Tra bảng 16-10a-[2] chọn nối trục vòng đàn hồi có =200 mm Các lực tác dụng lên trục III bao gốm:

Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Giải hệ phương trình :=>



 Sơ đồ phân bố lực và biểu đồ momen.



* Tính Mtd tại các tiết diện trục và xác định đường kính trục tại các

đoạn.



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Tra bảng 10.5-[1] ta có d2=75mm, thép C45,



-



Moment tương đương tại vị trí lắp ổ lăn E



Đường kính trục tại vị trí đặt ổ lăn E ta chọn theo đường kính trục tại vị

trí lắp ổ lăn F.

-



Momen tương đương tại vị trí lắp bánh răng 4



+ Đường kính tại vị trí bánh răng 4



+ Đối với trục có then tăng d4 lên 5% => d4>84,36.

Theo tiêu chuẩn chọn d4=85 mm.

-



Momen tương đương tại vị trí lắp ổ lăn F



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



-



Đường kính tại vị trí đặt ổ lăn F:



.

Chọn theo đường kính trong của ổ lăn tiêu chuẩn, chọn dF=80mm

-



Momen tương đương tại vị trí lắp khớp nối



+ Đường kính tại vị trí khớp nối.



+ Đối với trục có then tăng d5 lên 5% => d5>78,33mm.

Theo tiêu chuẩn chọn dkn=80 mm

4.2 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

Vật liệu : Dùng thép 45 thường hóa có



,



Tại các tiết diện nguy hiểm cần kểm nghiệm độ bền mỏi. Dựa vào kết cấu

trục trên các hình 3.1, 3.2 và 3.3 và biểu đồ moment tương ứng, có thể thấy

các tiết diện sau đây là tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi:

trên trục I đó là vị trí lắp bánh đai, bánh răng và ổ lăn;Trên trục II đó là vị trí

lắp bánh răng 2 và 3, trên trục 3 đó là vị trí lắp bánh răng 4, ổ lăn và khớp

nối.



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Kết cấu trục vừa mới thiết kế đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn

tại các tiết diện nguy hiểm thỏa mãn các điều kiện sau:



( Công thức 10.19-[1])

Trong đó:



- hệ số an toàn chỉ xét theo ứng suất pháp



- hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp

- hệ số an toàn cho phép



=



Theo công thức 10.20 và 10.21-[1]



-



và



- giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng. Lấy



gần đúng :



-



và



: hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến



sức bền mỏi, tra bảng 10.7-[1] ta có

-



.



- Biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng

suất tiếp tại tiết diện j :



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Vì các trục của hộp giảm tốc đều quay và quay 1 chiều nên ứng suất

pháp (uốn) biến đổi theo chu kỳ đối xứng, ứng suất xoắn thay đổi theo

chu kì mạch động.

Áp dụng công thức 10.22,10.23-[1]



+



momen cản uốn và momen cản xoắn tại tiết diện j của trục,



được xác định theo bảng 10.6 -[1] :

-



và



;



- Hệ số , xác định theo các công thức 10.25 và 10.26-[1]



;

Trong đó:

+



-Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, phụ thuộc vào phương



pháp gia công và độ nhẵn bề mặt.Các trục được gia công trên máy tiện, tại các

tiêt diện nguy hiểm yêu cầu đạt

tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt



, do đó theo bảng 10.8, hệ số

.



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



+



- Hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề



mặt, cơ tính vật liệu.Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt, do đó hệ

số tăng bền bề mặt

+



và



.



- Hệ số kích thước kể đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện



trục đến giới hạn mỏi, trị số cho trong bảng 10.10-[1].

+



và



- Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn, trị số



của chúng phụ thuộc vào loại yếu tố gây tập trung ưng suất. Tại các bề mặt



trục lắp có độ dôi, có thể tra trực tiếp tỉ số



và



theo bảng 10.11-[1].



Trị số của hệ số tập trung ứng suất thực tế



và



đối với rãnh then,



chân răng then hoa cho trong bảng 10.12-[1] phụ thuộc vào giới hạn

bền của vật liệu trục. Tra bảng 10.12-[1] , khi dùng dao phay ngón, đối

với vật liệu có



thì



và



+ Chọn lắp ghép: các ổ lăn lắp trên trục theo k6, lắp bánh răng, bánh đai,

nối trục theo k6 kết hợp với lắp then.

+ Kích thước của then, trị số của moment cản uốn và moment cản xoắn

ứng với các tiết diện trục như sau: ( Chọn kích thước then theo bảng 9.1-[1])



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Đường

kính

trục,m

m



bxh



t1



W



W0



(mm2)



(mm)



(mm3)



(mm3)



Bánh đai



35



10x8



5



3564,25



7771,36



Bánh răng 1'



42



12x8



5



6292,03



13561,91



Ổ lăn



40



0



0



4220,51



8441,02



Bánh răng 2



60



18x11



7



18245,55



39440,55



Bánh răng 3



70



20x12



7,5



29471,61



63128,48



Bánh răng 4



85



22x14



9



53533,67



113794,6

9



Ổ lăn E



80



0



0



50400



100800



Khớp nối



80



22x14



9



44001,76



94141,76



Tiết diện



+



và



có 1 rãnh then.+



-



đối với tiết diện



và



đối với tiết diện tròn.



