thiết kế chi tiết dạng trục của hộp giảm tốc, chương 3 pptx

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 = 25960 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 =1,72 Y =1/ =0,58 ; +Y F1 :hệ số dạng răng, ta tra bảng (6.18) có đ-ợc : 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, ta tra bảng (6.14), ta đ-ợc : K F = 1,09 ; K FV : hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp : FFI 22wwF Fv K.KT.2 d.b. 1K Theo 6.64 : uudvg mFF /)1(. 10 Trong đó : F = 0,016 bảng (6.15) g 0 = 56 bảng(6.16) 58,2525,4/)125,4.(25,4966,3.56.016,0 F ; Do đó : 69,1 09,1.16,1.25960.2 25,49.35.58,25 1 K.KT.2 d.b. 1K FFI 22wwF Fv K F = 1,16. 1,09. 1,69 = 2,14 ; Ta đ-ợc: F1 = 3,82 25,49.97,1.35.85,0 57,3.1.58,0.14,2.25960.2 MPa < [ F1 ] = 252 MPa ; F2 = F1 .Y F2 /Y F1 =82,3. 3,55/3,57= 81,8 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 . 53075,1.433K qt MPa < [ H ] max =1260 MPa Theo (6.49) : F1max = F1 .K qt = 82,3. 1,5 = 123,5 MPa < [ F1 ] max = 464 MPa F2max = F2 .K qt = 81,6. 1,5 = 122,7 MPa < [ F2 ] max =360 MPa cặp bánh răng côn thoả mãn điều kiện bền khi quá tải. 7. Các thông số và kích th-ớc bộ truyền bánh răng côn : Chiều dài côn ngoài R e = 118 mm Mô đun vòng ngoài m te = 2,25 mm Chiều rộng vành răng b = 35 mm Tỷ số truyền u m = 4,25 Góc nghiêng của răng = 0 Số răng bánh răng z 1 =25 , z 2 = 106 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 =13,27 0 , 2 =76,73 0 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: N1054 25,49 25960.2 d T.2 FF 1m 1 2t1t F r1 = F a2 = F t1 .tg.cos 1 = 1054. tg20 o .cos13,27 0 = 373N; F a1 = F r2 = F t1 .tg.sin 1 = 1054. tg20 o .sin13,27 o = 88 N ; B.Tính bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng 1.Chọn vật liệu : Theo thống nhất hoá vật liệu nên chọn vật liệu cấp chậm nh- đối với cấp nhanh. 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. 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 = 7,29.10 7 K HL3 = 1 K HL4 = 1 N FE3 =N FE2 =24,2.10 7 > N FE4 =N FE3 /u 2 = 6,4410 7 vì 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, Nmm; T 2 = 106900 Nmm. K a : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng: 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, bộ truyền đặt đối xứng nên chọn ba = 0,3; Theo (6.16): bd =0,53 ba (u 2 +1) = 0,53.0,3(3,76 +1 ) = 0,76 Tra bảng(6.7), ta có: K H = 1,03 Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục sơ bộ : a w2 = 49,5.(3,76+1). mm5,176 3,0.76,3.8,481 03,1.106900 3 2 mm Chọn khoảng cách trục tính là a w2 = 175 mm + Các thông số ăn khớp: Mô đun pháp : m = ( 0,01 0,02 ) a 2 = 1,75 3,50 mm Theo dãy tiêu chuẩn bảng 6.8: chọn m = 3 mm Số răng bánh nhỏ (bánh 3): Z 3 = 2 a 2 / m(u 2 +1) = 2.175/ 3.(3,76 + 1) = 24,5 răng ta lấy Z 3 = 25 răng Số răng bánh lớn (bánh 4) : Z 4 = u 2 .Z 3 = 3,76. 25 = 94 răng Do vậy tỷ số truyền thực : 75,3 25 94 Z Z u 3 4 m Tính lại : a w2 = m(Z 3 +Z 4 )/2=3.