Tính toán vi sai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (94.43 KB, 10 trang )
Chương: tính toán bền một số chi tiết.
1. Tính toán trục truyền moment tới bánh răng chủ động trong cơ cấu vi sai.
Đối với trục này ta chỉ cần tính toán đường kính trục cần thiết, không cần tính chiều dài của
trục do trục này chịu moment xoắn là chủ yếu.
Chọn vật liệu làm trục là thép C45, CT6 có
1
[ ] 600MPa,[ ]=260 MPa
b
σ σ
−
=
, ứng suất
uốn cho phép là 70 MPa, ứng suất cho phép
[ ] 20MPa
τ
=
.
Đường kính trục xác định theo ứng suất xoắn có dạng:
3
5
[ ]
T
d
τ
≥
Với
T
: Moment xoắn tác dụng lên trục. Moment truyền từ động cơ khoảng 25Nm.
d
: đường kính trục, mm
Từ đó ta có:
3
5.25.1000
18,4
20
d mm≥ ≈
Ta chọn đường kính trục d
min
=28mm
2. Tính toán bánh răng côn trong cơ cấu vi sai.
Moment xoắn trên trục quay của bánh dẫn là:
1
25000T Nmm=
, tỷ số truyền
2,9u =
, số
vòng quay 1500 vòng/phút.
Chọn vật liệu bánh dẫn và bánh bị dẫn. Ta chọn thép 45Cr, dựa vào bảng 6.13 ([1], p.220) đối
với bánh dẫn ta chọn độ rắn trung bình
1
350HB
=
, đối với bánh bị dẫn ta chọn độ rắn trung
bình
2
300HB
=
.
Chọn hệ số tuổi thọ cho các bánh răng:
1 2 1 1
1
HL HL FL FL
K K K K
= = = =
1
Với:
1HL
K
: Hệ số tuổi thọ tính theo ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh dẫn.
1FL
K
: Hệ số tuổi thọ tính theo ứng suất uốn cho phép của bánh dẫn.
Dựa vào bảng 6.13 ([1], p.220), giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng xác định như sau:
0 lim
2 70
H
HB
σ
= +
, suy ra
0 lim1
2.350 70 770
H
MPa
σ
= + =
Và
0 lim2
2.300 70 670
H
MPa
σ
= + =
0 lim
1,8
F
HB
σ
=
, suy ra
0 lim1
1,8.350 630
F
MPa
σ
= =
Và
0 lim2
1,8.300 540
F
MPa
σ
= =
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ ]
0 lim
0,9
H
H HL
H
K
s
σ
σ
=
Trong đó:
0 limH
σ
: giới hạn mỏi tiếp xúc tương ứng với số chu kỳ cơ sở.
HL
K
: hệ số tuổi thọ theo độ bền tiếp xúc
H
s
: hệ số an toàn, khi tôi cải thiện
1,1
H
s
=
.
Do đó:
[ ]
1
770.0,9
.1 630
1,1
H
MPa
σ
= =
2
[ ]
1
670.0,9
.1 548,2
1,1
H
MPa
σ
= =
Suy ra ứng suất tiếp xúc cho phép
[ ] [ ]
2
548,2
H H
MPa
σ σ
= =
Ứng suất uốn cho phép:
[ ]
0 lim
.
F FC
F FL
F
K
K
s
σ
σ
=
Trong đó:
F
σ
: Giới hạn mỏi uốn.
F
s
: Hệ số an toàn trung bình. Chọn
1.75
F
s
=
0.7 0.8
FC
K = ÷
khi quay 2 chiều, chọn
0.75
FC
K
=
.
FL
K
: Hệ số tuổi thọ theo độ bền uốn.
[ ]
1
630.0,75
.1 270
1,75
F
MPa
σ
= =
[ ]
2
540.0,75
.1 231,4
1,75
F
MPa
σ
= =
Do đó:
[ ] [ ]
2
231,4
F F
MPa
σ σ
= =
Chọn hệ số chiều rộng vành răng
0,285
be
ψ
=
. Trục được lắp trên ổ đũa côn, ta chọn sơ bộ hệ
số tải trọng tính
1,3
H
K
β
=
dựa theo bảng 6.18 ([1], p.247) với
/ (2 ) 0,482
be be
u
ψ ψ
− =
Tính toán đường kính
1e
d
theo công thức:
3
[ ]
1
3
1
2
2
95
0,85(1 0,5 )
H
e
be be H
T K
d
u
β
ψ ψ σ
=
−
3
1
2 2
25000.1,3
95 56,4
0,85(1 0,5.0,285) .0,285.2,9.548,2
e
d mm= =
−
Theo bảng 6.19 ([1], p.249), ta chọn số răng
1
16
p
z =
, theo độ rắn ta chọn
1 1
1,3 1,3.16 20.8
p
z z= = =
Chọn
1
21z =
răng.
2
2,9.21 60,9z = =
, chọn
2
61z
=
răng.
Module
1
1
56,4
2,7
21
e
d
m mm
z
= = =
, chọn
3m
=
theo tiêu chuẩn.
Tính toán lại tỷ số truyền
2
1
61
2,905
21
z
u
z
= = =
Sai lệch
( )
2,905 2,9 .100% / 2,9 0,2− =
% nằm trong khoảng cho phép.
Góc mặt côn chia
1
1 1
20
2,905
o
arctg arctg
u
δ
= = =
÷
÷
,
2
70
o
δ
=
Các kích thước chủ yếu của bộ truyền bánh răng côn:
Đường kính vòng chia ngoài:
1 1
2 2
3.21 63
3.61 183
e e
e e
d m z mm
d m z mm
= = =
= = =
4
Module vòng trung bình:
(1 0,5 ) 3.(1 0,5.0,285) 2.5725
m e be
m m mm
ψ
= − = − =
Đường kính vòng chia trung bình:
1 1
2 2
2,5725.21 54,02
2,5725.61 156,92
m m
m m
d m z mm
d m z mm
= = =
= = =
Chiều dài côn ngoài:
2 2 2 2
1 2
0,5 0,5.3. 21 61 96,77
e e
R m z z mm= + = + =
Chiều rộng vành răng:
96,77.0,285 27,58
e be
b R mm
ψ
= = =
, chọn
28b mm=
Vận tốc vòng bánh răng tính theo đường kính vòng chia trung bình:
.54,02.1500
4,243 /
60000 60000
m
d n
v m s
π π
= = =
Dựa theo bảng 6.3 ([1], p. 203), chọn cấp chính xác 7 với vận tốc vòng tới hạn
6 /
gh
v m s=
.
Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng.
Trong mối ăn khớp của bộ truyền bánh răng côn có các lực tác dụng sau đây: lực vòng
t
F
, lực
hướng tâm
r
F
và lực dọc trục
a
F
. Độ lớn các lực tác dụng lên bánh dẫn như sau:
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1
2 2.2500
925,6
54,02
925,6
985
cos cos20
cos 925,6. 20 .cos20 316,6
sin 925,6. 20 .sin 20 115,22
t
m
t
n
o
o o
r t
o o
a t
T
F N
d
F
F N
F F tg tg N
F F tg tg N
α
α δ
α δ
= = =
= = =
= = =
= = =
Với bánh bị dẫn, lực tác dụng có chiều ngược lại, do đó.
2 1 2 1 2 1
, ,
a r r a t t
F F F F F F
= = =
5
