4.5.1. Câc yíu cầu của bộ truyền bânh răng
Truyền động bânh răng được sử dụng rất phổ biến trong câc mây vă thiết bị cơ khí. Nó thường được dùng để truyền chuyển động quay giữa câc trục với nhau với mômen xoắn lớn.
Trong truyền động bânh răng, khi có sai số chế tạo, lắp râp truyền động bânh răng sẽ phât sinh tải trọng động lực học, gđy ra tiếng ồn, rung động đồng thời phât sinh nhiệt, gđy ứng suất tập trung trín phần lăm việc của răng. Đồng thời sai số cũng gđy ra sự không phù hợp giữa góc quay của bânh dẫn vă bị dẫn, dẫn tới sai số
Trang 65
vị trí tương đối của câc khđụ Tùy theo chức năng sử dụng của truyền động mă truyền động bânh răng có câc yíu cầu khâc nhaụ Cụ thể:
* Yíu cầu về "độ chính xâc động học"
Đđy lă yíu cầu sự phối hợp chính xâc về góc quay của bânh dẫn vă bânh bị dẫn của truyền động. Yíu cầu năy đề ra đối với truyền động bânh răng của xích động học chính xâc của dụng cụ đo, xích phđn độ của mây gia công răng, Bânh răng trong truyền động năy thường có modul nhỏ, chiều dăy răng không lớn, lăm việc với tải trọng vă vận tốc nhỏ.
* Yíu cầu về "độ chính xâc ổn định" (mức lăm việc ím)
Yíu cầu năy đòi hỏi bânh răng cần phải có tốc độ quay ổn định, không có sự thay đổi tức thời về tốc độ gđy ra va đập vă ồn. Ngoăi ra cũng cần hạn chế câc sai số có chu kỳ lặp lại nhiều lần trong một vòng quay của bânh răng. Yíu cầu năy âp dụng đối với những truyền động trong hộp tốc độ của động cơ mây bay, ôtô, tuabin ... Bânh răng trong truyền động năy thường có modul trung bình, chiều dăy răng lớn, tốc độ vòng quay của bânh răng có thể đạt được tới 120 150 m/s, công suất truyền động tới 40.000 kW
* Yíu cầu về "độ chính xâc tiếp xúc "
Trong quâ trình lăm việc, yíu cầu về độ chính xâc tiếp xúc mặt răng lớn theo chiều dăi vă chiều cao răng, đặc biệt lă tiếp xúc theo chiều dăị Độ chính xâc tiếp xúc mặt răng đảm bảo độ bền của răng khi truyền động với tốc độ nhỏ nhưng momen xoắn cần truyền lớn. Ví dụ: truyền động trong mây cân thĩp, trong cần trục, cầu trục, palăng ... Bânh răng trong truyền động năy thường có modul vă chiều dăi răng lớn.
* Yíu cầu về "độ chính xâc khe hở mặt bín"
Yíu cầu năy cần được đảm bảo giữa câc mặt răng phía không lăm việc của cặp răng ăn khớp. Bất kỳ bộ truyền bânh răng năo cũng cần quy định về khe hở mặt bín để tạo mang dầu bôi trơn mặt răng, bồi thường cho sai số giên nở vì nhiệt, sai số do gia công vă lắp râp, trânh hiện tượng kẹt răng. (fn > fmin)
Như vậy, đối với bất kỳ bộ truyền bânh răng năo cũng đòi hỏi cả 4 yíu cầu trín, nhưng tùy theo chức năng sử dụng mă yíu cầu năo chủ yếụ Khi đó yíu cầu chủ yếu đó được quy định cao hơn câc yíu cầu khâc. Ví dụ: truyền động bânh răng
F'ir
1 vòng của bânh răng
SS gó c qu ay c ủa b ânh ră ng
trong hộp tốc độ thì yíu cầu chủ yếu lă "độ chính xâc ổn định" vă nó phải được quy định cao hơn "độ chính xâc động học" vă " độ chính xâc tiếp xúc "
4.5.2. Câc chỉ tiíu đânh giâ độ chính xâc của bânh răng vă bộ truyền
4.5.2.1. Chỉ tiíu về độ chính xâc động học
Độ chính xâc động học của bânh răng: lă sự khâc nhau giữa góc quay thực tế vă danh nghĩa của bânh răng trín trục lăm việc khi nó được dẫn động bởi một bânh răng mẫu chính xâc khi
không tồn tại độ không song song vă lệch trục quay của câc bânh răng năỵ Nó được xâc định bằng độ dăi cung tròn vòng chiạ
Hình 4.10. Biểu diễn đại lượng sai số động học của bânh răng
- Mức chính xâc động học được đânh giâ bằng chính sai số động học của bânh răng kí hiệu lă F'ir. Đó lă sai số lớn nhất về góc quay của bânh răng trong phạm vi một vòng quay khi nó ăn khớp với bânh răng mẫu chính xâc. Sai số động học lă tổng hợp tất cả câc loại sai số gia công đến độ chính xâc động học.
