PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (839.02 KB, 81 trang )
1.1.
Chọn vật liệu.
Ta chọn vật liệu nhóm I có độ rắn HB ≤ 350. Với loại vật liệu này bánh răng
có độ rắn thấp và có thể cắt chính xác sau khi nhiệt luyện. Cặp bánh răng này có
khả năng chạy mòn tốt và bánh răng được nhiệt luyện bằng thường hoá hoặc tôi cải
thiện.
Tra bảng 6.1 [1] ta chọn vật liệu như bảng :
Loại
Loại
Nhiệt
Độ rắn
Giới
Giới hạn
bánh răng
thép
luyện thép
hạn bền
chảy σ ch
σ b MPa
Mpa
Nhỏ
45
Tôi cải
HB241...285
850
580
thiện
Lớn
45
Tôi cải
HB241...285
850
580
thiện
1.2.
Xác định các thông số cho phép.
Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ] và ứng suất uốn cho phép [σ F ] được xác
định như sau:
a. Ứng tiếp xúc suất cho phép.
Tra bảng 6.2 [1] ta chọn:
1
- Độ rắn bánh chủ động : HB =260
2
- Độ rắn bánh bị động:
HB =250
H
- Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: S =1,1
F
- Hệ số an toàn khi tính về uốn: S =1,75
- Ứng xuất tiếp xúc cho phép với chu kỳ cơ sở:
σ H lim = 2.HB + 70
- Ứng xuất uốn cho phép với chu kỳ cơ sở:
σ F lim = 1,8.HB
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
9
Theo công thức:
[σ ]
H
0
σ H lim
=
.Z R .ZV K XH .K HL
sH
Trong đó:
H
S : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc .
R
Z : Hệ số xét đến độ nhám của mắt răng làm việc .
V
Z : Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng .
XH
K : Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng .
R
V
XH
Chọn sơ bộ: Z .Z .K
=1
HL
K : Hệ số xét đến tuổi thọ.
K HL = m
H
HL
Với m = 6 (Khi HB ≤ 350) → K
NH 0
=
6
H
NH 0
N HE
NH 0
N HE
: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.
H0
N
HB
2,4
= 30.H
HB
(H
- Độ rắn Brinen)
HE
N : Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương.
HE
N
= 60.C.n.t
Σ
Σ
C,n,t : Lần lượt số lần ăn khớp trong một vòng quay, số vòng quay trong một phút
và tổng số giờ làm việc của của bánh răng đang xét.
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
10
Với
t∑ = 5.0,5.365.24.0,5 = 10950(h)
C =1
+ Với bánh nhỏ (bánh 1):
⇒ N HE1 = 60.C.n1 .t ∑ = 60.1.970.10950 = 0,637.10^9
H01
N
HB1
= 30.H
HE1
Ta có N
σ
2,4
= 30.260 = 1,87.10^7
HO1
>N
0
H lim
2,4
HE1
, thì lấy N
HO1
=N
HL1
để tính, do đó K
= 1.
= 2.HB1 + 70 = 2.260 + 70 = 590( MPa)
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh nhỏ là:
0
δ H lim1
590
[σ H 1 ] =
.( Z R .ZV .K XH ).K HL1 =
.1.1 = 536, 36( MPa)
SH
1,1
+ Với bánh lớn (bánh 2):
⇒ N HE 2 = 60.C.nII .t∑ = 60.1.222, 48.10950 = 1.462.10 ^ 8
H02
N
2
2,4
= 30.HB
HE2
Ta có N
2,4
= 30.255 = 1,79.10^7
HO2
>N
HL2
→ Do đó: K
=1
0
σ H lim 2 = 2.HB2 + 70 = 2.250 + 70 = 570( MPa)
.
Vậy ứng suất tiếp xúc ở bánh lớn là:
0
δ H lim 2
570
[σ H 2 ] =
.( Z R .ZV .K XH ).K HL 2 =
.1.1 = 518,18( MPa)
SH
1,1
Vì đây là cặp bánh răng côn rang thẳng ta chọn
[σ H ]sb = Min([σ H 1 ];[σ H 2 ]) = 518,18( MPa)
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
11
b. Ứng suất uốn cho phép.
Ứng suất uốn xác định theo công thức:
0
σ F lim
.YR .YS .K XF .K FC .K FL .
[σF ] =
SF
Trong đó:
YR: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng.
YS: Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất.
KXF: Hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng độ bền uốn.
Chọn sơ bộ: YR.YS.KXF = 1.
KFC: Hệ số kể đến ảnh hưởng đặt tải, lấy KFC = 1.( Vì tải đặt 1 phía)
KFL: Hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ và chế độ tải trọng
của bộ truyền , KFL= 1.
- NFO: Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. NFO = 4.106 đối với tất cả
các loại thép.
- NFE: Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Do bộ truyền tĩnh nên:
NFE = NHE
0
- σ F lim : ứngsuất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở.
