bài tập lớn thiết kế trục truyền levancam

BÀI TẬP LỚN GVHD: GS.TS GVCC ĐẶNG VIỆT CƯƠNG

N0: 02

Số liệu vào :

Sơ đồ trục : ( hình 1).

HÃY THIẾT KẾ TRỤC TRUYỀN

D1= 20cm; D2= 60cm; G1= 200 daN; G2= 400 daN;P’1= 600 daN; P’

2=300 daN;

P’’1= 800 daN; P’’

2= 400 daN; = 1 m; = ( , P1’’) = 300; = 1000 daN/cm2;

n= 1000 vòng/phút.

O

Hình 1

21

x

n

P2''

P2' P1

'

P1''

2l2ll

dD2

G2

G1

D1

*TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN :

1. Lập sơ đồ tính.

2. Xác định công suất của động cơ.

3. Phân tích bài toán đã cho thành các bài toán đơn giản.

4. Vẽ các biểu đồ nội lực trong các bài toán đơn giản đó.

5. Xác định các mặt cắt nguy hiểm nhất và thiết kế sơ bộ đường kính của trục.

6. Kiểm tra điều kiện bền cho trục tại các mặt cắt nghi ngờ nguy hiểm.

7. Kết luận đường kính cần thiết kế.

Sinh viên: Lê VĂN CẢM (N0: 02) Trang 1

O

P1''

P2'

P1'

y

x

P2''


Bài làm:

1. Lập sơ đồ tính:

- Chọn trục tọa độ và chiều dương như hình vẽ.

- Trục z trùng với trục truyền và hướng sang phải.

- Gốc tọa độ tại đầu trái trục truyền.

Gọi P1y’ là tổng hợp độ lớn của các lực tại “1” theo phương y.

Gọi P2y’’ là tổng hợp độ lớn của các lực tại “2” theo phương y.

Gọi P2x’’ là tổng hợp độ lớn của các lực tại “2” theo phương x.

Ta có:

P1y’ = G1 + P’

1 + P’2 = 200 + 600 + 300 = 1100 daN

P2y’’= G2 + P’’

1.sin300 + P’’2sin300

= 400+800. +400. = 1000 daN

P2x’’ = P’’

1.cos 300 + P’’2. cos300 = 800. + 400. = 1039,23 daN.

Gọi M1z* là momen xoắn ngoại lực tập trung tại “1’’ theo phương z.

Gọi M2z* là momen xoắn ngoại lực tập trung tại “2’’ theo phương z.

Ta có:

M1z* = (P - P ) . = (600 - 300 ) . = 3000 daN.cm

M2z* = ( P - P ) . = (800 - 400 ). =12000 daN.cm

2. Tính công suất của động cơ:

Ta có: Mz* = M1z

* + M2z* = 3000 + 12000 = 15000 daN.cm

Từ công thức : Mz* =

N= n. = 1000 . = 154,004 kw

3. Phân tích bài toán đã cho thành các bài toán đơn giản:

Ta phân tích bài toán đã cho thành 3 bài toán sau:



A

M*1z M*

2z M*z

2

3ZB

21

P''2x

RBxRAx

x

ZB2A

1

* Đối với bài toán 1:

Gọi RAy, RBy lần lượt là các phản lực tại A và B theo phương y.


M*

1z M*

2z

M*z

1ZB

2

A

1R

ByR

Ay

P''2yP'

1y

y

Z

P'

2x

3

B

21

A

x

P'1y

yP''

2y

2l2ll=100 cm


Giả sử RAy , RBy có chiều như hình vẽ.

Xác định RAy, RBy ?.

Ta có mômen của tất cả các lực đối với điểm B theo phương y bằng không.

mBy = 0 P1y’.5 - RAy.4 + P2y

’’.2 = 0

RAy = = = 1875 daN

Ta có mômen của tất cả các lực đối với điểm A theo phương y bằng không.

mAy = 0 P1y’. - P2y

’’.2 +RBy.4 = 0

RBy = = = 225 daN

Ta thấy RAy, RBy > 0. Vậy chiều ta giả sử là đúng .


Gọi RAx, RBx lần lượt là các phản lực tại A và B theo phương x.

Giả sử RAx , RBx có chiều như hình vẽ.

Xác định RAx, RBx ?.

Ta có mômen của tất cả các lực đối với điểm B theo phương x bằng không.

mBx = 0 RAx.4 - P2x’’

.2 = 0

RAx = = = = 519,615 daN

Ta có mômen của tất cả các lực đối với điểm A theo phương x bằng không.

mAx = 0 P2x’’

.2 - RBx.4 = 0

RBx = = = = 519,615 daN

Ta thấy RAx, RBx > 0 . Vậy chiều ta giả sử là đúng .

*Đối với bài toán 3:

Mz* = M1z

* + M2z* = 3000 + 12000 = 15000 daN.cm

4. Vẽ các biểu đồ nội lực trong các bài toán đơn giản:


Theo phương pháp vạn năng, ta được.

Mz( x) = - P1y

’.z + RAy(z- ) - P2y’’

.( z-3 )

1 2 3



= - 1100z + 1875(z – 100) - 1000. (z – 300)

1 2 3

M (x)(z = = 100 ) = - 110000 daN.cm

M (x)(z = 3 = 300 ) = 45000 daN.cm


Theo phương pháp vạn năng, ta được.

Mz( y) = - RAx. (z- ) + P2x

”.(z-3 )

2 3

= - 519,615(z-100 ) + 1039,23(z – 300)

2 3

M (y)(z = = 100 ) = 0 daN.cm

M (y)(z = 3 = 300 ) = - 103923 daN.cm


45000 daN.cm

110000 daN.cm

Mx

Mx

B2

A1+

_

My

My

B

A 21103923 daN.cm

_



Theo phương pháp vạn năng, ta được

M(z)z = - M*

1z - M*2z

1 2

M (z)(z = ) = -3000 daN.cm

M (z)(z = 3 = 360 )= - 15000 daN.cm

5. Xác định mặt cắt nguy hiểm nhất và thiết kế sơ bộ đường kính của trục:

Dựa vào biểu đồ ta thấy mặt cắt “2” là mặt cắt nguy hiểm nhất .

τ = = ≤ τ = = = 500 daN/cm2

Đường kính sơ bộ: d ≤ = 5,31 cm

Ta chọn dx = 10 cm

Tại mặt cắt “2”, Mômen uốn tổng hợp được tính theo công thức.

M= = = 113247,47 daN.cm

σ =

= = 1139,9 daN/cm > [σ] = 1000 daN/cm

Vậy ta chọn lại d = 11 cm. Khi đó

σ = = 856,42< [σ] = 1000 daN/cm2


15000 daN.cm12000 daN.cm

3000 daN.cm

MzB2A

1

Mz

_

_


6. Kiểm tra điều kiện bền cho trục tại các mặt cắt nghi ngờ nguy hiểm:

Tại mặt cắt “A”: Mx = 110000 daN.cm; My = 0; Mz = 3000 daN.cm.

σ = = 826,67 daN/cm2

Tại mặt cắt “B”: Mx = 0 daN.cm; My = 0; Mz = 15000 daN.cm.

σ = = 97,6 daN/cm2

Như vậy tại “A” và “B” trục làm việc an toàn.

7. Kết luận đường kính trục cần thiết kế:

Vậy đường kính trục cần thiết kế là d = 11 cm.


bài tập lớn thiết kế trục truyền levancam

Documents