Những vấn đề chung 1. Giới thiệu bộ truyền bánh r- 123docz.net

BỘ TRUYỀN BẠNH RÀNG

13.1. Những vấn đề chung 1. Giới thiệu bộ truyền bánh răng

Bộ truyền bánh răng thường dùng truyền chuyển động giữa hai trục song song nhau hoặc chéo nhau - bộ truyền bánh răng trụ (Hình 13-1, 13-2). Cũng dó thể truyền chuyển động giữa hai trục cắt nhau - bộ truyền bánh răng nón (Hình 13-3).

Bộ truyền bánh răng thường có 2 bộ phận chính:

+ Bánh răng dẫn 1, có đường kính d1, được lắp trên trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn trên trục T1

+ Bánh răng bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men xoắn trên trục T2.

148

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng + Trên bánh răng có các răng, khi truyền động các răng ăn khớp với nhau, tiếp xúc và đẩy nhau trên đường ăn khớp (Hình 13-4).

1 2

n2 II n1

Hình 13-2: Bộ truyền bánh ràng truû ràng nghiãng 1

2 n2

n1 I

Hình 13-1: Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng có thể tóm tắt như sau: trục I quay với số vòng quay n1, thông qua mối ghép then làm cho bánh răng 1 quay. Răng của bánh 1 ăn khớp với răng của bánh 2, đẩy răng bánh 2 chuyển động, làm bánh 2 quay, nhờ mối ghép then trục II quay với số vòng quay n2.

Truyền chuyển động bằng ăn khớp, nên trong bộ truyền bánh răng hầu như không có trượt (chỉ có hiện tượng trượt biên dạng ở phần

đỉnh và chân răng), hiệu suất truyền động của bộ truyền rất cao.

Hình 13-3: Bộ truyền bánh ràng nọn (cọn)

Răng của bánh răng có phần đỉnh răng, phần chân răng, phần biên dạng răng và đoạn cong chuyển tiếp giữa biên dạng răng và chân răng (Hình 13-5). Trong quá trình truyền động, các cặp biên dạng đối tiếp tiếp xúc với nhau trên đường ăn khớp.

13.1.2. Phân loại bộ truyền bánh răng

Tùy theo hình dạng bánh răng, phương răng và đoạn biên dạng răng, người ta chia bộ truyền bánh răng thành các loại sau:

149

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng - Bộ truyền bánh răng trụ: bánh răng là hình trụ tròn xoay, đường sinh thẳng, thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau, quay ngược chiều nhau. Bộ truyền bánh răng trụ có các loại:

+ Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, phương của răng trùng với đường sinh của mặt trụ, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trên Hình 13-1.

+ Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, phương của răng nghiêng so với đường sinh của mặt trụ một góc β, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bánh răng trụ răng nghióng trón Hỗnh 13-2.

+ Bộ truyền bánh răng răng chữ V, bánh răng được tạo thành từ hai bánh răng nghiêng có góc nghiêng như nhau, chiều nghiêng ngược nhau, sơ đồ biểu diễn bộ truyền bánh răng trụ răng chữ V trên Hình 13-6.

- Bộ truyền bánh răng nón, còn được gọi là bộ truyền bạnh ràng cọn: bạnh ràng cọ dảng hỗnh nọn củt, thường dùng truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc với nhau. Bộ truyền bánh răng nón có các loại:

+ Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng: đường răng thẳng, trùng với đường sinh của mặt nón chia.

Hỗnh 13-5: Ràng bạnh ràng db2

h ha Sa

Sf biãn dảng ràng

Hình 13-4: Bộ truyền bánh răng ăn khớp ngoài aw

dw1

db1 da1 df1

dw2

da2

df2

đường ăn khớp

E C biA

Hình 13-6: Bộ truyền bánh răng chữ V

150

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng + Bộ truyền bánh răng nón răng nghiêng: đường răng thẳng, nằm nghiêng so với đường sinh của mặt nón.

+ Bộ truyền bánh răng nón răng cung tròn: đường răng là một cung tròn.

- Bộ truyền bánh răng thân khai: biên dạng răng là một đoạn của đường thân khai của vòng tròn. Đây là bộ truyền được dùng phổ biến, đa số các cặp bánh răng gặp trong thực tế thuộc loại này.

- Bộ truyền bánh răng Novikov: biên dạng răng là một phần của đường tròn.

- Bộ truyền bánh răng xiclôit: biên dạng răng là một đọan của đường xiclôit.

- Bộ truyền bánh răng - thanh răng: thanh răng là bánh răng đặc biệt, có đường kính bằng vô cùng, dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại.

- Bộ truyền bánh răng hành tinh: ít nhất một bánh răng trong bộ truyền có trục quay quanh tám cuía bạnh ràng khạc.

- Bộ truyền bánh răng ăn khớp trong: tâm của hai bánh răng nằm về cùng một phía so với tâm ăn khớp, hai vòng tròn lăn tiếp xúc trong với nhau.

- Bộ truyền bánh răng sóng: răng của bánh răng có dạng sóng liên tục, thường dùng ăn khớp trong để thực hiện một tỷ số truyền rất lớn.

