đồ án môn học thiết kế chi tiết máy, chương 3 potx

Chng 3:
Các thông số hình học chủ yếu của
bộ truyền
Mô đun pháp tuyến:
m
n
= 1.8 (mm)
Số răng:
Z
1
=21 ; Z
2
= 115
Góc ăn khớp

n
= 20
0
Đ-ờng kính vòng chia:
d
1
= m
s
*Z1 = m
n
*Z
1
/soc = 1.8*21/0.985=43 (mm)
d
2
= m

s
*Z2 = m
n
*Z
2
/ soc =234 (mm)
Khoảng cách trục: A = 127 (mm)
Chiều rộng bánh răng: b = 55 (mm)
Đ-ờng kính vòng đỉnh:
D
e1
= d
1
+ 2m
n
= 43+2*1.8 = 47 (mm)
D
e2
= d
2
+2m
n
= 234 +2*1.8= 238(mm)
13).
Tính lực tác dụng lên trục:
Lực vòng:

)(39.1235
43*960
67.2*10*55.9*2

*
*10*55.9*2
2
6
11
6
N
dnd
M
P
x


Lực h-ớng tâm:
P
r
= Pn tg20
0
/soc= 400 (N)
P
a
=P*tg10
0
=196 (N)
B. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm
1). Chọn vật liệu chế tạo
Bánh nhỏ là thép th-ờng hoá có:


b

=580 (N/mm),
ch
=290(N/mm),HB=190.
(phôi rèn, giả thiết đ-ờng kính phôi = 100-300 mm)
Bánh lớn là thép 35 th-ờng hoácó:


b
=450(N/mm),
ch
=240(N/mm),HB=160.
2)
Định ứng tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.
-Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:
Số chu kỳ làm việc của bánh răng đ-ợc tính theo công thức sau:
N
td
=
Tini
M
Mi
u .
max
60
2

Trong đó:
u: Số lần ăn khớp của 1 răng khi bánh răng quay đ-ợc 1
vòng
M
i
, n
i
,T
i
: Mô men xuắn, Số vòng quay trong một phút, Tổng thời
gian làm việc ở chế độ i
Mmax : Mô men lớn nhất tác dung lên bánh răng (không tính mô
men quá tải trong thời gian ngắn)
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn :
N
2
=5*290*8*60*41.25 =28.71*10
6
>No
- Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ:
vậy đ-ơng nhiên là số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ cũng lớn
hơn số chu kỳ cơ sở N
0
=10
7
.
N
1

= i. N
2
= 4.23*28.71*10
6
=121.4*10
6
.
Do N
1
và N
2
đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đ-ờng cong mỏi
tiếp xúc nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn
lấy K
N

= 1
ứng suất tiếp xúc của bánh răng tính theo công thức sau:
[
]tx =[]
Notx
*K

N
(CT 4/38)
[
]
Notx
: ứng suất tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài
[N/mm

2
]
- ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ:
[
]
tx1
= 2.6*190= 494(N/mm
2
)
- ứng suất tiếp xúc của bánh lớn:
[
]
tx2
= 2.6*160 = 416 (N/mm
2
)
Để tính sức bền ta dùng thông số [
]
tx2
= 416(N/mm
2
)
- ứng suất uốn cho phép:
Để xác định ứng suất uấn cho phép lấy hệ số an toàn n =
1.5 và hệ số tập chung ứng suất ở chân răng K

= 1.8 .(Vì là phôi
rèn và thép th-ờng hoá )
Giới hạn mỏi của thép 45 là:

-1
= 0.43*580= 249.4 (N/mm
2
)
Giới hạn mỏi của thép 35 là:

-1
= 0.43*480=206.4(N/mm
2
)
Ưng suất uấn của bánh răng tính theo công thức sau:




Kn
K
Kn
K
NN
u
*
**)6.14.1(
*
*
][
""
1
''
0

( Do ứng suất thay đổi theo chu kỳ mạch động)
Đối với bánh nhỏ:

)
2
/(5.138
8
.
1
*
5
.
1
4.249*5.1
1
][
mmN
u

đối với bánh lớn:

)
2
/(6.114
8
.
1

*
5
.
1
4.206*5.1
2
][
mmN
u

3). Chọn sơ bộ hệ số tải trọng:
k = 1.3
4).
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :

A
= 0. 4
5
). Tính khoảng cách trục A.

