Bài Giảng và phân tích lập luận Nguyên Lý Máy phần 9 pdf

Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 137 Nh vậy, các mặt răng trong cơ cấu bánh răng nón răng thẳng là hai mặt chóp 1 () và 2 () có chung đỉnh O, và do đó chúng tiếp xúc với nhau theo đờng thẳng ( ) đi qua điểm O. Ghi chú Trong phơng pháp tạo hình mặt răng nói trên, nếu mặt phẳng (K) đi qua điểm O, ta có cặp bánh răng nón răng thẳng , còn nếu mặt phẳng (K) không đi qua điểm O, ta có cặp bánh răng nón răng nghiêng . Để tạo hình bánh răng nón, thay vì dùng thanh răng sinh nh trong bánh răng trụ tròn răng thẳng, ta dùng bánh răng dẹt sinh. Bánh răng dẹt sinh là một bánh răng nón đặc biệt có mặt lăn là mặt phẳng () , mặt răng là mặt phẳng (K). Chuyển động tạo hình trong bánh răng trụ tròn răng thẳng là chuyển động tịnh tiến của thanh răng sinh, còn trong bánh răng nón là chuyển động quay của bánh dẹt sinh. 3) Cỏc thụng s ca bỏnh rng nún Thông số của bánh răng trụ tròn đợc định nghĩa trên một mặt cắt vuông góc với hai trục quay, đồng thời cũng vuông góc với một đờng sinh của chung của hai mặt lăn. Trong bánh răng nón, mặt cắt vuông góc với hai trục quay và đồng thời vuông góc với đờng sinh chung OP của hai nón lăn chính là mặt cầu (S). Do đó, nếu xét tơng tự nh trong bánh răng trụ tròn thì thông số của bánh răng nón sẽ đợc xác định trên mặt cầu (S). Tuy nhiên, việc xác định thông số trên mặt cầu không thuận tiện. Hơn nữa, xung quanh các vòng lăn (C 1 ), (C 2 ), mặt cầu (S) gần trùng với hai mặt nón (N 1 ), (N 2 ), lần lợt trực giao với (N 1 ), (N 2 ) và tiếp xúc với (S) theo (C 1 ), (C 2 ). Các mặt nón (N 1 ), (N 2 ) đợc gọi là hai mặt nón phụ lớn. Do vậy, thông số của bánh răng nón đợc xác định trên hai mặt nón phụ lớn (N 1 ), (N 2 ) (hình 11.3). Trong cặp bánh răng nón, để bảo đảm góc giao nhau giữa hai trục, chỉ có thể dùng cặp bánh răng tiêu chuẩn hay cặp bánh răng dịch chỉnh đều, do đó vòng lăn và vòng chia tơng ứng trùng nhau. Thông số của bánh răng nón trên mặt nón phụ lớn , ()N (hình 11.3) 9 Bớc răng p trên vòng chia (C) Chu vi vòng chia bằng 2 rpZ = 2 r p Z = (S) (N 2 ) (I) (II) (N 1 ) ( C 1 ) ( C 2 ) O P ( ) ( 1 ) ( 2 ) (K) H ình 11 2 ( ) Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 138 9 Mođun m của bánh răng : p m = 1 2 rmZ= 9 Chiều cao đỉnh răng h và chiều cao chân răng h : h = m h = 1,25.m 9 Chiều dài đờng sinh L : sin r L = 9 Bề dày B của bánh răng, thông thờng : B = 0,3.L 9 Bán kính vòng đỉnh : , cos cos 2 a Z rrh m =+ = + 9 Bán kính vòng chân : ,, cos 1,25.cos 2 f Z rrh m = = 4) Bỏnh rng thay th ca bỏnh rng nún Gọi OP là đờng sinh chung của hai nón chia (N 1 ), (N 2 ); O 1 , O 2 là đỉnh của hai mặt nón phụ (N 1 ), (N 2 ); () là mặt phẳng vuông góc tại P với đờng thẳng OP. Mặt phẳng () tiếp xúc với các hình nón (N 1 ), (N 