Sai số động học của câc bânh răng được gia công trín những mây cắt răng bằng phương phâp bao hình gđy ra bởi sai số của xích bao hình bởi sự không đồng tđm của vòng cơ sở với trục lăm việc của nó khi quay, bởi độ không chính xâc của dụng cụ cắt răng bởi sai số, gâ đặt của nó...
Những sai số đó ảnh hưởng tới độ chính xâc động học của bânh răng. Chúng xuất hiện một lần sau một vòng quay của bânh răng bao gồm: sai số bao hình, sai số tích luỹ bước vòng, độ đảo hướng kính của vănh răng, độ dao động chiều dăi phâp tuyến chung vă khoảng câch trục đo sau một vòng quaỵ
+ Độ đảo hướng kính vănh răng (Frr): lă hiệu khoảng câch lớn nhất từ tđm quay bânh răng đến đến đoạn thẳng chia (s) của profil gốc danh nghĩa, đặt trín răng hay trín rênh răng, trong giới hạn vănh răng của bânh răng.
Trang 67 W R e Frr S r
Hình 4.11. Biểu diễn đại lượng độ đảo hướng kính của vănh răng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Độ dao động khoảng câch tđm đo sau 1 vòng quay (F''ir): lă sự thay đổi lớn nhất về khoảng câch tđm (a) giữa bânh răng có sai số (bânh răng đo) vă bânh răng mẫu chính xâc ăn khớp khít với nhau khi quay bânh răng đo đi 1 vòng.
Hình 4.12. Biểu diễn độ dao động khoảng câch tđm đo
+ Sai số tích lũy bước răng (Fpr): lă hiệu đại số lớn nhất của câc giâ trị sai số tích lũy k bước răng với tất cả câc giâ trị k từ 2 đến z/2.
Fpr = Fpkr max - Fpkr min
Hình 4.13. Biểu diễn đại lượng đo độ dao động khoảng phâp tuyến chung
1 vßng quay cña b¸nh r¨ng
f 'ir
+ Độ dao động khoảng phâp tuyến chung (Fvwr):sự dịch chuyển profin răng theo hướng tiếp tuyến trực tiếp gđy ra độ dao động khoảng phâp tuyến chung trong phạm vi một vòng quay của bânh răng. Fvwr = Wmax - Wmin
Phâp tuyến chung (W) - lă khoảng câch giữa 2 mặt phẳng song song tiếp xúc với 2 profin khâc nhaụ
+ Sai số lăn răng (Fcr ): lă sai số động học của xích bao hình cắt răng. Đó lă sai số lớn nhất về góc quay, giữa bânh răng gia công vă dụng cụ cắt răng. Ta có thể đo trực tiếp giâ trị sai số lăn (Fcr ) trín mây cắt răng.
4.5.2.2. Chỉ tiíu về độ chính xâc ổn định (mức lăm việc ím)
Mức lăm việc ím được đânh giâ bằng "sai số động học cục bộ" của bânh răng ( f'ir) vă sai số chu kỳ truyền động.
+ Sai số động học cục bộ lă hiệu số lớn nhất vă nhỏ nhất kế tiếp nhau của
sai số động học cục bộ bânh răng. Nó lă thănh phần tần số cao của sai số động học. Nó chính lă sự thay đổi tốc độ góc tức thời, sinh ra gia tốc, gđy va đập vă ồn. Sai số động học cục bộ thể hiện tổng hợp ảnh hưởng của câc sai số gia công đến mức lăm việc ím.
Hình 4.14. Biểu diễn đại lượng sai số động học cục bộ
+ Sai số ổn định (chu kỳ) của bộ truyền fzkor vă của bânh răng fzkr lă hai lần biín độ thănh phần điều hoă của sai số động học tương ứng với bộ truyền vă bânh răng.
- Ta cũng có thể đânh giâ mức lăm việc ím thông qua một cặp thông số trong câc loại sau:
+ Sai số profil răng (ffr): lă khoảng câch phâp tuyến giữa 2 profil mặt đầu danh nghĩa bao lấy profil mặt đầu thực.
Trang 69
+ Độ dao động khoảng câch tđm đo sau 1 răng (fir"): lă thănh phần tần số cao của độ dao động khoảng câch tđm đo
+ Sai lệch bước răng (fptr): lă hiệu giữa 2 bước vòng bất kỳ trín một vòng tròn của bânh răng.
