Chương 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

372
lượt xem 104
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu Bánh chủ động Bánh bị động Thép 50 Thép 50 Nhiệt luyện Tôi cải thiện Thường hóa Giới hạn bền Ub N/mm 2. Định ứng suất cho phép: Chọn độ cứng HBcđ = 230 và HBbđ = 220. Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: CT 6.1 và 6.2 [1 tr 91] : [σH] = ( σ0Hlim / SH) ZRZVKxHKHL [σF] = ( σ0Flim / SF) YRYVKxFKFCKFL. Trong tính toán sơ bộ nên ta chọn ZRZVKxH = 1 và YRYVKxF = 1 do đó chỉ còn : [σH] = ( σ0Hlim / SH) KHL [σF]...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH

Chương 4:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH 1. Chọn vật liệu thiết kế bánh răng: Tra bảng 6.1 [1 tr 92] ta chọn như sau: Giới hạn Giới hạn Vật Nhiệt Độ cứng bền chảy liệu luyện 2 2 HB  b N/mm  ch N/mm Bánh Thép Tôi cải chủ 700…800 530 228…255 50 thiện động Bánh bị Thép Thường 640 350 179…228 động 50 hóa 2. Định ứng suất cho phép: Chọn độ cứng HBcđ = 230 và HBbđ = 220. Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép: CT 6.1 và 6.2 [1 tr 91] : [σH] = ( σ0Hlim / SH) ZRZVKxHKHL [σF] = ( σ0Flim / SF) YRYVKxFKFCKFL. Trong tính toán sơ bộ nên ta chọn ZRZVKxH = 1 và YRYVKxF = 1 do đó chỉ còn :
[σH] = ( σ0Hlim / SH) KHL [σF] = ( σ0Flim / SF) KFC KFL Với σ0Hlim, σ0Flim : lần lược là ứng suất tiếp cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở.Tra bảng 6.2 [1 tr 94] ta được :σ0Hlim = 2HB+70= 2x230+70 = 530 và σ0Flim = 1.8HB = 1.8x 230 = 414.(với bánh chủ động). SH và SF là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng 6.2 [1 tr 94] ta được SH = 1.1 và SF = 1.75 (với bánh chủ động). KFC hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải.KFL = 1 khi đặt tải một chiều. KHLvà KFL hệ số tuổi thọ được tính CT 6.3 và 6.4 [1 tr 93]: KHL = mH N HO / N HE KFL = mF N FO / N FE ở đây : mH và mF – bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn trong trường hợp này mH = 6 và mF = 6 vì độ cứng mặt răng HB < 350. NHO số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc : NHOcđ = 30 H HB = 30x2302.4 = 13972305  13.97x106 2.4 NFO = 4.106 đối với tất cả các loại thép.
NFE và NHE số chu kì thay đổi ứng suất tương đương : NHE = 60c  Ti / Tmax 3 ni t i NEF = 60c  Ti / Tmax m F ni t i Với c:số lần ăn khớp của rằng trong một vòng.Ở đây c = 1 n:số vòng quay bánh răng trong một phút ,ncđ = 725, nbđ = 208,9 . Ti : mô men xoắn. Tmax = 598010,3 Nmm L=5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8h nên Tổng số giờ làm việc :t =5  300  2  8 = 24000 (giờ) suy ra với bánh chủ động 3 3  T / T  n t = 24000x725x(1 x 36/(36+15+12) + 0.9 x 3 i max i i 15(15+36+12) + 0.83x 12/(36+15+12))=14659914 6  T / T  i max mF ni t i =24000x725x(1 x 36/(36+15+12) + 0.96x 15(15+36+12) + 0.86x 12/(36+15+12))=2126925. Suy ra NHEcđ = 60x 14659914= 879594840. NEFcđ = 60c x 2126925= 127615500. Vì NHecđ > NHOcđ và NEFcđ > NFOcđ nên KHLcđ =KFLcđ =1. Suy ra với bánh chủ động: [σH]cđ =530/1.1 = 481.8Mpa
[σF]cđ = 414/1.75 = 236.6 Mpa (N/mm2). Đối với bánh bị động tương tự ta có : σ0Hlim = 2HB+70= 2x220+70=510 và σ0Flim = 1.8HB = 1.8x 220 = 396. SH = 1.1 và SF = 1.75 3 3  T / T  n t = 24000x208.9(1 x 36/(36+15+12) + 0.9 x 3 i max i i 15(15+36+12) + 0.83x 12/(36+15+12))=4224077. 6  T / T  i max mF ni t i =24000x208.9x(1 x 36/(36+15+12) + 0.96x 15(15+36+12) + 0.86x 12/(36+15+12))=612848. Suy ra NHEbđ = 60x4224077 =.253444620 NEFbđ = 60x612848 = 36770880 Vì NHebđ > NHObđ và NEFbđ > NFObđ nên KHLbđ =KFLbđ =1. Suy ra [σH]bđ =510/1.1x=463.6 MPa [σF]bđ = 396 / 1.75 = 226.3 MPa (N/mm2). Vậy : [σH]cđ =530/1.1x=481.8 MPa. [σF]cđ = 414/1.75 = 326.6 MPa (N/mm2). [σH]bđ =510/1.1x= 463.6 MPa. [σF]bđ = 396/1.75 = 226.3 MPa (N/mm2). ứng suất quá tải cho phép: sử dụng phương trình 6.13, 6.14 [1 tr 95] [σH]max = 2.8 σch = 2.8x 350 = 980 MPa [σF]cđmax = 0.8 σch = 0.8x 350 =280 MPa.
