tính toán động học hệ dẫn động, chương 3 doc

chng 3: Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn Theo công thức ( 6.65) : F1 = 1 11 85,0 2 mtm FF dmb YYYKT ; trong đó : +, T 1 = 25702 Nmm_ mômem xoắn trên trục chủ động ; +, m tm = 1,97 mm_ môđun pháp trung bình ; +, b=35 mm _ chiều rộng vành răng ; +,d m1 =49,25 mm_ đ-ờng kính trung bình của bánh chủ động ; +,Y _hệ số kể đến độ nghiêng của răng ; Y =1(do răng thẳng) ; +, với =1,721 Y =1/ =0,58 ; +, Y F1 :hệ số dạng răng ,tra bảng (6.18)@ ,ta có : Y F1 =3,57 ; Y F2 =3,55(với x 1 = 0,3); +, K F _hệ số tải trọng khi tính về uốn : K F = K F .K F .K Fv ; K F :hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng ; K F =1,16 K F : hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp tra bảng (6.14) tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta đ-ợc : K F = 1,09 ; K FV : hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp : K F =1+ F .b.d m1 /(2.T 1 .K F K F ) Theo 6.64 : uudvg mFF /)1(. 10 Trong đó : F = 0,016 bảng (6.15) g 0 = 56 bảng(6.16) 7,252,4/)12,4.(25,49.675,3.56.016,0 F ; Do đó : K Fv = 1 + 25,7.35.49,25/(25702.1,16.1,09 ) =1,68 ; K F = 1,16. 1,09. 1,55 = 2,12 ; Ta đ-ợc: F1 = 1,82 25,49.97,1.35.85,0 57,3.1.58,0.12,2.25702.2 MPa < [ F1 ] = 252 Mpa ; F2 = F1 .Y F2 /Y F1 =82,1. 3,55/3,57= 81,6 Mpa<[ F2 ] = 236,5 Mpa ; Nh- vậy:điều kiện bền uốn đ-ợc đảm bảo . 6. Kiểm nghiệm răng về quá tải : Theo (6.48) ,với hệ số quá tải : K qt = 1,6 : Hmax = H . 7,5476,1.433 qt K MPa < [ H ] max =1260 Mpa Theo (6.49) : F1max = F1 .K qt = 82,1. 1,6 = 113,4 MPa < [ F1 ] max = 464 Mpa F2max = F2 .K qt = 81,6. 1,6 = 103,56 MPa < [ F2 ] max =360 Mpa thoả mãn ; 7. Các thông số và kích th-ớc bộ truyền bánh răng côn : Chiều dài côn ngoài R e = 121,4 mm Mô đun vòng ngoài m te = 2,25 mm Chiều rộng vành răng b = 35 mm Tỷ số truyền u m = 4,2 Góc nghiêng của răng = 0 Số răng bánh răng z 1 =25 , z 2 = 105 Hệ số dịch chỉnh chiều cao x 1 = 0,3 , x 2 = - 0,3 Theo các công thức trong bảng 6.19 tính đ-ợc : Đ-ờng kính chia ngoài d e1 = 56,25 mm , d e2 = 236,25 mm Góc côn chia 1 =13 0 2333, 2 =76 0 3627 Chiều cao răng ngoài h e = 4,59 mm Chiều cao đầu răng ngoài h ae1 = 2,925 mm , h ae2 = 1,575 mm Chiều cao chân răng ngoài h fe1 = 2,025 mm , h fe2 = 3,357 mm Đ-ờng kính đỉnh răng ngoài d ae1 = 61,94 mm , d ae2 = 236,98 mm +, Tính lực ăn khớp: N d T FF m tt 7,1043 25,49 25702.2 .2 1 1 21 F r1 = F a2 = F t1 .tg.cos 1 = 1043,7. tg20 o .cos13 o 2333= 369,5 N; F a1 = F r2 = F t1 .tg.sin 1 = 1043,7. tg20 o .sin13 o 2333= 88 N ; B.Tính bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng 1.Chọn vật liệu : Do thống nhất hoá vật liệu nên chọn vật liệu cấp chậm nh- đối với cấp nhanh ( cặp bánh răng côn) : Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 . . 285 Có : b1 = 850 MPa ; ch 1 = 580 MPa. Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 . . 240 Có : b2 = 750 Mpa ; ch 2 = 450 MPa. Xác định ứng suất cho phép : +, ứng suất tiếp xúc cho phép : HLxHVRHHH KKZZS lim ; +,ứng suất uốn cho phép : FLFCxFSRFFF KKKYYS lim ; Tính sơ bộ chọn : Z R Z V K xH = 1 HHLHH SK lim ; Y R Y S K xH = 1 và K FC =1 (do đặt tải một chiều) FFLFF SK. lim ; Vì cùng vật liệu và số vòng quay bánh trụ nhỏ bằng số vòng quay bánh côn lớn (vì cùng lắp trên trục).Do đó ta có: N Ho3 = 1,62.10 7 N Ho4 = 1,40.10 7 N HE3 =N HE2 = 27,4.10 7 > N HE4 = N HE3 /u 2 = 7,61.10 7 K HL3 = 1 K HL4 = 1 N FE3 =N FE2 =24,2.10 7 > N FE4 =N FE3 /u 2 = 6,72.10 7 (N FO = 4.10 7 ) K FL3 = 1 K FL4 = 1 +, ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép : [ H ] 1 =509 Mpa [ F ] 1 = 252 Mpa [ H ] 2 =481,8 Mpa [ F ] 2 =236,5 Mpa +, ứng suất quá tải cho phép : [ H ] max1 = 1624 Mpa [ F ] max1 = 464 Mpa [ H ] max2 = 1260 Mpa [ H ] max2 = 360 Mpa 2. tính toán các thông số của cấp chậm Bộ truyền bánh trụ răng thẳng : MPa HHH 8,481,min 21 +, Xác định sơ bộ khoảng cách trục: a w2 = K a (u 2 +1) 3 1 2 . baH HII u KT Với: T 2 : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ; T 2 = 104796 Nmm K a : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng . Theo bảng( 6.5) tttk hdđ cơ khí tập 1,ta có : K a = 49,5 K H : Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng; Hệ số ba = b w /a w là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng 6.6 do bộ truyền đặt đối xứng nên chọn ba = 0,3 ; Theo (6.16) tttk hdđ cơ khí tập 1 : bd =0,53 ba (u 2 +1) = 0,53.0,3(3,6 +1 ) = 0,7314 Tra bảng(6.7) tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có: K H = 1,03 Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục : a w2 = 49,5.(3,6+1). 3 2 3,0.6,3.8,481 03,1.104796 171,92 mm Lấy a w2 = 170 mm +, Các thông số ăn khớp: Mô đun pháp : m = ( 0,01 0,02 ) a 2 = 1,70 3,40 mm Theo dãy tiêu chuẩn bảng 6.8 ; chọn m = 2,5 mm Số răng bánh nhỏ (bánh 3) : Z 3 = 2 a 2 / m(u 2 +1) = 2.170/ 3.(3,6 + 1) = 29,56 răng ta lấy Z 3 = 30 răng Số răng bánh lớn (bánh 4) : Z 4 = u 2 .Z 3 = 3,6. 30 = 108 răng Do vậy tỷ số truyền thực : u m = Z 4 / Z 3 = 108/30 = 3,6 Tính lại : a w2 = m(Z 3 +Z 4 )/2=2,5.(108+30) /2= 172,5 mm Chọn a w2 = 170 mm ,do đó để đảm bảo khoảng cách trục cần dịch chỉnh : 1)10830(5,0 5,2 170 )(5,0 43 zz m a Y w K Y =1000.y/z t =1000(-1)/138=-7,2 dựa vào bảng 6.10a ,đ-ợc K x =- 0,35 y = K x .z t /1000 = - 0,05 Tổng dịch chỉnh : X t =Y+ y = -1,05 vậy hệ số dịch chỉnh : 5,0138/)1).(30108()05,1(5,0/).(5,0 341 tt ZYZZXX X 2 = X t - X 1 =(-1,05)-(-0,5) = - 0,55 Góc ăn khớp : cos tw = Z t .m .cos /(2. a w )=138. 2,5. cos20 o /(2. 170) tw =17 o 3220 +, Chiều rộng bánh răng : b w = ba .a w = 0,3. 170 = 51 mm ; chọn b =55 mm +, Chiều rộng vành răng : d w3 = m. Z 3 = 2,5. 30 = 75 mm d w4 = m .Z 4 = 2,5. 108 = 270 mm +, Lực ăn khớp : khi ăn khớp lực ăn khớp đ-ợc chia làm 2 thành phần : F t3 = F t4 =2.T 2 /d w3 =2.104796/75 = 2793,8 N F r3 = F r4 = F t3. tg tw /cos = 2793,8. tg(17 o 3220)/cos0 o =883 N . 105 Hệ số dịch chỉnh chiều cao x 1 = 0 ,3 , x 2 = - 0 ,3 Theo các công thức trong bảng 6.19 tính đ-ợc : Đ-ờng kính chia ngoài d e1 = 56,25 mm , d e2 = 236 ,25 mm Góc côn chia 1 = 13 0 233 3,. = 61,94 mm , d ae2 = 236 ,98 mm +, Tính lực ăn khớp: N d T FF m tt 7,10 43 25,49 25702.2 .2 1 1 21 F r1 = F a2 = F t1 .tg.cos 1 = 10 43, 7. tg20 o .cos 13 o 233 3= 36 9,5 N; F a1 = F r2 . ba (u 2 +1) = 0, 53. 0 ,3( 3,6 +1 ) = 0, 731 4 Tra bảng(6.7) tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có: K H = 1, 03 Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục : a w2 = 49,5. (3, 6+1). 3 2 3, 0.6 ,3. 8,481 03, 1.104796 171,92