4.4.1. Vật liệu
Vật liệu làm bề mặt bỏnh ma sỏt phải cú độ bền tiếp xỳc và độ bền mũn cao, cú hệ số ma sỏt lớn (để giảm lực ộp cần thiết).
Thường dựng thộp tụi để làm bỏnh ma sỏt: cỏc loại thộp Liờn Xụ như 40XH, ƜX15, 18XΓT, 18X2H2BA, 65Γ v.v…, độ rắn bề mặt HRC > 60. Kớch thước bộ
truyền tương đối nhỏ, làm việc trong dầu, hiệu suất cao nhưng đũi hỏi gia cụng chớnh xỏc và độ nhẵn bề mặt cao.
Gang được dung làm bỏnh ma sỏt trong cỏc bộ truyền hở, làm việc khụ hoặc cú
dầu. Cú khi dựng bỏnh răng gang làm việc với bỏnh răng thộp.
Người ta cũn dựng bỏnh ma sỏt thộp hoặc gang làm việc với bỏnh ma sỏt
Tectolit hặc phớp. Bộ truyền làm việc khụ, khụng yờu cầu cao về độ chớnh xỏc gia cụng. Kớch thước bộ truyền tương đối lớn, hiệu suất thấp, nhưng tỏc dụng lực lờn trục
nhỏ hơn so với cỏc bộ truyền bỏnh ma sỏt thộp hoặc gang.
4.4.2.Ứng suất cho phộp
Ứng suất tiếp xỳc cho phộp [σH] của bỏnh ma sỏt bằng thộp được định theo độ
rắn bề mặt:
[σH] = (1,5 ữ 2,5)HB,Mpa hoặc [σ ] = (13 ữ 18)HRC, Mpa
trị số nhỏ dựng trong trường hợp bộ truyền làm việc khụng cú dầu bụi trơn Đối với bỏnh ma sỏt gang, làm việc cú dầu:
[σH] = 1,5σbuvới σbu- ứng suất bền uốn.
Đối với bỏnh ma sỏt bằng tectolit, làm việc khụ [σH] = 80 ữ 100 Mpa.
4.5. Bộbiến tốc vụ cấp
Cú ba lại biến tốc vụ cấp được dựng trong mỏy múc thiết bị: biến tốc cú tiếp
xỳc trực tiếp giữa bỏnh dẫn với bỏnh bị dẫn (hỡnh 4 -8a,b,c); biến tốc cú phần tử trung gian (hỡnh 4-8d,e,g,h); biến tốc hành tinh
Cõu hỏi ụn tập chương 4 Cõu 4.1 Trỡnh bày cấu tạo bộtruyền bỏnh ma sỏt. Cõu 4.2 Phõn loại bộtruyền bỏnh ma sỏt. Cõu 4.3 Nờu cỏc thụng sốhỡnh học chủyếu của bộtruyền bỏnh ma sỏt. Cõu 4.4 Trỡnh bày lực tỏc dụng lờn bộtruyền bỏnh ma sỏt. Cõu 4.5
Trỡnh bày sự trượt trong bộtruyền bỏnh ma sỏt.
Cõu 4.6
Nờu cỏc dạng hỏng và chỉtiờu tớnh toỏn bộtruyền bỏnh ma sỏt.
Cõu 4.7
CHƯƠNG5
BỘTRUYỀNBÁNH RĂNG
5.1. Khỏi niệm chung
5.1.1. Giới thiệu bộtruyền bỏnh răng
Bộ truyền bỏnh răng thường dựng truyền chuyển động giữa hai trục song song
nhau hoặc chộo nhau như bộ truyền bỏnh răng trụ (Hỡnh 5-1, 5-2). Cũng dú thể truyền
chuyển động giữa hai trục cắt nhau như bộ truyền bỏnh răng nún (Hỡnh 5-3). Bộ truyền bỏnh răng thường cú 2 bộ phận chớnh:
+ Bỏnh răng dẫn 1, cú đường kớnh d1, được lắp trờn trục dẫn I, quay với số vũng quay n1, cụng suất truyền động P1, mụ men xoắn trờn trục T1
+ Bỏnh răng bị dẫn 2, cú đường kớnh d2, được lắp trờn trục bị dẫn II, quay với
số vũng quay n2, cụng suất truyền động P2, mụ men xoắn trờn trục T2.
