Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 5 - TS. Nguyễn Trọng Du

Bài giảng Nguyên lý máy: Bài 5 Cơ cấu Bánh răng, cung cấp cho người học những kiến thức như: Cơ cấu bánh răng thân khai phẳng; Cơ cấu bánh răng trụ; Hệ thống bánh răng. Mời các bạn cùng tham khảo!

5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm Cơ cấu bánh cấu có khớp loại cao dùng để truyền chuyển động quay trục với tỷ số truyền xác định, nhờ ăn khớp trực tiếp khâu có (được gọi bánh răng) a) b) Hình 6.1 Cơ cấu bánh ăn khớp ngồi a) ăn khớp b) Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm + Truyền chuyển động trục song song với (Bánh phẳng) Hình 6.2 Bánh phẳng truyền chuyển động trục song song Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm + Truyền chuyển động trục song song với + Truyền chuyển động giao chéo (BR Không gian) Hình 6.3 Hệ bánh khơng gian Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm + Truyền chuyển động trục song song với + Truyền chuyển động giao chéo (BR Không gian) + Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngược lại Hình 6.4 Truyền động bánh – Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm + Truyền chuyển động trục song song với + Truyền chuyển động giao chéo (BR Không gian) + Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngược lại + Truyền động với tỉ số truyền thay đổi Hình 6.5 Truyền động với tỉ số truyền thay đổi Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm Tổng hợp phân loại: + Vị trí trục + Truyền chuyển động giao chéo (BR Không gian) + Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến ngược lại + Truyền động với tỉ số truyền thay đổi - Vị trí trục • • Bộ truyền BR phẳng Bộ truyền BR không gian - Sự ăn khớp • • BR Ăn khớp ngồi BR Ăn khớp - Bố trí BR • • • • BR thẳng BR nghiêng BR chữ V BR cong - Biên dạng • • • BR thân khai BR Xicloit BR Novicov - Phương diện khác • • BR Trịn BR Khơng trịn Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.1 Một số khai niệm Bước tx : Là chiều dài cung chắn hai biên dạng phía Chiều rộng rãnh wx : Là chiều dài cung chắn hai biên dạng Chiều dày sx : Là chiều dài cung chắn hai biên dạng tx Hình 6.6 Thơng số bánh trụ thẳng Gọi Z số bánh ta có bước răng: t x = wx + sx = Chương 6: Cơ cấu Bánh 2rx Z 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.2 Định lý ăn khớp bánh a Tỉ số truyền Xét biên dạng (b1) (b2) thuộc BR1 BR2 tiếp xúc với M M  b1 M  b2 Chuyển động tuyệt đối: + BR1 quay quanh O1 với ω1 + BR2 quay quanh O2 với ω2 nn pháp tuyến chung (b1) (b2) Chuyển động tương BR1: + Vận tốc điểm O2 : vO2O1 ⊥ O1O2 + Vận tốc điểm M2 : vM M1 ⊥ nn Tâm quay tức thời BR2 chuyển động tương BR1: P = O1O2  nn Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.2 Định lý ăn khớp bánh a Tỉ số truyền Tâm quay tức thời BR2 chuyển động tương BR1: P = O1O2  nn Trong chuyển động tuyệt đối: vP1 = vP2 Từ suy ra: 1O1 P = 2O2 P Do tỷ số truyền cặp biên dạng (b1), (b2) 1 O2 P i12 = = 2 O1 P Chương 6: Cơ cấu Bánh 10 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5.1.2 Định lý ăn khớp bánh a Tỉ số truyền Tỉ số truyền cặp biên dạng (b1), (b2) i12 = 1 O2 P = 2 O1 P Do O1 O2 cố định để i12 = const Thì P phải cố định O1O2 Định lý: Để thực tỉ số truyền số, cặp biên dạng ăn khớp với phải thỏa mãn điều kiện: “Pháp tuyến chung nn điểm tiếp xúc M phải cắt đường nối tâm O1O2 bánh điểm P cố định” Chương 6: Cơ cấu Bánh 11 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh b Tỉ số