1– Khái quát về truyền động bánh răng hành tinh
Trong truyền động hành tinh (Hình 2-2), bánh răng hành tinh (2) đồng thời tham gia hai chuyển động: chuyển động quanh trục và chuyển động tương đối với bánh răng trung tâm (1) (bánh răng mặt trời) và trục bánh răng (3) (vòng răng ngoại tiếp); bánh răng (3) cố định khi thiết bị truyền động làm việc. Giá hành tinh (H) của trung tâm hành tinh đóng vai trò trục bị động. Loại truyền động này trong chi tiết máy được gọi là truyền động vi sai.
1 2 3 H Hình 2-2 Sơđồ truyền động hành tinh 2– Tỷ số truyền
Tỷ số truyền động giữa một bánh răng bất kỳ trong hệ hành tinh với giá hành tinh được xác định theo công thức sau:
HKn Kn n
KH i
i =1− (2-2)
Và giữa giá hành tinh đối với bất kỳ một bánh nào:
HKn Kn n KH n HK i i i − = = 1 1 1 (2-3) Trong đó:
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10
C2/HĐL–TBG18.02.10
Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Page: 39
inKH – tỷ số truyền động giữa bánh răng bất kỳ K với giá hành tinh H lúc bánh răng trung tâm n cốđịnh.
iHKn – tỷ số truyền động giữa bánh răng nhóm n lúc giá hành tinh H cố định (tức là tỷ số truyền động giữa trục chủ động K với bánh bị động n).
Khi xác định tỷ số truyền động iHKn cần lưu ý: Nếu K và n quay khác chiều nhau thì iHKn
< 0; nếu K và n quay cùng chiều thì iHKn >0.
Công thức (2-3) cho thấy: nếu iHKn tiếp cận 1 thì inKH tiếp cận tới cực đại. Vì vậy thiết bị
truyền động đạt được tỷ số truyền cao (truyền động cao tốc). Muốn có kích thước của bánh răng nhỏ mà có cùng số lượng bánh răng, quan hệ giữa các răng như nhau thì truyền động hành tinh đơn giản và có tỷ số truyền lớn hơn nhiều so với truyền động bánh răng thông thường. Hiện nay kiểu truyền động bánh răng hành tinh được dùng rất rộng rãi với ưu điểm là kích thước nhỏ, hiệu suất cao.
Sơ đồ trong hình 2-2 là phương án động lực được dùng nhiều nhất. Trong sơ đồ, bánh răng (1) là bánh chủđộng, giá hành tinh H là trục bị động, hệ có tỷ số truyền i3iH = 3,5÷7,5.
Muốn có tỷ số truyền cao hơn, có thể ghép nối tiếp mấy phương án lại, sẽđược phương án truyền động nhiều cấp (hình 2-3).
Hình 2-3 Sơđồ ghép nối truyền động hành tinh
3– Hiệu suất truyền động
Trước đây, có thời gian đã dùng những phương án truyền động bánh răng hành tinh như
hình 2-4; trong đó giá hành tinh H được sử dụng làm trục chủđộng, bánh răng (1) làm bánh bị động, các phương án này có tỷ số truyền rất lớn nhưng hiệu suất rất thấp.
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10
C2/HĐL–TBG18.02.10
Hiệu suất truyền động của thiết bị truyền động hành tinh biến đổi rất lớn khi hình thức kết cấu và tỷ số truyền khác nhau, và được xác định như sau:
( n ) H KH n KH i ψ η =1− 1− (2-4) Trong đó:
ηnKH – hiệu suất truyền động từ bánh chủ động K đến giá hành tinh H, khi bánh n cố định;
inKH – tỷ số truyền động giữa giá hành tinh chủđộng đến bánh bị động K khi bánh n cố định.
Hiệu suất truyền động khi giá hành tinh H chủ động và bánh K bị động xác định như
sau: ( n H) KH n KH i ψ η ] 1 [ 1 1 − + = (2-5)
Hình 2-4 Truyền động hành tinh với giá hành tinh H chủđộng
Phân tích các công thức (2-2), (2-3), (2-4), (2-5), nếu dùng phương án trong hình 2-2 lúc tỷ số truyền động tăng, hiệu suất truyền động giảm xuống không nhiều (tính từ bánh chủ
động). Nhưng dùng phương án trong hình 2-4 thì khi tỷ số truyền động tăng lên, hiệu suất truyền động giảm xuống rất nhanh. Ngoài ra chất lượng lắp ráp và mức độ chính xác khi chế
tạo cũng ảnh hưởng khá lớn đến hiệu suất truyền động. Trong phương án nếu dùng giá hành tinh làm trục chủđộng, hiệu suất sẽ rất thấp vì sự khác nhau giữa lực tác động lên cấp cao và cấp thấp của bánh răng.
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10
C2/HĐL–TBG18.02.10
Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Page: 41
Khi chọn phương án động học của truyền động hành tinh, trước hết là căn cứ vào công dụng của trang trí động lực để chọn một phương án có kết cấu tối ưu và có hiệu suất cao.
Trong một vài trường hợp yêu cầu tỷ số truyền cao, thời gian làm việc ngắn, công suất truyền rất nhỏ thì hiệu suất truyền động là thứ yếu và yêu cầu về kích thước là chính. Trong trường hợp này dùng phương án trong hình 2-4 là tốt nhất.
Bảng2.7: Hệ số tổn thất ΨH của truyền động Phương án truyền động Hình thức gối trục Phương thức bôi trơn Hệ số tổn thất ΨH chìm vào dầu 0,04 Ổ bi bôi trơn phân bốđều 0,05 chìm vào dầu 0,05 Bạc lót bôi trơn phân bốđều 0,06 chìm vào dầu 0,02 Ổ bi bôi trơn phân bốđều 0,03 chìm vào dầu 0,035 Bạc lót bôi trơn phân bốđều 0,04
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10
C2/HĐL–TBG18.02.10
4– Một số sơ đồ bộ truyền thường sử dụng
Kiểu I Kiểu II
Hình 2-5 Sơ đồ bộ truyền động hành tinh 1 cấp
KHOA CƠ KHÍ – ĐÓNG TÀU BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL BỘ MÔN ĐỘNG LỰC – DIESEL
TẬP BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10 NGÀNH MÁY TÀU THỦY – MÃ 18.02.10
C2/HĐL–TBG18.02.10
Biên soạn: Nguyễn Anh Việt Page: 43