thiết kế hệ thống dẫn động cho băng tải, chương 3 potx

Chương 3: Thiết kế bộ truyền bánh răng
trụ răng thẳng
a. Các thông số và điều kiện làm việc:
Số vòng quay bánh dẫn:
br1
n 2880(v/ ph)
=
Tỉ số truyền :
br
u 2,4
=
Công suất truyền:
br1
P 3,78(kW)
=
Mômen bánh dẫn:
br1
T 12533,5(N.mm)
=
Tuổi thọ:
h
L 38400
= (giờ)
Điều kiện làm việc: một chiều, 2 ca, tải va đập nhẹ.
Bộ truyền kín, được bôi trơn tốt.
b.Tính toán thiết kế:
Do bộ truyền kín, được bôi trơn tốt nên tính toán theo độ bền tiếp
xúc.
b.1Vật liệu và ứng suất tiếp cho phép:
Chọn vật liệu:
Bánh dẫn( bánh nhỏ): Thép 45 tôi cải thiện đạt:

HB(241…285)(
1
HB 260MPa
= ),
b1 ch1
σ 850(MPa),σ 580(MPa)
= =
Bánh bị dẫn( bánh lớn): Thép 45 tôi cải thiện đạt:
HB(192…240)(
2
HB 225MPa
= ),
b2 ch2
750(MPa), 450(MPa)
= =
ng sut cho phộp:
Cụng thc chung:
[ ]
HL
H 0Hlim
H
0,9.K
.
s
=
Vi bỏnh dn: theo ti liu tham kho (1)
Gii hn mi tip xỳc:
0H lim1 1
2.HB 70 2.260 70 580(MPa)
= + = + =

H s an ton:
H1
s 1,1
=
H s tui th:
H
H01
m
HL1
HE1
N
K
N
=
Vi:
Bc ng cong mi:
H
m 6
=
S chu k c s :
2,4 2,4 7
H01 1
N 30.HB 30.260 1,88.10
= = =
S chu k tng ng:
3
2
i
HE1 i i
i 1

max
3 3
HE1 br1 h
3 3
HE1
HE1
T
N 60.c. .n .t
T
T 56 0,8T 24
N 60.1. . . .n .L
T 56 24 T 56 24
T 56 0,8T 24
N 60.1. . . .2880.38400
T 56 24 T 56 24
N 5
=
ổ ử
ữ
ỗ
ữ
=
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
ộ ự
ổ ử ổ ử

ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ị = +
ữ ữ
ỗ ỗ
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ố ứ ố ứ
+ +
ờ ỳ
ở ỷ
ộ ự
ổ ử ổ ử
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ị = +
ữ ữ
ỗ ỗ
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ố ứ ố ứ
+ +
ờ ỳ
ở ỷ
ị =
ồ

9
H01
,66.10 N>
Do ú: ly
7
HE1 H01
N N 1,88.10
= =
Suy ra:
HL1
K 1
=
.
Vậy ứng suất tiếp xúc cho
phép:
H1
0,9.1
[
σ ] 590. 482,73(MPa)
1,1
= =
Với bánh bị dẫn: tương tự:
0H lim2 2
H2
σ 2.HB 70 2.225 70 520(MPa)
s 1,1
= + = + =
=
2,4 2,4 7
H02 2

N 30.HB 30.225 1,33.10
= = =
9
9
HE1
HE2 H02
br
N 5,66.10
N 2,36.10 N
u 2,4
= = = >
HL2
K 1
Þ =
H2 H1
0,9
[
σ ] 520. 425,45(MPa) [σ ] 482,73(MPa)
1,1
Þ = = < =
Với bánh răng trụ răng thẳng ta chọn:
[
]
[
]
[
]
[
]
H H1 H2 H2

σ Min{ σ , σ } σ 425,45(MPa)
= = = .
Ứng suất uốn cho phép:
Công thức chung :
[ ]
FL
F 0Flim
F
K
σ σ .
s
=
Với bánh dẫn: theo tài liệu tham khảo (1)
Giới hạn mỏi uốn:
0Flim1 1
σ 1,8.HB 1,8.260 468(MPa)
= = =
Hệ số an toàn:
F1
s 2
=
Hệ số tuổi thọ:
F
F01
m
FL1
FE1
N
K
N

=
Trong đó:
Bc ng cong mi:
F
m 6
=
(rng cú HB<350, v c
mi ln chõn rng).
S chu k c s ca thộp:
6
F01
N 5.10
=
S chu k lm vic tng ng:
6
2
i
FE1 i i
i 1
max
6 6
FE1 br1 h
T
N 60.c. .n .t
T
T 56 0,8T 24
N 60.1. . . .n .L
T 56 24 T 56 24
=
ổ ử

ữ
ỗ
ữ
=
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
ộ ự
ổ ử ổ ử
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ị = +
ữ ữ
ỗ ỗ
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ố ứ ố ứ
+ +
ờ ỳ
ở ỷ
ồ
6 6
FE1
9
FE1 F01

T 56 0,8T 24
N 60.1. . . .2880.38400
T 56 24 T 56 24
N 5,17.10 N
ộ ự
ổ ử ổ ử
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ị = +
ữ ữ
ỗ ỗ
ờ ỳ
ữ ữ
ỗ ỗ
ố ứ ố ứ
+ +
ờ ỳ
ở ỷ
ị = >
FL1
K 1
ị =
Vy:
[ ]
F1
468.1
234(MPa)
2
= =

Vi bỏnh b dn: tng t:
0Flim1 2
1,8.HB 1,8.225 405(MPa)
= = =
F2
s 2
=
6
F02
N 5.10
=
9
9
FE1
FE2 F02
br
N 5,17.10
N 2,15.10 N
u 2,4
= = = >
FL2
K 1
ị =
Vy:
[ ]
F2
405.1
202,5(MPa)
2
= = .

b.2 Tính toán các thông số:
Chọn hệ số vành răng theo tiêu chuẩn:
ba
ψ 0,3 0,5 0,4
= ¸ = (vì HB<350, bánh răng đối xứng qua ổ).
( )
ba br
bd
ψ . u 1
0,4.(2,4 1)
ψ 0,68
2 2
+
+
Þ = = =
Chọn sơ bộ hệ số tải trọng tính:
H Hβ
F Fβ
K K 1,02
K K 1,04
= =
= =
Khoảng cách trục:
( )
[ ]
( )
br1 Hβ
3
w br
2

ba H br
3
w
2
T .K
a 50. u 1 .
ψ . σ .u
12533,5.1,02
a 50. 2,4 1 . 71,23(mm)
0,4.425,45 .2,4
³ +
Û ³ + =
Chọn khoảng cách trục theo tiêu chuẩn:
w
a 80(mm)
=
Môđun răng chọn theo tiêu chuẩn:
m 0
=
(mm).
S
ố răng:
Tổng số răng:
w
br1 br2
2.a 2.80
z z 80
m 2
+ = = =
(

)
br1 br
z 1 u 80
Þ + =
br1
br
80 80
z 23,53
u 1 2,4 1
Þ = = =
+ +
Chọn
br1
z 23 17
= >
( Thoả điều kiện không cắt chân răng)
br2 br1
z 80 z 80 23 57
Þ = - = - = .
Tỉ số truyền chính xác:
br2
brcx
br1
z 57
u 2,48
z 23
= = =
(sai lệch 3,3% so với giá trị sơ bộ)
Các thông số hình học:
Bánh dẫn:

br1 br1
abr1 br1
fbr1 br1
d m.z 2.23 46(mm)
d d 2.m 46 2.2 50(mm)
d d 2,5.m 46 2,5.2 41(mm)
= = =
= + = + =
= - = - =
Bánh bị dẫn:
br2 br2
abr2 br2
fbr2 br2
d m.z 2.57 114(mm)
d d 2.m 46 2.2 118(mm)
d d 2,5.m 46 2,5.2 109(mm)
= = =
= + = + =
= - = - =
Các chiều rộng vành răng:
2 ba w
b
ψ .a 0,4.80 32(mm)
= = =
1 2
b b 6 38
= + = (mm)
C
ấp chính xác:
Vận tốc:

br1 br1
π.d .n π.46.2880
v 6,94(m /s)
60000 60000
= = =
Do đó chọn cấp chính xác: cấp 7, với vận tốc giới hạn
gh
v 10(m /s)
=
b.3 Lực tác dụng lên bộ truyền:
Phương và chiều các lực như trên hình 2.1
Độ lớn các lực:
Bánh dẫn:
Lực vòng:
br1
tbr1
br1
2.T 2.12533,5
F 544,9(N)
d 46
= = =
Lực hướng tâm:
0
rbr1 tbr1 w
F F .tg
α 544,9.tg20 198,34(N)
= = =
Bánh bị dẫn:
Lực vòng:
tbr2 tbr1

F F 544,9(N)
= =
Lực hướng tâm:
rbr2 rbr1
F F 198,34(N)
= = .
b.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
Công thức:
( )
[ ]
br1 H br
M
ε H
H H
br1 1 br
2.T .K . u 1
z .z .z
σ σ (1)
d b .u
+
= <
Trong đó:
Hệ số tải trọng tính chính xác:
H H
β HV Hα
K K .K .K
=
Hệ số tải trọng động:
HV
K 1,4

=
Hệ số phân bố tải giữa các răng:
Hα
K 1
=
H
K 1,02.1,4.1 1,428
Þ = =
Hệ số hình dạng bề mặt tiếp xúc:
H
0
w
2 2
z 1,76
sin 2α sin 40
= = =
Hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc:
α
ε
4 ε 4 1,2
z 0,96
3 3
- -
= = =
Hệ số cơ tính vật liệu( thép ):
M
z 275
=
[ ]
H

H H
275.1,76.0,96 2.12533,5.1,428.(2,4 1)
σ .
46 32.2,4
σ 402,1(MPa) σ 425,45(MPa)
+
Þ =
Þ = < =
Vậy điều kiện bền tiếp xúc (1) thoả.
b.5 Kiểm nghiệm độ bền uốn:
Bánh răng không dịch chỉnh nên các hệ số dạng răng:
F1
br1
F2
br2
13,2 13,2
Y 3,47 3,47 4,04
z 23
13,2 13,2
Y 3,47 3,47 3,7
z 57
= + = + =
= + = + =
Ta có:
[ ]
[ ]
[ ] [ ]
F1
F1
F2

F2
F1 F2
F1 F2
σ
234
57,92
Y 4,04
σ
202,5
54,73
Y 3,7
σ σ
Y Y
= =
= =
Þ >
Do đó ta kiểm nghiệm độ bền uốn cho bánh bị dẫn theo công thức:
[
]
F2 tbr2 F
F2 F2
2
Y .F .K
σ σ
b .m
= <
(2)
Trong đó:
Hệ số tải trọng tính:
F F

β FV Fα
K K .K .K
=
Hệ số tải trọng động:
FV
K 1,8
=
Hệ số phân bố tải giữa các răng:
Fα
K 1
=
F
K 1,04.1,8.1 1,872
Þ = =
[ ]
F2 F2
3,7.544,9.1,872
σ 58,97(MPa) σ 202,5(MPa)
32.2
Þ = = < =
Vậy điều kiện bền uốn (2) thoả.
c. Tóm tắt:
Bánh dẫn Bánh bị dẫn
Vật liệu Thép 45 tôi cải thiện
Mô đun m(mm) 2
Góc biên dạng
w
α
0
20

Khoảng cách trục
w
a
(mm)
80
Hệ số dịch chỉnh x 0
Đường kính vòng
chia(mm)
46 114
Đường kính vòng
đỉnh(mm)
50 118
Đường kính vòng
đáy(mm)
41 109
Chiều rộng vành
răng(mm)
38 32
Lực vòng
tbr1
F 544,9(N)
=
tbr2
F 544,9(N)
=
Lực hướng tâm
rbr1
F 198,34(N)
=
rbr2

F 198,34(N)
=