[σF]bđmax = 0.8 σch = 0.8x 340 = 272 MPa. 3. tính sơ bộ khoảng cách trục: Sử dụng công thức 6.15a [1tr 96] : T1 K H aw = Ka ( u  1) 3  H 2 u ba trong đó : dấu + khi ăn khớp ngoài, - khi ăn khớp trong.  Ka :hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng. Tra bảng 6.5 [1 tr 96] được Ka = 49.5 (Mpa)1/3 .  Ψba :hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn 0.4. Suy ra Ψbd = 0.53 Ψba (u  1) = 0.53 x0.4(3.47 + 1)=0.95 (CT 6.16 [1 tr 97]. Tra bảng 6.7 với Ψbd = 0.95 và ở sơ đồ 5 ta được KHβ = 1.07.  T1 momen xoắn trên trục bánh chủ động T1= 62937,8 Nmm.  [σH] ứng suất tiếp cho phép [σH] = 481.8 Mpa.  U tỉ số truyền u = 3.47 62937.8 x1.07 Vậy aw = 49.5(3.47+1) 3  198.6 mm 481.8 2 x3.47 x0.4 4. Xác định thông số bộ truyền Modun m= (0.01  0.02)aw = 1.98  3.96. Theo bảng 6.8 [1 tr 99] ta chọn m = 3. Số răng bánh răng nhỏ : CT 6.19 [1 tr 99] :z1 = 2aw /[m(u+1)]= 2x195/[3x(3.47+ 1)]=29.6 Chọn z1 = 29 suy ra z2 = uz1= 3.47x29 = 100.63.Chọn z2 = 100
Tổng số răng zt =z1+z2= 29+100= 129 Ta tính lại khoảng cách trục :aw = mzt / 2 = 3x129/2=193.5. Vậy tỉ số truyền thực u = z2/z1=100/29 =3.45. Chọn aw = 195 theo tiêu chuẩn nên cần có hệ số dịch chỉnh. 5. tìm hệ số dịch chỉnh: Tính hệ số dịch tâm y và hệ số ky : Theo công thức 6.22 [ 1 tr 100] :y = aw / m – 0.5(z1 +z2 )= 195/3 – 0.5(29+100) = 0.5. CT 6.23 :ky = 1000y/zt = 1000x0.5 / 129=3.876. Tra bảng 6.10a [1 tr 101] ta được kx = 0.115 Suy ra hệ số giảm đỉnh răng Δy : CT 6.24 [1 tr 100]: Δy = kx zt /1000 = 0.115x 129 / 1000 = 0.0148 Tổng hệ số dịch chỉnh xt = y + Δy = 0.5 + 0.0148 = 0.5148 (CT 6.25) Do đó hệ số dịch chỉnh bánh răng chủ động và bị động :CT 6.26: x1 = 0.5[xt – ( z2 – z1 )y/ zt] = 0.5[0.5148 – (100 – 29) 0.5/ 129] = 0.12 x2 = xt – x1 = 0.5148 – 0.12= 0.3948  0.395 (mm) Góc ăn khớp : CT 6.27: Cos αtw = ztmcosα / (2aw) = 129x 3 cos200/(2x195) = 0.9325. Suy ra αtw = 21010’39.98”. 6/ Các thông số hình học: + Môđun pháp tuyến: Mn = 3 (mm) + Số răng: Z 1 = 29 (răng)
Z2 = 100 (răng) + Góc ăn khớp:  n = 20  + Góc nghiêng:   0 + Đường kính vòng chia: m  Z1 3  29 d1    87(mm) cos  1 m  Z2 3  100 d2    300(mm) cos  1 + Đường kính vòng lăn dw1 = d1 +[2y/(z2 + z1)]d1= 87 + [2x0.5 /(100+29)]87 = 87.7 mm dw2 = d2 +[2y/(z2 + z1)]d2= 300 + [2x0.5 /(100+29)]300 = 302.33 mm + Đường kính vòng chân răng: df1 = d1 -(2,5-2x1)m = 87 - (2,5- 2x0.12) x3= 80.22 (mm) df1 = d2 -(2,5-2x2)m =300 - (2,5- 2x0.395) x3=310.26(mm) + Đường kính vòng đỉnh răng: d a1  d 1  2(1  x1   y )m  87  2(1  0.12  0.0148) x3  93.63(mm) d a 2  d 2  2(1  x 2   y )m  300  2(1  0.395  0.0148) x3  308.28(mm) + Khoảng cách trục chia a = 0.5m(z2- z1) = 0.5 x3 (100- 29) = 106.5 mm + Khoảng cách trục: aw = 195 mm. + Chiều rộng bánh răng: bw = 78 mm. + Đường kính cơ sở : db1 = d1cos  =87 cos 200 = 81.75 mm db2 = d2cos  =300 cos 200 = 281.91 mm + Góc profin gốc α :theo tiêu chuẩn VN 1065-71 : α = 200.
