Thiết kế bộ truyền bánh răng côn trụ

Tuy nhiên do độ rắn cao nên khả năng chạy mòn kém, cần vát đỉnh răng đối với răng thẳng, cần phải nhiệt luyện, sau khi cắt răng gây cong vênh vì vậy cần tu sửa nh mài, nghiền sau khi cắt

Phần ii:

tHiết kế bộ truyền động bánh răng côn-trụ

trong Hộp Giảm Tốc 2 cấp

-Nhóm 1: có độ rắn HB≤350 , nhiệt luyện: thờng hóa hoặc tôi cả i thiện.

-Nhóm 2: có độ rắn HB>350 , nhiệt luyện: tôi, thấm C, thấm N hoặc thấm C-N.

Thép nhóm 1 nhờ độ rán thấp có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt luyện, không phải dung các nguyên công tu sửa đắt tiền nh mài, nghiền,… Bánh răng thuộc nhóm này có khả năng chạy mòn tốt, không bị gãy giòn khi chịu tải trọng động.Thép nhóm 2 có độ rắn cao hơn, do đó ứng suất cho phém tăng, dẫn đến khả năng tải và khả năng chịu mòn, chống dính cao Tuy nhiên do độ rắn cao nên khả năng chạy mòn kém, cần vát đỉnh răng đối với răng thẳng, cần phải nhiệt luyện, sau khi cắt răng gây cong vênh vì vậy cần tu sửa nh mài, nghiền sau khi cắt răng…

Đối với các bộ truyền chịu tải trọng nhỏ và trung bình hoặc các bộ truyền có kích thớc bánh răng khá lớn, khó khăn khi nhiệt luyện nên chọn thép nhóm 1

Vì vận tốc góc bánh nhỏ lớn hơn vận tốc góc bánh lớn u lần (u là tỷ số truyền của

bộ truyền), nghĩa là trong cùng một đơn vị thời gian, răng bánh nhỏ làm việc nhiều hơn bánh lớn u lần, nên để tăng khả năng chạy mòn của răng nên chọn bánh răng lớn có độ rắn thấp hơn bánh nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị:

H1≥H2+(10ữ15)HB

Vật liệu các bánh răng đợc chọn theo bảng 5.1

Kết quả chọn vật liệu nh sau:

Bảng 1.1: Vật liệu bánh răng cấp nhanh

[σ H]2=σ H lim20

S H =

570 1,1=518 , 18 MPa

Đối với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng, ứng suất tiếp xúc cho phép của bộ truyền xác định theo công thức:

N F 0 - số chu kỳ cơ sở khi tính về độ bền uốn.

Đối với tất cả các bánh răng thép thì N F 01=N F 02=4 106 .

N FE - số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.

2.3) Định ứng suất cho phép khi quá tải

- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

[σ H]max =2,8 σch=2,8 580=1624 MPa .

- ứng suất uốn cho phép khi quá tải:

[σ F 1]max =0,8 σch1=0,8 700=560 MPa .

[σ F 2]max =0,8 σch2=0,8 580=464 MPa .

3 Xác định sơ bộ chiều dài côn ngoài

Chiều dài côn ngoài đợc xác định sơ bộ theo công thức:

R e=K R√u12 +1 3

√ T1K Hβ

Trong đó:

K R=0,5 Kd - hệ số phụ thuộc vào vật liệu răng

Với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng bằng thép thì K d=100(Mpa)1/3

u1=3,5 - tỉ số truyền của bộ truyền động bánh răng côn.

T1=95775 , 328 Nmm - mômen xoắn trên trục chủ động.

[σ H] - ứng suất tiếp xúc cho phép.

[σ H]=[σ H]'=[σ H 2]=518 ,18 MPa

K be=0,25 - hệ số chiều rộng vành răng.

K be=b/R e=0, 25ữ0,3 (Trị số nhỏ dùng khi u>3 , trị số lớn dùng khi u≤3 ).

K Hβ=1,1 - hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính vềtiếp xúc Trị số K Hβ tra theo bảng 6.1, với sơ đồ 1, trục lắp trên ổ đũa.

d e 1= 2 R e

√1+u12=

2 153 ,3

√1+ 3,52=85 ,328 mmDựa vào d e1 , theo bảng 6.2 xác định số răng z p=17 .

2 ,667 1−0,5 0 , 25=3 , 408 mm .

Tra bảng 5.6 để tìm trị số môđun tiêu chuẩn m te=3mm .

Tính chính xác lại môđun trung bình và đờng kính vòng chia trung bình:

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Độ bền tiếp xúc của bánh răng cô đợc kiểm nghiệm theo công thức:

Nh vậy, điều kiện về ứng suất tiếp xúc thỏa mãn.

Chiều rộng vành răng đợc tính lại theo công thức:

b=K be R e( σ H

[σ H] )2=152 , 882 0 , 25 (502 ,557 492 , 27 )2=39 , 835 mm

.Lấy b=40mm .

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Độ bền uốn của răng các bánh răng côn răng thẳng đợc kiểm nghiệm theo các côngthức:

Y ε - hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.

Với đờng kính đỉnh răng ngoài bánh lớn d ae 2=297 ,96 mm<400 mm (xem công

Nh vậy độ bền uốn của cả 2 bánh đợc thỏa mãn

7 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

Để tránh biến dạng d hoặc gẫy giòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại σ H max

không đợc vợt quá trị số cho phép

Ta có:

σH max= σH√ Kqt=502,557ì √ 1,5=615 ,504 MPa< [ σH]max=1624 MPa

σ H - ứng suất tiếp xúc, xác định ở mục 5.

[σ H]max - ứng suất tiếp xúc khi quá tải (mục 2.3)

Tmax - mômen xoắn quá tải.

T - mômen xoắn danh nghĩa.

Để tránh biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh bề mặt lợn chân răng, ứng suất uốn cực

đại σ Fmax tại mặt lợn chân răng cũng không đợc vợt quá trị số cho phép.

σ F - ứng suất uốn, xác định ở mục 6.

[σ F]max - ứng suất uốn khi quá tải (mục 2.3)

8 Các thông số của bộ truyền

Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng đợc xác định theo các công thức và ghi kết quả dới bảng sau

¬ng 2 :

ThiÕt kÕ cÊp CHËM(B¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng)

[σ H]2 =σ H lim20

S H =

570 1,1=518 , 18 MPa

Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, ứng suất tiếp xúc cho phép của bộ truyền xác định theo công thức:

N F 0 - số chu kỳ cơ sở khi tính về độ bền uốn.

Đối với tất cả các bánh răng thép thì N F 01=N F 02=4 106 .

N FE - số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng.

2.4) Định ứng suất cho phép khi quá tải

- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải:

K a - hệ số phụ thuộc vào vật liệu răng và loại răng (thẳng, nghiêng hay chữ V),

tra bảng 5.3 ta đợc K a=43 .

u2=2,88 - tỉ số truyền của bộ truyền động cấp chậm (bánh răng trụ).

T2=315910 , 713 Nmm - mômen xoắn trên trục bánh răng nhỏ (mômen trục 2).

[σ H] - ứng suất tiếp xúc cho phép.

[σ H]=[σ H]'=[σ H 2]=518 ,18 MPa

ψ ba - hệ số chiều rộng vành răng, tra bảng 5.4, đối với vị trí các bánh răng không

đối xứng, ψ ba=0,3 .

=> hệ số ψ bd=0,5ψ ba(u2+1)=0,5 0,3 (2, 88+1)=0 , 582

K Hβ=1,03 - hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính

về tiếp xúc, tra bảng 5.5, với sơ đồ 5 và hệ số ψ bd=0,582 .

5 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Độ bền tiếp xúc của bánh răng cô đợc kiểm nghiệm theo công thức:

K H - hÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc.

Nh vậy, điều kiện về ứng suất tiếp xúc thỏa mãn.

Chiều rộng vành răng đợc tính lại theo công thức:

b ω=ψ ba a ω( σ H

[σ H] )2=0,3 190.(509 ,051 492 , 27 )2=60 , 952 mm

.Chiều rộng của các bánh răng cấp chậm sẽ là:

b1≈1,1 b2≈67mm .

6 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn

Độ bền uốn của răng các bánh răng trụ răng thẳng đợc kiểm nghiệm theo các công thức:

Y F 1 và Y F 1 - hệ số dạng răng bánh 1 và 2, phụ thuộc vào số răng tơng đơng và hệ

z v2= z2

cos3β =

92 cos30 ° =92 .

Với đờng kính đỉnh răng ngoài bánh lớn d a 2=287 ,622 mm<400 mm (xem công

Nh vậy độ bền uốn của cả 2 bánh đợc thỏa mãn

7 Kiểm nghiệm răng về độ bền quá tải

Để tránh biến dạng d hoặc gẫy giòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại σ H max

không đợc vợt quá trị số cho phép

Ta có:

σH max= σH√ Kqt=510 ,439ì √ 1,5=625,157 MPa< [ σH]max=1624 MPa

σ H - ứng suất tiếp xúc, xác định ở mục 5.

[σ H]max - ứng suất tiếp xúc khi quá tải (mục 2.3)

Tmax - mômen xoắn quá tải.

T - mômen xoắn danh nghĩa.

Để tránh biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh bề mặt lợn chân răng, ứng suất uốn cực

đại σ Fmax tại mặt lợn chân răng cũng không đợc vợt quá trị số cho phép.

σ F - ứng suất uốn, xác định ở mục 6.

[σ F]max - ứng suất uốn khi quá tải (mục 2.3)

8 Các thông số của bộ truyền

Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng đợc xác định theo các công thức và ghi kết quả dới bảng sau

B¶ng 2.2: C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô.

ơng 3 :

Kiểm tra điều kiện va chạm

và bôi trơn cho hai cấp

1 Kiểm tra điều kiện va chạm cho bánh răng lớn cấp nhanh

Bánh răng côn lớn cấp nhanh có thể va chạm vào trục 3, vì vậy để tránh va chạm này thì khoảng cách từ bánh răng côn lớn cấp nhanh đến trục 3 phải thỏa mãn nh sau:

a ω=190mm - khoảng cách trục cấp chậm.

d ae 2=294 mm - đờng kính chia ngoài bánh răng côn lớn.

d3 - đờng kính trục 3 tại nơi gần bánh răng côn lớn, có thể tính sơ bộ nh sau:

Nh vậy điều kiện va chạm đợc thỏa mãn

2 Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho 2 cấp

2.1) Chọn phơng án bôi trơn

Dùng phơng pháp bôi trơn bằng ngâm bánh răng trong dầu, vừa đơn giản, vừa làm mát đợc bộ truyền

2.2) Kiểm tra điều kiện bôi trơn

Bôi trơn cho hai cấp phải thỏa mãn những điều kiện sau:

- Mức dầu min phải bôi trơn đợc cả 2 cấp: phải ngập hết chiều dài bánh răng côn lớn;

- Mức dầu max không vợt quá 1/3 bán kính vòng đỉnh răng trụ lớn (tính từ đỉnh răng);

- Khoảng cách giữa 2 mức dầu tối thiểu là 7mm

Tóm lại bôi trơn cho hai cấp phải thỏa mãn điều kiện sau:

Δu - khoảng cách giữa 2 mức dầu (mm).

R e=152,882mm - chiều dài côn ngoài.

b=39,835mm - chiều rộng vành răng bánh răng côn.

Nh vậy điều kiện bôi trơn đợc thỏa mãn.

2.3) Chọn dầu bôi trơn cho 2 cấp

Loại dầu bôi trơn đợc chọn dựa theo độ nhớt và vật liệu chế tạo các bánh răng

Từ bảng 8.1, dựa vào vận tốc vòng cấp nhanh v = 3,492 m/s ta chọn đợc dầu có độ nhớt

80

11 (¿7,273)

Từ độ nhớt của dầu tra bảng 8.2 ta chọn loại dầu công nghiệp 50.

Bảng 3.1: Dầu bôi trơn hộp giảm tốc.