+ Trờn bỏnh răng cú cỏc răng, khi truyền động cỏc răng ăn khớp với nhau, tiếp xỳc và đẩy nhau trờn đường ăn khớp (Hỡnh 5-4).
Hỡnh 5-1 Bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng
Hỡnh 5-2 Bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng
Nguyờn lý làm việc của bộ truyền bỏnh răng cú thể túm tắt như sau: trục I quay
với số vũng quay n1, thụng qua mối ghộp then làm cho bỏnh răng 1 quay. Răng của bỏnh 1 ăn khớp với răng của bỏnh 2, đẩy răng bỏnh 2 chuyển động, làm bỏnh 2 quay, nhờ mối ghộp then trục II quay với số vũng quay n2.
Truyền chuyển động bằng ăn khớp, nờn trong bộ truyền bỏnh răng hầu như
khụngcú trượt (chỉ cú hiện tượng trượt biờn dạng ở phần đỉnh và chõn răng), hiệu suất
truyền động của bộ truyền rất cao.
Răng của bỏnh răng cú phần đỉnh răng, phần chõn răng, phần biờn dạng răng và
đoạn cong chuyển tiếp giữa biờn dạng răng và chõn răng (Hỡnh 5-5). Trong quỏ trỡnh truyền động, cỏc cặp biờn dạng đối tiếp tiếp xỳc với nhau trờn đường ăn khớp.
Hỡnh 5-3 Bộ truyền bỏnh răng nún (cụn)
5.1.2. Phõn loại bộtruyền bỏnh răng
Tựy theo hỡnh dạng bỏnh răng, phương răng và đoạn biờn dạng răng, người ta chia bộ truyền bỏnh răng thành cỏc loại sau:
- Bộ truyền bỏnh răng trụ: bỏnh răng là hỡnh trụ trũn xoay, đường sinh thẳng, thường dựng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau, quay ngược
chiều nhau. Bộ truyền bỏnh răng trụ cú cỏc loại:
+ Bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng, phương của răng trựng với đường sinh
của mặt trụ, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng trờn (Hỡnh 5-1).
+ Bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng, phương của răng nghiờng so với đường sinh
của mặt trụ một gúc đ, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng trờn (Hỡnh 5-2). + Bộ truyền bỏnh răng răng chữ V, bỏnh răng được tạo thành từ hai bỏnh răng nghiờng cú gúc nghiờng như nhau, chiều nghiờng ngược nhau, sơ đồ biểu diễn bộ
truyền bỏnh răng trụ răng chữ V trờn (Hỡnh 5-6).
- Bộ truyền bỏnh răng nún, cũn được gọi là bộ truyền bỏnh răng cụn: bỏnh răng
cú dạng hỡnh nún cụt, thường dựng truyền chuyển động giữa hai trục vuụng gúc với
nhau. Bộ truyền bỏnh răng nún cú cỏc loại:
+ Bộ truyền bỏnh răng nún răng thẳng: đường răng thẳng, trựng với đường sinh
của mặt nún chia.
ộ truyền bỏnh răng ăn khớp ngo
Hỡnh 5-6 Bộ truyền bỏnh răng chữ V
+ Bộ truyền bỏnh răng nún răng nghiờng: đường răng thẳng, nằm nghiờng so với đường sinh của mặt nún.
+ Bộ truyền bỏnh răng nún răng cung trũn:đường răng là một cung trũn.
- Bộ truyền bỏnh răng thõn khai: biờn dạng răng là một đoạn của đường thõn
khai của vũng trũn.Đõy là bộ truyền được dựng phổ biến, đa số cỏc cặp bỏnh răng gặp
trong thực tế thuộc loại này.
- Bộ truyền bỏnh răng Novikov: biờn dạng răng là một phần của đường trũn. - Bộ truyền bỏnh răng xiclụit: biờn dạng răng là một đọan của đường xiclụit.
- Bộ truyền bỏnh răng - thanh răng: thanh răng là bỏnh răng đặc biệt, cú đường
kớnh bằng vụ cựng, dựng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và
ngược lại.
