Chương 7 hệ bánh răng

Chương 7: Hệ bánh răng Nguyên lý máy Mục tiêu Sau khi học xong chương này, sinh viên có thể hiểu được: • Công dụng của hệ bánh răng. • Tính được tỷ số truyền của hệ bánh răng Các nội dung chính 1. Giới thiệu về hệ bánh răng 2. Hệ bánh răng thường 3. Các ví dụ về hệ bánh răng thường 4. Hệ bánh răng vi sai 5. Các ví dụ về hệ bánh răng vi sai 6. Ứng dụng của hệ bánh răng vi sai  Hệ bánh răng là nhiều cặp bánh răng hợp thành. Hệ bánh răng được sử dụng phổ biến, như là: - Thực hiện để giảm tốc rất lớn, chẳng hạn động cơ, máy phát, turbines, động cơ điện có tốc độ rất lớn (1800 -10.000 vòng/phút) cần phải giảm tốc xuống (10 - 100 vòng/phút) cho cửa mở gara hay quạt trần Hoặc, cần phải giảm tốc từ trục đầu vào từ 1800 vòng/ phút đến trục đầu ra 10 vòng/phút → một cặp bánh răng không thể thực hiện được; - Thực hiện nhiều cấp tốc độ khác nhau.  Có hai loại hệ bánh răng: hệ bánh răng thường và hệ bánh răng vi sai 1. Giới thiệu về hệ bánh răng  Hệ bánh răng thường: là hệ bánh răng có các đường trục đều cố định.  Tỷ số truyền: Với n L và n F là tốc độ (còn gọi là số vòng quay - vận tốc góc) của bánh răng bị dẫn và bánh răng dẫn →  Xét một cặp bánh răng: bánh dẫn 2 và bị dẫn 3. Số vòng quay của bánh bị dẫn 3: Trong đó; N là số răng, d là đường kính vòng chia. 2. Hệ bánh răng thường 22 3 22 33 Nd n nn Nd = = L F n e n = . LF n en=  Xét hệ bánh răng hình dưới, số vòng quay của bánh 6: Dấu (-) ăn khớp ngoài; (+) ăn khớp trong. Trong hệ bánh răng này, bánh răng 5 là bánh răng trung gian. Bánh răng trung gian chỉ có tác dụng làm thay đổi chiều của bánh răng 6.  Tỷ số truyền: Trong đó: n L và n F : là số vòng quay của trục bị dẫn và trục dẫn Lấy dấu (+) ăn khớp trong; dấu (-) khi ăn khớp ngoài L F n e n = = bánh bị dẫn N ∏ bánh dẫn N ∏ 5 24 62 356 N NN nn NNN     =−−−         3. Các ví dụ về hệ bánh răng thường 3 42 2 2 3 44 N nN N e n N NN   ==− −=     Hình a. Bánh răng trung gian Bánh răng trung gian Hình b. Hệ bánh răng đồng trục 5 24 2 35 n NN e n NN  ==−−   Tỷ số truyền Khoảng cách trục của 2 cặp bánh răng bằng nhau: 3. Các ví dụ về hệ bánh răng thường Hình c. Hệ bánh răng bao gồm bánh răng côn, bánh răng trụ chéo và cặp bánh răng trụ răng thẳng Tỷ số truyền? Hình d. Hệ bánh răng có thể thay đổi được tốc độ 3. Các ví dụ về hệ bánh răng thường Tỷ số truyền? 4. Hệ bánh răng vi sai  Hệ bánh răng vi sai là hệ chứa một hay nhiều bánh răng vệ tinh (planet gears) chuyển động xung quanh bánh trung tâm (sun gear). Thông thường, các bánh răng vệ tinh được gắn trên cần (arm or carrier) và nó có thể quay tương đối với bánh răng trục tâm.  Hình vẽ dưới đây là 1 hệ bánh răng vi sai bao gồm: bánh răng trung tâm 2 (sun gear), bánh răng vệ tinh 4 (planet gear) và cần 3 (carrier)  Đặc điểm của hệ bánh răng vi sai: - Hệ bánh răng vi sai có hai bậc tự do; - Hệ bánh răng vi sai được sử dụng để truyền động với tỷ số truyền lớn; - Không gian nhỏ gọn; - Có thể thay đổi tỷ số truyền dễ dàng nhờ vào sự thay đổi tốc độ của một bánh vệ tinh hoặc cần. [...]... Bước 3: Ghi kết quả → tốc độ của các bánh răng và chiều quay 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Một số hệ bánh răng vi sai: 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Một số hệ bánh răng vi sai của Levai 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Một số hệ bánh răng vi sai của Levai 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai A simple planetary gear train with the ring gear locked 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Schematic diagram of a... Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Schematic diagram of a planetary gear train 6 Ứng dụng của hệ bánh răng vi sai 6 Ứng dụng của hệ bánh răng vi sai Ứng dụng hệ vi sai để điều chỉnh tốc độ tự động cho hai bánh xe của ô tô 6 Ứng dụng của hệ bánh răng vi sai  Khi ô tô đi trên đường thẳng thì bánh răng vệ tinh 4 không ảnh hưởng tới tốc độ của hai bánh 5 và 6  Khi ô tô đi trên đường cong thì bánh răng vệ tinh... ví dụ hệ bánh răng vi sai Ví dụ 2: Cho hệ bánh răng vi sai côn (hình vẽ) Trục đầu vào là trục 2, trục đầu ra là 6 Cần 3 và hai bánh vệ tinh 4, 5 Bánh răng 7 cố định Xác định tốc độ của trục đầu ra 6 khi tốc độ của bánh răng 2 là 2000 vòng/phút? Lời giải: Ta có: nF = n2 = 2000 vòng/phút; nL = n7 = 0 Tỷ số truyền:  N2   N4  n7 − n3 5 3 e72 = = = − −  19 n2 − n3  N4   N7  → n3 = 416 ,7 vòng/phút...4 Hệ bánh răng vi sai  Tỷ số truyền của hệ bánh răng vi sai Xét hệ bánh răng (hình vẽ) bao gồm: bánh răng trung tâm 2, cần 3 và bánh răng vệ tinh 4,5 - Vận tốc góc tương đối của khâu 2 và 3: n23 = n2 - n3 - Tương tự: n53 = n5 – n3 → Tỷ số truyền: n53 n5 − n3  N 2   N 4  e == =   −  − n23 n2 − n3  N 4   N 5  nL − nA e Tổng quát: = = nF − nA ∏ N bánh dẫn ∏ Nbánh bị dẫn Trong... = = − −  n2 − n3 49  N4   N6  3 72 28,91 → n6 = Trục đầu ra (6) quay cùng chiều trục đầu vào và giảm tốc là 2000/28,91 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Ví dụ 3: Cho hệ bánh răng vi sai như hình vẽ Bước 1: mỗi bánh được cung cấp tốc độ của cần (gears locked); Bước 2: Khi đổi cần làm giá (Arm fixed): - Bánh răng 2 quay so với cần (-100 ) vòng/phút - Bánh răng 4, 5 quay so với cần với tốc độ: ... N bánh dẫn ∏ Nbánh bị dẫn Trong đó: nL và nF: là số vòng quay của trục bị dẫn và trục dẫn; nA: số vòng quay của cần 5 Các ví dụ hệ bánh răng vi sai Ví dụ 1: Cho hệ bánh răng vi sai như hình vẽ Bánh răng trung tâm 2 quay với tốc độ 250 vòng/phút, cùng chiều kim đồng hồ Bánh răng 6 cố định Tìm tốc độ và chiều quay của cần 3? Lời giải: Ta có: nF = n2 = 250 vòng/phút; n L = n6 = 0 Tỷ số truyền: n6 − n3... Khi ô tô đi trên đường thẳng thì bánh răng vệ tinh 4 không ảnh hưởng tới tốc độ của hai bánh 5 và 6  Khi ô tô đi trên đường cong thì bánh răng vệ tinh 4 sẽ phân phối tốc độ quay của hai bánh 5 và 6 Bài tập Làm bài tập chương 9, trang 318 – 321, Theory of Machines and Mechanisms, Joseph Edward Shigley . (6) quay cùng chiều trục đầu vào và giảm tốc là 2000/28,91. 3 73 24 72 23 4 7 5 19 nn NN e nn N N   − ==−=−   −   3 63 5 2 72 23 4 6 6 12 49 28,91 nn N N e nn N N n   − ==−=−   −   →= Ví. Bánh răng 7 cố định. Xác định tốc độ của trục đầu ra 6 khi tốc độ của bánh răng 2 là 2000 vòng/phút? Lời giải: Ta có: n F = n 2 = 2000 vòng/phút; n L = n 7 = 0 Tỷ số truyền: → n 3 = 416 ,7 vòng/phút Tỷ. Chương 7: Hệ bánh răng Nguyên lý máy Mục tiêu Sau khi học xong chương này, sinh viên có thể hiểu được: • Công dụng của hệ bánh