II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP
1.8 Các thông số kích thước của bộ truyền bánh răng cấp chậm
Thông số Giá trị Khoảng cách trục aw2 = 250 mm Modul pháp m = 2.5 mm Chiều rộng vành răng bw3 = 100 + 5 = 105 và bw4 = 100 Tỷ số truyền ut = 3.1 Góc nghiêng răng 𝛽 = 9,940 Số răng bánh răng Z3 = 48 Z4 =149 Hệ số dịch chỉnh x3 = 0 x 4 = 0 Đường kính vòng chia d3 = m.Z3/cosβ =122 (mm) d4 = 378 (mm) Đường kính đỉnh răng da3 = d3+2m = 127 (mm) da4 = 383 (mm)
Đường kính đáy răng df3 = d3 – 2,5m = 116 (mm) df4 = 372 (mm) Góc profin răng 𝛼𝑡 = 20,280
Góc ăn khớp 𝛼𝑡𝑤 = 20,280
2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG CẤP NHANH NHANH
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 25
2.1 Chọn vật liệu:
Do bộ truyền bánh răng chịu công suất nhỏ nên ta chỉ cần chọn vật liệu nhóm I. Theo bảng 6.1 Tài liệu 1, ta chọn vật liệu làm bánh răng như sau:
- Bánh chủ động (bánh răng 1, bánh nhỏ): + Dùng thép 45_Tôi cải thiện HB =241÷285
+ 𝜎𝑏1 = 850 𝑀𝑃𝑎, 𝜎𝑐ℎ1 = 580 𝑀𝑃𝑎 - Bánh bị động (bánh răng 4, bánh lớn):
+ thép 45_Thường hóa HB =170÷230 + 𝜎𝑏2 = 600 𝑀𝑃𝑎, 𝜎𝑐ℎ2 = 340 𝑀𝑃𝑎
2.2 Xác định ứng xuất cho phép
Để tăng khả năng chạy mòn của 2 bánh răng trụ răng nghiêng, ta chọn độ cứng sau nhiệt luyện của bánh chủ động 𝐻𝐻𝐵1 = 245 và bánh bị động 𝐻𝐻𝐵2 = 230.
a) Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh răng 1 và 2:
Được xác định theo công thức (6.1) Tài liệu 1 trang 91
[𝜎𝐻] =𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚 0 𝑆𝐻 𝑍𝑅𝑍𝑉𝐾𝑥𝐻𝐾𝐻𝐿 Trong đó: + 𝐾𝐻𝐿 = (𝑁𝐻𝑂 𝑁𝐻𝐸) 1 𝑚𝐻 hệ số tuổi thọ (lấy 𝑚𝐻 = 6 vì độ rắng mặt răng HB ≤ 350)
● 𝑁𝐻𝑂 số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về đọ bền uốn tiếp xúc:
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 26
𝑁𝐻𝑂1 = 30𝐻𝐻𝐵12,4 = 30 . 2452,4 = 1,62𝑥107 (𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ)
𝑁𝐻𝑂2 = 30𝐻𝐻𝐵22,4 = 30 . 2302,4 = 1,4𝑥107 (𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ)
● 𝑁𝐻𝐸 số chu kì thay đổi ứng suất tương đương theo công thức 𝑁𝐻𝐸 = 60𝑐 ∑ ( 𝑇𝑖 𝑇𝑚𝑎𝑥)3𝑛𝑖𝑡𝑖 𝑁𝐻𝐸1 = 60 . 1 [(𝑇 𝑇)30,7 + (0,8𝑇 𝑇 )30,3] 473,93 . 24000 = 58,2𝑥107(𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ) 𝑁𝐻𝐸2 = 60 . 1 [(𝑇 𝑇)30,7 + (0,8𝑇 𝑇 )30,3] 152,39 . 24000 = 18,7𝑥107(𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ) Ta thấy 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻𝑂1 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻𝑂2