- Bộ truyền bỏnh răng hành tinh: ớt nhất một bỏnh răng trong bộ truyền cú trục
quay quanh tõm của bỏnh răng khỏc.
- Bộ truyền bỏnh răng ăn khớp trong: tõm của hai bỏnh răng nằm về cựng một
phớa so với tõm ăn khớp, hai vũng trũn lăn tiếp xỳc trong với nhau.
- Bộ truyền bỏnh răng súng: răng của bỏnh răng cú dạng súng liờn tục, thường dựng ăn khớp trong để thực hiện một tỷ số truyền rất lớn.
Trong chương này, chủ yếu trỡnh bày bộ truyền bỏnh răng thõn khai, ăn khớp
ngoài. Cỏc loại bộ truyền khỏc sẽ được đề cập đến trong sỏch chuyờn khảo về bỏnh răng.
5.1.3. Thụng sốhỡnh học của bộtruyền bỏnh răng trụ răng thẳng
Hỡnh dạng và kớch thước của bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng được xỏc định
qua cỏc thụng số hỡnh học chủ yếu sau đõy (Hỡnh 5-4, 5-5, 5-7):
- Mụ đun của răng bỏnh răng, ký hiệu là m, đơn vị đo là mm. Cỏc bỏnh răng cú cựng mụ đun sẽ ăn khớp được với nhau. Giỏ trị của mụ đun m được lấy theo dóy số
tiờu chuẩn, để hạn chế số lượng dao gia cụng bỏnh răng sử dụng trong thực tế.
Vớ dụ: 1; 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; 3; (3,5); 4; (4,5); 5; (5,5); 6;
cao của răng thường lấy h = 2,25ha.m. Cỏc bỏnh răng tiờu chuẩn cú ha= 1.
- Hệ số khe hở chõn răng C, hệ số này quyết định khe hở giữa vũng đỉnh răng
và vũng trũn chõn răng của bỏnh răng ăn khớp với nú. Cần cú khe hở này để hai bỏnh răng khụng bị chốn nhau. Thụng thường lấy C = 0,25.
- Hệ số bỏn kớnh cung lượn đỉnh dao gia cụng bỏnh răng , hệ số này liờn quan
đến đọan cong chuyển tiếp giữa chõn răng và biờn dạng răng. Giỏ trị thường dựng
ρ= 0,38B
- Hệ số dịch dao x1 của bỏnh răng dẫn, và x2 của bỏnh răng bị dẫn. Giỏ trị hệ số
dịch dao thường dựng -1≤x≤1.
- Chiều rộng vành răng bỏnh răng dẫn B1 và vành răng bỏnh bị dẫn B2, mm.
Thường dựng B1 > B2.
Hỡnh 5-7 Kết cấu bỏnh răng trụ răng thẳng
Mục đớch: khi cú sai lệch do lắp ghộp, thỡ bộ truyền vẫn tiếp xỳc đủ chiều dài tớnh toỏn B.
- Số răng của bỏnh dẫn z1, của bỏnh bị dẫn z2.
-Gúc prụfil thanh răng sinh α, cũnđược gọi là gúc ỏp lực trờn vũng trũn chia. -Gúc ăn khớp αw,độ. Là gúc làm bởi đường tiếp tuyến chung của hai vũng lăn
với đường ăn khớp. Nếu xt= x1+ x2= 0, thỡαw=α.
-Đường kớnh vũng trũn chia d1và d2, mm. Cú quan hệ d1= m.z1, d2= m.z2.
-Đường kớnh vũng trũn lăn dw1và dw2, mm. Cú quan hệ dw1= d1.cosα/cosαw. - Đường kớnh vũng trũn cơ sở db1 và db2, mm. Là đường kớnh vũng trũn cú đường thõn khai được dựng làm biờn dạng răng. db= d.cosα.
-Đường kớnh vũng trũn chõn răng df1và df2, mm.
-Đường kớnh vũng trũnđỉnh răng da1và da2, mm.
- Chiều caorăng h, mm. Cú quan hệ h = (2ha+ C)m = (da- df)/2.
- Khoảng cỏch trục aw, là khoảng cỏch giữa tõm bỏnh răng dẫn và bỏnh răng bị
dẫn; mm. Cú aw= (dw1+ dw2)/2.
