Tải trọng và ứng suất trong bộ truyền bánh răng

2. Cho bộ truyền đai kiểu bộ truyền hở với bánh đai dẫn có đường kính

6.1.5. Tải trọng và ứng suất trong bộ truyền bánh răng

6.1.5.1 Tải trọng

Tải trọng danh nghĩa của bộ truyền bánh răng chính là công suất P hoặc mô men xoắn T1, T2ghi trong nhiệm vụ thiết kế. Từ đó ta tính được lực tiếp tuyến Ft trên vòng tròn lăn, và lực pháp tuyến Fn tác dụng trên mặt răng (Hình 12.10). 1 2 1 2 2 2 t w w T T F d d   hoặc 1 2 1 2 2 2 t tb tb T T F d d   Trong đó: dw1,dw2: đường kính vòng tròn lăn

dtb1,dtb2: đường kính trung bình (bánh răng côn) os . os t n wn F F c  c  

Trong đó: : góc nghiêng của phương răng (bánh răng thẳng  0)

wn: Góc ăn khớp đo trên mặt phẳng vuông góc với phương răng Ngoài tải trọng danh nghĩa nêu trên, khi bộ truyền làm việc, do va đập, có thêm tải trọng động tác dụng lên răng. Tải trọng này tỷ lệ với vận tốc làm việc, được ký hiệu là Fv. Tính chính xác Fvtương đối khó khăn, nên người ta kể đến nó bằng hệ số tải trọng động Kv.

Khi có nhiều đôi răng cùng ăn khớp, tải trọng phân bố không đều trên các đôi răng, sẽ có một đôi răng chịu tải lớn hơn các đôi khác. Để đôi răng này đủ bền, khi tính toán ta phải tăng tải trọng danh nghĩa lên Klần, K ≥ 1. Kgọi là hệ số kể đến sự phân bố tải không đều trên các đôi răng.

Trên từng đôi răng, do độ cứng khác nhau của các điểm tiếp xúc, tải trọng phân bố không đều dọc theo chiều dài răng (Hình 12.11). Như vậy để cho điểm chịu tải lớn nhất của răng đủ bền, khi tính toán phải tăng tải danh nghĩa lên K

lần, K≥ 1. Kgọi là hệ số kể đến sự phân bố tải không đều trên chiều dài răng.

Hình 12.10. Lực pháp tuyến Fn

6.1.5.2 Ứng suất

Tải trọng tác dụng lên răng sẽ gây nên ứng suất tiếp xúc H và ứng suất uốn Ftrên răng. Khi ứng suất vượt quá giá trị cho phép thí bánh răng bị hỏng. Sự hỏng hóc sẽ bắt đầu từ những điểm nguy hiểm của răng. Qua thực tế sử dụng vă phân tích biến dạng của răng, người ta nhận thấy ứng suất tiếp xúc H tại điểm C có giá trị lớn nhất; tại điểm F có tập trung ứng suất, vết nứt thường bắt đầu ở đấy, phát triển dần lên và làm gẫy răng. Khi răng vào ăn khớp, ứng suất

H

 và F có giá trị khác không, khi ra khỏi vùng ăn khớp giá trị của nó bằng không. Như vậy ứng suất trên răng lá ứng suất thay đổi, răng bị hỏng do mỏi.

Ứng suất H là ứng suất thay đổi theo chu trình mạch động (Hình 12.12).

Hình 12.11. tải trọng phân bố

Hình 12.12. Ứng suất H Hình 12.13. Ứng suất F

Ứng suất F thay đổi theo chu trình mạch động, khi bộ truyền làm việc một chiều. Và Fđược coi là thay đổi theo chu trình đối xứng, khi bộ truyền làm việc hai chiều, bộ truyền đảo chiều quay nhiều lần trong quá trình làm việc (Hình 12.13).