Xác định ứng suất cho phép

Thuyết minh đồ án chi tiết máy



- S H : Hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc.

Tra bảng 6.2[1]: S H  1,1

- K HL : Hệ số xét đến tuổi thọ.



K HL  mH

Theo công thức 6.3[1]:



N HO

N HE



(2.20)



Trong đó: - mH : bậc của đường cong mỏi.

Trường hợp HB �350 � Chọn mH  6

- N HO : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

2,4

Theo công thức 6.5[1]: N HO  30.H HB (2.21)



- N HE : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.

Theo công thức 6.6[1]:



N HE  60.c.n.t�(2.22)



- c : Số lần ăn khớp trong 1 vòng quay (c=1).

-n : Số vòng quay trong trong 1 phút.

-



t� Tổng số giờ làm việc.

:



1

2

t�  ( .24).( .365).5  9733,33(h)

3

3

a, Bánh răng nhỏ:

-



N HE1  60.c.n1.t�  60.1.1039, 29.9733,33  606945152,1

2,4

2,4

N HO1  30.H HB

 16259974,39

1  30.245



- Bắt đầu từ NH01 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với

trục hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc không thay đổi

Vì vậy khi tính ra được NHE1> NHO1, ta lấy NHE1 = NHO1 để tính, do đó

KHL1 = 1.

20

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



� Ứng suất tiếp xúc trên bánh nhỏ:



 Ho lim1

560

[ H 1 ] 

.( Z R .ZV .K xH ).K HL1 

.1.1  509,09( MPa)

SH

1,1

b, Bánh răng lớn:

-



N HE 2  60.c.n2 .t�  60.1.241,7.9733,33  141152751,7

2,4

2,4

N HO 2  30.H HB

 13972305,13

1  30.230



Bắt đầu từ NH02 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với trục

hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc khơng thay đổi. Vì vậy khi tính

ra được NHE2> NHO2, ta lấy NHE2 = NHO2 để tính, do đó KHL2 = 1.



� Ứng suất tiếp xúc trên bánh lớn:



 Ho lim 2

530

[ H 2 ] 

.( Z R .ZV .K xH ).K HL 2 

.1.1  481,82( MPa )

SH

1,1

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép của bộ truyền bánh răng (bộ truyền bánh răng

nghiêng):



[ H ] 



[ H 1 ]  [ H 2 ] 509, 09  481,82



 495, 46( MPa)

2

2



Xét điều kiện:

Với:



  H 



  H  �1, 25   H  min



(2.23)



(Công thức 6.12[1] )



[ H ]min  [ H 2 ]

1,25  H  min 1,25  H 2  1,25.481,82 602,28( MPa)



Thỏa mãn điều kiện.

2.2 Xác định ứng suất uốn cho phép

Ứng suất uốn cho phép



  F  được xác định theo công thức 6.2[1] :



21

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



 Fo lim

[ F ] 

.YR .YS .K xF .K FC .K FL ( MPa )

SF



(2.24)



Trong đó:

- YR : Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nhám bề mặt lượn chân răng.

- YS : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.

- K xF : Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến độ bền uốn.

-Trong bước tính tốn thiết kế sơ bộ lấy: YR .YS .K xF  1

- K FC : Hệ số kể đến ảnh hưởng đặt tải.(Bộ truyền quay 1 chiều K FC  1 )

-  H lim : Ứng suất uốn cho phép với chu kỳ cơ sở.

o



o

Tra bảng 6.2[1]:  F lim  1,8 HB



(2.25)



- Trên bánh răng nhỏ:  F lim1  1,8.245  441( MPa)

o



- Trên bánh răng lớn:



 Fo lim 2  1,8.230  414( MPa)



- S F : Hệ số an tồn khi tính về uốn.

Tra bảng 6.2[1]: S F  1,75

- K FL : Hệ số tuổi thọ.



K FL  mF

Theo cơng thức 6.4[1]:



N FO

N FE



(2.26)



Trong đó: - mF : bậc của đường cong mỏi.

Trường hợp HB �350 � Chọn mF  6

- N FO : Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn.

6

( N FO  4.10 với tất cả các loại thép).



- N FE : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.

22

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



( Do bộ truyền chịu tải trọng tĩnh nên: N FE  N HE )

a, Bánh răng nhỏ:

-



N FE1  N HE1  60.c.n1.t�  60.1.1039, 29.9733,33  606945152,1



-



N FO1  4.106



Bắt đầu từ NF01 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với trục

hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc khơng thay đổi. Vì vậy khi tính

ra được NFE1> NFO1, ta lấy NFE1 = NFO1 để tính, do đó KFL1 = 1.