2 ) theo đờng thẳng O 1 P O 2 (hình 11.4). Tại lân cận tâm ăn khớp P, ta thấy sự ăn khớp của cặp bánh răng nón tơng đơng với sự ăn khớp của cặp bánh răng hình phểu trên mặt nón phụ lớn (N 1 ), (N 2 ). Tuy nhiên, tại lân cận điểm P, hai mặt nón phụ (N 1 ), (N 2 ) lại gần trùng với mặt phẳng (). Nh vậy có thể nói rằng tại lân cận điểm P, sự ăn khớp của cặp bánh răng nón tơng đơng với sự ăn khớp của cặp bánh răng trụ tròn răng thẳng, có vòng chia là lần lợt là C 1 (O 1 ,O 1 P), C 2 (O 2 ,O 2 P), có môđun m đúng bằng môđun m của bánh răng nón. Cặp bánh răng trụ tròn răng thẳng nói trên đợc gọi là cặp bánh răng trụ tròn răng thẳng thay thế cho cặp bánh răng nón. Gọi : ,, 12 , rr là bán kính vòng chia của cặp bánh răng thẳng thay thế ; 12 , rr là bán kính vòng chia của cặp bánh răng nón. Ta có : ,, 111 1 , rOPrOP== , 1 1 1 cos r r = . Tơng tự : , 2 2 2 cos r r = . Gọi ,, 12 , Z Z là số răng của cặp bánh răng thẳng thay thế, 12 , Z Z là số răng của cặp bánh răng nón, ta có : , , 11 1 , 1 22 cos rr Z mm == , 1 1 1 cos Z Z = . Tơng tự : , 2 2 2 cos Z Z = L B Nún nh Nún chia (N) Nún chõn Vũng chia (C) Nún ph ln trờn ú nh ngha cỏc thụng s ca bỏnh rng nún h h Mt cu mỳt ln (S) O O Hỡnh 11.3 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 139 Ghi chú Gọi Z là số răng của bánh răng nón, , Z là số răng của bánh răng trụ tròn răng thẳng thay thế. Ta có : , cosZZ = . Khi bánh răng trụ tròn răng thẳng thay thế bị cắt chân răng thì bánh răng nón cũng bị cắt chân răng. Thế mà, trong bánh răng trụ tròn răng thẳng tiêu chuẩn (x = 0), số răng tối thiểu để không xảy ra hiện tợng cắt chân răng là 17 : , min 17 Z = . Do vậy, với bánh răng nón tiêu chuẩn: , min min cos 17.cos 17ZZ ==<, nghĩa là số răng tối thiểu của bánh răng nón tiêu chuẩn có thể nhỏ hơn 17 mà không bị cắt chân răng. Đ2. C cu bỏnh rng tr chộo 1) Mt ln v t s truyn Cơ cấu bánh răng trụ chéo thực chất là một cặp bánh răng trụ tròn răng nghiêng ngoại tiếp, có góc nghiêng không đối ứng 12 , đợc dùng để truyền chuyển động giữa hai trục quay chéo nhau. Do vậy, hai mặt lăn 12 (),() trong cơ cấu bánh răng trụ chéo là hai mặt trụ tròn xoay. Gọi P là điểm tiếp xúc của hai mặt trụ lăn 12 (),() . Gọi 12 (),() EE là đờng răng trên mặt trụ lăn của hai bánh răng. Đây là hai đờng xoắn ốc trụ tròn, giả sử đang tiếp xúc với O 1 O 2 (N 1 ) (N 2 ) O P () 1 2 (S) (N 1 ) (N 1 ) O 1 O 2 (C 1 ) (C 2 ) Hỡnh 11.4 ( 1 ) ( ) (E 1 ) (I) (II) O 2 O 1 P t 1 2 P P ( 2 ) P P t P 1 2 V P2 V P1 V P2P1 H ình 11.5 H ình 11.6 (E 2 ) H 1 2 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 140 nhau tại điểm P. Gọi tt là tiếp tuyến chung tại P với 12 (),() EE ; tt nằm trong tiếp diện chung (PPP) tại P của 12 (),() ; góc hợp bởi tt với PP và với PP lần lợt là 1 và 2 . Góc chéo nhau giữa hai trục : 12 (','')PP PP ==+ Gọi O 1 O 2 là đờng vuông góc chung của hai trục (I) và (II). Khoảng cách trục của cặp bánh răng : A w = O 1 O 2 = O 1 P + O 2 P= r 1 + r 2 Trong đó : r 1 , r 2 là bán kính của mặt trụ lăn 12 (),() Gọi P 1 và P 2 lần lợt là hai điểm thuộc bánh răng (1) và (2), đang trùng nhau tại P, ta có : 2121 P PPP VVV=+ GGG Với : 2 " P VPP G ; 1 ' P VPP G ; 21 // PP Vtt G Họa đồ vận tốc trên hình 11.6 cho ta : 2211 cos cos PP PH V V == 22 2 11 1 cos cosrr = 12 2 12 21 1 cos cos r i r == (11.1) Nh vậy, tỷ số truyền trong cặp bánh răng trụ chéo không chỉ phụ thuộc vào bán kính vòng lăn 12 ,rr, mà còn phụ thuộc vào góc nghiêng 12 , của đờng răng trên mặt trụ lăn. Vận tốc 21 P P V G là vận tốc trợt tơng đối giữa hai điểm P 2 và P 1 và đợc gọi là vận tốc trợt dọc theo đờng răng . Gọi m S1 , m S2 là mođun ngang; Z 1 , Z 2 là số răng; m n1 , m n2 là mođun pháp của các bánh răng, ta có : 111 1 . 2 S rmZ= , 222 1 . 2 S rmZ= , 11 1 cos nS mm = , 22 2 cos nS mm = Từ (11.1) suy ra : 22 2 12 11 1 .cos .cos S S mZ i mZ = 22 12 11 . . n n mZ i mZ = Điều kiện ăn khớp đúng của cặp bánh răng : 12nn mm = Do đó : 2 12 1 Z i Z = Thực tế thờng dùng cặp bánh răng trụ chéo có = 90 0 , khi đó : 0 21 90 = 21 12 11 sin cos r i r = 2 12 1 1 r itg r = Ghi chú Khi thiết kế cặp bánh răng trụ chéo, với một chiều quay cho trớc của bánh dẫn, có thể chọn tuỳ ý chiều quay của bánh bị dẫn, bằng cách chọn góc nghiêng 12 , cho phù hợp (chứ không cần thêm bánh răng trung gian nh trong cặp bánh răng trụ tròn). Thật vậy, khi muốn đổi chiều quay của bánh bị dẫn (2), tức là muốn 2 P V G trở thành , 22 P P VV = G G thì tiếp tuyến chung tt trở thành tt (hình 11.7). Muốn vậy, phải thay đổi góc nghiêng 12 , của hai bánh răng sao cho góc nghiêng mới ,, 12 , thỏa mãn hệ thức: ,, 0 12 1 2 180 ( ) += + (11.2) P 2 tt P 2 1 V P1 V P2 V P2P1 V P2 tt 2 1 P 1 Hỡnh 11.7 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 141 2) Mt rng v c im tip xỳc Mặt răng của cặp bánh răng trụ chéo là hai mặt xoắn ốc thân khai 12 (),() . Hai mặt răng 12 (),() trong cặp bánh răng trụ chéo chỉ tiếp xúc nhau tại một điểm. Do tiếp xúc điểm nên phần làm việc trên mặt răng của mỗi bánh răng trụ chéo là một đờng cong nằm vắt chéo trên mặt răng. Cũng do tiếp xúc điểm và hiện tợng trợt dọc theo đờng răng, nên mặt răng chóng bị mòn và mòn không đều. Vì vậy cặp bánh răng trụ chéo chỉ truyền đợc công suất không lớn. Đ3. C cu trc vớt - bỏnh vớt tr trũn Cơ cấu bánh vít trụ tròn đợc dùng để truyền động giữa hai trục chéo nhau một góc . Thông thờng, hai trục trực giao với nhau: 0 90 = Hãy xét một cặp bánh răng trụ chéo đặc biệt (hình 11.8). Bánh răng (1) có góc nghiêng 1 rất lớn. Bánh răng (2) có góc nghiêng 2 rất nhỏ. Khi đó, đờng răng 1 ()E của bánh (1) quấn nhiều vòng trên mặt trụ lăn 1 () . Đờng