thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 10

Chia sẻ: Do Van Nga Te | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chiều các lực được biểu diễn trên hình (2 – 8). Lập các phương trình cân bằng tại C và D. T3 .L5 – T2 .(L5 + L4) – T1 .(L5 + L4 + L1) = 0 và (b) xác định được giá trị tại các giá đỡ là: V1 = 891,189 (N) ≈ 892 (N) V2 = -54 (N) 2.6.3.CHỌN KẾT CẤU VÀ VẬT LIỆU. 1.Kết cấu. Kết cấu của khung máy biểu diễn ở hình (2 – 9). Giá đỡ ổ trục 2 là chi tiết phải thiết kế. 2 (b) Thay các số liệu trong bảng (2 – 5) vào các...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt, chương 10

Chương 10: XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC TẠI CÁC GIÁ ĐỠ Chiều các lực được biểu diễn trên hình (2 – 8). Lập các phương trình cân bằng tại C và D.  M = V2 .L5 + T1 .(L1 + L4) + T2 .L4 – T4 .L7 – T5 .(L5 – L8) – C T6 .L5 – T7 .(L5 + L6) – T8 .(L5 + L6 + L3) = 0 (a)  M = V1 .L5 + T7 .L6 + T8 .(L3 + L6) – T5 .L8 – T4 .(L5 – L7) – D T3 .L5 – T2 .(L5 + L4) – T1 .(L5 + L4 + L1) = 0 (b) Thay các số liệu trong bảng (2 – 5) vào các phương trình (a) và (b) xác định được giá trị tại các giá đỡ là: V1 = 891,189 (N) ≈ 892 (N) V2 = -54 (N) 2.6.3.CHỌN KẾT CẤU VÀ VẬT LIỆU. 1.Kết cấu. Kết cấu của khung máy biểu diễn ở hình (2 – 9). Giá đỡ ổ trục 2 là chi tiết phải thiết kế. 2 1 Hình (2 – 9): Kết cấu khung máy đo ma sát ổ đỡ trục chân vịt. 1. Thanh dọc. 2. Giá đỡ ổ trục.
2. Vật liệu. Các chi tiết đúc bằng gang xám được dùng phổ biến vì gang xám rẻ, dễ đúc, cơ tính khá, làm việc tốt trong điều kiện mài mòn , rung động. Vì các lí do trên nên chọn vật liệu chế tạo giá đỡ ổ trục là gang xám GX15 - 32. Cơ tính, thành phần như sau: - Giới hạn bền kéo thấp nhất là: bk = 15 (daN/mm2) (2 – 36) - Giới hạn bền uốn thấp nhất lá: bu = 32 (daN/mm2) (2 – 37) bm - Tỷ số độ bền mỏi khi uốn trên độ bền kéo: = 0,35 – 0,5 bk (2 – 38) - Độ bền tĩnh khác của gang xám so với độ bền kéo thường có tỷ số nằm trong giới hạn sau: bu bn  bc  bx = 1,4 – 2,4 ; = 3 – 4,5 ; = 0,75 – 1,8 ; = 1,17 – bk bk bk bk 1,4 (2 – 39) 2.6.4.TÍNH SỨC BỀN. Do đặc điểm cấu tạo của khung máy gồm hai giá đỡ chữ A chịu các phản lực là V1 và V2. Để đảm bảo về độ bền cho khung
máy khi làm việc, chọn giá đỡ chữ A chịu phản lực lớn nhất để tính toán. Khi đó phản lực tính toán sẽ là: Vtt. Vtt = n . Vmax (2 – 40) Trong đó: Vmax - Phản lực lớn nhất. Chọn Vmax = V2 = 892 (N). n - Hệ số an toàn. Hệ số an toàn được đưa vào trong tính toán với mục đích đảm bảo cho kết cấu có một sự an toàn nhất định về độ bền. Nếu xét đến tất cả những sai sót có thể xảy ra trong khi xác định ứng suất và tải trọng, trong xác định cơ tính của vật liệu, sai sót trong quá trình công nghệ và mức độ quan trọng của khung máy đối với máy thì hệ số an toàn được xác định bằng phương pháp các hệ số thành phần [4 – tr38]: n = n1 .n2 .n3 (2 – 41) Ở đây: n1 - Hệ số xét đến mức độ chính xác trong việc xác định tải trọng và ứng suất, n1 = 1,2 – 1,5[4 – tr38]. Chọn n1 = 1,5. n2 - Hệ số xét đến mức độ đồng nhất về cơ tính của vật liệu, đối với chi tiết máy bằng gang, n2 = 1,5 – 2,5[4 – tr38]. Chọn n2 = 2. n3 - Hệ số xét đến những yêu cầu đặc biệt về an toàn như mức độ quan trọng của khung máy đối với máy, n3 = 1 – 1,5[4 – tr38]. Chọn n3 = 1,5.
