Thiết kế bánh răng

Một phần của tài liệu Đồ án thiết kế máy trộn thức ăn gia súc (Trang 27 - 35)

Phần III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

III.2. Thiết kế bánh răng

a) Tính toán bộ truyền cấp nhanh bánh răng côn răng thẳng Công suất P = 1,6481 (kW)

Số vòng quay n1 = 1420 (vg/ph)

Mômen xoắn T1 = 11084,0528 (Nmm) Tỷ số truyền u = 4,5551

Thời gian làm việc Lh = 10000 giờ Chọn vật liệu

Bánh dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB1 200 Bánh bị dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB2 190 Số chu kỳ làm việc cơ sở

NHO1 = 30  HB12,4 = 30  2002,4 = 9,99.106 chu kỳ NHO2 = 30  HB22,4 = 30  1902,4 = 8,83.106 chu kỳ NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

Số chu kỳ làm việc tương đương

mH

2 i

HE1 i i

max

N = 60.c. T .n .t T

 

 

 

= 60  1  1420  10000 = 85,2.107 chu kỳ NHE2 = 20,82.107 chu kỳ

Tương tự ta có : NFE1 = 85,2.107 chu kỳ NFE2 = 20,82.107 chu kỳ

Vì NHE1 > NHO1 ; NHE2 > NHO2 ; NFE1 > NFO1 ; NFE2 > NFO2

Nên KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1 Giới hạn tiếp xúc và uốn các bánh răng :

0Hlim1 = 2  200 + 70 = 470 MPa

0Hlim2 = 2  190 + 70 = 450 MPa

 = 1,75  200 = 350 MPa

CKM0789

Ứng suất tiếp xúc cho phép :

 H 0Hlim HL

H

σ .0,9

σ = ×K

S

Khi tôi cải thiện SH = 1,1

 H1

470×0,9

σ = = 384,5455 MPa

1,1

 H2

450×0,9

σ = = 368,1818 MPa

1,1

Vì  σH2 <  σH1 nên ứng suất tiếp xúc cho phép là

 σH =  σH2 = 368,1818 Mpa Ứng suất uốn cho phép là :

 F 0Flim FL

F

σ =σ ×K

S

Khi tôi cải thiện SF = 2

 F1

σ =350×1 = 175 MPa 2

 F2

332,5

σ = ×1 = 166,25 MPa 2

Xác định chiều dài côn ngoài theo công thức :

1 Hβ

2 3

e R 2

be be H

R = K × u +1× T ×K

(1- K )×K ×u×[σ ]

KR = 0,5  Kd = 0,5  100 = 50 Mpa1/3 (Với truyền động bánh răng côn răng thằng bằng thép Kd = 100 Mpa1/3 )

Kbe = 0,285

Trục bánh răng lắp trên ổ đãu côn, HB < 350 nên ta có : KH = 1,17 Re = 112,0451 mm

Xác định thông số ăn khớp Số răng bánh nhỏ :

Ta có e e

2

d = 2×R = 48,0512 mm 1+ u

Do đó tra bảng 6.22[1] ta được z1p = 16

CKM0789

mte = mtm / (1 - 0,5  Kbe) = 1,8770 mm

Theo bàng (6.8)[1] ta chọn mte = 2 mm , do đó mtm = mte  (1 - 0,5  Kbe) = 1,715 mm

z1 = dm1 / mtm = 24,0256 Lấy z1 = 25 răng z2 = u z1 =102,31 Lấy z2 = 102 răng Tì số truyền u = z2 / z1 = 102 / 25 = 4,08 Góc côn chia :

1 = arctg(z1 / z2) = 13,7716o

2 = 90 - 1 = 76,2284o Với z1 = 25 răng và u = 4,08

Từ công thức 1 2

1

1 1

x 2 (1 )

u z

    ta có hệ số dịch chỉnh : x1 = 0,38 và x2 = -x1 = -0,38

Đường kính trung bình của bánh nhỏ : dm1 = z1  mtm = 42,875 mm

Chiều dài côn ngoài :

2 2

e te 1 2

R = 0,5×m × z + z = 105,019 mm KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC

2

1 H

H H M ε 2

m1

2 T K u +1

σ = Z Z Z

0,85 d b u

  

  

  

Ta có : ZM = 274 Mpa1/3 (vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép) Với x1 + x2 = 0 thì ZH = 1,76

Z 4

3

 

   với α

1 2

1 1

ε =1,88-3,2× + 1, 7206

z z

 

 

 

Z = 0,8717

KH = KH  KH  KHv

Trong đó KH =1,17

KH = 1 (vì răng thẳng)

H m1

Hv

1 Hβ Hα

v ×b×d K =1+

2×T ×K ×K

Vận tốc vòng v =π×d ×nm1 1= 3,1878 m/s 60000

Theo bảng 6.13[1], dùng cấp chính xác 8.

