Đồ án chi tiết máy thiết kế hệ dẫn động băng tải

Đồ án chi tiết máy - K49 Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 Theo (6.33) ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng của bộ truyền phải thoả mãn điều kiện sau: H = Z M .Z H .Z . 2T1 .K H .( u m1 + 1) b w1 .u m1 .d 2 1 w [ H ] (2) Trong đó: ZM Hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp. Theo bảng 6.5 (TR.96,TTTKHTDĐCK-T1) ta tra đợc ZM = 274(MPa1/3) ZH Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. Z Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng. KH Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. dw1 Đờng kính vòng lăn bánh chủ động(mm). bw1 Bề rộng vành răng bánh chủ động(mm). [H] ứng suất tiếp xúc cho phép (Mpa)(tính chính xác) T1 Momen xoắn trên trục T1= 132427(Nmm) um1 Tỉ số truyền thực của bộ truyền cấp nhanh um1 = 3,89 (lần) Hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc ZH đợc xác định theo công thức (6.34): ZH = 2. cos b sin 2 tw Góc nghiêng của răng trên hình trụ cơ sở b đợc xác định theo công thức : b = arctg(cost1.tg) Góc prôfin răng t đợc xác định nh sau: t1 = arctg(tg/cos) Trong đó: Góc prôfin gốc xác định theo TCVN 1065 71, =20 Góc nghiêng răng =0. => t1 = = 20,b= = 0 Góc ăn khớp tw đợc xác định theo công thức: tw1 = arccos[(a1.cost1)/aw1] = 21,570 Vậy: ZH = 2. cos b 2. cos 0 = = 1,71 sin 2 tw1 sin 2(21,57 ) Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng Z đợc xác định theo công thức (6.36a): Z = 4 3 vì hệ số trùng khớp dọc = bw1.sin/(m1.) = 0 Với hệ số trùng khớp ngang: 1 1 1 1 = 1,88 3,2 + . cos = 1,88 3,2 + .1 = 1,73 z 27 105 1 z 2 15 Đồ án chi tiết máy - K49 => Z = Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 4 = 3 4 1,73 = 0,76 3 Đờng kính vòng lăn bánh chủ động dw1: d w1 = 2.a w1 2.200 = = 81,82(mm) u m1 + 1 3,89 + 1 Bề rộng vành răng bánh chủ động bw: bw1= aw1.ba1= 200.0,3 = 60(mm). Vận tốc vòng v1: v1 = .d w1 .n1 .81,82.356,25 = = 1,53(m / s ) 60000 60000 Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc KH đợc xác định theo công thức (6.39): KH= KH.KH.KHv Trong đó: KH Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về tiếp xúc. Với bánh răng thẳng KH=1,13 KH Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc. Theo bảng 6.7 (TR.98,TTTKHTDĐCK-T1) ứng với bd1 = 0,53.ba.(u+1) = 0,53.0,3.(3,89+1) = 0,78 và sơ đồ 3 chọn đợc KH = 1,115. KHv Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về tiếp xúc Xác định hệ số KHv theo công thức (6.41): K Hv = 1 + H .b w1 .d w1 2.T1 .K H .K H Trong đó: H = H .g o .v1 . a w1 u m1 (6.42) Trong đó: H Hệ số xét đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp. Theo bảng 6.15 ứng với HB1,HB2 H = H .g o .v1 . Vậy: K Hv = 1 + a w1 200 = 0,006.73.1,53. = 4,81 u m1 3,89 H .bw1 .d w1 4,81.60.81,82 = 1+ = 1,07 2.T1 .K H .K H 2.132427.1,115.1,13 16 Đồ án chi tiết máy - K49 Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 => KH= KH.KH.KHv= 1,07.1,115.1,13 = 1,35 Tính chính xác [H]: Với v1 = 1,53(m/s) và độ rắn mặt răng HB ZR=0,9 Đờng kính đỉnh răng: da1= dw1+2.m = 81,82+2.3 =87,82(mm) KxH = 1 Vậy ứng xuất tiếp xúc cho phép là: [H] = [H].ZR.Zv.KxH = 481,8.0,9.0,89.1 = 385,92(MPa) Thay các giá trị tính đợc ở trên vào công thức (2) ta có: H = Z M .Z H .Z . 2T1 .K H .(u m1 + 1) 2.132427.1,35.(3,89 + 1) = 274.1,71.0,76. 2 bw1 .u m1 .d w1 60.3,89.81,82 2 H = 376,68( MPa) < [ H ] = 385,92( MPa) Kiểm nghiệm: [ H ] H H = 385,92 376,68 = 0,024 0,1 Thoả mãn. 376,68 Độ bền tiếp xúc đợc đảm bảo. Tính lại chiều rộng vành răng: 2 bw = ba .a w1 . H = 57,16(mm) [ ] H Lấy bw= 57 mm d. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Để đảm bảo độ bền uốn cho răng ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không đợc vợt quá giá trị cho phép (theo công thức (6.43),(6.44)): F1 = 2T1 .K F .Y .Y .YF1 F2 = b w1 .d w1 .m [ F1 ] F1 .YF 2 [ F2 ] YF1 (3) (4) Trong đó: Y Hệ số xét đến độ nghiêng của răng , với răng thẳng Y=1. Y Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng. YF1 Hệ số dạng răng của bánh 1. YF2 Hệ số dạng răng của bánh 2. KF Hệ số tải trọng khi tính về uốn. dw1 Đờng kính vòng lăn bánh chủ động(mm). bw1 Bề rộng vành răng bánh chủ động(mm). 17 Đồ án chi tiết máy - K49 Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 [F1] ứng suất uốn cho phép của bánh răng 1 (Mpa)(tính chính xác) [F2] ứng suất uốn cho phép của bánh răng 2 (Mpa)(tính chính xác) T1 Momen xoắn trên trục T1= 132427(Nmm) Hệ số xét đến sự trùng khớp của răng Y đợc xác định nh sau: Y=1/ với =1,73 (tính đợc ở trên) => Y=1/=1/1,73=0,58 Hệ số dạng răng của cặp bánh răng YF1, YF2: Số răng tơng đơng đợc xác định theo công thức sau: z v1 = z v2 = z1 cos 3 z2 cos 3 Do đây là cặp bánh răng trụ răng thẳng nên: zv1= z1= 27 ; zv2= z2= 105 Tra theo bảng 6.18 (TR109.,TTTKHTDĐCK-T1) ứng với hệ số dịch chỉnh bằng x1 = 0,15; x2=0,546 và: Số răng tơng đơng zv1= 27 => YF1= 3,63 Số răng tơng đơng zv2= 105 => YF2=3,497 Hệ số tải trọng khi tính về uốn KF đợc xác định theo công thức(6.45): KF= KF.KF.KFv Trong đó: KF Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn. Với bánh răng thẳng KF=1,37 KF Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về uốn. Theo bảng 6.7 (TR.98,TTTKHTDĐCK-T1) ứng với bd1 = 0,78 và sơ đồ 3 chọn đợc KF = 1,233. KFv Hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính về uốn Xác định hệ số KFv theo công thức(6.46): K Fv = 1 + F .b w1 .d w1 2.T1 .K F .K F Trong đó: F = F .g o .v1 . a w1 u m1 (6.47) F Hệ số xét đến ảnh hởng của các sai số ăn khớp. Theo bảng 6.15 ứng với HB1, HB2 F = F .g o .v1 . a w1 200 = 0,016.73.1,53. = 12,81 u m1 3,89 18 Đồ án chi tiết máy - K49 Vậy: K Fv = 1 + Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 F .bw1 .d w1 12,81.57.81,82 = 1+ = 1,11 2.T1 .K F .K F 2.132427.1,223.1,37 KF= KF.KF.KFv = 1,233.1,37.1,11 = 1,88 F1 = 2.132427.1,88.0,58.1.3,63 = 74,93 (MPa) 57.81,82.3 F2 = 74,93.3,497/3,63 = 72,18 (MPa) Tính chính xác [F1]: Với m1 = 3(mm) hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất đợc xác định: => Ys=1,08-0,0695ln(3)=1 Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng thờng bánh răng phay thì YR=1 Đờng kính đỉnh răng da1 KxF = 1 Vậy ứng xuất uốn cho phép là: [F1] = [F1].YR.Ys.KxF = 252.1.1.1 =252(MPa) Tính chính xác [F2]: Với m1 = 3(mm) hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất đợc xác định: => Ys=1,08-0,0695ln(3)=1 Hệ số xét đến ảnh hởng của độ nhám mặt lợn chân răng thờng bánh răng phay thì YR=1 KxF = 1 Vậy ứng xuất uốn cho phép là: [F2] = [F2].YR.Ys.KxF = 236,57.1.1.1 =236,57(MPa) ta thấy: F1 < [F1] F2 < [F2] Vậy răng đảm bảo về độ bền uốn e. Kiểm nghiệm răng về quá tải. Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải (lúc mở máy, hãm máy,hoặc có sự cố bất thờng). Vì vậy cần kiểm nghiệm răng về quá tải dựa vào ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cực đại Với hệ số quá tải: K qt = Tmax Tmm = = 2,2 T T Trong đó : T Momen xoắn danh nghĩa. Tmax Momen xoắn quá tải. 19 Đồ án chi tiết máy - K49 Nguyễn Quang Trung B CĐT 02 Tmm Momen mở máy. Để tránh biến dạng d hoặc gẫy dòn lớp bề mặt, ứng suất tiếp xúc cực đại không đợc vợt quá một giá trị cho phép (6.48): H max = H K qt [ H ] max Với các giá trị đợc tính ở trên: H = 376,68(MPa) [H]max =1260(MPa) H max = H K qt = 376,68. 2,2 = 558,71 < [ H ] max => Để đề phòng biến dạng d hoặc phá hỏng tĩnh mặt lợn chân răng, ứng suất uốn cực đại tại mặt lợn chân răng không vợt quá giá trị cho phép(6.49): F max = F K qt [ F ] max Với các giá trị đợc tính ở trên: F1 = 74,93(MPa) F2 = 72,18(MPa) [F]max = 464(MPa) F 1 max = F 1 .K qt = 74,93.2,2 = 164,85( MPa) < [ F ] max => F 2 max = F 2 .K qt = 72,18.2,2 = 158,8( MPa) < [ F ] max Vậy bộ truyền đảm bảo về điều kiện quá tải. 20