TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MÁY NÉN VIÊN
PHẦN 1 : TÍNH TOÁN THÔNG SỐ BAN ĐẦU
I.
Động cơ :
-
P = 110 kW .
Nđc = 750 v/ph .
ɳđc = 0,86 .
Tỷ số truyền :
II.
u∑ = = 5,555 .
Hộp cần thiết kế : 2 cấp bánh răng nghiêng
Chọn u2 = 2,5 ; u3 = = 2,222 .
III.
Thông số trục I :
Công suất :
P1 = Pđc . ɳol . ɳđc . ɳk
= 110 . 0,995 . 0,86 . 1
= 94,13 kW .
- Số vòng quay :
N1 = 750 v/ph .
- Moment xoắn :
T1 = 9,55 . 106 . = 1,2 .106 Nmm .
-
IV.
Thông số trục II :
Công suất :
P2 = P1 . ɳol . ɳđc
= 94,13 . 0,995 . 0,96
= 89,91 kW .
- Số vòng quay :
N2 = = = 300 v/ph .
- Moment xoắn :
T2 = 9,55 .106 . = 2,86 .106 Nmm .
-
V.
-
Thông số trục III :
Công suất :
P3 = P2 . ɳol . ɳđc
= 89,91. 0,995 . 0,96
= 85,88 kW .
Số vòng quay :
N3 = 135 v/ph .
- Moment xoắn :
T3 = 9,55 .106 . = 6,075 .106 Nmm .
-
VI.
Bảng tổng hợp :
Trục
Công suất (kW)
Tỳ số truyền
Số vòng quay (v/ph)
Moment xoắn T (Nmm)
I
94,13
1
750
1,2.106
II
89,91
2,5
300
2,86.106
III
85,88
2,222
135
6,075.106
PHẦN 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NGHIÊNG
Cặp bánh răng I – II :
Số liệu ban đầu:
Công suất truyền P2= 89,91 kW Mômen xoắn T2 = 2,86 . 106 Nmm .
Số vòng quay trục dẫn n1 = 750 v/ph Tỉ số truyền u = 2,5 .
Số vòng quay trục bị dẫn n2 = 300 v/phút
Thời gian làm việc L = 5 năm Làm việc 1 ca / ngày
Tổng sốgiờ làm việc L= 5×300×8 = 12000 giờ
1 Chọn vật liệu cho hai bánh nhỏ và bánh lớn (theo bảng 6.1 [1] sách Trịnh Chất)
I.
a
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB≈250 có
σ b1 = 850
σ ch1 = 580
MPa,
MPa;
b Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn Chọn HB1 = HB2+(10~15) HB
nên độ rắn bánh lơn HB≈235 có
2. Ứng suất cho phép:
σ b 2 = 750
MPa,
σ ch 2 = 450
MPa;
a. Ứng suất tiếp xúc:
[σ H ] = σ 0 H lim
-Ứng suất tiếp xúc cho phép
N HE
0,9 K HL
sH
3
T
= 60c∑ i ÷ ni ti
i =1 Tmax
2
-Số chu kỳ tương đương
Vì mỗi vòng quay răng chỉvào khớp 1 lần nên c = 1.
T 3 60 0,6T 3 12
8
N HE1 = 60 × 1 × 486,7 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 4,87 × 10
T 72 T 72
T 60 0,6T 12
88
N HE1 = 60 × 1 × 150 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 1,5 × 10
T 72 T 72
3
N Ho1 = 30 × 250
chu kỳ
3
2,4
= 1,7.10
chu kỳ
7
Số chu kỳ cơ sở
N Ho 2 = 30 × 2352,4 = 1,5.10 7
Vì NHE > NH0 nên chọn KHL1 =KHL2= 1
-Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép
Theo [bảng 6.13 sách T. Lộc] với thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350
σ Ho lim = 2 HB + 70
-Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép
(MPa)
σ Ho lim1 = 2 HB1 + 70 = 2 × 250 + 70 = 570 Mpa
σ Ho lim 2 = 2 HB2 + 70 = 2 × 235 + 70 = 540 Mpa
Hệ số an toàn SH=1,1
-Ứng suất tiếp xúc cho phép
0,9 × σ Ho lim × K HL
σ H =
SH
σ H 1 =
σ H 2 =
0,9 × 570 × 1
= 466,36
1,1
0,9 × 540 × 1
= 441,82
1,1
MPa
MPa
[σH ] =
Do tính bánh răng trụ răng nghiêng chọn
σ H2 1 + σ H2 2
2
466.362 + 441.822
σ H =
= 454.26 MPa
2
σ H 2 < σ H < 1,25 σ H 2
(thỏa điều kiện trên)
b.Ứng suất uốn:
[σ F ] = σ OFlim
K FE
sF
Ứng suất uốn
N FE
Số chu kỳ tương đương
6
T
= 60c∑ i ÷ ni ti
i =1 Tmax
2
Vì mỗi vòng quay răng chỉvào khớp 1 lần nên c = 1
T 6 60 0.6T 6 12
8
N FE1 = 60 × 1 × 486,7 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 4.716 × 10
T 72 T 72
T 60 0.6T 12
8
N FE 2 = 60 × 1 × 150 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 1,45 × 10
T 72 T 72
6
6
Số chu kỳ cơ sở NFO=5x10 chu kỳ
chu kỳ
6
chu kỳ
Vì NFE> NFO nên chọn KFL1=KFL2=1
Giới hạn mõi uốn cho phép
σ OFlim = 1,8 × HB( MPa)
σ OFlim = 1,8 × 250 = 450( MPa)
σ OFlim = 1,8 × 235 = 423( MPa)
Hệ số an toàn SF= 1.75
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[σ F1 ]o = σ OFlim
[σ F 2 ]o = σ OFlim
K FL
1
= 450 ×
= 257,14
sF
1,75
K FL
1
= 423 ×
= 241,71
sF
1,75
MPa
MPa
3.Khoảng cách trục a :
aw = K a ( u + 1) 3
T1K H β
2
σ H uψ ba
trong đó theo bảng 6.6 [1] sách Trịnh Chất , chọn
ψ ba = 0.4
(bảng6.5[1]);
; với răng nghiêng Ka = 43
ψ bd = 0,53ψ ba ( u + 1) = 0,53 × 0,4 × ( 3,24 + 1) = 1
K H β = 1,05
(sơ đồ 6);
, do đó theo bảng 6.7 [1],
aw = K a ( u + 1)
3
T1K H β
[ σ H ] uψ ba
2
= 43( 2,5 + 1)
3
2,86.106 × 1.05
= 370mm
454.32 × 2, 5 × 0.4
Lấy aw = 370 mm không theo tiêu chuẩn
4.Xác định thông số ăn khớp
Theo (6.17) [1]:
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) aw = ( 0,01 ÷ 0,02 ) × 370 = 3,7 ÷ 7, 4mm
Theo bảng 6.8 [1],
chọn môđun pháp mn = 5 mm.
số răng bánh nhỏ:
z1 =
Nên
2aw cos β 2 × 370 × cos β
=
mn ( u + 1)
5 ( 2,5 + 1)
39,73 ≤ Z1 ≤ 41,87
chọn
.Vì
8o ≤ β ≤ 20o
Z1 = 40
Răng
Số răng bánh lớn:
z2 = uz1 = 2,5 × 40 = 100
. Lấy z2 = 81 răng.
um =
Do đó tỉ số truyền thực sẽ là
cos β =
suy ra:
100
= 2,5
40
mn ( z1 + z2 ) 5 × ( 40 + 100 )
=
= 0,946
2 aw
2 × 370
β = 18,925o = 18o55'28,72''
Bề rộng răng
b = Ψ ba × a = 0.4 × 370 = 148mm
Đường kính vòng chia bánh nhỏ
d1 =
mn × z1
5 × 40
=
= 211, 43mm
cos β
cos18,925o
5. Kiểm nghiệm ứng suất
a/ kiểm nghiệm ứng suất tiếp súc:
[ σ H 1 ] 0 = σ 0 H lim1 ×
K HL × Z R × ZV × Kl × K xH
1× 0.95 × 0.94 ×1×1
= 570
= 462.74 Mpa
SH
1.1
[ σ H 2 ] 0 = σ 0 H lim 2 ×
K HL × Z R × ZV × Kl × K xH
1× 0.95 × 0.94 ×1×1
= 540
= 438.38 Mpa
SH
1.1
trong đó KHL=1
[CT 225 sách T.lộc]
Zr=0,95 khi chọn Ra=2,5÷1,25 um
Zv=0,85.v0,1=0,94 (Khi HB<350)
Kl=1 thường chọn
K xL = 1, 05 −
[σH ]0
d
77
= 1, 05 − 4 ≈ 1
4
10
10
(462.742 + 438.382 )
=
= 450.72Mpa
2
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng
[σH ]0 =
Z M × Z H × Zε
2 × K H × T1 × (u + 1)
×
d1
b×u
Với
Do vật liệu 2 bánh răng làm bằng thép nên :
Z M = 275 Mpa
tan α nw
2 cos β
ZH =
; α tw = tan −1
sin(2α tw )
cos β
tan 200
−1
= 46, 710
÷ = tan
0 ÷
cos18,925
-Do đó theo (CT6.34 sách Trịnh Chất1]:
2 × cos18,9250
ZH =
= 1.377
sin(2 × 46, 71)
do đó theo [CT6.36c sách Trịnh chất1]:
Zε =
1
1
=
= 0, 7734
εα
1, 672
trong đó theo (CT6.38b) [1] sách Trịnh Chất:
1
1
1
1
0
ε α = 1.88 − 3.2 + ÷÷
cos β = 1.88 − 3.2 +
÷ cos18, 925 = 1, 672
÷
40 100
Z1 Z 2
Hệ số tải trọng
K H = K H β × K HV × K H α
Ψ bd =
v=
b
148
=
= 0, 7 ⇒ K H β = 0,805
d 211, 43
π × d1 × n1 π × 211, 43 × 300
=
= 3m / s
6 × 104
6 ×10 4
Với v = 1,983 m/s theo bảng 6.13 [1] Trịnh Chất dùng cấp chính xác 9
. Theo bảng 6.14 [1] Trịnh Chất với cấp chính xác 9 và v =3 m/s, chọn
-Theo (6.42) [1] Trịnh Chất,
K Hα = 1,13
ν H = δ H g ov aw / u = 0,002 × 73 × 2.51 370 / 2,5 = 2,370
trong đó theo bảng 6.15 [1] Trịnh Chất,
go=82.
δ H = 0,002
, theo bảng 6.16 [1] Trịnh Chất,
Do đó, theo (6.41) [1] Trịnh Chất
K Hv = 1,04
Theo (6.39) [1] sách Trịnh Chất:
K H = K H β K Hα K Hv = 0,805 × 1,13 × 1,04 = 0,946
Thay các giá trị vừa tính được vào (CT 6.33) [1] sách Trịnh Chất, ta được:
2T1K H ( u + 1)
σ H = Z M Z H Zε
bwudw2
2 × 2,86 × 106 × 0,946 × ( 2,5 + 1)
σ H = 275 × 1.377 × 0.7734
= 313,4 MPa
148 × 2,5 × 211,432
Vậy bánh răng đủ bền tiếp xúc.
b/ Kiểm nghiệm ứng suất uốn:
Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép
[ σ F1 ] 0 = σ 0 F lim1 ×
K FLYRYxYδ K FC
1×1× 1.0036 ×1
= 450
= 258.07 Mpa
SF
1.75
[ σ F 2 ] 0 = σ 0 F lim 2 ×
K FLYRYxYδ K FC
1×1×1.0036 ×1
= 423
= 242.58 Mpa
SF
1.75
Trong đó YR hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám:YR=1 khi phay và mài răng
Y x hệ số kích thước :khi tôi bề mặt và thấm nitơ Y x =1,05÷0,005m,đối với gang
xám Yx=1,075÷0,01 m.
