Chương 5: Đònh ứng suất cho phép và ứng suất quá tải cho phép a.Xác đònh ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép [ H ] và ứng suất uốn cho phép [  F ] được xác đònh theo công thức : [  H ] = ( o Hlim / S H ) Z R Z v K xH K HL [ F ] = ( o Flim / S F ) Y R Y S K xF K FC K FL Trong đó : - Z R :hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt răng làm việc. - Z v :hệ số xét đến ảnh của vận tốc vòng. - K xH : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. - Y R : Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám mặt lượn chân răng. - Y S : Hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập chung ứng suất,được xác đònh như sau: Y S = 1,08 - 0,0695ln(m). Trong đó m là môđun [mm]. - K xF : Hệ số xét đến kích thước răng ảnh hưởng đến độ bền uốn. Khi tính toán thiết kế sơ bộ ta lấy : Z R Z v K xH = 1 Y R Y S K xF = 1 -  o Hlim và  o Flim :lần lượt là ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép ứng với số chu trình cơ sở . Tra bảng ta có :  o Hlim1 = 2HB 1 + 70 = 570 [MPa]  o Hlim2 = 2HB 2 + 70 = 540 [MPa]  o Flim1 = 1,8HB 1 = 450 [MPa]  o Flim2 = 1,8HB 2 = 423 [MPa] - S H , S F :Hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn,tra bảng ta có: S H = 1,1 S F = 1,75 - K FC :Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải.Do đặt tải hai phía nên ta có : K FC = 0,7 - K HL , K FL : Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải trọng của bộ truyền.Được xác đònh theo công thức : K HL = H m HEHO NN / K FL = F m FEFO NN / với : m H , m F :bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và uốn.Khi độ rắn mặt răng  350 HB thì : m H = 6 , m F = 6. - N HO : số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc.Được tính theo công thức: N H0 =30 4,2 HB H với H HB : độ rắn Brinen Suy ra : N H01 = 30 . 250 2,4 = 17067789 N H02 = 30 . 235 2,4 = 14712420 - N F0 :Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn ,ta có: N F0 = 4 . 10 6 đối với tất cả các loại thép. - N HE ,N FE :Số chu kì thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền làm việc với tải trọng thay đổi nhiều bậc,N HE ,N FE được tính theo công thức: N HE = 60c( T i / T max ) 3 n i t i N FE = 60c( T i / T max ) m F n i t i Với c :số lần ăn khớp trong một vòng,ta co c = 1. - n i ,T i ,t i :Lần lượt là số vòng quay,mômen xoắn ,tổng số giờ làm việc ở chế độ thứ i.Từ sơ đồ tải trọng ta có: N HE1 = 60 ( 0,4 + 0,8 3 . 0,3 + 0,5 3 . 0,3). 380 . 15000 = 202156200 N HE2 = 60 ( 0,4 + 0,8 3 . 0,3 + 0,5 3 . 0,3). 95 . 15000 = 50539050 Ta thấy N HE1 , N HE2 đều lớn hơn N H01 , N H02 khi đó ta chọn: N HE1 = N H01 N HE2 = N H01 Suy ra :K HL1 = 1 K HL2 = 1 Tương tự ta có: N HF1 = 60 ( 0,4 + 0,8 6 . 0,3 + 0,5 6 . 0,3). 380 . 15000 = 165299099 N FE2 = 60 ( 0,4 + 0,8 6 . 0,3 + 0,5 6 . 0,3). 95 . 15000 = 41324774 Ta thấy N FE1 ,N FE2 đều lớn hơn N F0 ,ta cũng chọn N FE1 = N F0 N FE2 = N F0 Suy ra : K FL1 = 1 K FL2 = 1 Thay vào trên ta tính được : [  H1 ] = 570 . 1 /1,1 = 518,2 [MPa] [  H2 ] = 540 . 1 / 1,1 = 491 [MPa] [  F1 ] = 450 . 1 / 1,75 = 257 [MPa] [  F2] = 423 . 1 /1,75 = 247 [MPa] Đối với cấp chậm của hộp giảm tốc cặp bánh răng ăn khớp là cặp bánh răng thẳng do đó ứng suất tiếp xúc cho phép sẽ là : [ H ] = 491 [MPa] b.Xác đònh ứng suất cho phép khi quá tải Với vật liệu làm bánh răng là thép 40X tôi cải thiện : -Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải sẽ là : [  H ] max = 2,8 .  ch = 2,8 . 550 = 1540 [MPa] -Ứng suất uốn cho phép khi quá tải sẽ là : [  F ] max = 0,8 .  ch = 0,8 . 550 = 440 [MPa] . N HE1 = 60 ( 0,4 + 0,8 3 . 0,3 + 0 ,5 3 . 0,3). 380 . 150 00 = 202 156 200 N HE2 = 60 ( 0,4 + 0,8 3 . 0,3 + 0 ,5 3 . 0,3). 95 . 150 00 = 50 539 050 Ta thấy N HE1 , N HE2 đều lớn hơn N H01 . trên ta tính được : [  H1 ] = 57 0 . 1 /1,1 = 51 8,2 [MPa] [  H2 ] = 54 0 . 1 / 1,1 = 491 [MPa] [  F1 ] = 450 . 1 / 1, 75 = 257 [MPa] [  F2] = 423 . 1 /1, 75 = 247 [MPa] Đối với cấp chậm. ta có: N HF1 = 60 ( 0,4 + 0,8 6 . 0,3 + 0 ,5 6 . 0,3). 380 . 150 00 = 1 652 99099 N FE2 = 60 ( 0,4 + 0,8 6 . 0,3 + 0 ,5 6 . 0,3). 95 . 150 00 = 41324774 Ta thấy N FE1 ,N FE2 đều lớn