Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết tang quấn xích

Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
LỜI NÓI ĐẦU
Trong ngành Cơ Khí-Chế Tạo Máy, yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày
càng đòi hỏi khắt khe. Buộc người công nghệ luôn luôn phải tìm tòi, sáng tạo để
tìm ra những phương pháp gia công tối ưu nhất cho từng nguyên công cũng như
cho cả quy trình công nghệ gia công (qtcngc) nhằm mục đích nâng cao năng
suất, chất lượng, đồng thời giảm chi phí gia công, giảm thời gian gia công, qua
đó giảm giá thành sản phẩm. Để lựa chọn phương pháp gia công tối ưu nhất,
điều đặc biệt quan trọng là phải xác định được những yếu tố ảnh hưởng trong
quá trình gia công và trên cơ sở đó, người làm công nghệ sẽ lựa chọn và đưa ra
được phương pháp gia công tốt nhất cho từng nguyên công và cho cả quy trình
công nghệ gia công. Được sự đồng ý và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng
dẫn Phí Trọng Hảo, em xin giới thiệu nhiệm vụ Thiết Kế Đồ án Tốt Nghiệp với
đề tài “Thiết kế qtcn gia công chi tiết tang quấn xích ”.
Mặc dù được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô
trong bộ môn cùng các bạn. Nhưng vì thời gian có hạn nên em còn nhiều thiếu
xót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn cũng
như của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng cho phép em
được nói lời cảm ơn tới toàn bộ các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là thầy giáo
hướng dẫn trực tiếp Phí Trọng Hảo đã giúp đỡ em hoàn thành tốt phần đồ án tốt
nghiệp này.
Hà Nội 5/2005
Sinh Viên
Phạm Minh Thắng
1
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
1
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
PHẦN I

TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH
I – KHÁI NIỆM VỀ TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH CƠ BẢN.
Trong truyền động bánh răng được chia làm 2 loại chính là truyền động bánh
răng thường và truyền động bánh răng hành tinh.
 Truyền động bánh răng thường (Gear train): là truyền động giữa các bánh
răng có trục quay cố định trong quá trình làm việc.
Đây là loại truyền động phổ biến và đơn giản, hiệu suất lớn, tuổi thọ cao,
nhưng chi áp dụng đươc cho những truyền động với tỷ số truyền nhỏ. Khi tỷ số
truyền lớn thì kích thước bộ truyền lại quá lớn, đó là nhược điểm lớn của loại
truyền động này.
 Truyền động hành tinh (Planetary Gear train): là truyền động giữa các bánh
răng trong đó có ít nhất một bánh răng có trục quay di động trong không gian,
trong loại truyền động này có thể có một hoặc nhiều bậc tự do.
Cấu tạo của một truyền động hành tinh đơn giản, hình 1.1
Các bánh răng có đường trục cố định ( bánh 1và 3)
được gọi là các bánh trung tâm.
Các bánh răng có đường trục không cố định
( bánh 1) được gọi là các bánh răng vệ tinh.
Khâu động mang trục của bánh răng vệ tinh
( khâu c) được gọi là cần.


Hình 1.1
Tuy nhiên theo thuật ngữ tiếng anh thì tên gọi bánh răng 3 chưa được thoả
mãn, để làm rõ điều này ta xét ví dụ hình 1.2. Ta nhận thấy tên gọi của các bánh
răng có đường trục cố định ăn khớp trong khác với ăn khớp ngoài, cụ thể:
- Bánh răng ăn khớp ngoài: sun gear (s).
- Bánh răng ăn khớp trong lại có tên gọi: ring gear (r)
2
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45

2
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
- Bánh vệ tinh: planet carrier

Hình 1.2
Tuy nhiên, vì các tài liệu tiếng Việt vẫn gọi các bánh răng có trục quay cố
định là bánh trung tâm nên trong bản báo cáo này vẫn dùng như vậy.
Để hiểu rõ về truyền động này ta tìm hiêu thêm ví dụ hình 1.3 sau:

a) b) c)

3
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
3
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
Hình 1.3
Trong hình 1.3:
- Trường hợp a: hệ là hệ vi sai, trường hợp này các bánh trung tâm đều
quay.
- Trường hợp b: hệ hành tinh, trong trường hợp này ta cố định một trong
các bánh răng trung tâm ( ở đây ta cố định bánh răng 3).
- Trường hợp c: hệ trở thành hệ bánh răng thường khi ta cố định cần c.
Như vậy nếu theo phân tích trên thì hệ hành tinh là một trường hợp đặcbiệt
của hệ vi sai. Tuy nhiên, vì hệ truyền động này có tên xuất phát từ việc quay
hành tinh của một bánh răng vì vậy cả hệ vi sai va hành tinh có một tên gọi
chung là truyền động hành tinh ( Planetary Gear Train).
II- ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG HÀNH TINH.
1. Ưu điểm của truyền động hành tinh.

Truyền động hành tinh có những ưu điểm chính sau:
- Truyền động hành tinh cho phép thực hiện với một tỉ số truyền lớn có thể
lên tới 1:500. Vì vậy, truyền động hành tinh rất thích hợp với những hộp
giảm tốc cần có tỷ số truyền lớn, nhưng yêu cầu kết cấu nhỏ gọn.
- So với hệ truyền động bánh răng thường thì hệ truyền động bánh răng
hành tinh có hiệu suất cao hơn khi có cùng tỷ số truyền. Do đó hệ truyền
động hành tinh thường được sử dụng với các bộ truyền có tỷ số truyền
không lớn nhưng đòi hỏi có hiệu suất cao.
- Truyền động hành tinh cho một kết cấu nhỏ gọn, vì vậy truyền động này
được dùng nhiều trong các hộp số tự động, ví dụ như cơ cấu truyền lực
của ô tô, tời đa tốc, cơ cấu tay quay cần trục tháp, cơ cấu năng chuyển
trong các máy nâng chuyển, …
- Hệ hành tinh cũng rất thích hợp với truyền động công suất lớn giữa hai
trục đồng trục với nhau. Vì khi truyền động mômen truyền động được
phân phối trên nhiều răng đang ăn khớp, nên tổng diện tích chịu lực sẽ
tăng lên .
4
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
4
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
2. Nhược điểm của truyền động hành tinh.
Kết cấu phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao về chế tạo và lắp ghép, nên việc
chế tạo và lắp ráp gặp rất nhiều khó khăn, do đó giá thành cao Mặt khác, có
những bộ truyền cho hiệu suất rất nhỏ.
III – MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG TRUYỀN ĐỘNG HÀNH
TINH.
1. Tỷ số truyền của một số cơ cấu hành tinh cơ bản.
Việc tính toán tỉ số truyền của bánh răng hành tinh dựa vào công thức Willis,
theo phương pháp này thì các thông số động học được xác định trên cơ sở

chuyển động tương đối đối với cần. Để tính toán tỉ số truyền của truyền động
hành tinh ta lấy một số ví dụ điển hình sau:
a) cơ cấu hành tinh 2k – c: là loại cơ cấu hành tinh trong đó có 2 bánh trung
tâm (2k) và cần (c) là những khâu cơ bản.
Trong cơ cấu này cũng được
chia làm 2 loại: Cơ cấu vi
sai (Hình 1.4a) và cơ cấu
hành tinh (hình 1.4b).





a) b)


Hình 1.4
 Tỷ số truyền của cơ cấu vi sai 2k – c:
Theo công thức Wllis thì tỷ số truyền từ bánh trung tâm 1 đến bánh trung tâm
3 trong chuyển động tương đối với cần c là:
5
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
5
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

.
z
z
i

1
3
c3
c1
3
c
1
c
c
13
−=
−
−
==
ϖϖ
ϖϖ
ϖ
ϖ
Suy ra:

0
133
0
1301
i)i(1
ϖϖϖ
+−=
Đặt
1
3

z
z
p =
thì i
c
13

= -p.
 Tỷ số truyền của cơ cấu hành tinh 2k – c:

p.-
z
z
i
1
3
c3
c1
3
c
1
c
c
13
=−=
−
−
==
ϖϖ
ϖϖ

ϖ
ϖ
Suy ra:

