Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế bộ truyền bánh răng nón. tài liệu thiết kế bộ truyền bánh răng hay, tài lieju kỹ thuật dành cho nhân viên kỹ thuật Thiết kế bộ truyền bánh răng nón Thiết kế bộ truyền bánh răng nón Thiết kế bộ truyền bánh răng nón
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN Thông số ban đầu Công suất cần truyền: 65,3= non N (KW) Tốc độ bánh răng dẫn:n 1 =355(vòng/phút) Tỉ số truyền sơ bộ:i sb =3 Tốc độ bánh răng bị dẫn:n 2 =118,33 Tải trong thay đổi,làm việc chế độ dài hạn. Làm việc 16/ngày,300/năm,thời gian sử dụng 5 năm. Bộ truyền được đặ trong hợp kín và được bôi trơn tốt. 1.Chọn vật liệu chế tạo -Bánh răng nhỏ:thép 50 -Bánh răng lớn:thép đúc 45 -Đều thường hóa -Cơ tính của thép 50 thường hóa: = 2 620 mm N b σ ; = 2 320 mm N ch σ ;HB=210 Cơ tính của thép đúc 45 thường hóa: = 2 550 mm N b σ ; = 2 320 mm N ch σ ;HB=170 2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép a. Ứng suất tiếp xúc cho phép Số chu kì tương đương của bánh lớn( công thức 3-4) ii i td Tn M M uN 60 3 max 2 ∑= Trong đó: M i ,n i ,T i : là momen xoắn,số vòng quay trong một phút và tổng số giờ làm việc ở chế độ i i . M max : momen lớn nhất tác dụng lên bánh răng. N td2 =60.1.5.16.300.39,4.[0,8 2 .1+1 2 .6+0,9 2 .1]=42,2.10 7 >10 7 Số chu kì làm việc của bánh nhỏ N 1 =iN 2 >N=10 7 Do đó đối với cả 2 bánh k’ N =1 Ứng suất tiếp xúc cho phép b. Ứng suất uốn cho phép Số chu kì làm việc của bánh lớn và bánh nhỏ đều lớn hơn N c =5.10 6 cho nên k” N =1 Tính ứng suất uốn cho phép(theo công thức 3-6) Lấy hệ số an toàn của bánh răng nhỏ(thép rèn) n=1,5 và của bánh răng lớn(thép đúc n=1,8;hệ số tập trung ứng suất k σ =1,8 -Giới hạn mỏi của thép 50 σ -1 =0,43.620=266(N/mm 2 ) -Giới hạn mỏi của thép 45 σ -1 =0,43.550=236(N/mm 2 ) -Ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ [ ] 98 5,1.8,1 266 1 ≈= u σ (N/mm 2 ) -Ứng suất uốn cho phép của bánh lớn [ ] 73 8,1.8,1 236 2 ≈= u σ (N/mm 2 ) 3. Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K=1,4 4. Chọn hệ số bề rộng bánh răng 3,0 2 == L b ψ 5. Tính chiều dài nón(công thức 3-11) [ ] 3 22 2 2 6 2 85,0 . .5,01 10.05,1 .1 n kN i iL tx ψσψ − +≥ 3 2 6 2 33,118.3,0.85,0 65,3.4,1 . 442.3.3,0.5,01 10.05,1 .13 − += =166,7mm 6. Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng Vận tốc vòng của bộ truyền bánh răng nón: ( ) 67,1 11000.60 .54,01 2 1000.60 2 111 = + − == i nLnd v tb ψππ (m/s) Từ vận tốc vòng tra bảng 3-11 ta chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là 9 7. Định chính xác hệ só tải trọng K và chiều dài nón L K=k tt .k d Vì các bánh răng có độ cứng HB<350 và làm việc với tai trọng thay đổi nên: K tt = 2 1+ ttbang k Với k ttbang tra theo ψ d ψ d = 6,0 2 13 .3,0 2 1 1 1 = + = + = i d b ψ Theo bảng 3-12,ta tìm được hệ số tải trọng K ttbang =1,16 K tt =1,08 Với cấp chính xác 9,độ cứng<350HB và vận tốc vòng v=1,67m/s Tra bảng 3-13 ta chọn k d =1,45 Vậy k=1,08.1,45=1,566 Ta thấy khác với dự đoán ở trên là 1,4. Tính lại chiều dài nón: mm K K LL sb sb 73,1 4,1 566,1 .667,1. 