răng 2 ()E của bánh (2) là những đoạn ngắn trên mặt trụ lăn 2 () . Bánh răng (1) đợc gọi là trục vít trụ tròn , răng của trục vít đợc gọi là ren vít . Bánh răng (2) đợc gọi là bánh vít . Đây chính là bộ truyền bánh vít - trục vít thân khai. Vì là cặp bánh răng trụ chéo nên hai mặt răng trong cặp bánh vít - trục vít thân khai tiếp xúc nhau theo điểm. Tỷ số truyền (giống nh cặp bánh răng trục chéo): 12 2 12 21 1 cos cos r i r == Thông thờng, ngời ta dùng cặp bánh vít - trục vít trụ tròn có góc giao nhau giữa hai trục 0 12 90 =+= nên : 2 12 1 1 r itg r = Với trục vít, thay vì dùng khái niệm góc nghiêng 1 , ngời ta dùng khái niệm góc xoắn ốc của ren vít trên mặt trụ lăn 1 () : 0 1 90 = O 2 (II) (E 2 ) O 1 (I) P t 1 2 (E 1 ) Hỡnh 11. 8 ( 2 ) ( 1 ) z d 1 p X z ( 1 ) (E 1 ) Hỡnh 11.9 : Khai trin mt tr ln ( 1 ) Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 142 Suy ra : 2 12 1 r i rtg = Gọi p X là bớc xoắn ốc của đờng ren (E 1 ) trên mặt trụ lăn 1 () của trục vít, d 1 là đờng kính của mặt trụ lăn 1 () (hình 11.9), ta có : 1 2 X p tg r = (11.2) Gọi p là bớc ren theo chiều trục của trục vít, Z 1 là số răng của trục vít (Z 1 đợc gọi là số mối ren), ta có : p X = Z 1 .p (11.3) Mặt khác, bớc ren p theo chiều trục của trục vít bằng bớc răng p S2 trên mặt đầu (bớc răng ngang) của bánh vít : p = p S2 =.m S2 (11.4) Với m S2 là mo đun mặt đầu của bánh vít. Từ (11.2), (11.3), (11.4) suy ra : 12 11 11 s Zm Z m tg dd == Trong đó : m 1 = m S2 đợc gọi là mođun của trục vít. Để hạn chế số lợng dao cắt bánh vít, ứng với mỗi giá trị của mođun m 1 , ngời ta quy định một số giá trị nhất định của 1 1 d q m = . Suy ra : 1 Z tg q = và : 11 dmq = Cặp bánh vít - trục vít trụ tròn trong đó bánh vít là một bánh răng thân khai răng nghiêng có nhợc điểm là tiếp xúc điểm (do đó mặt răng chóng mòn và mòn không đều). Để khắc phục nhợc điểm này, ngời ta thay đổi cấu tạo mặt răng bánh vít : Mặt răng của bánh vít đợc cắt bằng dao phay lăn có hình dạng giống hệt nh trục vít sẽ ăn khớp với nó và quá trình chuyển động khi cắt giống hệt nh quá trình chuyển động khi ăn khớp sau này giữa trục vít và bánh vít. Khi đó mặt chân răng của bánh vít bây giờ là một mặt xuyến chân răng (chứ không còn là mặt trụ nh trong bánh răng thân khai); tiếp xúc giữa bánh vít và trục vít bây giờ là tiếp xúc đờng. Để tăng chất lợng ăn khớp, phần giữa của mặt trụ đỉnh răng của bánh vít cũng đợc chế thành mặt xuyến đỉnh răng (hình11.10). Hỡnh11.10 p X p Mt xuyn nh rng Mt xuyn chõn rng Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 143 Chng XII H BNH RNG Đ1. i cng 1) t vn 9 Mỗi cặp bánh răng chỉ thực hiện một tỷ số truyền i không lớn lắm, thông thờng 5i . Nếu dùng một cặp bánh răng để thực hiện một tỷ số truyền lớn sẽ dẫn đến bất hợp lý về kích thớc, trọng lợng, kết cấu của