Chương 3: TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC 1.Chỉ tiêu tính toán: Trong quá trình làm việc, răng của bánh răng có thể bị hỏng ở mặt răng nh- tróc rỗ , mòn , dính , hoặc hỏng ở
Trang 1Chương 3: TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG
TRONG HộP GIảM TốC
1.Chỉ tiêu tính toán:
Trong quá trình làm việc, răng của bánh răng có thể bị hỏng
ở mặt răng nh- tróc rỗ , mòn , dính , hoặc hỏng ở chân răng nh- gẫy , trong đó nguy hiểm nhất là tróc rỗ mặt răng và gẫy răng Đó
là các phá hỏng mỏi do tác dụng lâu dài của ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn thay đổi có chu kỳ gây nên Ngòai ra răng có thể bị biến dạng d-, gẫy giòn lớp bề mặt , hoặc phá hỏng tĩnh ở chân răng Vì vậy khi thiết kế cần tiến hành tính truyền động bánh răng theo các chỉ tiêu sau :
+) Độ bền tiếp xúc +) Độ bền uốn +) Kiểm nghiệm răng về quá tải
2.Tính toán bộ truyền cấp nhanh-bánh trụ răng thẳng.
2.1 Chọn vật liệu.
Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong các khâu thiết kế nên ở đây ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng là nh- nhau
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 có:
b1 = 850 Mpa ; ch 1 = 580 Mpa Chọn HB1 = 245 (HB)
Trang 2Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240
có:
b2 = 750 Mpa ; ch 2 = 450 Mpa Chọn HB2 = 230 (HB)
2.2 Xác định ứng suất cho phép.
Theo bảng 6.2 với C45 , tôi cải thiện đạt độ rắn HB < 350 ta
có :
0Hlim= 2.HB + 70 ; SH = 1,1 ; 0Flim= 1,8.HB ; SF =
1,75
a) Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
R V xH HL
H
H
S . . . .
lim 0
Chọn sơ bộ ZRZVKxH = 1 H H0 K HL S H
lim
+) SH : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: SH =1,1
+) 0Hlim: ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu
Với bánh nhỏ : 0
Hlim1 =2 245 + 70 = 560 MPa
Với bánh lớn : 0
Hlim2 = 2.230 + 70 = 530 MPa
Mặt khác : KHL= m H
HE
HO N
N với mH = 6
+) mH : Bậc của đ-ờng cong mỏi khi thử về tiếp
xúc
+) NHO: Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử
về tiếp xúc: NHO = 30 H2 , 4
HB (HHB : độ rắn Brinen)
Trang 3Với bánh nhỏ : 2 , 4 7
1 30 245 1 , 6 10
HO
N
Với bánh lớn : 2 , 4 7
2 30 230 1 , 4 10
HO
N
+) NHE: Số chu kì thay đổi ứng suất tiếp xúc t-ơng
đ-ơng:
i j i
j
HE c T T n t
N 60 / 3
1 2
1 ,
i i i CK
i j
j
u
n c
N 60 . / 3 /
1 2
1
( j = 1
2)
c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay
Ti , ni, ti : Lần l-ợt là mômen xoắn , số vòng
quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét
i i i ck
i
u
n c
N 60 . . 2 / 1 3 /
1 1
1
8
3 7 , 0 8
5 1 20000 91 , 3
9 , 474 1
2 1
1 HE 3 , 91 10 , 98 10 42 , 93 10 HO
Ta có : NHE1 > NHO1 => KHL1 = 1
NHE2 > NHO2 => KHL2 = 1
[H]1 = 509MPa
1 , 1
1
560 ; [H]2= 481 , 8MPa
1 , 1
1
530 Với bộ truyền cấp nhanh bánh trụ răng thẳng ta có:
H ' min H 1, H 2 H 2 481 , 8MPa
b) Xác định ứng suất uốn cho phép:
R S xF FC FL
F
F
S . . . . .
lim 0
Trang 4Chọn sơ bộ YR.YS.KxF = 1
F
F
lim
0
+) 0
Flim : ứng suất uốn cho phép phép ứng với số chu kì cơ sở
Với bánh nhỏ : F0 1 , 8 245 441MPa
1
Với bánh lớn : F0 1 , 8 230 414MPa
2
+) SF: Hệ số an toàn khi tính về uốn: SF =1,75
+) Số chu kì thay đổi ứng suất uốn t-ơng đ-ơng:
i j i
j
HF c T T n t
N 60 2 / 1 6 .
1 ,
i i i CK
i j
j
u
n c
N 60 . 2 / 1 6 /
1
(j = 1 2)
8
3 7 , 0 8
5 1 20000 91 , 3
9 , 474 1
FE
N
2 1
1 HF 3 , 91 9 , 5 10 37 , 15 10
FE u N N
Vì NFE1 = 37,15.107 > NFO = 4.106 nên KFL1 = 1,
NFE2 = 9,5.107 > NFO = 4.106 nên KFL2 = 1
Do đó theo thiết kế với bộ truyền quay một chiều KFC = 1,
ta đ-ợc:
[F1] = 441.1.1/1,75 = 252 MPa,
[F2] = 414.1.1/1,75 = 236,6 MPa,
c) Xác định ứng suất quá tải cho phép:
Theo 6.13 và 6.14 ta có:
H max 2 , 8 ch2 2 , 8 450 1260 MPa
Trang 5 F1 max 0 , 8 ch1 0 , 8 580 464 MPa F2 max 0 , 8 ch2 0 , 8 450 360 MPa