tính toán động học hệ dẫn động, chương 3 doc

chng 3:

Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Theo công thức ( 6.65) :


F1
=
1
11
85,0
2
mtm
FF
dmb
YYYKT

;
trong đó :
+, T
1
= 25702 Nmm_ mômem xoắn trên trục chủ động ;
+, m
tm
= 1,97 mm_ môđun pháp trung bình ;
+, b=35 mm _ chiều rộng vành răng ;
+,d
m1
=49,25 mm_ đ-ờng kính trung bình của bánh chủ động ;
+,Y

_hệ số kể đến độ nghiêng của răng ; Y

=1(do răng thẳng) ;
+, với


=1,721 Y

=1/

=0,58 ;
+, Y
F1
:hệ số dạng răng ,tra bảng (6.18)@ ,ta có : Y
F1
=3,57 ;
Y
F2
=3,55(với x
1
= 0,3);
+, K
F
_hệ số tải trọng khi tính về uốn :
K
F
= K
F

.K

F

.K
Fv
;
K
F

:hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng
vành răng ; K
F

=1,16
K
F

: hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp
tra bảng (6.14) tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta đ-ợc : K
F

= 1,09 ;
K
FV
: hệ số tải trọng động suất hiện trong vùng ăn khớp :
K
F

=1+
F

.b.d
m1
/(2.T
1
.K
F

K
F

)
Theo 6.64 :
uudvg
mFF
/)1(.
10


Trong đó :
F
= 0,016 bảng (6.15)
g
0
= 56 bảng(6.16)

7,252,4/)12,4.(25,49.675,3.56.016,0
F

;
Do đó :

K
Fv
= 1 + 25,7.35.49,25/(25702.1,16.1,09 ) =1,68 ;
K
F
= 1,16. 1,09. 1,55 = 2,12 ;
Ta đ-ợc:
F1
= 1,82
25,49.97,1.35.85,0
57,3.1.58,0.12,2.25702.2
MPa < [
F1
] = 252
Mpa ;


F2
=
F1
.Y
F2
/Y
F1
=82,1. 3,55/3,57= 81,6 Mpa<[
F2
]
= 236,5 Mpa ;
Nh- vậy:điều kiện bền uốn đ-ợc đảm bảo .
6. Kiểm nghiệm răng về quá tải :

Theo (6.48) ,với hệ số quá tải : K
qt
= 1,6 :


Hmax
=
H
. 7,5476,1.433
qt
K MPa < [
H
]
max
=1260 Mpa
Theo (6.49) :

F1max
=
F1
.K
qt
= 82,1. 1,6 = 113,4 MPa < [
F1
]
max
= 464 Mpa


F2max

=
F2
.K
qt
= 81,6. 1,6 = 103,56 MPa < [
F2
]
max
=360 Mpa
thoả mãn ;
7. Các thông số và kích th-ớc bộ truyền bánh răng côn :
Chiều dài côn ngoài R
e
= 121,4 mm
Mô đun vòng ngoài m
te
= 2,25 mm
Chiều rộng vành răng b = 35 mm
Tỷ số truyền u
m
= 4,2
Góc nghiêng của răng
= 0
Số răng bánh răng z
1
=25 , z
2
= 105
Hệ số dịch chỉnh chiều cao x
1

= 0,3 , x
2
= - 0,3
Theo các công thức trong bảng 6.19 tính đ-ợc :
Đ-ờng kính chia ngoài d
e1
= 56,25 mm , d
e2
= 236,25 mm
Góc côn chia

1
=13
0
2333,
2
=76
0
3627
Chiều cao răng ngoài h
e
= 4,59 mm
Chiều cao đầu răng ngoài h
ae1
= 2,925 mm ,
h
ae2
= 1,575 mm
Chiều cao chân răng ngoài h
fe1

= 2,025 mm ,
h
fe2
= 3,357 mm
Đ-ờng kính đỉnh răng ngoài d
ae1
= 61,94 mm ,
d
ae2
= 236,98 mm
+, Tính lực ăn khớp:
N
d
T
FF
m
tt
7,1043
25,49
25702.2
.2
1
1
21

F
r1
= F
a2
= F

t1
.tg.cos
1
= 1043,7. tg20
o
.cos13
o
2333=
369,5 N;
F
a1
= F
r2
= F
t1
.tg.sin
1
= 1043,7. tg20
o
.sin13
o
2333= 88 N
;
B.Tính bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng
1.Chọn vật liệu : Do thống nhất hoá vật liệu nên chọn vật liệu cấp
chậm nh- đối với
cấp nhanh ( cặp bánh răng côn) :
Bánh nhỏ : Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241 . . 285
Có :

b1
= 850 MPa ;


ch 1
= 580 MPa.
Bánh lớn : Thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192 . . 240
Có :

b2
= 750 Mpa ;


ch 2
= 450 MPa.
Xác định ứng suất cho phép :
+, ứng suất tiếp xúc cho phép :





HLxHVRHHH
KKZZS


lim

;
+,ứng suất uốn cho phép :

