Chương 5:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

576
lượt xem 149
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chọn vật liệu thiết kế bánh răng: Tra bảng 6.1 [1 tr 92] ta chọn như sau: Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền 2.Giới hạn chảy Bánh chủ động Bánh bị động Thép 45X Thép 40X Tôi cải thiện Tôi cải thiện 2. Định ứng suất cho phép: Chọn độ cứng HBcđ = 260 và HBbđ = 250. 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...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương 5:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM

Chương 5:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP CHẬM 1. Chọn vật liệu thiết kế bánh răng: Tra bảng 6.1 [1 tr 92] ta chọn như sau: Vật Nhiệt Giới hạn Giới hạn Độ cứng liệu luyện bền chảy HB 2 2  b N/mm  ch N/mm Bánh Thép Tôi cải 850 650 230….280 chủ 45X thiện động Bánh bị Thép Tôi cải 850 550 230…280 động 40X thiện 2. Định ứng suất cho phép: Chọn độ cứng HBcđ = 260 và HBbđ = 250. 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= 2x260+70=590 và σ0Flim = 1.8HB = 1.8x 260 = 468.(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 = 30x2602.4 = 18752419  18.75x106 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 = 24000x208.9x(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))=612847. Suy ra NHEcđ = 60x 4224077.3= 253444638. NEFcđ = 60c x 612847.8= 36770866. Vì NHecđ > NHOcđ và NEFcđ > NFOcđ nên KHLcđ =KFLcđ =1. Suy ra với bánh chủ động: [σH]cđ =590/1.1 = 536 MPa [σF]cđ = 468/1.75 = 267.4 MPa (N/mm2).
Đối với bánh bị động tương tự ta có : σ0Hlim = 2HB+70= 2x250+70=570 và σ0Flim = 1.8HB = 1.8x 250 = 450. SH = 1.1 và SF = 1.75 3 3  T / T  n t = 24000x72.55(1 x 36/(36+15+12) + 0.9 x 3 i max i i 15(15+36+12) + 0.83x 12/(36+15+12))=1467002. 6  T / T  i max mF ni t i =24000x72.55x(1 x 36/(36+15+12) + 0.96x 15(15+36+12) + 0.86x 12/(36+15+12))=212839. Suy ra NHEbđ = 60x1467002 =88020140 NEFbđ = 60x212839 = 12770355 Vì NHebđ > NHObđ và NEFbđ > NFObđ nên KHLbđ =KFLbđ =1. Suy ra [σH]bđ =570/1.1x=518.2 MPa [σF]bđ = 450 / 1.75 = 257.1 MPa (N/mm2). Vậy : [σH]cđ =590/1.1x=536.4 MPa. [σF]cđ = =468/1.75 = 267.4 MPa (N/mm2). [σH]bđ =570/1.1x=518.2 MPa [σF]bđ = 450 / 1.75 = 257.1 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 650 = 1820 MPa [σF]cđmax = 0.8 σch = 0.8x 650 =520 MPa.
