Chng 2: TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG TRONG HộP GIảM TốC 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. A.Tính toán bộ truyền cấp chậm ( bánh trụ răng thẳng). 1.Chọn vật liệu. Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 285 có: b1 = 850 MPa; ch 1 = 580 MPa. Chọn HB 1 = 245 (HB) Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn MB 192 240 có: b2 = 750 Mpa; ch 2 = 450 MPa. Chọn HB 2 = 230 (HB) 2. Xác định ứng suất cho phép . HLxHVRHlimHH KKZZS ; Chọn sơ bộ Z R Z V K xH = 1 HHLlimHH SK S H : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: S H =1,1. limH : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở; limH = 2.HB + 70. H lim1 =2. 245 + 70 = 560 MPa. H lim2 = 2.230 + 70 = 530 MPa. MPa441245.8,1 o 1limF MPa414230.8,1 o 2limF K HL = H m HEHO NN với m H = 6. m H : Bậc của đ-ờng cong mỏi khi thử về tiếp xúc. N HO : Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: N HO = 30. H 4,2 HB H HB : độ rắn Brinen. 74,2 1Ho 10.6,1245.30N 74,2 2Ho 10.4,1230.30N N HE : Số chu kì thay đổi ứng suất t-ơng đ-ơng: CKi 3 1ii j j HE t/t.T/T.t u n.c .60N c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay. T i , n i , t i : Lần l-ợt là mômen xoắn , số vòng quay và tổng số giờ làm việc ở chế độ i của bánh răng đang xét. cki 3 1ii 1 1 1HE t/t.T/T.t. u cn .60N 7 1HO 733 1HE 10.6,1N10.43,7 8 4 8,0 8 4 .1.16000. 66,5 56,579 .1.60N ta có : N HE1 > N HO1 => K HL1 = 1 [ H ] 1 = MPa509 1,1 1.560 ; [ H ] 2 = MPa482 1,1 1.530 Với bộ truyền cấp nhanh bánh trụ răng nghiêng ta có: MPa495 2 482509 2 2 H 1 H H T-ơng tự với bộ truyền cấp chậm bánh trụ răng thẳng ta có: 7 2HO 733 2HE 10.4,1N10.337,2 8 4 8,0 8 4 .1.16000. 18,3 4,102 .1.60N Nh- vậy K HL2 = 1, Do đó: MPa482 2 H ' H Và ii 6 1iFEi T.n.T/T.c.60N 766 1FE 10.2,6 8 4 8,0 8 4 .1.16000. 66,5 56,579 .1.60N 666 2FE 10.5,19 8 4 8,0 8 4 .1.16000. 18,3 4,102 .1.60N Vì N FE1 = 6,2.10 7 > N FO = 4.10 6 và N FE2 = 19,5.10 6 > N FO = 4.10 6 nên K FL1 = 1, K FL2 = 1. Do đó theo thiết kế với bộ truyền quay một chiều K FC = 1, ta đ-ợc: [ F1 ] = 441.1.1 / 1,75 = 252 MPa, [ F2 ] = 414.1.1 / 1,75 = 237 MPa, ứng suất quá tải cho phép: theo 6.13 và 6.14 ta có: MPa1260450.8,2.8,2 2ch max H MPa464580.8,0.8,0 1ch max 1F MPa360450.8,0.8,0 2ch max 2F 3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: a w2 = K a (u 2 +1) 3 ba2 2 H H1 .u. K.T Với: T 1 : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, T 1 =367450 Nmm . K a : hệ số phụ thuộc vào loại răng, K a = 49,5 (răng thẳng). Hệ số ba = b w /a w ; chọn theo dãy tiêu chuẩn ta có ba = 0,4 89,0118,3.4,0.53,01u.53,0 12ba2bd Tra ở sơ đồ 5 (bảng 6.7, trang 98) ta đ-ợc K H 2 = 1,06; u 2 = 3,18; [ H ]=482 MPa Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục tính sơ bộ: a w2 = 49,5.(3,18+1). 8,226 4,0.18,3.482 06,1.367450 3 2 mm 4. Xác định các thông số ăn khớp Do khi tính sơ bộ thì bộ thì với khoảng cách trục là a w2 = 220 thì khi kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc có hiện t-ợng thừa bền, do đó ta tiến hành tính sơ bộ lại với khoảng cách trục rút ngắn bớt: a w2 = 210 mm. Môđun : m m = (0,01 0,02). a w2 = (0,01 0,02).210 = 2,1 4,2. Chọn m = 3,0 Số răng của bánh răng nhỏ tính sơ bộ: Z 3 = 2 a w2 / [m(u 1 +1)] = 2.210/ [3.(3,18+1] = 33,49, ta chọn Z 3 = 33 răng. Vậy số răng bánh răng lớn: Z 4 = u 2 Z 3 = 3,18.33 = 104,9, chọn Z 4 = 105 răng. Tổng số răng của cả hai bánh răng: Z t2 = Z 3 + Z 4 = 33 +105 = 138; Do đó tỉ số truyền thực sẽ là: 18,3182,3 33 105 Z Z u 3 4 2 Sai số tỷ số truyền: %057,0%100. 