đồ án: thiết kế trạm dẫn động băng tải, chương 4 pot

Do đó ta chấp nhận kết quả trên.

Chương 4:

Tính toán bộ truyền cấp nhanh (Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng)

a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Khoảng cách trục aw đ-ợc xác định theo công thức 6.15a

3

1 2

1 1

1 [ ]

) 1 (

ba H

H a

K T i

K a









Trong đó:

Ka : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng

và loại răng

Ta bảng 6.5 chọn Ka = 43 (MPa1/3)

T1 : Mômen xoắn trên trục chủ động

T1 = 74571 (Nmm)

ba : Hệ số chiều rộng bánh răng

Tra bảng 6.6, chọn ba = 0,3

 bd = 0,53ba(ibn + 1) = 0,53.0,3(3,56 + 1) = 0,73

KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên

chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc

Theo bảng 6.7 và bd ta chọn theo sơ đồ 3  KH

= 1,1

3 , 0 56 , 3 8 , 531

1 , 1 74571 ).

1 56 , 3 (

2

w

Lấy aw1 = 127 (mm)

b) Xác định thông số ăn khớp

+) Xác định môđun

Theo công thức 6.17 ta có

m = (0,01  0,02)aw = (0,01  0,02).127 = (1,27  2,54) (mm)

Theo bảng 6.8 ta chọn m = 2

+) Xác định số răng, góc nghiêng  và hệ số dịch chỉnh x

Chọn tr-ớc  = 100  cos = 0,9848

Theo công thức 6.31, ta có số răng bánh nhỏ

43 , 27 ) 1 56 , 3 ( 2

9848 , 0 127 2 ) 1 (

cos

2 1









i m

a

(răng)

 z2 = i.z1 = 3,56.27 = 96,12  lấy z2 = 96 (răng)

 Tỉ số truyền thực tế là im = 96/27 = 3,556

Tính lại góc 

cos = m(z1 + z2)/2aw1 = 2(27 + 96)/(2.127) = 0,969

  = 14,30 Nh- vậy, nhờ có góc nghiêng  của răng, ở đây không cần dịch chỉnh để đảm bảo khoảng cách trục cho tr-ớc, nói khác đi dịch chỉnh bánh răng nghiêng chỉ nhằm cải thiện chất l-ợng ăn khớp

c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thức 6.33, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc:

2 1

1

.

) 1 ( 2

w w

H H

M H

d i b

i K T Z Z



(MPa)

Trong đó:

bw : Chiều rộng vành răng

bw = ba.aw = 0,3.127 = 38,1 (mm)

ZM : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng

ăn khớp

Tra bảng 6.5 ta đ-ợc ZM = 274 (MPa1/3)

ZH : Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc, tính theo công thức 6.34

tw b

H

Z  2 cos  / sin 2 

b - góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở, tính theo công thức 6.35

tgb = cost.tg

Với t và tw tính theo các công thức ở bảng 6.11, với  = 200 theo TCVN Đối với bánh răng nghiêng không dịch chỉnh ta có:

t = tw = arctg(tg/cos) = arctg(tg20/0,969) = 20,590

 tgb = cos20,59 tg14,3 = 0,24  b = 13,50

 Z H  2 cos 13 , 5 / sin 2 20 , 59  1 , 72

Ta có:  = bwsin/(m.) : Hệ số trùng khớp dọc tính theo CT 6.37

 = 0,3awsin/(m.) = 0,3.127.sin14,3/(2.3,14) = 1,5

 = [1,88 - 3,2.(1/z1 + 1/z2)]/cos : Hệ số trùng khớp ngang, tính theo CT 6.38b

 = [1,88 - 3,2.(1/27 + 1/96)]/0,969 = 1,78

Z : H.số kể đến sự trùng khớp của răng, tính theo

công thức 6.36c

75 , 0 78 , 1 / 1 /

 

Z

KH : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, xác định

theo CT 6.39

KH = KH.KH.KHv

KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên

chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc KH = 1,1

Theo công thức 6.40, ta xác định vận tốc vòng:

v = dw1.n1/60000 = .2aw1/(im + 1).n1/60000 = 3,14.2.127/(3,556 + 1).507/60000 = 1,48 (m/s)

dw = 2aw1/(im + 1) = 2.127/(3,556 + 1) = 55,8 (mm)

KH : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho

các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 ta

đ-ợc KH = 1,13

KHv : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng

ăn khớp, tinh theo công thức 6.41

015 , 1 13 , 1 1 , 1 74571 2

8 , 55 1 , 38 29 , 1 1

2

1

1













 H H

w w H Hv

H K T

d b v K

556 , 3

127 48 , 1 73 002 , 0

.



