Với: Ft=2515,8N : lực vòng. kr=0,23: hệ số ảnh hưởng số răng xích Với z2=57. Kđ=1,2: hệ số tải trọng động Tải động, va đập nhẹ Fvđ2=13.10-7n2.p3.m=13.10-7.42.31,753.1=1,75 N: lực va đập trên m dãy xích. E=2E1E2E1+E2= 2,1.105Mpa A=262mm2: diện tích của bản lề bảng 5.12 sách2 2H H468,3 [ ]σ σ⇒ =≤ . Do đó ta dùng thép 45 tơi cải thiện HB170 cóσ σ1H H[ ]=500MPasẽ đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 2. 2.1.5. Xác định lực tác dụng lên trục: Fr= kx.Ft= 1,15.2515,8=6.107.kx.PZ.p.n =2893,2 N Vớikx=1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc 40 Ft=2515,8 N: Lực vòng. Lực căng do lực li tâm: FV=q.v2=3,8.1,26772=6,107 N; Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:F =9,81.kf.q.a=9,81.4.3,8.1,257=187,43 N Với kf=4 khi bộ truyền nằm ngang nghiêng 1 góc 40. 2.2.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG: Thông số kĩ thuật:- Thời gian phục vụ: L=5 năm. - Quay 1 chiều, tải va đập nhẹ, 250 ngày năm, 2 cangày, 8 tiếng ca.- Cặp bánh răng cấp nhanh bánh răng trụ răng nghiêng :• Tỷ số truyền : ubr1=4 •Số vòng quay trục dẫn: n1=1420 vòngphút •Momen xoắn T trên trục dẫn: T1=22 792,22 Nmm - Cặp bánh răng cấp chậm bánh răng trụ răng nghiêng :• Tỷ số truyền:ubr2=4 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418Trang 13• Số vòng quay trục dẫn:n2=355 vòngphút. •Momen xoắn T trên trục dẫn: T2=88 451,83 Nmm2.2.1.1. Chọn vật liệu:Do bộ truyền có tải trọng trung bình, khơng có u cầu gì đặc biệt. Theo bảng 6.1 tài liệu ta chọn vật liệu cặp bánh răng như sau:• Bánh chủ động: thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có σb1=850Mpa, σch1=580Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245HB. •Bánh bị động: thép 45 tơi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có σb2=750Mpa, σch1=450Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB2=230HB. 2.2.1.2.Xác định ứng suất cho phép:• Số chu kì làm việc cơ sở:-2,4 2,47 1130 30.2601,87.10 chu kì == =HON HB-2,4 2,47 2230 30.2301,40.10 chu kì == =HON HB-6 124.10 chu kìFO FON N= =- Tuổi thọ:5.250.2.8 20000 ==hL giờ• Số chu kì làm việc tương đương, xác định theo sơ đồ tải trọng-2 1max 33760 600,82 1260 .1. . 355 . 2000060 12 60 1239,41.10 = ÷ ÷ =+ ÷ ÷+ + =∑Hm iHE i iT Nc n tT TT TT chu kì-7 71 239,41.10 9,85.104 == =HE HEN Nchu kì uSVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 14-1 max6 6760 600,82 1260 .1. .355.2000060 12 60 1237,66.10 = ÷ ÷ =+ ÷ ÷+ + =∑Hm iFE i iT Nc n tT TT TT chu kì-7 71 237,66.10 9,41.104 == =FE FEN Nchu kì u- Ta thấy1 12 21 12 2HE HOHE HOFE FOFE FON NN NN NN N nên chọnHE HON N=để tính tốn. - Suy ra1 21 21HL HLFL FLK KK K= == = ỨNG SUẤT CHO PHÉP:Theo bảng 6.2 tài liệu với thép 45, tơi cải thiện: •Giới hạn mỏi tiếp xúc:lim2 70σ= +HHB; SH=1,1 - Bánh chủ động:lim1 12 70 2.245 70 560σ =+ =+ =HHB MPa- Bánh bị động:lim 2 22 70 2.230 70 530σ =+ =+ =HHB MPa• Giới hạn mỏi uốn:0 lim1,8 σ=FHB- Bánh chủ động:lim1 11,8 1,8 . 