Tài liệu tham khảo Bộ truyền bánh răng côn răng thẳng
PHầN IV TRUYềN Động bánh răng côn I CHọN VậT LIệU Do không có yêu cầu đặc biệt.Theo bảng 6.1[I], xây dựng các hàm mục tiêu về kinh tế, kích thớc nh trong tài liệu TĐHTTTKCTM-Ngô Văn Quyết (Trang114), ta chọn thép phù hợp các hàm mục tiêu là: +Chọn bánh răng chủ động : Thép 40X tôi cải thiện (S<=60) : 1b 1ch HB1 +Với bánh răng bị động : Thép 45X tôi cải thiện (S<=100) 2b 2ch HB2 950 700 270 850 650 260 MPa MPa MPa MPa II Tỷ Số TRUYềN : Từ phần phân phối tỷ số truyền ta xác định đợc tỷ số truyền của cặp bánh răng côn 4 III Xác định ứng suất cho phép : Theo bảng 6.2[I] với thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB180350 có : lim 0 H = 2HB + 70 ; lim 0 H = 1,8.HB ; S H lim 0 F = 1,8HB ; S F Khi đó : 1lim 0 H = 2.270 +70 = 1,1 1,75 610 MPa 2lim 0 H =2.260 +70 = Và : 1lim 0 F = 1,8 . 270 = 2lim 0 F = 1,8 . 260 = Theo CT 6.5 [I](T93) : N HO = 30 . H HB 2,4 . (N HO là số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc). Do đó : N HO1 = 30 . 270 2,4 N HO2 = 30 . 260 2,4 Đối với mọi thép : N FO = Theo công thức 6.7[I] (Tr 93) : N HE = 60c. ( ) iii tnTT / 3 max . Trong đó : n 1 = n II n 2 = n III n 1 , n 2 : Tốc độ quay của bánh răng côn chủ động và bánh răng côn bị động c : Số lần tiếp xúc trong một vòng quay ; T i : Mômen xoắn của bánh răng N HE :số chu kỳ thay đổi ứng suất tơng đơng Vậy : N HE1 = 60.1.808.[ 1 3 .0,5 + 0,8 3 .0,5].30576 = N HE2 = 60.1.202.[ 1 3 .0,5 + 0,8 3 .0,5].30576 = + Do đó N HE1 >N HO1 cho nên hệ số tuổi thọ K HL1 = N HE2 >N HO2 cho nên hệ số tuổi thọ K HL2 = (Dựa vào tính chất đờng cong mỏi )(Tr 94) Theo công thức 6.1[I](khi chọn sơ bộ cho 590 486 468 2,05.10 7 1,87.10 7 4.10 6 808 202 1 1,12.10 9 2,8. 10 8 1 1 MPa MPa MPa V/phút V/phút Lần Z R Z V K xH =1,và Y R Y S K xF =1) thì: [ ] HHL H H SK /. lim 0 = . Vậy : [ ] [ ] 1,1/1.590 1,1/1.610 2 1 = = H H Vậy để tính bộ truyền răng côn thẳng ta lấy giá trị [ ] [ ] 2HH = =536 (Mpa). +Tơng tự ta có : N FE =60.c. ( ) iii tnTT / 6 max .(CT 6.8) Do đó : N FE1 = 60.808.[ 1 6 .0,5 + 0,8 6 .0,5 ]. 30576 = Vậy N FE1 > N FO ( Giá trị của N FO = 4.10 6 ). Do đó theo tính chất đờng cong mỏi ta có N FO = N FE , từ công thức 6.4 ta có : K FL1 = Tơng tự với N FE2 =2,3.10 8 > N FO => K FL2 = +Theo công thức 6.2a [I] với bộ truyền quay hai chiều , chọn hệ số ảnh hởng khi đặt tải K FC = Tađợc : [ ] 1F = FFFC F SKK / 11 1lim 0 =486. 0,75. 1/1,75= [ ] FFLFC F F SKK / 2 2lim 0 2 = =468. 0,75. 1/1,75= +Ta có : ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải : Theo công thức 6.13[I] : [ ] 2 .8,2max chH = . Do đó [ ] max H = 2,8. 536 = ứng suất uốn quá tải cho phép : Từ công thức 6.14[T1] : [ ] F max = [ ] ch .8,0 , 554,54 536,36 9,35.10 8 1 1 0,75 208,29 200,57 1500,8 560 520 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa Do đó [ ] 1F max = 0,8. 