bộ truyền và lãng phí về vật liệu chế tạo. Do đó, để thực hiện một tỷ số truyền i lớn, phải dùng hệ bánh răng , gồm nhiều cặp bánh răng phối hợp nhau. 9 Ngoài ra, hệ bánh răng có những công dụng khác nh thực hiện nhiều tỷ số truyền (hộp tốc độ ), truyền động với nhiều bậc tự do (hộp vi sai ô tô ) thực hiện các chuyển động có yêu cầu đặc biệt (cơ cấu máy bện cáp, cơ cấu máy tiện trục khuỷu, cơ cấu máy trộn hỗn hợp bê tông ) 2) Cỏc loi h bỏnh rng a) H bỏnh rng thng 9 Hệ bánh răng thờng là hệ bánh răng trong đó các bánh răng đều có đờng trục cố định (trong một hệ quy chiếu gắn liền với giá). 9 Hệ gồm nhiều cặp bánh răng nối tiếp nhau trên hình 12.1 là một hệ bánh răng thờng. Bậc tự do của hệ : 54 32Wnpp= với : 5 6p = ; 4 5p = ; 6n = 1W = b) H bỏnh rng vi sai 9 Hệ bánh răng vi sai là hệ bánh răng mà trong đó mỗi cặp bánh răng có ít nhất một bánh răng có đờng trục di động (không cố định trong hệ quy chiếu gắn liền với giá). Bánh răng có đờng trục cố định gọi là bánh răng trung tâm , bánh răng có đờng trục di động gọi là bánh răng vệ tinh . Khâu động mang trục của bánh vệ tinh gọi là cần . 9 Hệ bánh răng cho trên hình 12.2 là một hệ bánh răng vi sai. Bậc tự do của hệ: 54 32Wnpp= với : 5 4p = ; 4 2p = ; 4n = 2W = . Bánh trung tâm là bánh (1) và bánh (3), bánh vệ tinh là bánh (2) và (2'). Cần là khâu động (C) mang hai bánh vệ tinh (2), (2'). Khi cố định cần (C), hệ vi sai nói trên trở thành hệ thờng. 9 Trong chơng này, chúng ta chỉ xét các hệ vi sai có hai bậc tự do. c) H bỏnh rng hnh tinh 9 Hệ bánh răng hành tinh là hệ bánh răng vi sai (có W = 2) trong đó có một bánh răng trung tâm cố định. Khi cố định bánh trung tâm (3) của hệ vi sai trên hình 12.2 thì hệ này trở thành một hệ hành tinh (hình 12.3). Bậc tự do của hệ : 54 32Wnpp = với : 5 3p = ; 4 2p = ; 3n = 1W = . Hình 12.4, 12.5 mô tả một số hệ hành tinh trong đó có sử dụng cặp bánh răng nội tiếp. 9 Trong hệ vi sai và hành tinh phẳng (hình 12.2, 12.3, 12.4, 12.5), đờng trục của các bánh trung tâm (1), (3), và đờng trục của cần (C) phải nằm trên cùng một đờng thẳng. Điều kiện này đợc gọi là điều kiện đồng trục của hệ. Hỡnh 12.2 : H vi sai 1 Z 2 Z , 2 Z 3 Z C 1 Z 2 Z , 2 Z , 3 Z Hỡnh 12.1 : H thng 3 Z 4 Z , 4 Z 5 Z 6 Z Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 144 d) H vi sai kớn Hệ vi sai kín là hệ vi sai trong đó các bánh trung tâm đều không cố định, nhng hai bánh trung tâm hoặc một bánh trung tâm và cần đợc nối với nhau bằng một hệ thờng. Ví dụ hệ trên hình 12.6 là một hệ vi sai kín. Đây là một hệ hỗn hợp gồm một hệ vi sai (Z 1 , Z 2 , cần C) và một hệ thờng (Z 3 , Z 4 , Z 4 , Z 5 ). Hệ thờng nối bánh trung tâm Z 1 và cần C của hệ vi sai. Bậc tự do của hệ vi sai kín : W = 1. Đ2. Phõn tớch ng hc h bỏnh rng 1) T s truyn trong h bỏnh rng thng a) H thng phng (hỡnh 12.1) Tỷ số truyền của hệ : 1 16 6 i = Với 16 , là giá trị đại số của vận tốc góc trục vào (1) và trục ra (6) của hệ. Ta có: 35112 4 16 623456 i == Suy ra: 16 12 2'3 3'4 4'5 56 i iiiii= Tỷ số truyền của mỗi cặp bánh răng có thể tính theo số răng: 2 12 1 Z i Z = ; , 4 3'4 , 3 Z i Z =+ Dấu (-) ứng với cặp bánh răng ngoại tiếp, dấu (+) ứng với cặp bánh răng nội tiếp. Hỡnh 12.3 : H hnh tinh 1 Z 2 Z , 2 Z 3 Z C Hỡnh 12.4 1 Z C 2 Z , 2 Z 3 Z C Hỡnh12.5 , 2 Z 2 Z 1 Z 3 Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z ' 4 Z 3 C 5 Z Hỡnh 12.6 : H vi sai kớn Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 145 Do đó: 356 12 4 16 ,,,, 612345 Z ZZ ZZ i Z ZZZZ ==+ Hay: () 36 124 16 ,,' 61234 1 k Z Z ZZ i Z ZZZ == Trong đó k là số cặp bánh răng ngoại tiếp. Ghi chú Trong hệ bánh răng thờng hình 12.1, bánh răng (5) ăn khớp đồng thời với hai bánh răng trên trục trớc và trục liền sau nó nên số răng của nó không có mặt trong công thức tỷ số truyền i 16 . Bánh răng (5) đợc gọi là bánh răng nối không . Bánh răng nối không không có ý nghĩa đối với giá trị tuyệt đối của tỷ số truyền, mà chỉ có ý nghĩa đối với chiều quay của trục ra. Ngoài ra còn có ý nghĩa về kết cấu. b) H thng khụng gian Do các trục quay không song song với nhau nên dấu của vận tốc góc và của tỷ số truyền không còn ý nghĩa nữa, vì vậy ta chỉ dùng giá trị tuyệt đối. Tỷ số truyền i 13 : 112 13 323 . i == Suy ra: 3 12 13 , 312 . Z Z i Z Z == Chiều quay của trục ra (bánh răng Z 3 ) đợc xác định dựa trên chiều quay của trục vào (bánh răng Z 1 ) nhờ phơng pháp đánh dấu nh trên hình 12.7. 2) Quan h vn tc gúc trong h vi sai Hệ vi sai có 2 bậc tự do đó vận tốc góc khâu bị dẫn cuối cùng phụ thuộc vào vận tốc góc của hai khâu dẫn. Do vậy ở đây, ta không tính tỷ số truyền mà tìm quan hệ vận tốc góc của khâu bị dẫn cuối cùng và hai khâu dẫn. a) H vi sai phng Hãy xác định quan hệ giữa các vận tốc góc 13 ;; C của bánh (1), (3) và cần (C) trong hệ vi sai trên hình 12.2. Xét chuyển động tơng đối của hệ đối với cần (C). Trong chuyển động tơng đối này, đờng trục của các bánh răng đều cố định, do đó hệ trở thành hệ thờng, vận tốc góc của các khâu (1), (3) trở thành: 11 C C = ; 33 C C = . Tỷ số truyền giữa khâu (1) và (3) trong chuyển động tơng đối : 11 13 33 C C C C C i == Thế nhng trong chuyển động tơng đối, hệ trở thành hệ thờng, tỷ số truyền 13 C i có thể tính theo các số răng: 3 2 13 , 12 C Z Z i Z Z = Tóm lại : 13 2 13 , 312 C C C Z Z i Z Z == (12.1) Tơng tự nh trên, ta cũng có : 12 12 21 C C C Z i Z == Hỡnh 12.7 : H thng khụng gian 1 Z 3 Z 2 Z , 2 Z : 2 Z Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 146 b) H vi sai khụng gian Điều kiện đồng trục trong hệ vi sai không gian: Mọi bánh trung tâm và cần đều đồng trục, mọi mặt nón lăn phải có chung một đỉnh (hình 