Chương Truyền động bánh 6.10 Truyền động bánh nón 6.11 Trình tự thiết kế truyền bánh 6.1 Khái niệm 6.2 Các thơng số hình học bánh trụ 6.3 Lực tác dụng tải trọng tính 6.4 Hiệu suất tuyền bánh 6.5 Vật liệu nhiệt luyện bánh 6.6 Ứng suất cho phép 6.7 Các dạng hỏng tiêu tính 6.8 Tính tốn truyền bánh trụ thẳng 6.9 Tính tốn truyền bánh trụ nghiêng Chương Truyền động bánh 6.1 Khái niệm chung Định nghóa: Truyền động bánh thực truyền chuyển động thay đổi dạng chuyển động nhờ ăn khớp bánh Phân loại: a) Theo phân bố trục chia ra: - Truyền động bánh trụ: trục song song - Truyền động bánh nón (côn): trục cắt - Truyền động bánh trụ chéo, bánh nón chéo: trục chéo b) Theo phân bố bánh chia: - Bộ truyền ăn khớp ngoài: nằm phía bánh - Bộ truyền ăn khớp trong: bánh có phía trong, bánh có phía c) Theo phương so với đường sinh: Ta có truyền bánh thẳng, nghiêng, chữ V, cong d) Theo biên dạng răng: Ta có bánh thân khai, bánh xiclôit bánh cung tròn (thường sử dụng bánh thân khai vận tốc trượt nhỏ nên hiệu suất cao, bán kính cong vùng tiếp xúc đủ lớn nên khả tải lớn Chương Truyền động bánh 6.1 Khái niệm chung Ưu, nhược điểm phạm vi sử dụng Ưu điểm: - Kích thước nhỏ, khả tải lớn; - Tỉ số truyền không thay đổi tượng trượt trơn; - Hiệu suất cao, đạt 0,97 - 0,98; - Tuổi thọ cao, độ tin cậy lớn (L = 30.000 giờ); - Làm việc tốt phạm vi vận tốc lớn (150m/s), công suất cao (vài chục ngàn KW), tỉ số truyền rộng (vài ngàn) Nhược điểm: - Chế tạo tương đối phức tạp; - Đòi hỏi độ xác cao; - Có nhiều tiếng ồn vận tốc lớn; Phạm vi sử dụng: Sử dụng rộng rãi ngành chế tạo máy Chương Truyền động bánh 6.2 Các thơng số hình học bánh trụ 1- Thông số hình học bánh thẳng: Z1, Z2 - Số bánh nhỏ bánh lớn u - Tỉ số truyền u = n1/n2 = Z2/Z1 n1, n2 - Vận tốc vòng bánh nhỏ bánh lớn p - Bước mặt trụ chia - Góc profin = 20o m - Mô dun ăn khớp: m = p/ , điều kiện để bánh ăn khớp m, m tiêu chuẩn hóa theo dãy số sau (dãy ưu tiên): Dãy1 1,25 1,5 2,5 10 12 18 20 25 32 40 Daõy2 1,125 1,375 1,75 2,25 3,5 4,5 5,5 11 14 19 22 28 36 d1, d2 - Đường kính vòng chia bánh nhỏ bánh lớn: d1 = m.Z1 ; d2 = m.Z2 dw1, dw2 - Đường kính vòng lăn bánh nhỏ bánh lớn: dw1 = 2.aw/(uù1) ; dw2 = dw1.u aw - Khoảng cánh trục: aw = (dw1 + dw2) /2 = m.(Z2 + Z1)/2 hr - Chiều cao răng: hr = 2.m; = m; hf = 1,25m da1, da2 - Đường kính vòng đỉnh bánh nhỏ bánh lớn da1 = d1 + 2.(1 + x1 - y).m ; da2 = d2 + 2.(1 + x2 - y).m df1, df2 - Đường kính vòng chân răng: df1 = d1 - (2,5 - 2.x1).m ; df2 = d2 - (2,5 - 2.x2).m db1, db2 - Đường kính vòng sở: db1 = d1.cos ; db2 = d2.cos tw - Góc ăn khớp: tw = arccos(a.cost/aw); t - góc profin răng: t = arctg(tg/cos) a - Khoảng cách trục chia: a = (d2 +d1)/2 = m.