Chng 4: Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn . Yêu cầu: F [ F ] ; Theo công thức 6.43 (sách tính toán thiết kế T1) F3 = 2.T 2 K F Y Y Y F3 /( b w d w3 .m) [ F ] ; trong đó : + T 2 = 106900 Nmm + K F = .K F .K F .K FV Theo bảng 6.7,ta có K F = 1,07 Bánh trụ răng thẳng : K F = 1 Theo bảng 6.15 => F =0,016 => 44,10 76,3 175 31,1.73.016,0 u a vg. m 2w 1oFF 19,1 1.07,1.106900.2 75.55.44,10 1 K.KT.2 db. 1K FF3 3F FV vậy : K F = K F .K F .K FV = 1,07.1.1,19 = 1,27 + Y :hệ số trùng khớp của răng ; Với = 1,74 Y = 1/ = 1/1,74 = 0,57 + Y = 1 +Tra bảng 6.18, ta có: Y F3 = 3,39; Y F4 = 3,52. ứng suất uốn : F3 = 2.106900.1,27.0,57.1.3,39 / (55.75.3) = 42,4 MPa; F4 = F3 . Y F4 / Y F3 = 42,3.3,52/3,39 = 44 MPa; Ta thấy: F3 < [ F3 ] = 252 MPa, F4 < [ F4 ] = 236,5 MPa; Vậy độ bền uốn của cặp bánh răng trong bộ truyền đ-ợc thoả mãn. 6, kiểm nghiệm răng về quá tải : Hệ số quá tải : K qt =T max /T = 1,5 Hmax = H . 5485,1.447K qt MPa < [ H ] max =1260 Mpa Theo (6.49) : F1max = F1 .K qt = 42,4. 1,5 = 63,6 MPa < [ F1 ] max = 464 Mpa F2max = F2 .K qt = 44. 1,5 = 66 MPa < [ F2 ] max =360 Mpa Kết luận : Bộ truyền cấp chậm làm việc an toàn thoả mãn các điều kiện bền:. 6.Các thông số và kích th-ớc của bộ truyền : Khoảng các trục a w2 = 175 mm Mô đun pháp m = 3 mm Chiều rộng vành răng b w = 55 mm Tỷ số truyền u m = 3,76 Góc nghiêng của răng =0 Góc ăn khớp : tw =16,56 0 Số răng bánh răng z 3 = 25, z 4 = 94 răng Hệ số dịch chỉnh x 3 = - 0,29 ; x 4 = - 0,96 Đ-ờng kính vòng chia d 3 = 75 mm, d 4 = 272 mm Đ-ờng kính đinh răng d a3 =79,8 mm, d a4 = 272,7 mm Đ-ờng kính đáy răng d f3 =69,2 mm, d f4 = 258,7 mm Kiểm tra điều kiện bôi trơn của hộp giảm tốc: Điều kiện bôi trơn: - d a2 : Đ-ờng kính của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp nhanh. - d a4 : Đ-ờng kính của bánh bị dẫn của bộ truyền cấp chậm. d a4 =272,7 mm; d ae2 = 236,9 mm c = 2 4 ae a d d = 1,15 3,11,1 Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bôi trơn bằng dầu. Kiểm tra điều kiện kết cấu của hộp giảm tốc: ta có : a w = 2 2ae d + 2 3 d + trong đó d 3 là đ-ờng kính trục III; là khe hở giữa bánh răng côn lớn và trục III 2012 chọn = 15 khi đó d 3 = 3 3 2,0 T = mm40 15.2,0 182825 3 =175 236,9/2- 40/2 = 36,5 mm Vậy hộp giảm tốc thỏa mãn điều kiện kết cấu. II. tính bộ truyền xích : Vì trục 3 kéo 2 xích nh- nhau nên chỉ tính toán cho một xích Các thông số ban đầu : P= kW795,1 2 59,3 2 P III u x = 2,5; n 3 = 88,9 vg/ph 1.Chọn loại xích: Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích ống con lăn, xích ống con lăn có độ bền cao hơn xích ống và chế tạo không phức tạp nh- xích răng. Do đó đ-ợc dùng phổ biến . 