CKM0789

m1

H H 0

d ×(u +1) v = δ ×g ×v×

u

Trong đó theo bảng 6.15[1], H = 0,006, theo bảng 6.16[1], g0 = 56

 vH = 7,8259

Bề dày răng b = Kbe  Re = 29,9304 mm

 KHv = 1,3872 Do đó KH = 1,623

 H = 374,1260 MPa > [H] = 368,1818 MPa

Vì chênh lệch nhỏ nên ta có thể tăng chiều rộng vành răng b = 29,9304  (374,1260 / 368,1818)2 = 30,9046

Chọn b = 31 mm

KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN UỐN

1 F ε β F1

F1

tm m1

2×T ×K ×Y ×Y ×Y σ = 0,85×b×m ×d KF = KF  KF  KFv

Trong đó

KF = 1 (vì răng thẳng)

F m1

Fv

1 Fβ Fα

v ×b×d K =1+

2×T ×K ×K Với Kbe 31 0, 2952

105, 019

  , tỉ số be

be

K ×u= 0,7065

2- K tra bảng 6.21[1]

được KF = 1,3

m1

F F 0

d ×(u +1) v = δ ×g ×v×

u

Trong đó theo bảng 6.15[1], F = 0,016, theo bảng 6.16[1], g0 = 56

 vF = 20,8691

 KFv = 1,9625 Do đó KF = 2,5513 Răng thẳng nên Y = 1

ε α

1 1

Y = = = 0,5812

ε 1,7206

1 v1

1

z = z = 25,7400 cosδ

CKM0789

 

 

1 1

2

2 1 2

1

= 54,7603MPa < = 166,25MPa

F F

F

F F F

F

Y

  Y

   

Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo

Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng côn : Chiều dài côn ngoài : Re = 105,019 mm

Môđun vòng ngoài : mte = 2 mm Chiều rộng vành răng : b = 31 mm Tỉ số truyền : u = 4,08

Góc nghiêng răng :  = 0

Số răng : z1 = 25 răng ; z2 = 102 răng Hệ số dịch chỉnh : x1 = 0,38 ; x2 = -0,38

Đường kính vòng chia ngoài : de1 = 50 mm ; de2 = 204 mm Góc côn chia : 1 = 13o46’18” ; 2 = 76o13’42”

Chiều cao răng : he = 4,4

Chiều cao đầu răng ngoài : hae1 = 2,76 mm ; hae2 = 1,24 mm Chiều cao chân răng ngoài : hfe1 = 1,64 mm ; hfe2 = 3,16 mm

Đường kính đỉnh răng ngoài : dae1 = 55,3613 mm; dae2 = 204,5904 mm

b) Tính toán bộ truyền cấp nhanh bánh răng côn răng thẳng Công suất P = 1,55 (kW)

Số vòng quay n1 = 311,74 (vg/ph) Mômen xoắn T1 = 47483,4798 (Nmm) Tỷ số truyền u = 3,4638

Thời gian làm việc Lh = 10000 giờ Chọn vật liệu

Bánh dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB1 200 Bánh bị dẫn : thép 45 Cr được tôi cải thiện HB2 180 Số chu kỳ làm việc cơ sở

NHO1 = 30  HB12,4 = 30  2002,4 = 9,99.106 chu kỳ NHO2 = 30  HB22,4 = 30  1802,4 = 7,76.106 chu kỳ NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kỳ

Số chu kỳ làm việc tương đương

mH

2 i

HE1 i i

max

N = 60.c. T .n .t T

 

 

 

= 60  1  1420  10000 = 85,2.10

CKM0789

NHE2 = 20,82.107 chu kỳ Tương tự

NFE1 = 85,2.107 chu kỳ NFE2 = 20,82.107 chu kỳ

Vì NHE1 > NHO1 ; NHE2 > NHO2 ; NFE1 > NFO1 ; NFE2 > NFO2

Nên KHL1 = KHL2 = KFL1 = KFL2 = 1 Giới hạn tiếp xúc và uốn các bánh răng :

0Hlim1 = 2  200 + 70 = 470 MPa

0Hlim2 = 2  180 + 70 = 430 MPa

0Flim1 = 1,75  200 = 350 MPa

0Flim2 = 1,75  180 = 315 Mpa Ứng suất tiếp xúc cho phép :

 H 0Hlim HL

H

σ .0,9

σ = ×K

S

Khi tôi cải thiện SH = 1,1

 H1

470×0,9

σ = = 384,5455 MPa

1,1

 H2

430×0,9

σ = = 351,8182 MPa

1,1

Vì  σH2 <  σH1 nên ứng suất tiếp xúc cho phép là

 σH =  σH2 = 351,8182 Mpa Ứng suất uốn cho phép là :