(Z2 + Z1)/(2.cos) aw = a.cost/costw y - Hệ số dịch tâm ; Chương Truyền động bánh 6.2 Các thơng số hình học bánh trụ Thông số hình học bánh nghiêng Góc nghiêng so với đường sinh mặt trụ gọi góc nghiêng bánh ký hiệu β pt - Bước mặt mút (mặt vuông góc với trục bánh răng) pt = pn/cos pn - Bước mặt phẳng pháp tuyến (vuông góc với răng) mt - Môđun ngang mt = pt/ = pn/(.cos) = mn/cos mn - Môđun mặt phẳng pháp tuyến (giá trị tiêu chuẩn hóa) d- Đường kính vòng chia d = pt.Z/ = mn.Z/cos tgt = tgn/cos t - Góc profin đo mặt mút n - Góc profin sinh - Góc nghiêng mặt trụ chia tgw = tg.dw/d w - Góc nghiêng mặt trụ lăn: Chương Truyền động bánh 6.2 Các thơng số hình học bánh trụ Sự dịch chỉnh truyền bánh Dịch chỉnh nhằm cải thiện chất lượng ăn khớp cách dùng đoạn thân khai khác Chế tạo bánh dịch chỉnh cách dịch dao khoảng x.m a) Dịch chỉnh đều: Bánh nhỏ dịch dao dương (x1 > 0), bánh lớn dịch dao âm (x2 < 0) tổng hệ số dịch chỉnh không đổi: xt = x1 + x2 = Trên vòng chia chiều dày bánh nhỏ tăng chiều dày bánh lớn giảm, tổng chiều dày không đổi p, tức vòng tròn chia trùng với vòng tròn lăn bánh không dịch chỉnh Khoảng cách trục góc ăn khớp không thay đổi: a = (d1 + d2)/2 = (dw1 + dw2)/2; w = b) Dịch chỉnh góc: xt = x1 + x2 Thông thường xt > x1, x2 lớn không Khi bề dày bánh nhỏ bánh lớn vòng chia lớn p/2 rãnh chúng nhỏ p/2 Do vòng chia không tiếp xúc với nhau, bánh ăn khớp theo vòng lăn có d1 Dịch dao dương làm tăng chiều dày chân tăng độ bền uốn răng, góc ăn khớp tăng làm tăng độ bền tiếp xúc Nhưng dịch chỉnh dương làm nhọn giảm hệ số trùng khớp không chọn x lớn Thường dùng dịch chỉnh trường hợp số nhỏ (Z1 1, pb bước vòng tròn sở: pb = p.cosα Giá trị xác định công thức: = (z1.tgαa1 ± z2.tgαa2 ± (z2 ± z1).tgαtw)/(2.π) ñoù: cosαa1 = db1 /da1; cosαa2 = db2 /da2 ; tgαtw = tgα nw /cosβ Trường hợp x1 ± x2 = 0, ta xác định công thức gần sau: = [1,88 – 3,2 (1/Z1 + 1/Z2)]cos Độ xác có ảnh hưởng đến chất lượng truyền, TCVN quy định 12 cấp xác theo thứ tự giảm dần, thường dùng cấp xác 6, 7, 8, Kết cấu bánh phụ thuộc vào đường kính bánh răng, quy mô sản xuất phương pháp lắp với trục: khoảng cách từ đáy đến rãnh then 2,5m với bánh thẳng 1,6m với bánh nghiêng thường chế tạo bánh liền trục; bánh có d < 150mm làm liền khối không khoét rãnh; da 600mm, chế tạo từ phôi rèn, dập có khoét lõm giảm khối lượng; da >600mm chế tạo hàn đúc Chương Truyền động bánh 6.3 Lực tác dụng tải trọng tính Lực pháp tuyến Fn bánh tác động vào bánh truyền mặt phẳng ăn khớp vuông góc với mặt làm việc a) Trường hợp thẳng: Lực Fn phân lực thành phần: lực vòng Ft lực hướng tâm Fr (Xác định chiều lực: Ft hướng ngược chiều với chiều chuyển đọâng bánh dẫn chiều bánh bị daãn): Ft1 = Ft2 = 2.T1/dw1 ; Fr1 = Fr2 = Ft1.tgw ; Fn1 = Fn2 = Ft1/cosw đó: T1 - mômen xoắn bánh 1; dw1 - đường kính vòng lăn bánh 1; w - góc ăn khớp (khi (x1 + x2) = 0, w = ) b) Trường hợp bánh nghiêng: Lực pháp Fn phân tích thành lực thành phần: lực vòng Ft, lực hướng tâm Fr lực dọc trục Fa (Fa hướng vào mặt làm việc) Giá trị