Hệ số an toàn được xác định: n = n1 .n2 .n3 = 1,5 .2 .1,5 = 4,5. Tải trọng tính toán là: Vtt = n .Vmax = 4,5 .892 = 4014 (N) H ình (2 – 10): Sơ đồ xác định tiết diện giá đỡ chữ A Sơ đồ tính toán bền cho giá đỡ chữ A được đơn giản hoá và thể hiện bằng hình (2 -11) dưới đây. Bao gồm: Các thanh 1, 2, 3 Các nút I, II, III Dựa vào sơ đồ trên nhận thấy các thanh 1 và 2 chịu tải trọng như nhau. Vì vậy chỉ tính cho một thanh, thanh còn lại lấy cùng giá trị.
Do đặc điểm kết cấu của giá đỡ chữ A nên tải trọng Vtt tác dụng lên nó được chia ra làm hai thành phần: V tt 4014 Vtt1 = = Vtt2 = = 2007 (N) 2 2 Như vậy, diện tích mặt cắt ngang của thanh 2 là F2 = a2 .b2 (mm2) được lấy cùng giá trị với diện tích tiết diện mặt cắt ngang của thanh 1 là F1. Tính cho thanh 1 để tìm diện tích tiết diện mặt cắt ngang F1 = a1 .b1 (mm2). Tải trọng tính toán cho thanh 1 là: V tt 4014 Vtt1 = = Vtt2 = = 2007 (N) 2 2 Từ hình (2 - 8) thấy rằng thanh 1 vừa chịu nén vừa chịu uốn. Chịu nén bởi lực N1, chịu uốn bởi Z1. Trong đó: N1, Z1 là các phân lực của lực Vtt1. Ta có: N1 = Vtt1 .Cos100 = 1976,509 ≈ 1977 (N). Z1 = Vtt1 .Sin100 = 348,512 ≈ 349 (N). Hình (2 – 12): Sơ đồ tính toán thanh 1. Diện tích tiết diện thanh 1 được xác định:
M u max N1  = +  [ ] Wu F1 (2 – 42) Trong đó: Mumax – Mô men uốn lớn nhất do lực Z1 gây ra ( N.mm). Mumax = Z1 .rmax = Z1 .130 (N.mm) (2 – 43) Wu – Mô men chống uốn. 2 a1 .b1 Với tiết diện thanh là hình chữ nhật ta có Wu = 6 (2 – 44) F1 - Diện tích tiết diện của thanh 1: F1 = a1 .b1 (mm2). ch [  ] - Ứng suất cho phép của vật liệu. Ta có: [  ] = n (2 – 45) ch - Giới hạn bền chảy của vật liệu. Do thanh chịu nén là chủ yếu nên có thể lấy ch = bn . Từ (2 – 39) tính được: bn = 4,5 . bk bn 4,5.15  [ ] = = = 15 (daN/mm2) = 150 (N/mm2) n 4,5 (2 – 46) Từ (2 - 42) đến (2 – 46) ta có: 349.130 1977 +  [ ] a1.b1 2 a1 .b1 6