[σF]bđmax = 0.8 σch = 0.8x 550 = 440 MPa. 3. khoảng cách trục: a = 195 vì cùng khoảng cách trục với cấp nhanh. 4. Xác định thông số bộ truyền Modun m= (0.01  0.02)aw = 1.95  3.9. 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(2.88 + 1)]=33.5. Chọn z1 = 33suy ra z2 = uz1= 2.88x 33= 95.04Chọn z2 = 95 Tổng số răng zt =z1+z2= 33+95= 128 Ta tính lại khoảng cách trục :aw = mzt / 2 = 3x128/2=192. Vậy tỉ số truyền thực u = z2/z1=95/33 =2.878. Vì ta chọn khoảng cách trục aw = 195 nên 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(33+95) = 1. CT 6.23 :ky = 1000y/zt = 1000x1 / 128 = 7.8125. Tra bảng 6.10a [1 tr 101] ta được kx = 0.425 Suy ra hệ số giảm đỉnh răng Δy : CT 6.24 [1 tr 100]: Δy = kx zt /1000 = 0.425x 128 / 1000 = 0.0544. Tổng hệ số dịch chỉnh xt = y + Δy = 1 + 0.0544 = 1.0544 (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[1.0544 – (95 – 33) 1/ 128] = 0.285 mm x2 = xt – x1 = 1.0544 – 0.285  0.77. (mm) Góc ăn khớp : CT 6.27: Cos αtw = ztmcosα / (2aw) = 128x 3 cos200/(2x195) = 0.925. Suy ra αtw = 22017’45.82”. 6/ Các thông số hình học: + Môđun pháp tuyến: Mn = 3 (mm) + Số răng: Z 1 = 33 (răng) Z2 = 95 (răng) + Góc ăn khớp:  n = 20  + Góc nghiêng:   0 + Đường kính vòng chia: m  Z1 3  33 d1    99(mm) cos  1 m  Z 2 3  95 d2    285(mm) cos  1 + Đường kính vòng lăn dw1 = d1 +[2y/(z2 + z1)]d1= 99 + [2x1 /(95+33)]99 = 100.55 mm dw2 = d2 +[2y/(z2 + z1)]d2= 285 + [2x1 /(95+33)]285 = 289.45 mm + Đường kính vòng chân răng: df1 = d1 -(2,5-2x1)m = 99 - (2,5- 2x0.285) x3= 93.21 (mm) df1 = d2 -(2,5-2x2)m =285 - (2,5- 2x0.77) x3=282.12 (mm) + Đường kính vòng đỉnh răng:
d a1  d 1  2(1  x1   y )m  99  2(1  0.285  0.0544) x3  106.38(mm) d a 2  d 2  2(1  x 2   y )m  285  2(1  0.77  0.0544) x3  295.29(mm) + Khoảng cách trục chia a = 0.5m(z2+z1) = 0.5 x3 (95+33) = 192 mm + Khoảng cách trục: aw = 195 mm. + Chiều rộng bánh răng: bw = 78 mm. + Đường kính cơ sở : db1 = d1cos  =99 cos 200 = 93.03 mm db2 = d2cos  =285 cos 200 = 267.81 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 = 22017’45.82”. 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)=(0.285+0.77)/(33+95)=0.008 và góc nghiêng β = 0 ta được ZH = 1.698 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 106.38 2  93.03 2  295.29 2  267.812  2 x195 x sin 22 017 0 45.82”.  2x3xcos20 0  1.588 CT 6.38a [1 tr 105]. Vậy Zε = (4  1.588) / 3  0.897 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, với Ψbd = 0.53 Ψba (u  1) = 0.53 x0.48(2.88 + 1) = 0.987 Ψba :hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn 0.48 ( lấy lớn hơn 20% so với cấp nhanh) và sơ đồ 4 ta được KHβ = 1.11 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  d 2  n 2 2  3,14  99  208.9 v   2.16(m / s ) 60  1000 60  1000
Với v = 2.16 (m/s) theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng là 8 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 8,v= 2.16, răng thẳng và nội suy ta được 1.088 Suy ra KH = 1.11x1x1.088= 1.21 Vậy σH = 274x1.698x0.897x 2 x 212989,2x1.21x(2.88  1)/(78x2.88x100.55 2 ) =367.5 MPa  [σH] = 536.4 MPa. Vậy cặp bánh răng cấp chậm thỏa độ bền tiếp xúc. 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 = 1/1.588 = 0.63 :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=0.285, x2 = 0.77 và zv1=z1=33, zv2 = z2= 95 và nội suy ra được YF1= 3.556 , YF2= 3.46 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 4 và ψbd = 0.95 và nội suy ta có KFβ = 1.25. 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 56, v = 2.16 (m/s). Suy ra  F = 0.016x56x2.16 195 / 2.88 = 15.93 15.93x78 x100.55 suy ra KFv = 1+ = 1.235 2 x 212989,2 x1.25 x1 Suy ra KF = 1.25x1x1.235 = 1.54375 Suy ra σFcđ = 2x212989.2x1.54375x0.63x1x3.556/(78x87.8x3)=71. 77 MPa  [σFcđ] = 267.4 MPa. σFbđ = 71.77 x 3.46/3.556 =69.8  [σFbđ] =257.1 MPa. Vậy cặp bánh răng cấp chậm đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ bền uốn.