Chng 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 HB 1 = 245 (HB) Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 240 có: b2 = 750 Mpa ; ch 2 = 450 Mpa . Chọn HB 2 = 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 : lim 0 H = 2.HB + 70 ; S H = 1,1 ; lim 0 F = 1,8.HB ; S F = 1,75 a) Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép HLxHVR H H H KKZZ S lim 0 ; Chọn sơ bộ Z R Z V K xH = 1 HHLHH SK 0 lim +) S H : Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc: S H =1,1. +) lim 0 H : ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở Với bánh nhỏ : 0 Hlim1 =2. 245 + 70 = 560 MPa. Với bánh lớn : 0 Hlim2 = 2.230 + 70 = 530 MPa. Mặt khác : 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) Với bánh nhỏ : 74,2 1 10.6,1245.30 HO N Với bánh lớn : 74,2 2 10.4,1230.30 HO N +) N HE : Số chu kì thay đổi ứng suất tiếp xúc t-ơng đ-ơng: iji ji HE tnTTcN / 60 3 1 2 1, CKiii i j j HE ttTTt u nc N /./. . .60 3 1 2 1 ( j = 1 2) 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. ckiii i HE ttTTt u nc N /./ . .60 3 1 2 1 1 1 2 2 733 2 10.98,10 8 3 7,0 8 5 .1.20000. 91,3 9,474 .1.60 HOHE NN 1,4.10 7 1 77 211 10.93,4210.98,10.91,3. HOHEHE NNuN 1,6.10 7 Ta có : N HE1 > N HO1 => K HL1 = 1 N HE2 > N HO2 => K HL2 = 1 [ H ] 1 = MPa509 1,1 1.560 ; [ H ] 2 = MPa8,481 1,1 1.530 Với bộ truyền cấp nhanh bánh trụ răng thẳng ta có: MPa HHHH 8,481,min 221 ' b) Xác định ứng suất uốn cho phép: FLFCxFSR F F F KKKYY S lim 0 Chọn sơ bộ Y R .Y S .K xF = 1 FLFC F F F KK S lim 0 +) 0 Flim : ứng suất uốn cho phép phép ứng với số chu kì cơ sở Với bánh nhỏ : MPa F 441245.8,1 0 1lim Với bánh lớn : MPa F 414230.8,1 0 2lim +) S F : Hệ số an toàn khi tính về uốn: S F =1,75. +) Số chu kì thay đổi ứng suất uốn t-ơng đ-ơng: iji ji HF tnTTcN / 60 6 1 2 1, CKiii i j j HF ttTTt u nc N /./. . .60 6 1 2 1 (j = 1 2) Với bánh lớn : 766 2 10.5,9 8 3 7,0 8 5 .1.20000. 91,3 9,474 .1.60 FE N Với bánh nhỏ : 77 211 10.15,3710.5,9.91,3. HFFE NuN Vì N FE1 = 37,15.10 7 > N FO = 4.10 6 nên K FL1 = 1, N FE2 = 9,5.10 7 > N FO = 4.10 6 nên 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 = 236,6 MPa, c) Xác định 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  . ckiii i HE ttTTt u nc N /./ . .60 3 1 2 1 1 1 2 2 733 2 10.98,10 8 3 7,0 8 5 .1.20000. 91 ,3 9,474 .1.60 HOHE NN 1,4.10 7 1 77 211 10. 93, 4210.98,10.91 ,3. HOHEHE NNuN 1,6.10 7 Ta có. 1 2) Với bánh lớn : 766 2 10.5,9 8 3 7,0 8 5 .1.20000. 91 ,3 9,474 .1.60 FE N Với bánh nhỏ : 77 211 10.15 ,37 10.5,9.91 ,3. HFFE NuN Vì N FE1 = 37 ,15.10 7 > N FO = 4.10 6 nên. suất cơ sở khi thử về tiếp xúc: N HO = 30 . H 4,2 HB (H HB : độ rắn Brinen) Với bánh nhỏ : 74,2 1 10.6,1245 .30 HO N Với bánh lớn : 74,2 2 10.4,1 230 .30 HO N +) N HE : Số chu kì thay đổi