 F 0Flim FL

F

σ =σ ×K

S

Khi tôi cải thiện SF = 2

 F1

σ =350×1 = 175 MPa 2

 F2

σ =315×1 = 157,5 MPa 2

Xác định khoảng cách trục

Do bánh răng lắp không đối xứng các ổ trục nên ψ = 0,3÷0,5, chọn

CKM0789

 

1 Hβ

w a 3 2

ba H

a = K (u + 1) =130, 4555mm

ψ σ u

 

 

(Ka = 43 theo bảng 6.5[1]) Ta chọn aw = 160 mm

Xác định các thông số ăn khớp Bề rộng răng :

b1 = ba  a = 64 mm b2 = b2 + 5 = 69 mm Môđun pháp :

m = (0,01  0,02)  aw = 1,6  3,2 Chọn môđun pháp m = 2,5

Số răng :

Từ điều kiện 20o    8o suy ra:

o o

w w

1

n n

2 a cos8 2 a cos20

m (u ±1) z m (u ±1)

     

 

28,3961 z1 26,9458 Chọn z1 = 28 răng

 z2 = z1  u = 96,9864 Chọn z2 = 97 răng Tỉ số truyền : 2

1

u =z = 3,4643 z

Góc nghiêng răng : 2,5 (28 97) o

β =arccos =12,4293

21+ 60

   

 

 

KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN TIẾP XÚC

1 H

H H M ε 2

w w1

2 T K (u +1)

σ = Z Z Z

b u d

  

  

 

Ta có : ZM = 274 Mpa1/3 (vật liệu chế tạo cặp bánh răng bằng thép)

o

t tw

α = α = arctg tgα 20,4407 cosβ

 

 

 

b = arctg(cost/ tg) = 76,764o

b H

tw

2cosβ

Z = 0,8365

sin(2α )

w β

b sinβ

ε   =1,8909>1

CKM0789

Do đó : ε

α

Z 1 = 0,7688

 ε

trong đó α

1 2

1 1

ε 1,88 - 3,2 cosβ =1,6921

z z

  

   

 

 

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :

1 w1

d =m z = 71,68 mm cosβ

w1 1

π d n

v = = 1,17 m/s

60000

 

theo bảng 6.13[1] dùng cấp chính xác 9 Theo bảng 6.14[1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 m/s ta có KH = 1,13

Theo bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta có : H = 0,002; go = 73

w

H H o

v = δ g v a 1,1609

   u 

H w w1

Hv

1 Hβ Hα

v ×b ×d

K = 1+ = 1, 0472

2×T ×K ×K

KH = KH  KH  KHv = 1,3418

 H = 119,9241 MPa < [H] = 351,8182 MPa KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN UỐN

1 F ε β F1

F1

w w1

2×T ×K ×Y ×Y ×Y

σ = b ×m×d

Theo bảng 6.7[1], KF = 1,2718

Theo bảng 6.14[1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 m/s ta có KF = 1,37

Theo bảng 6.15[1] và 6.16[1] ta có : F = 0,006 go = 73

w

F F 0

v = δ ×g ×v× a 3, 4827 u 

F w 1

Fv

1 Fβ Fα

v × b × d

K =1+ = 1,1041

2×T ×K ×K

KF = KF  KF  KFv = 1,9237

 = 1,6921

Y = 1 /  = 0,591

CKM0789

 

 

1 1

2

2 1 2

1

= 28, 6435 MPa < = 157,5MPa

  

   

F F

F

F F F

F

Y Y

Vậy điều kiện bền uốn được đảm bảo

Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng Khoảng cách trục : aw = 160 mm

Môđun pháp : m = 2,5 mm

Chiều rộng vành răng : bw1 = 69 mm ; bw2 = 64 mm Tỉ số truyền : u = 3,4643

Góc nghiêng của răng :  = 12o25’45”

Số răng : z1 = 28 răng ; z2 = 97 răng Hệ số dịch chỉnh : x1 = x2 = 0

Đường kính vòng chia : d1 = 71,68 mm ; d2 = 248,32 mm Đường kính đỉnh răng : da1 = 76,68 mm ; da2 = 253,32 mm Đường kính đáy răng : df1 = 65,43 mm ; df2 = 242,07 mm c) KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BÔI TRƠN NGÂM DẦU

Ta có : h < H <1 R

3 Trong đó

h = 2,25  m + y  m = 2,25  2,5 + 0 = 5,625 1 R = 42,22

3

Một phần của tài liệu Đồ án thiết kế máy trộn thức ăn gia súc (Trang 27 - 35)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(81 trang)