DẠNG 1 PHÂN TÍCH, CHỌN CHIỀU NGHIÊNG HỢP LÝ CHO BỘ TRUYỀN Dạng này có thể có các yêu cầu sau Cho một sơ đồ truyền động, cho trước chiều quay Yêu cầu chọn chiều nghiêng hợp lý cho bộ truyền còn lại .
DẠNG PHÂN TÍCH, CHỌN CHIỀU NGHIÊNG HỢP LÝ CHO BỘ TRUYỀN Dạng có yêu cầu sau: Cho sơ đồ truyền động, cho trước chiều quay Yêu cầu chọn chiều nghiêng hợp lý cho truyền lại Cho sơ đồ truyền động, cho trước chiều quay Yêu cầu phân tích lực nhận xét hợp lý chiều nghiêng truyền Mục đích: Bài tốn phân tích lực chọn chiều nghiêng hợp lý cho truyền bước quan trọng lựa chọn, bố trí truyền thiết kế chi tiết đỡ nối hệ thống Một hệ thống truyền động khí sử dụng nhiều truyền (BR trụ thẳng, BR trụ nghiêng, BR cơn, Trục vít – bánh vít, … ) Trên trục trung gian lắp nhiều chi tiết quay sinh lực dọc trục tác dụng lên trục Lực dọc trục Fa phụ thuộc vào chiều quay hướng nghiêng truyền, nên việc lựa chọn hướng nghiêng hợp lý quan trọng Với hệ thống có chiều quay xác định, chiều nghiêng truyền hệ thống gọi hợp lý làm giảm lực dọc trục trục trung gian ổ lăn trục Lực dọc trục định đến việc lựa chọn kiểu loại ổ lăn Việc chọn loại ổ thích hợp để dùng rõ ràng không đơn giản giải tốt sở nắm vững đặc điểm làm việc ổ thể khả tải (lớn hay nhỏ, tiếp nhận tải hướng tâm Fr, tải trọng dọc trục Fa, đồng thời Fr Fa, chịu tải êm hay va đập), khả quay nhanh, độ cứng giá thành ổ; đồng thời quan tâm đến vấn đề cố định ổ chi tiết lắp với nó, vấn đề đơn giản kết cấu chế tạo gối đỡ Điều có ý nghĩa quan trọng việc thiết kế chi tiết đỡ nối (trục ổ) Khi có lực dọc trục tác dụng lên trục, cần phải bố trí ổ lăn có khả chống lại lực dọc trục (các ổ đỡ chặn, ổ chặn…), lực dọc trục lớn cần ổ lăn có khả tải lớn, kích thước khn khổ lớn, trục đỡ lớn, kết cấu gối đỡ ổ phức tạp kồng kềnh, làm kích thước khn khổ hộp tăng, ảnh hưởng tới chi phí, giá thành Lực dọc trục nhỏ, lựa chon loại ổ có kích thước nhỏ, giảm kích thước trục, giảm chi phí Khi tỉ số Fa/Fr < 0.3 ta cần dùng ổ đỡ, không cần dùng ổ chặn, kết cấu gối ổ gọn nhẹ, giảm kích thước khn khổ hộp Một số trường hợp dùng ổ đỡ - chặn để tăng cứng vững Tóm lại, mục đích lựa chọn bố trí truyền với hướng nghiêng hợp lý để giảm lực dọc trục tác dụng lên trục ổ lăn; giúp giảm bớt chi phí chon ổ làm kết cấu hệ thống nhỏ gọn đơn giản, giảm giá thành Nguyên tắc: Từ chiều quay cho trước, lựa chọn hướng nghiêng hợp lý để làm thành phần lực dọc trục trục trung gian (lắp nhiều chi tiết máy quay sinh lực dọc trục) ngược chiều để tổng lực dọc trục trục nhỏ Quy tắc xác định thành phần lực BT BR trụ thẳng Sơ đồ hóa: Ký hiệu dấu: (.) (+) thể bánh quay vào hay so với mặt phẳng giấy vẽ n1 n1 O1 Lực tác dụng: Khi ăn khớp, lực pháp tuyến Fn đặt tâm ăn khớp, phân hai thành phần lực: Fn Fr Ft n2 O2 n2 - Lực hướng tâm: Fr bánh hướng vào tâm bánh - Lực tiếp tuyến (lực vòng) Ft: phương tiếp tuyến chung hai vòng tròn lăn, tâm ăn khớp P o Ngược chiều bánh