thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải, chương 5

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

176
lượt xem 51
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tính toán trục 1: a.Các thông số đã biết: Đường kính bánh răng: d br1 = 46(mm) Mômen: Tbr1 = 12533,5(N.mm) Các lực do bánh răng: Ftbr1 = 544,9(N) Frbr1 = 198,34(N) Hình 2.2 b.Tính toán:Biểu đồ mômen: Hình 2.3 b.1 Chọn vật liệu và tính các lực: Chọn vật liệu: Thép C45 có (theo tài liệu tham khảo (3)): σ b = 883MPa,σ ch = 638MPa, τ ch = 383MPa σ- 1 = 432MPa, τ- 1 = 255MPa Chọn sơ bộ các ứng suất cho phép( theo tài liệu tham khảo (1) ): [σ ]= 70(MPa ) [τ ]= 20(MPa ) Các lực: Ngoài các lực đã biết...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải, chương 5

Chương 5: Tính toán trục 2.3.1.Tính toán trục 1: a.Các thông số đã biết: Đường kính bánh răng: d br1 = 46(mm) Mômen: Tbr1 = 12533,5(N.mm) Các lực do bánh răng: Ftbr1 = 544,9(N) Frbr1 = 198,34(N) Hình 2.2
b.Tính toán:Biểu đồ mômen:
Hình 2.3
b.1 Chọn vật liệu và tính các lực: Chọn vật liệu: Thép C45 có (theo tài liệu tham khảo (3)): σ b = 883MPa,σ ch = 638MPa, τ ch = 383MPa σ- 1 = 432MPa, τ- 1 = 255MPa Chọn sơ bộ các ứng suất cho phép( theo tài liệu tham khảo (1) ): [σ ]= 70(MPa ) [τ ]= 20(MPa ) Các lực: Ngoài các lực đã biết ở trên, ta cần tính lực nối trục: Chọn nối trục đàn hồi có đường kính qua tâm chốt: D0 = 50(mm) ( Phần tính toán nối trục đàn hồi sẽ trình bày trong phần 2.6.1 ). 2.Tbr1 2.12533,5 Lực vòng qua tâm chốt: Ftnt = = = 501,34(N). D0 50 Lực nối trục: Fnt = (0,1 ¸ 0,3).Ftnt = 0,3.501,34 = 150,4(N). b.2 Tính sơ bộ trục: Tbr1 12533,5 Đường kính sơ bộ: d ³ 3 = 3 = 14,63(mm). 0,2.[τ ] 0,2.20 Theo tiêu chuẩn chọn sơ bộ d A = 16(mm) tại nối trục, d C = 22 (mm) tại vị trí lắp bánh răng, d B = d D = 20(mm) tại hai gối đỡ. Chọn các kích thước dọc trục theo đường kính sơ bộ: Khoảng cách giữa 2 ổ lăn: l = 100(mm)
Khoảng cách f ³ (40 ¸ 55) Þ f = 70(mm) b.3 Kiểm nghiệm: Trong mặt phẳng Oyz: Frbr1 198,34 R By = R Dy = = = 99,17(N) 2 2 100 M xC = R Dy . = 4958,5(N) 2 Trong mặt phẳng Ozx: Ftbr1.50 - Fnt .(70 + 100) R Bx = 100 544,9.50 - 150,4.(70 + 100) Þ R Bx = = 16,77(N) 100 R Dx = Ftbr1 - (Fnt + R Bx ) = 544,9 - (150,4 + 16,77) = 377,73(N) M yB = Fnt .70 = 150,4.70 = 10528(N.mm) M yC = R Dx .50 = 377,73.50 = 18885(N.mm) Ta vẽ được biểu đồ mômen như hình. Từ hình vẽ ta có: tiết diện nguy hiểm nhất: tại C Mômen uốn tại C: MC = M2 + M2 = xC yC 4958,52 + 188852 = 19525,1(N.mm) Mômen xoắn tại C: TC = 12533,5(N.mm ) Chọn then tại A và C theo đường kính trục : then bằng có chiều rộng b = 6mm, chiều cao h = 6mm, chiều sâu rãnh then trên trục t = 3,5mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ t1 = 2,8mm.
Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn: Hệ số an toàn phải thoả: s σ .s τ s= ³ [] s sσ + s2 2 τ Trong đó: Hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn: σ- 1 sσ = k σ .σ a + ψσ .σ m ε σ .β Với: σ- 1 = 432MPa Các hệ số (theo tài liệu tham khảo (1)): k σ = 2,2 ( có rãnh then ) β = 1,7 ( phun bi bề mặt trục ) ε σ = 0,91 ψσ = 0,1 ( trục bằng thép cacbon trung bình) Do trục quay nên ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xứng, ta có: Ứng suất uốn trung bình: σ m = 0 MC Ứng suất uốn lớn nhất: σ a = WC Mômen cản uốn:
2 2 π.d 3 b.t.(d C - t ) π.223 6.3,5.(22 - 3,5) WC = C - = - = 882,02(mm3 ) 32 2.d C 32 2.22 19525,1 Þ σa = = 18,84(MPa ) 1036,54 432 Thay vào: sσ = = 16,1 2,2.18,84 + 0,1.0 0,91.1,7 Hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn: τ- 1 sτ = k τ .τ a + ψ σ .τm ε τ .β Với: τ- 1 = 255MPa Các hệ số (theo tài liệu tham khảo (1)): k τ = 2,0 ( có rãnh then ) β = 1,7 ( phun bi bề mặt trục ) ε τ = 0,89 ψσ = 0,05 ( trục bằng thép cacbon trung bình) Do trục quay một chiều nên ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ mạch động, ta có: TC τa = τ m = 2W0 Mômen cản xoắn:
2 2 π.d 3 b.t.(d C - t ) π.223 6.3,5.(22 - 3,5) W0 = C - = - = 1927,38(mm3 ) 16 2.d C 16 2.22 12533,5 Þ τa = τm = = 3, 25(MPa ) 2.1927,38 255 Thay vào: sσ = = 57,2 2,0.3,25 + 0,05.3,25 0,89.1,7 16,1.57,2 Hệ số an toàn chung: s = = 15,5 16,12 + 57,22 Giá trị cho phép [s ]= 3 Vậy s ³ [s ]. Với [s ]= 3 , ta không cần kiểm tra độ bền cứng. Kiểm tra dao động trục: Số vòng quay của trục: n t1 = 2880(v / ph ) 1025.104.d 1025.104.22 Số vòng quay tới hạn: n th = = = 22550(v / ph ) l2 1002 Vậy n t1 £ n th ( thoả điều kiện dao động ). Kiểm nghiệm then: Chọn chiều dài then cả tại A và C đều bằng lt = 30mm. Vì d A £ d C nên then tại A nguy hiểm hơn. Kiểm tra then tại A: Ứnng suất dập: 2.Tbr1 2.12533,5 σd = = = 24,1(MPa ) d A .(l t - b).(h - t ) 16.(30 - 6)(6 - 3,5) . Ứnng suất dập cho phép của then thép [σ d ]= 100(MPa ).
Vậy: σ d £ [σ d ]( thoả điều kiện bền của then ). 2.3.1.Tính toán trục 2: a.Các thông số đã biết: Đường kính vòng chia bánh răng bị dẫn: d br 2 = 114(mm) Đường kính vòng chia trục vít : d tv = 78,75(mm) Mômen: Tbr 2 = 28302,4(N.mm) Các lực do bánh răng: Do hiệu suất bộ truyền răng thẳng ηbr » 1 , lấy gần đúng: Ftbr 2 = Ftbr1 = 544,9(N) Frbr 2 = Frbr1 = 198,34(N) Các lực trên trục vít: Fttv = 626,3 (N); Fatv = 3335,6 (N) Frtv = 1214,1 (N) Hình 2.4 b.Tính toán: Biểu đồ mômen:
Hình 2.5 b.1 Chọn vật liệu và tính các lực:
Chọn vật liệu: Thép C45 có (theo tài liệu tham khảo (3)): σ b = 785MPa,σ ch = 540MPa, τ ch = 324MPa σ- 1 = 383MPa, τ- 1 = 226MPa Chọn sơ bộ các ứng suất cho phép( theo tài liệu tham khảo (1) ): [σ ]= 70(MPa ) ( cho trục trung gian ) [τ ]= 10(MPa ) b.2 Tính sơ bộ trục: Tbr 2 28302,4 Đường kính sơ bộ: d ³ 3 = 3 = 24,19(mm). 0,2.[τ ] 0,2.10 Do đường kính đáy trục vít d C = d ftv = 63,63 nên để giảm lượng cắt gọt khi gia công ta chọn sơ bộ theo tiêu chuẩn d A = 36(mm) tại vị trí bánh răng, d B = d D = 45(mm) tại hai gối đỡ. Chọn các kích thước dọc trục theo đường kính sơ bộ: Khoảng cách giữa 2 ổ lăn: l = 400(mm) Khoảng cách f ³ (45 ¸ 65) Þ f = 60(mm) b.3 Kiểm nghiệm: Trong mặt phẳng Oyz: d tv 78,75 M ax = Fatv . = 3335,6. = 131339,25(N.mm) 2 2 Frbr 2 .(60 + 400) + Frtv .200 - M ax R By = 400 198,34.(60 + 400) + 1214,1.200 - 131339,25 Þ R By = 400 Þ R By = 506,79(N) R Dy = Frbr 2 + Frtv - R By = 198,34 + 1214,1 - 506,79 = 905,65 (N).
M xB = Frbr 2 .60 = 198,34.60 = 11900,4(N.mm) M xC = R Dy .200 = 905,65.200 = 181130(N.mm) . Tại C có bước nhảy mômen. Trong mặt phẳng Ozx: Ftbr 2 .(60 + 400)- Fttv .200 R Bx = 400 544,9.460 - 626,3.200 Þ R Bx = = 313, 49(N) 400 R Dx = R Bx + Fttv - Ftbr 2 ) = 313,49 + 626,3 - 544,9 = 394,89(N) M yB = Ftbr 2 .60 = 544,9.60 = 32694(N.mm) M yC = R Dx .200 = 394,89.200 = 78978(N.mm) Ta vẽ được biểu đồ mômen như hình. Từ hình vẽ ta có: tiết diện nguy hiểm nhất: tại C Mômen uốn tại C: MC = M 2 + M 2 = 1811302 + 789782 = 197599,6(N.mm) xC yC Mômen xoắn tại C: TC = 28302,4(N.mm) Chọn then tại A theo đường kính trục : then bằng có chiều rộng b = 10mm, chiều cao h = 8mm, chiều sâu rãnh then trên trục t = 5mm, chiều sâu rãnh then trên mayơ t1 =3,3mm.