+góc profin răng αt = arctg (tg α/ cosβ) = arctg(tg200/cos0)= 200. +góc ăn khớp αtw = 21010’39.98”. 7Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc σH = ZMZHZε 2T1 K H (u  1) /(bw ud w1 )   H  CT 2 6.33 [1 tr 105. Trong đó : ZM hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp, tra bảng 6.5 ta được ZM = 274. ZH hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: tra bảng 6.12 với (x1 + x2)/(z1+z2)=(0.12+0.395)/(29+100)=0.004 ta được ZH = 1.7 Zε :hệ kể đến sự trùng khớp của răng, vì εβ = bwsin β /(m  ) Với bw chiều rộng vành răng :bw =  ba a w  0.4 x195  78 mm , suy ra εβ = 0( vì β = 00). Nên Zε = (4    ) / 3 (6.36a).
Với εα = d a1  d b21  d a 2  d b22  2a w sin  tw 2 2 2m cos  t 93.63 2  81.75 2  308.28 2  281.912  2 x195 x sin 21010 0 39.98”.  2x3xcos20 0  1.672 CT 6.38a [1 tr 105]. Vậy Zε = (4  1.672) / 3  0.881 KH hệ số tải trọng khi tiếp xúc: KH = KHβKHαKHv Với KHβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng răng ,tra bảng 6.7 ta có KHβ = 1.07 KHα hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, đối với răng thẳng KHα = 1. Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác tạo bánh răng: 2  d1  n1 2  3,14  87.7  725 V    6.66(m / s ) 60  1000 60  1000 Với V = 6.66 (m/s) theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng là 7 KHv hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tra bảng P2.3 phụ lục [1 tr 250] với cấp chính xác 7,v= 6.66, răng thẳng và nội suy ta được 1.1565 Suy ra KH = 1.07x1x1.1565= 1.237 Vậy σH = 274x1.7x0.881x 2 x62937,8x1.237x(3.47  1)/(78x3.47x87.7 2 )
=237.3 MPa  [σH] = 481.8 Mpa. 8 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn CT 6.43.và 6.44 [1tr108]: σFcđ = 2T1KFYεYβYF1/(bwdw1m)  [σF1]. σFbđ = σF1YF2/YF1  [ σF2]. Trong đó : Yε = 1/ εα = 1/1.672 = 0.598:hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Yβ = 1-β/140 = 1- 0/140 =1. YF1 ,YF2 hệ số dạng răng của bánh chủ động và bị động. Tra bảng 6.18 với hệ số dịch chỉnh x1=0.12, x2 = 0.395 và zv1=z1=29, zv2 = z2= 100 và nội suy ra được YF1= 3.72, YF2= 3.535. KF = KFβKFαKFv CT 6.45 Với : KFβ hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 [1 tr 98] với sơ đồ 5 và ψbd = 0.95 và nội suy ta có KFβ = 1.15. KFα : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, với bánh răng thẳng KFα = 1. KFv hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn:  F bw d w1 KFv= 1+ CT 6.46. 2T1 K F K F Với  F = δFgov aw / u
Trong đó δF và go tra bảng 6.15 và 6.16 được 0.016 và 47, v = 6.66 (m/s). Suy ra  F = 0.016x47x6.66 195 / 3.47 = 35.54 35.54 x78 x87.7 suy ra KFv = 1+ = 2.678. 2 x62937.8 x1.15 x1 Suy ra KF = 1.15x1x2.678=3.079. Suy ra σFcđ = 2x62937.8x3.079x0.598x1x3.72/(78x87.8x3)=41.96 MPa  [σFcđ] = 326.6 MPa. σFbđ = 41.96 x 3.535/3.72 = 39.87  [σFbđ] =226.3 Mpa. Vậy bánh răng cấp nhanh đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ bền tiếp xúc.