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

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 2.2b.Tính toán:Biểu đồ mômen:Hình 2.3b.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 = 255MPaChọn 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...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải, chương 5Chương 5: Tính toán trục2.3.1.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 2.2b.Tính toán:Biểu đồ mômen:Hình 2.3b.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 = 255MPaChọn 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 12533,5Đường kính sơ bộ: d ³ 3 = 3 = 14,63(mm). 0,2.[τ ] 0,2.20Theo 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) 2Trong 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 chiềurộngb = 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 theochu 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 ...