245 441σ == =o FHB MPa- Bánh bị động:lim 2 21,8 1,8 . 230 414σ= ==o FHB MPa•Ứng suất tiếp xúc cho phép :SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 15- Tính tốn sơ bộ :lim0,9 σσ = o HLH HHK svới1,1Hs =Thép 45 tôi cải thiện nên1 1lim1 22 lim21 560509,09 1,11 530481.82 1,1σ σσ σ == = == = HL HH HHL HH HK MPas KMPa s-1 2509,09 481,82 495,45 22σ σσ ++ ⇒ == = H HHMPa•Ứng suất uốn cho phép :limσ σ = o FFC FFL FK KsVới1 =FCKdo quay 1 chiều, 1,75Fs =– tra bảng 6.2 tài liệu1441 .1 252 1,75σ == FMPavà2414 .1 236,57 1,75σ == FMPa ỨNG SUẤT QUÁ TẢI CHO PHÉP:-H ch2max F1 maxch1 F2 maxch22,8 2,8.450 1260Mpa[ ]0,8 0,8.580 464Mpa[ ]0,8 0,8.450 360Mpaσ σσ σσ σ == = == == == 2.2.1.3.Xác định sơ bộ khoảng cách trục:Theo công thức 6.15a tài liệu ta có:βψ σ =+ =+ = 2 33 12 2188 451,83 .1,05 143 4 1 1330,4 . 495.45 . 4H wa baHT K aK u mmuVới:SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 16 Ka=43: hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng Bảng 6.5 tài liệu . T1=88 451,83Nmm: momen xoắn trên trục bánh chủ động. ψ= 0,4ba;ψ ψ= ± =+ =10,53 1 0,53.0,4.4 1 1,06bd bau1,05β=HK:trị số phân bố không đều tải trọng trên chiều rông vành răng. Vớiψ= 1,06bdtra bảng 6.7 tài liệu . Với kết quả awtính được ta chọn khoảng cách trục tiêu chuẩn aw=160mm.2.2.1.4. Xác định các thông số ăn khp:= ữ= ữ0,01 0,02 1,6 3,2n wm amm, theo bng trị số tiêu chuẩn 6.8 tài liệu chọn2,5nm mm=• Chọn sơ bộ góc nghiêng răng10 β =• Theo 6.31 tài liệu số răng bánh nhỏ:w 12 . os 2.160. os1025,2 12,5.4 1na c cz m uβ == =+ +lấy z1=25 răng• Số răng bánh lớn:2 1 1. 4.25 100z u z= == răng• Do đó tỉ số truyền thực := == =2 11100 4 25mz uu z• Góc nghiêng răng:β ++ == =11 2,5. 4 1 . 25arccos arccos12,43 22 .160n wm u za2.2.1.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:Theo công thức 6.33 tài liệu ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc: SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418Trang 17εσ+ =1 12 1H mM H Hw wT K u Z Z Zd b uTrong đó: •ZM=274 Mpa13: hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp Bảng 6.5 tài liệu .• ZH: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Theo công thức 6.34 tài liệuβ α= == 2 cos2 cos11,67 1,73sin2 sin 2.20,44b HtwZVới:bβ: góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở[ os . ]=[ os20.44 . 12,43 ]=11,67b tacrtg c tgacrtg c tgβ αβ =với bánh răng nghiêngkhông dịch chỉnhw20 []= [] 20,44 osos12,43t ttg tgacrtg acrtgc cα α αβ= == vớitαlà gócprofin răng vàw tαlà góc ăn khớp •Zε: Hệ số kể dến sự trùng khớp của răng, xác định như sau:- Hệ số trùng khớp doc:w w.sin ..sin 160.0,4.sin12.43 1.75 1.2,5bab am mββ ψβ επ ππ == ==- Hệ số trùng khớp ngang:1 21 11 1[1,88 3,2 ]. os =[1,88 3,2]. os12,43 1,68 25 100c cz zαε β= −+ −+ =SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 18- Do đó theo cơng thức 6.36c tài liệu :1 10.77 1,68Zε αε == =• KH- hệ số tải trọng khi tính tiếp xúc: Theo CT 6.39 tài liệu :H HH HvK K K Kα β=-1,05HKβ=: hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. - Theo 6.40 tài liệu , vận tốc vòng của bánh chủ động:w1 1. .64.3551.19 6000060000 d nv m sπ π= ==. Trong đó đường kính vòng lăn bánh chủđộngw w12 2.16064 14 1ma dmm u= == ++.