3
3
*
*
2
][*
6
10*05.1
)1(
n

Nk
tx
i
iA











)(214
3
25.414.0
43.23.1
2
)
4.23416
6
1005.1
()123.4( mmA

Chọn khoảng cách trục : A= 214 (mm)
6).
Tính vân tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
V =
)1(*1000*60
2
2

t
i
nA

= )/(75.0
)123.4(*1000*60
54.174*214*14.3*2
sm

Với vận tốc vòng trên có thể chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng
: 9
7).
Xác định chính xác hệ số tải trọng K :
Ta có :
K= Ktt*Kđ.
Do tải trọng thay đổi có thể tính Ktt gần đúng theo công thức sau :
Ktt = (Kttb +1)/2
Chiều rộng bánh răng :
b =

A

*A= 0.4*214= 86 (mm)
Đ-ờng kính vòng lăn bánh răng nhỏ:
d
1
=2A/(i+1)=2*214/(4.23+1)=82(mm).
Do đó

d
= b/d
1
= 86/82 =1.05.
Tra bảng ta đ-ợc: Với

d
= 1.05 thì K
ttb
= 1.29
Hệ số tập trung tải trọng thực tế:
K
tt
= (1.29+1)/2 = 1.15
Hệ số tải trọng động:
K
d
= 1.1
Hệ số tải trọng :
K = K
d
.K
tt

= 1.1*1.15=1.265 .
Hệ số tải trọng chênh lệch không nhiều so với dự đoán , do đó
không phải tính lại khoảng cách trục A :
Lấy chính xác A = 214 (mm)
8).
Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng:
Mô đun pháp:
m
n
= (0.010.02)A = (2.144.28) (mm)
Lấy m = 3
Chọn sơ bộ góc nghiêng
=10
0
suy ra cos = 0.985.
Số răng bánh nhỏ :
Z
1
=2A/ m(i+1) = 2*214/(4.23+1) = 26.81
Lấy số răng bánh nhỏ bằng 27 răng.
Số răng bánh lớn :
Z
2
= i.Z
1
= 4.23*27 = 114 (răng)
Chiều rộng bánh răng b = 86(mm).
9).
Kiểm nghiệm sức bền uấn của răng.
Hệ số dạng răng:

+Bánh nhỏ: y
1
= 0.429
+Bánh lớn : y
2
= 0.517
Kiểm tra ứng suất uốn (CT 3-35) đối với bánh răng nhỏ :

u1
=
1
][5.13823.41
54.174*27*
2
3*429.0
67.2*265.1*
6
10*1.19
2
.
1
.
2
.
1

6
10*1.19
2
u

bnZmy
Nk

Đối với bánh lớn:

u2
=
u1
*y
1
/y
2
= 34.21 <114.6 =[
u2
].
10).
Kiểm nghiệm sức bền của răng trong tr-ờng khi chịu quá
tải đội ngột trong thời gian ngắn.
ứng suất tiếp xúc cho phép cho theo công thức (CT 3-43).
+Bánh nhỏ:
[
]
txqt1
= 2.5*[]
NOTX
=2.5*494 = 1235 (N/mm
2
)
+Bánh lớn:
[ ]

txqt2
= 2.5*416 = 1040 (N/mm
2
)
ứng suất uấn cho phép khi quá tải (CT3-46).
+Bánh nhỏ:
[
]
uqt1
= 0.8*[]
ch1
= 0.8*290 = 232 (N/mm
2
)
+Bánh nhỏ:
[
]
uqt2
= 0.8*240 = 192 (N/mm
2
)
Kiểm nghiệm -ng suất tiếp theo công thức:
][
txqtqt
kx
txqt

tx

)/(279
*54.174*86
67.2*265.1*
3
)123.4(
23.4*214
6
10*05.1
][
2
*
***
3
)1(
*
6
10*05.1
][
2
mmN
txqt
nb
qt
KNKi
iA
txqt

Ưng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn ứng suất tiếp xúc cho
phép quá tải của bánh 1 và bánh 2 nên đảm bảo điều kiện bền về
tiếp xúc .
Kiểm nghiệm ứng suất uấn sinh ra khi quá tải là:

uqt
=

Kqt*
u
<[]
uqt
Bánh nhỏ:

uqt1
=

Kqt*
u1
= 1.8*41.23 = 74.21 < 232 = []
uqt1
Bánh lớn:

uqt2
= Kqt*
u1

=1.8*34.21 = 61.578 < 192= []
uqt2
11). Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:
Mô đun pháp tuyến:
m = 3 (mm)
Số răng:
Z
1
=27 ; Z
2
= 114
Góc ăn khớp

n
= 20
0
Đ-ờng kính vòng chia:
d
1
= 3*27 = 81(mm)
d
2
= 3*114 = 342 (mm)
Kho¶ng c¸ch trôc: A = 214(mm)
ChiÒu réng b¸nh r¨ng: b = 86(mm)
§-êng kÝnh vßng ®Ønh:
D
e1
= d
1

+ 2m = 81 + 2*3 = 77 (mm)
D
e2
= d
2
+2m = 342 +2*3= 348(mm)
§-êng kÝnh vßng ch©n r¨ng:
D
i1
= d
1
- 2.5 x m = 81- 2.5*3=73.5(mm)
D
i2
= d
2
- 2.5 x m = 334.5(mm)