.
3
1
3
31
p
z
z
ϖϖϖ
−=−=
b) Cơ cấu hành tinh 3k.
Là cơ cấu hành tinh có 3 bánh trung tâm và cần c là các khâu cơ bản. Ví dụ sơ
đồ hình 1.5:
Tỷ số truyền:
Bất kỳ bộ truyền 3k nào có bánh trung
tâm cố định đều có thể coi như ghép liên
tiếp 2 cơ cấu 2k- c có bánh trung tâm cố
định. Như vậy có thể xác định được tỷ số
truyền của cơ cấu 3k bằng tích của 2 tỷ
số truyền 2k- o. Nếu bánh trung tâm 3 cố
định thì ta có:

6
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
6
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo

máy
Hình 1.5

.
i
i
.ii.i
3
50
3
10
3
05
3
10
35
30
30
31
35
31
5
3
1
3
3
15
==
−
−

−
−
=
−
−
==
ϖϖ
ϖϖ
ϖϖ
ϖϖ
ϖϖ
ϖϖ
ϖ
ϖ
Hay

.
z
z
.
z
z
1
z
z
1
i-1
i-1
i
i

i
5
4
2
3
1
3
0
53
0
13
3
50
3
10
3
15
−
+
===
Hoàn toàn tương tự ta có:

.
z
z
.
z
z
1
z

z
1
i-1
i-1
i
i
i
3
2
4
5
1
5
0
35
0
15
5
30
5
10
5
13
−
+
===
c) Cơ cấu hành tinh k-c-v.
Là cơ cấu bao gồm các khâu cơ bản là các bánh trung tâm và cần c, ngoài ra
còn có cơ cấu w để nối khâu v với bánh vệ tinh 2, hình 1.6. Cơ cấu w là bộ phận
không thể thiếu được của bộ truyền k-0-v, dùng để truyền động giữa các trục

song song và có tỷ số truyền bằng +1, vạn tốc góc của khâu v bằng vận tốc góc
của bánh vệ tinh 2.
Tỷ số truyền:
Vì n
v
= n
2
nên i
3
vc
= i
3
2c
tức ta có:
i
3
vc
= i
3
2c
= 1 – i
c
23
.

7
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
7
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

Hình 1.6
d) Cơ cấu hành tinh trong đó có các trục vuông góc với nhau.

Hình 1.7
e) Các cách ghép nối các cơ cấu hành tinh với nhau.
Mục đích: một cơ cấu hành tinh ở dạng cơ bản thường có tỷ số truyền không
lớn, vì vậy trong thực tế người ta thường tiến hành ghép các cơ cấu hành tinh với
nhau nhằm tạo ra bộ truyền có tỷ số truyền cao hơn, đa dạng về kết cấu, khác
nhau về động học và hiệu suất, với bậc tự do khác nhau có thể thoã mãn được
nhiều truyền động ta đặt ra.
Việc so sánh, đánh giá và tìm ra tổ hợp kết cấu tối ưu là khá phức tạp, vả lại
nó còn phụ thuộc vào truyền động mà ta đặt ra. Vì vậy trước hết ta cần tìm hiểu
các phương án ghép nối.
 Ghép nối các cơ cấu 2k- 0 với nhau.
Việc ghép nối các cơ cấu 2k- 0 với nhau cho ta tỷ số truyền khá, hiệu suất
cao, kết cấu đơn giản nhỏ gọn. Vì vậy đây là cơ cấu cơ bản nhất và được dùng
nhiều trong thực tế như hộp số tự động trong hệ thống truyền lực của ô tô, tời đa
tốc, cơ cấu quay cần trục tháp, v v.

Ví dụ trên hình 1.8 là sơ đồ động
biểu diễn cụ thể việc ghép 2 cơ cấu
2k- o, tạo thành hệ hành tinh 2 cấp.


8
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
8
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

Hình 1.8
Khi ta ghép 2 khâu cơ bản bất kỳ của 2 cơ cấu 2k- o với nhau, đồng thời có sự
nối kín hai khâu khác của cấp nhanh và cấp chậm tạo nên các hệ vi sai kín. Hình
1.9 là một số cách ghép cụ thể.