700 = [ ] 2F max = 0,8. 650 = IV TíNH Bộ TRUYềN BáNH RĂNG CÔN RĂNG THẳNG a Xác định chiều dài côn ngoài của bánh răng 2 . Theo công thức 6.52a[I] : e R = R k . 1 2 +u . ( ) [ ] 3 2 ' 1 .1 . Hbebe H ukk kT Với bộ truyền bánh răng côn răng thẳng : R k =0,5.k d =0,5.100 be k : Hệ số chiều rộng vành răng, chọn be k T 1 : Mô men xoắn trên trục bánh răng côn chủ động. Theo tính toán thì :T 1 Tỷ số : 25,02 4.25,0 2 . = be be k uk = Theo bảng 6.21[I] , Trục lắp trên ổ bi sơ đồ I ; HB<350,tra đợc H k F k Do đó : e R =50. 14 2 + . ( ) 3 2 536.4.25,0.25,01 55,1.58020 = 50 0.25 58020 0,57 1,55 1,86 154,06 MPa 1/3 Nmm mm b Xác định các thông số ăn khớp: *) Số răng bánh nhỏ: Từ công thức 6.52b[I] : d e1 = ( ) [ ] 3 2 1 .1 . . Hbebe H d ukk kT k Do đó 1 2 1 1 += u k k d R d R e e Mà : 5,0 = d R k k . Nên :d e1 =2 e R / 1 2 + u . Thay số vào : d e1 = 2.154,06/ 17 = 74,73 mm Tra bảng 6.22[I] ta đợc : z 1p Với HB < 350 . Nên z 1 = 1,6. z 1p , thay số vào ta đợc z 1 = 27,2. z 1 là số nguyên, nên lấy giá trị là: + Đờng kính trung bình và mô đun trung bình : d m1 = ( 1-0,5.k be ).d e1 = ( 1-0,5.0,25 ).74,73 = m tm = d m1 /z 1 = 65,39/27 = +Mô đun vòng ngoài : Theo công thức 6.56 [I] m te = m tm /(1-0,5k be ) = 2,421/(1-0,5.0,25) = + Theo bảng 6.8[I] lấy giá trị tiêu chuẩn m te = =>Do đó m tm = m te (1-k be ) = 3.( 1-0,25 ) = z 1 = d m1 /m tm = 65,39/2.25 = 29,06 . Lay z 1 = + Số răng trên bánh răng côn bị động : z 2 = u.z 1 = 4.29 = =>Tỷ số truyền đợc giữ nguyên , u = Góc chia côn : 1 = arctg(z 1 /z 2 ) = arctg(29/116)= 2 = 90 - 1 = 90 14,04 = +Theo bảng 6.20 [I] với z 1 =29, tỷ số truyền u=4 chọn hệ số dịch chỉnh đều (bằng nội suy)(hoặc theo tính toán trên maple) x 1 =-x 2 = -->dựa vào bảng 6.18 và điều kiện -0,5<=x<=0,5 có: x 1 =-x 2 = +Đờng kính trung bình của bánh nhỏ : d m1 = z 1 .m tm = 29.2,25 = +Chiều dài côn ngoài : R e =0,5.m te 2 2 2 1 zz + =0,5.2,767. 22 11629 + = 17 27 65,39 2,421 2,767 3 2,25 29 116 4 14,04 0 75,96 0 0,34 0,3 65,25 165,4 mm mm mm mm mm răng răng Độ Độ mm mm c Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc . *)Theo công thức 6.58[I] : udb ukT zzz m H HMH .85,0 1 2 . 2 1 2 1 + = Và [ ] HH Trong đó ; +z M :Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp. Tra bảng 6.5 [I] , z M +z H : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc với góc nghiêng 0 == m ,tra bảng 6.(tr106),với x 1 +x 2 =0 Do đó z H = +z : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. Theo công thức 6.59[I] : z = 3 4 Theo công thức 6.60[I] thì )(. 