FLFCxFSRFFF
KKKYYS


lim

;
Tính sơ bộ chọn :
Z
R
Z
V
K
xH
= 1


HHLHH
SK


lim

;
Y

R
Y
S
K
xH
= 1 và K
FC
=1 (do đặt tải một chiều)



FFLFF
SK.
lim



;
Vì cùng vật liệu và số vòng quay bánh trụ nhỏ bằng số vòng quay
bánh
côn lớn (vì cùng lắp trên trục).Do đó ta có:
N
Ho3
= 1,62.10
7
N
Ho4
= 1,40.10
7
N

HE3
=N
HE2
= 27,4.10
7
> N
HE4
= N
HE3
/u
2
= 7,61.10
7
K
HL3
= 1
K
HL4
= 1
N
FE3
=N
FE2
=24,2.10
7
> N
FE4
=N
FE3
/u

2
= 6,72.10
7
(N
FO
= 4.10
7
)

K
FL3
= 1
K
FL4
= 1
+, ứng suất tiếp xúc và uốn cho phép :
[

H
]
1
=509 Mpa [
F
]
1
= 252 Mpa
[

H
]

2
=481,8 Mpa [
F
]
2
=236,5 Mpa
+, ứng suất quá tải cho phép :
[

H
]
max1
= 1624 Mpa [
F
]
max1
= 464 Mpa
[

H
]
max2
= 1260 Mpa [
H
]
max2
= 360 Mpa
2. tính toán các thông số của cấp chậm
Bộ truyền bánh trụ răng thẳng :

MPa
HHH
8,481,min
21


+, Xác định sơ bộ khoảng cách trục: a
w2
= K
a
(u
2
+1)

3
1
2

.
baH
HII
u
KT

Với: T
2
: Mômen xoắn trên trục bánh chủ động, N.mm ; T
2
=
104796 Nmm
K
a
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng .
Theo bảng( 6.5) tttk hdđ cơ khí tập 1,ta có : K
a
= 49,5
K
H

: Hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng trên
chiều rộng vành răng;
Hệ số

ba
= b
w
/a
w
là hệ số chiều rộng bánh răng theo bảng
6.6 do bộ truyền đặt đối
xứng nên chọn

ba
= 0,3 ;
Theo (6.16) tttk hdđ cơ khí tập 1 :


bd
=0,53
ba
(u
2
+1) = 0,53.0,3(3,6 +1 ) = 0,7314
Tra bảng(6.7) tttk hdđ cơ khí tập 1 , ta có: K
H

= 1,03
Thay số ta định đ-ợc khoảng cách trục :
a
w2
= 49,5.(3,6+1).
3
2
3,0.6,3.8,481
03,1.104796
171,92 mm
Lấy a
w2
= 170 mm
+, Các thông số ăn khớp:
Mô đun pháp : m = ( 0,01 0,02 ) a

2
= 1,70 3,40 mm
Theo dãy tiêu chuẩn bảng 6.8 ; chọn m = 2,5 mm
Số răng bánh nhỏ (bánh 3) : Z
3
= 2 a

2
/ m(u
2
+1) = 2.170/
3.(3,6 + 1) = 29,56 răng
ta lấy Z
3
= 30 răng
Số răng bánh lớn (bánh 4) : Z
4
= u
2
.Z
3
= 3,6. 30 = 108 răng

Do vậy tỷ số truyền thực : u
m
= Z
4
/ Z
3
= 108/30 = 3,6

Tính lại : a
w2
= m(Z
3
+Z
4
)/2=2,5.(108+30) /2= 172,5 mm
Chọn a
w2
= 170 mm ,do đó để đảm bảo khoảng cách trục cần
dịch chỉnh :
1)10830(5,0
5,2
170
)(5,0
43
zz
m
a
Y
w
K
Y
=1000.y/z
t
=1000(-1)/138=-7,2
dựa vào bảng 6.10a ,đ-ợc K
x
=- 0,35

y = K
x
.z
t
/1000 = - 0,05
Tổng dịch chỉnh : X
t
=Y+ y = -1,05
vậy hệ số dịch chỉnh :





5,0138/)1).(30108()05,1(5,0/).(5,0
341

tt
ZYZZXX
X
2
= X
t
- X
1
=(-1,05)-(-0,5) = - 0,55
Góc ăn khớp : cos

tw
= Z

t
.m .cos /(2. a
w
)=138. 2,5. cos20
o
/(2.
170)


tw
=17
o
3220
+, Chiều rộng bánh răng : b
w
=
ba
.a
w
= 0,3. 170 = 51 mm ;
chọn b =55 mm
+, Chiều rộng vành răng : d
w3
= m. Z
3
= 2,5. 30 = 75 mm
d
w4
= m .Z
4

= 2,5. 108 = 270 mm
+, Lực ăn khớp : khi ăn khớp lực ăn khớp đ-ợc chia làm 2 thành
phần :
F
t3
= F
t4
=2.T
2
/d
w3
=2.104796/75 = 2793,8 N
F
r3
= F
r4
= F
t3.
tg
tw
/cos = 2793,8. tg(17
o
3220)/cos0
o
=883 N