12.8). Quan hệ giữa các vận tốc góc 12 ,, C G GG : Xét chuyển động tơng đối của hệ đối với cần (C) trong hệ vi sai không gian (hình 12.8). Trong chuyển động tơng đối này, hệ vi sai không gian trở thành hệ thờng không gian, vận tốc góc của khâu (1), khâu (2): 11 C C = GGG , 22 C C = G GG Tỷ số truyền giữa khâu (1) và khâu (2) trong chuyển động tơng đối đối với cần C : 11 12 22 C C C C C i == GGG GGG Do trong chuyển động tơng đối, hệ trở thành hệ thờng nên : 2 12 1 C Z i Z = Suy ra: 1 2 12 1 2 C C C Z i Z == GG GG (12.2) Ta có: 2 22 222 2 CCC =+ GG GG Do 2 C GG 2 0 C = GG 2 22 22CC =+ GG Do 1 // C GG 11CC = GG Tóm lại : 11 12 22 2 2 C C C C C i == + G G với 12 C i đợc tính toán nh trong hệ thờng không gian. Quan hệ giữa các vận tốc góc 13 ,, C G GG : Tơng tự nh trên, khi xét chuyển động tơng đối của hệ đối với cần C, ta có: 11 3 2 13 , 12 33 C C C C C Z Z i Z Z == = GGG GGG Vì 13 ,, C GGG cùng phơng nên có thể dùng các giá trị đại số 13 ,, C của vận tốc góc và có thể xét đến dấu của tỷ số truyền 13 C i . Hỡnh 12.8 : H vi sai khụng gian 3 Z 1 Cần C 1 Z , 2 Z 3 2 Z Hỡnh 12.9 : H thng tng ng 3 Z 1 1 Z , 2 Z 3 2 Z [...]... chuyển động quay độc lập thành một chuyển động quay hay phân tích một chuyển động quay thành hai chuyển động quay độc lập Phần này giới thiệu hộp vi sai trong ô tô, dùng để phân tích một chuyển động quay thành hai chuyển động quay độc lập Hp vi sai trong ụ tụ (I ) ( II ) A Hỡnh 12.14 : C cu o chiu trc b dn (II) Gọi V , V1 , V3 lần lợt là vận tốc ô tô và vận tốc của tâm bánh xe sau (1) và (3); 1 , 3 lần... 12.12 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 148 Mặt khác, khoảng cách giữa các vành răng của các bánh răng trên trục (I) và (II) đợc tính toán sao cho khi cho khối bánh răng di trợt di chuyển dọc theo trục (II), chỉ có thể có 1 cặp trong 3 cặp bánh răng là ăn khớp với nhau thôi Khi cho cặp bánh răng (2,2) ăn khớp với nhau, tỷ số truyền giữa hai trục (I) và. .. nhiều bánh vệ tinh phân bố đều, lực tác dụng sẽ phân bố cho các bánh vệ tinh, nhờ đó mođun các bánh răng có thể nhỏ, kích thớc hớng kính của hệ hành tinh sẽ nhỏ gọn Đồng thời, lực hớng tâm tác dụng lên trục của bánh trung tâm và cần (C) gần nh bằng không Vấn đề đặt ra là phải lắp đợc các bánh vệ tinh lên các nhánh của cần (C), sao cho các Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Z2 Z2 Z3 Z2... qua trục các đăng), lại phải có hai vận tốc góc khác nhau, do đó cần phải sử dụng hộp vi sai để phân tích một chuyển động quay thành hai chuyển động quay độc lập Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 1 49 ... và (3) (hình 12.15) Khi xe chạy trên đờng thẳng: V1 Bỏnh (1) V1 V1 = V3 = V 1 = 3 V Khi xe chạy trên đờng vòng: V1 < V3 V V3 Do đó, để xe đi vòng dễ dàng, không bị trợt trên mặt đờng, phải có 1 < 3 Thế mà, bánh (1) và bánh (3) cùng nhận Bỏnh (3) V3 Hỡnh 12.15 chuyển động từ trục động cơ (thông qua trục các đăng), lại phải có hai vận tốc góc khác nhau, do đó cần phải sử dụng hộp vi sai để phân tích. .. là hộp số nói trên thực hiện đợc ba tỷ số Z3 truyền khác nhau giữa hai trục (I) và trục (II) Hệ bánh răng thờng đợc dùng để truyền động giữa hai trục xa nhau (I ) ( II ) với một tỷ số truyền chính xác (hình 12.13) Nếu dùng một cặp bánh răng để truyền động từ trục (I) sang trục (II) sẽ dẫn đến không hợp lý về mặt kích thớc và chế tạo Nếu dùng bộ Bỏnh rng ni khụng truyền đai hay xích thì tỷ số truyền... lắp của hệ hành tinh Xét hệ hành tinh hình 12.10 Cần phải xác định các số răng của hệ để đồng thời bảo đảm đợc tỷ số truyền, điều kiện đồng trục và điều kiện lắp Giả sử các bánh răng đều tiêu chuẩn và cùng môđun 1) iu kin ng trc Để các bánh trung tâm Z1 , Z 3 và cần (C) đồng trục với nhau, phải có : r3 = r1 + 2r2 (12.3) Trong đó r1 , r2 , r3 là bán kính vòng lăn của các bánh 1, 2, 3 Do các bánh răng... 1 mZ 3 = mZ1 + 2 mZ 2 2 2 2 Z 3 = Z1 + 2Z 2 Z Z1 Hay: Z 2 = 3 2 Do Z 2 là số nguyên nên các số răng Z3 , Z1 phải đều cùng là số lẻ hay đều cùng là số chẵn 2) iu kin lp Để có thể lắp đợc, cung in đậm (t ) trên hình 12.11 phải bằng số nguyên lần bớc răng p trên vòng lăn của các bánh Z Z Do đó: Z 2 + 1 + 3 = k phải là số nguyên, với n n n là số bánh răng vệ tinh hay số chạc của cần C) Suy ra : Z1 +... tâm (1), (3), và đờng trục của cần (C) phải nằm trên cùng một đờng thẳng Điều kiện lắp Trong hệ hành tinh, khi chuyển động, các bánh vệ tinh (hay các khối bánh vệ tinh) gây nên các lực ly tâm Để cân bằng các lực ly tâm, cần (C) có dạng một chạc gồm nhiều nhánh phân bố đều, mỗi nhánh mang ổ trục của một bánh vệ tinh (hay một khối (C ) bánh vệ tinh) (hình 12.10) Dùng nhiều bánh vệ tinh phân bố đều, lực... giảm tốc nếu trục ra quay chậm hơn trục vào, hộp tăng tốc nếu trục ra quay nhanh hơn trục vào); dùng để thực hiện nhiều tỷ số truyền khác nhau (hộp số, hộp biến tốc) Ví dụ hộp số (hình 12.12) có hai khối bánh răng: Khối (1) có ba bánh răng gắn cứng trên trục (I) Khối (2) có 3 bánh răng có thể di động dọc trục (II) (và đợc gọi là khối bánh răng di trợt) Bán kính vòng lăn của các bánh thoả mãn điều kiện: . 11 2 ( ) Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 138 9 Mođun m của bánh răng : p m = 1 2 rmZ= 9 Chiều cao đỉnh răng h và chiều cao chân. 3 Z 2 Z 1 Z ()t Hỡnh 12.11 Bài giảng Nguyên lý máy, Chuyên ngành Cơ khí chế tạo Lê Cung, Khoa S phạm Kỹ thuật 1 49 Mặt khác, khoảng cách giữa các vành răng của các bánh răng trên trục (I) và (II) đợc tính. động quay độc lập thành một chuyển động quay hay phân tích một chuyển động quay thành hai chuyển động quay độc lập. Phần này giới thiệu hộp vi sai trong ô tô, dùng để phân tích một chuyển