Chương 4: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP NHANH

Chương 4:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP
NHANH
1. Ch
ọn vật liệu thiết kế bánh răng:
Tra bảng 6.1 [1 tr 92] ta chọn như sau:
Vật
liệu
Nhiệt
luyện
Giới hạn
bền
b

N/mm
2
Giới hạn
chảy
ch

N/mm
2
Độ cứng
HB
Bánh
ch
ủ
động
Thép
50
Tôi cải
thiện

700…800 530 228…255
Bánh bị
động
Thép
50
Thường
hóa
640 350 179…228
2. Định ứng suất cho phép:
Chọn độ cứng HB
cđ
= 230 và HB
bđ
= 220.
Ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép:
CT 6.1 và 6.2 [1 tr 91] : [σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) Z
R
Z
V
K
xH
K
HL

[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) Y
R
Y
V
K
xF
K
FC
K
FL
.
Trong tính toán sơ bộ nên ta chọn Z
R
Z
V
K
xH
= 1 và Y
R
Y
V
K
xF

= 1 do
đó chỉ còn :
[σ
H
] = ( σ
0
Hlim
/ S
H
) K
HL
[σ
F
] = ( σ
0
Flim
/ S
F
) K
FC
K
FL
Với σ
0
Hlim,
σ
0
Flim
: lần lược là ứng suất tiếp cho phép và ứng suất
uốn cho phép ứng với số chu kì cơ sở.Tra bảng 6.2 [1 tr

94] ta được :σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2x230+70 = 530 và σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x 230 = 414.(với bánh chủ động).
S
H
và S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn. Tra bảng
6.2 [1 tr 94] ta được S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75 (với bánh chủ
động).
K
FC
hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải.K
FL
= 1 khi đặt tải một
chiều.
K
HL
và K
FL
hệ số tuổi thọ được tính
CT 6.3 và 6.4 [1 tr 93]:

K
HL
=
H
m
HEHO
NN /
K
FL
=
F
m
FEFO
NN /
ở đây : m
H
và m
F
– bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc và
u
ốn
trong trường hợp n
ày m
H
= 6 và m
F
= 6 vì độ cứng mặt
răng HB < 350.
N
HO

số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử tiếp xúc :
N
HOcđ
= 30
4.2
HB
H
= 30x230
2.4
= 13972305

13.97x10
6
N
FO
= 4.10
6
đối với tất cả các loại thép.
N
FE
và N
HE
số chu kì thay đổi ứng suất tương đương :
N
HE
= 60c
 
iii
tnTT
3

max
/

N
EF
= 60c
 
ii
m
i
tnTT
F

max
/
Với c:số lần ăn khớp của rằng trong một vòng.Ở đây c = 1
n:số vòng quay bánh răng trong một phút ,n
cđ
= 725, n
bđ
=
208,9 .
T
i
: mô men xoắn.
T
max
= 598010,3 Nmm
L=5 năm, mỗi năm 300 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 8h nên
T

ổng số giờ làm việc :t =5

300

2

8 = 24000 (giờ)
suy ra với bánh chủ động
 
iii
tnTT
3
max
/

= 24000x725x(1
3
x 36/(36+15+12) + 0.9
3
x
15(15+36+12) + 0.8
3
x
12/(36+15+12))=14659914
 
ii
m
i
tnTT
F


max
/
=24000x725x(1
6
x 36/(36+15+12) + 0.9
6
x
15(15+36+12) + 0.8
6
x
12/(36+15+12))=2126925.
Suy ra N
HEcđ
= 60x 14659914= 879594840.
N
EFcđ
= 60c x 2126925= 127615500.
Vì N
Hecđ
> N
HOcđ
và N
EFcđ
> N
FOcđ
nên K
HLcđ
=K
FLcđ

=1.
Suy ra v
ới bánh chủ động:
[σ
H
]
cđ
=530/1.1 = 481.8Mpa
[σ
F
]
cđ
= 414/1.75 = 236.6 Mpa (N/mm
2
).
Đối với bánh bị động tương tự ta có :
σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2x220+70=510 và σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x
220 = 396.
S
H
= 1.1 và S
F
= 1.75
 

iii
tnTT
3
max
/

= 24000x208.9(1
3
x 36/(36+15+12) + 0.9
3
x
15(15+36+12) + 0.8
3
x 12/(36+15+12))=4224077.
 
ii
m
i
tnTT
F

max
/
=24000x208.9x(1
6
x 36/(36+15+12) + 0.9
6
x
15(15+36+12) + 0.8
6

x
12/(36+15+12))=612848.
Suy ra N
HEbđ
= 60x4224077 =.253444620
N
EFbđ
= 60x612848 = 36770880
Vì N
Hebđ
> N
HObđ
và N
EFbđ
> N
FObđ
nên K
HLbđ
=K
FLbđ
=1.
Suy ra [σ
H
]
bđ
=510/1.1x=463.6 MPa
[σ
F
]
bđ

= 396 / 1.75 = 226.3 MPa (N/mm
2
).
V
ậy : [σ
H
]
cđ
=530/1.1x=481.8 MPa.
[σ
F
]
cđ
= 414/1.75 = 326.6 MPa (N/mm
2
).
[σ
H
]
bđ
=510/1.1x= 463.6 MPa.
[σ
F
]
bđ
= 396/1.75 = 226.3 MPa (N/mm
2
).
ứng suất quá tải cho phép: sử dụng phương trình 6.13, 6.14 [1 tr
95]

[σ
H
]
max
= 2.8 σ
ch
= 2.8x 350 = 980 MPa
[σ
F
]
cđmax
= 0.8 σ
ch
= 0.8x 350 =280 MPa.
[σ
F
]
bđmax
= 0.8 σ
ch
= 0.8x 340 = 272 MPa.
3. tính sơ bộ khoảng cách trục:
Sử dụng công thức 6.15a [1tr 96] :
a
w
= K
a
( u

1)

 
3
2
1
baH
H
u
KT


trong đó : dấu + khi ăn khớp ngoài, - khi ăn khớp trong.
 Ka :hệ số phụ thuộc vật liệu cặp bánh răng và loại răng. Tra
bảng 6.5 [1 tr 96] được Ka = 49.5 (Mpa)
1/3
.
 Ψ
ba
:hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn 0.4.
Suy ra Ψ
bd
= 0.53 Ψ
ba
(u

1) = 0.53 x0.4(3.47 + 1)=0.95 (CT
6.16 [1 tr 97].
Tra b
ảng 6.7 với Ψ
bd
= 0.95 và ở sơ đồ 5 ta được K

Hβ
= 1.07.
 T
1
momen xoắn trên trục bánh chủ động T
1
= 62937,8 Nmm.
 [σ
H
] ứng suất tiếp cho phép [σ
H
] = 481.8 Mpa.
 U tỉ số truyền u = 3.47
Vậy a
w
= 49.5(3.47+1)
6.198
4.047.38.481
07.18.62937
3
2

xx
x
mm
4. Xác định thông số bộ truyền
Modun m= (0.01

0.02)a
w

= 1.98

3.96. Theo bảng 6.8 [1 tr 99] ta
chọn m = 3.
Số răng bánh răng nhỏ :
CT 6.19 [1 tr 99] :z
1
= 2a
w
/[m(u+1)]= 2x195/[3x(3.47+
1)]=29.6
Ch
ọn z
1
= 29 suy ra z
2
= uz
1
= 3.47x29 = 100.63.Chọn z
2
= 100