Yδ hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung tải trọng:
Yδ =1,082÷0,172lgm
Hệ số tải trọng tính
K F = K F β K FV K Fα = 1.065 ×1 ×1.1 = 1.1715
Trong đó Theo bảng 6.7 [1
]sách Trịnh Chất,
K F β = 1,065
Số răng tương đương
Z td 1 =
Z1
40
=
= 47, 257 rang
3
3
cos β cos 18,9250
Z td 2 =
Z2
100
=
= 118,142rang
3
3
cos β cos 18,9250
Hệ số dạng răng (không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh
X1 = X 2 = 0
YF 1 = 3.47 +
13.2
= 3, 75
47, 257
YF 2 = 3, 47 +
13, 2
= 3,58
118,142
Hệ số xét đến ảnh hưởng của trùng khớp ngang
Yε =
1
1
=
= 0,598
ε α 1, 672
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc nghiêng răng ( Sách thầy Trịnh Chất )
β
sin β
sin18,9250
Yβ = 1 − ε α
;ε β = b
= 148
= 3, 057
120
π mn
π ×5
Yβ = 1 − 3, 057 ×
18, 25
= 0.518
120
Lực vòng trên bánh dẫn
Ft =
2T1 2 × 2,86 × 106
=
= 10821, 65 N
d1
528,57
Lập tỉ số
[ σ F 1 ] 0 258, 07
=
= 68,82
3, 75
YF 1
[ σ F 2 ] 0 242,58
=
= 67, 76
Y
3.58
F2
Vì
[ σ F1 ] 0 [ σ F 2 ] 0
YF 1
〉
YF 2
Ta tính cho bánh bị dẫn
Ứng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm
σ 0 F1 =
K F YF 1Yε Yβ Ft
bmn
=
1.1715 × 3,58 × 0,598 × 0,518 ×10821,56
= 47,5Mpa
148 × 3
Vì
σ 0 F 1 = 47,5Mpa < [ σ F 1 ] 0 = 258, 07 Mpa
Nên Bánh răng đủ bền uốn.
6/Các Thông Số Của Bộ Truyền
Thông số
Khoảng cách trục
Kí hiệu và giá trị
aw = 370 mm
Mô đun pháp
m = 5 mm
Số răng
Z1=40 răng Z2=100 răng
β = 18,925o
Góc nghiêng
Hệ số dịch chỉnh
Đường kính vòng chia
Đương kính vòng đỉnh răng
Đương kính vòng chân răng
Bề rộng bánh răng
x1=0 x2=0
d1 = 211,43 mm ; d2 = 528,57
mm
da1 = 221,4 mm ; da2 =
538,57 mm
di1=198,93 mm; di2 =516,07
mm
B1 = 148mm, B2 = 140mm
7/Lực ăn khớp
Lực vòng
Ft1 = Ft 2 =
2 × T 2 × 2,86 ×106
=
= 10821,56 N
d
582,57
Lực dọc trục
Fa1 = Fa 2 = Ft1 tan β = 10821,56 × tan18,9250 = 3710, 35 N
Lực hướng tâm
Fr1 = Fr 2 =
Ft1 × tan α nw 10821,56tan20
=
= 4163,84 N
cos β
cos18,925
.
Cặp bánh răng II – III :
Số liệu ban đầu:
Công suất truyền P3= 85,88kW Mômen xoắn T3= 6,075.106 Nm
Số vòng quay trục dẫn n3=300 v/ph Tỉ số truyền u = 2,222
Số vòng quay trục bị dẫn n2= 135 v/phút
Thời gian làm việc L = 5 năm Làm việc 1 ca / ngày
Tổng sốgiờ làm việc L= 5×300××8 = 12000 giờ
2 Chọn vật liệu cho hai bánh nhỏ và bánh lớn (theo bảng 6.1 [1] sách Trịnh Chất)
II.
a
Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB≈250 có
σ b1 = 850
σ ch1 = 580
MPa,
MPa;
b Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn Chọn HB1 = HB2+(10~15) HB
nên độ rắn bánh lơn HB≈235 có
2. Ứng suất cho phép:
σ b 2 = 750
MPa,
σ ch 2 = 450
MPa;
a. Ứng suất tiếp xúc:
[σ H ] = σ 0 H lim
-Ứng suất tiếp xúc cho phép
N HE
0,9 K HL
sH
3
T
= 60c∑ i ÷ ni ti
i =1 Tmax
2
-Số chu kỳ tương đương
Vì mỗi vòng quay răng chỉvào khớp 1 lần nên c = 1.
T 3 60 0,6T 3 12
8
N HE1 = 60 × 1 × 486,7 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 4,87 × 10
T 72 T 72
chu kỳ
T 3 60 0,6T 3 12
88
N HE1 = 60 × 1 × 150 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 1,5 × 10
T 72 T 72
N Ho1 = 30 × 250
2,4
= 1,7.10
chu kỳ
7
Số chu kỳ cơ sở
N Ho 2 = 30 × 2352,4 = 1,5.10 7
Vì NHE > NH0 nên chọn KHL1 =KHL2= 1
-Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép
Theo [bảng 6.13 sách T. Lộc] với thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn HB 180…350
σ Ho lim = 2 HB + 70
-Giới hạn mõi tiếp xúc cho phép
(MPa)
o
σ H lim1 = 2 HB1 + 70 = 2 × 250 + 70 = 570 Mpa
σ Ho lim 2 = 2 HB2 + 70 = 2 × 235 + 70 = 540 Mpa
Hệ số an toàn SH=1,1
-Ứng suất tiếp xúc cho phép
0,9 × σ Ho lim × K HL
σ H =
SH
σ H 1 =
σ H 2 =
0,9 × 570 × 1
= 466,36
1,1
0,9 × 540 × 1
= 441,82
1,1
MPa
MPa
[σH ] =
Do tính bánh răng trụ răng nghiêng chọn
466.362 + 441.822
σ H =
= 454.26 MPa
2
σ H 2 < σ H < 1,25 σ H 2
(thỏa điều kiện trên)
b.Ứng suất uốn:
[σ F ] = σ OFlim
Ứng suất uốn
K FE
sF
σ H2 1 + σ H2 2
2
N FE
Số chu kỳ tương đương
6
T
= 60c∑ i ÷ ni ti
i =1 Tmax
2
Vì mỗi vòng quay răng chỉvào khớp 1 lần nên c = 1
T 6 60 0.6T 6 12
8
N FE1 = 60 × 1 × 486,7 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 4.716 × 10
T 72 T 72
T 60 0.6T 12
8
N FE 2 = 60 × 1 × 150 × ÷ ×
+
÷ × × 19200 = 1,45 × 10
T 72 T 72
6
Số chu kỳ cơ sở NFO=5x106 chu kỳ
Vì NFE> NFO nên chọn KFL1=KFL2=1
Giới hạn mõi uốn cho phép
σ OFlim = 1,8 × HB( MPa)
σ OFlim = 1,8 × 250 = 450( MPa)
σ OFlim = 1,8 × 235 = 423( MPa)
Hệ số an toàn SF= 1.75
Ứng suất tiếp xúc cho phép
[σ F1 ]o = σ OFlim
[σ F 2 ]o = σ OFlim
K FL
1
= 450 ×
= 257,14
sF
1,75
K FL
1
= 423 ×
= 241,71
sF
1,75
3.Khoảng cách trục a :
aw = K a ( u + 1) 3
T1K H β
2
σ H uψ ba
chu kỳ
6
MPa
MPa
chu kỳ
trong đó theo bảng 6.6 [1] sách Trịnh Chất , chọn
ψ ba = 0.4
(bảng6.5[1]);
ψ bd = 0,53ψ ba ( u + 1) = 0,53 × 0,4 × ( 3,24 + 1) = 1
K H β = 1,05
(sơ đồ 6);
; với răng nghiêng Ka = 43
, do đó theo bảng 6.7 [1],
aw = K a ( u + 1)
3
T1K H β
[ σ H ] uψ ba
2
= 43 ( 2,222 + 1)
3
6,075 × 106 × 1,05
= 452,21mm
454,32 × 2,222 × 0,4
Lấy aw = 460 mm không theo tiêu chuẩn
4.Xác định thông số ăn khớp
Theo (6.17) [1]:
m = ( 0,01 ÷ 0,02 ) aw = ( 0,01 ÷ 0,02 ) × 460 = 4,6 ÷ 9,2mm
Theo bảng 6.8 [1],
chọn môđun pháp mn = 8 mm.
số răng bánh nhỏ:
z1 =
2aw cos β 2 × 460 × cos β
=
mn ( u + 1)
8 ( 2,222 + 1)
33,5 ≤ Z1 ≤ 35,3
Nên
Số răng bánh lớn:
chọn
Z1 = 34
z2 = uz1 = 2,222 × 34 = 75,548
cos β =
.Vì
8o ≤ β ≤ 20o
Răng
. Lấy z2 = 76 răng.