+ Sai lệch bước cơ sở (fpbr): lă hiệu giữa bước cơ sở thực vă danh nghĩa, đo trong mặt phẳng vuông góc với hướng răng.
4.5.2.3. Chỉ tiíu về độ chính xâc tiếp xúc
- Để nđng cao độ bền của bộ truyền bânh răng thì sự tiếp xúc của câc cạnh răng đối tiếp phải lớn nhất. Khi sự tiếp xúc không hoăn toăn vă không đều thì diện tích chịu lực giảm xuống, sự phđn bố ứng suất tiếp xúc vă bôi trơn không đều lăm cho câc răng bị măi mịn mạnh. Để đảm bảo yíu cầu về sự tiếp xúc đầy đủ của câc răng người ta đưa ra qui định về “Vết tiếp xúc tổng hợp”.
- Vết tiếp xúc tổng hợp lă phần bề mặt lăm việc của răng tiếp xúc với mặt bín của răng ăn khớp với nó khi quay đi rồi hêm nhẹ lạị Để thấy rỏ vết tiếp xúc ta bơi một lớp mỏng thuốc mầu lín bề mặt răng của một bânh răng. Sau khi quay rồi hêm nhẹ lại sẽ có vết thuốc mău ở mặt răng
còn lại, đó chính lă vết tiếp xúc tổng hợp. - Vết tiếp xúc tổng hợp được tính theo (%) vă được đânh giâ theo 2 phương:
Theo chiều cao: .100%
P m
h h
Theo chiều di: ( )cos .100% (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B c
a
Với hm - chiều cao trung bình vết tiếp xúc hP - chiều cao lăm việc của răng b - chiều rộng bânh răng
- góc nghiíng răng. Với bânh răng thẳng thì cos = 1
- Độ chính xâc tiếp xúc còn có thể được đânh giâ qua câc thông số khâc như: + Sai số hướng răng (Fr) - lă khỏang câch giữa 2 đường thẳng hoặc đường xoắn (với răng nghiíng) lý thuyết nằm trín hình trụ đi qua giữa chiều cao răng vă kẹp lấy hướng răng thực.
Hình 4.16. Sai số bước răng
+ Sai số hình dạng vă vị trí của đường tiếp xúc (Fkr) - lă khoảng câch phâp tuyến giữa 2 đường thẳng (1) nằm trong mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ cơ sở, song song với đường tiếp xúc danh nghĩa vă kẹp lấy đường tiếp xúc thực (2) 4.5.2.4. Chỉ tiíu về độ chính xâc khe hở mặt bín
- Khe hở mặt bín (fn) lă phần khe hở giữa prôfin không lăm việc của câc răng đối tiếp. Nó đảm bảo sự quay tự do của một bânh răng khi bânh thứ 2 đứng yín.
- Khe hở mặt bín được xâc định trong mặt cắt vuông góc với phương răng vă trong mặt phẳng tiếp tuyến với hình trụ cơ sở.
- Để thoả mên câc yíu cầu của câc lĩnh vực công nghiệp khâc nhau người ta qui định dạng răng đối tiếp, xâc định bởi sự khâc nhau của trị số fnmin.
* Dạng đối tiếp:
A đảm bảo khe hở lớn cho câc cấp chính xâc 3 12.
B đảm bảo khe hở bình thường cho câc cấp chính xâc 3 10.
C, D đảm bảo khe hở giảm xuống cho câc cấp chính xâc 3 9 v 3 8. E đảm bảo khe hở nhỏ cho câc cấp chính xâc 3 7.
H đảm bảo khe hở bằng không cho câc cấp chính xâc 3 7.
- Trong điều kiện lăm việc bình thường thường sử dụng dạng đối tiếp B (dạng dùng phổ biến trong chế tạo cơ khí.) Tiíu chuẩn cũng quy định 8 miền dung sai của độ hở mặt bín răng Tfn ký hiệu lă: h, d, c, b, a, z, y, x. Ty theo kích thước kết cấu vă điều kiện lăm việc của truyền động bânh răng mă người thiết kế
fn
Trang 71
chọn dạng đối tiếp vă miền dung sai của khe hở mặt bín. Dung sai khe hở cạnh bín Tfn lă sự khâc nhau giữa khe hở lớn nhất vă nhỏ nhất.
4.5.3. Tiíu chuẩn dung sai vă cấp chính xâc của truyền động bânh răng
4.5.3.1.Cấp chính xâc
- Theo TCVN 1067 – 84, tùy theo độ chính xâc chế tạo, tiíu chuẩn phđn ra 12 cấp chính xâc ký hiệu từ 1 đến 12 theo thứ tự độ chính xâc giảm dần. Đối với cấp 1 vă 2 tiíu chuẩn chưa quy định trị số dung sai vă sai lệch giới hạn cho phĩp của câc thông số.
