thiết kế hệ thống dán thùng tự động, chương 4 ppsx

Chương 4: Tính toán các bộ truyền
bánh răng
1) Chọn vật liệu chế tạo bánh răng :
- Vật liệu phải thỏa điều kiện về độ bền tiếp xúc (tránh tróc
rỗ, mài mòn, dính…) và độ bền uốn. Do không yêu cầu gì đặc
biệt và theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế, ta chọn
vật liệu hai cấp bánh răng như nhau. Theo bảng 6.1[3] ta chọn :
+Bánh nhỏ: Thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn: HB241÷285, có
giới hạn bền

b
=850(Mpa) và

ch
=580(Mpa).
+Bánh lớn: Thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn: HB192÷240 có
giới hạn bền

b
=750(Mpa) và

ch
=450(Mpa).
2) Phân phối tỉ số truyền
: u
h
=12 cho 2 cấp, theo bảng3.1[3]
ta có : u
1
=4,32 và u
2

=2,78
3) Xác đònh ứng suất cho phép
:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép :
[

H
]=
0

Hlim
K
HL
Z
R
Z
V
K
L
K
xH
/S
H
- Tra bảng 6.2[3] với thép 45 tôi cải thiện có độ rắn
HB180÷350 ta có :
0

Hlim
=2HB+70
+S

H
=1,1(hệ số an toàn phụ thuộc vào phương pháp nhiệt
luyện)
+
0

Flim
=1,8HB
+S
F
=1,75 (hệ số an toàn trung bình).
- Chọn độ rắn của bánh nhỏ: HB
1
=245; độ rắn của bánh
lớn: HB
2
=230
0

Hlim1
=2.245+70=560 (MPa)
0

FLim1
=1,8.245=441(MPa)
0

HLim2
=2.230+70=530(MPa)
0


Flim2
=1,8.230=414(MPa)
+Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở : N
HO
=30
4.2
HB
H
Ta có: N
HO1
=30.(245)
2,4
=1,6.10
7
N
HO2
=30.(230)
2,4
=1,39. 10
7
Do bộ truyền chòu tải trọng tónh :
N
HE
= N
FE
= N = 60cn

t
Với c , n ,


t lần lượt là số lần ăn khớp trong một vòng quay
, số vòng quay trong một phút và tổng thời gian làm việc của
bánh răng đang xét .
+c=1
+n
1
=1378 vòng/phút
+n
2
=318,98 vòng/phút
+Bộ truyền làm việc 2 ca trong 1 ngày, ca 8 giờ và sử dụng
300 ngày trong 1 năm, thời gian phục vụ 5 năm.

t =2.8.300.5=24000 (giờ)
Ta có : N
HE2
=N
FE2
=60.1.1378.24000=1,98.10
9
N
HE3
= N
FE3
=60.1.318,98.24000=0,46.10
9
Vậy : N
HE1
> N

HO1
, ta có K
HL1
=1
N
HE2
> N
HO2
, ta có K
HL2
=1
- Sơ bộ ta xác đònh được ứng suất tiếp xúc cho phép (sơ bộ
lấy Z
R
Z
V
K
L
K
xH
=1):
[
H

]=
0

Hlim
.K
HL

/S
H
[
H

]
1
=560.1/1,1=509(Mpa).
[
H

]
2
=530.1/1,1=481,8(Mpa).
- Với cấp nhanh và cấp chậm ta đều sử dụng bánh răng
thẳng , do đó theo công thức (6.12[3]) , ta có :
[
H

]=min([
H

]
1
,[
H

]
2
)=481,8(MPa).

- Ứng suất uốn cho phép:
[
F

]=

0
Flim
K
Fc
K
FL
Y
R
Y
x
Y

/S
F
Lấy sơ bộ: Y
R
Y
x
Y

=1; K
Fc
=1: vì bộ truyền quay 1 chiều.
[

F

]
1
=441.1.1/1,75=252 (Mpa)
[
F

]
2
=414.1.1/1,75=236,6 (Mpa)
- Ứng suất tải cho phép :
[
H

]
max
=2,8
ch

[
F

]
max
=0,8
ch

Suy ra : [
H


]
1max
=2,8
1ch

=2,8.580=1624 Mpa
[
H

]
2max
=2,8
2ch

=2,8.450=1260 Mpa
[
F

]
1max
=0,8
1ch

=0,8.580=464 Mpa
[
F

]
2max

=0,8
2ch

=0,8.450=360 Mpa
4) Tính bộ truyền cấp nhanh bánh răng thẳng
:
a) Tính sơ bộ khoảng cách trục a
w
:
a
w1
=K
a
(u
1
+1)
3
1
2
1
][
baH
H
u
KT


+T
1
=401,96 (Nmm) - moment xoắn trên trục I

+u
1
=4,32 : tỷ số truyền
+K
H

: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, K
H

=1,12 (bảng
6.7[3])
+
ba

=0,315: hệ số chiều rộng bánh răng.
Ta có:
bd

=0,53
ba

( u
1
+1)=0,53.0,315(4,32+1)=0,88
+K
a
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng. Với
thép ta có : K
a

=49,5 (răng thẳng)
Ta có : a
w1
=49,5(4,32+1)
3
2
32,4.8,481.315,0
12,1.96,401
=29,64 (mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : a
w1
=40 (mm)