Tải trọng danh nghĩa của bộ truyền bỏnh răng chớnh là cụng suất P hoặc mụ men xoắn T1, T2 ghi trong nhiệm vụ thiết kế. Từ đú ta tớnh được lực tiếp tuyến Ft trờn vũng trũn lăn, và lực phỏp tuyến Fntỏc dụng trờn mặt răng (Hỡnh 5-12).
2 2 1 1 2 2 w w t d T d T F , hoặc 2 2 1 1 2 2 tb tb t d T d T F β α .cos cos wn t n F F Hỡnh 5-12 Lực tỏc dụng trờn mặt răng bỏnh răng
Ngoài tải trọng danh nghĩa nờu trờn, khi bộ truyền làm việc, do va đập, cú thờm tải trọng động tỏc dụng lờn răng. Tải trọng này tỷ lệ với vận tốc làm việc, được ký hiệu là Fv.
Tớnh chớnh xỏc Fv tương đối khú khăn, nờn người ta kể đến nú bằng hệ số tải trọng động Kv.
Khi cú nhiều đụi răng cựng ăn khớp, tải trọng phõn bố khụng đều trờn cỏc đụi răng, sẽ cú một đụi răng chịu tải lớn hơn cỏc đụi khỏc. Để đụi răng này đủ bền, khi tớnh toỏn ta phải tăng tải trọng danh nghĩa lờn Kαlần, Kα≥1; Kαgọi là hệ số kể đến sự phõn bố tải khụng đều trờn cỏc đụi răng.
Trờn từng đụi răng, do độ cứng khỏc nhau của cỏc điểm tiếp xỳc, tải trọng phõn bố khụng đều dọc theo chiều dài răng (Hỡnh 5-13). Như vậy để cho điểm chịu tải lớn nhất của răng đủ bền, khi tớnh toỏn phải tăng tải danh nghĩa lờn Kβlần, Kβ ≥1; Kβgọi là hệ số kể đến sự phõn bố tải khụng đều trờn chiều dài răng.
Tải trọng tỏc dụng lờn răng sẽ gõy nờn ứng suất tiếp xỳc vàứng suất uốn trờn răng. Khi ứng suất vượt quỏ giỏ trị cho phộp thỡ bỏnh răng bị hỏng.
Sự hỏng húc sẽ bắt đầu từ những điểm nguy hiểm của răng. Qua thực tế sử dụng và phõn tớch biến dạng của răng, người ta nhận thấy ứng suất tiếp xỳc σHtại điểm C cú giỏ trị lớn nhất; tại điểm F cú tập trung ứng suất, vết nứt thường bắt đầu ở đõy, phỏt triển dần lờn và làm gẫy răng.
Khi răng vào ănkhớp, ứng suất σHvàσFcú giỏ trị khỏc khụng, khi ra khỏi vựng ăn khớp giỏ trị của nú bằng khụng. Như vậy ứng suất trờn răng là ứng suất thay đổi, răng bị hỏng do mỏi.
Ứng suất σHlàứng suất thay đổi theo chu trỡnh mạch động (Hỡnh 5-14).
Ứng suõt σF thay đổi theo chu trỡnh mạch động, khi bộ truyền làm việc một chiều. Và σF được coi là thay đổi theo chu trỡnhđối xứng, khi bộ truyền làm việc hai chiều, bộ truyền đảo chiều quay nhiều lần trong quỏ trỡnh làm việc (Hỡnh 7 -15).
Hỡnh 5-14 Chu trỡnh mạch động
của ứng suấtσHvàσF
Hỡnh 5-15 Chu trỡnhđối xứng của σF, khi bộ
truyền làm việc 2 chiều
Lực tỏc dụng lờn trục vàổmang bộtruyền bỏnh răng
Để tớnh toỏn trục vàổ mang bỏnh răng, cần biết cỏc thành phần lực tỏc dụng lờn nú. Khi bộ truyền làm việc, trục vàổ chịu tỏc dụng của những lực sau:
Đối với bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng, gồm cú cỏc lực (Hỡnh 5-16):
Hỡnh 5-16: Lực trong bộ truyền bỏnh răng
trụ răng thẳng
Hỡnh 5-17: Lực trong bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng
- Lực tiếp tuyến Ft1tỏc dụng lờn trục dẫn I, lực Ft2 tỏc dụng lờn trục II. Phương của Ft1 và Ft2 trựng với đường tiếp tuyến chung của hai vũng lăn. Chiều của Ft1ngược với chiều quay n1, chiều của Ft2cựng với chiều quay n2.
Giỏ trị:Ft1= Ft2= 1 1 2 w d T
- Lực hướng tõm Fr1tỏc dụng lờn trục I, vuụng gúc với trục I và hướng về phớa trục I. Lực hướng tõm Fr2vuụng gúc với trục II và hướng về phớa trục II.
Giỏ trị:Fr1= Fr2 = Ft1.tgαw
Đối với bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng gồm cú cỏc lực tỏc dụng sau(Hỡnh 5-17): - Lực dọc trục Fa1 tỏc dụng lờn trục I, song song với trục I. Lực dọc trục Fa2
song song với trục II. Chiều của lực Fa1, Fa2 phụ thuộc vào chiều quay và chiều nghiờng của đường răng.
Giỏ trị: Fa1= Fa2= Ft1.tgβ
Đối với bộ truyền bỏnh răng nún răng thẳng cú cỏc lực tỏc dụng như sau(Hỡnh 5-18):
Hỡnh 5-18 Lực trong bộ truyền bỏnh răng nún
- Lực tiếp tuyến Ft1tỏc dụng lờn trục dẫn I, lực Ft2 tỏc dụng lờn trục II. Phương của Ft1 và Ft2 trựng với đường tiếp tuyến chung của hai vũng lăn. Chiều của Ft1ngược với chiều quay n1, chiều của Ft2cựng với chiều quay n2.
Giỏ trị:Ft1= Ft2= 1 1 2 tb d T
- Lực hướng tõm Fr1tỏc dụng lờn trục I, vuụng gúc với trục I và hướng về phớa trục I.Lực hướng tõm Fr2vuụng gúc với trục II và hướng về phớa trục II.
Giỏ trị:Fr1= Ft1.tgαw.cosδ1 Fr2 = Ft2.tgαw.cosδ2
- Lực dọc trục Fa1 tỏc dụng lờn trục I, song song với trục I. Lực dọc trục Fa2
song song với trục II. Chiều của lực Fa1 hướng về đỏy lớn của bỏnh dẫn, chiều của Fa2
luụn luụn hướng về phớa đỏy lớn của bỏnh bị dẫn. Giỏ trị:Fa1= Ft1.tgαw.sinδ1= Fr2