Trong chương này, chủ yếu trình bày bộ truyền bánh răng thân khai, ăn khớp ngoài. Các loại bộ truyền khác sẽ được đề cập đến trong sách chuyên khảo về bánh ràng.

13.1.3. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Hình dạng và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng được xác định qua các thông số hình học chủ yếu sau đây (Hình 13-4, 13-5, 13-7):

- Mô đun của răng bánh răng, ký hiệu là m, đơn vị đo là mm. Các bánh răng có cùng mô đun sẽ ăn khớp được với nhau. Giá trị của mô đun m được lấy theo dãy số tiêu chuẩn, để hạn chế số lượng dao gia công bánh răng sử dụng trong thực tế.

Vê duû: 1; 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; 3; (3,5); 4; (4,5); 5; (5,5); 6;

(7); 8; (9); 10; (11); ..

- Hệ số chiều cao đỉnh răng ha*, hệ số này quyết định răng cao hay thấp. Chiều cao của răng thường lấy h = 2,25.ha*.m. Các bánh răng tiêu chuẩn có ha* = 1.

151

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng - Hệ số khe hở chân răng C*, hệ số này quyết định khe hở giữa vòng đỉnh răng và vòng tròn chân răng của bánh răng ăn khớp với nó. Cần có khe hở này để hai bánh răng không bị chèn nhau. Thông thường lấy C* = 0,25.

- Hệ số bán kính cung lượn đỉnh dao gia công bánh răng ρ*, hệ số này liên quan đến đọan cong chuyển tiếp giữa chân răng và biên dạng răng. Giá trị thường duìng ρ* = 0,38.

B - Hệ số dịch dao x1 của bánh răng dẫn, và x2 của

bánh răng bị dẫn. Giá trị hệ số dịch dao thường duìng -1 ≤ x ≤ 1.

- Chiều rộng vành răng bánh răng dẫn B1 và vành răng bánh bị dẫn B2, mm. Thường dùng B1 > B2. Mục đích: khi có sai lệch do lắp ghép, thì bộ

truyền vẫn tiếp xúc đủ chiều dài tính toán B. Hình 13-7: Kết cấu bánh răng trụ răng thẳng - Số răng của bánh dẫn z1, của bánh bị dẫn z2.

- Góc prôfil thanh răng sinh α, độ, còn được gọi là gọc ạp lỉûc trãn voìng troìn chia.

- Góc ăn khớp αw, độ. Là góc làm bởi đường tiếp tuyến chung của hai vòng lăn với đường ăn khớp. Nếu xt = x1 + x2 = 0, thì αw = α.

- Đường kính vòng tròn chia d1 và d2, mm. Có quan hệ d1 = m.z1, d2 = m.z2. - Đường kính vòng tròn lăn dw1 và dw2, mm. Có quan hệ dw1 = d1.cosα/cosαw. - Đường kính vòng tròn cơ sở db1 và db2, mm. Là đường kính vòng tròn có đường

thân khai được dùng làm biên dạng răng. db = d.cosα.

- Đường kính vòng tròn chân răng df1 và df2, mm.

- Đường kính vòng tròn đỉnh răng da1 và da2, mm.

- Chiều cao răng h, mm. Có quan hệ h = (2.ha* + C*).m = (da - df) / 2.

- Khoảng cách trục aw, là khoảng cách giữa tâm bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn; mm. Có aw = (dw1 + dw2) / 2.

- Chiều dày đỉnh răng Sa1, Sa2, mm. Thường dùng Sa ≥ 0,2.m.

- Chiều dày chân răng Sf1, Sf2 mm. Kích thước Sf liên quan trực tiếp đến hiện tượng gẫy răng.

152

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng - Bước răng trên vòng tròn chia p, mm. Là khoảng cách đo trên vòng tròn chia của

hai biên dạng răng cùng phía gần nhau nhất.

Bước răng trên vòng tròn cơ sở pb, được đo trên vòng tròn cơ sở.

Bước răng trên đường ăn khớp pk, được đo trên đường ăn khớp, pk = pb.

- Hệ số trùng khớp εα. Giá trị của εα cho biết khả năng có nhiều nhất bao nhiêu đôi răng cùng ăn khớp và ít nhất có mấy đôi răng cùng ăn khớp. Hệ số trùng khớp được tính: εα = AE/ pb, trong đó AE là chiều dài của đoạn ăn khớp thực.

Các cặp bánh răng thường dùng có εα ≥ 1,1.

- Hệ số giảm khoảng cách trục y. Trong bộ truyền bánh răng dịch chỉnh góc, tổng hệ số dịch dao xt ≠ 0, khoảng cách trục aw = (z1 + z2).m.cosα/(2.cosαw) - y. m.

13.1.4. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng - Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có

một bộ thông số tương tự như bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, được đo trên mặt đầu của bánh răng. Một số kích thước thuộc bộ thông số này có thêm chỉ số t. Ví dụ, mô đun mt, khoảng cách trục awt, đường kính vòng chia dwt1, dwt2, góc ăn khớp αwt, góc profil sinh αt vv.. (Hình 13-8). Bộ thông số này dùng để đo, kiểm tra kích thước của bộ truyền bánh răng. mt và αt trên mặt phẳng mút không phải lấy theo dãy số tiêu chuẩn.

- Một số thông số được xác định trên mặt phẳng pháp tuyến n-n, vuông góc với phương của răng. Các kích thước trong mặt phẳng này có thêm chỉ số n. Ví dụ, mô đun mn, góc profil αn, góc ăn khớp αwn, vv.. Các

thông số trong mặt phẳng pháp tuyến được lấy theo dãy số tiêu chuẩn. Các thông số này dùng để tính toán bộ truyền bánh răng.

1 2

n dwt1

awt

Hình 13-8: Kích thước bộ truyền bạnh ràng trủ ràng nghiãng

- Góc nghiêng β, góc làm bởi phương răng và đường sinh của mặt trụ. Phương răng có thể nghiêng trái hoặc nghiêng phải, giá trị của β: 0 < β ≤ 450.

- Hệ số trùng khớp dọc εβ. Hệ số εβ được xác định như sau (Hình 13-9):

153

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng + Giả sử triển khai mặt trụ cơ sở bánh răng dẫn và bị dẫn, đặt song song với mặt phẳng ăn khớp AA-EE. Đường thẳng của đoạn AA là đường vào khớp và EE là đường ra khớp của các cặp bánh răng.

+ Cũng như bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, hệ số trùng khớp εα = AE/pbt. + Hệ số trùng khớp dọc được tính theo công thức

pbt

tg B p

AA β

β β

= .

Trong bộ truyền bánh răng nghiêng, nếu εβ > 1, thì ngay cả khi εα < 1 bộ truyền vẫn làm việc bình thường, vì luôn có ít nhất 1 đôi răng tiếp xúc trong vùng ăn khớp.

Các thông số xác định trên mặt mút và trên mặt pháp tuyến có mối liên quan như sau:

B E

β A

pbt

pβ

mn = mt.cosβ, tgαn = tgαt.cosβ E

tgαwn = tgαwt.cosβ

13.1.5. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

- Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng có một bộ thông số tương tự như của bánh răng trụ răng

thẳng, xác định trên mặt nón phụ lớn nhất của bánh răng, trong đó khoảng cách Hình 13-9: Tính hệ số trùng khớp εα và εβ

δ1

θ δ2

dtb2

Hình 13-10: Kích thước của bộ truyền bánh răng nón dtb

154

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Chương 13: Bộ truyền bánh răng trục aw được thay bằng chiều dài nón L. Bộ thông số này dùng để đo kiểm tra kích thước của bánh răng. Một số kích thước của bộ thông số này có thêm chỉ số e. Ví dụ mô đun me, đường kính vòng chia de1, de2, đường kính vòng đỉnh răng dae1, dae2, vv.. (Hỗnh 13-10).

- Một số thông số được xác định trên mặt nón phụ trung bình. Các thông số có thêm chỉ số tb. Ví dụ, mô đun mtb, đường kính dtb, vv.. Các thông số này dùng tính toán kiểm tra bền và thiết kế bộ truyền bánh răng nón.

dtb

δf

δa

B/2

- Góc mặt nón chia của bánh dẫn δ1, của bánh bị dẫn δ2; độ. Thường dùng bộ truyền bánh răng nón có góc giữa hai truỷc θ = δ1 + δ2 = 900 (Hỗnh 13- 11).

Hình 13-11: Kết cấu của bánh răng nón

- Góc mặt nón chân răng δf1, δf2 và góc mặt nón đỉnh răng δa1, δa2.

Các thông số xác định trên mặt mút lớn và mặt trung bình có mối liên hệ như sau:

B L

m L mtb e

. 5 ,

−0

= ,

B L

d L dtb e

. 5 ,

−0

13.1.6. Thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền bánh răng - Số vòng quay trên trục dẫn, ký hiệu là n1, trên trục bị dẫn n2; v/ph.

- Tỷ số truyền, ký hiệu là u, u = n1/n2 = d2/d1 =z2/z1.

- Công suất trên trục dẫn, ký hiệu là P1, công suất trên trục bị dẫn P2; kW.

- Hiệu suất truyền động η; η = P2 / P1.

- Mô men xoắn trên trục dẫn T1, trên trục bị dẫn T2; Nmm.

- Vận tốc vòng của bánh dẫn v1, bánh bị dẫn v2; m/s.

- Thời gian phục vụ của bộ truyền, còn gọi là tuổi bền của bộ truyền tb; h.

- Chế độ làm việc,

- Các yêu cầu về môi trường làm việc của bộ truyền.

13.1.7. Độ chính xác của bộ truyền bánh răng

155

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com sachdethi.com

Những vấn đề chung 1. Giới thiệu bộ truyền bánh răng

Độ bền mỏi của chi tiết máy

Những vấn đề chung 1. Giới thiệu mối ghép ren