bài giảng môn học thiết kế hệ thống tự động cơ khí, chương 4 ppsx

Chương 4: TÍNH TOÁN TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG I Chọn vật liệu: Ta chọn vật liệu cặp bánh răng này vật liệu như nhau, bảng 6-1-[1].

Chương 4:

TÍNH TOÁN TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

I) Chọn vật liệu:

Ta chọn vật liệu cặp bánh răng này vật liệu như nhau,

bảng ( 6-1)-[1]

 Bánh răng nhỏ thép 45, tôi cải thiện có độ rắn

HB1 = 241 285 có b1 = 850 Mpa; ch1 = 850 Mpa

 Bánh lớn thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB2 =

192…240 có  2= 730 Mpa; ch2= 430 Mpa

II) Ứùng suất cho phép :

a) ứng suất tiếp xúc cho phép

HB = 180 350

0 lim

H

 = 2 HB + 70 ; S z = 1.1 : hệ số an toàn

Flim = 1.8HB ; SF = 1.75 :hệ số an toàn Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB1 = 245

Chọn độ rắn bánh răng lớn û HB2 = 230 khi đó :

H lim1 = 2HB1 +70 =560 MPA

Flim1 = 1.8HB2 =441 MPA

H lìm2 = 414 MPA

 Flim2 =470 MPA

+ Hệ số tuổi thọ

KHL =m H

HE

HO

N N

Với HB  350  mH = 6 (mH : bậc của đường cong

mỏi)

 NHO : số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về

tiếp xúc

NHO = 30 HB2 , 4 = 30* 2302.4 = 1.4 107

 Thời gian làm việc tính bằng giờ

T =21*365*A**Kn*Kng

Trong đó A = 10 năm

Kn = 0.5 : hệ số tuổi thọ

Kng = 0.67 : hệ số sử dụng theo ngày

 T = 29346 (giờ)  Theo (6-7)-[1], ta có :

NHE =60*c*(Ti/Tmax)3*ni*ti

C = 1, Cặp bánh răng ăn khớp

ni : Vận tốc làm việc của trục thứ i

ti : Thời gian làm việc trong một chu kỳ

Ti: Mômen xoắn thứ i trong một chu kỳ

Tmax : Mômen lớn nhất trong một chu kỳ

Vậy:

NHE = 60*1*143.28*29346(12*0.6+0.53 *0.2

+0.33*0.2) =15.9 107

 NHE1 > NHO1  ta chọn NHE 1 =1

Tương tự ta có:  NHE2 >NHO2  KHL2 = 1

Như vậy theo (6- 2)[1], ta xác địng sơ bộ {H} = Hlim KHL/SH

{H1} = 560/1.1 = 509 (Mpa)

 {H2} = 470/1.1 = 445 (MPa)

Vì đây là cặp bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất tiếp xúc cho phép là: {H} = min({H1} ; {H2}) =

445 MPa b) Ứng suất uốn khi quá tải

f =Flim KHL.KFC/SF

Theo (6-7)-[1], ta có:

NFE = 60 C i m F

T

T

 











max

.ni ti

Trong đó: ni : Vận tốc làm việc của trục thứ i

ti : Thời gian làm việc trong một chu kỳ

Ti: Mômen xoắn thứ i trong một chu kỳ

Tmax : Mômen lớn nhất trong một chu ky

mF = 6  NFÉ1 = 60*1*29346*143.28(16*0.6+0.56*0.2+0.36*0.2)

=15.9 107

với NFE1 > NFeo; ta chọn KFL1 = 1 Tương tự ta có : NFE2 > NFEo ta chọn KFL2 = 1 Theo (6-2a) –[1], Với bộ truyền quay hai chiều chọn KFC = 0.8

Vậy với các số liệu như trên ta tính được :

{F1} = 201.6 MPa {F2} = 189.1 MPa

c) Ứng suất uốn khi quá tải

 H max = 2,8 ch2 = 2,8 450 = 1260 Mpa

 F max1 = 0,8 ch1 = 0,8 580 = 464 Mpa

 F max2 = 0,8 ch2 = 0,8 450 = 360 Mpa

III) xác định những thông số cơ bản của bộ truyền

1) Tính toán bộ tryền bánh răng cấp nhanh

a) Khoảng cách trục:

aw= k*a*(u1+1)3

 H u H ba

K T







.

2

 Ka = 49.5: Hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh răng trụrăng thẳng (thép – thép)

 T1 = 48645 N.mm

 [H] = 481,81 Mpa

 Tỉ số truyền u = 6.7

 ba= 0,3 (răng thẳng không đối xứng),

(bảng 6-6)-[1]

 KH  :hệ số kể đến sự phân bố không

đều tải trọng

bd

 = 0,5.ba(u+1) = 1.223 với bd = 1.223  tra bảng ( 6.7 )-[1], sơ đồ 5

 KH  = 1,2

aw = 49.5*(6.7+1) 3

2 6 7 * 0 3 445

2 1

*

b.) Xác định cáa thông số ăn khớp:

Mô đun m = (0,01…0,12)aw = 2.01…4.02 chọn m = 3

Số răng Z1 =

) 1 (

2



u m

a w = 17 4

6 7

* 3

201

*

 chọn Z1 = 17

Z2 = u.Z1 = 6.7*17 = 113.9

 chọn Z2=114

 Tính lại khoảng cách trục:

aw = m(Z21 Z2)= 196 5 ( )

2

) 17 114 (

* 3

mm





 Xác định hệ số dịch chỉnh :

y =  0 5 (Z1 Z2)  0

m

a w

Vậy đây là cặp bánh răng không dịch chỉnh  Ky = 0, xt =0

+ Góc ăn khớp

costw=

w

a

Z Z

2

2

1  m.costw  costw = 0.93969;

tw

+ Tính lại tỷ số truyền thực:

u1 = 114/17 =6.7