bài giảng môn học thiết kế hệ thống tự động cơ khí, chương 4 ppsx

Chương 4:
TÍNH TOÁN TRUYỀN
ĐỘNG BÁNH RĂNG
I) Chọn vật liệu:
Ta chọn vật liệu cặp bánh răng này vật liệu như nhau,
bảng ( 6-1)-[1].

 Bánh răng nhỏ thép 45, tôi cải thiện có độ rắn
HB
1
= 241 285 có 
b1
= 850 Mpa; 
ch1
= 850 Mpa.

 Bánh lớn thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB
2
=
192…240 có
2b

= 730 Mpa;
2ch

= 430 Mpa
II)
Ứùng suất cho phép :
a). ứng suất tiếp xúc cho phép
HB = 180 350.
0

lim
H

= 2 HB + 70 ; S
z
= 1.1 : hệ số an toàn

Flim
= 1.8HB ; S
F
= 1.75 :hệ số an toàn
Chọn độ rắn bánh răng nhỏ HB
1
= 245
Chọn độ rắn bánh răng lớn û HB
2
= 230
khi đó :

H lim1
= 2HB
1
+70 =560 MPA

Flim1
= 1.8HB
2
=441 MPA

H lìm2

= 414 MPA

Flim2
=470 MPA
+
Hệ số tuổi thọ
K
HL
=
H
m
HE
HO
N
N
Với HB  350  m
H
= 6 (m
H
: bậc của đường cong
mỏi).
 N
HO
: số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về
tiếp xúc
N
HO
= 30
4,2
HB

= 30* 230
2.4
= 1.4 10
7
 Thời gian làm việc tính bằng giờ
T

=21*365*A**K
n
*K
ng
Trong đó A = 10 năm
K
n
= 0.5 : hệ số tuổi thọ
K
ng
= 0.67 : hệ số sử dụng theo ngày
 T

= 29346 (giờ)

 Theo (6-7)-[1], ta có :
N
HE
=60*c*(T
i
/T
max
)

3
*n
i
*t
i
C = 1, Cặp bánh răng ăn khớp
n
i
: Vận tốc làm việc của trục thứ i
t
i
: Thời gian làm việc trong một chu
kỳ
T
i
: Mômen xoắn thứ i trong một chu kỳ
T
max
: Mômen lớn nhất trong một chu
kỳ
Vậy:
N
HE
= 60*1*143.28*29346(1
2
*0.6+0.5
3
*0.2
+0.3
3

*0.2)
=15.9 10
7
 N
HE1
> N
HO1
 ta chọn N
HE 1
=1
Tương tự ta có:
 N
HE2
>N
HO2
 K
HL2
= 1
Như vậy theo (6- 2)[1], ta xác đòng sơ bộ
{

H
} = 
Hlim
.K
HL
/S
H
{
H1

} = 560/1.1 = 509 (Mpa)
 {
H2
} = 470/1.1 = 445 (MPa)
Vì đây là cặp bánh răng trụ răng thẳng nên ứng suất
tiếp xúc cho phép là: {

H
} = min({
H1
} ; {
H2
}) =
445 MPa
b) Ứng suất uốn khi quá tải

f
=
Flim
.K
HL
.K
FC
/S
F
Theo (6-7)-[1], ta có:
N
FE
= 60 . C .
F

m
i
T
T









max
.n
i
. t
i
Trong đó: n
i
: Vận tốc làm việc của trục
thứ i
t
i
: Thời gian làm việc trong
một chu kỳ
T
i
: Mômen xoắn thứ i trong
một chu kỳ

T
max
: Mômen lớn nhất trong
một chu ky
m
F
= 6

 N
FÉ1
= 60*1*29346*143.28(1
6
*0.6+0.5
6
*0.2+0.3
6
*0.2)
=15.9 10
7
với N
FE1
> N
Feo
; ta chọn K
FL1
= 1
Tương tự ta có : N
FE2
> N
FEo

ta chọn K
FL2
= 1
Theo (6-2a) –[1], Với bộ truyền quay hai chiều
chọn K
FC
= 0.8
Vậy với các số liệu như trên ta tính được :
{

F1
} = 201.6 MPa
{

F2
} = 189.1 MPa
c)
Ứng suất uốn khi quá tải



maxH

= 2,8 .
2ch

= 2,8 . 450 = 1260 Mpa




1maxF

= 0,8 .
1ch

= 0,8 . 580 = 464 Mpa



2maxF

= 0,8 .
2ch

= 0,8 . 450 = 360 Mpa
III)
xác đònh những thông số cơ bản của bộ truyền
1) Tính toán bộ tryền bánh răng cấp nhanh
a) Khoảng cách trục:
a
w
= k*a*(u
1
+1)
3
 
baH
H
u
KT



.
2
1

 K
a
= 49.5: Hệ số phụ thuộc vật liệu làm
bánh răng trụrăng thẳng (thép – thép).

 T
1
= 48645 N.mm

 [
H
] = 481,81 Mpa

 Tỉ số truyền u = 6.7


ba

= 0,3 (răng thẳng không đối xứng),
(bảng 6-6)-[1].

 K
H


:hệ số kể đến sự phân bố không
đều tải trọng
bd

= 0,5.
ba

(u+1) = 1.223
với
bd

= 1.223  tra bảng ( 6.7 )-[1], sơ đồ 5
 K
H

= 1,2
a
w
= 49.5*(6.7+1)
3
2
3.0*7.6445
2.1*48645
= 201 (mm)
b.) Xác đònh cáa thông số ăn khớp:
Mô đun m = (0,01…0,12)a
w
= 2.01…4.02
chọn m = 3
Số răng Z

1
=
)1(
.2
um
a
w
= 4.17
6
.
7
*
3
201*2

 chọn Z
1
= 17
Z
2
= u.Z
1
= 6.7*17 = 113.9

 chọn Z
2
=114

 Tính lại khoảng cách trục:
a

w
=
2
)(
21
ZZm 
= )(5.196
2
)17114(*3
mm

 Xác đònh hệ số dòch chỉnh :
y =
0(5.0
)21
 ZZ
m
a
w
Vậy đây là cặp bánh răng không dòch chỉnh  K
y
= 0, x
t
=0
+ Góc ăn khớp
cos
tw

=
w

a
ZZ
.2
21

m.cos
tw

 cos
tw

= 0.93969;
tw

=20
0
+ Tính lại tỷ số truyền thực:
u
1
= 114/17 =6.7