- Chiều dày đỉnh răng Sa1, Sa2mm. Thường dựng Sa≥0,2m.
- Chiều dày chõn răng Sf1, Sf2 mm. Kớch thước Sf liờn quan trực tiếp đến hiện tượng gẫy răng.
của hai biờn dạng răng cựng phớa gần nhau nhất.
Bước răng trờn vũng trũn cơ sở pb, được đo trờn vũng trũn cơ sở.
Bước răng trờn đường ăn khớp pk, được đo trờn đường ăn khớp, pk = pb.
- Hệ số trựng khớp εα. Giỏ trị của εαcho biết khả năng cú nhiều nhất bao nhiờu
đụi răng cựng ăn khớp và ớt nhất cú mấy đụi răng cựng ăn khớp. Hệ số trựng khớp được tớnh: b p AE α
ε , trong đú AE là chiều dài của đoạn ăn khớp thực.
Cỏc cặp bỏnh răng thường dựng cú εα≥1,1.
- Hệ số giảm khoảng cỏch trục y. Trong bộ truyền bỏnh răng dịch chỉnh gúc,
tổng hệ số dịch dao xt≠0, khoảng cỏch trụcaw= (z1+ z2).m.cosα/(2cosαw) - y.m.
5.1.4. Thụng sốhỡnh học của bộtruyền bỏnh răng trụ răng nghiờng
- Bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng cú một bộ thụng số tương tự như bộ
truyền bỏnh răng trụ răng thẳng, được đo trờn mặt đầu của bỏnh răng. Một số kớch thước thuộcbộ thụng số này cú thờm chỉ số t. Vớ dụ, mụ đun mt, khoảng cỏch trục awt,
đường kớnh vũng chia dwt1, dwt2, gúc ăn khớp αwt, gúc profil sinhαtvv.. (Hỡnh 5-8). Bộ
thụng số này dựng để đo, kiểm tra kớch thước của bộ truyền bỏnh răng. mtvà αt trờn mặt phẳng mỳt khụng phải lấy theo dóy số tiờu chuẩn.
- Một số thụng số được xỏc định trờn mặt phẳng phỏp tuyến n-n, vuụng gúc với phương của răng. Cỏc kớch thước trong mặt phẳng này cú thờm chỉ số n. Vớ dụ, mụ đun
mn, gúc profilαn, gúc ăn khớp αwn, vv.. Cỏc thụng số trong mặt phẳng phỏp tuyến được
lấy theo dóy số tiờu chuẩn. Cỏc thụng số này dựng để tớnh toỏn bộ truyền bỏnh răng.
Hỡnh 5-8 Kớch thước bộ truyền bỏnh răng trụ răng nghiờng
- Gúc nghiờng β, gúc làm bởi phương răng và đường sinh của mặt trụ. Phương
răng cú thể nghiờng trỏi hoặc nghiờng phải, giỏ trị của β: 0 <β ≤450.
- Hệ số trựng khớp dọc εβ. Hệ số εβđược xỏc định như sau (Hỡnh 5-9):
+ Giả sử triển khai mặt trụ cơ sở bỏnh răng dẫn và bị dẫn, đặt song song với
đường ra khớp của cỏc cặp bỏnh răng.
+ Cũng như bộ truyền bỏnh răng trụ răng thẳng, hệ số trựng khớp
bt p AE α ε . + Hệ số trựng khớp dọc được tớnh theo cụng thức bt p tg B p AA β ε β β .
Trong bộ truyền bỏnh răng nghiờng, nếu εβ> 1, thỡ ngay cả khi εβ< 1 bộ truyền
vẫn làm việc bỡnh thường, vỡ luụn cú ớt nhất 1 đụi răng tiếp xỳc trong vựng ăn khớp.
Cỏc thụng số xỏc định trờn mặt mỳt và trờn mặt phỏp tuyến cú mối liờn quan
như sau:
mn= mt.cosβ, tgαn = tgαt.cosβ
tgαwn= tgαwt.cosβ
Hỡnh 5-9 Tớnh hệ số trựng khớp εαvàεβ
5.1.5. Thụng sốhỡnh học của bộtruyền bỏnh răng nún răng thẳng
- Bộ truyền bỏnh răng nún răng thẳng cú một bộ thụng số tương tự như của bỏnh răng trụ răng thẳng, xỏc định trờn mặt nún phụ lớn nhất của bỏnh răng, trong đú
khoảng cỏch trục aw được thay bằng chiều dài nún L. Bộ thụng số này dựng để đo
kiểm tra kớch thước của bỏnh răng. Một số kớch thước của bộ thụng số này cú thờm chỉ
số e. Vớ dụ mụ đun me, đường kớnh vũng chia de1, de2, đường kớnh vũngđỉnh răng dae1, dae2, vv.. (Hỡnh 5-10).
Hỡnh 5-10 Kớch thước của bộ truyền bỏnh răng nún
- Một số thụng số được xỏc định trờn mặt nún phụ trung bỡnh. Cỏc thụng số cú
thờm chỉ số tb. Vớ dụ, mụ đun mtb, đường kớnh dtb, vv.. Cỏc thụng số này dựng tớnh toỏn kiểm tra bền và thiết kế bộ truyền bỏnh răng nún.
- Gúc mặt nún chia của bỏnh dẫn δ1, của bỏnh bị dẫn δ2; độ. Thường dựng bộ
truyền bỏnh răng nún cú gúc giữa hai trục θ=δ1+δ2= 900 (Hỡnh 5-11).
Hỡnh 5-11 Kết cấu của bỏnh răng nún
- Gúc mặt nún chõn răng δf1,δf2và gúc mặt nún đỉnh răng δa1,δa2.
Cỏc thụng số xỏc định trờn mặt mỳt lớn và mặt trung bỡnh cú mối liờn hệ như sau:
B L L m mtb e 5 , 0 , B L L d dtb e 5 , 0
5.1.6. Thụng sốlàm việc chủyếu của bộtruyền bỏnh răng
- Số vũng quay trờn trục dẫn, ký hiệu là n1, trờn trục bị dẫn n2; v/ph. - Tỷ số truyền, ký hiệu là u, 1 2 1 2 2 1 z z d d n n u . - Cụng suất trờn trục dẫn, ký hiệu là P1, cụng suất trờn trục bị dẫn P2; kW. - Hiệu suất truyền động η;
1 2 P P η . - Mụ men xoắn trờn trục dẫn T1, trờn trục bị dẫn T2; Nmm. - Vận tốc vũng của bỏnh dẫn v1, bỏnh bị dẫn v2; m/s.
- Chế độ làm việc,
- Cỏc yờu cầu về mụi trường làm việc của bộ truyền.
5.1.7.Độchớnh xỏc của bộtruyền bỏnh răng
Độ chớnh xỏc của bộ truyền bỏnh răng được đỏnh giỏ qua 3 độ chớnh xỏc thành
phần, đú là:
- Độ chớnh xỏc động học, được đỏnh giỏ bởi sai số giữa gúc quay thực và gúc quay danh nghĩa của bỏnh răng bị dẫn. Độ chớnh xỏc này cần cho cỏc cơ cấu phõn độ.
-Độ chớnh xỏc ăn khớp ờm, được đỏnh giỏ qua tiếng ồn và sự va đập. Khi sai số bước răng, sai số prụfil lớn, thỡ độ chớnh xỏc ăn khớpờm thấp. Độ chớnh xỏc nà y quan trọng đối với những bộ truyền làm việc với số vũng quay lớn.
-Độ chớnh xỏc tiếp xỳc, được xỏc định qua diện tớch vết tiếp xỳc trờn mặt răng. Người ta bụi sơn lờn mặt một bỏnh răng, cho bộ truyền làm việc, sau đú đo vết sơn
trờn mặt răng của bỏnh thứ hai. Độ chớnh xỏc này quan trọng đối với cỏc bộ truyền làm việc với chế độ tải trọng nặng.
Tiờu chuẩn quy định 12 cấp chớnh xỏc cho mỗi độ chớnh xỏc núi trờn. Cấp 1 là chớnh xỏc cao nhất, cấp 12 là thấp nhất. Tựy theo đặc tớnh làm việc của mỗi bộ truyền, mà chọn cấp chớnh xỏc thớch hợp cho từng độ chớnh xỏc. Trong một bỏnh răng cấp