chuong 5 truyen dong banh rang 20161

Truyền động hai trục song song TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG BR trụ thẳng (Spur gear) Truyền động Bánh – BR trụ nghiêng (Helical gear) Cặp BR chữ V (Herringbone_gear) https://en.wikipedia.org/ wiki/Herringbone_gear Truyền động hai trục giao Một hai bánh Thanh Răng BR – TR thẳng (Spur gear and rack) BR – TR nghiêng (helical gear and rack) BR (Bevel gear) Ví dụ cấu tạo Hộp visai dùng loại ô-tô https://en.wikipedia.org/wiki/ Herringbone_gear This herringbone bevel gear was made by Citroen and installed around 1927 in small Miřejovice hydropower plant on Vltava in the Czech Republic, connecting a Francis turbine to the generator It worked flawlessly until 2011 Truyền động hai trục chéo Tham khảo thêm a)Bánh thân khai b)Bánh cycloid c) Truyền động bánh thường d)Truyền động bánh hành tinh BR trụ chéo Crossed helical gear Trục vít – bánh vít (wormgear) Hypoid Bevel Gear Nội dung nghiên cứu Chương • Truyền động Bánh trụ (thân khai) • Truyền động Bánh (răng thẳng) Chương Chương Truyền động Bánh trụ (BRT) – Bánh côn (BRC) Truyền động Trục vít – Bánh vít Cấu tạo nguyên lý hoạt động Cấu tạo nguyên lý hoạt động Biên dạng răng: Đường thân khai (ĐTK) đường tròn Biên dạng Vòng đỉnh Vòng chân Vòng sở Trên vịng có bán kính  :  chiều dày
 chiều rộng rãnh Phương trình:    bước Cấu tạo nguyên lý hoạt động  cos  Tính chất - MN pháp tuyến ĐTK điểm M - N tâm cong ĐTK M - Cung MoKo (trên vòng sở - VCS) = MK - Các ĐTK VCS giống 10 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Kết cấu bánh b Răng nghiêng (RN) Răng thẳng (RT) 12 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Cấu tạo nguyên lý hoạt động Bánh dẹt sinh Bánh dẹt sinh Răng thẳng Cấu tạo nguyên lý hoạt động Răng nghiêng Răng cung tròn Những thông số truyền bánh 2.1 Bánh trụ Sự trượt biên dạng a) Các thông chi tiết Vận tốc trượt tương đối biên dạng vM2M1 vO2O1
Mô đun: mn = mt (RT), mn = mtcosβ (RN)
Số răng: Z
Góc áp lực (góc biên dạng): αn = αt (RT), tg αn= tg αtcosβ (RN)
Hệ số dịch dao: x
Góc nghiêng (trụ chia): β (RN)
Chiều rộng vành răng: bw
Đường kính đỉnh, chân, chia: da, df, d RT = “răng thẳng” RN = “răng nghiêng” 16 Những thông số truyền bánh 2.1 Bánh trụ b) Các thông truyền
Tỉ số truyền: u = Z2/Z1= dw2/dw1
Góc ăn khớp: αtw invαtw = 2(x1+x2)tg αt/(Z2+Z1) + invαt
Bán kính vòng lăn: dwi=mtZicosαt/cosαtw
Khoảng cách trục: aw=(dw2±dw1)/2= dw1(u±1)/2
Hệ số trùng khớp ngang  : RT: _  đoạn ăn khớp thực/bước vòng sở RN:    _RT + bw.tgβ Hệ số trùng khớp dọc (RN)  :  = bwsinβ/πm 17 Công nghệ chế tạo Cấp xác Những thơng số truyền bánh 2.2 Bánh Chiều dài ngồi Mặt phụ ngồi Mặt phụ trung bình Mặt phụ - Góc chia: δ Modun vịng ngồi: mte Đường kính vịng chia ngồi: de Chiều dài ngồi: Re Cơng nghệ chế tạo Cấp xác Gia cơng không cắt gọt: Đúc (Casting), Dập (Stamping), Ép (Sintering), Đùn (Extruding), Kéo (Cold drawning) Những sai lệch chính: • Khoảng cách tâm • Biên dạng • Phương • Bước • Chiều dày • Độ đảo hướng tâm (khơng trịn) Chỉ tiêu đánh giá độ xác BT BR: Chỉ tiêu xác động học Chỉ tiêu làm việc êm Chỉ tiêu vết tiếp xúc Gộp tiêu thành 12 cấp xác (điều kiện làm việc + công dụng BR) Gia cơng cắt gọt: Thơ: Xọc (Rack gereration), Phay định hình (Form milling), Xọc lăn (Gear shaping), Phay lăn (Hobbing) Tinh: Cà (Shaving), Mài (Grinding), Rà (Burnishing), Mài nghiền/mài khôn (Lapping and honing) Công nghệ khác: - Vát/Vê đầu - Cắt hình tang trống (Crowning, double crowning) - Gia công cắt gọt cao tốc sau nhiệt luyện 19 Lực tác dụng bánh Lực tác dụng bánh Ft=2T/dw Fa=Fttan(βw) Fr=Fttan(αtw) Fr* Fn=Ft/(cos(βw)cos(αnw)) α   Dạng hỏng tiêu tính tốn (BR nói chung)  Gãy răng: tải / mỏi 2      cos     sin Fr* 22 Dạng hỏng tiêu tính tốn (BR nói chung) Giải thích chế tróc rỗ bề mặt σF ≤ [σF]  Tróc mỏi bề mặt: trượt biên dạng + bơi trơn tốt Vùng xảy tróc  Mịn bề mặt răng: trượt biên dạng + không bôi trơn tốt  Dính bề mặt răng: tải lớn + vận tốc lớn (cùng VL, không bề mặt)  Biến dạng dẻo bề mặt: Vật liệu mềm + tải lớn + vận tốc thấp  Bong bề mặt: chất lượng nhiệt/hóa luyện lớp bề mặt + tải lớn σH ≤ σH ≤ [σH] Vùng xảy tróc 23 6 Tính truyền BRT RT theo độ bền Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.1 Độ bền tiếp xúc 6.1 Độ bền tiếp xúc Cơ sở: Tính ứng suất tiếp xúc tâm ăn khớp Công thức Héc "#  $% Tải trọng riêng (cường độ tải trọng pháp tuyến) &' 2.( &'  4#  ZM: hệ số xét đến tính vật liệu $% = ' C C 4# # DE 2.) )* +[) (1 − 0 )* + )* (1 − 0* )* 56 $7* $7   1,88 / 3,2 qn : cường độ tải trọng pháp tuyến tâm ăn khớp ρ : bán kính cong tương đương điểm tiếp xúc hai bề mặt đối tiếp 25  /  1 $ $* cos< Bán kính cong tương đương 1  = ( ( (* ( (>  ?> sin ? @*  A.@ A @ sin ? -A = 11 26 Tính truyền BRT RT theo độ bền Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.1 Độ bền tiếp xúc 6.1 Độ bền tiếp xúc Công thức kiểm nghiệm truyền BRT RT "#  $% = $% $# $7 @ 2 C# CDE (A ± 1F ≤ "# 5? A 2.) )* +[) (1 − 0 )* + )* (1 − 0* )* $# = sin2 ? $7 = −  T1 : momen xoắn bánh dẫn Hệ số phân bố không tải trọng theo chiều dài tiếp xúc KHβ : hệ số tập trung tải trọng KHv : hệ số tải trọng động u : tỷ số truyền [σH] : ứng suất tiếp xúc cho phép w1 : đường kính vịng lăn bánh nhỏ bw : chiều rộng vành 27 28 Tính truyền BRT RT theo độ bền Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.1 Độ bền tiếp xúc 6.1 Độ bền tiếp xúc Công thức thiết kế BRT RT Tải trọng động trình ăn khớp α=20ο ZH = 1.76 εα = ZM = 275 (MPa)1/2 Nguyên nhân ● 6 ≥ 77 Biến dạng ● Sai số bước ● Sai số biên dạng Hoặc CH  L  C# CDE -A = 1F I5 A "# * M6 ≥ 50(A ± 1) & &H &H 12 & & I5M = q =& &H : tải trọng riêng toàn phần & : tải trọng tĩnh đơn vị chiều rộng vành 56 M6 L  C# CDE I5M A "# * I5  56 6 30 29 Tính truyền BRT RT theo độ bền Tính truyền BRT RT theo độ bền a)Độ bền tiếp xúc 6.2 Độ bền uốn Cách sử dụng uốn Chọn ψba => a => d1 "Q  Chọn m = (0.01 ÷ 0.02)a $  2M P(A ± 1) Z2 = uZ1 Tính lại a nén "'  (Z1, Z2 : số nguyên) M= $ + $* P ' CW cos ′.Y
Q h ' CW sin ′.Y Z KF - Hệ số tải trọng tính BR uốn
Q  Nếu chọn a khác -> phải tính dịch chỉnh 31 RS T U V A = bω.S 32 1.3 Tính truyền BRT RT theo độ bền Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.2 Độ bền uốn b)Độ bền uốn Công thức kiểm nghiệm độ bền uốn ' CW 6.Y.cos ′ sin ′ / 56 \* \ 2 '  6 cos 6 Đặt s = g.m h = e.m "  "Q / "'  Với "W  2 C C _ _ ≤ "W 6 56 P W E W Hệ số dạng _W = ^ 6.].cos ′ sin ′ − * cos  (Yε: hệ số xét đến sai số việc di chuyển điểm đặt lực Hướng dẫn thiết kế hệ dẫn động – Trịnh Chất, Lê văn Uyển) 2 CW 6.].cos ′ sin ′ " / 6 56 P * cos 6 cos 6 Ứng suất lớn tiết diện nguy hiểm "W  ^ " ασ : hệ số tập trung ứng suất chân 34 33 Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.2 Độ bền uốn Tính truyền BRT RT theo độ bền 6.2 Độ bền uốn Hệ số dạng răng _ Công thức thiết kế BRT RT theo độ bền uốn: YF1 ≠ YF2 => σF1 ≠ σF2 P ≥ 1,4 L  CW CE _W I5 $* ["W j 36 Tính truyền BRT RT theo độ bền Bộ truyền BRT nghiêng 6.2 Độ bền uốn Tác dụng Dịch chỉnh 7.1 Đặc điểm tính tốn Dạng thay đổi nhờ dịch chỉnh Răng thẳng Răng nghiêng - Ăn khớp êm, tải trọng động giảm - Tải trọng riêng nhỏ phân bố ko Z= 18 x =0 R v w ổl mYnềA àn nếr súm: 4#  cos C  Z= 18 x =0.5 38 Kε = 0,9 ÷ Bộ truyền BRT nghiêng Bộ truyền BRT nghiêng 7.1 Đặc điểm tính tốn 7.1 Đặc điểm tính tốn BR thẳng tương đương Sự phân bố không tải trọng đồng thời ăn khớp M*  đ   m 2cos* <  đ  cos * <   $ $đ  đ   * Pđ cos 350 • Thường hóa, tơi cải thiện • tơi, thấm C, N • Có thể t 50ữ60HRC ã Cú th ct rng chớnh xỏc sau nhiệt luyện • Địi hỏi ngun cơng tu sửa để khắc phục tượng cong • Có khả chạy mòn tốt Ứng suất cho phép š"# › ^ ” lim.ˆD4 $ $ C  ž sD T ” "# lim : giới hạn mỏi tx cho phép ứng với số chu kỳ sở, phụ thuộc vật liệu, chế độ nhiệt luyện độ rắn mặt KHL : hệ số tuổi thọ ZR : hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt ZR = 0,9 ÷ vênh nhiệt luyện gây nên Zv : hệ số kể đến ảnh hưởng vận tốc KxH : hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh da < 700mm -> KxH =1 da < 2500mm -> KxH =0,9 51 52 13 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP 9VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP Ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép Ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép 9.2 9.2 CD4  “” ŸD ŸD) NHE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương mH : bậc đường cong mỏi; mH = NHO : số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử *,ƒ tiếp xúc (ŸD = 30DD  )
