Đang tải... (xem toàn văn)
1 Chọn vật liệu bánh răng 22 Xác định ứng suất cho phép 33 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài 54 Xác định các thông số ăn khớp 64.1 Mô đun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.2 Xác định số răng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.3 Xác định góc côn chia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.4 Xác định hệ số dịch chỉnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.5 Xác định đường kính trung bình và chiều dài côn ngoài . . . . . . . 75 Xác định ứng suất cho phép 86 Kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng 96.1 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96.2 Kiểm nghiệm về độ bền uốn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Thông số hình học của cặp bánh răng 128 Tổng kết các thông số của bộ truyền bánh răng 13
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CƠN RĂNG THẲNG Chọn vật liệu bánh 2 Xác định ứng suất cho phép 3 Xác định sơ chiều dài ngồi Xác định thông số ăn khớp 4.1 Mô đun 4.2 Xác định số 4.3 Xác định góc chia 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi 6 7 7 Xác định ứng suất cho phép Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn 9 10 Thơng số hình học cặp bánh 12 Tổng kết thông số truyền bánh 13 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CƠN RĂNG THẲNG Thơng số u cầu: • P = PI = (kW) • T1 = TI = (Nmm) • n1 = nI (v/ph) • u = ubr • Lh = (giờ) Chọn vật liệu bánh Tra bảng 6.1[1](trang 92), chọn: Vật liệu bánh lớn • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt luyện: • Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB2 = • Giới hạn bền σb2 = (MPa) • Giới hạn chảy σch2 = (MPa) Vật liệu bánh nhỏ • Nhãn hiệu thép: • Chế độ nhiệt luyện: • Độ rắn HB = · · · ÷ , chọn HB1 = • Giới hạn bền σb1 = (MPa) • Giới hạn chảy σch1 = (MPa) Chú ý: chọn vật liệu bánh vật liệu nhóm I có HB < 350 chọn HB1 = HB2 + 10 ÷ 15 2 Xác định ứng suất cho phép σHlim ZR Zv KxH KHL [σH ] = SH σF0 lim [σF ] = YR YS KxF KF L SF Chọn sơ ZR Zv KxH = YR YS KxF = • SH , SF : hệ số an tồn tính ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn Tra bảng 6.2[1](trang 94) – Bánh chủ động SH1 = ; SF = – Bánh bị động SH2 = ; SF = • σHlim , σF0 lim : ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ sở σHlim = HB + 70 σF0 lim = 1.8 HB – Bánh chủ động σHlim1 = HB1 + 70 = MPa σF0 lim1 = 1.8 HB1 = MPa – Bánh bị động σHlim2 = HB2 + 70 = MPa σF0 lim2 = 1.8 HB2 = MPa • KHL , KF L : hệ số tuổi thọ √ KHL = mH √ KF L = mF NH0 NHE NF NF E – mH , mF : bậc đường cong mỏi Bánh có HB < 350, mH = mF = – NH0 , NF : số chu kỳ thay đổi ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn * Bánh chủ động NH01 = 30 HB1 2.4 = NF 01 = × 106 * Bánh bị động NH01 = 30 HB2 2.4 = NF 02 = × 106 – NHE , NF E : số chu kỳ thay đổi ứng suất NHE = NF E = 60 c n tΣ * c: số lần ăn khớp vòng quay c = * n: vận tốc vòng bánh * tΣ : tổng số làm việc tΣ = Lh Bánh chủ động NHE1 = NF E1 = 60 c n tΣ = Bánh bị động NHE2 = NF E2 = NHE1 = u Bánh chủ động: ◦ Nếu NHE1 > NH01 lấy NHE1 = NH01 KHL1 = ◦ Nếu NHE1 < NH01 √ KHL1 = NH01 = NHE1 ◦ Nếu NF E1 > NF 01 lấy NF E1 = NF 01 KF L1 = ◦ Nếu NF E1 < NF 01 √ KF L1 = NF 01 = NF E1 Bánh bị động: ◦ Nếu NHE2 > NH02 lấy NHE2 = NH02 KHL2 = ◦ Nếu NHE2 < NH02 √ KHL2 = NH02 = NHE2 ◦ Nếu NF E2 > NF 02 lấy NF E2 = NF 02 KF L2 = ◦ Nếu NF E2 < NF 02 √ KF L2 = NF 02 = NF E2 Thay số vào công thức được: - Bánh chủ động σHlim1 [σH1 ] = KHL1 = MPa SH1 σF0 lim1 KF L1 == MPa [σF ] = SF - Bánh bị động σHlim2 [σH2 ] = KHL2 = MPa SH2 σF0 lim2 KF L2 = MPa [σF ] = SF Với truyền bánh côn thẳng [σH ]sb = min([σH1 , [σH2 ]) = MPa Xác định sơ chiều dài ngồi √ Re = KR u2 + √ T1 KHβ Kbe (1 − Kbe ) u [σH ]2sb • KR : hệ số phụ thuộc vật liệu làm bánh loại Ka = 50 (Mpa) • T1 : momen xoắn trục chủ động T1 = (Nmm) • [σH ]sb : ứng suất tiếp xúc cho phép [σH ]sb = (MPa) • u: tỷ số truyền u = • Kbe : hệ số chiều rộng vành Chọn sơ Kbe = 0.25 ÷ 0.3 → Kbe u = − Kbe • KHβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.21[1](trang 113) với – Kbe u = − Kbe – Sơ đồ bố trí sơ đồ I, trục lắp ổ đũa – HB < 350 – Loại thẳng được: KHβ = Thay số Re = KR √ √ u2 + T1 KHβ = Kbe (1 − Kbe ) u [σH ]2sb Xác định thơng số ăn khớp 4.1 Mơ đun Đường kính vòng chia ngồi de1 = √ Re = + u2 Tra bảng 6.22[1](trang 114) với de1 = (mm) tỷ số truyền u = , số Z1p = Với HB < 350 → Z1 = 1.6 Z1p = Chọn Z1 = (số ngun) Đường kính vòng trung bình mơ đun vòng trung bình dm1 = (1 − 0.5 Kbe ) de1 = mtm = Mô đun vòng ngồi mte = dm1 = Z1 mtm = (1 − 0.5 Kbe ) Tra bảng 6.8[1](trang 99), chọn mte theo tiêu chuẩn: mte = (mm) Mơ đun vòng trung bình mtm = (1 − 0.5 Kbe ) mte = 4.2 Xác định số Z1 = dm1 = mtm Chọn Z1 = (số nguyên) Z2 = u Z Chọn Z2 = (gần với giá trị tính nhất) Tỷ số truyền thực tế ut = Sai lệch tỷ số truyền Z1 = Z2 ut − u 100% = % u ∆u = Nếu ∆u > 4% phải chọn lại Z1 Z2 4.3 Xác định góc chia ( Z1 δ1 = arctan Z2 ) δ2 = 90◦ − δ1 = 4.4 Xác định hệ số dịch chỉnh Với truyền bánh côn thẳng, sử dụng dịch chỉnh x1 + x2 = Tra bảng 6.20[1](trang 112) với Z1 = ; ut = , x1 = , từ x2 = −x1 = 4.5 Xác định đường kính trung bình chiều dài ngồi Đường kính trung bình dm1 = mtm Z1 = dm2 = mtm Z2 = Chiều dài ngồi mte Re = √ Z12 + Z22 = Xác định ứng suất cho phép Tỷ số truyền thực tế ut = Vận tốc vòng bánh π dm1 n1 = (m/s) 60000 Ứng suất cho phép tính mục ứng suất cho phép sơ Sau xác định vật liệu, kích thước thơng số động học bánh răng, cần phải xác định xác ứng suất cho phép v= [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF đó: • [σH ]sb [σF ]sb ứng suất cho phép sơ tính mục • ZR : hệ số xét đến độ nhám mặt làm việc Từ liệu trang 91 92 chọn: Ra = · · · ÷ · · · ⇒ ZR = • Zv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc vòng – Nếu v > (m/s), Zv = 0.85 v 0.1 = – Nếu v ≤ (m/s), Zv = • KxH : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh KxH = • YR : hệ số ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân Chọn YR = • Ys : hệ số xét đến độ nhạy vật liệu với tập trung ứng suất Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) với mtm mô đun = (mm) Ys = 1.08 − 0.0695 ln(m) = • KxF : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh đến độ bền uốn KxF = Thay số [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH = Bánh chủ động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Bánh bị động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc √ √ T1 KH u2t + σH = ZM ZH Zϵ ≤ [σH ] 0.85 b ut d2m1 • ZM : hệ số kể đến tính vật liệu bánh ZM = 274 • ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Với bánh thẳng dịch chỉnh ZH = 1.76 • Zϵ : hệ số trùng khớp √ Zϵ = ϵα : hệ số trùng khớp ngang ( ϵα = 1.88 − 3.2 √ Do Zϵ = − ϵα 1 + Z1 Z2 ) = − ϵα = • KH : hệ số tải trọng KH = KHβ KHα KHv – KHβ : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành (đã xác định mục 3) KHβ = – KHα : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KHβ = với thẳng – KHv : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra bảng 6.13[1](trang 106) với bánh côn thẳng v = (m/s), cấp xác truyền: CCX = Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * * * * CCX = HB < 350 Răng thẳng v = (m/s) Nội suy tuyến tính KHv = Thay số được: KH = KHβ KHα KHv = • b: chiều rộng vành b = Kbe Re = làm tròn (số nguyên) b = (mm) • dw1 : đường kính trung bình (đã tính mục 5) dm1 = Thay số √ σH = ZM ZH Zϵ √ T1 KH u2t + ≤ [σH ] 0.85 b ut d2m1 ◦ Trường hợp σH < [σH ] – Kiểm tra: [σH ] − σH 100% = · · · < 10% [σH ] – Nếu không thỏa mãn tức thừa bền, cần phải giảm chiều rộng vành b Re ◦ Trường hợp σH > [σH ] – Kiểm tra: σH − [σH ] 100% = · · · < 4% [σH ] – Nếu thỏa mãn, giữ ngun kết tính tốn tăng chiều rộng vành b ( ) σH b=b [σH ] – Nếu không thỏa mãn, cần phải tăng Re tính lại 6.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn T1 KF Yϵ Yβ YF ≤ [σF ] 0.85 b dm1 mtm σF YF ≤ [σF ] σF = YF σF = • [σF ] [σF ] ứng suất uốn cho phép tính mục • KF : hệ số tải trọng tính uốn KF = KF α KF β KF v – KF β : hệ số kể đến phân bố không tải trọng chiều rộng vành Tra bảng 6.21[1](trang 113) với 10 Kbe u = − Kbe * Sơ đồ bố trí sơ đồ I, trục lắp ổ đũa * HB < 350 * Loại thẳng được: KF β = – KF α : hệ số kể đến phân bố không tải trọng cặp đồng thời ăn khớp KF β = với thẳng – KF v : hệ số kể đến tải trọng động xuất vùng ăn khớp Tra phụ lục 2.3[1](trang 250) với * CCX = * HB < 350 * Răng thẳng * v = (m/s) Nội suy tuyến tính KF v = * Thay số được: KF = KF α KF β KF v = • Yϵ : hệ số kể đến trùng khớp Yϵ = = ϵα • Yβ : hệ số kể đến độ nghiêng Do thẳng Yβ = • YF YF : hệ số dạng Tra bảng 6.18[1](trang 109) với: Z1 = cos δ1 Z2 – Zv2 = = cos δ2 – x1 = – x2 = – Zv1 = được: YF = YF = Thay số T1 KF Yϵ Yβ YF = · · · ≤ [σF ] 0.85 b dm1 mtm σF YF σF = = · · · ≤ [σF ] YF Nếu không thỏa mãn phải tăng m tính lại σF = 11 Thơng số hình học cặp bánh Đường kính vòng chia de1 = mte Z1 = de2 = mte Z2 = Chiều cao he = 2.2 mte = Chiều cao đầu hae1 = (hte + x1 ) mte = hae2 = (hte + x2 ) mte = Chiều cao chân hf e1 = hte − hae1 = hf e2 = hte − hae2 = Đường kính đỉnh ngồi dae1 = de1 + hae1 cos δ1 = dae2 = de2 + hae2 cos δ2 = Lực ăn khớp truyền bánh côn Ft1 = Ft2 = T1 = (N) dm1 Fr1 = Fa2 = Ft1 tan 20◦ cos δ1 = (N) Fa1 = Fr2 = Ft1 tan 20◦ sin δ1 = (N) 12 Tổng kết thông số truyền bánh Thơng số Ký hiệu Chiều dài ngồi Mơ đun vòng ngồi Số Re mte Z1 Z2 b x1 x2 δ1 δ2 de1 de2 dae1 dae2 hae1 hae2 hf e1 hf e2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) ◦ ◦ (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ft1 Fr1 Fa1 (N) (N) (N) Chiều rộng vành Hệ số dịch chỉnh Góc chia Đường kính vòng chia ngồi Đường kính đỉnh ngồi Chiều cao đầu Chiều cao chân Lực ăn khớp bánh chủ động Lực vòng Lực hướng tâm Lực dọc trục 13 ...TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CƠN RĂNG THẲNG Thơng số u cầu: • P = PI = (kW) • T1 = TI = (Nmm) • n1 = nI (v/ph) • u = ubr • Lh = (giờ) Chọn vật liệu bánh Tra bảng... δ2 = Lực ăn khớp truyền bánh côn Ft1 = Ft2 = T1 = (N) dm1 Fr1 = Fa2 = Ft1 tan 20◦ cos δ1 = (N) Fa1 = Fr2 = Ft1 tan 20◦ sin δ1 = (N) 12 Tổng kết thông số truyền bánh Thông số Ký hiệu... kích thước bánh đến độ bền uốn KxF = Thay số [σH ] = [σH ]sb ZR Zv KxH = Bánh chủ động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Bánh bị động: [σF ] = [σF ]sb YR YS KxF = Kiểm nghiệm truyền bánh 6.1