uốn trong mặt phẳng đứng ( zox)

3

Wu: mô men chống uốn. Đối với trục đặc Wu = 0,1.d



39



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

39



2



Mu = Mn + Md



2



Đồ án tốt nghiệp



- Tính trục theo bền xoắn.

τz =



Mz

≤ [τz ]

Wz



Trong đó:

Mz: momen xoắn trục

3

Wz: momen chống xoắn. Đối với trục đặc W z = 0,2.d



- Ứng suất uốn và xoắn tổng hợp.

= ≤ []

Đối với thép C45:= 360 MN/

[] = 0,8. = 0,8.360= 288 MN/

= ≤ []

a) Đối với trục thứ cấp :

Giả sử phản lực tại các phản lực có chiều như hình vẽ:



Y0

Y1



,



Ri



x0



x1



Pi



,



,



Qi

a

l3



Ta có các phương trình cân bằng lực và mômen sau :



40



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

40



Đồ án tốt nghiệp



Y0 i = −Y1i − R1i ’

X = P ’ − X

1i

0i

 1i



Y0 i * l3i + R1i ’* a i + Q1i ’* r1i ’ = 0

X * l = P ’* a

1i

i

 0 i 3i

i = 1....4





Dựa vào sơ đồ hộp số và công thức tính ta tính được các lực tác dụng lên

trục là:

Ta có bảng số liệu sau :

Vị trí

a(mm)

l3(mm)

X0(N)

Y0(N)

X1(N)

Y1(N)



Số 1

240

320

20559

-7483

6853

-2494



Số 2

190

320

12084

-7556

8268

-1478



Số 3

120

320

5841

-3844

9735

-2357



Số 4

80

320

3195

-2245

9585

-2842



Mô men uốn tại tiết diện bánh răng các số là :

M n = M ux = ai *Y 1i



M d = M uy = ai * X 1i



M z = Pi .ri



Vậy ta có kết quả sau :

Vị Trí

a(mm)

Mux

Muy

Mz

Mu

σ u (MN/m2)



Số 1

240

-599

1645

2741

1750

63,7



Số 2

190

-281

1571

1754

1596

58,1

41



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

41



Số 3

120

-283

1168

1097

1202

43,8



Số 4

80

-227

767

703

800

29,1



Đồ án tốt nghiệp



τ z (MN/m2)



σ th (MN/m2)



49,9

118



31,9

86,4



20,0

59,2



12,8

38,8



2

So sánh với điều kiện: [σ th ] = 288 MN / m thì ta thấy thoả mãn tại các vị trí



gài số đều thoả mãn điều kiện bền.



Biểu đồ mô men của tay số 1:



Mux



Muy



Muz



Biểu đồ mô men của tay số 2:



42



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

42



Đồ án tốt nghiệp



Mux

Muy



Muz



Biểu đồ mô men của tay số 3:



Mux

Muy



Muz



Biểu đồ mô men của tay số 4:

43



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

43



Đồ án tốt nghiệp



Mux

Muy



Muz



Tính Cứng vững trục thứ cấp.

Độ cứng vững của mỗi điểm trên trục được đặc trưng bằng độ võng và góc

xoay tại điểm ấy của trục trong 2 mặt phẳng vuông góc với nhau:

Độ võng tại điểm C :

fc = yc =





Ra2b2 M 0 .a 

2a2

=

.  −3a +

+ 1÷

3Ejl3

3Ej 

l3





Góc xoay tại điểm C :

.

a2 l3 

 dy  R.ab. ( b − a ) M o 

δ = ÷ =

=

.  −a + + ÷

3.Ej.l3

Ej 

l3 3 

 dy c



Trong đó:

- R là lực hướng tâm tác dụng lên điểm C (N).

- Mo là momen uốn đặt lực tại C (N.m), Mo=Mu

- a, b, l là các khoảng cách đặt lực và chiều dài trục (m)

- E là modun đàn hồi của vật liệu, E= 2.105 MN/m2

44



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

44



Đồ án tốt nghiệp



- J là momen quán tính của tiết diện, đối với trục đặc xác định như sau:

J =



π .D 4

64



Với D là đường kính trục (m)



Do trên trục có nhiều lực và mô men tác dụng nên độ võng và góc xoay tại

các tiết diện bằng tổng đại số các độ võng và góc xoay tại tiết diện ấy do từng

lực và mô men riêng rẽ tác dụng.

Tên gọi

Tiết diện bánh răng 1

Tiết diện bánh răng 2

Tiết diện bánh răng 3

Tiết diện bánh răng 4

Kết quả phù hợp



∑y



D(m)

0,065

0,065

0,065

0,065



(m)

0,0056

0,0038

0,0025

0,0037

c



b) Trục trung gian.

Ta giả sử các lực tác dụng nên trục như hình sau:



45



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

45



∑δ



(rad)

3,325.10-4

2,128.10-4

2,451.10-4

2,074.10-4

c



Đồ án tốt nghiệp



Pi

Qi



Y3



,



Qa

Y4



,



Pa



,



Ra



Ri



x4



X3

b



c

l2



Phương trình cân bằng lực và mô men lên các ổ lăn:

Y4 + Y3 = Ra + Ri

Y3 * l2 + Qi * ri = Ri * c + Qa * ra + Ra * b

X 3 + X 4 = Pi − Pa'

X 3 * l2 − Pi * c = − Pa' * b



Trong đó i=1...4 với i = 1 thì Q1 = 0

Mô men uốn tại tiết diện bánh răng của các số là:

+ Tại vị trí bánh răng luôn ăn khớp

Mux = b . Y4. Bước nhảy: Mux’ = b . Y4 + Qa . ra

Muy = b . X4

+ Tại vị trí bánh răng gài số

Mux = c . Y4 + Qa . ra - Ra . (c - b)

46



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

46



Đồ án tốt nghiệp



Bước nhảy Mux’ = c . Y4 + Qa . ra - Ra . (c - b) - Qi . ri

Muy = c . X4 - Pa (c - b)

Ta có số liệu theo bảng sau:

vị trí

b(mm)

c(mm)

l2(mm)

X3(N)

Y3(N)

X4(N)

Y4(N)

Muxa(Nm)

Muya(Nm)

M’uxa

Muxi

Muyi

M’uxi

Mz



Số 1

40

280

360

20114.167

9593.069

-3561.667

4706.931

188.277

-142.44

487.025

2842.4

2464

0

1099



Số 2

40

230

360

11796.447

5656.860

-2303.747

7700.411

308.016

-92.150

487.025

2378

1971

214.3

-655.4



Số 3

40

160

360

5715.689

3239.278

-1000.389

7284.322

291.373

-40.016

487.025

1685

1263

1

822



Số 4

40

120

360

3053.233

2663.869

-1133.533

6746.831

269.873

-45.34

487.025

1331

823

175

1028.6



So sánh với điều kiện ta thấy tăng đường kính đoạn trục lắp cặp bánh răng ăn

khớp số 1 nên 70 mm thì thoả mãn điều kiện bền.

Biểu đồ mô men tay số 1:



47



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

47



Đồ án tốt nghiệp



Mux



Muy



Muz



Biểu đồ mô men tay số 2:



Mux



Muy



Muz



Biểu đồ mômen tay số 3:

48



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

48



Đồ án tốt nghiệp



Mux



Muy



Muz



Biểu đồ mômen tay số 4:



Mux



Muy

Muz



49



Mạc Văn Hiệu ÔtôA-K50

49