- Với v=1.19 ms 2,5 ms theo bảng 6.13 tài liệu dùng cấp chính xác 9 ta chọn1,13HKα= .- Theo ct 6.42 tài liệu , ta có:w. . . 0,002.73.1,19. 160 4 1,1H Hmg v a uν δ= ==với 0,002Hδ= : hệ số kể đến ảnh hưởng của các sai số ăn khớp bảng 6.15 tài liệu ;g =73: hệ số kể đến ảnh hưởng của sai lệch bước răng bánh 1 và 2 bảng 6.16 tài liệu .-1 2. . 1,1.64.641 11.02 2. .. 2.88 451,83.1,05.1,13H ww HvH Hv b d KT K Kβ α= + = +=- Vậy. .1,05.1,13.1,02 1.21H HH HVK KK Kβ α= ==• Đường kính vòng lăn bánh nhỏ:w w12 2.16064 14 1ma dmm u= == ++SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 19• Bề rộng vành răng :w w. 0,4.160 64bab ammψ= ==εσ+ =+ ==2 12 12.88451,83.1,21. 4 1 274.1,73.0,77368,75 164 64.4H mM H Hw w mT K u Z Z Zd b uMPa Theo 6.1 với v=1.04 ms 5 ms, Zv=1, với cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mực tiếp xúc là 8, khi đó cần gia cơng độ nhám Ra=2,5μm do đó ZR=0,95; với vòng đỉnh bánh răng da700mm, KxH=1, do đó theo 6.1 và 6.1a tài liệu : [] []. 495,5.1.0,95.1 470,72H cx HV RxHZ Z K Mpaσ σ= ==Như vậy từ 1 và 2 ta có: []H Hσ σ, cặp bánh răng đảm bảo độ bền tiếp xúc. 2.2.1.6.Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:-Điều kiện bền uồn[ ]12 w12F tF FF wnT Y F K Y Y b d mε βσ σ= ≤ Xác định số răng tương đương:1 13 325 27cos cos 12, 43vz zβ == =2 23 3100 107cos cos 12, 43vz zβ == = Theo bảng 6.7 tài liệu ,K 1,16F β=; theo bảng 6.14 với v=1.19 ms 2,5 ms vàcấp chính xác 9, K1,37F α= , theo 6.47 tài liệu hệ sốw. . . 0,006.73.1,19. 160 4 3,29F Fmg v a uν δ= ==trong đó 0,006Fδ= theobảng 6.15; g =73 theo bảng 6.16. Do đó theo 6.46SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 201 2. . 3,29.64.641 11.04 2. .. 2.88 451,83.1,16.1,37F ww FvF Fv b d KT K Kβ α= + = +=Vậy. .1,16.1,37.1,04 1,65F HH HVK KK Kβ α= == Hệ số dạng răngFYtheo bảng 6.18 tài liệu - Đối với bánh dẫn:14FY =- Đối với bánh bị dẫn:23,6FY =1 10,6 1,68Yε αε= ==: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. 12,431 10,91 140140 Yββ= − = −= : hệ số kể đến độ nghiêng của răng. Với m=2.5 mm, YS=1,08 – 0,0695ln2,5=1,022; YR=1 bánh răng phay; KxF=1 da400mm, do đó theo 6.2 và 6.2a tài liệu : 1 1[ ] []. . . 252.1.1,022.1 257,5F FR SxFY Y K Mpaσ σ= ==2 2[ ] []. . . 