Với bánh răng nhỏ ( bánh 1)
0
σ F lim1 = 1,8.260 = 468( MPa)
Như vậy :
0
σ F lim1
468
[σ F 1 ] =
.(YR .YS .K XF ).K FC .K FL =
.1.1.1 = 267, 43( MPa)
SF
1, 75
Với bánh lớn ( bánh 2).
0
σ F lim 2 = 1,8.250 = 450( MPa)
Như vậy :
0
σ F lim 2
450
[σ F 2 ] =
.(YR .YS .K XF ).K FC .K FL =
.1.1.1 = 257,14( MPa)
SF
1,75
c. Ứng suất cực đại cho phép.
Ứng suất tiếp xúc được xác định theo công thức:
[σ ]
H 1 max
= [ σ H 2 ] max = 2,8.σ ch1 = 2,8.580 = 1624
(MPa)
Ứng suất uốn quá tải: Do HB <350 nên ta có :
Bánh nhỏ :
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
12
[σ ]
F 1 max
Bánh lớn :
[σ ]
= 0,8.σ ch = 0,8.580 = 464
F 2 max
(MPa)
= 0,8.σ ch = 0,8.580 = 464
(MPa)
d. Thông số bộ truyền
Chiều dài côn ngoài.
Chiều dài côn ngoài được xác định theo công thức:
Re = K R . u12 + 1. 3
T1.K H β
(1 − K be ).K be .u1.[ σ H ] sb
2
(2.4)
Trong đó:
K R : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu và loại răng K R = 0,5 K d .
Kd là hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm bánh rang và loại rang.
Với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng bằng thép K d = 100 MPa1/3 ⇒ K R = 50 MPa1/3 .
K be : Hệ số chiều rộng vành răng K be =
b
= (0,25 ÷ 0,3)
Re
chọn K be = 0,3 .
K H β : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành
răng.
K .u
0,3.4,36
be 1
Với bánh răng côn ta có: 2 − K = 2 − 0.3 = 0, 77
be
Theo 6.21 [1] sơ đồ 1, với HB<350 ta có K H β = 1, 23
T1 : Momen xoắn trên trục bánh chủ động TI = 120113, 4( N .mm)
[ σ H ] sb : ứng suất tiếp cho phép.
⇒ Re = 50. 4,552 + 1. 3
120113, 4.1, 23
= 193, 79 ( mm)
(1 − 0,3).0,3.4,55.518,182
e. Xác định thông số ăn khớp.
- Số răng bánh nhỏ:
d e1 =
2 Re
1+ u
2
1
=
2.193, 79
1 + 4,552
= 83, 20 (mm)
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
13
Tra bảng 6.22 [1] ta được z1 p = 17
Với HB < 350 => z1 = 1, 6 z1 p = 1, 6.17 = 27, 2 Chọn z1 = 28
- Đường kính trung bình và môđun trung bình:
d m1 = (1 − 0,5 K be ).d e1 = (1 − 0,5.0,3).83, 20 = 70, 72 (mm)
mtm =
d m1 70, 72
=
= 2,53 (mm)
Z1
28
-Môđun vòng ngoài:
mte =
mtm
2,53
=
= 2,98 (mm)
(1 − 0,5.K be ) (1 − 0,5.0,3)
mte = 3 ( mm)
Theo 6.8 [1] lấy trị số tiêu chuẩn
Do đó mtm = mte (1 − 0,5.K be ) = 3.(1 − 0,5.0,3) = 2,55 (mm)
d
70, 72
m1
=> Số răng bánh nhỏ z1 = m = 2,55 = 27, 7 => Chọn Z1 = 28 (răng)
tm
Số răng bánh lớn : z2 = u1.z1 = 4,55.28 = 127, 4 chọn Z 2 = 128 (răng)
z
128
2
Do đó tỉ số truyền : um = z = 28 = 4,57
1
z
28
δ1 = arctg ( 1 ) = arctg ( ) = 12o 20 ' 20"
z2
128
-Góc côn chia:
o
o
⇒ δ 2 = 90 − δ1 = 77 39 ' 40"
- Chiều dài côn ngoài thực:
2
Re = 0,5.mte . z12 + z2 = 0,5.3. 282 + 1282 = 196,5 (mm)
*Chọn hệ số dịch chỉnh chiều cao:
Với bộ truyền bánh răng côn không nên dịch chỉnh => x1=x2=0
Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.
Điều kiện bền:
2.T1.k H . um 2 + 1
σ H = Z M Z H Zε .
≤ [σH ]
2
0,85.b.d m1.um
(2.5)
Trong đó:
Z M :Hệ số kể đến cơ tính của vật liệu của cặp bánh răng ăn khớp.Theo 6.5
[1] ta có Z M = 274 MPa1/3
TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN
14
