Chương II. Cơ sở lý thuyết
2.1 Lý thuyết về cấu tạo, hoạt động của bộ truyền bánh răng
2.1.1 Cấu tạo, thông số hình học:
_Vòng tròn, trên đó bước răng P và góc ăn khớp aw bằng bước răng và góc biên dạng thanh răng sinh, gọi là vòng chia. Hình trụ d trong chuyển động tương đối của thanh răng với bánh răng gọi là hình trụ chia. Giá trị d gọi là đường kính vòng chia.
_Để các bánh răng ăn khớp với nhau thì hai bánh răng phải có cùng modun m, trong đó p là bước răng trên mặt trụ chia.
Hình 21: tính toán 2 bánh răng ăn khớp với nhau
Trong hình, giả sử góc trục là Σ , các con số tương ứng của răng z i ( i = 1, 2), tốc độ góc
ω i , và góc sân nón (hoặc góc đơn giản pitch) ɣ 0i , sau đó xem xét tốc độ quay của một điểm trên đường tiếp xúc chung của các hình nón ở khoảng cách K từ đỉnh:
ω 1 K tội ɣ 01 = ω 2 sin K ɣ 02
ɣ 01 + ɣ 02 = Σ, tỷ lệ tốc độ góc ω 1 / ω 2 = z 2 / z 1
Do đó,
tan ɣ 01 = sin Σ / [( z 2 / z 1 ) + cos Σ ], tan ɣ 02 = sin Σ / [( z 1 / z 2 ) + cos Σ ]
18
Thông thường, Σ = 90 ° để:
tan ɣ 01 = z 1 / z 2 , tan ɣ 02 = z 2 / z 1 và ɣ 01 + ɣ 02 = 90 °
Đặc biệt, khi ɣ 01 + ɣ 02 = 45 °, bánh răng côn được gọi là bánh răng tiêu chuẩn. Hơn nữa, khi Σ ≠ 90 °, như trong Hình 8.2, nó được gọi là bánh răng góc.
Khi bánh răng lớn có góc nghiêng 90 °, nó được gọi là bánh răng vương miện. Nó tương đương với một giá đỡ trong thiết bị kích thích và trở thành cơ sở cho hình dạng răng và cắt răng.
Bánh răng côn được chia thành bánh răng côn thẳng và bánh răng côn xoắn ốc dựa trên các đường răng của chúng tại hình nón. Bánh răng hình nón và bánh răng mặt cũng có thể được coi là thuộc nhóm bánh răng côn xoắn ốc. Tuy nhiên, vì chúng không dựa trên hình nón và dựa vào phương pháp cắt răng chuyên dụng, nên chúng được thảo luận tách biệt với bánh răng côn xoắn ốc.
Hiệu quả của bánh răng côn
Bởi vì hầu hết các bánh răng côn đều giao nhau với bánh răng trục, lưới của chúng hầu như luôn luôn tiếp xúc với nhau, do đó hiệu suất chung của chúng cao, thường là 98-99%. Bánh răng côn thẳng
Hình 22: Bánh răng côn răng thẳng Bánh răng côn là bánh răng hình nón truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau. Bánh răng vát thẳng là đơn giản nhất trong số các bánh răng côn này với răng thẳng và hướng về
19
đỉnh của hình nón. Chúng dễ dàng hơn các bánh răng côn xoắn ốc để chế tạo và không tạo
ra lực đẩy vào trong (theo hướng trừ), đơn giản hóa việc xây dựng ổ trục. Mặt khác, chúng
có nhược điểm là không thể nghiến răng sau khi xử lý nhiệt.
Hình 23: Bánh răng côn răng thẳng
Bánh răng côn thẳng được chia thành hai nhóm: loại thay đổi cấu hình và loại không thay đổi cấu hình được gọi là loại tiêu chuẩn hoặc loại Klingelnberg. Trên tất cả, hệ thống Glory hiện được sử dụng rộng rãi nhất. Ngoài ra, việc áp dụng phương pháp bọc răng của Công
ty Glory gọi là bánh răng Coniflex tạo ra các bánh răng chịu được các lỗi lắp ráp nhẹ hoặc dịch chuyển do tải trọng và tăng độ an toàn bằng cách loại bỏ sự tập trung căng thẳng trên các cạnh của răng.
Bánh răng côn thẳng thường được sử dụng trong các ứng dụng tốc độ tương đối chậm (tốc
độ chu vi dưới 2m / s). Chúng thường không được sử dụng khi cần thiết để truyền lực lớn. Nói chung, chúng được sử dụng trong các thiết bị máy công cụ, máy in và vi sai.
2.1.2 Nguyên lý hoạt động:
Bộ truyền bánh răng làm việc theo nguyên lý ăn khớp,thực hiện truyền chuyển động và công suất nhờ vào sợ ăn khớp của các răng trên bánh răng. Bộ truyền bánh răng có thể truyền chuyển động quay giữa hai trục song song, giao nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.
20
2.1.3 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:
_Ưu điểm:
+ Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn
+ Tỷ số truyền không thay đổi do không có hiện tượng trơn trượt
+ Hiệu suất cao có thể đạt 0,97:0,99
+ Làm việc với vận tốc lớn (đến 150m/s), công suất đến hàng chục ngàn kW, tỷ số
truyền một cấp 2-7, bô truyền nhiều cấp đến vài trăm hoặc vài ngàn
+ Tuổi thọ cao, làm việc với độ tin cậy cao (Lh=30000 giờ)
_Nhược điểm:
+ Chế tạo tương đối phức tạp
+ Đòi hỏi độ chính xác cao
+ Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn
_Phạm vi sử dụng: Do có các ưu điểm liệt kê ở trên cho nên bộ truyền bánh răng được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Trong đó bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được
sử dụng rộng rãi nhất, các bộ truyền còn lại sử dụng tùy theo kết cấu máy.