Chương 4: TÝnh lùc t¸c dông lªn trôc Lùc vßng: )(3607 54.174*81 67.2*10*55.9*2 * *10*55.9*2 2 6 12 6 N dnd M P x  Ν Lùc h-íng t©m: P r = 2653 * tg20 0 = 1172 (N) II - Tính toán-Thiết kế- trục và then: 1). Tính đ-ờng kính sơ bộ của các trục: d 3 n N C (CT 7-2) Trong đó : d : Đ-ờng kính trục (mm) N: Công suất (KW) C : Hệ số tính toán phụ thuộc vào ứng xuất cho phép, đối với đầu trục vào và trục truyền chung có thể lấy c = 120 Trục I: d1 )(17 960 78.2 120 3 mm Trục II: d2 )(30 54.174 67.2 120 3 mm Trục III: d3 3 25.41 43.2 120 = 47(mm) Để chuẩn bị cho b-ớc tính gần đúng trong ba trị số d 1 ,d 2 , d 3 có thể lấy trị số d 2 =30 (mm), để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình tra bảng (14p) có đ-ợc chiều rộng của ổ B = 19(mm). 2) Tính gần đúng Để tính kích th-ớc chiều dài của trục có thể dựa vào hình vẽ d-ới và bảng (7-1) ta chọn các kích th-ớc nh- sau: khe hở giữa các bánh răng c = 10(mm). Khoảng cách từ thành trong của hộp đến mặt bên của ổ lăn l = 10(mm). Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp = 10(mm). Đ-ờng kính bu lông cạnh ổ để ghép lắp ổ và thân hộp d 1 = 16 (mm) suy ra ta có l 1 = 40 (mm). Chiều cao bu lông ghép lắp ổ và chiều dầy lắp ổ lấy bằng 16(mm). Khoảng cách từ lắp ổ đến trục bằng 10(mm). Chiều rộng bánh răng cấp nhanh b = 55 (mm) Chiều rộng bánh răng cấp chậm b 1 = 86 (mm). Tổng hợp các kích th-ớc các phần tử ở trên ta tính đ-ợc chiều dài các đoạn trục cần thiết nh- sau. a = 73(mm), c = 58 (mm), b = 81(mm). Hình vẽ: 3.Sơ đồ lực tác dụng lên các bánh răng: a e f db c I II III P1 Pr1 Pa1 Pa2 P2 Pr2 Pr3 P4 P3 Pr4 B). TÝnh gÇn ®óng: -Trôc I: P 1 = 1235 (N); P r1 = 400 (N); P a = 196 (N) C = 58 (mm), a + b = 154(mm), d = 43(mm) M x = 9.55*10 6 ).(27655 960 78.2 10*55.9 6 1 1 mmN n N  H×nh vÏ: r ax m uy ux m x m 52052 19886 27655 b a p p p a1 r1 1 r by r bx r ay Tính phản lực ở các gối: )(271 58 154 2 43 196)154(400 2 )( 0)()( 2 1 11 1 1 1 N c b a d Pbap R cbaRbaP d PM ar by pyraay . Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có: R ay + R by - P r1 = 0 R ay = P r1 R by = 400 - 271 = 129 (N). Xét ph-ơng trình mômen tại điểm A theo ph-ơng x ta có: bx RbaPM )( 1ã (a+b+c) = 0 )(897 212 )154(1235 )( 1 N c b a baP R bx Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có: R ax + R bx P 1 = 0 suy ra : R ax = P 1 R bx = 1235 897 = 338(N) Tính mô men uấn tại tiết diện chịu tải lớn nhất ở mặt cắt (1-1) M uy = R ax (a+b) = 129 *154 = 19886 (N.mm) M ux = R bx *c = 897 * 58 = 52052 (N.mm) Mô men uấn tại tiết diện chịu tải lớn nhất ở mặt cắt (1-1) là: Mu = 22 MuxMuy Mu = 55714 (N.mm) Tính đ-ờng kính trục tại tiết diện (1-1). d 3 ][1.0 td M M td = 22 75.0 xu MM ).(7166752052*75.055714 mmNM td Chọn vật làm trục là thép 45 suy ra [] = 65 d )(22 65*1.0 71667 3 mm Do các trục có lắp rẵng then lên đ-ờng kính của trục lấy tăng lên so với tính toán một ít, chọn d 1 = 25(mm) -Trục II: P 2 = 1235 (N); P r2 = 400(N); P a2 = 196 (N) ; P 3 = 3607 (N); P r3 =1172 (N) ; M x = 9.55*10 6 ).