thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor Phần 3: Tính toán thiết kế trục

Chia sẻ: Nguyen Dinh Thi | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

315
lượt xem 96
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải trọng khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục . khoảng công-xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor Phần 3: Tính toán thiết kế trục

PHẦN IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC Qui ước các kí hiệu: : số thứ tự của trục trong hộp giảm tốc k : số thứ tự của tiết diện trục trên đó lắp các chi tiết có tham gia truyền tải trọng i : khoảng cách trục giữa các gối đỡ 0 và 1 trên trục thứ k lk1 : khoảng cách từ gối đỡ 0 đến tiết diện thứ i trên trục thứ k lki : chiều dài mayo của chi tiết quay thứ i (lắp trên tiết diện i) trên trục . lmki : khoảng công-xôn trên trục thứ k, tính từ chi tiết thứ i ở ngoài hộp giảm tốc đến gối lmki đỡ. : chiều rộng vành bánh răng thứ i trên trục k. bki 4.1 Chọn vật liệu Chọn vật liệu chế tạo trục là thép 50 tôi có . Ứng suất xoắn cho phép 4.2 Xác định sơ bộ đường kính trục Theo công thức đường kính trục thứ k với k = 1…3; Theo bảng (10.2) ta được: Vì trục I nối với động cơ qua khớp nối nên đường kính sơ bộ của trục I phải là: nên ta chọn Trục I: ; Trục II: ; Trục III: ; 4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực: Trị số các khoảng cách
: khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp k1 = 10 (mm) hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay. : khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp. k2 = 8 (mm) : khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến nắp ổ k3 = 10 (mm) : chiều cao nắp ổ và đầu bu-lông hn = 15 (mm) Trục I: - với : chiều dài khớp nối b0 = 23mm: chiều rộng ổ lăn với d2 =40mm - với : nhưng do chiều rộng bánh răng là nên tối thiểu ta phải chọn lm13 = 48mm - Trục III - Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: - Chiều dài mayo bánh xích: - - - - Trục II - Chọn sơ bộ chiều dài mayo bánh răng: - với l4 =10mm - - - 4.4 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền: - Cặp bánh răng cấp nhanh: Lực vòng: Lực hướng tâm:
Lực dọc trục: - Cặp bánh răng cấp chậm: Lực vòng: Lực hướng tâm: Lực dọc trục: - Lực do bộ truyền ngoài: Lực tác dụng của khớp nối trục đàn hồi: D0 là đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt. Tra bảng 16.10a đươc: D0 = 71 Ta chọn D0 là đường kính vòng tròn đi qua tâm các chốt. (tra bảng 16.10 tài liệu *) Lực bộ truyền xích:
4.5 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục: Trục I: Tìm phản lực tại các gối đỡ A, B: với Phương trình cân bằng lực: Đường kính các đoạn trục: Theo bảng 10.5 tài liệu * với: Ta chọn: ; ; Trục II: (tương tự Trục I) Momen do lực Fa2 và Fa3 gây ra: Đường kính các đoạn trục: Ta chọn: ; ; Trục III: (tương tự Trục I) Momen do lực Fa4 gây ra: Lực do bộ truyền xích Đường kính các đoạn trục: Ta chọn: ; ;
4.6 Thiết kế và kiểm nghiệm trục bằng inventor 4.6.1 Trục I Sau khi khởi động Modul Design Acclerator chọn Design and calculates shaft of Various Shapes (thiết kế và tính toán trục với hình dạng khác nhau), ta có dao diện làm việc như sau:
Ta chọn và nhập các thông số về chiều dài, đường kính, vát đầu trục, vo tròn cạnh sắc ở các đoạn trục chuyễn tiếp và chèn rãnh then cho các đoạn trục cần tính toán và kiểm nghiệm dựa vào đường kính sơ bộ và chiều dài các đoạn trục đã tính toán ở trên. Sau đó chuyễn qua Tab Calculation để tính toán cho trục. Ở đây ta thực hiện các bước sau: Trong mục Material ta kích và chọn vật liệu cho trục cần thiết kế, ở đây mình chọn vật liệu là Cast Steel (thép đúc) sau khi chọn vật liệu ta có các thông số như: Modulus of Elasticity : E = 200000 (MPa); Modulus of Rigidity: G = 80000 (MPa); và Desnity: ρ = 7160 (Kg/m3). Trong phần Loads & Supports (lực và gối đỡ) ta xác định giá trị và điểm đặt của lực và gối đỡ. Khi chọn Supports ta có 2 lựa chọn cho gối đõ là gối cố định và gối di động tùy theo yêu cầu bài toán ta có thể chọn. Hai gối đỡ cách nhau là: 107mm. Trong phần Loads ta có các lựa chọn như: Lực tập trung theo trục x là: 150N; 950N, Lực tập trung theo trục y là: 348N; Lực tập trung theo trục z là: 113N, Mômen uốn là: 2904Nmm; mômen xoắn là: 24429 Nmm.
Sau khi xác định xong các thông số về giá trị và điểm đặt của tất cả các thành phần lực ta chọn Calculate để tính toán và kiểm nghiệm trục. Xác định được các thành phần lực tác dụng lên gối đỡ. Chuyễn qua Tab Graphs để kiểm tra các biểu đồ lực và mômen tác dung lên trục. Từ các biểu đồ ta có thể đánh giá được các đoạn trục có nguy cơ bị phá hủy cao nhất để thiết kế lại trục. Chọn Ideal Diameter để tham khảo đường kính trục lý tưởng.
Sơ đồ tác dụng lực và gối đỡ của trục I:
Kết quả sau khi thiết kế ta được trục I như sau: Các thông số của trục I Calculation Material Material Cast steel Modulus of Elasticity E 200000 MPa Modulus of Rigidity G 80000 MPa Density ρ 7160 kg/m^3 Calculation Properties Include Yes Density ρ 7160 kg/m^3 Yes Shear Displacement Ratio β 1.188 ul Number of Divisions 1000 ul Mode of reduced stress HMH Loads
Ben Cont Radi Axia ding inuo Defl al l Torq Mo us ectio Deflection Angle Loc Forc Forc ue Inde men Loa n atio e e x t d n Direc Direc Si Direc Len Direc Y X Size Y X Size YX Y X Size tion tion ze tion gth tion 9.73 9.74 150. 0.38 25 150. 270.0 5 2 92.24 0.01 1 000 0 mm 000 0 deg micr micr deg deg N micr N om om om 9.73 9.74 0.38 25 24429 5 2 92.24 0.01 2 0 mm .000 N micr micr deg deg micr m om om om 0.26 0.93 348. 0.89 140 348. 180.0 9 7 286.7 0.03 3 000 7 mm 000 0 deg micr micr 0 deg deg N micr N om om om 0.26 0.93 0.89 140 113.0 9 7 286.7 0.03 4 7 mm 00 N micr micr 0 deg deg micr om om om 0.26 0.93 2904. 2904. 0.89 140 90.00 9 7 286.7 0.03 5 000 000 7 mm deg micr micr 0 deg deg N m N m micr om om om 0.26 0.93 24429 0.89 140 9 7 286.7 0.03 6 .000 N 7 mm micr micr 0 deg deg m micr om om om 0.26 0.93 950. 950. 0.89 140 90.00 9 7 286.7 0.03 7 000 000 7 mm deg micr micr 0 deg deg N N micr om om om
Supports Reacti Yieldin Deflect on Type Deflection Angle g ion Locati Force Index Type on Directio Axial Directio Y X Size Y X Size n Force n 0.000 0.000 0.000 86.5 27378.9727379.4 90.34 Use 188.77 1 Free 161.09 micro micro micro 0.01 deg mm 2 N 46 N deg r deg 8 N m m m 0.000 0.000 0.000 Fixe 193.5 26579.5 269.64 113.00 Use 196.25 0.02 2 168.87 26578.9 micro micro micro d mm 08 N deg 0 N r deg deg 9 N 72 N m m m Results Length L 205.000 mm Mass Mass 1.838 kg Maximal Bending Stress 130.712 MPa σB Maximal Shear Stress 21.907 MPa τS Maximal Torsional Stress 4607.995 MPa τ Maximal Tension Stress 0.090 MPa σT Maximal Reduced Stress σred 7981.282 MPa Maximal Deflection fmax 13.842 microm Angle of Twist 12.01 deg φ
Preview Shear Force Shear Force, YZ Plane
Shear Force, XZ Plane Bending Moment
Bending Moment, YZ Plane Bending Moment, XZ Plane
Deflection Angle Deflection Angle, YZ Plane
Deflection Angle, XZ Plane Deflection
Deflection, YZ Plane Deflection, XZ Plane
Bending Stress Bending Stress, YZ Plane
Bending Stress, XZ Plane Shear Stress
Shear Stress, YZ Plane Shear Stress, XZ Plane