thiết kế môn học chi tiết máy, chương 7 pptx

Chương 7: Kiểm nghiệm răng theo
sức bền uốn
Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ,ứng suất uốn sinh ra tại chân
răng không được vượt quá một giá trò cho phép .


F1
= 2T
1
K
F
Y

Y

Y
F1
/ ( b
w
. d
w1
. m )  [
F1
]
Với :
-T
1
:Mômen xoắn trên bánh chủ động, T
1
= 138934,9 [Nmm]
-m : môđun , m = 2 [mm]

- b
w
: chiều rộng vành răng , b
w
= 74 [mm]
- d
w1
: đường kính vòng lăn bánh chủ động , d
w1
= 74 [mm]
- Y

= 1 / 

: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, 

: hệ số
trùng khớp ngang,



= 1,772
Suy ra : Y

= 1 / 1,772 = 0,564
- Y

= 1 -  / 140 :Hệ số kể đến độ nghiêng của răng.Răng
thẳng có
 = 0

Suy ra : Y

= 1
- Y
F1
, Y
F2
:Hệ số dạng răng của bánh răng 1 và 2.Phụ thuộc vào
số răng tương đương ( Z
v1
= Z
1
/ cos
3
 = 37 , Z
v2
= Z
2
/ cos
3
 =
148),và hệ số dòch chỉnh.
Tra bảng 6.18 va sử dụng phương pháp nội suy ta được: Y
F1
=
3,77
Y
F2
=
3,6

- K
F2
:Hệ số tải trọng khi tính về uốn.
K
F
= K
F
K
F
K
Fv
Với :
- K
F
:Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng khi tính sức
bền uốn tra bảng ta có : K
F
= 1,23
- K
F
:Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi
răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn,đối với cặp bánh răng
thẳng thì : K
F
= 1
- K
Fv
:Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn
K

Fv
= 1 +


FF
wwF
KKT
db
1
1
2
Trong đó :


F
= 
F
g
0
v ua
w
/
Với - 
F
= 0,011
- g
0
= 73
- v = 1,472 [m/s]
Suy ra :


F
= 8,04
Thay lên ta có : K
Fv
= 1 +
1.23,1.9,138934.2
74.74.04,8
= 1,13
Vậy : K
F
= 1,23 . 1 . 1.13 = 1.38
Thay lại trên ta được :

F1
= 2.138934,9 . 1,38 . 0,564 . 1 . 3,77
/ ( 74 . 74 . 2 )
= 74,45 [MPa]
Áp dụng công thức :


F2
= 
F1
. Y
F2
/ Y
F1
= 71 [MPa]
Ta có : [


F1
] = 257 [MPa]
[

F2
] = 247 [MPa]
Ta thấy thỏa mãn điều kiện bền uốn.
7.Kiểm nghiệm điều kiện bền khi quá tải
Khi làm việc bánh răng có thể bò quá tải ( thí dụ khi mở
máy,hãm máy )
Với hệ số quá tải : K
qt
= T
max
/ T = 1,9
Trong đó : T mômen xoắn danh nghóa
T
max
:mômen xoắn quá tải
Vì vậy ta cần phải kiểm nghiệm về quá tải dựa vào ứng suất
tiếp xúc cực đại và ứng suất uốn cực đại .
- Để tránh biến dạng dư hoặc gãy dòn lớp bề mặt,ứng suất tiếp
xúc cực đại

Hmax
không được vượt quá một giá trò cho phép:

Hmax
= 

H
qt
K
 [
H
]
max

Hmax
= 416,875 9,1 = 574,622 [MPa]
[

H
]
max
= 1540 [MPa]
Thỏa mãn điều kiện :

Hmax
 [
H
]
max
- Đồng thời để đề phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tónh mặt
lượn chân răng, ứng suất uốn cực đại

Fmax
tại mặt lượn chân
răng không được vượt quá một giá trò cho phép .


Fmax
=
F
. K
qt
 [
F
]
max


F1max
= 
F1
. K
qt
= 74,45 .1,9 = 141,455 [MPa]


F2max
= 
F2
. K
qt
= 71 .1,9 = 134,9 [MPa]
Với cặp bánh răng cấp chậm có : [

F
]

max
= 440 [MPa] thì điều
kiện bền uốn khi quá tải được thỏa mãn.
B.Thiết Kế Cấp Nhanh Của HGT
Cấp nhanh của HGT là cặp bánh răng tru răng nghiêng
Do đây là HGT đồng trục nên cấp nhanh có : a
w1
= a
w2
= 185
[mm]
và có U
1
= U
2
= 4
1. Chọn vật liệu
- Do HGT là đồng trục nên ta chọn vật liệu cấp nhanh như của
cấp chậm , vật liệu là thép 40X được tôi cải thiện
2.Đònh ứng suất cho phép,ứng suất quá tải cho phép
a.Đònh ứng suất cho phép
Vật liệu hai cấp là như nhau,theo tính toán ở trên ta có:
[

H1
] = 518,2 [MPa]
[

H2
] = 491 [MPa]

[

F1
] = 257 [MPa]
[

F2
] = 247 [MPa]
Với cấp nhanh HGT là cặp bánh răng nghiêng nên ta có :
[

H
] = ( [
H1
] + [
H2
] ) / 2 = 504,6 [MPa]
Ta thấy điều kiện : [

H
]  1,25 [
H2
] thỏa mãn
b. Xác đònh ứng suất cho phép khi quá tải
Với vật liệu làm bánh răng là thép 40X tôi cải thiện :
-Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải sẽ là :
[

H
]

max
= 2,8 . 
ch
= 2,8 . 550 = 1540 [MPa]
-Ứng suất uốn cho phép khi quá tải sẽ là :
[

F
]
max
= 0,8 . 
ch
= 0,8 . 550 = 440 [MPa]
3.Xác đònh các thông số của bộ truyền
Cấp nhanh HGT có : a
w1
= 185 [mm]
U
1
= 4
n
1
= n
I
= 1520 [v/f]
n
2
= n
II
= 380 [v/f]

T
1
= 36169,4 [Nmm]
T
2
= 138934,9 [Nmm]