- Ở mỗi cấp chính xâc tiíu chuẩn quy định giâ trị dung sai vă sai lệch giới hạn cho phĩp của câc thông số đânh giâ mức chính xâc.
4.5.3.2. Chọn cấp chính xâc cho truyền động bânh răng
- Lựa chọn cấp chính xâc của truyền động bânh răng phải dựa văo điều kiện lăm việc cụ thể của truyền động, căn cứ văo vận tốc vòng vă công suất truyền động. Việc lựa chọn cấp chính xâc có thể bằng tính toân hoặc dựa theo kinh nghiệm
- Phương phâp lựa chọn cấp chính xâc bằng tính toân cho độ chính xâc cao nhất, tuy nhiín việc xâc định như vậy thường rất khó vă phức tạp, thông thường chỉ gặp trong câc tăi liệu tính toân độ bền vă độ chính xâc của câc truyền động vă cơ cấụ Trong tiết kế mây, thường chọn theo kinh nghiệm, nghĩa lă cấp chính xâc của truyền động thiết kế được chọn như cấp chính xâc của truyền động được sử dụng trong những điều kiện lăm việc tương tự vă được lựa chọn trong câc bảng tiíu chuẩn
- Chú ý rằng, khi lựa chọn cấp chính xâc nhất thiết phải sử dụng nguyín tắc tiíu chuẩn tổ hợp, tức lă với một bộ truyền cụ thể, phụ thuộc văo chức năng của nó người ta xâc định câc cấp chính xâc khâc nhau: theo tiíu chí độ chính xâc động học, độ chính xâc ổn định vă độ chính xâc tiếp xúc.
Ví dụ:
- Trong ngănh luyện kim, mây khai thâc vă đóng tău, độ chính xâc tiếp xúc được chọn cao hơn 1 – 2 cấp so với độ ổn định vă độ chính xâc động học khi đó lựa chọn tiíu chuẩn tổ hợp 7 – 6 – 6 hay 8 – 7 – 7
- Câc bânh răng trong câc dụng cụ đo, câc dụng cụ gia công răng (xọc, că răng), câc bộ truyền cơ khí chính xâc … đòi hỏi cần phải chế tạo cấp chính xâc 3,4,5 . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4.5.3.3. Ghi kí hiệu trín bản vẽ
- Trín bản vẽ thiết kế, chế tạo bânh răng thì cấp chính xâc vă dạng đối tiếp được ký hiệunhư sau:
Ví dụ: 7 – 8 – 8 B TCVN 1067 – 84 7 – cấp chính xâc động học 8 – cấp chính xâc ổn định 8 - cấp chính xâc tiếp xúc B – dạng đối tiếp mặt răng.
---o0o---
CĐU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4
1. Trình băy công dụng, cấu tạo của ren hệ mĩt, vẽ sơ đồ phđn bố dung sai của câc loại ren đó ?
2. Tiíu chuẩn đê quy định dung sai cho câc yếu tố kích thước năo của ren vít vă đai ốc trong mối lắp ghĩp ren.
3. Tiíu chuẩn quy định mấy cấp chính xâc chế tạo ổ lăn vă ký hiệu chúng như thế năỏ
4. Có mấy dạng tải trọng tâc dụng lín câc vòng ổ lăn vă đặc tính của tứng dạng. 5. Níu phương phâp chọn kiểu lắp tiíu chuẩn cho lắp ghĩp ổ lăn với trục vă lỗ thđn hộp.
6. Trình băy công dụng, cấu tạo, câc qui định về dung sai của câc loại then? 7. Níu câc miền dung sai tiíu chuẩn được quy định đối với kích thước chiều rộng b của then, rênh trục vă rênh bạc.
8. Từ câc miền dung sai tiíu chuẩn hêy chọn một kiểu lắp cho mối ghĩp then khi bạc cố định trín trục.
9. Trình băy công dụng, cấu tạo của then hoa, câc phương phâp định tđm then hoa ?
10. Lắp ghĩp then hoa được thực hiện theo mấy yếu tố kích thước, tại saỏ
11. Níu câc yíu cầu kỹ thuật đề ra đối với truyền động bânh răng? Một truyền động bânh răng bất kỳ thì có những yíu cầu truyền động năỏ
12. Níu câc thông số để đânh giâ mức chính xâc động học, mức lăm việc ím, mức tiếp xúc mặt răng vă khe hở cạnh răng.
Trang 73
a) A1
A4 A3 A2
Chương 5. CHUỖI KÍCH THƯỚC
Mục đích: Nhằm cung cấp cho sinh viín câc kiến thức cơ bản về:
- Chuỗi kích thước
- Phđn loại chuỗi kích thước