Chương 5:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CẤP
CHẬM
1. Chọn 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
45X
Tôi cải
thiện
850 650 230….280

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

0
Hlim
= 2HB+70= 2x260+70=590 và σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x 260 = 468.(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

N
HOcđ
= 30
4.2
HB
H
= 30x260
2.4
= 18752419

18.75x10
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

T
ổng số giờ làm việc :t =5

300

2

8 = 24000 (giờ)
suy ra với bánh chủ động


iii
tnTT
3
max
/

= 24000x208.9x(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

=K
FLcđ
=1.
Suy ra v
ới bánh chủ động:
[σ
H
]
cđ
=590/1.1 = 536 MPa
[σ
F
]
cđ
= 468/1.75 = 267.4 MPa (N/mm
2
).
Đối với bánh bị động tương tự ta có :
σ
0
Hlim
= 2HB+70= 2x250+70=570 và σ
0
Flim
= 1.8HB = 1.8x
250 = 450.
S
H
= 1.1 và S
F

x
15(15+36+12) + 0.8
6
x
12/(36+15+12))=212839.
Suy ra N
HEbđ
= 60x1467002 =88020140
N
EFbđ
= 60x212839 = 12770355
Vì N
Hebđ
> N
HObđ
và N
EFbđ
> N
FObđ
nên K
HLbđ
=K
FLbđ
=1.
Suy ra [σ
H
]
bđ
=570/1.1x=518.2 MPa
[σ

).
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 650 = 1820 MPa
[σ
F
]
cđmax
= 0.8 σ
ch
= 0.8x 650 =520 MPa.
[σ
F
]
bđmax
= 0.8 σ
ch
= 0.8x 550 = 440 MPa.
3. khoảng cách trục: a = 195 vì cùng khoảng cách trục với cấp
nhanh.
4. Xác định thông số bộ truyền
Modun m= (0.01

0.02)a

Ta tính l
ại khoảng cách trục :a
w
= mz
t
/ 2 = 3x128/2=192.
V
ậy tỉ số truyền thực u = z
2
/z
1
=95/33 =2.878.
Vì ta ch
ọn khoảng cách trục a
w
= 195 nên có hệ số dịch chỉnh.
5. tìm hệ số dịch chỉnh:
Tính hệ số dịch tâm y và hệ số k
y
:
Theo công th
ức 6.22 [ 1 tr 100] :y = a
w
/ m – 0.5(z
1
+z
2
)= 195/3 –
0.5(33+95) = 1.
CT 6.23 :k

– ( z
2
– z
1
)y/ z
t
] = 0.5[1.0544 – (95 – 33) 1/ 128]
= 0.285 mm
x
2
= x
t
– x
1
= 1.0544 – 0.285

0.77. (mm)
Góc ăn khớp : CT 6.27:
Cos α
tw
= z
t
mcosα / (2a
w
) = 128x 3 cos20
0
/(2x195) = 0.925. Suy ra
α
tw
= 22

)(99
1
333
cos
1
1
mm
Zm
d 




)(285
1
953
cos
2
2
mm
Zm
d 






1
-(2,5-2x
1
)m = 99 - (2,5- 2x0.285)
x3= 93.21 (mm)
d
f1
= d
2
-(2,5-2x
2
)m =285 - (2,5- 2x0.77)
x3=282.12 (mm)
+ Đường kính vòng đỉnh răng:
)(38.1063)0544.0285.01(299)1(2
111
mmxmxdd
ya

)(29.2953)0544.077.01(2285)1(2
222
mmxmxdd
ya

+ Khoảng cách trục chia a = 0.5m(z
2
+z
1
) = 0.5 x3 (95+33)
= 192 mm

+góc profin răng α
t
= arctg (tg α/ cosβ) = arctg(tg20
0
/cos0)=
20
0
.
+góc ăn khớp α
tw
= 22
0
17
’
45.82
”
.
7Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
σ
H
= Z
M
Z
H
Z
ε


HwwH
udbuKT

Z
ε
:hệ kể đến sự trùng khớp của răng, vì ε
β
= b
w
sin β
/(m

)
Với b
w
chiều rộng vành răng :b
w
= mmxa
wba
781954.0 

,
suy ra ε
β
= 0( vì β = 0
0
).
Nên Z
ε
= 3/)4(


 (6.36a).

twwbaba
CT 6.38a [1 tr 105].
Vậy Z
ε
= 897.03/)588.14( 
K
H
hệ số tải trọng khi tiếp xúc: K
H
= K
Hβ
K
Hα
K
Hv
Với K
Hβ
hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên
chi
ều rộng răng ,tra bảng 6.7, với Ψ
bd
= 0.53 Ψ
ba
(u

1) = 0.53 x0.48(2.88 + 1) = 0.987
Ψ
ba
:hệ số, tra bảng 6.6 [ 1 tr 97] và chọn
0.48 ( lấy lớn hơn 20% so với cấp nhanh) và sơ đồ

Với v = 2.16 (m/s) theo bảng (6.13) ta chọn cấp chính xác để chế
tạo bánh răng là 8
K
Hv
hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp, tra bảng P2.3 phụ lục [1 tr 250] với cấp chính xác 8,v= 2.16,
răng thẳng v
à nội suy ta được 1.088
Suy ra K
H
= 1.11x1x1.088= 1.21
V
ậy σ
H
=
274x1.698x0.897x
)8x100.551)/(78x2.8.21x(2.88212989,2x12
2
x
=367.5 MPa

[σ
H
] = 536.4 MPa.
V
ậy cặp bánh răng cấp chậm thỏa độ bền tiếp xúc.
8 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
CT 6.43.và 6.44 [1tr108]: σ
Fcđ
= 2T

Trong đó : Y
ε
= 1/ ε
α
=

1/1.588 = 0.63 :hệ số kể đến sự trùng khớp
của răng.
Y
β
= 1-β/140 = 1- 0/140 =1.
Y
F1
,Y
F2
hệ số dạng răng của bánh chủ động và bị động.
Tra bảng 6.18 với hệ số dịch chỉnh x
1
=0.285, x
2
=
0.77 và z
v1
=z
1
=33, z
v2
= z
2
= 95 và nội suy ra được

K
Fα
= 1.
K
Fv
hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn
khớp khi tính về uốn:
K
Fv
= 1+


FF
wwF
KKT
db
1
1
2
CT 6.46.
V
ới
F

= δ
F
g
o
v ua
w

] = 267.4 MPa.
σ
Fbđ
= 71.77 x 3.46/3.556 =69.8

[σ
Fbđ
] =257.1 MPa.
V
ậy cặp bánh răng cấp chậm đạt yêu cầu về độ bền uốn và độ
bền uốn.