Tinh toan thiet ke bo truyen banh rang tru rang nghieng

Tinh toan thiet ke bo truyen banh rang tru rang nghieng ...................................................................................................................................................

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 2

4.1 Mô đun 6

4.2 Xác định số răng 6

4.3 Xác định góc nghiêng cÿa răng 6

4.4 Xác định góc ăn khớp tw 7

5 Xác định các thông số động học và ứng suất cho phép 7 6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 8 6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 8

6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn 10

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG

Thông số yêu cầu:

• P = PI = (kW)

• T1 = TI = (Nmm)

• n1 = nI (v/ph)

• u = ubr

• Lh =(giờ)

1 Chọn vật liệu bánh răng

Tra bảng 6.1[1](trang 92), chọn:

Vật liệu bánh lớn

• Nhãn hiệu thép:

• Chế độ nhiệt luyện:

• Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB2 =

• Giới hạn bền b2 = (MPa)

• Giới hạn chảy ch2 = (MPa)

Vật liệu bánh nhỏ

• Nhãn hiệu thép:

• Chế độ nhiệt luyện:

• Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB1 =

• Giới hạn bền b1 = (MPa)

• Giới hạn chảy ch1 = (MPa)

Chú ý: chọn vật liệu 2 bánh răng là vật liệu nhóm I có HB < 350 và chọn HB1 =

HB2 + 10 ÷ 15

2 Xác định ứng suất cho phép

[ H] =

0 Hlim

SH ZRZvKxH KHL [ F] =

0

F lim

SF YRYSKxF KF L Chọn s bộ

ZRZvKxH = 1

YRYS KxF = 1

• SH , SF: hệ số an toàn khi tính về āng suất tiếp xúc và āng suất uốn

Tra bảng 6.2[1](trang 94) đ ợc

– Bánh chÿ động SH1 = ; SF 1 =

– Bánh bị động SH2 = ; SF 2 =

Hlim

0

F lim: āng suất tiếp xúc và āng suất uốn cho phép āng với số chu kỳ

c sở

0

0

F lim = 1.8HB – Bánh chÿ động

0 Hlim1 = 2HB1 + 70 = MPa

0

F lim1 = 1.8HB1 = MPa – Bánh bị động

0 Hlim2 = 2HB2 + 70 = MPa

0

F lim2 = 1.8HB2 = MPa

• KHL, KF L: hệ số tuổi thọ

NHE

KF L = mF NF 0

NF E – mH, mF: bậc cÿa đ ờng cong mỏi Bánh răng có HB < 350, mH =

– NH0, NF 0: số chu kỳ thay đổi āng suất tiếp xúc và āng suất uốn

* Bánh chÿ động

NH01 = 30HB12 4 =

NF 01 = 4 × 106

* Bánh bị động

NH01 = 30HB22 4 =

NF 02 = 4 × 106 – NHE, NF E: số chu kỳ thay đổi āng suất

NHE = NF E = 60 c n t

* c: số lần ăn khớp trong 1 vòng quay c = 1

* n: vận tốc vòng cÿa bánh răng

* t : tổng số giờ làm việc cÿa răng t = Lh

Bánh chÿ động

NHE1 = NF E1 = 60 c n t = Bánh bị động

NHE2 = NF E2 = NHE1

u = Bánh chÿ động:

Nếu NHE1 > NH01 lấy NHE1 = NH01 do đó KHL1 = 1 Nếu NHE1 < NH01 thì

NHE1 = Nếu NF E1 > NF 01lấy NF E1 = NF 01 do đó KF L1 = 1 Nếu NF E1 < NF 01thì

KF L1 = 6 NF 01

NF E1 = Bánh bị động:

Nếu NHE2 > NH02 lấy NHE2 = NH02 do đó KHL2 = 1 Nếu NHE2 < NH02 thì

NHE2 =

Nếu NF E2 > NF 02lấy NF E2 = NF 02 do đó KF L2 = 1

Nếu NF E2 < NF 02thì

KF L2 = 6 NF 02

NF E2 = Thay số vào công thāc đ ợc:

- Bánh chÿ động

[ H1] =

0 Hlim1

SH1 KHL1 = MPa [ F 1] =

0

F lim1

SF 1 KF L1 == MPa

- Bánh bị động

[ H2] =

0 Hlim2

SH2 KHL2 = MPa [ F 2] =

0

F lim2

SF 2 KF L2 = MPa Với bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

[ H]sb = [ H1+ [ H2]

3 Xác định s bộ khoảng cách trục

aw = Ka(u + 1) 3 T1K

[ H]2

sb ba

• Ka: hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng Ka = 43 (Mpa)

• T1: momen xoắn trên trục chÿ động T1 = (Nmm)

• [ H]sb: āng suất tiếp xúc cho phép [ H]sb = (MPa)

• u: tỷ số truyền u =

• ba bd: hệ số chiều rộng vành răng Chọn ba = 0.3 ÷ 0.4

bd = 0.5 ba(u + 1)

• K : hệ số kể đến sự phân bố không đều cÿa tải trọng trên chiều rộng vành răng Tra bảng 6.7[1](trang 98) với bd = , s đồ bố trí là s đồ 6 và HB <

Thay số đ ợc

aw = Ka(u + 1) 3 T1K

[ H]2

sb ba

= mm Chọn aw = (Chú ý: làm tròn thành số nguyên tận cùng là số 5 hoặc 0)

4 Xác định các thông số ăn khớp

4.1 Mô đun

m = (0.01 ÷ 0.02) aw = Tra bảng 6.8[1](trang 99), chọn m theo tiêu chuẩn m = (mm)

4.2 Xác định số răng

Z1 = 2 aw cos

m(u + 1) = Chọn Z1 = (Z1 phải lớn h n 17)

Z2 = u Z1

Chọn Z2 = (gần với giá trị tính đ ợc nhất)

Tỷ số truyền thực tế

ut = Z1

Z2

= Sai lệch tỷ số truyền

Nếu u > 4% thì phải chọn lại Z1 và Z2

4.3 Xác định góc nghiêng của răng

cos = m(Z1 + Z2)

2 aw =

= arccos(cos ) =

4.4 Xác định góc ăn khớp tw

Góc nghiêng cÿa răng trên hình trục c sở

b = arctan(cos t tan ) =

5 Xác định các thông số động học và ứng suất cho phép

Tỷ số truyền thực tế

ut =

Đ ờng kính vòng lăn

dw1 = 2 aw

ut + 1 = (mm)

dw2 = 2 aw dw1 = (mm) Vận tốc vòng cÿa bánh răng

60000 = (m/s) Āng suất cho phép tính ở mục 2 chỉ là āng suất cho phép s bộ Sau khi xác định

đ ợc vật liệu, các kích th ớc và thông số động học cÿa bánh răng, cần phải xác định chính xác āng suất cho phép

[ H] = [ H]sbZRZvKxH [ F] = [ F]sbYRYSKxF trong đó:

• [ H]sb và [ F]sb là āng suất cho phép s bộ đã tính ở mục 2

• ZR: hệ số xét đến độ nhám cÿa mặt răng làm việc Từ dữ liệu trong trang 91

và 92 chọn:

• Zv: hệ số xét đến ảnh h ởng cÿa vận tốc vòng

– Nếu v > 5 (m/s), Zv = 0.85 v0 1 =

• KxH: hệ số xét đến ảnh h ởng cÿa kích th ớc bánh răng KxH = 1

• YR: hệ số ảnh h ởng cÿa độ nhám mặt l ợn chân răng Chọn YR = 1

• Ys: hệ số xét đến độ nhạy cÿa vật liệu với sự tập trung āng suất

với m là mô đun = (mm)

Ys = 1.08 0.0695ln(m) =

• KxF: hệ số xét đến ảnh h ởng cÿa kích th ớc bánh răng đến độ bền uốn

KxF = 1

Thay số đ ợc

[ H] = [ H]sbZRZvKxH = Bánh chÿ động:

[ F 1] = [ F 1]sbYRYSKxF = Bánh bị động:

[ F 2] = [ F 2]sbYRYSKxF =

6 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng

6.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc

H = ZM ZH Z 2 T1KH (ut + 1)

bwutd2

w1

[ H]

• ZM: hệ số kể đến c tính vật liệu cÿa bánh răng ZM = 274

• ZH: hệ số kể đến hình dạng cÿa bề mặt tiếp xúc

sin(2 tw) =

• Z : hệ số trùng khớp Phụ thuộc hệ số trùng khớp ngang và hệ số trùng khớp dọc

Z1

Z2

cos =

– : hệ số trùng khớp dọc

= bw sin

= Nếu < 1 thì

• KH: hệ số tải trọng

– K : hệ số kể đến sự phân bố không đều cÿa tải trọng trên chiều rộng vành răng (đã xác định ở mục 3) K =

– K : hệ số kể đến sự phân bố không đều cÿa tải trọng trên các cặp răng

– KHv: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

Tra bảng 6.13[1](trang 106) với bánh trụ răng nghiêng và v = (m/s),

đ ợc cấp chính xác cÿa bộ truyền: CCX =

Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với

* CCX =

* HB < 350

* Răng nghiêng

* v = (m/s) Nội suy tuyến tính đ ợc KHv =

Thay số đ ợc:

• bw: chiều rộng vành răng

bw = baaw = làm tròn (số nguyên) bw = (mm)

• dw1: đ ờng kính vòng lăn (đã tính ở mục 5) dw1 =

Thay số đ ợc

H = ZM ZH Z 2 T1KH (ut + 1)

bwutd2

w1

=

Tr ờng hợp H < [ H]

– Kiểm tra:

[ H] 100% = · · · < 10%

– Nếu không thỏa mãn tāc là thừa bền, cần phải giảm bahoặc aw

Tr ờng hợp H > [ H]

– Kiểm tra:

H [ H] [ H] 100% = · · · < 4%

– Nếu thỏa mãn, giữ nguyên kết quả tính toán và tăng chiều rộng vành răng

bw

[ H] – Nếu không thỏa mãn, cần phải tăng aw và tính lại

6.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn

F 1 = 2 T1KF Y Y YF 1

F 2 = F 1YF 2

YF 1 [ F 2]

• [ F 1]và [ F 2]là āng suất uốn cho phép đã tính ở mục 5

• KF: hệ số tải trọng khi tính về uốn

– K : hệ số kể đến sự phân bố không đều cÿa tải trọng trên chiều rộng vành răng Tra bảng 6.7[1](trang 98) với bd = và s đồ bố trí là s

đồ 6, đ ợc: K =

– K : hệ số kể đến sự phân bố không đều cÿa tải trọng trên các cặp răng

– KF v: hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với

* CCX =

* HB < 350

* Răng nghiêng

* v = (m/s) Nội suy tuyến tính đ ợc KHv =

Thay số đ ợc:

• Y : hệ số kể đến sự trùng khớp cÿa răng

Y = 1 =

• Y : hệ số kể đến độ nghiêng cÿa răng

140 =

• YF 1 và YF 2: hệ số dạng răng Phụ thuộc số răng t ng đ ng Zv1 và Zv2

Zv1 = Z1

cos3 =

Zv2 = Z2

cos3 = Tra bảng 6.18[1](trang 109) với:

– Zv1 =

– Zv2 =

– x1 = 0

– x2 = 0

đ ợc: YF 1 = và YF 2 =

Thay số đ ợc

F 1 = 2 T1KF Y Y YF 1

F 2 = F 1YF 2

Nếu không thỏa mãn phải tăng m và tính lại

7 Một số thông số khác của cặp bánh răng

Đ ờng kính đỉnh răng

da1 = d1 + 2 m =

da2 = d2 + 2 m =

Đ ờng kính đáy răng

df 1 = d1 2.5 m =

df 2 = d2 2.5 m = Lực vòng Ft1 = Ft2 = 2 T1

dw1 = (N) Lực h ớng tâm Fr1 = Fr2 = Ft1 tan 20

Lực dọc trục Fa1 = Fa2 = Ft1tan = (N)

8 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng

Góc nghiêng cÿa răng

Lực ăn khớp