Bài giảng chương v truyền động bánh răng

1
Chương V :
Truyền động Bánh răng
Gi¶ng viªn : Ts. Vò Lª Huy
i1. Kh¸i niÖm chung
1. Kh¸i niÖm
TruyÒn / biÕn ®æi chuyÓn ®éng
Thay ®æi vËn tèc / m«men
=> Nhê sù ¨n khíp trùc tiÕp cña c¸c
r¨ng trªn b¸nh r¨ng / thanh r¨ng.
2
2. Phân loại
- Song song : BR trụ răng thẳng, nghiêng
- Giao nhau : BR côn
a/ Theo vị trí tơng đối giữa các trục :
- Chéo nhau : BR Hypecboloid
Truyền động giữa các trục :
b/ Theo tính chất di động của các tâm bộ truyền :
- Truyền động thờng : tâm cácBR cố định
- Truyền động hành tinh
- Bộ truyền răng thẳng
- Bộ truyền răng nghiêng
c/ Theo phơng của răng :
d/ Theo vị trí ăn khớp :
- Bộ truyền ăn khớp trong
- Bộ truyền ăn khớp ngoài
- Bộ truyền răng xoắn / răng cong
e/ Theo hình dạng răng :
- Truyền động BR thân khai
- Truyền động BR Cycloid
- Truyền động BR Novikov

:
:
:
3
4. Các thông số cơ bản
1
2
1
2
2
1
z
z
d
d
n
n
u



2tg
)invinv)((
21



tw
t
zz

x



cos2
cos.).(
cos
21
w
tw
a
mzz

-Gúc n khp:
-H s dch chnh tng:
-Khong cỏch trc chia

cos.2
)(
2
)(
2121
zzmdd
a




-Khong cỏch trc ln
myxxamyaa

aa
w
tw
t
w
)(.
cos
cos
.
12




- ng kớnh vũng chia

cos
.
2,1
2,1
zm
d
- ng kớnh vũng ln
udd
u
a
d
ww
w
w

. ;
1
2
121



)cos/tg(arctg




t
Prôfin gốc :
Loại thờng
Loại vát đỉnh
Dịch chỉnh
Không Dịch chỉnh
Dịch chỉnh dơng Dịch chỉnh âm
4
ChÕ t¹o biªn d¹ng r¨ng th©n khai
HÖ sè trïng khíp
c
c
d
®
e
e
f
f

p
b
g

b
w
b
p
g


5
5. B¸nh r¨ng nghiªng vµ ®Æc ®iÓm ¨n khíp
t
t
r
v
= d
v
/2 =

E
= a
2
/c = d/(2.cos
2

)  d
v
= d/cos

2

z
v
= d
v
/m = d/(m
t
.cos
3

) = z/cos
3

p
t
= m
t
. m
t
= m/cos

d = m
t
.z = m.z/cos



= [1,88 – 3,2(1/z
1

+1/z
2
)]cos



=b
w
.sin

/(.m)
6
7. CÊu t¹o b¸nh r¨ng
Vµnh
Nan
hoa
May¬
B¸nh r¨ng ch÷ V
7
n
1
n
2
n
2
i2. T¶i träng trong truyÒn ®éng b¸nh r¨ng
1. Lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong truyÒn ®éng b¸nh r¨ng trô
i2. T¶i träng trong truyÒn ®éng b¸nh r¨ng
1. Lùc t¸c dông khi ¨n khíp trong truyÒn ®éng b¸nh r¨ng trô


t
w

t
w
F
r
F'
n
F
t

t
w
F
t
F
a
F"
n

w

w
()
F'
n
F
a
F

r
F
n
F
t
F"
n
n
2
n
1
-Lực hướng tâm:
w
nw
ttwtr
FFF



cos
tg
tg 
-Lực dọc trục:
wta
FF

tg

-Lực vòng:
2211

/2/2
wwt
dTdTF


wnwwwnw
t
n
d
T
F
F

coscos
2
coscos

8
2. Sự phân bố không đều tải trọng trong bộ truyền BR
a/ S phõn b khụng u ti gia cỏc rng
2. Sự phân bố không đều tải trọng trong bộ truyền BR
b/ S phõn b ti trng theo chiu rng rng
Vát mép đầu răng
m
q
q
K
max
H

9
i3. Phơng pháp tính toan truyền động BR
1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán
a/ Gy răng
b/ Tróc rỗ bề mặt
10
c/ Mßn r¨ng
d/ DÝnh r¨ng
3. øng suÊt cho phÐp
xHvR
HL
0
lim
H
][ KZZ
s
K
H
H



xFsRFC
FL
0
lim
F
][ KYYK
s
K

F
F




;
H
/1
HEH0HL
m
NNK 


F
/1
FEF0FL
m
NNK 
+Tảitrọng tĩnh: N
HE
= N
FE
= 60.c.n.t

+Tảitrọng thay đổitheobậc:











cki
3
1iii
3
1i
'
H1HiHE
/ 6060
H
ttTTLnctnTTcNN
hi
m








cki1iii1iFE
/ 6060 ttTTLnctnTTcN
FF
m

h
m
m
F
= 6 khi HB  350, m
F
= 9 khi HB > 350
+Tảitrọng thay đổi liên tục:
N
HE
= K
HE
.N

