Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN - Coggle Diagram
THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN
Thông Số Chung & Vật Liệu
Vật liệu: Thép C45 thường hóa.
Giới hạn bền: σ_b = 600 MPa.
Giới hạn chảy: σ_ch = 340 MPa.
Ứng suất xoắn cho phép: Chọn sơ bộ [τ] = 15 MPa (trong khoảng 15–30 MPa).
Thiết Kế Trục I
Thông Số Ban Đầu:
Momen xoắn T₁ = 55,899 Nmm.
Vận tốc n₁ = 440 vòng/phút.
Chiều rộng vành răng b_w = 35 mm
Chọn Đường Kính Sơ Bộ:
Tính d₁ = ∛(T₁/(0.2×[τ])) ≈ 26,51 mm → chọn d₁ = 30 mm → chọn b₁ = 19 mm.
Tính Toán Kích Thước Trục:
Xác định chiều dài các đoạn (l₁₁, l₁₂, l₁₃) dựa trên khoảng cách giữa chi tiết, chiều dài mày (l_m) và các khoảng cách k (k₁, k₂, k₃, h_n).
Tính Lực Tác Dụng:
Lực do bánh răng côn dẫn: F_t₁ ≈ 1754 N.
Phân giải thành thành phần theo góc α, δ (F_r, F_a).
Xác Định Đường Kính Các Đoạn Trục:
Tính momen uốn tương đương tại các tiết diện (A, B, C, D).
Chọn các đường kính: d_A₁ = 20 mm, d_B₁ = 25 mm, d_C₁ = 30 mm, d_D₁ = 20 mm.
Thiết Kế Trục II
Chọn Đường Kính Sơ Bộ:
Tính d₂ = ∛(T₂/(0.2×[τ])) ≈ 38,06 mm → chọn d₂ = 40 mm → chọn b₂ = 23 mm.
Tính Toán Kích Thước Trục:
Xác định các đoạn chiều dài: l₂₁, l₂₂, l₂₃ dựa trên các khoảng cách k (k₁, k₂) và chiều dài mày bánh răng (l_m₂₂, l_m₂₃).
Thông Số Ban Đầu:
Momen xoắn T₂ = 165,337 Nmm.
Vận tốc n₂ ≈ 142,86 vòng/phút.
Tính Lực Tác Dụng:
Lực từ bánh răng côn: F_a₂ = 610 N, F_r₂ = 188 N.
Lực từ bánh răng trụ: F_t₃ ≈ 3669 N, F_r₃ ≈ 1335 N.
Xác Định Đường Kính Các Đoạn Trục:
Tính momen tương đương tại các tiết diện.
Chọn các đường kính: d_A₂ = 40 mm, d_B₂ = 35 mm, d_C₂ = 30 mm, d_D₂ = 40 mm.
Thiết kế Trục III
Tính Toán Kích Thước Trục:
Xác định các đoạn: l₃₁ (bằng l₂₁ của trục II), l₃₂, l₃₃ dựa trên khoảng cách k₃, h_n, và chiều dài mày (l_m₃₂).
Tính Lực Tác Dụng:
Lực từ bánh răng trụ: F_t₃ = 3669 N, F_r₃ = 1335 N.
Lực từ bộ truyền xích: F_r (do hệ số k_x = 1.15) ≈ 2815 N.
Chọn Đường Kính Sơ Bộ:
Tính d₃ = ∛(T₃/(0.2×[τ])) ≈ 48,07 mm → chọn d₃ = 50 mm →chọn b₃ = 27 mm.
Xác Định Đường Kính Các Đoạn Trục:
Tính momen tương đương tại các tiết diện.
Chọn các đường kính: d_A₃ = 40 mm, d_B₃ = 40 mm, d_C₃ = 40 mm, d_D₃ = 50 mm.
Thông Số Ban Đầu:
Momen xoắn T₃ = 333,319 Nmm.
Vận tốc n₃ ≈ 68 vòng/phút.
Kiểm Nghiệm Trục & Then
Kiểm Nghiệm Độ Bền Tĩnh:
Tính σ_td = √ (σ² + 3τ²).
So sánh với giới hạn [σ] = 0.8 × σ_ch = 272 MPa.
Các trục đều thỏa điều kiện (giá trị σ_td nhỏ hơn [σ]).
Kiểm Nghiệm Then:
Bền dập: Tính σ_d = (2×T)/(d×l_t×(h-t₁)) ≤ 150 MPa.
Bền cắt: Tính τ_c = (2×T)/(d×l_t×b) ≤ 60 MPa.
Kết quả tính toán cho từng mối then đều đảm bảo an toàn.
Kiểm Nghiệm Độ Bền Mỏi:
Xác định hệ số an toàn s dựa trên công thức kết hợp ứng suất uốn và xoắn.
Chọn hệ số an toàn cho phép [s] = 3.
Kết quả cho từng tiết diện (rãnh then, lắp căng) đều vượt yêu cầu.
Kết Luận Chung:
Ba trục I, II, III được thiết kế sao cho đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về bền mỏi và bền tĩnh.
Các mối ghép (then) cũng đạt điều kiện bền dập và bền cắt theo tiêu chuẩn đã cho.