(146090 54.174 67.2 10*55.9 6 2 2 mmN n N a = 73 (mm), b = 81 (mm), c= 58 (mm) Hình vẽ: c r2 p r cy d 55991 2 p r dy r dx p r3 p 1 3 p cx r 44486 p a2 290 Tính phản lức ở các gối: Xét ph-ơng trình mômen tại điểm C ta có: 0)( 2 )(* 2 223 cbaR d PbaPaPM dyarrcy )(52 212 2 234 *196154*40073*1172 2 )(* 2 223 N c b a d PbaPaP R arr dy m Cy = 0: )(205 123 . 2 2 63 450038.246123.1638 123 . 2 38.123. 121 N PPP R arr DY Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có: R cy +R dy +P r2 -P r3 = 0 R cy = P r3 P r2 -R dy = 767(N) Xét ph-ơng trình mômen tại điểm C theo ph-ơng x ta có: 0)()(* 23 cbaRbaPaPM dxcx R dx = )(2139 212 154*123573*3607 * 23 N c b a baPaP Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có: R cx +R dx -P 2 -P 3 = 0 R cx =P 2 +P 3 -R dx = 1235 + 3607 - 2139 = 2703(N) Tính momen uốn tổng cộng ở những tiết diện nguy hiểm nhất là: M u = 22 MuxMuy Ơ tiết diện 2-2 ta có: M uy = R cy *a = 767 *73 = 55991(N.mm) M ux = R cx *a = 2703 *73 = 197319(N.mm) M u = ).(20510919731955991 22 mmN Ơ tiết diện 3-3: M uy =R dy *c = 5*58 = 290 (N.mm) M ux = R dx *c = 2139*58 = 124062(N.mm) M u3 = ).(3.124062124062290 22 mmN Chọn vật liệu làm trục là thép 45 suy ra [] =65 (N.mm). M td2 = ).(274723197319*75.0205109 22 mmN d 22 )(35 65*1.0 274723 3 mm Chọn d 22 = 38 (mm): M td3 = 22 124063*75.03.124062 = 163762(N.mm) d 33 )(30 65*1.0 163762 mm Chọn d 33 =34 (mm). Đ-ờng kính lắp ổ lăn:d=30. -Trục III: P 4 = 3607 (N) ; P r4 = 1127 (N) ; a= 73(mm), b+c = 138 (mm) M x =9.55*10 6 ).(562582 25.41 43.2 10*55.9 6 3 3 mmN n N Hình vẽ: Tính phản lức ở các gối: Xét ph-ơng trình cân bằng momen đối với điểm E theo ph-ơng y: rex rfx e f 562582 rfy eyr 4p p r4 56064 172645 xm ux m uy m 0)(* 4 cbaRaPM fyrey R fy = )(404 212 73*1172 * 4 N c b a aP r Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có: R ey =P r4 -R fy = 1172 404 =768 (N) Xét ph-ơng trình cân bằng momen đối với điểm E theo ph-ơng x: 0)(* 4 cbaRaPM fxex R fx = )(1242 212 73*3607 * 4 N c b a aP Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng x ta có: R ex =P 4 - R fx = 3607 - 1242 = 2365(N) Tính momen uốn ở tiết diện chịu tải lớn nhất 4-4: M u = 22 MuxMuy M ux =R ex *a = 2365*73 = 172645(N.mm) M uy = R ey *a = 768*73 = 5604(N.mm) M u = 181520(N.mm) M td4 = ).(235169172645*75.0181520 22 mmN Chọn vật liệu là thép 45 []= 63(N/mm 2 ) d 4 )(35 63*1.0 235169 3 mm Chọn d 4 = 40(mm) . f 562582 rfy eyr 4p p r4 560 64 172 645 xm ux m uy m 0)(* 4 cbaRaPM fyrey R fy = ) (40 4 212 73*1172 * 4 N c b a aP r Xét ph-ơng trình cân bằng lực theo ph-ơng y ta có: R ey =P r4 -R fy = 1172 40 4 =768 (N) Xét ph-ơng trình. nhất 4- 4: M u = 22 MuxMuy M ux =R ex *a = 2365*73 = 172 645 (N.mm) M uy = R ey *a = 768*73 = 56 04( N.mm) M u = 181520(N.mm) M td4 = ).(235169172 645 *75.0181520 22 mmN Chọn vật liệu là thép 45 . vẽ: c r2 p r cy d 55991 2 p r dy r dx p r3 p 1 3 p cx r 44 486 p a2 290 Tính phản lức ở các gối: Xét ph-ơng trình mômen tại điểm C ta có: 0)( 2 )(* 2 223 cbaR d PbaPaPM dyarrcy )(52 212 2 2 34 *1961 54* 40073*1172 2 )(* 2 223 N c b a d PbaPaP R arr dy m Cy