N
FE
= K
FE
.N

N

=60c n
i
.t
i
=60.c.L
h
11
i4. tính toan độ bền truyền động BR trụ

Duới tác dụng của các lực tác dụng khi ăn khớp sinh ra trong răng
bánh răng các thành phần ứng suất.
1. Tính toán BR trụ răng thẳng về độ bền tiếp xúc
F
n
][
2
H
H
MH




q
Z
][
)1(2
H
H1
1
HM
H





ub
uKT

d
ZZZ
ww

bd
=b
w
/d
w1
,

ba
=b
w
/a
w
=2

bd
/(u1) : h s chiurng
vnh rng
Cụng thcthitk:
3
2
H
H1
dw1
][
)1(
u

uKT
Kd
bd




3
2
H
H1
aw
][
)1(
u
KT
uKa
ba



3
2
d
)(2
HvHHM
KKZZZK


3

2
a
2/)(
HvHHM
KKZZZK


12
2. TÝnh to¸n BR trô r¨ng th¼ng vÒ ®é bÒn uèn
][
2
1
ww1
1F1
1 F
F
F
mbd
YYKT



][
2
1
21
2 F
F
FF
F

Y
Y




3
bd
2
1
F1
m
][
F
F
z
YKT
Km



- Công thứcthiếtkế theo độ bềnuốn:

YKKK
FFvm
2

FFFvF
KKKK


3. TÝnh to¸n BR trô r¨ng nghiªng
q
n
§uêng tiÕp xóc
VÕt g·y
tw
b
H
2sin
cos2


Z

b
= arctg(cos

tw
.tg

)
m
b
w
.
sin














3
)1)(4(
Z
khi


 1:



1
Z
13
O

2

1
i5. truyÒn ®éng B¸nh r¨ng c«n
1. Kh¸i niÖm



R¨ng th¼ng
R¨ng nghiªng R¨ng cong
14
2. Các thông số hình học cơ bản

1

2
R
m
R
e
d
1
d
e1
d
ae1
b
d
e2
Mặt côn phụ ngoài
Mặt côn phụ trung bình
Mặt côn phụ trong
O
2
O
1
O

O
e1
O
e2
- ng kớnh vũng chia ngoi:
d
e1
=m
te
.z
1
,d
e2
=m
te
.z
2
1
2
1
2
1
2
2
1
tg
1
tg

z
z
d
d
n
n
u
e
e
- /kớnh vũng chia trung bỡnh:
d
1,2
= d
m1,2
=2(R
e
-b/2)sin

1,2
=(1-0,5.K
be
)d
e1,2
K
be
=b/R
e
h/s chiurng vnh rng
- Mụ un vũng trung bỡnh:

m
tm
=(1-0,5.K
be
)m
te
- Gúc cụn chia:

1
+

2
=90

1
=arctg(z
1
/z
2
)=arctg(1/u)
- Chiu di cụn ngoi :
)sin2(.5,02
2,12,1
2
2
2
1
2
2
2

1

eteeee
dzzmddR
a
v
d
v
2
d
v
1
O
2
O
1
O
e2
O
e1
O
O
1
O
2
Mặt côn phụ trong
Mặt côn phụ trung bình
Mặt côn phụ ngoài
b
d

1
R
m

2

1
BR tr tng ng:
+ ng kớnh vũng chia:
2,1
2,1
2,1
2,1
v1,2
cos
)5,01(
cos

beem
Kdd
d


+ Mụ un vũng trung bỡnh:
m
tm
=(1-0,5.K
be
)m
te

+ S rng: z
v
= d
v
/m
tm
z
v1
=z
1
/cos

1
;
z
v2
=z
2
/cos

2
+ B rng: b
w
= b
+ T s truyn: u
v
= d
v2
/d
v1

=tg
2

2
= u
2
- trỏnh ctlmchõnrng
z
v1
z
min
=17
15
3. Lùc t¸c dông khi ¨n khíp
O
n
1
n
2
O
n
1
n
2
F
a1
F
r1
F
t1

O
n
1
n
2
F
a1
F
r1
F
t1
F
r2
F
a2
F
t2
O
1
O
d
1

1
R
m
R
e
F
r1

F
a1
n
1
F'
n1
F'
n1
F'
n1
F
n1
F
t1
n
1
F
a1
F
r1
R
e
R
m

1
d
1
O
O

1

11t1
'
r1
cos tg.cos

FFF
n

m2
2
t2
m1
1
t1
22
d
T
F
d
T
F 
11t1
'
a1
sin tg.sin

FFF
n


4. Tính toán độ bền bộ truyền BR côn
a
v
d
v
1
O
2
O
1
O
e2
O
e1
O
O
1
O
2
MÆt c«n phô trong
MÆt c«n phô trung b×nh
MÆt c«n phô ngoµi
b
d
1
R
m

2


1
a/ Tính vềđộbềntiếpxúc:
][

)1(
H
1
Ht
HMH





vv
v
dub
uKF
ZZZ
với: u
v
= u
2
; d
v1
= d
m1
/cos


1
][
85,0
)1(2
H
2
1
2
2
H1
HMH





m
dub
uKT
ZZZ
2
1
2
1
1tg11cos uu 

-CTthiếtkế:
3
2
H

2
H1
dm1
][85,0
)1(
uK
uKT
Kd
be




3
2
H
H1
2
Re
][)1(
1


uKK
KT
uKR
bebe


§5. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG CÔN

b/ Tính vềđộbềnuốn:
][
85,0
2
1
m1
1FvFβF1
1 F
F
F
mbd
YKKKT


 ][
2
1
21
2 F
F
FF
F
Y
Y