236,57.1.1,022.1 241,77F FR SxFY Y K Mpaσ σ= == Độ bền uốn tại chân răng:-12 11 w12 2.88451,83.1,65.4.0,6.0,9162,25 [] 257,5 64.64.2,5F FF Fw nT Y K Y Y MpaMPa b d mε βσ σ= == =-2 21 213,6 62,25.56 [] 241,77 4F FF FFY MPaMPa Yσ σσ == ==2.2.1.7. Kiểm nghiệm răng về quá tải:SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 21Với hệ số quá tải: Kqt=TmaxT=1 •Theo 6.48 tài liệu ứng suất tiếp quá tải:max ax[ ].368,75. 1 368,75 [] 1260H Hqt H mK MPaMPa σσ σ= == =• Theo 6.49 tài liệu :-1max 11 ax. 62,25.1 62,25 [] 464F Fqt FmK MPaσ σσ == ==-2 max 12 ax. 56.1 56[ ]360F Fqt FmK MPaMPa σσ σ= == =2.2.1.8. Bảng thơng số và kích thước bộ truyền:Thơng số Gía trịKhoảng cách trục aw2=160mm Modul phápmn=2,5mm Chiều rộng vành răngbw3=64+5=69 và bw4=64 Tỷ số truyềnum=4 Góc nghiêng răngβ=12,43 Số răng bánh răngz1=25 z2=100 Hệ số dịch chỉnhx1=0 x2=0 Đường kính vòng chiad1=m.z1cosβ=64 d2=256 Đường kính đỉnh răngda1=d1+2m=69 da2=261 Đường kính đáy răngdf1=d1-2,5m=57,75 df2=249,75 Góc profin răng20,44tα =Góc ăn khớpw20,44 α =
Thủ Thuật chọn chiều nghiêng cho bánh răng trụ răng nghiêng - Chi tiết máy - Tuân TNUT 2016
 Đầu tiên các bạn xem trên ví dụ, ta thấy đề bài cho cặp bánh răng nghiêng gồm 2 bánh răng: Chọn chiều quay của 2 bánh răng trước: Rễ thấy răng có 2 trục và 2 bánh răng, ta viết trục 1 và trục 2 theo bánh răng 1 và bánh răng 2. Nhớ phải viết dấu nhân để cố định tâm bánh răng ở giữa bánh răng. Chúng ta cùng nhau đi phân tích lực: Lực hướng tâm Fr : phương nằm giữa và theo phương 2 bánh răng tiếp xúc Chiều : bánh 1 hướng về bánh 1, bánh 2 hướng về bánh 2 Lực vòng Ft : Phương theo chiều quay của bánh, chiều ngược với chiều quay của bánh răng
Phần dễ đã xong, giờ đến phần khó nào. Đã phân tích 2 lực kia xong zùi. Lực dọc trục Fa là rễ nhầm nhất. vậy chúng ta hãy cùng dùng 1 số thủ thuật nhỏ. Theo lý thuyết ta có lục dọc trục có chiều hướng vào bề mặt làm việc của bánh răng đó. Nhưng làm thế nào xác định chiều nghiêng , cái này là cái rễ nhầm. Mình sẽ xác định theo 1 cách rất hiệu quả. Chỉ cần xác định được chiều của lục vòng là ta làm được chiều nghiêng luôn. Chúng ta xác định chiều của lực vòng, hãy giả sử chiều nghiêng của nó. như hình vẽ. Chúng ta xác định mặt làm việc thông qua lực . Quy tắc: Luôn đặt lực vòng bên trong bánh răng ( tức là bên trong đường nghiêng của răng) Nếu Fr là dấu cộng thì đánh bề mặt làm việc cùng chiều với dấu cộng. Nếu Fr là dấu chấm ta đặt chiều nghiêng ngược với bên ngoài. Theo như dấu tròn đỏ kia.
Việc còn lại là theo quy tắc xác định Fa ( Lực hướng vào bề mặt làm việc) Vậy từ bề mặt làm việc bánh 1 là bên trong thì ta được lực Fa1 đi sang phía tay phải ( Hướng vào bề mặt bánh răng làm việc bánh răng 1. Lực Fa2 chiều ngược lại. hay từ bề mặt làm việc của bánh 2 ta cũng rễ ràng xác định được chiều Fa2. Đây chỉ là 1 quy tắc nhỏ nhưng có thể giúp chúng ta khác nhiều trong học tập và làm việc. Bài viết này dựa trên ý hiểu của 1 sv nên còn nhiều thiếu sót . Mong nhận được ý kiến đóng ghóp từ các bạn. Xin cảm ơn Viết bài: Tuân Nguyễn ( Tuân TNUT) |
