Thiết kế bộ truyền bánh răng nón

Thiết kế bộ truyền bánh răng nón. tài liệu thiết kế bộ truyền bánh răng hay, tài lieju kỹ thuật dành cho nhân viên kỹ thuật Thiết kế bộ truyền bánh răng nón Thiết kế bộ truyền bánh răng nón Thiết kế bộ truyền bánh răng nón

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN

Thông số ban đầu

Công suất cần truyền:N non =3,65(KW)

Tốc độ bánh răng dẫn:n1=355(vòng/phút)

Tỉ số truyền sơ bộ:isb=3

Tốc độ bánh răng bị dẫn:n2=118,33

Tải trong thay đổi,làm việc chế độ dài hạn

Làm việc 16/ngày,300/năm,thời gian sử dụng 5 năm

Bộ truyền được đặ trong hợp kín và được bôi trơn tốt

1.Chọn vật liệu chế tạo

-Bánh răng nhỏ:thép 50

-Bánh răng lớn:thép đúc 45

-Đều thường hóa

-Cơ tính của thép 50 thường hóa:













mm

N

b











mm

N

ch

Cơ tính của thép đúc 45 thường hóa:













mm

N

b











mm

N

ch

2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

a Ứng suất tiếp xúc cho phép

Số chu kì tương đương của bánh lớn( công thức 3-4)

i i

i

M

M u

3

max

2 = ∑ 

Trong đó:

Mi,ni,Ti: là momen xoắn,số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc ở chế độ ii

Mmax: momen lớn nhất tác dụng lên bánh răng

Ntd2=60.1.5.16.300.39,4.[0,8 2 1+1 2 6+0,9 2 1]=42,2.10 7 >10 7

Số chu kì làm việc của bánh nhỏ

N1=iN2>N=107

Do đó đối với cả 2 bánh k’N=1

Ứng suất tiếp xúc cho phép

b Ứng suất uốn cho phép

Số chu kì làm việc của bánh lớn và bánh nhỏ đều lớn hơn Nc=5.106 cho nên k”N=1 Tính ứng suất uốn cho phép(theo công thức 3-6)

Lấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ(thép rèn) n=1,5 và của bánh răng lớn(thép đúc n=1,8;hệ số tập trung ứng suất kσ =1,8

-Giới hạn mỏi của thép 50

σ -1=0,43.620=266(N/mm2)

-Giới hạn mỏi của thép 45

σ -1=0,43.550=236(N/mm2)

-Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ

[ ] 98

5

,

1

8

,

1

266

u

-Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn

8

,

1

8

,

1

236

u

3 Sơ bộ lấy hệ số tải trọng

K=1,4

4 Chọn hệ số bề rộng bánh răng

3

,

0

2 = =

L

b

ψ

5 Tính chiều dài nón(công thức 3-11)

[ ]

3

2 2

2

2

6 2

85 , 0

5 , 0 1

10 05 , 1

1

n

kN i

i

L

σ









− +

≥

2 6 2

33 , 118 3 , 0 85 , 0

65 , 3 4 , 1 442 3 3 , 0 5 , 0 1

10 05 , 1

1











− +

6 Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng của bộ truyền bánh răng nón:

1 1000 60

54 , 0 1 2 1000

60

2 1 1

+

−

=

=

i

n L

n

d

(m/s)

Từ vận tốc vòng tra bảng 3-11 ta chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9

7 Định chính xác hệ só tải trọng K và chiều dài nón L

K=ktt.kd

Vì các bánh răng có độ cứng HB<350 và làm việc với tai trọng thay đổi nên:

Ktt=

2

1

+

ttbang

k

Với kttbang tra theo ψ d

2

1 3 3 , 0 2

1

1

1

=

+

=

+

d

b

ψ

Theo bảng 3-12,ta tìm được hệ số tải trọng Kttbang=1,16

Ktt=1,08

Với cấp chính xác 9,độ cứng<350HB và vận tốc vòng v=1,67m/s

Tra bảng 3-13 ta chọn kd=1,45

Vậy k=1,08.1,45=1,566

Ta thấy khác với dự đoán ở trên là 1,4

Tính lại chiều dài nón:

mm K

K

L

L

sb

4 , 1

566 , 1 667 , 1

=

8 Xác định modun và số răng

Xét modun: ms=(0,02+0,03).L

 msmin=0,02.173=3,46mm

 msmax=0,03.1,73=5,19mm

Theo bảng 3-1 ta chon ms=4

1 3 4

173 2 1

2

2

+

= +

=

i m

L Z

s

Ta chọn Z1=27 răng

Z2=Z1.i=27.3=81

-Tính chính xác chiều dài nón

mm Z

Z

m

2

2

=

-Chiều dài răng: b=ψL.L=0,3.170,76≈51mm

L

b L

m

76 , 170

51 5 , 0 76 , 170 4 5 , 0

=

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

-Góc mặt nón lăng bánh răng:

' 15 18 33

, 0 3

1 1

1

1= − = − = →ϕ =

-Số răng tương đương của bánh răng nhỏ

4 , 28 95 , 0

27 cos 1

1

ϕ

Z

Z td

-Góc mặt nón lăn bánh răng lớn

' 33 71 3

2

2 = = →ϕ =

-Số răng tương đương của bánh lớn

3 , 256 316 , 0

81 cos 2

2

ϕ

Z

Z td

Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được,ta chọn hệ số dạng răng:

 Bánh nhỏ: y1=0,451

 Bánh lớn: y2=0,517

-Ứng suất tại chân răng bánh răng nhỏ công thức(3-35)

4 , 50 51 355 27 4 , 3 451 , 0 85 , 0

65 , 3 566 , 1 10 1 , 19

85

,

0

10 1

,

19

2 6

1 1

2 1

6

b n Z m y

N k

tb uon

-Ứng suất uốn tại chân răng bánh răng lớn

) / ( 73 9 , 43 517 , 0

451 , 0 4 , 50

2

1 1

y

y

uon

uon =σ = = <

σ

10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trọng thời gian ngắn

Ứng suất cho phép khi quá tải

-Bánh lớn:[ ] 2,5.[ ] 2,5.442 1105( / 2)

2

txqt = σ = = σ

-Bánh nhỏ:[ ] 2,5.[ ] 2,5.546 1365( / 2)

1

txqt = σ = = σ

Ứng suất uốn cho phép

-Bánh nhỏ:[ ] 0,8 0,8.320 256( / 2)

1

uqt = σ = = σ

-Bánh lớn:[ ] 0,8 0,8.320 256( / 2)

2

uqt = σ = = σ

Chỉ cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn có [ ]σ txqt nhỏ hơn:

33 , 118 51 85 , 0

65 , 3 566 , 1 1 3 ) 51 5 , 0 76 , 170 (

3

10 05 , 1

85 , 0

) 1 ( ) 5

,

0

(

10

05

,

1

2 2

3 6

2 2

3 6

=

<

=

+

−

=

+

−

kN i

b

σ

(N/mm2)

Kiểm nghiệm sức bền uốn:

-Bánh nhỏ: 2 50,4.2 100,8 [ ] 256( / 2)

1 1

uqt =σ = = < σ =

σ

-Bánh lớn: 2 43,9.2 87,8 [ ] 256( / 2)

2 2

uqt =σ = = < σ =

σ

11 Các thông số hình học của bộ truyền

-Modun mặt nón lớn:ms=4

-Số răng:Z1=27;Z2=81

-Chiều dài răng:b=51

-Chiều dài nón:L=170,76

-Góc mặt nón chia: 1815;' 71033'

2

0

ϕ

-Đường kính vòng chia:

 d1=ms.Z1=108mm

 d2=ms.Z2=324mm

-Đường kính vòng đỉnh:

 D e1=m s.(Z1+2cosϕ1)=4(27+2.0,95)=115,6mm

 D e2 =m s.(Z2 +2cosϕ2)=4(81+2.0,31)=326,5mm

12 Tính lực tác dụng

-Đối với bánh răng nhỏ

Z m

M d

M P

tb

x tb

355 27

65 , 3 10 55 , 9 2

2

1

1 1

1

 Lực hướng tâm:P r1=P1.tanα.cosϕ1=2139,2.tan20.0,95=739,6N

 Lực dọc truc:P a1 =P1.tanα.sinϕ1=2139,2.tan20.0,313=243,7N

-Đối với bánh răng lớn

P2=P1=2139,2N

Pr2=Pa1=739,6N

Pa2=Pr1=143,7N