Hệ thống bánh răng

Hệ thống bánh răng

CHƢƠNG 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG - Là một hệ thống bao gồm nhiều bánh răng lần lƣợt ăn khớp với nhau, tao thành một chuỗi. -Tác dụng: +Thực hiện tỷ số truyền lớn. +Truyền động giữa hai trục xa nhau. +Thay đổi tỷ số truyền. +Thay đổi chiều quay. +Tổng hợp hay phân chia chuyển động. Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.1. Đại cương 8.1.1. Khái niệm -Hệ bánh răng thường: các bánh răng đều có đƣờng trục cố định trong hệ quy chiếu gắn liền với giá. Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.1. Đại cương 8.1.2. Phân loại -Hệ bánh răng ngoại luân : mỗi cặp bánh răng ăn khớp có ít nhất một bánh răng có đƣờng trục không cố định với giá. Trong hệ bánh răng ngoại luân, bánh răng có trục cố định gọi là bánh răng trung tâm, các bánh răng có trục không cố định gọi là bánh răng hành tinh, còn khâu động mang trục bánh răng vệ tinh hay bánh răng vệ tinh gọi là cần. Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.1. Đại cương 8.1.2. Phân loại Trong hệ bánh răng ngoại luân có bánh răng trung tâm không cố định và có bậc tự do bằng hai thì gọi là hệ bánh răng vi sai. Hệ bánh răng ngoại luân có một bánh răng trung tâm cố định gọi và có bậc tự do bằng một là hệ bánh răng hành tinh -Hệ thống bánh răng hỗn hợp: Hệ thống gồm hệ thống bánh răng thƣờng và hệ thống bánh răng ngoại luân. Chú ý: -Trong hệ bánh răng vi sai và hỗn hợp đƣờng trục của bánh răng trung tâm và đƣờng trục của cần phải nằm trên cùng một đƣờng thẳng (điều kiện đồng trục). Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.1. Đại cương 8.1.2. Phân loại Xét hệ bánh răng thƣờng -Trong hệ này, chuyển động quay đƣợc truyền từ trục dẫn 1, đến trục bị dẫn 5 thông qua các cặp bánh răng (1,2), (2’,3), (3’,4), (4,5). Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống bánh răng thường - Tỷ số truyền của cặp răng bất kỳ Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống bánh răng thường jj ii ij ii jj rz n i rz n         (+) nếu hai bánh răng ăn khớp trong (-) nếu hai bánh răng ăn khớp ngoài - Tỷ số truyền từ trục 1 đến trục 5: 3 1 1 2 4 15 5 2 3 4 5 12 23 34 45 i . . . i .i .i .i             35 24 15 '' 1 2 3 4 3 2 3 5 '' 1 2 3 zz zz i . . . z z z z z .z .z ( 1) z .z .z                            => -Nhận xét: +Sau mỗi lần qua cặp bánh răng ăn khớp ngoài, vận tốc góc đổi chiều một lần, dấu của tỷ sô truyền phụ thuộc vào số cặp bánh răng ăn khớp ngoài. +Bánh răng 4 vừa ăn khớp với 2 bánh răng 3 và 5 không ảnh hƣởng đến TST của hệ (gọi là bánh răng không). Tổng quát -Với hệ có n trục, trục vào là trục 1, trục ra là trục n. Gọi số răng các bánh dẫn và bị dẫn lần lƣợt là z di , z bdi ta có: Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống bánh răng thường n bdi m 1 i 2 1n n1 n di i1 z i ( 1) z           trong đó m là số cặp bánh răng ăn khớp ngoài (ngoại tiếp). Xét hệ bánh răng vi sai Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.2. Tỷ số truyền của hệ bánh răng vi sai - Giả sử các bánh răng và cần C quay cùng chiều nhƣ hình vẽ. - Bằng phƣơng pháp đổi giá, chọn cần C làm giá, tức là xem nhƣ cả cơ cấu quay quanh OC với vận tốc –ω C , khi đó hệ trở thành hệ bánh răng thƣờng. - Gọi là tỷ số truyền của bánh răng 1 và 2 trong chuyển động tƣơng đối với cần C, - Vì cặp bánh răng 1, 2 là cặp bánh răng phẳng, nên các vector vận tốc góc của bánh răng 1,2,C cùng phƣơng. Do đó ta có: C 12 i C 1 1 C C 2 2 C                C C 1C 21 12 C 1 2C 2 z i z              Ví dụ: Ta có: -Khi cố định bánh răng 1, (trở thành hệ bánh răng hành tinh) ta có: Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.2. Tỷ số truyền của hệ bánh răng hành tinh ' C 3C 2 32 '' 2 C 3 C C C 2 1 2 1 31 32 21 3 2 3 2 C 2C 1 21 1 C 2 z i z z z z z i i .i z z z z z i z                                      CC 3C 32 3C 3C 32 C i i 1 i 1 i 0            [...]... còn phụ thuộc vào tỷ số truyền của hệ +Trong hệ bánh răng ngoại luân, đƣờng trục của bánh răng trung tâm và đƣờng trục của cần phải nằm trên một đƣờng thẳng Vì thế cần tính toán hệ bánh răng để thỏa mãn điều kiện đồng trục Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2 Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.3 Ứng dụng của hệ bánh răng vi sai Xét hệ vi sai trong xe ô tô (có bánh răng không gian) TL 316-318 - Ta...Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2 Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.2 Tỷ số truyền của hệ bánh răng hành tinh -Giả sử z1=99, z2=100, z’2=101 ,z3 =100: 101 99 1 i  1  100 100 10.000 C 31  Nhận xét: +Tỷ số truyền của hệ thống bánh răng hành tinh rất lớn, nhƣng đồng thời cũng làm giảm hiệu suất của hệ thống, đến giới hạn nào đó sẽ xảy ra tự hãm Hiệu suất của hệ thống không chỉ phụ... trong xe ô tô (có bánh răng không gian) TL 316-318 - Ta có: 1  C z 2 z3 z2 C i12      1 2  C z3 z1 z1  1  2  2C -Khi xe chạy thẳng: 1  2  1  2  C Khi xe chạy vòng, vận tốc dài bánh 1 và 2 khác nhau nhƣng thỏa mãn: 1rbxe 2 rbxe 1 r    R r 2 R 2C 2C r  1  , 2  r r R 1 1 R R . là hệ bánh răng hành tinh -Hệ thống bánh răng hỗn hợp: Hệ thống gồm hệ thống bánh răng thƣờng và hệ thống bánh răng ngoại luân. Chú ý: -Trong hệ bánh răng vi sai và hỗn hợp đƣờng trục của bánh. ngoài (ngoại tiếp). Xét hệ bánh răng vi sai Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.2. Tỷ số truyền của hệ bánh răng vi sai - Giả sử các bánh răng và cần C quay. cặp bánh răng (1,2), (2’,3), (3’,4), (4,5). Chương 8 HỆ THỐNG BÁNH RĂNG 8.2. Phân tích động học hệ thống bánh răng 8.2.1. Tỷ số truyền của hệ thống bánh răng thường - Tỷ số truyền của cặp răng