Chng 4: Tính bộ truyền cấp chậm - Bánh răng nghiêng 1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục: a w2 = K a (u 2 +1) 2 3 2 2 . . . H H ba T K u Với: T 2 : Mômen xoắn trên trục hai, T 2 =146680 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 2 0,53. 1 0,53.0,3. 4,65 1 0,9 bd ba u Tra ở sơ đồ 3 (bảng 6.7, trang 98) ta đ-ợc K H = 1,13; u 1 = 4,65; [ H ]=495,4 MPa Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục tính sơ bộ: a w1 43.(4,65 +1). 3 2 146680.1,13 190,76 495 .4,65.0,3 mm Chọn a w1 = 190(mm) 2 Xác định các thông số ăn khớp Chọn khoảng cách trục tính toán: a w1 = 190 mm. Môđun : m m = (0,01 0,02). a w1 = (0,01 0,02).190 =1,9 3,8. 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 w2 cos / [m(u 2 +1)] = 2.190.cos 10 0 / [2.(4,65+1] = 33,11 Ta chọn Z 1 = 33 răng Vậy số răng bánh răng lớn: Z 2 = u 2 Z 1 = 4,65.33 = 153,45 chọn Z 2 = 154 răng Tổng số răng của cả hai bánh răng: Z t = Z 1 + Z 2 = 33+154=187; Do đó tỉ số truyền thực sẽ là: 2 1 154 4,67 33 Z u Z Sai số tỷ số truyền: 4,67 4,65 100% .100% 0,43% 4,67 t u u u u Góc nghiêng răng: 1 2 cos ( ) / 2 2.187 / 2.190 0,9842 aw m z z a . Nh- vậy = 10,195 0 3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Yêu cầu cần phải đảm bảo H [ H ] , H = Z M Z H Z 2 2 1 2. . .( 1) . . H m w m w T K u b u d (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 2 = 146680 Nmm ; - Với hệ số chiều rộng vành răng: 1ba = 0,3 b w = 1ba . a w1 = 0,3.190 = 57 mm . Góc prôfin răng bằng góc ăn khớp : t = tw = 0 0 0 20 ( ) ( ) 20, 295 cos cos10,195 tg tg arctg arctg Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở: b có trị số: 0 0 cos . cos 20, 295 . 10,159 0,1687 b t tg tg tg b = 9,57 0 , Z H = tw b 2sin cos2 = 0 0 2cos 9,57 sin 2.20, 295 = 1,741; Hệ số trùng khớp dọc: 0 sin /( ) 57.sin10,159 /( .2) 1,6 1 w b m 0 1 2 1 1 1 1 1,88 3,2 cos 1,88 3, 2 cos10,159 1,591,734 33 154Z Z ; Nh- vậy hệ số kể đến ảnh h-ởng cụă trùng khớp răng: Z = 1 1 0,759 1,734 Đ-ờng kính vòng lăn bánh nhỏ: d w1 = 2a w1 /(u m +1) = 2.190/(4,67 + 1) = 67,02 mm Vận tốc vòng: v = 1 1 . . .67,02.60,55 0,212 / 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 1 190 . 0,002.73.0, 212. 0,197 4,67 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 . . 0,197.57.67,02 1 1 1,002 2. . 2.146680.1,13.1,13 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 = 1,13.1,002.1,13 = 1,28 Thay số vào (1.1): H = 274.1,741.0,759. 2 2.146680.1, 28.(4,67 1) 483,16 57.4,67.67,02 Mpa Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép : [ H ] = [ H ]. Z R Z V K xH . Với v = 0,212 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. 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 1 190 . 0, 006.73.0,212. 0,59 4, 67 w F F o t a g v u 23 2 . . 0,59.57.67,02 1 1 1,005 2. . 2.146680.1,37.1,13 F w w Fv F F b d K T K K K F = K F .K F .K FV = 1,32.1,37.1,005 = 1,8 Với = 1,734 Y = 1/ = 1/1,734 = 0,58; = 10,159 Y = 1 /140 = 1 10,159 0 /140 = 0,93; Số răng t-ơng đ-ơng: Z V1 = Z 1 /cos 3 = 33/(0,9842) 3 = 35 răng. Z V2 = Z 2 /cos 3 = 154/(0,9842) 3 = 162 răng. Với Z V1 = 35, Z V2 = 162 tra bảng 6.18 trang 109 thì Y F1 = 3,67; 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 = 2.146680.1,8.0,58.0,93.3,67/57.67,02.2 = 136,8(Mpa); F1 < [ F1 ] 1 = 252 Mpa; F2 = F1 .Y F2 / Y F1 = 136,8.3,6/ 3,67= 134,1 MPa; F2 < [ F2 ] 2 = 237 Mpa Nh- vậy răng thoả mãn độ bền uốn. 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. Nh- vậy ta có bảng thông số chính của bộ truyền: Bộ truyền cấp nhanh Bộ truyền cấp chậm Các thông số cơ bản của hệ truyền động bánh răng. Kí hiệ u Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn Bánh răng nhỏ Bánh răng lớn Modul. Số răng. Hệ số chiều rộng vành răng Chiều rộng vành răng. Đ-ờng kính chia. Đ-ờng kính lăn. Đ-ờng kính đỉnh răng. Đ-ờng kính đáy răng. Đ-ờng kính cơ sở. Góc nghiêng răng Hệ số dịch chỉnh. m z ba b w d d w d a d f d b x t 2 17 0,3 36 35,48 34,48 39,48 30,48 33,34 16,59 0 0 2 98 0,3 36 204,54 204,54 208,53 199,53 192,19 5 16,59 0 0 2 33 0,3 57 67,02 67,02 71,02 62,02 62,98 10,159 0 0 2 154 0,3 57 312,94 312,94 316,94 307,94 294,07 10,159 0 0 . đáy răng. Đ-ờng kính cơ sở. Góc nghiêng răng Hệ số dịch chỉnh. m z ba b w d d w d a d f d b x t 2 17 0,3 36 35 ,48 34, 48 39 ,48 30 ,48 33, 34 16,59 0 0 2 98 0,3 36 2 04, 54 2 04, 54 208,53 199,53 192,19 5 16,59 0 0 2 33 0,3 57 67,02 67,02 71,02 62,02 62,98 10,159 0 0 2 1 54 0,3 57 312, 94 312, 94 316, 94 307, 94 2 94, 07 10,159 0 0 . trang 98) ta đ-ợc K H = 1,13; u 1 = 4, 65; [ H ] =49 5 ,4 MPa Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục tính sơ bộ: a w1 43 . (4, 65 +1). 3 2 146 680.1,13 190,76 49 5 .4, 65.0,3 mm Chọn a w1 = 190(mm) 2. 33+1 54= 187; Do đó tỉ số truyền thực sẽ là: 2 1 1 54 4,67 33 Z u Z Sai số tỷ số truyền: 4, 67 4, 65 100% .100% 0 ,43 % 4, 67 t u u u u Góc nghiêng răng: 1 2 cos ( ) / 2 2.187 / 2.190 0,9 842 aw m