bn

w H

H

i

a v g

H là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta đ-ợc  H 0,002

0 73

g  tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch các b-ớc răng 1 và 2

 KH = 1,1.1,13.1,015 = 1,26

8 , 55 556 , 3 1 , 38

) 1 556 , 3 ( 26 , 1 74571 2 75 , 0 72 , 1



H



(MPa)

Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo công thức 6.1, với v = 1,52 (m/s) < 5 (m/s)  Zv = 1 Với cấp chính xác động học là 9, ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công độ nhám Ra = 2,5 … 1,24 m, do đó ZR = 0,95

Với da < 700 mm nên KxH = 1

Theo công thức 6.1 và 6.1a ta có:

[H] = [H].Zv.ZR.ZxH = 531,8.1.0,95.1 = 505,21 (MPa)

Nh- vậy, H < [H], nh-ng chênh lệch này nhỏ do đó có thể giảm chiều rộng răng:

bw = ba.aw.(H/[H])2 = 0,3.127.(503,5/505,21)2 = 37,8 (mm)

Ta chọn bw = 38 (mm)

d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Theo công thức 6.43 và 6.44 ta có

F1 = 2T1KFYYYF1/(bwdw1m) (MPa)

F2 = F1.YF2/YF1 (MPa)

Trong đó:

T1 = 74571: Mô men xoắn trên bánh chủ động, (Nmm)

m = 2 : Mô đun pháp tuyến, (mm)

bw = 38 : Chiều rộng vành răng, (mm)

dw1 = 55,8 : Đ-ờng kính vòng lăn bánh chủ động, (mm)

Y = 0,56 : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, Y = 1/

Y = 0,898: Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Y = 1

-/140

YF1, YF2 : Hệ số dạng răng của bánh 1

KF : Hệ số tải trọng khi tính về uốn

Số răng t-ơng đ-ơng:

zv1 = z1/cos3 = 27/cos314,3 = 30

zv1 = z1/cos3 = 100/cos314,3 = 110 Tra bảng 6.18 ta đ-ợc:

YF1 = 3,8 ; YF2 = 3,6 Theo công thức 6.45 ta có

KF = KF.KF.KFv Trong đó:

KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên

chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc KF = 1,2

KF : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho

các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14 với vận tốc vòng v = 1,52 m/s < 2,5 m/s

và cấp chính xác 9  KF = 1,37 Theo công thức 6.47

87 , 3 556 , 3

127 48 , 1 73 006 , 0

.



bn

w F

a v g

Trong đó:

F là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta đ-ợc F = 0,006

0 73

g  tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch các b-ớc răng 1 và 2

37 , 1 2 , 1 74571 2

8 , 55 1 , 38 87 , 3 1

2

1

1













 F F

w w F Fv

H K T

d b v K

 KF = 1,37.1,2.1,03 = 1,7 Thay các số liệu vào 6.43 và 6.44 ta đ-ợc

F1 = 2.74571.1,7.0,56.0,898.3,8/(37.55,8.2) = 117,3 (MPa)

F2 = 117,3.3,6/3,8 = 111,2 (MPa)

Với m = 2  YS = 1,08 - 0,0695ln(2) = 1,03; YR = 1 (bánh răng phay); KxF = 1 (da < 400mm)

Do đó, theo công thức 6.2 và 6.2a ta có:

[F1] = [F]1.YR.YS.YxF = 252.1.1,03.1 = 259,56 (MPa)

[F2] = [F]2.YR.YS.YxF = 236,5.1.1,03.1 = 243,6 (MPa)

Nh- vậy

F1 < [F1] và F2 < [F2] nên bài toán đ-ợc thỏa mãn

e) Kiểm nghiệm răng về quá tải

Theo công thức 6.48, với Kqt = Tmax/T = 1,4:

Hmax = H K qt = 503,5 1 , 4 = 595,75 < [H]max = 1260 (MPa)

Theo công thức 6.49

F1max = F1.Kqt = 117,7.1,4 = 164,78 < [F]1max = 464 (MPa)

F2max = F2.Kqt = 111,2.1,4 = 155,68 < [F]1max = 360 (MPa)

Vậy điều kiện về quá tải thỏa mãn Do đó ta chấp nhận kết quả trên

g) Các thông số và kích th-ớc bộ truyền

Khoảng cách trục aw1 = 127 mm

Chiều rộng vành răng bw = 38 mm

Tỉ số truyền ibn = 3,556

Góc nghiêng của răng  = 14,30

Số răng bánh răng z1 = 27 răng ; z2 = 96 răng

Hệ số dịch chỉnh x1 = 0 ; x2 = 0

Theo các công thức trong bảng 6.11, tính đ-ợc:

Đ-ờng kính vòng chia d1 = 55,7 mm ; d2 = 198,2 mm

Đ-ờng kính đỉnh răng da1 = 59,7 mm ; da2 = 202,2

mm

Đ-ờng kính đáy răng df1 = 50,3 mm ; df2 = 193,2

mm