truyền hệ thống bánh vi sai Xét hệ bánh vi sai Chương 6: Cơ cấu Bánh 92 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh b Tỉ số truyền hệ thống bánh vi sai Xét hệ bánh vi sai Chương 6: Cơ cấu Bánh 93 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh b Tỉ số truyền hệ thống bánh vi sai Xét hệ bánh vi sai Chương 6: Cơ cấu Bánh 94 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh b Tỉ số truyền hệ thống bánh vi sai Chương 6: Cơ cấu Bánh 95 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh c Tỉ số truyền hệ thống bánh hành tinh Ví dụ: Ta có: 3 − C z '2  i = =−  2 − C z3   z '2   z1  z '2 z1 C C C   i31 = i32 i 21 =  −   −  =  − C z  z3   z  z3 z i C21 = =− 1 1 − C z  C 32 -Khi cố định bánh 1, (trở thành hệ bánh hành tinh) ta 2 − C có: C C i 21 = Chương 6: Cơ cấu Bánh − C = −i 2C +  i 2C = − i 21 96 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh c Tỉ số truyền hệ thống bánh hành tinh -Giả sử z1=99, z2=100, z’2=101 ,z3 =100: 101 99 i = 1− = 100 100 10.000 C 31 ❑ Nhận xét: +Tỷ số truyền hệ thống bánh hành tinh lớn, đồng thời làm giảm hiệu suất hệ thống, đến giới hạn xảy tự hãm Hiệu suất hệ thống không phụ thuộc vào lực ma sát khớp mà phụ thuộc vào tỷ số truyền hệ +Trong hệ bánh ngoại luân, đường trục bánh trung tâm đường trục cần phải nằm đường thẳng Vì cần tính tốn hệ bánh để thỏa mãn điều kiện đồng trục 97 Chương 6: Cơ cấu Bánh 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh d Ví dụ Xét hệ vi sai xe tơ (có bánh khơng gian) TL 316-318 - Ta có: 1 − C z z3 z 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 khác 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 Chương 6: Cơ cấu Bánh 98 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Cơ cấu vi sai truyền động trục chủ động bánh xe ô tô Chương 6: Cơ cấu Bánh 99 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Chương 6: Cơ cấu Bánh 100 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Hộp số Chương 6: Cơ cấu Bánh 101 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Hộp số thường ô tô Chương 6: Cơ cấu Bánh 102 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Hộp số tự động ô tô Chương 6: Cơ cấu Bánh 104 5.3 Hệ thống bánh 5.3.2 Phân tích động học hệ thống bánh e Ứng dụng Hộp số xe máy Chương 6: Cơ cấu Bánh 105 Bài tập áp dụng: Cho hệ bánh hình vẽ, với bánh tiêu chuẩn mô đun Z0=15; Z1=30 ; Z’1=80; Z2=40; Z3=20; 0=30 (1/s); J2= Jc = 0,1Kgm2 M1 =Mc =10Nm (cùng chiều 0) +Hệ thống hệ thống gì? Tính bậc tự +Tính 2; c=? +Tính Jtt0 Mtt0 =? Chương 6: Cơ cấu Bánh 107 5.4 Bài tập áp dụng: +Hệ bánh hệ thống bánh ? tính bậc tự +Tính tỉ số truyền i3 C +Tính  theo 3 Tính tỉ số truyền i24 +cho Jc=0,1Kgm2; J2=0,5Kgm2; Mc=5Nm; M4=10Nm; Z2 = Z3 = Z4 = 20 ; Z1= Z2’= Z3’ = 10 Tính Jtt3; Mtt3 Chương 6: Cơ cấu Bánh 108 ... điểm M Chương 6: Cơ cấu Bánh 15 5.1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5. 1.3 Đường thân khai Phương trình đường thân khai - Ta có - Theo tính chất đường thân khai - Do - NM  x = M 0ON −  x = − x... cấu Bánh 11 5. 1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5. 1.2 Định lý ăn khớp bánh b Các khái niệm ăn khớp - Điểm M gọi điểm ăn khớp - Hai biên dạng (b1), (b2) gọi cặp biên dạng ăn khớp (đối tiếp) - Điểm P... 26 5. 1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5. 1 .5 Các điều kiện ăn khớp b Điều kiện ăn khớp trùng - Điều kiện ăn khớp trùng cặp bánh thân khai: Chương 6: Cơ cấu Bánh 27 5. 1 Cơ cấu bánh thân khai phẳng 5. 1.5