thiết kế môn học chi tiết máy, chương 8 potx

6.Kiểm nghiệm răng theo sức bền uốn Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ,ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép.

Chương 8: Xác định các thông số ăn

khớp

Với aw1 = 185 [mm] ta chọn môđun pháp cho cặp bánh răng là

mn = 2 [mm]

Góc nghiêng của răng la ø  = 80  200 chọn  = 100

Khi đó số răng các bánh sẽ là :

Z1 =  1

cos 2

1

1



U m

a

n

5 2

10 cos 185

= 36,43 Lấy Z1 = 36

Suy ra Z2 = Z1 U1 = 36 4 = 144

Tính lại tỉ số truyền : Um = Z2 / Z1 = 4

Ta thấy : Um = U1

- Tính lại góc nghiêng  :

cos =  

1

2 1

2

.

aw

n

a

Z Z

m  = 0,973

Suy ra :  = 13,30

Chọn hệ số chiều rộng vành răng ba1 = 0,4

Suy ra :bw1 = aw1 ba1 = 185 0,4 = 74 [mm]

Thông số của bộ truyền cấp nhanh ( cặp bánh răng nghiêng ) :

Thông số Kí

hiêïu Công thức tính Khoảng cách trục chia a a = 0,5m( Z1 + Z2 ) = 185 [mm] Khoảng cách trục aw aw = 185 [mm]

Đường kính chia d d1 = m Z1/cos = 74 [mm]

d2 = mZ2/cos = 296 [mm]

Đường kính lăn dw dw1 = d1 + [2y / ( Z1 + Z2 )]d1

= 74 [mm]

dw2 = d2 + [2y / ( Z1 + Z2 )]d2 =296[mm]

Đường kính đỉnh răng da da1 = d1 + 2( 1 + x1 - y )m =

78 [mm]

da2 = d2 + 2( 1 + x1 - y )m =

300 [mm]

Đường kính đáy răng df df1 = d1 - (2,5 - 2x1 )m = 69

[mm]

df2 = d2 - (2,5 - 2x2 )m = 291 [mm]

Đường kính cơ sở db db1 = d1 cos = 74.cos200

= 69.53[mm]

db2 = d2 cos =296.cos200

= 278.15 [mm]

Góc prôfin gốc  Theo TCVN 1065-71 , = 200

Góc prôfin răng t t = arctg(tg / cos)

= arctg(tg200/cos13,30) = 20,50

Góc ăn khớp tw tw = arccos(acost / aw) = t =

20,50

Tổng hệ số dịch chỉnh xt xt = 0

( ăn khớp ngoài )

Hiệu hệ số dịch chỉnh

( ăn khớp trong )

xh xh = 0

Hệ số trùng khớp

ngang

  = [1,88 - 3,2(1/Z1 + 1/Z2 )] =

1,769

5.Kiểm nghiệm răng theo sức bền tiếp xúc

Áp dụng công thức :

H = ZMZHZ    2

1 1 /

2T K H U  b w Ud w  [H]

Trong đó :

-ZM :Hệ số xét đến cơ tính của vật liệu của các cặp bánh răng ăn khớp,tra bảng ta có: ZM = 274

-ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc

ZH = 2 cos b/ sin 2 tw

Với :b :góc nghiêng của răng trên trụ cơ sở

tgb = cost tg = cos20,50/ tg13,30 =

Suy ra : b = 75,840

Vậy : ZH = 2 cos 75 , 84 0 / sin 41 0 = 0,864

- Z :Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng,biểu thức xác định Z

phụ thuộc vào  :

Với :Hệ số trùng khớp dọc tính theo công thức

 = bwsin/(mn) = 74sin13,30/(2.3,14) = 2,71

> 1

Suy ra:

Z = 1 /  

với  = 1,769 :Hệ số trùng khớp ngang

Suy ra Z = 0,752

- KH :Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

KH = KH KHKHv

- KH = 1,07

- KH :Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên các đôi răng đồng thời ăn khớp,hệ số này phụ thuộc vào cấp chinh xác về mức độ làm việc êm

Vận tốc vòng bánh nhỏ :

v = dw1n1/60000 = 3,14 74 1520 / 60000 = 5,88 [m/s] Suy ra cấp chính xác là 8

Tra bảng 6.14 và sử dụng phương pháp nội suy ta có:

KH = 1,096

- KHv :Hệ so ákể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp,trị số của KHv được xác định theo công thức :

KHv = 1 +







H H

w w H

K K T

d b

1

1

2

Trong đó : H = Hg0v a w/u

Với :v - vận tốc vòng bánh nhỏ

v = 5,88 [m/s]

- H :Hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp ,tra bảng 6.15 ta được:

H = 0,002

- g0 :Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch các bước răng bánh 1 và 2 ,tra bảng 6.16 ta được : g0 = 56

Thay vào ta được : : H = 0,002 56 5,88 185 / 4 = 4,364

Suy ra : KHv = 1 + 2 36169 , 4 1 , 07 1 , 096

74 74 364 , 4

= 1,282

KH = 1,07 1,096 1,282 = 1,503

Vậy ta tính được : : H = 274 0,864 0,752

74 4 72 2

/ 5 503 ,

1

.

4

,

36169

.

2

= 105,96 [MPa]

Ta có [H] = 491

Vậy ta thấy cặp bánh răng cấp chậm thỏa mãn điều kiện bền tiếp xúc

6.Kiểm nghiệm răng theo sức bền uốn

Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ,ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt quá một giá trị cho phép

F1 = 2T1KFYYYF1 / ( bw dw1 mn )  [F1]

Với :

-T1 :Mômen xoắn trên bánh chủ động, T1 = 36169,4 [Nmm]

-mn : môđun pháp , mn = 2 [mm]

- bw : chiều rộng vành răng , bw = 74 [mm]

- dw1 : đường kính vòng lăn bánh chủ động , dw1 = 74 [mm]

- Y = 1 / : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng,  : hệ số trùng khớp ngang,

 = 1,769

Suy ra : Y = 1 / 1,769 = 0,565

- Y = 1 -  / 140 :Hệ số kể đến độ nghiêng của răng,  = 13,3 Suy ra : Y = 0,905

- YF1 , YF2 :Hệ số dạng răng của bánh răng 1 và 2.Phụ thuộc vào số răng tương đương ( Zv1 = Z1 / cos3 = 39 , Zv2 = Z2 / cos3 = 156,2 ),và hệ số dịch chỉnh

Tra bảng 6.18 va sử dụng phương pháp nội suy ta được: YF1 = 3,64

YF2 = 3,6

- KF2 :Hệ số tải trọng khi tính về uốn

KF = KFKFKFv

Với :

- KF :Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng khi tính sức bền uốn tra bảng ta có : KF = 1,16

- 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 và sử dụng phương pháp nội suy ta được : KF = 1,29

- KFv :Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn

KFv = 1 +







F F

w w F

K K T

d b

1

1

2

Trong đó :

F = Fg0v a w/u

Với - F = 0,006

- g0 = 56

- v = 5,88 [m/s]

Suy ra : F =13,093

Thay lên ta có : KFv = 1 +

29 , 1 16 , 1 4 , 36169 2

74 74 093 ,

Vậy : KF = 1,16 1,29 1.644 = 2,46

Thay lại trên ta được : F1 = 2 36169,4 2,46 0,565 0,905 3,64 / ( 74 74 2 )

= 31,1 [MPa]

Áp dụng công thức :

F2 = F1 YF2 / YF1 = 30,74 [MPa]

Ta có : [F1] = 257 [MPa]

[F2] = 247 [MPa]

Ta thấy thỏa mãn điều kiện bền uốn