Thiết Kế Br2 Cấp Chậm Răng Thẳng(cũ).docx

Trục

Động cơ

I

II

III

0.126

0.123

0.117

1.114

Thông số Công suất, kW Tỷ số truyền

6.07

3.29

Mômen xoắn, Nmm

878.32

857.41

4950.60

15431.13

Số vòng quay, vg/ph

1370

1370

225.7

68.5

BÁNH RĂNG CẤP CHẬM – RĂNG THẲNG 1.    

Số liệu ban đầu Công suất P2 = 0,117 kW Số vòng quay n2 = 225,7 vòng/phút Tỉ số truyền ubr = 3.29 Moment xoắn T = 4950,60 Nmm = 4,951 Nm

2. Chọn vật liệu Chọn Thép 45Cr tôi cải thiện cho bánh dẫn và bánh bị dẫn    

Giới hạn bền: b = 750MPa Giới hạn chảy: ch = 450MPa Chọn độ rắn trung bình cho bánh dẫn HB1 = 250 Chọn độ rắn trung bình cho bánh bị dẫn HB2 = 228

3. Số chu kì làm việc cơ sở  NHO1 = 30.HB12,4 = 1,71.107 chu kì  NHO2 = 30.HB22,4 = 1,37.107 chu kì  NFO1 = NFO2 = 5.106 chu kì 4. Số chu kì làm việc tương đương xác định theo tải trọng Một năm làm việc 300 ngày, làm việc 2 ca, 1 ca làm việc 8 giờ. Làm việc trong vòng 4 năm.  Chế độ tải:

T1 = T t1 = 133,7 giây 𝑁𝐻𝐸1

𝑇𝑖 ) = 60𝑐𝑛1  ( 𝑇max

T2 = 0T t2 = 226,3 giây 𝑚𝐻 2

𝑇 3 0𝑇 3 𝑡𝑖 = 60.1.1370. [( ) 𝑡1 + ( ) 𝑡2 ] 𝑇 𝑇

Trong đó: 𝑡1 = 

133,7 360

𝐿ℎ =

133,7 360

300.2.2.8 = 3565,33 (𝑔𝑖ờ)

NHE1 = 2,93.108 chu kì

𝑁𝐻𝐸2 = 60𝑐𝑛2  (

𝑇𝑖 𝑇max

)

𝑚𝐻 2

𝑇 3

0𝑇 3

𝑇

𝑇

𝑡𝑖 = 60.1.225,7. [( ) 𝑡1 + ( ) 𝑡2 ]

= 0,48.108 chu kì 𝑁𝐹𝐸1

𝑇𝑖 𝑚𝐻 𝑇 6 0𝑇 6 ) 𝑡𝑖 = 60.1.1370. [( ) 𝑡1 + ( ) 𝑡2 ] = 60𝑐𝑛1  ( 𝑇max 𝑇 𝑇 = 2,93.108chu kì

𝑁𝐹𝐸2 = 60𝑐𝑛2  (

𝑇𝑖 𝑇max

)

𝑚𝐻

𝑇 6

0𝑇 6

𝑇

𝑇

𝑡𝑖 = 60.1.225,7. [( ) 𝑡1 + ( ) 𝑡2 ]

= 0,48.108chu kì Vì 𝑁𝐻𝐸1 > 𝑁𝐻𝑂1 ; 𝑁𝐻𝐸2 > 𝑁𝐻𝑂2 ; 𝑁𝐹𝐸1 > 𝑁𝐹𝑂1 ; 𝑁𝐹𝐸2 > 𝑁𝐹𝑂2 Nên 𝐾𝐻𝐿1 = 𝐾𝐻𝐿2 = 𝐾𝐹𝐿1 = 𝐾𝐹𝐿2 = 1 5. Xác định giới hạn mỏi và uốn các bánh răng Theo bảng 6.13 [1] giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau: 𝑇𝑎 𝑐ó: 𝜎𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚 = 2. 𝐻𝐵 + 70 𝑁ê𝑛: 𝜎𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚1 = 2.250 + 70 = 570 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚2 = 2.228 + 70 = 526 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚 = 1,8 𝐻𝐵 𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚1 = 450 𝑀𝑃𝑎 𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚2 = 410,4 𝑀𝑃𝑎 6. Ứng suất tiếp cho phép [𝜎𝐻 ] =

