đồ án: thiết kế trạm dẫn động băng tải, chương 5 docx

Chng 5: Tính toán bộ truyền cấp chậm (Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng) a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục Khoảng cách trục a w đ-ợc xác định theo công thức 6.15a 3 2 2 2 22 ][ . )1( baH H aw i KT iKa (mm) Trong đó: K a : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng Ta bảng 6.5 chọn K a = 49,5 (MPa 1/3 ) T 2 : Mômen xoắn trên trục chủ động T 2 = 254745 (Nmm) ba : Hệ số chiều rộng bánh răng Tra bảng 6.6, chọn ba = 0,4 bd = 0,53 ba (i bc + 1) = 0,53.0,4(2,79 + 1) = 0,8 K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc. Theo bảng 6.7 và bd ta chọn theo sơ đồ 3 K H = 1,12 4,181 4,0.79,2.8,531 12,1.254745 ).179,2.(5,49 3 2 2 w a (mm) Lấy a w2 = 181 (mm) b) Xác định thông số ăn khớp +) Xác định môđun Theo công thức 6.17 ta có m = (0,01 0,02)a w = (0,01 0,02).181 = (1,81 3,62) (mm) Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn môđun tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm bằng môđun ở cấp nhanh nên ta chọn m = 2. +) Xác định số răng, góc nghiêng và hệ số dịch chỉnh x Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng thì = 0 Theo công thức 6.19, ta có số răng bánh nhỏ 76,47 )179,2(2 181.2 )1( 2 2 1 im a z w lấy z 1 = 48 (răng) z 2 = i.z 1 = 2,79.48 = 133,92 lấy z 2 = 134 (răng) Tỉ số truyền thực tế là i m = 134/48 = 2,792 Ta tính lại khoảng cách trục a w theo công thức 6.21 a w = m(z 1 + z 2 )/2 = 2.(48 + 134)/2 = 182 (mm) Do a w là một số nguyên nên ta lấy a w2 = 182 mm và không cần dịch chỉnh. c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Theo công thức 6.33, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc: 2 2 2 )1( 2 ww H HMH dib iKT ZZZ (MPa) Trong đó: b w : Chiều rộng vành răng b w = ba .a w2 = 0,4.182 = 72,8 (mm) Z M : Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Tra bảng 6.5 ta đ-ợc Z M = 274 (MPa 1/3 ) Z H : Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc, tra bảng 6.12 ta đ-ợc Z H = 1,76 Ta có: = b w sin/(m.) : Hệ số trùng khớp dọc tính theo CT 6.37 = 0 , do sin = sin0 = 0 = [1,88 - 3,2.(1/z 1 + 1/z 2 )]/cos : Hệ số trùng khớp ngang, tính theo CT 6.38b = [1,88 - 3,2.(1/48 + 1/134)]/1 = 1,82 Z : H.số kể đến sự trùng khớp của răng, tính theo công thức 6.36a 85,03/)82,14(3/)4( Z K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, xác định theo CT 6.39 K H = K H .K H .K Hv K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc K H = 1,12 Theo công thức 6.40, ta xác định vận tốc vòng: v = d w2 .n 2 /60000 = [.95,46.142,4]/60000 = 0,71 (m/s) d w2 = 2a w2 /(i m + 1) = 2.182/(2,792 + 1) = 96 (mm) K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 ta đ-ợc K H = 1,13 K Hv : Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, tinh theo công thức 6.41 03,1 13,1.12,1.254767.2 96.8,72.51,2 1 2 1 2 HH wwH Hv HKT dbv K Trong đó : 51,2 792,2 182 .71,0.73.006,0 2 0 bc w HH i a vgv (m/s) H là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta đ-ợc 006,0 H 0 73 g tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch các b-ớc răng 1 và 2. K H = 1,12.1,13.1,03 = 1,3 83,470 96.792,2.8,72 )1792,2(3,1.254745.2 .85,0.76,1.274 2 H (MPa) Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép Theo công thức 6.1, với v = 0,71 (m/s) < 5 (m/s) Z v = 1 Với cấp chính xác động học là 9, ta chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công độ nhám R a = 2,5 1,24 m, do đó Z R = 0,95 Với d a < 700 mm nên K xH = 1 Theo công thức 6.1 và 6.1a ta có: [ H ] = [ H ].Z v .Z R .Z xH = 531,8.1.0,95.1 = 505,21 (MPa) Nh- vậy, H < [ H ], nh-ng chênh lệch này nhỏ do đó có thể giảm chiều rộng răng: b w = ba .a w .( H /[ H ]) 2 = 0,4.182.(470,83/505,21) 2 = 63,23 (mm) Ta chọn b w = 63 (mm). d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức 6.43 và 6.44 ta có F1 = 2T 1 K F Y Y Y F1 /(b w d w1 m) (MPa) F2 = F1 .Y F2 /Y F1 (MPa) Trong đó: T 1 = 245745 : Mô men xoắn trên bánh chủ động, (Nmm) m = 2 : Mô đun pháp tuyến, (mm) b w = 63 : Chiều rộng vành răng, (mm) d w2 = 96 : Đ-ờng kính vòng lăn bánh chủ động, (mm) Y = 0,55 : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, Y = 1/ Y = 1 : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Y = 1 - /140 Y F1 , Y F2 : Hệ số dạng răng của bánh 1 K F : Hệ số tải trọng khi tính về uốn Số răng t-ơng đ-ơng: z v1 = z 1 /cos 3 = 48/cos 3 0 = 48 z v1 = z 1 /cos 3 = 134/cos 3 0 = 134 Tra bảng 6.18 ta đ-ợc: Y F1 = 3,65; Y F2 = 3,6 Theo công thức 6.45 ta có K F = K F .K F .K Fv Trong đó: K F : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc K F = 1,24 K F : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra bảng 6.14 với vận tốc vòng v = 0,71 m/s < 2,5 m/s và cấp chính xác 9 K F = 1,37 Theo công thức 6.47 7 545,2 182 .71,0.73.016,0 2 0 bc w FF i a vgv (m/s) Trong đó: F là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta đ-ợc F = 0,016 0 73 g tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch các b-ớc răng 1 và 2. 05,1 37,1.24,1.245745.2 96.63.7 1 2 1 2 2 FF wwF Fv HKT dbv K K F = 1,37.1,24.1,05 = 1,78 Thay các số liệu vào 6.43 và 6.44 ta đ-ợc F1 = 2.245745.1,78.0,55.1.3,65/(63.96.2) = 145,2 (MPa) F2 = 145,2.3,6/3,65 = 143,2 (MPa) Với m = 2 Y S = 1,08 - 0,0695ln(2) = 1,03; Y R = 1 (bánh răng phay); K xF = 1 (d a < 400mm) Do đó, theo công thức 6.2 và 6.2a ta có: [ F1 ] = [ F ] 1 .Y R .Y S .Y xF = 252.1.1,03.1 = 259,56 (MPa) [ F2 ] = [ F ] 2 .Y R .Y S .Y xF = 236,5.1.1,03.1 = 243,6 (MPa) Nh- vậy F1 < [ F1 ] và F2 < [ F2 ] nên bài toán đ-ợc thỏa mãn. e) Kiểm nghiệm răng về quá tải Theo công thức 6.48, với K qt = T max /T = 1,4: Hmax = H . qt K = 470,83. 4,1 = 557,1 < [ H ] max = 1260 (MPa) Theo công thức 6.49 F1max = F1 .K qt = 259,56.1,4 = 363,38 < [ F ] 1max = 464 (MPa) F2max = F2 .K qt = 243,6.1,4 = 341,04 < [ F ] 1max = 360 (MPa) Vậy điều kiện về quá tải thỏa mãn. Do đó ta chấp nhận kết quả trên. g) Các thông số và kích th-ớc bộ truyền Khoảng cách trục a w2 = 182 mm Mô đun pháp m = 2 mm Chiều rộng vành răng b w = 63 mm Tỉ số truyền i bn = 2,792 Góc nghiêng của răng = 0 0 Số răng bánh răng z 1 = 48 răng ; z 2 = 143 răng Hệ số dịch chỉnh x 1 = 0 ; x 2 = 0 Theo các công thức trong bảng 6.11, tính đ-ợc: Đ-ờng kính vòng chia d 1 = 96 mm ; d 2 = 268 mm Đ-ờng kính đỉnh răng d a1 = 100 mm ; d a2 = 272 mm Đ-ờng kính đáy răng d f1 = 91 mm ; d f2 = 283 mm . 1,37.1,24.1, 05 = 1,78 Thay các số liệu vào 6.43 và 6.44 ta đ-ợc F1 = 2.2 457 45. 1,78.0 ,55 .1.3, 65/ (63.96.2) = 1 45, 2 (MPa) F2 = 1 45, 2.3,6/3, 65 = 143,2 (MPa) Với m = 2 Y S = 1,08 - 0,0695ln(2) =. bảng 6 .5 chọn K a = 49 ,5 (MPa 1/3 ) T 2 : Mômen xoắn trên trục chủ động T 2 = 254 7 45 (Nmm) ba : Hệ số chiều rộng bánh răng Tra bảng 6.6, chọn ba = 0,4 bd = 0 ,53 ba (i bc + 1) = 0 ,53 .0,4(2,79. đó: T 1 = 2 457 45 : Mô men xoắn trên bánh chủ động, (Nmm) m = 2 : Mô đun pháp tuyến, (mm) b w = 63 : Chiều rộng vành răng, (mm) d w2 = 96 : Đ-ờng kính vòng lăn bánh chủ động, (mm) Y = 0 ,55 : Hệ