chúng xác định: Ft1 = Ft2 = 2.T1/dw1 ; Fr1 = Fr2 = Ft1.tgnw/cosw = Ft1.tgtw Fa1 = Fa2 = Ft1 tgw ; Fn1 = Fn2 = Ft1/(cosnw.cosw) Trường hợp (x1 + x2) = ta có: w = , dw = d, tw = t Chương Truyền động bánh 6.3 Lực tác dụng tải trọng tính c Tải trọng tính: Trong làm việc, sai sót chế tạo, lắp ráp nên truyền bánh xuất tải trọng động phụ, phân bố tải trọng có ích chiều dài không nh hưởng nhân tố đến sức bền xét đến tính toán hệ số tải trọng K: Ftt = Fdn.K ; đó: Fdn tải trọng danh nghóa: Fdn = Ft1 = 2.103.T1/d1 = 2.9,55.106 P1/d1n1 K hệ số tải trọng: K = Kv.K.K ; Kv hệ số tải trọng động; K hệ số phân bố tải trọng răng; K hệ số tập trung tải trọng Nếu tính độ bền tiếp xúc ta ký hiệu K = KH: KH = KHv.KH.KH Khi tính độ bên uốn, K = KF: KF = KFv.KF.KF Khi tính toán bánh thẳng (trụ hay nón) KH = KF = 1- Hệ số tập trung tải trọng K Nguyên nhân: biến dạng đàn hồi trục; chuyển vị đàn hồi mòn ổ; sai số chế tạo; ổ lắp không đối xứng qua bánh Hệ số tập trung tải trọng K định nghóa tỉ số tải trọng riêng (tải trọng tác dụng lên đơn vị chiều dài tiếp xúc) cực đại qmax với tải trọng riêng trung bình qm K = qmax/qm Các giá trị KH KF xác định theo bảng phụ thuộc vào hệ số chiều rộng vành bd = bw/dw1,vị trí truyền bánh trục loại ổ Chương Truyền động bánh 6.3 Lực tác dụng tải trọng tính c Tải trọng tính: 2- Hệ số tải trọng động Kv Do biến dạng răng, sai số bước răng, profin tỉ số truyền u tức thời thay đổi Hệ số tải trọng động biểu thị tỉ số tải trọng toàn phần (q = qm + qv) với tải trọng quy ước qm: Kv = q/qm = + qv/qm ; với: qv - tải trọng động riêng Hệ số tải trọng động độ bền tiếp xúc KHv độ bền uốn KFv xác định theo công thức: KHv = + H.bw.dw1/(2.T1.KH.KH) ; KFv = + F.bw.dw/(2.T1.KF.KF) đó: H,F - cường độ tải trọng động, đượïc xác định: H = H.go.v.aw/u; F = F.go.v.aw/u H, F - hệ số xét ảnh hưởng loại biến thể đầu răng; go - hệ số xét ảnh hưởng sai lệch bước bánh nhỏ bánh lớn; v - vận tốc vòng (m/s) Hệ số KHv Kfv tra bảng 3- Hệ số xét đến phân bố tải trọng không K Hệ số KH tra theo bảng, tính toán sơ lấy KH = Hệ số KF xác định công thức sau: Khi hệ số trùng khớp dọc = bw.sin /(.mn) lấy: KF = Khi: KF = [4 + ( - 1).(ncx - 5)]/(4.) > thì: đó: ncx - cấp xác truyền Khi ncx ta coù: KF = 1/; Khi ncx thì: KF=1 .. .Chương Truyền động bánh 6. 1 Khái niệm chung Định nghóa: Truyền động bánh thực truyền chuyển động thay đổi dạng chuyển động nhờ ăn khớp bánh Phân loại: a) Theo phân bố trục chia ra: - Truyền động. .. động bánh trụ: trục song song - Truyền động bánh nón (côn): trục cắt - Truyền động bánh trụ chéo, bánh nón chéo: trục chéo b) Theo phân bố bánh chia: - Bộ truyền ăn khớp ngoài: nằm phía bánh. .. cách trục cho trước Chương Truyền động bánh 6. 2 Các thơng số hình học bánh trụ Hệ số trùng khớp: Khi làm việc vào vùng tiếp xúc, chân bánh chủ động tiếp xúc với đỉnh bánh bị động Khi quay đường