-

𝜎𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚 . 𝑍𝑅 . 𝑍𝑉 . 𝐾𝑙 . 𝐾𝑥𝐻 𝜎𝑂𝐻𝑙𝑖𝑚 . 0,9 . 𝐾𝐻𝐿 = . 𝐾𝐻𝐿 𝑠𝐻 𝑠𝐻

Thép được tôi cải thiện 𝑠𝐻 = 1,1 do đó: [𝜎𝐻1 ] = 466,364 𝑀𝑃𝑎 [𝜎𝐻2 ] = 430,364 𝑀𝑃𝑎

Ứng suất tiếp xúc cho phép tính toán là: [𝜎𝐻 ] = [𝜎𝐻2 ] = 430,364 𝑀𝑃𝑎

7. Ứng suất uốn cho phép [𝜎𝐹 ] =

𝜎𝑂𝐹𝑙𝑖𝑚 𝐾𝐹𝐿 𝑠𝐹

Chọn 𝑠𝐹 = 1,75 nên [𝜎𝐹1 ] = 257,143 𝑀𝑃𝑎; [𝜎𝐹2 ] = 234,514 𝑀𝑃𝑎 Ứng suất uốn cho phép tính toán là: [𝜎𝐹 ] = [𝜎𝐹2 ] = 234,514 𝑀𝑃𝑎

8. Chọn hệ số chiều rộng vành răng và hệ số tải trọng tính sơ bộ KH =KH theo tiêu chuẩn Theo bảng 6.15 [1] bánh răng không nằm đối xứng các ổ trục nên 𝜓𝑏𝑎 = 0,25 ÷ 0,4, chọn 𝜓𝑏𝑎 = 0,4 theo tiêu chuẩn. Khi đó: 𝜓𝑏𝑎 (𝑢 + 1) 0,4. (3,29 + 1) 𝜓𝑏𝑑 = = = 0,858 2 2 Theo bảng 6.7 [2] ta chọn 𝐾𝐻𝛽 = 1,05 ; 𝐾𝐹𝛽 = 1,12 . 9. Khoảng cách trục bộ truyền bánh răng theo công thức 3

𝑎𝜔 = 500(𝑢 + 1) √

𝑇1 𝐾𝐻𝛽 = 59,5 𝑚𝑚. 𝜓𝑏𝑎 . [𝜎𝐻 ]2 . 𝑢

Theo tiêu chuẩn ta chọn aω = 63 mm 10. Modul răng m= (0,01 ÷ 0,02). 𝑎𝜔 = 0,63 ÷ 1,26 mm Theo tiêu chuẩn chọn m= 1,25 mm theo Tiêu chuẩn TCVN 7584-2:2006 (ISO 54:1996) 11. Tổng số răng: z1 + z2 =

2𝑎𝑤 𝑚

≈ 101 răng 𝑧 +𝑧

Số răng bánh dẫn: z1= 1 2 = 23,54 răng. Chọn z1=24 răng 𝑢+1 Số răng bánh bị dẫn : z2= 101-24 = 77 răng Tính lại khoảng cách trục aw= (z1+z2)m/2 = 63,125 mm 12. Tỉ số truyền thực tính lại sau khi chọn số răng: 𝑢=

𝑧2 𝑧1

=

77 24

= 3,208

Sai số so với giá trị u cho trước 2,5% 13. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền : Đường kính vòng chia: + 𝑑1 = 𝑧1 𝑚 = 30𝑚𝑚. + 𝑑2 = 𝑧2 𝑚 = 96,25 𝑚𝑚. Đường kính cơ sở: + 𝑑𝑏1 = 𝑑1 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑤 = 28,19 𝑚𝑚.

+ 𝑑𝑏2 = 𝑑2 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑤 = 90,45 𝑚𝑚. Đường kính vòng đỉnh: + 𝑑𝑎1 = 𝑑1 + 2𝑚 = 32,5 𝑚𝑚. + 𝑑𝑎2 = 𝑑2 + 2𝑚 = 98,75 𝑚𝑚. Đường kình vòng đáy: + 𝑑𝑓1 = 𝑑1 − 2,5𝑚 = 26,875 𝑚𝑚. + 𝑑𝑓2 = 𝑑2 − 2,5𝑚 = 93,125 𝑚𝑚. Chiều rộng vành răng: + Bánh bị dẫn 𝑏2 = 𝜓𝑏𝑎 𝑎𝜔 = 0,4. 63 = 25,2 𝑚𝑚. Chọn b2 = 26mm + Bánh dẫn : 𝑏1 = 𝑏2 + 5 = 31 𝑚𝑚. Chọn b1= 32mm 14. Vận tốc vòng bánh răng : 𝑣=

𝜋𝑑1 𝑛2 = 0,35 𝑚/𝑠 60000

15. Chọn cấp chính xác Theo bảng 6.3[1] ta chọn cấp chính xác 9 với vgh = 3 m/s 16. Hệ số tải trọng động Theo bảng 6.5[1] ta chọn KHV = 1,06; KFV = 1,11 17. Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc

𝐻1 =

𝑍𝑀 .𝑍𝐻 .𝑍

𝐻2 =

𝑍𝑀 .𝑍𝐻 .𝑍

𝑑𝑤1

𝑑𝑤2

2.103 .𝑇1 .𝐾𝐻 .𝐾𝐻𝑉 (𝑢+1)

√

𝑏𝑤1 .𝑢 2.103 .𝑇2 .𝐾𝐻 .𝐾𝐻𝑉 (𝑢+1)

√

Trong đó: ZM = 190 𝑍𝐻 = 2,5 𝑍 = 0,96

𝑏𝑤2 .𝑢

= =

190.2,5.0,96 30

√2.103

190.2,408.0,931 96,25

4,951.1,05.1,06(3,208+1)

√2.103

32.3,208

=323,07 MPa

15,43.1,05.1,06(3,208+1) 26.3,208

= 197,22 MPa

𝐻1 < [𝐻 ] thỏa điều kiện bền tiếp xúc 𝐻2 < [𝐻 ] thỏa điều kiện bền tiếp xúc

18. Hệ số dạng răng YF Đối với bánh răng dẫn:  Số răng bánh răng tương đương: 𝑌𝐹1 = 3,47 +

13,2 = 4,02 𝑧1

Đối với bánh răng bị dẫn:  Số răng bánh răng tương đương: 𝑌𝐹2 = 3,47 +

13,2 = 3,64 𝑧2

Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng (Độ bền uốn)  Bánh dẫn: [𝐹1 ] 257,143 = = 63,97 𝑌𝐹1 4,02  Bánh bị dẫn: [𝐹2 ] 234,514 = = 64,42 𝑌𝐹2 3,64 Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn. 19. Ứng suất uốn

𝑭𝟏 =

𝟐𝑻𝟏 .𝟏𝟎𝟑 .𝒀𝑭𝟏 .𝑲𝑭𝒗 .𝑲𝑭 𝒅𝒘𝟏 .𝒃𝒘𝟏 .𝒎

=

𝟐.𝟒,𝟗𝟓𝟏.𝟏𝟎𝟑 .𝟒,𝟎𝟐.𝟏,𝟏𝟏.𝟏,𝟏𝟐

Trong đó:

𝐹1 < [𝐹 ] thỏa điều kiện bền uốn

𝟑𝟎.𝟑𝟎,𝟐.𝟏,𝟐𝟓

= 𝟒𝟑, 𝟕𝟎 Mpa

Bảng 2.1. Bảng thông số kết quả tính toán bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh Thông số Khoảng cách trục aw (mm) Modul m (mm) Chiều rộng vành răng Bánh dẫn b1 (mm) Bánh bị dẫn b2 (mm) Góc ăn khớp (độ) αtw

Tính toán thiết kế Giá trị Thông số Dạng răng 63,125 1,25

32 26 20

Đường kính vòng chia: Bánh dẫn d1 (mm) Bánh dẫn d2 (mm) Đường kính vòng đỉnh: Bánh dẫn da1 (mm) Bánh dẫn da2 (mm) Đường kính cơ sở: db1 (mm) db2(mm)

Đường kính vòng đáy: Bánh dẫn df1 (mm) 24 Bánh dẫn df2 (mm) 77 Tính toán kiểm nghiệm Thông số Giá trị cho Giá trị tính phép toán Ứng suất tiếp xúc σH (Mpa) 430,364 332,56 Ứng suất uốn σF1 (Mpa) 257,143 43,7 Số răng: Bánh dẫn z1 Bánh bị dẫn z2

Giá trị Bánh răng thẳng 30 96,25 32,5 98,75 28,19 90,45 26,875 93,125 Nhận xét