mn ( z1 + z2 ) 8 × ( 34 + 76 )
=
= 0,9565
2 aw
2 × 460
β = 16,96o = 16o57'26,73''
suy ra:
Bề rộng răng
b = Ψ ba × a = 0.4 × 460 = 184mm
Đường kính vòng chia bánh nhỏ
d1 =
mn × z1
8 × 34
=
= 284, 4mm
cos β
cos16,96o
Kiểm nghiệm ứng suất :
a/ kiểm nghiệm ứng suất tiếp súc:
[ σ H 1 ] 0 = σ 0 H lim1 ×
K HL × Z R × ZV × K l × K xH
1× 0.95 × 0.94 ×1× 1
= 570
= 462.74 Mpa
SH
1.1
[ σ H 2 ] 0 = σ 0 H lim 2 ×
K HL × Z R × ZV × K l × K xH
1× 0.95 × 0.94 ×1× 1
= 540
= 438.38 Mpa
SH
1.1
trong đó KHL=1
[CT 225 sách T.lộc]
Zr=0,95 khi chọn Ra=2,5÷1,25 um
Zv=0,85.v0,1=0,94 (Khi HB<350)
Kl=1 thường chọn
K xL = 1, 05 −
[σH ]0
d
77
= 1, 05 − 4 ≈ 1
4
10
10
(462.742 + 438.382 )
=
= 450.72Mpa
2
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng
[σH ]0 =
Z M × Z H × Zε
2 × K H × T1 × (u + 1)
×
d1
b×u
Với
Do vật liệu 2 bánh răng làm bằng thép nên :
Z M = 275 Mpa
ZH =
tan α nw
2 cos β
; α tw = tan −1
sin(2α tw )
cos β
0
−1 tan 20
=
tan
= 20.830
÷
0 ÷
cos16,96
-Do đó theo (CT6.34 sách Trịnh Chất1]:
ZH =
2 × cos16,960
= 1.697
sin(2 × 20.83)
do đó theo [CT6.36c sách Trịnh chất1]:
Zε =
1
1
=
= 0, 774
εα
1, 668
trong đó theo (CT6.38b) [1] sách Trịnh Chất:
1
1
1
1
ε α = 1.88 − 3.2 + ÷÷
cos β = 1.88 − 3.2 + ÷ cos16,960 = 1, 668
÷
34 76
Z1 Z 2
Hệ số tải trọng
K H = K H β × K HV × K H α
Ψ bd =
v=
b
= 0, 65 ⇒ K H β = 0, 7475
d
π × d1 × n1
= 1,86m / s
6 × 104
Với v = 1,86 m/s theo bảng 6.13 [1] Trịnh Chất dùng cấp chính xác 9
. Theo bảng 6.14 [1] Trịnh Chất với cấp chính xác 9 và v =1,86m/s, chọn
K Hα = 1,13
-Theo (6.42) [1] Trịnh Chất,
ν H = δ H g ov aw / u = 0,002 × 73 × 2.51 170 / 3,24 = 2,370
trong đó theo bảng 6.15 [1] Trịnh Chất,
go=82.
δ H = 0,002
, theo bảng 6.16 [1] Trịnh Chất,
Do đó, theo (6.41) [1] Trịnh Chất
K Hv = 1,04
Theo (6.39) [1] sách Trịnh Chất:
K H = K H β K Hα K Hv = 0,878
Thay các giá trị vừa tính được vào (CT 6.33) [1] sách Trịnh Chất, ta được:
σ H = Z M Z H Zε
2T1K H ( u + 1)
bw udw2
2 × 6,075 × 106 × 0,878 × ( 2,222 + 1)
σ H = 275 × 1.679 × 0.774
= 368,25MPa
184 × 2,222 × 284,42
Vậy bánh răng đủ bền tiếp xúc .
b/ Kiểm nghiệm ứng suất uốn:
Xác định chính xác ứng suất uốn cho phép
[ σ F1 ] 0 = σ 0 F lim1 ×
K FLYRYxYδ K FC
1×1× 1.0036 ×1
= 450
= 258.07 Mpa
SF
1.75
[ σ F 2 ] 0 = σ 0 F lim 2 ×
K FLYRYxYδ K FC
1×1×1.0036 ×1
= 423
= 242.58 Mpa
SF
1.75
Trong đó YR hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám:YR=1 khi phay và mài răng
Y x hệ số kích thước :khi tôi bề mặt và thấm nitơ Y x =1,05÷0,005m,đối với gang
xám Yx=1,075÷0,01 m.