chế độ tải: NHE = 60.c.n.tΣ
Nhiều chế độ tải: NHE = 60.c Σ(T /T i max)^(mH/2) ni.ti Nếu NHE > NHO -> KHL = c: số lần ăn khớp vòng quay bánh n: số vòng quay phút tΣ : tổng số làm việc 53 54 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP Ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép Ứng suất cho phép a.Ứng suất tiếp xúc cho phép 9.2 š"# › "# lim CD4 # 9.2 Do [σH1] ≠ [σH2] $ $ž CsD ZR : hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt ZR = 0,9 ÷ + BR thẳng [σH] = min([σH1], [σH2]) + BR nghiêng Zv : hệ số kể đến ảnh hưởng vận tốc [σH] = 0,5 ([σH1] + [σH2]) KxH : hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh da < 700mm -> KxH =1 lấy [σH] < 1,2 min([σH1] + [σH2]) da < 2500mm -> KxH =0,9 55 56 14 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP 9.2 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP Ứng suất cho phép 9.2 b Ứng suất uốn cho phép b Ứng suất uốn cho phép š"W › "W lim "W lim C4 W Ứng suất cho phép C4  C¡ _ _T Cs “‰ Ÿ Ÿ) mF : bậc đường cong mỏi : giới hạn mỏi uốn cho phép ứng với số mF = HB < 350 chu kỳ sở, phụ thuộc vật liệu, chế độ nhiệt luyện độ rắn mặt mF = HB > 350 NFO : số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc NFO = 4.106 KFL : hệ số tuổi thọ 57 58 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP 9.2 Ứng suất cho phép 9.2 b Ứng suất uốn cho phép b Ứng suất uốn cho phép  NFE : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương
mức tải: NFE = 60.c.n.tΣ
Nhiều mức tải: NFE = 60.c Σ(Ti/Tmax Ứng suất cho phép  KFC : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ đặt tải KFC =1 - BR quay chiều KFC =0,7 ÷ 0,8 - BR quay chiều )mF ni.ti Nếu NFE > NFO -> KFL =  YS : hệ số ảnh hưởng kích thước  SF : hệ số an toàn SF = 1,5 ÷ 1,75 59  YR : hệ số kể đến ảnh hưởng độ nhám góc lượn chân YR = 1÷ 1,2  KxF : hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh da < 400mm -> KxF =1 da < 700mm -> KxF =0,9 60 15 ... RT ≤ "# Hệ số 0. 85 chế tạo, lắp ghép khó xác so với bánh trụ thẳng 47  ≥ 77  = L } ˆ”Š QU „ •, 85. Œ *‘ (…•,†ˆ „QU 5 Q ^” U 5] – → ˜ ≥ 50 A* + L  } ˆ”Š ™…ˆ 5] ).? ?5] Q ^” U 48 12 Tính...  cos   -1 / 0,5C5] F cos -Modun Pđ  P 1 / 0,5C5] 1P ƒ.7w (lms < =5, CW =1/  ; lms >=9, CW =1) -Số Thiết kế: P ≥ 1,12 L ~ $đ  đ   }ˆ‰w ˆ‰Š ˆ Œ U } E ‹‰ 5 đ  [^‰ Ž đ ‘... hưởng vận tốc [σH] = 0 ,5 ([σH1] + [σH2]) KxH : hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước bánh da < 700mm -> KxH =1 lấy [σH] < 1,2 min([σH1] + [σH2]) da < 250 0mm -> KxH =0,9 55 56 14 VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT