đồ án: thiết kế trạm dẫn động băng tải, chương 5 docx

Chng 5:
Tính toán bộ truyền cấp chậm (Bộ
truyền bánh răng trụ răng thẳng)
a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Khoảng cách trục a
w
đ-ợc xác định theo công thức 6.15a
3
2
2
2
22
][
.
)1(
baH
H
aw
i
KT
iKa



(mm)
Trong đó:
K
a
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng
và loại răng
Ta bảng 6.5 chọn K

a
= 49,5
(MPa
1/3
)
T
2
: Mômen xoắn trên trục chủ động
T
2
= 254745
(Nmm)

ba
: Hệ số chiều rộng bánh răng
Tra bảng 6.6, chọn

ba
= 0,4

bd
= 0,53
ba
(i
bc
+ 1) = 0,53.0,4(2,79 + 1) =
0,8
K
H

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc.
Theo bảng 6.7 và

bd
ta chọn theo sơ đồ 3 K
H

= 1,12
4,181
4,0.79,2.8,531
12,1.254745
).179,2.(5,49
3
2
2

w
a (mm)
Lấy a
w2
= 181 (mm)
b) Xác định thông số ăn khớp
+) Xác định môđun
Theo công thức 6.17 ta có
m = (0,01
0,02)a
w
= (0,01 0,02).181 = (1,81 3,62)
(mm)

Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế, chọn môđun
tiêu chuẩn của bánh răng cấp chậm bằng môđun ở cấp nhanh nên ta
chọn m = 2.
+) Xác định số răng, góc nghiêng

và hệ số dịch chỉnh x
Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng thì = 0
Theo công thức 6.19, ta có số răng bánh nhỏ
76,47
)179,2(2
181.2
)1(
2
2
1





im
a
z
w
lấy z
1
= 48 (răng)
z
2
= i.z

1
= 2,79.48 = 133,92 lấy z
2
= 134 (răng)
Tỉ số truyền thực tế là i
m
= 134/48 = 2,792
Ta tính lại khoảng cách trục a
w
theo công thức 6.21
a
w
= m(z
1
+ z
2
)/2 = 2.(48 + 134)/2 = 182 (mm)
Do a
w
là một số nguyên nên ta lấy a
w2
= 182 mm và không
cần dịch chỉnh.
c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 6.33, ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm
việc:
2
2
2

)1( 2

ww
H
HMH
dib
iKT
ZZZ




(MPa)
Trong đó:
b
w
: Chiều rộng vành răng
b
w
=
ba
.a
w2
= 0,4.182 = 72,8
(mm)
Z
M
: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng
ăn khớp
Tra bảng 6.5 ta đ-ợc Z

M
= 274 (MPa
1/3
)
Z
H
: Hệ số kể đến hình dạng tiếp xúc, tra bảng 6.12 ta
đ-ợc Z
H
= 1,76
Ta có:


= b
w
sin/(m.) : Hệ số trùng khớp dọc
tính theo CT 6.37


= 0 , do sin = sin0 = 0


= [1,88 - 3,2.(1/z
1
+ 1/z
2
)]/cos : Hệ số trùng
khớp ngang, tính theo CT 6.38b

= [1,88 - 3,2.(1/48 + 1/134)]/1 = 1,82
Z

: H.số kể đến sự trùng khớp của răng, tính theo
công thức 6.36a
85,03/)82,14(3/)4(


Z
K
H
: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, xác định
theo CT 6.39
K
H
= K
H

.K
H

.K
Hv
K
H

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc K
H

=
1,12
Theo công thức 6.40, ta xác định vận tốc vòng:
v =
d
w2
.n
2
/60000 = [.95,46.142,4]/60000 = 0,71
(m/s)
d
w2
= 2a
w2
/(i
m
+ 1) = 2.182/(2,792 + 1) = 96
(mm)
K
H

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho
các đôi răng đồng thời ăn khớp, tra bảng 6.14 ta
đ-ợc K
H

= 1,13
K
Hv
: Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng

ăn khớp, tinh theo công thức 6.41
03,1
13,1.12,1.254767.2
96.8,72.51,2
1
2

1
2


HH
wwH
Hv
HKT
dbv
K
Trong đó : 51,2
792,2
182
.71,0.73.006,0
2
0

bc
w
HH
i
a
vgv

(m/s)

H
là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn
khớp, tra bảng 6.15 ta đ-ợc
006,0
H

0
73
g

tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh
h-ởng của sai lệch các b-ớc răng 1 và 2.
K
H
= 1,12.1,13.1,03 = 1,3
83,470
96.792,2.8,72
)1792,2(3,1.254745.2
.85,0.76,1.274
2



H

(MPa)
Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép

Theo công thức 6.1, với v = 0,71 (m/s) < 5 (m/s)
Z
v
= 1
Với cấp chính xác động học là 9, ta chọn cấp chính xác về
mức tiếp xúc là 8, khi đó cần gia công độ nhám R
a
= 2,5
1,24 m, do đó Z
R
= 0,95
Với d
a
< 700 mm nên K
xH
= 1
Theo công thức 6.1 và 6.1a ta có:
[

H
] = [
H
].Z
v
.Z
R
.Z
xH
= 531,8.1.0,95.1 = 505,21
(MPa)

Nh- vậy,

H
< [
H
], nh-ng chênh lệch này nhỏ do đó có thể
giảm chiều rộng răng:
b
w
=
ba
.a
w
.(
H
/[
H
])
2
= 0,4.182.(470,83/505,21)
2
=
63,23 (mm)
Ta chọn b
w
= 63 (mm).
d) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo công thức 6.43 và 6.44 ta có

F1

= 2T
1
K
F
Y

Y

Y
F1
/(b
w
d
w1
m)
(MPa)

F2
=
F1
.Y
F2
/Y
F1
(MPa)
Trong đó:
T
1
= 245745 : Mô men xoắn trên bánh chủ động,
(Nmm)

m = 2 : Mô đun pháp tuyến, (mm)
b
w
= 63 : Chiều rộng vành răng, (mm)
d
w2
= 96 : Đ-ờng kính vòng lăn bánh chủ động, (mm)
Y

= 0,55 : Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, Y

=
1/


Y

= 1 : Hệ số kể đến độ nghiêng của răng, Y

= 1 -
/140
Y
F1
, Y
F2
: Hệ số dạng răng của bánh 1
K
F
: Hệ số tải trọng khi tính về uốn
Số răng t-ơng đ-ơng:

z
v1
= z
1
/cos
3
= 48/cos
3
0 = 48
z
v1
= z
1
/cos
3
= 134/cos
3
0 = 134
Tra bảng 6.18 ta đ-ợc:
Y
F1
= 3,65; Y
F2
= 3,6
Theo công thức 6.45 ta có
K
F
= K
F

.K
F

.K
Fv
Trong đó:
K
F

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng, tra bảng 6.7 ta đ-ợc K
F

=
1,24
K
F

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho
các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn, tra
bảng 6.14 với vận tốc vòng v = 0,71 m/s < 2,5 m/s
và cấp chính xác 9
K
F

= 1,37
Theo công thức 6.47
7
545,2
182

.71,0.73.016,0
2
0

bc
w
FF
i
a
vgv

(m/s)
Trong đó:

F
là hệ số kể đến ảnh h-ởng của các sai số ăn khớp, tra
bảng 6.15 ta đ-ợc

F
= 0,016
0
73
g

tra theo bảng 6.16, là hệ số kể đến ảnh h-ởng của
sai lệch các b-ớc răng 1 và 2.
05,1
37,1.24,1.245745.2
96.63.7
1

2

1
2
2


FF
wwF
Fv
HKT
dbv
K
K
F
= 1,37.1,24.1,05 = 1,78
Thay các số liệu vào 6.43 và 6.44 ta đ-ợc

F1
= 2.245745.1,78.0,55.1.3,65/(63.96.2) = 145,2
(MPa)

F2
= 145,2.3,6/3,65 = 143,2
(MPa)
Với m = 2
Y
S
= 1,08 - 0,0695ln(2) = 1,03; Y
R

= 1 (bánh
răng phay); K
xF
= 1 (d
a
< 400mm)
Do đó, theo công thức 6.2 và 6.2a ta có:
[

F1
] = [
F
]
1
.Y
R
.Y
S
.Y
xF
= 252.1.1,03.1 = 259,56
(MPa)
[

F2
] = [
F
]
2
.Y

R
.Y
S
.Y
xF
= 236,5.1.1,03.1 = 243,6
(MPa)
Nh- vậy

F1
< [
F1
] và
F2
< [
F2
] nên bài toán đ-ợc thỏa mãn.
e) Kiểm nghiệm răng về quá tải
Theo công thức 6.48, với K
qt
= T
max
/T = 1,4:

Hmax
=
H
.
qt
K = 470,83. 4,1 = 557,1 < [

H
]
max
= 1260
(MPa)
Theo công thức 6.49

F1max
=
F1
.K
qt
= 259,56.1,4 = 363,38 < [
F
]
1max
= 464
(MPa)

F2max
=
F2
.K
qt
= 243,6.1,4 = 341,04 < [
F
]
1max
= 360
(MPa)

Vậy điều kiện về quá tải thỏa mãn. Do đó ta chấp nhận kết
quả trên.
g) Các thông số và kích th-ớc bộ truyền
Khoảng cách trục a
w2
= 182 mm
Mô đun pháp m = 2 mm
Chiều rộng vành răng b
w
= 63 mm
Tỉ số truyền i
bn
= 2,792
Góc nghiêng của răng
= 0
0
Số răng bánh răng z
1
= 48 răng ; z
2
= 143 răng
Hệ số dịch chỉnh x
1
= 0 ; x
2
= 0
Theo các công thức trong bảng 6.11, tính đ-ợc:
Đ-ờng kính vòng chia d
1
= 96 mm ; d

2
= 268 mm
Đ-ờng kính đỉnh răng d
a1
= 100 mm ; d
a2
= 272 mm
Đ-ờng kính đáy răng d
f1
= 91 mm ; d
f2
= 283 mm