Yδ hệ số độ nhạy vật liệu bánh răng đến sự tập trung tải trọng:
Yδ =1,082÷0,172lgm
Hệ số tải trọng tính
K F = K F β K FV K Fα = 1.065 ×1 ×1.1 = 1.1715
Trong đó Theo bảng 6.7 [1
]sách Trịnh Chất,
K F β = 1,065
Số răng tương đương
Z td 1 =
Z1
34
=
= 38,85rang
3
3
cos β cos 16,960
Z td 2 =
Z2
76
=
= 86,85rang
3
3
cos β cos 16,960
Hệ số dạng răng (không dịch chỉnh nên hệ số dịch chỉnh
X1 = X 2 = 0
YF 1 = 3.47 +
13.2
= 3,81
38,85
YF 2 = 3, 47 +
13, 2
= 3, 62
86,85
Hệ số xét đến ảnh hưởng của trùng khớp ngang
Yε =
1
1
=
= 0, 6
ε α 1, 668
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc nghiêng răng ( Sách thầy Trịnh Chất )
β
sin β
sin16,960
Yβ = 1 − ε α
;ε β = b
= 184
= 2,14
120
π mn
π ×8
Yβ = 0,7
Lực vòng trên bánh dẫn
Ft =
2T1
= 19115 N
d1
Lập tỉ số
[ σ F 1 ] 0 258, 07
=
= 65, 45
3,81
YF 1
[ σ F 2 ] 0 242,58
=
= 67, 085
Y
3.62
F2
Vì
[ σ F1 ] 0 [ σ F 2 ] 0
YF 1
<
YF 2
Ta tính cho bánh dẫn
Ứng suất uốn tại tiết diện nguy hiểm
σ 0 F1 =
K F YF 1Yε Yβ Ft
bmn
= 23,57 Mpa
Vì
σ 0 F 1 = 23,56 Mpa < [ σ F 1 ] 0 = 258, 07 Mpa
Nên bánh răng đủ bền uốn.
6/Các Thông Số Của Bộ Truyền
Thông số
Khoảng cách trục
Kí hiệu và giá trị
aw = 460 mm
Mô đun pháp
m = 8 mm
Số răng
Z1=34 răng Z2= 76 răng
β = 16,96o
Góc nghiêng
Hệ số dịch chỉnh
x1=0
x2=0
Đường kính vòng chia
d1 = 284,4 mm; d2 = 635,6 mm
Đương kính vòng đỉnh răng
da1 = 300,4 mm; da2 = 651,6 mm
Đương kính vòng chân răng
di1= 264,4 mm ; di2 = 615,6 mm
B1 = 184mm, B2 = 178mm
Bề rộng bánh răng
7/Lực ăn khớp
Lực vòng
2 ×T
2 × 6,075 ×106
Ft 3 = Ft 2 =
=
= 19115 N
d
635, 6
Lực dọc trục
Fa 3 = Fa 2 = Ft 2 tan β = 19115 × tan16,960 = 5829 N
Lực hướng tâm
Fr 3 = Fr 2 =
Ft 2 × tan α nw 19115tan20
=
= 7273 N
cos β
cos16,96o
.
PHẦN 3 : THIẾT KẾ TRỤC
I. Thiết kế trục I :
1. Vật liệu thép C45 tiêu chuẩn. Độ bền
2. Lực tác dụng :
Ft12 = Ft 21 = 10821, 65 N .
- Lực vòng :
Fa12 = Fa 21 = 3710,35 N .
- Lực dọc trục :
Fr12 = Fr 21 = 4163,89 N .
- Lực hướng tâm :
3. Tính sơ bộ đường kính trục :
d≥
d≥
3
T
0, 2 × [τ ]
3
1, 2 × 10
= 58, 48mm
0, 2 × [30]
với
[τ ]
σ b = 600,[σ F ]−1 = 50 MPa
.
= 15...30 Mpa
6
.
Chọn dsơ bộ = 60 mm .
4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :
Tra bảng 10.2 [189] với d = 60 mm chọn chiều rộng ổ lăn b0 = 31 mm .
Khoảng cách giữa các thành chi tiết quay k1 = 8....15 mm , chọn k1 = 15 mm .
Khoảng cách từ ồ tới thành chi tiết k2 =5....15 mmm , chọn k2 = 10 mm .
L22 = 0,5(lm22 + b0) + k1 + k2
; (lm22 = 184 mm , lm23 = 148 mm )
= 132,5 mm.
L23 = L22 +0,5(lm22 +lm23 ) + k1 = 313,5 mm .
L21 = lm22 +lm23 +3k1 + 2k2 + b0 = 428 mm .
L12 = k3 +hn + ½ lm22 = 95 mm ; ( k3 = 15 mm , hn = 20 mm ) .
5. Sơ đồ lực tác dụng và sơ đồ moment trên trục I :