� Ứng suất uốn trên bánh nhỏ:



 Fo lim1

441

[ F 1 ] 

.YR .YS .K xF .K FC .K FL1 

1.1.1  252( MPa )

SF

1,75

b, Bánh răng lớn:

-



N FE 2  N HE 2  60.c.n2 .t�  60.1.241,7.9733,33  141152751,7



-



N FO 2  4.106



Bắt đầu từ NF02 đường cong mỏi gần đúng là một đường thẳng song song với trục

hoành tức là trên khoảng này giới hạn mỏi tiếp xúc khơng thay đổi. Vì vậy khi tính

ra được NFE2> NFO2, ta lấy NFE2 = NFO2 để tính, do đó KFL2 = 1.



� Ứng suất uốn trên bánh lớn:



 Fo lim 2

414

[ F 2 ] 

.YR .YS .K xF .K FC .K FL 2 

1.1.1  236,57( MPa )

SF

1,75

2.3 Ứng suất cho phép khi quá tải

2.3.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải

Với bánh răng sử dụng phương pháp nhiệt luyện tôi cải thiện.

Theo công thức 6.13[1]: [ H ]max  2,8 ch



(2.27)



Trong đó: -  ch : Giới hạn chảy.



23

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



Tra bảng 6.1[1] ta có:



 ch1  580( MPa)

�

�

 ch 2  450( MPa)

�



- Bánh răng nhỏ: [ H 1 ]=2,8. ch1  2,8.580  1624( MPa)



[ H 2 ]=2,8. ch 2  2,8.450  1260( MPa )



- Bánh răng lớn:



2.3.2 Ứng suất uốn cho phép khi quá tải

Trường hợp HB �350 do vậy ta sử dụng công thức 6.14[1]:



[ F ]max  0,8 ch



(2.28)



- Bánh răng nhỏ:



[ F 1 ]=0,8. ch1  0,8.580  464( MPa)



- Bánh răng lớn:



[ F 2 ]=0,8. ch 2  0,8.450  360( MPa)



3. Xác định thông số cơ bản của bộ truyền

3.1Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Đối với HGT thông số cơ bản là khoảng cách truc a w1, được xác định theo công

thức 6.15[1]:

a w1  K a (u1  1) 3



T1 K H 

[ H ]2u1 ba1



(2.29)



Trong đó: - Ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, theo

bảng 6.5 [1] với cặp vật liệu thép – thép Ka = 43(MPa1/3).

- T1: Momen xoắn trên trục bánh chủ động. T1 = TI = 58258,04(N.mm)

- u: Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh u1 = 4,3.

- [ H ] : ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ]  495, 46( MPa) .

-



 ba1 



bw1

aw1 : Hệ số giữa chiều rộng vành răng và khoảng cách trục.



Tra bảng 6.6[1]: Chọn  ba1  0,3 (vị trí bánh răng khơng đối xứng với các cặp ổ

lăn).

24

Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên



Thuyết minh đồ án chi tiết máy



-



KH



: Hệ số kể đến sự phân bố khơng đều tải trọng trên chiều rộng



vành răng khi tính về tiếp xúc.

Theo cơng thức 6.16[1] ta có:



 bd  0,53. ba1.(u  1)  0,53.0,3.(4,3  1)  0,843

� Tra bảng 6.7[1] : với hệ số  bd =0,843 và sơ đồ cấp 3 → K H   1,13

Vậy ta xác định được:

a w1  K a (u1  1) 3



T1 K H 

[ H ]2u1 ba1



 43.(4,3  1). 3



58258, 04.1,13

 135, 01( mm)

(495, 46) 2 .4,3.0,3



Chọn aw1 = 140(mm).

3.2 Xác định các thông số ăn khớp

3.2.1 Xác định Modul

Mô đun được xác định từ điều kiện bền uốn. Tuy nhiên để thuận tiện trong thiết kế,

sau khi tính được khoảng cách trục



aw1 có thể dựa theo cơng thức 6.17 [1] để tính



mơ đun, sau đó kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.



m1 = (0,010,02). aw1 = (0,010,02).140 = (1,4 2,8) (mm)

Theo bảng 6.8 [1]chọn mô đun theo tiêu chuẩn là m1 = 2 (mm).

3.2.2 Xác định số răng, góc nghiêng của răng và hệ số dịch chỉnh

a, Xác định số răng:

Giữa khoảng cách trục aw1, số răng bánh nhỏ nhất Z1, số răng bánh lớn nhất Z2, góc

nghiêng  của răng và mơ đun trong bộ truyền ăn khớp ngồi liên hệ với nhau theo

cơng thức 6.18[1]:

a w1 



m1.( Z1  Z 2 )

2.cos 



(2.30)

25



Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên