1 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN Thông số đầu vào: công suất P1 , kW (hoặc mômen xoắn T1 , Nmm; số vòng quay n1 , vg/ph; tỷ số truyền u Các bước từ đến tương tự tính toán bánh trụ Nếu truyền bôi trơn tốt (hộp giảm tốc kín), ta tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc Nếu truyền hở bôi trơn không tốt, để tránh tượng gãy răng, ta tính toán theo độ bền uốn Nếu tính toán thiết kế theo độ bền tiếp xúc ta tính theo trình tự: Chọn ứng suất tiếp xúc cho phép truyền bánh côn theo giá trị nhỏ cặp bánh Tuy nhiên độ rắn bánh lớn 350HB HB1 − HB2 ≥ 100 vận tốc vòng v ≤ 20 m / s ứng suất cho phép tính theo công thức [σ H ] ≈ 0,45 ([σ H ] + [σ H ]) ≤ 1,15[σ H ] đó: [σ H ] ≤ [σ H ] Chọn hệ số chiều rộng vành ψ be = 0, 285 Chọn sơ hệ số tải trọng tính K H = K H β theo bảng 6.18 [1] Tính toán đường kính d e1 theo công thức: d e1 = 95 T1 K H β 0,85(1 − 0,5ψ be ) 2ψ beu[σ H ]2 Chọn số z1 p theo bảng sau: d e1 40 60 80 100 125 160 200 u=1 24 24 25 25 26 27 30 u=2 20 20 21 21 22 24 28 u = 3,15 18 18 19 19 20 22 27 u=4 16 16 17 17 18 21 29 Tùy thuộc vào độ rắn bề mặt ta chọn z1 theo công thức: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” NXB ĐHQG TP HCM u=6 15 15 16 16 17 18 22  H1 , H ≤ 350 HB : z1 = 1, z1 p   H1 > 350 HB; H ≤ 350 HB : z1 = 1, z1 p  H , H > 350 HB : z1 = z1 p  Sau chọn z1 , z2 ta tìm giá trị me từ công thức: d e1 = me z1 ; de = me z2 chọn me theo giá trị tiêu chuNn Tính toán lại tỷ số truyền u kiểm tra sai số tỷ số truyền ∆u ≤ ÷ 3% Xác định góc mặt côn chia δ1 δ theo công thức: 1   = cotgδ1 δ1 = arctg   , u = tgδ u 10 Tính kích thước chủ yếu khác truyền bánh côn Các giá trị đường kính tính xác đến 0,01mm Thông số hình học Bánh dẫn Đường kính vòng chia Bánh bị dẫn Bánh dẫn Đường kính vòng chia trung bình Bánh bị dẫn Chiều dài côn Re Chiều dài côn trung bình Rm Công thức d e1 = me z1 d e = me z2 d m1 = d e1 (1 − 0,5ψ be ) d m = d e (1 − 0,5ψ be ) d e1 Re = = 0,5me z12 + z22 2sin δ1 d m1 Rm = = 0,5mm z12 + z22 2sin δ1 11 Xác định môđun vòng trung bình mm theo công thức: d m1 = mm z1; d m = mm z2 Tính vận tốc vòng v theo đường kính vòng chia trung bình chọn cấp xác truyền theo bảng 6.3 [1] 12 Xác định giá trị lực tác dụng lên truyền theo công thức: Ft1 = 2T1 d m1 Fr1 = F t1 tgα cos δ1 Fa1 = F t1 tgα sin δ1 Với bánh bị dẫn, lực tác dụng có hướng ngược lại, đó: Fa = Fr1 ; Fr = Fa1 ; Ft1 = Ft 13 Chọn hệ số tải trọng động K HV K FV theo bảng 6.17 [1] PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” NXB ĐHQG TP HCM 14 Xác định ứng suất tính toán σ H vùng ăn khớp theo công thức bên so sánh với giá trị cho phép σ H = Z M Z H Zε 2T1 K H u + ≤ [σ H ] 0,85bd m21u với [σ H ] xác định theo công thức đầy đủ tương tự tính toán bánh trụ Cho phép tải đến 5% Nếu điều kiện bền tiếp xúc không thỏa ta tăng chiều rộng vành b Nếu tiếp tục không thỏa ta chọn lại vật liệu có độ bền cao tính toán lại 15 Xác định số zv1 zv tương đương theo công thức: zv1 = z1 ; cos δ1 zv = z2 cos δ Sau sử dụng công thức YF = 3, 47 + 13, 27, x − + 0, 092 x tính hệ số YF YF zv zv xác định đặc tính so sánh độ bền uốn theo tỷ số [σ F ] / YF Tính toán tiến hành theo có độ bền thấp 16 Tính toán giá trị ứng suất uốn chân theo công thức: σF = YF Ft K F ≤ [σ F ] 0,85bw mm đó: K F = K Fv K F β - hệ số tải trọng tính; mm - môđun chia trung bình Nếu giá trị tính toán nhỏ nhiều so với [σ F ] bình thường, thiết kế theo độ bền tiếp xúc theo độ bền uốn dư bền nhiều Nếu điều kiện bền uốn không thỏa ta tăng môđun me tương ứng giảm số z1 , z2 tiến hành tính toán kiểm nghiệm lại Nếu tính toán thiết kế theo độ bền uốn ta tính theo trình tự: Chọn số bánh dẫn z1 ≥ 17 xác định số z2 Xác định lại xác tỷ số truyền u xác định góc mặt côn chia δ1 δ theo công thức: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” NXB ĐHQG TP HCM 1   = cotgδ1 δ1 = arctg   , u = tgδ u Xác định số tương đương zv1 zv theo công thức: zv1 = z1 ; cos δ1 zv = z2 cos δ Sau sử dụng công thức YF = 3, 47 + 13, 27, x − + 0, 092 x tính hệ số YF YF zv zv xác định đặc tính so sánh độ bền uốn theo tỷ số [σ F ] / YF Tính toán tiến hành theo có độ bền thấp Chọn hệ số chiều rộng vành ψ bd theo bảng 6.16 hệ số ψ be = 0, 285 Tính hệ số xét đến ảnh hưởng phân bố tải trọng không theo chiều rộng vành K F β theo công thức: K F β = + ( K H β − 1)1, Xác định môđun me theo độ bền uốn công thức: me = 2T1 K F YF 0,85ψ bd z1 [σ F ] (1 − 0,5ψ be )2 10 Xác định kích thước truyền bánh Các giá trị đường kính tính xác đến 0,01mm 11 Tính vận tốc vòng trung bình v theo đường kính vòng chia trung bình d m chọn cấp xác truyền theo bảng 6.3 [1] 12 Xác định giá trị lực tác dụng lên truyền 13 Chọn hệ số tải trọng động K FV theo bảng 6.17 [1] 14 Tính toán giá trị ứng suất uốn chân theo công thức: σF = YF Ft K F ≤ [σ F ] 0,85bw mm với [σ F ] xác định theo công thức đầy đủ tương tự tính toán bánh trụ Cho phép tải đến 5% Không cần kiểm nghiệm theo độ bền tiếp xúc Nếu điều kiện bền uốn không thỏa ta tăng môđun m, thay đổi vật liệu phương pháp nhiệt luyện tính toán lại PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” NXB ĐHQG TP HCM PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc “Cơ sở thiết kế máy” NXB ĐHQG TP HCM ... tiến hành tính toán kiểm nghiệm lại Nếu tính toán thiết kế theo độ bền uốn ta tính theo trình tự: Chọn số bánh dẫn z1 ≥ 17 xác định số z2 Xác định lại xác tỷ số truyền u xác định góc mặt côn chia... 10 Tính kích thước chủ yếu khác truyền bánh côn Các giá trị đường kính tính xác đến 0,01mm Thông số hình học Bánh dẫn Đường kính vòng chia Bánh bị dẫn Bánh dẫn Đường kính vòng chia trung bình Bánh. .. suất tính toán σ H vùng ăn khớp theo công thức bên so sánh với giá trị cho phép σ H = Z M Z H Zε 2T1 K H u + ≤ [σ H ] 0,85bd m21u với [σ H ] xác định theo công thức đầy đủ tương tự tính toán bánh