18,3 182,318,3 %100 u uu u t Khoảng cách trục tính lại: a w2 = m.(z 3 +z 4 )/2 = 3.(33+105)/2 = 207 Chọn khoảng cách trục a w2 = 210, do đó ta cần phải dịch chỉnh để giảm khoảng cách trục tính lại từ a w2 = 207 lên khoảng cách trục mà ta đã chọn: a w2 = 210. Hệ số dịch tâm: y = 1)10533(5,0 3 210 )zz(5,0 m a 43 2w mm Hệ số: k y = 1000y/z t = 1000.1/(35 + 111) = 7,25 Tra bảng 6.10a và lập đa thức nội suy tìm đựơc k x = 0,37 Hệ số giảm đỉnh răng: 05,0 1000 138.37,0 1000 zk y 2tx Tổng hệ số dịch chỉnh: x t = y + y = 1 + 0,05 = 1,05 Hệ số dịch chỉnh bánh răng 1: 264,0 138 1 3310505,15,0 z y )zz(x5,0x t 34t3 và hệ số dịch chỉnh bánh răng 2: x 4 = x t - x 3 = 1,05 0,264 =0,786 Góc ăn khớp: 926,0210.2/20cos.3.138)a2/(cos.m.zcos 0 awttw do đó: tw = 22,1 0 . 5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. Yêu cầu cần phải đảm bảo H [ H ] , H = Z M Z H Z w 2 mw mH2 d.u.b )1u.(K.T.2 (1.1); Trong đó : - Z M : Hệ số xét đến ảnh h-ởng cơ tính vật liệu, Z M = 274 Mpa 1/3 (bảng 96) - Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; - Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; - K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - b w : Chiều rộng vành răng: b w2 = ba . a w2 = 0,4. 210 = 84 mm ; - d w : Đ-ờng kính vòng lăn của bánh nhỏ (bánh chủ động); - T 2 = 367450 Nmm ; Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp : Z H = tw b 2sin cos2 = 0 1,22.2sin 1.2 = 1,69; 75,1 105 1 33 1 2,388,1 Z 1 Z 1 2,388,1 43 ; Nh- vậy hệ số kể đến ảnh h-ởng của sự trùng khớp răng: Z 2 = 865,0 3 75,14 3 4 . Đ-ờng kính vòng lăn bánh nhỏ: d w3 = 2a w2 /(u m +1) = 2.210/(3,18 + 1) = 100,4 mm. Vận tốc vòng: v = 538,0 60000 4,102.4,100. 60000 n.d. 13w . Theo bảng 6.14 ta chọn cấp chính xác 9, khi đó theo trị số tra đ-ợc tại bảng 14 ta có: K H = 1,13. 28,1 18,3 210 .538,0.73.004,0 u a vg. 2m 2w oHH với các trị số: - H : trị số kể đến ảnh h-ởng của sai số ăn khớp, tra bảng ta có: H = 0,004 - g 0 :hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch b-ớc răng ta tra bảng 6.16 có:g o =73 Ta có K Hv : hệ số kể đến ảnh h-ởng của tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp: 012,1 13,1.06,1.367450.2 4,100.84.28,1 1 K.KT.2 d.b. 1K HHI 22wwH Hv Khi đó hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: K H = K H .K HV K H = 1,06.1,012.1,13 = 1,212 Thay số vào (1.1): H = 274.1,69.0,865. 471 4,100.18,3.84 )118,3.(212,1.367450.2 2 Mpa Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ H ] = [ H ]. Z R Z V K xH . Với v =0,538 m/s Z V = 1 (vì v < 5m/s), Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là R a = 2,5 1,25m. Do đó Z R = 0,95. Víi d a <700 mm  K xH = 1.  [ H ] = [ H ]. Z R Z V K xH = 495,4.1.0,95.1 = 471 MPa , Nh- vËy  H = [ H ] do ®ã ta cã thÓ lÊy chiÒu réng r¨ng lµ b w2 =84(mm) nh-ng ta lÊy theo d·y tiªu chuÈn: b w2 = 85 (mm). . cách trục tính sơ bộ: a w2 = 49,5.(3,18+1). 8 ,22 6 4,0.18,3.4 82 06,1.367450 3 2 mm 4. Xác định các thông số ăn khớp Do khi tính sơ bộ thì bộ thì với khoảng cách trục là a w2 = 22 0 thì khi. tiến hành tính sơ bộ lại với khoảng cách trục rút ngắn bớt: a w2 = 21 0 mm. Môđun : m m = (0,01 0, 02) . a w2 = (0,01 0, 02) .21 0 = 2, 1 4 ,2. Chọn m = 3,0 Số răng của bánh răng nhỏ tính sơ. tw b 2sin cos2 = 0 1 ,22 .2sin 1 .2 = 1,69; 75,1 105 1 33 1 2, 388,1 Z 1 Z 1 2, 388,1 43 ; Nh- vậy hệ số kể đến ảnh h-ởng của sự trùng khớp răng: Z 2 =