Ch−ơng 3 : Cơ sở tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng con lăn
3.3 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính tốn
3.3.1 Đối với đĩa Cycloid
a. Tróc rỗ mặt răng
làm xuất hiện các vết nứt vì Đây là dạng hỏng bề mặt chủ yếu trong các bộ truyền đ−ợc bôi trơn tốt. T−ơng tự nh− ở truyền động bánh răng và bánh ma sát, ứng suất tiếp xúc thay đổi có chu kỳ mỏi [1]. Sau một thời gian làm việc những vết nứt do mỏi trên
bề mặt răng xuất hiện và phát Hình 3.10
-49-
triển theo h−ớng của vận tốc tr−ợt. Trên hình 3.10, chiều mũi tên chỉ ph−ơng
của vận tốc tr−ợt (cũng là ph−ơng của lực ma sát), các nét gạch chỉ h−ớng của ó phần chân răng các vết nứt bị bịt miệng tr−ớc và tác tiếp xúc tr−ớc, dầu đ−ợc vuốt ra do đó khơng gây óc rỗ.
Tróc rỗ th−ờng bắt đầu ở vùng đ−ờng chia của răng, do ở đây răng chịu lực pháp tuyến lớn nhất do đó có ứng suất tiếp xúc lớn nhất. Trong quá trình làm việc, các vết tróc phát triển về kích th−ớc và số l−ợng, làm bề mặt răng mất nhẵn, dạng răng mấp mô, tải trọng động tăng, màng dầu tại chỗ ăn khớp khó hình thành, khiến cho răng bị mòn và x−ớc nhanh, cuối cùng phá hỏng mặt răng. Để tránh tróc rỗ mặt răng cần tính tốn răng theo độ bền mỏi tiếp xúc.
b. Mòn răng
Mòn là dạng hỏng th−ờng gặp trong các bộ truyền bơi trơn khơng tốt. Hiện nay ch−a có ph−ơng pháp tính răng về độ bền mịn vì c−ờng độ mòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngẫu nhiên rất khó xác định. Tuy nhiên khi tính răng về độ bền tiếp xúc cũng đồng thời hạn chế đ−ợc dạng hỏng về mịn. Để giảm mịn có thể tăng độ rắn và độ nhẵn bề mặt răng, giữ không cho các hạt mài mòn rơi vào bộ truyền, dùng dầu bơi trơn thích hợp.
c. Dính r
Dính răng th−ờng quan sát thấy ở các bộ truyền tải nặng, vận tốc cao.
a ở các cặp bánh răng và con lăn làm cùng loại vật liệu và không vết nứt. Tại vùng các răng chịu lực, khi ăn khớp, điểm tiếp xúc di chuyển từ đỉnh tới chân răng, do đ
dụng của dầu làm các vết nứt phát triển thêm, làm mảnh kim loại tróc ra. Cịn ở đỉnh răng, đáy vết nứt vào
tr
ăng
Tại chỗ tiếp xúc chịu lực của răng, nhiệt độ sinh ra khá cao, phá vỡ màng dầu bôi trơn làm cho các răng và con lăn tiếp xúc trực tiếp với nhau. Khi chuyển động t−ơng đối trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao, các mảnh kim loại có thể bị bứt ra khỏi bề mặt này và bám lên mặt răng kia gây lên hiện t−ợng dính. Th−ờng xẩy r
-50-
tơi bề mặt. Để tránh dính răng, có thể dùng các biện pháp nh− đối với mịn,
ngồi ra cịn có thể dùng dầu cản dính với độ nhớt cao.
Ngồi các dạng hỏng trên, cịn có thể xuất hiện biến dạng dẻo mặt răng đối với bánh răng bằng thép với độ rắn thấp, tải nặng và vận tốc thấp, bong bề mặt răng ở các răng thấm cacbon, nitơ hoặc tôi bề mặt do chất l−ợng nhiệt luyện thấp.
Nh− vậy để bộ truyền làm việc lâu dài cần tính tốn theo các chỉ tiêu sau :
- Tính răng về độ bền tiếp xúc xuất phát từ điều kiện σH ≤ [σH], với σH -
ứng xuất tiếp xúc xuất hiện trên bề mặt, [σH] - ứng xuất tiếp xúc cho phép,
nhằm tránh tróc rỗ là chủ yếu, đồng thời cũng hạn chế mịn và dính răng. - Kiểm nghiệm răng về quá tải đề phòng biến dạng dẻo lớp bề mặt.
3.3.2 Đối với
Do yêu cầu về kết cấu nên các chốt
−ợc đặt ở
n làm việc của
hốt c m tra điều kiện
n cắ i với con
ạng hỏng ính kiểm lăn chốt
p xúc răng đĩa Cycloid
ong điều kiện đ−ợc che kín, bơi trơn đầy đủ là nguy hiểm hơn
Hình 3.11 : Trạng thái
chịu tải của chốt đầu ra
chốt đầu ra
q
dch
đầu ra (chốt nối với trục ra) đ
trạng thái của ngàm cơng xơn (hình 3.11) nên để đảm bảo điều kiệ
c ần phải tiến hành kiể
bề t và điều kiện bền uốn. Đố
lăn trên chốt đầu ra chỉ tồn tại d về tiếp xúc, nên cần thực hiện t nghiệm độ bền tiếp xúc của con đầu ra.