2.Xác định các thông số của xích và bộ truyền : + Theo bảng 5.4,với u x =2,5 chọn số răng đĩa nhỏ : Chọn Z 1 = 25 + Do đó số răng đĩa lớn là : Z 2 = u x .Z 1 = 2,5. 25 = 62,5 Chọn Z 2 = 63 Z max =120 (thoả mãn điều kiện xích ăn khớp đúng) + Theo công thức( 5.3 ) công suất tính toán : P t =P.k.k n. .k z Trong đó : P: là công suất cần truyền qua bộ truyền xích. k z : là hệ số số răng, với Z 1 =25 k z = 25/Z 1 = 1 k n : Hệ số số vòng quay, số vòng quay của đĩa cơ sở, chọn: n 01 =50 vg/ph k n = n 01 /n 1 = 50/88,9 = 0,56 Theo công thức (5.3) và bảng 5.6: k = k đ .k 0 .k a .k đc .k b .k c : tích các hệ số thành phần Trong đó: k 0 : hệ số kể đến ảnh h-ởng của kích th-ớc bộ truyền; k 0 =1 (đ-ờng nối tâm các đĩa xích làm với ph-ơng nằm ngang một góc 60 o ). k a : hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích; k a =1( chọn a = 40p). k đ : hệ số tải trọng động k đ = 1,35( tải trọng va đập vừa ). k đc : hệ số kể đến việc điều chỉnh lực căng xích; k đc =1 ( điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích). k c : hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền ; k c = 1,25 ( làm việc 2 ca). k bt =1,3 (có bụi bôi trơn II). k = 1. 1. 1. 1,3. 1,35. 1,25 = 2,194 Nh- vậy : P t = 1,795. 2,194. 1. 0,56 = 2,20 kW Theo bảng 5.5, với n 01 =50 vg/ph, chọn bộ truyền xích một dãy có b-ớc xích p = 25,4 mm; d c = 7,95 mm; B = 22,61 mm thoả mản điều kiện bền mòn: P t [P] = 3,2 kW đồng thời theo bảng 5.8,thoả mãn điêù kiện b-ớc xích: p p max - Khoảng các trục sơ bộ : a = 40.p = 40.25,4 = 1016 mm Theo công thức 5.12 số mắt xích : X= 9,124 1016.14,3.4 4,25.2563 2 6325 4,25 1016 .2p. a 4 ZZ 2 ZZ p a .2 2 2 2 2 1221 Lấy số mắt xích chẵn : X c = 124 Tính lại khoảng cách trục theo công thức 5.13: a * = 2 12 2 21c12c ZZ .2ZZ5,0XZZ5,0Xp.25,0 a * = 0,25. 25,4 mm1004 14,3 2563 .225635,012425635,0124 2 2 Để xích không chịu lực căng quá lớn giảm khoảng cách trục đi một l-ợng : a = 0,003a = 0,003. 1004 3 mm Vậy lấy: a = 1000 mm Số lần va đập của xích theo công thức (5.14): i = 2,1 124.15 9,88.25 X.15 n.Z 31 i max =30 (bảng 5.9) 3,Tính kiểm nghiệm xích về độ bền Kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn do (chịu tải trọng lớn khi mở máy và th-ờng chịu tải trọng va đập) Theo công thức (5.15) : S = vtd FFFk Q 0 . [S] Trong đó: Theo bảng 5.2, ta có: Q = 56,7 kN ; q 1 = 2,6 kg ; Hệ số tải trọng động: k đ = 1,7 do T mm = 1,6.T 1 ; F t : lực vòng ; v = s/m94,0 60000 9,88.4,25.25 60000 pnZ 31 F t =1000P/v = 1000.1,795/0,94 = 1908 N F v :lực căng do lực li tâm gây ra F v = q.v 2 = 2,6. 