tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, chương 3 ppsx

Chng 3: Tính bộ truyền cấp nhanh Bánh răng nghiêng 3.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục: a w2 = K a (u 1 +1) 1 3 2 1 . . . H H ba T K u Với: T 1 : Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, T 1 =26194 Nmm . K a : hệ số phụ thuộc vào loại răng, K a = 43 (răng nghiêng). Hệ số ba = b w /a w ; chọn theo dãy tiêu chuẩn ta có ba = 0,3 1 0,53. 1 0,53.0,3. 5,78 1 1,08 bd ba u Tra ở sơ đồ 3 (bảng 6.7, trang 98) ta đ-ợc K H = 1,15; u 1 = 5,78; [ H ]=495,4 MPa Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục tính sơ bộ: a w1 43.(5,78 +1). 3 2 26194.1,15 120,6 495 .5,78.0,3 mm Chọn a w1 = 120 3.2 Xác định các thông số ăn khớp Chọn khoảng cách trục tính toán: a w1 = 120 mm. Môđun : m m = (0,01 0,02). a w1 = (0,01 0,02).120 =1,2 2,4. Chọn m = 2,0 Tính số răng của bánh răng: Đối với hộp giảm tốc sử dụng hai cặp bánh răng nghiêng để đảm bảo đ-ợc công suất truyền của cặp bánh răng ta tiến hành chọn sơ bộ góc nghiêng răng = 10 0 Số răng của bánh răng nhỏ tính sơ bộ: Z 1 = 2 a w1 cos / [m(u 1 +1)] = 2.120.cos 10 0 / [2.(5,78+1] = 17,43 Ta chọn Z 1 = 17 răng Vậy số răng bánh răng lớn: Z 2 = u 1 Z 1 = 5,78.17 = 98,26 chọn Z 2 = 98 răng Tổng số răng của cả hai bánh răng: Z t = Z 1 + Z 2 = 17+98=125; Do đó tỉ số truyền thực sẽ là: 2 1 98 5,765 17 Z u Z Sai số tỷ số truyền: 5,765 5,78 100% .100% 0,26% 5,78 t u u u u Góc nghiêng răng: 1 2 cos ( ) / 2 2.125/ 2.120 0,9583 aw m z z a . Nh- vậy = 16,59 0 3.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Yêu cầu cần phải đảm bảo H [ H ] , H = Z M Z H Z 1w 2 mw mH1 d.u.b )1u.(K.T.2 (1.1); Trong đó : - Z M : Hệ số xét đến ảnh h-ởng cơ tính vật liệu, Z M = 274 Mpa 1/3 (bảng 65) - Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc; - Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; - K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc; - b w : Chiều rộng vành răng. - d w : Đ-ờng kính vòng lăn của bánh chủ động (bánh răng nhỏ); - T 1 = 26194 Nmm ; - Với hệ số chiều rộng vành răng: 1ba = 0,3 b w = 1ba . a w1 = 0,3.120 = 36 mm . Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp : t = tw = 0 0 0 20 ( ) ( ) 20, 797 cos cos16,59 tg tg arctg arctg Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở: b có trị số: 0 0 cos . cos 20,797 . 16,59 0,2785 b t tg tg tg b = 15,56 0 , Z H = tw b 2sin cos2 = 0 0 2cos15,56 sin 2.20,797 = 1,65; Hệ số trùng khớp dọc: 0 sin /( ) 36.sin16,59 /( .2) 1, 6 1 w b m 0 1 2 1 1 1 1 1,88 3, 2 cos 1,88 3,2 cos16,59 1,59 17 98Z Z ; Nh- vậy hệ số kể đến ảnh h-ởng cụă trùng khớp răng: Z = 1 1 0,793 1,59 Đ-ờng kính vòng lăn bánh nhỏ: d w1 = 2a w1 /(u m +1) = 2.120/(5,765 + 1) = 35,477 mm Vận tốc vòng: v = 1 1 . . .35, 477.350 0,65 / 60000 60000 w d n m s Theo bảng 6.14 ta chọn cấp chính xác 9, khi đó theo trị số tra đ-ợc tại bảng 14 ta có: K H = 1,13 1 120 . 0,002.73.0,65. 0,133 5,765 w H H o m a g v u với các trị số: - H : trị số kể đến ảnh h-ởng của sai số ăn khớp, tra bảng 6.15 ta có: H = 0,002 -g 0 :hệ số kể đến ảnh h-ởng của sai lệch b-ớc răng ta tra bảng 6.16 có:g o =73 với: K H = 1,13 1 . . 0,433.36.35, 477 1 1 1,008 2. . 2.26194.1,15.1,13 H w w Hv I H H b d K T K K Khi đó hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: K H = K H .K HV K H = 1,15.1,008.1,13 = 1,31 Thay số vào (1.1): H = 274.1,65.0,793. 2 2.26194.1,31.(5,765 1) 477,96 36.5,765.35,477 Mpa Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ H ] = [ H ]. Z R Z V K xH . Với v = 0,65 m/s Z V = 1 (vì v < 5m/s ). Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 9. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là R a = 1,25 0,63 m. Do đó Z R = 1 Với d a < 700mm K xH = 1. [ H ] = [ H ]. Z R Z V K xH = 495,5.1.1.1 =495,5 MPa , Nh- vậy H < [ H ] nên điều kiện bền tiếp xúc của cặp bánh răng thoả mãn. 3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Yêu cầu F [ F ] ; F = 2.T 1 .K F .Y .Y .Y F1 /( b w .d w3 .m) Tính các thông số : Theo bảng 6.7 ta có K F = 1,32 ; với v < 2,5 m/s tra bảng 6.14(trang 107) cấp chính xác 9 thì K F = 1,37. Tra bảng 6.16 chọn g o = 73 Theo bảng 6.15 => F =0,006 => 1 1 120 . 0,006.73.0,65. 1,3 5,765 w F F o t a g v u 13 . . 1,3.36.35,377 1 1 1,02 2. . 2.26194.1,37.1,13 F w w Fv I F F b d K T K K K F = K F .K F .K FV = 1,32.1,37.1,02 = 1,8 Với = 1,59 Y = 1/ = 1/1,59 = 0,63; = 16,59 0 Y = 1 /140 = 1 16,59 0 /140 = 0,88; Số răng t-ơng đ-ơng: Z V1 = Z 1 /cos 3 = 17/(0,9583) 3 = 19 răng. Z V2 = Z 2 /cos 3 = 98/(0,9583) 3 = 112 răng. Với Z V1 = 19, Z V2 = 112 tra bảng 6.18 trang 109 thì Y F1 = 4,08; Y F2 = 3,60; Với m = 2, Y S = 1,08- 0,0695ln(2) = 1,03 Chế tạo bánh răng theo ph-ơng pháp phay: Y R = 1 Do d a < 400mm nên K xF = 1 khi đó: MPa2521.1.1.252K.Y.Y. xFýỷ1F1F MPa2371.1.1.237K.Y.Y. xFýỷ2F2F Thay vào công thức: F = 2.T 1 .K F Y Y Y F /( b w d w .m), ta có: F1 = 2.26194.1,8.0,63.0,88.4,08/ (36.35,477.2) =83,5 MPa F1 < [ F1 ] 1 = 252 Mpa; F2 = F1 .Y F2 / Y F1 = 83,5.3,6/ 4,08 = 73,7 MPa; F2 < [ F2 ] 2 = 237 Mpa Nh- vậy răng thoả mãn độ bền uốn. 3.5 Kiểm nghiệm răng về quá tải. ứng suất quá tải cho phép: MPa1260450.8,2.8,2 2ch max H MPa464580.8,0.8,0 1ch max 1F MPa360450.8,0.8,0 2ch max 2F Hệ số quá tải: K qt = T max /T = 1,6; H1max = H . 5576,1.440K qt MPa < [ H ] max = 1260 MPa; Để đề phòng biến dạng d- hoặc phá hỏng tĩnh mặt l-ợn chân răng ta kiểm nghiệm: F1max = F1 . K qt = 68.1,6 = 109 MPa ; F2max = F2 . K qt = 64.1,6 = 103 MPa ; vì F1max < [ F1 ] max = 464 MPa F2max < [ F2 ] max = 360 Mpa Nên răng thoả mãn điều kiện bền khi quá tải. . 1 ,37 . Tra bảng 6.16 chọn g o = 73 Theo bảng 6.15 => F =0,006 => 1 1 120 . 0,006. 73. 0,65. 1 ,3 5,765 w F F o t a g v u 13 . . 1 ,3. 36 .35 ,37 7 1 1 1,02 2. . 2.26194.1 ,37 .1, 13 F. tra bảng 6.16 có:g o = 73 với: K H = 1, 13 1 . . 0, 433 .36 .35 , 477 1 1 1,008 2. . 2.26194.1,15.1, 13 H w w Hv I H H b d K T K K Khi đó hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: K H . T 1 =26194 Nmm . K a : hệ số phụ thuộc vào loại răng, K a = 43 (răng nghiêng). Hệ số ba = b w /a w ; chọn theo dãy tiêu chuẩn ta có ba = 0 ,3 1 0, 53. 1 0, 53. 0 ,3. 5,78 1 1,08 bd ba u