Xác định trị số của



Tiết

diện



Mj



Bánh

đai



0



Tj

0



0



250119,05



16,09



16,09



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



ổ lăn

A,B



122069,26



0



28,92



250119,05



14,81



14,81



Bánh

răng 1'



278351,41



0



44,24



250119,05



9,22



9,22



Bánh

răng 2



702092,62



0



38,48



436202,71



5,53



5,53



Bánh

răng 3



1418945,30



0



48,15



436202,71



3,45



3,45



Bánh

răng 4



1523509,82



0



28,46



2349300



10,32



10,32



Ổ lăn E,

F



567500



0



11,26



2349300



11,65



11,65



Khớp

nối



0



0



0



2349300



12,48



12,48



và

-



Xác định các hệ số



và



. Tra bảng 10.10-[1], nội suy ta được các



giá trị



và



tại các tiết diện có rãnh then.



Tiết diện



Bánh

đai



Bánh

răng

1'



Bánh Bánh

răng 2 răng 3



Bánh

răng 4



Khớp

nối



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Đường kính

trục,mm



Hệ số

Hệ số



35



42



60



70



85



80



0,865



0,842



0,785



0,76



0,7225



0,73



0,795



0,776



0,745



0,73



0,7075



0,71



Tính hệ số an toàn đối với các tiết diện cần kiểm nghiệm về độ bền mỏi.

Bảng tính toán hệ số an toàn đối với các tiết diện nguy hiểm của 3 trục

Tiết

diện



Tỉ số

d

do

mm Rãnh Lắp

then chặt



Tỉ số

do

Rãnh Lắp

then chặt



Bánh

đai



35



1,94



2,03



2,06



1,64



2,1

2



2



-



4,7



4,7



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



ổ lăn

A

Bánh

răng

1’



40



-



2,06



-



1,64



2,1

2



1,7



4,2

7



6,03



3,7



42



2,09



2,06



1,98



1,64



2,1

5



2,0

4



2,7

5



8,07



2,45



Bánh

răng 2



60



2,24



2,52



2,07



2,03



2,5

8



2,1

3



2,6

4



13,3

6



2,59



Bánh

răng 3



70



2,32



2,52



2,11



2,03



2,5

8



2,1

7



2,1

1



20,2

6



2,10



Bánh

răng 4



85



2,44



2,52



2,18



2,03



2,5

8



2,2

4



3,5

6



6,56



3,13



80



-



2,52



-



2,03



6,23



5,14



2,41



2,52



2,17



2,03



2,0

9

2,2

3



9,0

0



80



2,5

8

2,5

8



-



5,45



5,45



ổ lăn

F

Khớp

nối



Hệ số an toàn cho phép



=



=>> Các tiết diện trên trục đều



đảm bảo an toàn về mỏi.

4.3 Kiểm nghiệm độ bền của then.

Với các tiết diện trục dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm

mối ghép về độ bền dập theo công thức



và độ



bền cắt theo công thức



.



Kết quả tính toán như sau, với

Tiết

diện

Bánh

đai

Bánh

răng 1’

Bánh

răng 2



(



lấy theo tiêu chuẩn).



Đường

kính

mm



lt



bxh



t1



T



nn



56



10x8



5



250119,05



85,07



25,52



42



56



12x8



5



250119,05



70,89



17,72



60



63



18x11



7



436202,71



57,70



12,82



Đồ án môn học: Chi Tiết Máy



Bánh

răng 3

Bánh

răng 4

Khớp

nối



70



100



20x12



7,5



436202,71



27,30



6,23



85



110



22x14



9



2349300



100,5



22,84



80



120



22x14



9



2349300



97,88



22,25



Theo bảng 9.5-[1], với tải va đập nhẹ

( trang 174)



;



- Ta thấy các mối ghép then đều đảm bảo độ bền cắt, độ bền dập có mối

ghép ở bánh răng 4 không thỏa mãn nên ta sử dụng 2 then đặt cách

nhau 180o, khi đó mỗi then tiếp nhận 0,75T, tiến hành kiểm nghiệm lại

độ bền mỏi của trục và độ bền của then. Kết quả thu được

và



Nên trục thỏa mãn độ

bền mỏi và then thỏa mã độ bền.

4.4 Chọn khớp nối.

Ta chọn khớp nối vòng đàn hồi dựa vào bảng 16.10a,b-[2], căn cứ vào

moment xoắn trên trục và đường kính trục đầu khớp nối.



Ta chọn kích thước khớp nối cũng như kích thước khớp của vòng đàn

hồi có kích thước như sau:

T = 2000 N.m

d = 80 mm đường kính trong.

D = 260 mm đường kính ngoài.

D0 = 200 mm đường kính đi qua các chốt.