(94 + 25) /2= 178,5 mm Chọn a w2 = 175 mm,do đó để đảm bảo khoảng cách trục cần dịch chỉnh : 17,1)9425(5,0 3 175 )zz(5,0 m a Y 43 w K Y = 1000.y/z t = 1000(-1,17)/119 = -9,8 dựa vào bảng 6.10a,đ-ợc K x =- 0,702 y = K x .z t /1000 = -0,702.119/1000 = - 0,084 Tổng dịch chỉnh : X t =Y+ y = - 1,17 0,084 = -1,25 vậy hệ số dịch chỉnh : 29,0 119 17,1 ).2594()25,1(5,0 Z Y ).ZZ(X5,0X t 34t1 X 2 = X t - X 1 =(-1,25)-(-0,29) = - 0,96 Góc ăn khớp : cos tw = Z t .m .cos /(2. a w )=119. 3. cos20 o /(2. 175) tw =16,56 0 . + Chiều rộng bánh răng : b w = ba .a w = 0,3. 175 = 52,5 mm ; chọn b =55 mm + Đ-ờng kính vành răng: d w3 = m. Z 3 = 3. 25 = 75 mm d w4 = m .Z 4 = 3. 94 = 282 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 =2.106900/75 = 2850 N F r3 = F r4 = F t3. tg tw /cos = 2850. tg(16,56 o )/cos0 o =848N 3. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc. Yêu cầu cần phải đảm bảo H [ H ] Theo công thức (6.33) : H = Z M Z H Z 2 3 2 )1.( 2 dub uKT mw mH Trong đó : - Z M : Hệ số xét đến ảnh h-ởng cơ tính vật liệu;tra bảng 6.5, ta có : Z M =274 Mp 1/3 - Z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Z H = tw b 2sin cos2 = 91,1 )56,16.2sin( 0cos.2 0 0 - Z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng; 72,1 94 1 25 1 2,388,1 Z 1 Z 1 2,388,1 43 Z = 3 4 = 3 72,14 = 0,87 - K H : Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc: K H = K H . K HV K H ; K H :hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc ;tra bảng 6.7, đ-ợc K H = 1,03; K H =1: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp K HV : hệ số tải trọng động trong vùng ăn khớp HH wwH Hv KKT db K 2 1 3 3 với : s/m31,1 60000 1,334.75. 60000 n.d. v 21w vì v < 4 m/s tra bảng 6.13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9 s/m9,3 76,3 175 .31,1.73.006,0 u a vg. m 2w oHH Với các thông số ta tra đ-ợc ở bảng 6.15, 6.16: H =0,006 và g o =73. 073,1 1.03,1.106900.2 75.55.9,3 1K Hv K H =1,03.1.1,073 = 1,105. - b w : Chiều rộng vành răng.b =55 mm - d w3 : Đ-ờng kính vòng chia của bánh chủ động; d w3 =75 mm -T II = 106900 Nmm ;   H = 274.1,91.0,87. MPa447 )75.(76,3.55 )176,3.(105,1.106900.2 2   + TÝnh chÝnh x¸c øng suÊt cho phÐp     HLxHVRHHH KKZZS   lim  Do v < 5 m/s nªn : Z v = 1; R a = 2,5…1,25 m nªn : Z R = 0,95 d a <700 mm nªn : K XH = 1  [ H ]= 481,8. 0,95. 1. 1 = 457,7 MPa ; Nh- vËy :  H < [ H ] 051,0 ][ ][   H HH    VËy ®iÒu kiÖn tiÕp xóc ®-îc ®¶m b¶o . . =0,006 và g o = 73. 0 73, 1 1. 03, 1.106900.2 75.55.9 ,3 1K Hv K H =1, 03. 1.1,0 73 = 1,105. - b w : Chi u rộng vành răng.b =55 mm - d w3 : Đ-ờng kính vòng chia của bánh chủ động; d w3 =75 mm . ba (u 2 +1) = 0, 53. 0 ,3( 3,76 +1 ) = 0,76 Tra bảng(6.7), ta có: K H = 1, 03 Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục sơ bộ : a w2 = 49,5. (3, 76+1). mm5,176 3, 0.76 ,3. 8,481 03, 1.106900 3 2 mm Chọn. HH wwH Hv KKT db K 2 1 3 3 với : s/m31,1 60000 1 ,33 4.75. 60000 n.d. v 21w vì v < 4 m/s tra bảng 6. 13 (trang 106) chọn cấp chính xác 9 s/m9 ,3 76 ,3 175 .31 ,1. 73. 006,0 u a vg. m 2w oHH Với