Chng 3: Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền Mô đun pháp tuyến: m n = 1.8 (mm) Số răng: Z 1 =21 ; Z 2 = 115 Góc ăn khớp n = 20 0 Đ-ờng kính vòng chia: d 1 = m s *Z1 = m n *Z 1 /soc = 1.8*21/0.985=43 (mm) d 2 = m s *Z2 = m n *Z 2 / soc =234 (mm) Khoảng cách trục: A = 127 (mm) Chiều rộng bánh răng: b = 55 (mm) Đ-ờng kính vòng đỉnh: D e1 = d 1 + 2m n = 43+2*1.8 = 47 (mm) D e2 = d 2 +2m n = 234 +2*1.8= 238(mm) 13). Tính lực tác dụng lên trục: Lực vòng: )(39.1235 43*960 67.2*10*55.9*2 * *10*55.9*2 2 6 11 6 N dnd M P x Lực h-ớng tâm: P r = Pn tg20 0 /soc= 400 (N) P a =P*tg10 0 =196 (N) B. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm 1). Chọn vật liệu chế tạo Bánh nhỏ là thép th-ờng hoá có: b =580 (N/mm), ch =290(N/mm),HB=190. (phôi rèn, giả thiết đ-ờng kính phôi = 100-300 mm) Bánh lớn là thép 35 th-ờng hoácó: b =450(N/mm), ch =240(N/mm),HB=160. 2) Định ứng tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép. -Số chu kỳ làm việc của bánh lớn: Số chu kỳ làm việc của bánh răng đ-ợc tính theo công thức sau: N td = Tini M Mi u . max 60 2 Trong đó: u: Số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay đ-ợc 1 vòng M i , n i ,T i : Mô men xuắn, Số vòng quay trong một phút, Tổng thời gian làm việc ở chế độ i Mmax : Mô men lớn nhất tác dung lên bánh răng (không tính mô men quá tải trong thời gian ngắn) Số chu kỳ làm việc của bánh lớn : N 2 =5*290*8*60*41.25 =28.71*10 6 >No - Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ: vậy đ-ơng nhiên là số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ cũng lớn hơn số chu kỳ cơ sở N 0 =10 7 . N 1 = i. N 2 = 4.23*28.71*10 6 =121.4*10 6 . Do N 1 và N 2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đ-ờng cong mỏi tiếp xúc nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy K N = 1 ứng suất tiếp xúc của bánh răng tính theo công thức sau: [ ]tx =[] Notx *K N (CT 4/38) [ ] Notx : ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài [N/mm 2 ] - ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ: [ ] tx1 = 2.6*190= 494(N/mm 2 ) - ứng suất tiếp xúc của bánh lớn: [ ] tx2 = 2.6*160 = 416 (N/mm 2 ) Để tính sức bền ta dùng thông số [ ] tx2 = 416(N/mm 2 ) - ứng suất uốn cho phép: Để xác định ứng suất uấn cho phép lấy hệ số an toàn n = 1.5 và hệ số tập chung ứng suất ở chân răng K = 1.8 .(Vì là phôi rèn và thép th-ờng hoá ) Giới hạn mỏi của thép 45 là: -1 = 0.43*580= 249.4 (N/mm 2 ) Giới hạn mỏi của thép 35 là: -1 = 0.43*480=206.4(N/mm 2 ) Ưng suất uấn của bánh răng tính theo công thức sau: Kn K Kn K NN u * **)6.14.1( * * ][ "" 1 '' 0 ( Do ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động) Đối với bánh nhỏ: ) 2 /(5.138 8 . 1 * 5 . 1 4.249*5.1 1 ][ mmN u đối với bánh lớn: ) 2 /(6.114 8 . 1 * 5 . 1 4.206*5.1 2 ][ mmN u 3). Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: k = 1.3 4). Chọn hệ số chiều rộng bánh răng : A = 0. 4 5 ). Tính khoảng cách trục A. 3 3 * * 2 ][* 6 10*05.1 )1( n Nk tx i iA )(214 3 25.414.0 43.23.1 2 ) 4.23416 6 1005.1 ()123.4( mmA Chọn khoảng cách trục : A= 214 (mm) 6). Tính vân tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng. V = )1(*1000*60 2 2 t i nA = )/(75.0 )123.4(*1000*60 54.174*214*14.3*2 sm Với vận tốc vòng trên có thể chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng : 9 7). Xác định chính xác hệ số tải trọng K : Ta có : K= Ktt*Kđ. Do tải trọng thay đổi có thể tính Ktt gần đúng theo công thức sau : Ktt = (Kttb +1)/2 Chiều rộng bánh răng : b = A *A= 0.4*214= 86 (mm) Đ-ờng kính vòng lăn bánh răng nhỏ: d 1 =2A/(i+1)=2*214/(4.23+1)=82(mm). Do đó d = b/d 1 = 86/82 =1.05. Tra bảng ta đ-ợc: Với d = 1.05 thì K ttb = 1.29 Hệ số tập trung tải trọng thực tế: K tt = (1.29+1)/2 = 1.15 Hệ số tải trọng động: K d = 1.1 Hệ số tải trọng : K = K d .K tt = 1.1*1.15=1.265 . Hệ số tải trọng chênh lệch không nhiều so với dự đoán , do đó không phải tính lại khoảng cách trục A : Lấy chính xác A = 214 (mm) 8). Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng: Mô đun pháp: m n = (0.010.02)A = (2.144.28) (mm) Lấy m = 3 Chọn sơ bộ góc nghiêng =10 0 suy ra cos = 0.985. Số răng bánh nhỏ : Z 1 =2A/ m(i+1) = 2*214/(4.23+1) = 26.81 Lấy số răng bánh nhỏ bằng 27 răng. Số răng bánh lớn : Z 2 = i.Z 1 = 4.23*27 = 114 (răng) Chiều rộng bánh răng b = 86(mm). 9). Kiểm nghiệm sức bền uấn của răng. Hệ số dạng răng: +Bánh nhỏ: y 1 = 0.429 +Bánh lớn : y 2 = 0.517 Kiểm tra ứng suất uốn (CT 3-35) đối với bánh răng nhỏ : u1 = 1 ][5.13823.41 54.174*27* 2 3*429.0 67.2*265.1* 6 10*1.19 2 . 1 . 2 . 1 6 10*1.19 2 u bnZmy Nk Đối với bánh lớn: u2 = u1 *y 1 /y 2 = 34.21 <114.6 =[ u2 ]. 10). Kiểm nghiệm sức bền của răng trong tr-ờng khi chịu quá tải đội ngột trong thời gian ngắn. ứng suất tiếp xúc cho phép cho theo công thức (CT 3-43). +Bánh nhỏ: [ ] txqt1 = 2.5*[] NOTX =2.5*494 = 1235 (N/mm 2 ) +Bánh lớn: [ ] txqt2 = 2.5*416 = 1040 (N/mm 2 ) ứng suất uấn cho phép khi quá tải (CT3-46). +Bánh nhỏ: [ ] uqt1 = 0.8*[] ch1 = 0.8*290 = 232 (N/mm 2 ) +Bánh nhỏ: [ ] uqt2 = 0.8*240 = 192 (N/mm 2 ) Kiểm nghiệm -ng suất tiếp theo công thức: ][ txqtqt kx txqt tx )/(279 *54.174*86 67.2*265.1* 3 )123.4( 23.4*214 6 10*05.1 ][ 2 * *** 3 )1( * 6 10*05.1 ][ 2 mmN txqt nb qt KNKi iA txqt Ưng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất tiếp xúc cho phép quá tải của bánh 1 và bánh 2 nên đảm bảo điều kiện bền về tiếp xúc . Kiểm nghiệm ứng suất uấn sinh ra khi quá tải là: uqt = Kqt* u <[] uqt Bánh nhỏ: uqt1 = Kqt* u1 = 1.8*41.23 = 74.21 < 232 = [] uqt1 Bánh lớn: uqt2 = Kqt* u1 =1.8*34.21 = 61.578 < 192= [] uqt2 11). Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền: Mô đun pháp tuyến: m = 3 (mm) Số răng: Z 1 =27 ; Z 2 = 114 Góc ăn khớp n = 20 0 Đ-ờng kính vòng chia: d 1 = 3*27 = 81(mm) d 2 = 3*114 = 342 (mm) Kho¶ng c¸ch trôc: A = 214(mm) ChiÒu réng b¸nh r¨ng: b = 86(mm) §-êng kÝnh vßng ®Ønh: D e1 = d 1 + 2m = 81 + 2*3 = 77 (mm) D e2 = d 2 +2m = 342 +2*3= 348(mm) §-êng kÝnh vßng ch©n r¨ng: D i1 = d 1 - 2.5 x m = 81- 2.5*3=73.5(mm) D i2 = d 2 - 2.5 x m = 334.5(mm) . hệ số chi u rộng bánh răng : A = 0. 4 5 ). Tính khoảng cách trục A. 3 3 * * 2 ][* 6 10*05.1 )1( n Nk tx i iA )(214 3 25.414.0 43. 23. 1 2 ) 4. 234 16 6 1005.1 ()1 23. 4( mmA Chọn. D e1 = d 1 + 2m = 81 + 2 *3 = 77 (mm) D e2 = d 2 +2m = 34 2 +2 *3= 34 8(mm) §-êng kÝnh vßng ch©n r¨ng: D i1 = d 1 - 2.5 x m = 81- 2.5 *3= 73. 5(mm) D i2 = d 2 - 2.5 x m = 33 4.5(mm) . công thức (CT 3- 43) . +Bánh nhỏ: [ ] txqt1 = 2.5*[] NOTX =2.5*494 = 1 235 (N/mm 2 ) +Bánh lớn: [ ] txqt2 = 2.5*416 = 1040 (N/mm 2 ) ứng suất uấn cho phép khi quá tải (CT3-46). +Bánh nhỏ: [