Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

-Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :

Trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc thì áp dụng các cơng

thức. Theo cơng thức 6.7 trang 93,[1], ta có:

Trong đó : - c, , , lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay, mơmen xoắn, số

vòng quay, tổng số giờ làm việc ở chế độ I của bánh răng đang xét.





Theo cơng thức 6.8 trang 93,[1],ta có :

Trong đó: là bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn, khi độ rắn mặt răng HB ≤ 350.



Ta thấy nên chọn để tính tốn.

Suy ra:

-Ứng suất tiếp cho phép :

Theo cơng thức 6.1a trang 93,[1],ta có :



Với cấp nhanh sử dụng răng nghiêng, do đó theo cơng thức 6.12 :

-Ứng suất uốn cho phép :

Theo công thức 6.2a, trang 93, [1] ta có (do quay 1chiều);



-Ứng suất tải cho phép :



I. TÍNH TOÁN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH :

1. Xác định sơ bộ khoảng cách trục :

 Theo công thức 6.15a, trang 96, [1] :



Với :

-



Ka = 43: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (tra bảng



-



6.5, trang 96, [1])

= 58929,7 Nmm , Momen xoắn trên trục bánh chủ động

; (bảng 6.6)

KHβ : trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, với bảng

6.7, trang 98, [1]



=> Chọn khoảng cách trục .

2. Xác định các thông số ăn khớp:

 Xác định môđun :

- Theo công thức 6.17 trang 97,[1],ta có :



-



Theo bảng 6.8, trang 99, [1] chọn mơ đun

Xác định số răng, góc nghiêng β và hệ số dịch chỉnh x :

Chọn sơ bộ góc nghiêng răng

Cơng thức 6.31, trang 103, [1] số bánh răng nhỏ :



Ta chọn:



-



Số bánh răng lớn :



Ta chọn

-



Do đó tỷ số truyền thực:



Ta có :

-



unh



zt = z1 + z2 = 108 răng

Theo cơng thức 6.32 trang 103,[1],ta có góc nghiêng răng:



cosβ = zt/(2.aw1 )= 2.106/2.125 = 0,86

Suy ra : β = 30,68o

Như vậy nhờ có góc nghiêng β của răng, ở đây khơng cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng

cách trục cho trước.

3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

 Công thức 6.33, trang 105, [1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền:

Trong đó :

-



: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp (bảng 6.5, trang 96, [1])

: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (công thức 6.34, trang 105, [1])



Với:

+ Theo 6.35,ta có : tgβb = cosαttagβ = cos22,94.tag30,68 = 0,55 => βb = 28,81o

( là góc profin răng và là góc ăn khớp :

αt = αtw =arctg(tagα/cosβ) =arctg(tg20/0,86) = 22,94o

- Bề rộng vành răng : mm

+ Theo 6.37, ta có hệ số trùng khớp dọc:

- Do đó theo 6.36, ta có hệ số kể đến sự trùng khớp của răng:

Zε = = = 0,82

+ Theo công thức 6.38b, ta có hệ số trùng khớp ngang :

- KH : hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc

(cơng thức 6.39, trang 106, [1])

+ KHβ = 1,07 :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành

răng (bảng 6.7, trang 98, [1])



+ Áp dụng công thức 6.40, trang 106, [1] vận tốc vòng của bánh chủ động

Với:

(đường kính vòng lăn bánh chủ động)

v = 9,4 m/s theo bảng 6.13, trang 106, dùng cấp chính xác 8.Theo bảng 6.14, trang 107

với cấp chính xác 8 và v < 10 m/s ta chọn

+ Theo công thức 6.42, trang 107, [1], ta có :

Với:

:hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang107, [1])

:hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16,trang 107,[1])



Thay các giá trị vừa tính được vào 6.33 ta được :

= 426 MPa

Theo công thức 6.1 với v = 9,4 m/s => Zv = 0,85 ; với cấp chính xác là 8, khi đó cần gia

cơng đạt độ nhám Ra = 1,25...0,63 m, do đó Zr = 1 ; với da < 700 mm, KxH = 1. Do đó

theo (6.1) và (6.1a), ta có:

[] = []. Zv. Zr. KxH = 518.1,06.1.1 = 549,08 MPa

 Như vậy ⇒ cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

 Theo cơng thức 6.43 trang108,[1]:

Trong đó :

-



= 58929,7 Nmm : mômen xoắn trên bánh chủ động

mn1 = 2 mm : môđun pháp tuyến

bw1 = 37 mm : chiều rộng vành răng

dw1 = 61 mm : đường kính vòng lăn bánh chủ động

Y = 1/là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

Yβ =1 - /140 = 1 – 30,680/140 = 0,78 : hệ số kể đến độ nghiêng của răng

Số răng tương đương:

zv1 = z1/cos3 = 26/ cos330,68 = 41



zv2 = z2/cos3 = 80/ cos33068 =126

Theo bảng 6.18 ta được YF1 = 3,7 ; YF2 = 3,6

-



KF :hệ số tải trọng về uốn (theo 6.45).

+ Theo bảng 6.7, trang 98, [1], ; theo bảng 6.14, trang 107, [1] với

v = 9,4 m/s và cấp chính xác 8,

+ Áp dụng công thức 6.47, trang 109, [1]



Với :

δF = 0,006 :hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang107, [1])

g0 = 56 :hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16,

trang107, [1])



Vậy :

Thay các giá trị vừa tính được vào 6.43 ta có :



 Như vậy : = 105,5 MPa < = 257 MPa

= 103 MPa < = 246 MPa

=> Cặp bánh răng đảm bảo độ bền uốn.

5. Kiểm nghiệm răng về quá tải :

 Ta có hệ số quá tải:

 Áp dụng công thức 6.48, trang 110, [1] ứng suất tiếp xúc cực đại :

 Áp dụng công thức 6.49, trang 110, [1]



 Vậy cặp bánh răng đảm bảo về quá tải.



Bảng 3.1. Thông số và kích thước bộ truyền bánh răng cấp nhanh :



Thơng số



Giá trị



Khoảng cách trục

Modul pháp

Chiều rộng vành răng

Tỷ số truyền thực

Góc nghiêng răng

Đường kính vòng lăn

Số răng bánh răng

Đường kính vòng chia



60 mm



Đường kính đỉnh răng



mm



mm



Đường kính đáy răng

Góc ăn khớp



II.



với a=0,5.(



TÍNH TỐN CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG CẤP CHẬM:

1.

Xác định sơ bộ khoảng cách trục:

 Theo công thức 6.15a, trang 96, [1]:



Với :

-



Ka = 49,5 : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (bảng



-



6.5, trang 96, [1]

, mômen xoắn trên trục bánh chủ động

;

:trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, với bảng 6.7,

trang 98, [1]



Chọn

2. Xác định các thông số ăn khớp :

 Xác định môđun :

- Theo cơng thức 6.17 trang 97,[1] ta có mơđun :

Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp

chậm bằng môđun ở cấp nhanh (tra bảng 6.8, trang 99, [1]) chọn

 Xác định số răng, góc nghiêng β và hệ số dịch chỉnh x :

- Theo công thức 6.18 trang 99,[1] ta có số răng bánh nhỏ :

Chọn = 44 răng

-



Số bánh răng lớn:



Chọn = 114 răng

-



Do đó tỷ số truyền thực:



uch



Ta có số răng tổng : zt = z3 + z4 = 158 răng

-



Do sử dụng cặp bánh răng thẳng nên góc nghiêng β = 0

Do z3 > 30 nên khơng cần dịch chỉnh.



3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:

 Theo công thức 6.33, trang 105, [1] ứng xuất tiếp xúc trên mặt răng của bộ truyền:

Trong đó:



-



ZM = 274 (MPa)1/3 : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp



-



(bảng 6.5, trang 96, [1])

ZH = 1,76 : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc (tra bảng 6.12, trang 106,



-



[1])

Bề rộng vành răng : mm

+ Theo 6.37, ta có hệ số trùng khớp dọc:



-



Khi = 0 thì (hệ số kể đến sự trùng khớp của răng) xác định như sau :



== = 0,86

Trong đó:

KH : hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc

(công thức 6.39, trang 106, [1])

+ KHβ = 1,02 : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành

răng (bảng 6.7, trang 98, [1])

+ Áp dụng công thức 6.40, trang 106, [1] vận tốc vòng của bánh chủ động :



Với:

: Đường kính vòng lăn bánh chủ động

theo bảng 6.13, trang 106, [1], dùng cấp chính xác 8. Với v < 5 m/s và cấp chính

xác 8 ta chọn KHα = 1,09 (tra bảng 6.14).

+ Theo cơng thức 6.42, trang 107, [1], ta có :

Với:

:hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang107, [1])

:hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16, trang107,

[1])



Thay các giá trị vừa tính được vào 6.33 ta được :

= 444 MPa

Theo công thức 6.1 với v = 4,4 m/s ⇒ Zv =0,85; với cấp chính xác là 8, khi đó cần gia

cơng đạt độ nhám Ra = 2,5...1,25m, do đó Zr = 0,95 ; với da < 700 mm, KxH = 1. Do đó

theo (6.1) và (6.1a), ta có:

[] = []. Zv. Zr. KxH = 500.0,99.0,95.1 = 470,3 MPa

 Vậy : < ] nên cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc.

4. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

 Theo công thức 6.43 trang108,[1]:

Trong đó :

-



T2 = 174330,2 Nmm : mơmen xoắn trên bánh chủ động

mn2 = 2 mm : môđun pháp tuyến

bw2 = 64 mm : chiều rộng vành răng

dw2 = 89 mm : đường kính vòng lăn bánh chủ động

Y = 1/là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng

Yβ =1 - /140 = 1 – 0/140 = 1 : hệ số kể đến độ nghiêng của răng

Số răng tương đương:

zv1 = z1/cos3 = 44/ cos30 = 44

zv2 = z2/cos3 = 114/ cos30 = 114

Theo bảng 6.18 ta được YF1 = 3,65 ; YF2 = 3,6



-



KF :hệ số tải trọng về uốn (theo 6.45).

+ Theo bảng 6.7, trang 98, [1], ; theo bảng 6.14, trang 107, [1] với

v = 4,4 m/s và cấp chính xác 8,

+ Áp dụng cơng thức 6.47, trang 109, [1]



Với :

δF = 0,011 :hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp (bảng 6.15, trang107, [1])

g0 = 56 :hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai lệch bước răng 1 và 2 (bảng 6.16,

trang107, [1])



Vậy :



Thay các giá trị vừa tính được vào 6.43 ta có :



 Như vậy : = 104 MPa < = 257 MPa

= 102,6 MPa < = 246 MPa

⇒ Cặp bánh răng đảm bảo độ bền uốn.

5. Kiểm nghiệm răng về quá tải:

 Ta có hệ số quá tải:

 Áp dụng công thức 6.48, trang 110, [1] ứng suất tiếp xúc cực đại :

 Áp dụng công thức 6.49, trang 110, [1]



 Vậy cặp bánh răng đảm bảo về q tải



 Bảng 3.2.Thơng số và kích thước bộ truyền bánh răng cấp chậm :

Thông số



Giá trị



Khoảng cách trục

Modul pháp

Chiều rộng vành răng

Tỷ số truyền thực



Um22 = 2,59



Vận tốc vòng



v2 = 4,4 m/s



Đường kính vòng lăn

Số răng bánh răng

Đường kính vòng chia

Đường kính đỉnh răng



92 mm



Đường kính đáy răng

Góc ăn khớp



Với a=0,5.(



CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC, CHỌN THEN VÀ CHỌN Ổ LĂN

I.



TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN :



1. Chọn vật liệu :

Ở các chi tiết quan trọng, hộp giảm tốc, hộp tốc độ...khi chịu tải trọng trung bình, thường

dùng thép 45 thường hóa hoặc tơi cải thiện, hoặc thép 40X để chế tạo trục.

Ta chọn thép C45 tơi cải thiện có δb = 600 MPa, σb = 850 MPa, σch =580 MPa.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×