+ 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚0 ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở, tra bảng 6.2 Tài liệu 1 ta có:
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚10 = 2𝐻𝐻𝐵1 + 70 = 2 . 245 + 70 = 560 (𝑀𝑃𝑎)
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚20 = 2𝐻𝐻𝐵2 + 70 = 2 . 230 + 70 = 530 (𝑀𝑃𝑎)
+ SH hệ số an toàn khi tính về độ bền tiếp xúc, tra bảng 6.2 Tài liệu 1, ta có SH = 1
+ Tạm thời lấy 𝑍𝑅𝑍𝑉𝐾𝑥𝐻 = 1
Thế các dự liệu vừa tìm được vào công thức (6.1), ta được: Nên KHL1 = 1 và KHL2 = 1
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 27 [𝜎𝐻1] =560 . 1
1,1 = 509 (𝑀𝑃𝑎)
[𝜎𝐻2] =530 . 1
1,1 = 482 (𝑀𝑃𝑎)
Vậy ứng suất tiếp cho phép của bánh răng 1 và 2 là [𝜎𝐻] = [𝜎𝐻1]+[𝜎𝐻2]
2 =509+482
2 = 495,5 (𝑀𝑃𝑎)
b) Ứng suất uốn cho phép
Được xác định theo công thức (6.2) Tài liệu 1 trang 91
[𝜎𝐹] = 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚 0 𝐾𝐹𝐿 𝑆𝐻 𝐾𝐹𝐶𝑌𝑅𝑌𝑆𝐾𝑥𝐹 Trong đó + 𝐾𝐹𝐿 = (𝑁𝐹𝑂 𝑁𝐹𝐸) 1 𝑚𝐹 hệ số tuổi thọ (lấy mF = 6 vì độ rắn mặt răng HB ≤ 350)
● 𝑁𝐹𝑂 số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn, ta có 𝑁𝐹𝑂 = 4. 106 (𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ), áp dụng cho các loại thép ● 𝑁𝐹𝐸 số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương theo công thức 𝑁𝐹𝐸 = 60𝑐 ∑ ( 𝑇𝑖 𝑇𝑚𝑎𝑥)𝑚𝐹𝑛𝑖𝑡𝑖: 𝑁𝐹𝐸1 = 60 . 1 [(𝑇 𝑇)60,7 + (0,8𝑇 𝑇 )60,3] 473,93 . 24000 = 53,1𝑥107(𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ) 𝑁𝐹𝐸2 = 60 . 1 [(𝑇 𝑇)60,7 + (0,8𝑇 𝑇 )60,3] 152,39 . 24000 = 17,1𝑥107(𝑐ℎ𝑢 𝑘ỳ)
SVTH Nguyễn Văn Hoàng 28 Ta thấy 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹𝑂1
𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹𝑂2
+ 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚0 ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở, tra bảng 6.2 Tài liệu 1, ta được 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚0 = 1,8𝐻𝐻𝐵:
𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚10 = 1,8 . 245 = 441 (𝑀𝑃𝑎) 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚20 = 1,8 . 230 = 414 (𝑀𝑃𝑎)
+ SF hệ số an toàn khi tính về độ bền uốn, tra bảng 6.2 Tài liệu 1 ta được SF = 1,75
+ KFC hệ số ảnh hưởng khi đặt tải, bộ truyền quay 1 chiều nên KFC = 1
+ Tạm thời lấy 𝑌𝑅𝑌𝑆𝐾𝑥𝐹 = 1
Thế các dữ liệu vừa tìm được vào công thức (6.2) trên, ta được:
[𝜎𝐹1] = 441 . 1
1,75 = 252 (𝑀𝑃𝑎)
[𝜎𝐹2] = 414 . 1
1,75 = 236 (𝑀𝑃𝑎)
c) Ứng suất cho phép khi quá tải
[𝜎𝐻]𝑚𝑎𝑥 = 2,8𝜎𝑐ℎ1 = 2,8 . 340 = 952 (𝑀𝑃𝑎) [𝜎𝐹1]𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ1 = 0,8 . 580 = 464 (𝑀𝑃𝑎) [𝜎𝐹1]𝑚𝑎𝑥 = 0,8𝜎𝑐ℎ2 = 0,8 . 340 = 272 (𝑀𝑃𝑎)