0,94 2 = 2,3 N F 0 :lực căng do trọng l-ợng nhánh xích bị động gây ra : F 0 = 9,81.k f .q.a = 9,81.6.2,6. 1,018 = 156 N (hệ số độ võng: k f = 6 do bộ truyền nằm ngang) Do đó: S = vtd FFFk Q 0 . = 7,16 3,21561908.7,1 56700 S >[S] = 8,2 (theo bảng 5.10) Vậy bộ truyền xích làm việc đủ bền 4, Đ-ờng kính đĩa xích : Theo công thức 5.17 và bảng 13.4 ; đ-ờng kính vòng chia : d 1 = 65,202 25/180sin 4,25 /sin 1 Z p mm d 2 = 5,509 63/180sin 4,25 Z/sin p 2 mm đ-ờng kính đĩa xích: d a1 = p.[0,5 + cotg(/Z 1 )] = 25,4.[ 0,5 + cotg(/25)] = 213,76 mm d a2 = p.[0,5 + cotg(/Z 2 )] = 25,4.[ 0,5 + cotg(/63)] = 521,64 mm d f1 = d 1 - 2r = 202,65 2. 8,0297 = 184,6 mm d f2 = d 2 - 2r =509,5 2.8,0297 = 493,44 mm Theo bảng 5.2 với r = 0,5025d l + 0,05 = 0,5025.15,88 + 0,05 = 8,0297 mm. Các kích th-ớc còn lại tính theo bảng 13.4) + Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích : theo công thức(5.18) : H1 = 0,47 . . d vddtr KA EFKFK trong đó: [ H ]: ứng suất tiếp xúc cho phép. Chọn vật liệu là thép 45, tôi cải thiện; ta đ-ợc :[ H ]=600 Mpa Lực va đập : F vd = 13.10 -7 .n 1 .p 3 .m = 13.10 -7 .94,2.25,4 3 .1 = 2 Hệ số tải trọng động : K đ = 1,7 (bảng5.6) Hệ số kể đến ảnh h-ởng của số răng đĩa xích : K r = 0,42 ( vì Z 1 =25 ) Diện tích bản lề : A = 180 mm 2 (tra bảng 5.12 với xích con lăn một dãy ) Môđun đàn hồi : E = 2,1.10 5 Mpa MPa6,454 7,1.180 10.1,2 ).27,1.1908(42,047,0 5 1H H1 < [ H ] : vậy đảm bảo độ bền tiếp xúc . T-ơng tự cho răng đĩa 2 với cùng vật liệu và nhiệt luyện 5, Lực tác dụng lên trục : theo công thức (5.20): F r = k x .F t =1,15.1908 = 2194 N (k x = 1,15 - do bộ truyền nằm ngang ); các thông số bộ truyền xích : Khoảng cách : a=1000 mm ; B-ớc xích : p = 25,4 mm Số răng : Z 1 =25 ; Z 2 = 63 răng ; Số mắt xích : X c =124 . Hmax = H . 548 5,1 .44 7K qt MPa < [ H ] max =1260 Mpa Theo (6 .49 ) : F1max = F1 .K qt = 42 ,4. 1,5 = 63,6 MPa < [ F1 ] max = 46 4 Mpa F2max = F2 .K qt = 44 . 1,5 = 66 MPa. (55.75.3) = 42 ,4 MPa; F4 = F3 . Y F4 / Y F3 = 42 ,3.3,52/3,39 = 44 MPa; Ta thấy: F3 < [ F3 ] = 252 MPa, F4 < [ F4 ] = 236,5 MPa; Vậy độ bền uốn của cặp bánh răng trong bộ. 40 .25 ,4 = 1016 mm Theo công thức 5.12 số mắt xích : X= 9,1 24 1016. 14, 3 .4 4,25.2563 2 6325 4, 25 1016 .2p. a 4 ZZ 2 ZZ p a .2 2 2 2 2 1221 Lấy số mắt xích chẵn : X c = 1 24 Tính