11 2,388,1 21 m soc zz += Thay số vào ta đợc : = Do đó z = 3 74,14 = +k H :Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc , H k = HHH kkk . Trong đó : H k : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, với bánh răng côn răng thẳng có: H k = H k : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên các vành răng . Tra bảng 6.21[I] , H k = 274 1,76 1,74 0,87 1 MPa 1/3 Hv k : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp Theo công thức 6.63 [I] , Hv k =1+ HH mH kkT db .2 .1 1 ; Trong đó H = u ud vg m H )1( . 1 0 + d m1 : Đờng kính trung bình của bánh răng côn nhỏ , d m1 = v= .d m1 .n 1 /60000 =3,14.65,25.808/60000 = Theo bảng 6.15[I] và 6.16 [I] ta có :vì HB 2 < 350,răng thẳng,không vát đầu răng nên 016,0;006,0 == FH ; g 0 = 56 (Chọn cấp chính xác 8) Thay số vào ta đợc : 4 )14.(25,65 .76,2.56.006,0 + = H = +Chiều rộng vành răng b = k be . R e = 0,25.165,4= => Vậy : k Hv = 1.55,1.17330.2 25,65.35,41.37,8 1 + = + Do đó k H = 1,55 .1.1,42 = Thay các giá trị vừa tính đợc vào 6.58[I] : 4.25,65.35,41.85,0 17.2,2.17330.2 .87,0.76,1.274 2 = H = Nh vậy H < [ ] MPa536 = .Do đó đảm bảo về độ bền tiếp xúc. 1,55 65,25 2,76 8,37 41,35 1,42 2,2 304,06 mm m/s mm mm MPa d Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn: Theo công thức 6.65[I] : 1 11 1 .85,0 .2 mtm FF F dmb YYYkT = . Trong đó : FvFFF kkkk = ; Với : (tra bảng 6.21) ) 2/( 1 11 FFmFFv F F kkTdbk k k += = = 4 5.25,65 .76,2.56.016,0 = F = +Do đó : k Fv =1+22,33.41,35.65,25/(2.17330.1,86.1) = => k F = 1,44.1.2,2 = +Với răng thẳng nên 0 0 = n mà = 1 Y 140/ 0 n Y = +Xác định Y = 1/ với =1,74 => Y = +Xác định Y F1 và Y F2 . Với các số răng tơng đơng : z V1 = z 1 /cos( 1 ) = 29/cos(14,04 0 ) = z v2 = z 2 /cos( 2 ) = 116/cos(75,96 0 ) = x 1 = - x 2 = 0,3 . Tra bảng 6.18 ta đợc Y F1 = Y F2 = Với các thông số vừa tính đợc,tính giá trị 1F 1F = 25,65.25,2.35,41.85,0 55,3.1.574,0.168,3.17330.2 = 1,44 1 22,33 2,2 3,168 1 0,574 29,89 478,15 3,55 3,63 43,36 44,34 MPa MPa 55,3 63,3.41,49 . 1 21 2 == F FF F Y Y = So sánh với [ ] [ ] 21 ; FF thì điều kiện về độ bền đợc đảm bảo e Kiểm nghiệm răng về quá tải Với hệ số quá tải: k qt =T max /T =1,4 qtHH k. max = = 4,1.06,304 = => [ ] =< 1820 max max HH Thoả mãn điều kiện. Theo 6.49 [I] : 4,1.36,43. 1max1 == qtFF k = 4,1.34,44. 2max2 == qtFF k = => [ ] 560 max 1max1 =< FF [ ] 520 max 2max2 =< FF Nh vậy đảm bảo về quá tải 359,77 60,704 62,076 MPa MPa MPa f Các thông số kích thớc bộ truyền bánh răng côn: Chiều dài côn ngoài R e 165,4 mm Mô đun vòng ngoài m te 3 mm Môđun trung bình m tm 2,25 mm Chiều rộng vành răng b w 41,35 mm Tỷ số truyền u 4 Góc nghiêng của răng 0 0 Số răng Z 1 Z 2 29 116 Hệ số dịch chỉnh x 1 =-x 2 = 0,3 Theo các công thức bảng 6.19[I] ta tính đợc : Đờng kính chia ngoài : d e1 d e2 87 348 mm mm Góc côn chia : 1 2 14,04 0 75,96 0 Chiều cao răng ngoài : h e 6,6 mm Chiều cao đầu răng ngoài : h ae1 h ae2 3,93 2,07 mm Chiều cao chân răng ngoài : h fe1 h fe2 2,67 4,53 mm mm Đờng kính đỉnh răng ngoài : d ae1 d ae2 94,62 349 mm mm