3 3 === 8. Xác định modun và số răng Xét modun: m s =(0,02+0,03).L m smin =0,02.173=3,46mm m smax =0,03.1,73=5,19mm Theo bảng 3-1 ta chon m s =4 Xét số răng: 35,27 134 173.2 1. 2 22 = + = + = im L Z s Ta chọn Z 1 =27 răng. Z 2 =Z 1 .i=27.3=81 -Tính chính xác chiều dài nón. mmZZmL s 76,1708127.4.5,0 5,0 22 2 2 2 1 =+=+= -Chiều dài răng: mmLb L 5176,170.3,0. ≈== ψ -Modun trung bình: mm L bL mm stb 4,3 76,170 51.5,076,170 .4 .5,0 . = − = − = 9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng -Góc mặt nón lăng bánh răng: '151833,03tan 0 1 11 1 =→=== −− ϕϕ i -Số răng tương đương của bánh răng nhỏ 4,28 95,0 27 cos 1 1 1 === ϕ Z Z td -Góc mặt nón lăn bánh răng lớn '33713tan 0 22 =→== ϕϕ i -Số răng tương đương của bánh lớn 3,256 316,0 81 cos 2 2 2 === ϕ Z Z td Theo bảng 3-18 và số răng tương đương tìm được,ta chọn hệ số dạng răng: Bánh nhỏ: y 1 =0,451 Bánh lớn: y 2 =0,517 -Ứng suất tại chân răng bánh răng nhỏ công thức(3-35) 4,50 51.355.27.4,3.451,0.85,0 65,3.566,1.10.1,19 85,0 10.1,19 2 6 11 2 1 6 1 === bnZmy Nk tb uon σ <98(N/mm 2 ) -Ứng suất uốn tại chân răng bánh răng lớn )/(739,43 517,0 451,0 .4,50. 2 2 1 12 mmN y y uonuon <=== σσ 10. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trọng thời gian ngắn Ứng suất cho phép khi quá tải -Bánh lớn: [ ] [ ] )/(1105442.5,2.5,2 2 22 mmN txtxqt === σσ -Bánh nhỏ: [ ] [ ] )/(1365546.5,2.5,2 2 11 mmN txtxqt === σσ Ứng suất uốn cho phép -Bánh nhỏ: [ ] )/(256320.8,0.8,0 2 1 1 mmN ch uqt === σσ -Bánh lớn: [ ] )/(256320.8,0.8,0 2 2 2 mmN ch uqt === σσ Chỉ cần kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn có [ ] txqt σ nhỏ hơn: ( ) [ ] 110545,227 33,118.51.85,0 65,3.566,1.13 )51.5,076,170.(3 10.05,1 85,0 .)1( ).5,0( 10.05,1 2 2 3 6 2 2 3 6 =<= + − = + − = txqt txqt nb kNi bL σσ (N/mm 2 ) Kiểm nghiệm sức bền uốn: -Bánh nhỏ: [ ] )/(2568,1002.4,502. 2 1 11 mmN uqt uonuqt =<=== σσσ -Bánh lớn: [ ] )/(2568,872.9,432. 2 2 22 mmN uqt uonuqt =<=== σσσ 11. Các thông số hình học của bộ truyền -Modun mặt nón lớn:m s =4 -Số răng:Z 1 =27;Z 2 =81 -Chiều dài răng:b=51 -Chiều dài nón:L=170,76 -Góc mặt nón chia: '3371;'1518 0 2 0 1 == ϕϕ -Đường kính vòng chia: d 1 =m s .Z 1 =108mm d 2 =m s .Z 2 =324mm -Đường kính vòng đỉnh: mmZmD se 6,115)95,0.227(4)cos2.( 111 =+=+= ϕ mmZmD se 5,326)31,0.281(4)cos2.( 222 =+=+= ϕ 12. Tính lực tác dụng -Đối với bánh răng nhỏ Lực vòng: N Zm M d M P tb x tb x 2,2139 355.27 65,3.10.55,9.2 . 22 6 1 1 1 1 1 ==== Lực hướng tâm: NPP r 6,73995,0.20tan.2,2139cos.tan. 111 === ϕα Lực dọc truc: NPP a 7,243313,0.20tan.2,2139sin.tan. 111 === ϕα -Đối với bánh răng lớn P 2 =P 1 =2139,2N P r2 =P a1 =739,6N P a2 =P r1 =143,7N. . THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN Thông số ban đầu Công suất cần truyền: 65,3= non N (KW) Tốc độ bánh răng dẫn:n 1 =355(vòng/phút) Tỉ số truyền sơ bộ:i sb =3 Tốc độ bánh răng