272220 1977 +  150 a1 .b1 2 a1 .b1 (2 -47) Chọn a1 = 1,2 .b1 và thử nghiệm phương trình (2 – 47) được b1  11,8 (mm) Vậy: a1  1,2 .11,8 = 14,16 (mm). Tính diện tích tiết diện đi qua mặt cắt ngang của thanh 3 là F3 = a3 .b3 (mm2) Sử dụng phương pháp tách khớp, xét sự cân bằng của nút II. Thanh 3 chịu kéo do các lực N1 và N2 gây ra. Trong đó: N1, N2 là các phân lực của Vtt1 và Vtt2 gây nén lên các thanh 1 và 2. Lập phương trình cân bằng cho hệ ta được: N1 .Cos80 = N3 (2 – 48)  N3 = 1977 .Cos80 = 343,302 (n) ≈ 343 (N) Diện tích tiết diện thanh 3 được xác định: N3  [bk] (2 – 49) F3 343 Hình (2 – 13): Sơ đồ   150 lực khi tách nút số II a3 .b 3  a3 .b 3  150 .343 = 2,866 ≈ 2,9 (mm2) Tính diện tích tiết diện F4 = a4 .b4 (mm2) Tiết diện F4 chịu cắt bởi ứng suất tiếp c
Kiểm nghiệm theo điều kiện bền cắt: c  [ c ] (2 – 50) V tt  [ c ] 2. F4 (2 – 51) Từ (2 – 39) ta có: [ c ] = 1,2 . [bk] = 1,2 .150 = 180 (N/mm2) 4014 Thế giá trị trên vào (2 – 51) được:  180 2.a4 .b 4 4014  a4 .b 4  = 11,15 (mm2) 360 Xây dựng biểu đồ nội lực cho thân giá đỡ chữ A. Xét thanh 1: Dùng phương pháp mặt cắt để xây dựng biểu đồ nội lực trong thanh 1. Lực dọc của thanh 1 (Nz1) được xác định: Nz1 = N1 = 1977 (N) Mô men uốn của thanh 1 là: Mu1 = - Z1 .u1 (N.mm) V ới (0  u1  l1) Tại u1 = 0  Mu1 = 0 (N.mm) l1 l1 Tại u1 =  Mu1 = - Z1 . = -349 .251,5 2 2 = -87773,5 (N.mm) ≈ -87,8 (N.m)
Hình (2 – 14): Sơ đồ xác định nội lực thanh 1 Tại u1 = l1  Mu1 = -Z1 .l1 = -349 .503 = -175547 (N.mm) ≈ - 175,6(N.m) Hình (2 – 15): Biểu đồ nội lực thân giá đỡ chữ A Tính bền mối ghép ren: Mỗi thân giá đỡ chữ A được ghép với thanh thép chữ U bằng hai bulông. Do các thanh 1 và 2 chủ yếu chịu lực nén, thanh 3 chủ yếu chịu lực kéo nghĩa là mối ghép ren chịu tải trọng ngang. vì vậy chỉ cần kiểm tra bulông bị hư hỏng do lực ngang thân bulông gây ra ứng suất cắt. Theo điều kiện bền cắt ta có: c  [ c ] (2 – 52)
Q1 Q1  =  [ c ] (2 – m .Fb  .d b 2 m. 4 53) Trong đó: Q1 - Lực ngang do thanh 1 gây ra (N) db - đường kính danh nghĩa của bulông (mm) m - Số bulông (m = 1) [ c ] - Ứng suất cắt cho phép (N/mm2) Fb - Diện tích tiết diện mặt cắt ngang của bu lông. Với mối ghép chịu tải trọng ngang, bulông lắp không có khe hở, trị số ứng suất tiếp cho phép được xác định như sau: [ c ] = 0,4 . ch = 0,4 .220 = 88 (N/mm2) (2 – 54) Lực ngang do thanh 1 gây ra được xác định: Q1 = N1 .Sin100 = 1977 .Sin100 = 343,3 (N) đã bỏ qua lực Z1. Từ (2 -53) và (2 – 54) tính được: 4.343,3  db = = 2,229 (mm) ≈ 2,23 (mm). 3,14.88