chủ động o Cùng chiều bánh bị động BT BR trụ nghiêng Sơ đồ hóa: - Vẽ thêm đường thể hiên chiều nghiêng - Bề mặt làm việc: bề mặt q trình ăn khớp tiếp xúc vị trí ăn khớp n1 n2 n1 O2 n2 Lực tác dụng: Áp lực pháp tuyến Fn đặt tâm ăn khớp, phân ba thành phần lực: Fn Fr Ft Fa - Lực hướng tâm Fr1 tác dụng vng góc lên trục dẫn I, hướng tâm bánh 1; lực hướng tâm Fr2 tác dụng vng góc lên trục bị dẫn II, hướng tâm bánh - Lực tiếp tuyến (lực vòng) Ft1, Ft2 trùng với tiếp tuyến chung vòng tròn lăn, tâm ăn khớp P o Ngược chiều quay bánh chủ động (Ft1) o Cùng chiều quay bánh bị động (Ft2) - Lực dọc trục Fa1, Fa2 phương dọc trục, hướng vào bề mặt làm việc bánh o Fa1 hướng vào bề mặt làm việc ăn khớp bánh (bề mặt đánh dấu gạch chéo) o Fa2 hướng vào bề mặt làm việc bánh Chiều Fa1, Fa2 phụ thuộc vào chiều quay hướng nghiêng đường Chú ý: Ft1 song song, ngược chiều Ft2 Ft1 Ft2 Fa1 song song, ngược chiều Fa2 Fa1 Fa2 Fr1 song song, ngược chiều Fr2 Fr1 Fr2 BT BR côn thẳng Sơ đồ hóa: Lực tác dụng: Lực pháp tuyến tâm ăn khớp P, phân làm thành phần: Fn Fr Ft Fa - Lực hướng tâm Fr1 đặt tâm ăn khớp phương vng góc với trục I hướng phía trục I; Fr2 vng góc với trục II hướng phía trục II - Lực dọc trục Fa1, Fa2 phương song song với trục I II; bánh chiều lực dọc trục hướng đáy lớn bánh - Lực tiếp tuyến (lực vòng ) Ft1, Ft2 trùng với tiếp tuyến chung hai vòng tròn lăn o Ft ngược chiều quay bánh chủ động o Ft chiều quay bánh bị động Chú ý: Ft1 song song, ngược chiều Ft2 Ft1 Ft2 Fa1 song song, ngược chiều Fa2 Fa1 Fa2 Fr1 song song, ngược chiều Fr2 Fr1 Fr2 BT Trục vít – bánh vít Sơ đồ hóa: 1- Trục vít 2- Bánh vít Lực tác dụng: Lực pháp tuyến vng góc với biên dạng tâm ăn khớp, phân làm thành phần: Fn Fr Ft Fa - Lực hướng tâm Fr1 đặt tâm ăn khớp phương vng góc với trục I hướng phía trục I; Fr2 vng góc với trục II hướng phía trục II - Lực tiếp tuyến Ft1 trục vít tiếp tuyến với vịng lăn trục vít 1, chiều ngược chiều quay trục chủ động (trục vít I); Ft2 theo phương tiếp tuyến với vịng lăn bánh vít 2, chiều chiều quay bánh vít bị động - Lực dọc trục Fa1 tác dụng lên trục I, song song với trục I, hướng vào bề mặt làm việc ren trục vít; Fa2 tác dụng lên trục II, song song với trục II Chiều Fa1, Fa2 phụ thuộc vào chiều quay hướng nghiêng ren trục vít Chú ý: Fa1 song song, ngược chiều Ft2 , Fa1 Ft2 Fa2 song song, ngược chiều Ft1 , Fa2 Ft1 Fr1 song song, ngược chiều Fr2 , Fr1 Fr2 Bài tập mẫu Ví dụ Phân tích lực chọn chiều nghiêng hợp lý cho truyền bánh trụ sơ đồ sau: Giải: Giả sử chiều nghiêng cặp bánh 3-4 bất kỳ, hình vẽ Phân tích lực - Xuất phát từ chiều quay trục III xác định chiều quay trục I, II - Khi biết chiều quay chiều nghiêng cặp BR 1-2, xác định bề mặt làm việc ăn khớp cặp 1-2 thành phần lực ăn khớp: Fr1, Fr2, Fa1, Fa2, Ft1, Ft2 hình vẽ o Fr1, Fr2: hướng từ điểm tâm ăn khớp tâm bánh bánh o Ft1: phương tiếp tuyến với vòng lăn bánh 1, chiều ngược với chiều quay bánh o Ft2: phương ngược chiều với Ft1 o Xác định bề mặt làm việc cặp bánh 1-2 ăn khớp tìm Fa1, Fa2 (trên banh hướng vào bề mặt làm việc bánh đó) - Từ chiều nghiêng vừa chọn kết hợp với chiều quay: cặp BRT 3-4 xác định Fr3, Fr4 vng góc với trục II,III Ft4 vng góc với mặt phẳng vẽ, chiều vào, chiều quay với bánh (vì bánh bánh bị động), Ft3 Ft4, - Xác định bề mặt làm việc lực Fa3, Fa4 song song với trục, hướng vào bề mặt làm việc bánh bánh Nhận xét: Lực dọc trục trục I, III phụ thuộc tải trọng tác dụng, thay đổi Xác định tổng lực dọc trục tác dụng lên trục trung gian (II) Trên trục II, Fa2 Fa3 chiều, làm cho tổng lực dọc trục trục II lớn: F aII Fa Fa Điều gây nên số vấn đề: Yêu cầu chọn kết cấu ổ có khả chống lực dọc trục lớn Ổ lăn phải có khả tải lớn, kích thước lớn nên giá thành cao Đường kính ngõng trục lớn, kết cấu gối đỡ ổ phức tạp, làm kích thước khn khổ hộp tăng lên, tốn vật liệu tăng chi phí gia cơng Một số trường hợp kích thước khn khổ hộp quan trọng việc bố trí hộp hệ thống Yêu cầu chiều nghiêng hợp lí trường hợp làm cho Fa2 Fa3 để làm giảm bớt lực dọc trục trục II Sao cho F aII Fa Fa nhỏ Tức chiều nghiêng hợp lý cặp 3-4 phải có hướng ngược lại so với hướng giả sử Ví dụ Phân tích lực chọn hướng nghiêng ren hợp lý cho trục vít sơ đồ sau HD: Từ chiều quay trục I, xác định chiều quay trục II, III III Từ chiều quay hướng I n1 nghiêng cặp BRT nghiêng, xác II định thành phần lực ăn khớp: Fr1, Fr2, Fa1, Fa2, Ft1, Ft2 Giả sử hướng nghiêng ren trục vít từ trái sang phải hình vẽ Từ chiều quay hướng nghiêng ren vừa chọn xác định thành phần lực ăn khớp TV- BV - Fr3, Fr4 hướng vào tâm trục vít bánh vít - Ft3: tiếp tuyền với đường lăn trục vít, hướng vào bề mặt vẽ, ngược chiều quay với trục II, Fa4 phương ngược chiều với Ft3 - Xác định chiều quay bánh vít (TH chiều kim đồng hồ), Ft4 Fa4 Xác định tổng lực dọc trục tác dụng lên trục II: Với hướng nghiêng chọn thu Fa2 Fa3 chiều, làm cho tổng lực dọc trục trục II lớn: F aII Fa Fa không đảm bảo Cần chọn lại chiều nghiêng, ngược lại, để F aII Fa Fa Giải thích mục đích việc hạn chế, giảm lực dọc trục Cho sơ đồ hệ thống truyền động khí hình vẽ Hãy phân tích lực chọn hướng nghiêng hợp lý cho truyền lại hộp Cho sơ đồ hệ thống truyền động khí hình vẽ Hãy phân tích lực chọn hướng nghiêng hợp lý cho truyền lại hộp ... chi tiết máy quay sinh lực dọc trục) ngược chiều để tổng lực dọc trục trục nhỏ Quy tắc xác định thành phần lực BT BR trụ thẳng Sơ đồ hóa: Ký hiệu dấu: ( .) ( +) thể bánh quay vào hay so với mặt... - Lực tiếp tuyến (lực vòng) Ft1, Ft2 trùng với tiếp tuyến chung vòng tròn lăn, tâm ăn khớp P o Ngược chiều quay bánh chủ động (Ft 1) o Cùng chiều quay bánh bị động (Ft 2) - Lực dọc trục Fa1, Fa2... gian (II) Trên trục II, Fa2 Fa3 chiều, làm cho tổng lực dọc trục trục II lớn: F aII Fa Fa Điều gây nên số vấn đề: Yêu cầu chọn kết cấu ổ có khả chống lực dọc trục lớn Ổ lăn phải có khả