bài giảng điện tử tương tự chương 5

Chương V Chi tieát maùy CHƯƠNG 5 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 5.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 5.1.1. Định nghĩa - Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động giữa hai trục với tỷ số truyền xác định nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng. - Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến. 5.1.2. Phân loại + Theo sự phân bố giữa các trục Truyền động giữa các trục song song: bánh răng trụ. - Truyền động giữa các trục cắt nhau: bánh răng côn. - Truyền động giữa hai trục chéo nhau: bánh răng côn xoắn, trụ xoắn. + Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng. - Bộ truyền ăn khớp ngoài. - Bộ truyền ăn khớp trong. 50 Chi tieát maùy Chương V + Theo phương của răng so với đường sinh. - Răng thẳng. - Răng nghiêng. - Răng cong. - Răng chữ V. - Răng xoắn. + Theo biên dạng răng. - Truyền động bánh răng thân khai. - Truyền động bánh răng Xicloit. - Truyền động bánh răng Nôvicov. VD: hình ảnh về việc sử dụng bánh răng trong hộp giảm tốc Trong chương trình, chúng ta chỉ khảo sát bánh răng thân khai 5.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng. Ưu điểm - Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn. - Tỉ số truyền không đổi do không có hiện tượng trượt trơn. - Hiệu suất cao (0.97-0.99). - Làm việc với vận tốc lớn, công suất cao. - Tuổi thọ cao. Nhược điểm - Chế tạo phức tạp. - Đòi hỏi độ chính xác cao. - Ồn khi vận tốc lớn. 51 Chương V Chi tieát maùy 5.1.4. Các phương pháp chế tạo bánh răng thân khai. + Chép hình: biên dạng thân khai được tạo ra nhờ chép đúng hình dạng lưỡi cắt. Kiểu dao có thể là dao phay ngón hoặc dao phay đĩa. + Bao hình: biên dạng thân khai hình thành bởi một họ đường cong bao hình. Khi đường bị bao là đường thân khai, người ta dung một bánh ra thứ 2 gọi là bánh răng sinh. Khi đường bị bao là đường thẳng, người ta dùng một thanh răng hình thang gọi là thanh răng sinh. Thiết bị gia công bánh răng thường là máy xọc răng và máy phay lăn răng: 5.2. THÔNG SỐ HÌNH HỌC VÀ ĐẶC ĐIỂM ĂN KHỚP 5.2.1 Thông số hình học của bành răng thẳng: + Hình trụ d trong chuyển động tương đối của thanh răng với bánh răng gọi là hình trụ chia, vòng tròn d gọi là vòng tròn chia. + Đại lượng m  p gọi là mođun, trong đó p được gọi là bước răng trên mặt  trụ chia. Giá trị m được tiêu chuẩn hoá . 52 Chương V Chi tieát maùy da2 db2 df2 ?2w P2 aw hf P1 df1 ha h ?1w d1 db1 da1 o1 + Đường thẳng tiếp xúc chung giữa hai vòng cơ sở P1P2 gọi là đường ăn khớp. + Góc w tạo bởi đường P1P2 và đường vuông góc O1O2 gọi là góc ăn khớp và được tiêu chuẩn hoá: 14,50, 200, 250, 300. thông thường bánh răng sử dụng w = 200. + Đường kính d1, d2 được gọi là đường kính vòng chia. d1  mz 1 ; d 2  mz 2 + Hình trụ có đường kính dw1, dw2 được gọi là hình trụ lăn. dw1, dw2 được gọi là đường kính vòng lăn. Điểm tiếp xúc giữa hai vòng tròn này gọi là điểm ăn khớp (bánh răng không dịch chỉnh thì vòng lăn trung vòng chia). + Đường kính vòng đỉnh: d a1  d1  2h a  d1  2m d a 2  d 2  2h a  d 2  2m + Đường kính vòng đáy. d f 1  d1  2h f  d1  2,5m d f 2  d 2  2h f  d 2  2,5m + Đường kính vòng cơ sở: (là đường kính vòng tròn tạo nên đường thân khia biên dạng răng). db1  d w1 cosw ; db2  d w 2 cosw + Tỉ số truyền: u n1 z 2  n 2 z1 (5.1) Tỉ số truyền đựơc cho theo dãy tiêu chuẩn sau: Dãy 1 1.25 1.6 2 2.5 3.15 4 5 6.3 8 1 Dãy 1.12 1.4 1.8 2.24 2.8 3.55 4.5 5.6 7.1 9 2 53 Chương V Chi tieát maùy 5.2.2. Thông số hình học của bánh răng nghiêng + Góc nghiêng của răng so với đường sinh mặt trụ: gọi là góc nghiêng của bánh răng . + Bước ngang pt và modun ngang mt là bước và modun trong tiết diện vuông góc với trục. + Bước pháp pn vào modun pháp mn là bước và modun đo trong tiết diện vuông góc với mặt răng. pn  pt cos (5.2) mn  mt cos (5.3) đối với bánh răng trụ răng nghiêng thì giá trị mn được tiêu chuẩn hoá. + Góc biên dạng răng t đo trong mặt mút: tg t  tg n cos (5.4) n : góc biên dạng răng của thanh răng sinh 5.2.3. Thông số hình học của bánh răng nghiêng a. Dịch chỉnh đều. Tổng hệ số dịch chỉnh trong bánh răng 1 và 2 bằng không. x1  0, x 2  0; x1  x 2  0 khi đó bánh răng nhỏ dịch dao dương và bành răng lớn dịch dao âm nên chiều dày răng bánh nhỏ tăng và chiều dày răng bánh lớn giảm nhưng tổng chiều dày không đổi và bằng p. Do đó khoảng cách trục và góc ăn khớp khong đổi. a  (d1  d2 ) / 2  (d w1  d w 2 ) / 2; w   b. Dịch chỉnh góc Tổng hệ số dịch chỉnh 0 và thông thường x1, x2 đều > 0. Khi đó bề dày răng bánh răng nhỏ và lớn trên vòng chia > p/2 và rãnh [...]... 0,85d 2m1bu (5. 80) KH = KH KHv – hệ số tải trọng tính 0, 85 – hệ số kinh nghiệm xét đến khả năng giảm tải ZM, ZH, Z - Các hệ số tính toán tương tự như bánh răng trụ  Đường kính vòng chia trung bình d m1  773  (5. 81) Đường kính vòng chia ngoài d e1  953  T1K H u 2  1 0, 85 bd [H ]2 u T1K H 0, 85( 1  0 ,5 be )2  be [H ]2 u (5. 82) Chiều dài côn ngoài R e  47 ,5 u 2  13 T1K H 0, 85( 1  0 ,5 be )2... (5. 84) F   [ F ] 0,85b w mm - Hệ số tải tor5ng tính YF -hệ số dạng răng mm – modun chia trung bình K F  K Fv K F với Ft  2T1 / d m1 b  me bm d m1  d e1 (1  0 ,5 be )  me z1 (1  0 ,5 be ) Ta có côngthức dùng để tính toán thiết kế: me  3 2T1K FYF 0, 85 bm z12 [F ](1  0 ,5 be ) (5. 85) Giá trị bm nên chọn trong khoảng z1 z1   bm  5 sin1 7 sin2 Chọn me theo tiêu chuẩn 5. 10 TRÌNH TỰ... 0 ,5 be ) (5. 72) d m 2  d e 2 (1  0 ,5 be )  Khi tính toán có thể xem bánh răng côn như bánh răng trụ răng thẳng tương đương với các thông số đặc trưng sau:  Đường kính: d v1  d m1 cos 1 d v2  dm2 d  m2 cos 2 sin1 (5. 73)  Số răng tương đương z v1  z1 cos 1 zv2  z2 cos  2 (5. 74)  Tỉ số truyền tương đương 2 z z cos 1  cos 1    u2 u v  v1  2  z v 2 z1 cos 2  cos 2  (5. 75) ... be )2  be [H ]2 u (5. 83) Từ giá trị de1, tra bảng (5. 10)[1] để tính z1p Tuỳ vào độ rắn vật liệu, ta sẽ xác định z1 và z2 = uz1 như sau:  H1 và H2 350 HB và H2 350 HB  z1 = z1p Sau đó tính me theo công thức (6 .52 ), lấy me theo giá trị tiêu chuẩn và tính các kích thước hình học còn lại 68 Chương V Chi tieát maùy 5. 9.3.3 Tính bền bánh... 1,2 thì Z = 0.96 + Vật liệu thép ZM = 2 75 Mpa1/2 Xác định khoảng cách trục a w  50 (u  1)3 T2 K H T1K H  50 (u  1)3 2 2  ba [H ] u  ba [H ]2 u (5. 37) Trong đó: T2 – moment xoắn trên bánh bị dẫn T2  uT1  ba  bw a w Giá trị ba cho theo dãy tiêu chuẩn: 0,1; 0,1 25; 0,16; 0,2; 0, 25; 0,3 15; 0,4; 0 ,5; 0,63…  bd   ba (u  1) 2 Giá trị này chọn theo bảng (5. 7)[1] Giá trị khoảng cách trục aw cho... 67 Chương V Chi tieát maùy 5. 9.3.2 Tính bền răng theo độ bền tiếp xúc  Bán kính cong tương đương 1 1 1     1 2 cos 2 ) u d m1 sin 2(cos 1  (5. 76) Với cos 2  cos 1    tg 2  1 1 tg21  1 1 2   d m1 sin   1 u2 1 u (5. 77) u2 1 u2 1 u (5. 78) Cường độ tải trọng qn   1 2 q max  q min FK  t H 2 b w cos  (5. 79) Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc H  ZH ZM Z 2T1K H u 2  1 0,85d...  m2  2 (5. 63) 2 d e1 d m1 z1 - Chiều dài côn ngoài Re và chiều dài côn trung bình Rm: d e1 Re   0,5me z12  z 22 (5. 66) 2 sin1 Rm  d m1  0,5mm z12  z 22 2 sin1 (6.67) 5. 9.2 Phân tích lực tác dụng a Lực tác dụng: F t1 F t1 d e2 d m2 F’r1 F t1 F a1    F r1 F’r1 d m1 d e1 F r1 Lực tác dụng trên bánh dẫn Ft1  2T1 d m1 (5. 68) 66 Chương V Chi tieát maùy Ft1 ; F'r1  Ft1tg cos  (5. 69) Fr1... Fr1  F'r1 cos1  Ft1tg cos1 (5. 70) Fa1  F'r1 sin1  Ft1tg sin1 Trên bánh bị dẫn, lực tác dụng có hướng ngược lại: (5. 71) Fn1   Fa 2  Fr1 Fr 2  Fa1 Ft1  Ft 2 b Tải trọng tính  Hệ số KH và KF xác định theo công thức (6. 15) và (6. 15) với KH = KF = 1  Hệ số KHv và KFv tra bảng (5. 8)[1]  Hệ số KH tra bảng (5. 9)[1] 5. 9.3 Tính bền bộ truyền bánh răng côn 5. 9.3.1 Các quy ước khi tính toán... bảng (5. 7)[1] Giá trị khoảng cách trục aw cho theo tiêu chuẩn (đối với hộp giảm tốc tiêu chuẩn ): Dãy 40 50 63 80 100 1 25 160 200 250 400 1 Dãy 140 180 2 25 280 355 450 2 Từ giá trị khoảng cách trục tìm được, ta tính modun và là tròn theo dãy tiêu chuẩn với công thức tính m  (0,01 0,02)a w  61 Chương V Chi tieát maùy  Số răng trên hai bánh răng: z1  2a w m(u  1) z 2  uz1 Số răng z1, z2 tối thiểu... uốn F  YFFt K FY Y b w mn  [ F ] (5. 58) Trong đó: K F  K F K FK Fv Y  1  Y  1  - hệ số tải trọng tính - hệ số ảnh hưởng của trùng khớp ngang  - Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng răng đến độ bền uốn 120 13,2 27,9x YF  3,47    0,092z 2 z z  - hệ số dạng răng Modun răng mn  3 2T1K FYFY Y z1 bm [F ] (5. 59) 5. 9 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN THẲNG 5. 9.1 Giới thiệu - Dùng để truyền giữa ... số truyền đựơc cho theo dãy tiêu chuẩn sau: Dãy 1. 25 1.6 2 .5 3. 15 6.3 Dãy 1.12 1.4 1.8 2.24 2.8 3 .55 4 .5 5.6 7.1 53 Chương V Chi tieát maùy 5. 2.2 Thông số hình học bánh nghiêng + Góc nghiêng... tính toán tương tự bánh trụ  Đường kính vòng chia trung bình d m1  773  (5. 81) Đường kính vòng chia d e1  953  T1K H u  0, 85 bd [H ]2 u T1K H 0, 85( 1  0 ,5 be )2  be [H ]2 u (5. 82) Chiều... (5. 59) 5. 9 BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN THẲNG 5. 9.1 Giới thiệu - Dùng để truyền hai trục vuông góc - Vận tốc