Hình 1.9
 Ghép các cơ cấu 3k với 2k- o.
Cách ghép này cho phép thực hiện tỷ số truyền khá lớn nhưng kết cấu lại rất
phức tạp, khó chế tạo và lắp ráp, nên hiệu suất truyền động không cao.
Trên hình 1.10a là một ví dụ cụ thể, trong sơ đồ này ta thực hiện ghép cấp thứ
nhất là cơ cấu 3k với cấp thứ 2 là cơ cấu 2k- o.


9
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
9
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
a) b)
Hình 1.10
 Ghép liên tiếp các cơ cấu 3k.
Cách ghép này cho ta tỷ số truyền rất lớn, phương án ghép nối đa dạng, song
do kết cấu phức tạp, chế tạo và lắp ráp rất khó khăn nên hiệu suất và giá thành
cao. Nhưng trong những trường hợp cụ thể thì nó lại cho hiệu qủa cao nên cách
ghép này vẫn được dung nhiều trong thực tế.
Trên hình 1.10b ta thực hiện ghép liên tiếp hai cơ cấu 3k với nhau.
Như vậy, việc ghép nối các cơ cấu hành tinh cơ bản cho phép tạo ra các hệ
hành tinh khác nhau với các thông số về tĩnh học, động học, kết cấu và hiệu suất
khác nhau. Trong thực tế thường gặp các truyền động hành tinh (hộp tốc độ, hộp

giảm tốc, …) sử dụng các tổ hợp ghép nối này.
2) Bậc tự do của hệ hành tinh.
Xuất phát từ công thức tính bậc tự do cho cơ cấu phẳng [2], có:
W = 3n - 2p
5
- p
4
.
Trong đó:
W - số bậc tự do cần tính.
n – số khâu động.
P
5
– số khớp thấp loại 5.
P
4
- số khớp cao loại 4.
Ta thấy p
5
chính là số khâu động, p
5
= n, nên ta có:
W = n - k.
Lại có: n = n
o
+ k, trong đó n
o
là số khâu cơ bản, còn k là số cum bánh vệ tinh.
Còn p
4

= 2k.
Từ đó ta có công thức xác định bậc tự do cho truyền động hành tinh bất kỳ:
W = n
0
- k.
Để làm rõ công thức trên ta lấy một số ví dụ sau:
Ví dụ 1: tính bậc tự do của cơ cấu hành tinh sau, hình 1.11
Trong ví dụ này ta có:
Số khâu cơ bản n
0
= 3 (bánh 1, 3 và cần c)
Số cụm bánh vệ tinh k = 1 (cụm vệ tinh chứa bánh
vệ tinh 2).
Vì vậy bậc tự do của cơ cấu:
W = n
0
- k = 3- 1 = 2.
10
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
10
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
Hình 1.11
Ví dụ 2: tính bậc tự do của cơ cấu hành tinh sau, hình 1.12:

Trong hình 1.12 có
Số khâu cơ bản n
0
= 2 (bánh trung tâm 1 và
cần c).

số cụm vệ tinh k = 1 (cụm chứa bánh vệ tinh 2).
Vậy bậc tự do của hệ:
W = n
0
- k = 2- 1 = 1.

Hình 1.12
Ví dụ 3: tính bậc tự do của bộ truyền động O.Divabus 200 (Tây Đức cũ),
hình 1.13


Hình 1.13
11
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
11
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
Trên hình 1.13 ta có:
Số khâu cơ bản n
0
= 7, đó là những khâu A, B, 1, 2, 3, 4, 5
Số cụm hành tinh k = 5
Vật bậc tự do của hệ là:
W = n
0
- k = 7- 5 = 2
3) Hệ hành tinh.
Căn cứ vào bậc tự do w và cấu tạo của hệ hành tinh chúng ta phân ra thành hệ
vi sai, hệ thuần hành tinh, hệ vi sai kín, hệ hỗn hợp.
a) Hệ vi sai: hệ vi sai là hệ hành tinh có 2 bâc tự do trở lên, vì vậy trong

hệ vi sai sẽ co rất nhiều phương án truyền động khác nhau tuỳ thuộc
vàocơ cấu vi sai trong hệ và cách ghép nối. Hình 1.14 là một ví dụ về
hệ vi sai.


Hình 1.14
b) Hệ thuần hành tinh:
Từ hệ hành tinh có w bậc tự do, ta sẽ nhận được một hệ thuần hành tinh có
một bậc tự do, khi ta hạn chế (w- 1) bậc tự do bằng cách cố định một số khâu
cơ bản. Ví dụ hình 1.15.
Trong hình 1.15, ta cố định một
trong các bánh trung tâm, ở đây
ta cố định bánh trung tâm 3 thì
12
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
12
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
cho ta một hệ thuần hành tinh.




Hình 1.15
13
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
13
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
c) Hệ vi sai kín:

Hệ vi sai kín là hệ nhận được khi ghép một cơ cấu vi sai với các cơ cấu nối
kín khác như cơ cấu hành tinh, bộ truyền thường, hay bộ biến tốc, … ta sẽ nhậ
được hệ vi sai kín với một bậc tự do.
Cách nối kín ở đây có thể hiểu là ta nối trục vào với trục ra của hệ bánh răng
vi sai bằng một cơ cấu nối hoặc nối kín hai cơ cấu vi sai với nhau, tức là nối đầu
ra của hệ này với đầu vào của hệ kia bằng các cơ cấu nối kín.
Xét một số ví dụ sau, hình 1.16.
a) b)

hình 1.16
Trong hình 1.16a, ta nối kín bánh vào 1 với bánh ra 3, ta được hệ vi sai kín
một bậc tự do. Trong hình 1.16b ta có hệ bánh răng vi sai mà trục vào và trục ra
được nối với nhau bằng một hệ bánh răng thường cho ta một hệ vi sai kín có một
bậc tự do.
Ưu điểm của loại bộ truyền này là có kích thước nhỏ gọn nhưng có thể đạt
được tỷ số truyền lớn. Vì vậy nó được dùng nhiều trong thực tế.
Chú ý rằng trong thực tế người ta còn thực hiện việc ghép nối hệ hành tinh
với hệ thường tạo thành một hệ hành tinh hỗn hợp. ví dụ hình 1.17:
Trong hình 1.17, ta đã thực hiện ghép nối một hệ hành tinh nối tiếp với một
hệ bánh răng thường.
14
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
14
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
Khi phân tích động học
của hệ bánh răng hỗn hợp
ta phải xét riêng hệ thống
bánh răng thường và hệ
hành tinh.

Hình 1.17

4) Các điều kiện trong truyền động bánh răng hành tinh.
a) Đặt vấn đề.
Số răng của các bánh răng trong hệ hành tinh được chọn không những để thực
hiện tỉ số truyền cho trước mà đồng thời còn phải thoả mãn một số điều kiện cấu
tạo và lắp ghép nữa. Trước hết để cơ cấu có thể chuyển động được trục của các
bánh răng trung tâm phảI trùng với với trục của cần c. Mặt khác, trong quá trình
chuyển động của hệ bánh răng ứng với mỗi bánh vệ tinh hay mỗi khối bánh vệ
tinh có một lực li tâm. Để cân bằng lực li tâm này phảI dùng một số bánh vệ tinh
hay một số khối bánh vệ tịnh phân bố cách đều nhau xung quanh trục quay của
cần c. Khi phân bố như vậy thì nó có dạng một chạc có nhiều nhánh phân bố
đều, mỗi bánh này mang ổ trục một bánh vệ tinh hoặc một khối bánh vệ tinh.
Khi đó vấn đề đặt ra là phảI lắp được các bánh vệ tinh hay khối bánh vệ tinh trên
các nhánh của cần c sao cho các bánh vệ tinh hay các khối bánh vệ tinh đồng
thời ăn khớp với các bánh trung tâm(chính là điều kiện lắp của hệ hành tinh).
b) Các điều kiện trong hệ hành tinh.
Bởi vì mỗi hệ hành tinh có cấu tạo khác nhau nên nói chung là có các điều
kiên đồng trục, điều kiện lắp, điều kiện kề khác nhau, vì vậy để nêu ra được các
điều kiện của hệ hành tinh ta phải lấy một sơ đồ cụ thể. Ví dụ ta tìm điều kiện
lắp cho sơ đồ cơ bản trên hình 1.18
 Điều kiện đồng trục.
Gọi bán kính vòng lăn của các bánh răng 1, 2, 3 lần lượt là r
1
, r
2
, r
3
, để các

bánh răng trung tâm 1, 3 và cần c đồng trục với nhau thì phải có:
15
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
15
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
r
3
= r
1
+ 2r
2
.



Hình 1.18
Để các bánh răng ăn khớp được với nhau thì chúng phảI có cùng môđun m,
nên từ biểu thức trên ta có:
mz
3
= mz
1
+ 2mz
2
hay:
z
3
= z
1

+ 2z
2
Từ đó ta có:

.
2
zz
z
13
2
−
=
(1.1)
Biểu thức (1.1) cho thấy số răng z
1
và số răng z
3
của các bánh trung tâm 1 và
3 phảI là những số cùng chẵn hoặc cùng lẻ (để số răng z
2
của bánh vệ tinh 2 là số
nguyên) được gọi là điều kiện đồng trục của hệ bánh răng hành tinh đã cho.
 Điều kiện lắp.
Việc tìm ra điều kiện lắp xuất phát từ việc lắp các bánh răng vệ tinh vào cần
sao cho các bánh vệ tinh ăn khớp được đồng thời với các bánh trung tâm.
Gọi k là số bánh răng vệ tinh, thì cần c có k nhánh phân bố đều nhau, góc
giữa hai nhánh kế tiếp nhau sẽ là:
16
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
16

Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

.
k
2π
α =
- Trước hết, ta lắp bánh vệ tinh thứ nhất vào cần c sao cho nó ăn khớp đồng
thời được với bánh trung tâm 1 và 3. việc điều chinh cho bánh này ăn
khớp được đồng thời với hai bánh trung tâm là dễ dàng, ta chỉ việc lựa một
cách thích hợp vị trí tương đối giữa các bánh răng trung tâm.
- Tiếp theo ta lắp tiếp bánh vệ tinh thứ 2 lên cần c. Giả sử bánh răng 3 cố
định, cho cần c quay một góc α. Khi đó bánh 1 sẽ quay được một góc β
bằng:

.i
k
2π
αiβ
1c1c
==
(1.2)
Vì bánh 3 cố định nên ta có:

.
z
z
1i1i
1
3

c
131c
+=−=
(1.3)
Nên có:

).
z
z
α(1β
1
3
+=
(1.4)
Điều kiện lúc này là hai bánh vệ tinh phải ăn khớp được đồng thời với các
bánh trung tâm 1 và 3 tại vị trí hiện tại của chúng. Nên vị trí hiện tại của bánh
trung tâm 1 và 3 phải giống như vị trí tương đối ban đầu giữa chúng như khi
lắp bánh vệ tinh thứ nhất. Vì 3 cố định nên vị trí của nó vẫn được giữ như cũ.
Cho nên để thoả mãn điều kiện vừa nêu trên thì cung chứa góc β (trên vòng
lăn) của bánh trung tâm 1 phải bằng bội số bước răng của nó:

qp.βr
1
=
(1.5)
Trong đó:
p- bước trên vòng lăn của bánh răng trung tâm 1.
q- một số nguyên.
Từ các biểu thức trên ta suy ra được điều kiện lắp cho hệ hành tinh như sau:

q
k
zz
31
=
+
. (1.6)
 Điều kiện kề.
17
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
17
p
/
k
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
Khi ta lắp nhiều bánh vệ tinh trên cùng một chạc bánh răng thì vấn đề đặt ra
là đỉnh của các bánh vệ tinh có thể chạm nhau trong qúa trình hoạt động, vậy
điều kiện đặt ra ở đây là vòng đỉnh của các bánh vệ tinh phải không cắt nhau hay
tiếp xúc với nhau.
Gọi a là khoảng cách tâm giữa bánh trung tâm và bánh vệ tinh, và d
a
là
đường kính ngoài của bánh vệ tinh (hình 1.19) thì điều kiện trên tương đương
với:
O
1
O
2
> d

a
Trong đó:
O
1
O
2
= 2a.sin(π/k).
Từ đó ta có điều kiện :
D
a
< 2a.sin (π/k). (1.7)
Điều kiện (1.7) là điều
kiện kề cần tìm.


Hình 1.19
c) Ví dụ.
Tính toán bộ truyền giảm tốc gắn với động cơ có công suất N = 1,5 Kw số
vòng quay của trục động cơ n
đc
= 950 vg/ph, số vòng quay yêu cầu ở trục ra của
động cơ là n = 23 vg/ph, hình 1.20.
18
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
18
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

Hình 1.20
Lời giải:

 Tỷ số truyền của bộ truyền cần thiết kế:

41,3.
23
950
n
n
i
dc
===

 Chọn bộ truyền: chọn bộ truyền hành tinh ghép hai cơ cấu 2k- o nối
tiếp nhau, hình 1.20. Ta sẽ đi xác định số răng của các bánh răng trong
từng bộ truyền.
- tỷ số truyền cấp nhanh: ta chọn i
1
= 8, suy ra tỷ số truyền cấp nhanh sẽ là
5,17.
8
41,3
i
i
i
1
2
===
- Từ sơ đồ động 1.20 có:
i
1
= i

1c1
3
= 8, i
2
= i
6
4c2
= 5,17.
Chọn z
1
= 20 răng, có:

1).(izz
.
z
z
1i1i
3
1c113
1
3
c1
13
3
1c1
−=⇒
+=−=
Thay số vào ta có:
z
3

= 20.(8 – 1) = 140
19
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
19
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
- Chọn số bánh răng vệ tinh là k = 3 bánh, nhận thấy điều kiện lắp không
thoã mãn:

53,33
3
14020
k
zz
31
=
+
=
+
không phải là một số nguyên.
Chọn lại z
3
= 136 răng, lúc này điều kiện lắp thoả mãn:

52
3
13620
k
zz
31

=
+
=
+
là một số nguyên.
đồng thời điều kiện đồng trục cũng thoã mãn:

58
2
20-136
2
zz
z
13
2
==
−
=
.
- Như vậy tỷ số truyền thực của cấp nhanh sẽ là:

7,8.
20
136
1)
z
z
(1i1ii
1
3

c1
13
3
1c11
=+=−−=−==

Tỷ số truyền cấp chậm:

5,3.
7,8
41,3
i
i
ii
1
6
4c22
====
- Tính chọn cấp chậm:
Chọn z
4
= 16 răng, theo lí thuyết thì để tránh được hiện tượng cắt lẹm thì số
răng nhỏ nhất z
min
= 17 răng, tuy nhiên khi ta chọn z
4
= 16 thì hiện tượng cắt
lẹm xảy ra không đáng kể, vả lại ta có thể khắc phục được bằng cách dịch
chỉnh răng.
Tính số răng của bánh răng 6:

Có:

68.1)16(5,31)(izz
.
z
z
1)
z
z
(1i1ii
6
4c246
4
6
4
6
c2
46
6
4c22
=−=−=⇒
+=−−=−==
Kiểm tra:
20
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
20
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
+ Điều kiện lắp:
28

3
6816
k
zz
64
=
+
=
+
là một số nguyên nên thoả mãn điều
kiện lắp.
+ Điều kiện đồng trục:

28
2
16-68
2
zz
z
46
5
==
−
=
Thoã mãn điều kiện đồng trục.
Tỷ số truyền thực của cấp chậm:

5,25.
16
68

1
z
z
1i
4
6
2
=+=+=
Vậy tỉ số truyền thực của bộ truyền thực được thiết kế:
i = i
1
.i
2
= 7,8.5,25 = 40,95.
Suy ra sai số: ∆i = 41,3 – 40,95 = 0,35, hay sai số gặp phảI là

0,8%..100
41,3
0,35
.100
i
Δi
==

Với sai số đó hoàn toàn có thể chấp nhận được.
 Kiểm tra điều kiện chạm nhau:
Điều kiện chạm nhau: d
a
< 2a.sin(π/3). (*)
Trong đó:

a- khoảng cách tâm giữa bánh vệ tinh với bánh trung tâm ăn khớp ngoài.
d
a
- đường kính vòng đỉnh của bánh vệ tinh.
- Đối với cấp nhanh: điều kiênh (*) tương đương với:

67,560
3
π
58).sin(20258
3
π
).sinz(z2z
3
π
.sin
2
m
)z2(z2mzm
212
1
21121
<⇔
+<+⇔
+<+⇔
+<+
Như vậy điều kiện kề của cấp nhanh được thoả mãn.
- Đối với cấp chậm: điều kiênh (*) tương đương với:
21
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45

21
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy

4,3628
3
π
).sin26(16226
3
π
).sinz(z2z
3
π
.sin
2
m
)z2(z2mzm
545
2
54252
<⇔
+<+⇔
+<+⇔
+<+
Như vậy điều kiện kề của cấp chậm được thoả mãn.
IV- VẤN ĐỀ KẾT CẤU TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG HÀNH
TINH.
Cũng như trong các truyền động khác vấn đề kết cấu trong truyền động hành
tinh đóng vai trò hết sức quan trọng.Những vấn đề chính cần nghiên cứu trong
kết cấu của truyền động hành tinh đó là: kết cấu cần mang bánh vệ tinh, kết cấu

ổ, kết cấu tự lựa, kết cấu hộp, vv…
Trong bản báo cáo này chỉ đi sâu tìm hiểu kết cấu tự lựa được dùng trong
truyền động hành tinh.
Kết cấu tự lựa:
 Mục đích: Trong quá trình chế tạo bánh răng thường khó tránh khỏi những sai số
vì vậy khi các bánh răng ăn khớp với nhau thường không chính xác. Để khắc
phục sai số do chế tạo thì người ta thường dùng kết cấu tuỳ động. Mặt khác, với
các hộp giảm tốc hành tinh, vấn đề phân bố đều tảI trọng cho các bánh vệ tinh là
hết sức quan trọng và giải pháp thường dùng là dùng kết cấu tuỳ động.
Kết cấu tự lựa có nhiều loại, nhưng trong truyền động hành tinh thường dùng
bánh răng tự lựa, ta sẽ đI sâu vào loại kết cấu tự lựa này.
 Phân loại bánh răng tự lựa:
Nếu theo số vành răng thì người ta chia ra làm hai loại, đó là loại một vành
răng và loại hai vành răng.
- Loại một vành răng: loại nay được dung ít do trục có thể lắc, xoắn được
cho nên nó không thể cho sự phân bố đều tảI trọng trên các răng. Loại này
chỉ dùng cho bánh răng thẳng. Trên hình 1.21a, b là kết cấu của loại một
vành răng.
22
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
22
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
a) Loại trục đặc. b) Loại trục rỗng.
Hình 1.21. Kết cấu bánh răng tự lựa một vành răng.
- Loại bánh răng tự lựa hai vành răng: loại này tuy có cấu tạo phức tạp hơn
loại một vành răng nhưng nó cho hệ số cho hệ số k
HB
nhỏ nhất cùng với
chiều dài l

3
. Loại này tránh đựơc hiện tượng lắc hoặc xoắn trục cho nên
cho sự phân bố đều tải trọng. Loại này được dùng phổ biến trong truyền
động hành tinh. Trên hình 1.22 là một số kết cấu tự lựa hai vành răng hay
được dung trong thực tế.
a) b
Hình 1.22. Kết cấu tự lựa bánh răng loại hai vành răng.
Nếu chú ý đến bánh nào tự lựa thì người ta phân ra bánh răng cần tự lựa ăn
khớp ngoài và bánh răng cần tự lựa ăn khớp trong. Tuỳ trường hợp bánh cần tự
lựa ăn khớp ngoài hay trong mà kết cấu tự lựa sẽ khác nhau.
Trên các hình 1.21 và hình 1.22 là kết cấu tự lựa dùng cho bánh răng ăn khớp
ngoài. Còn trên hình 1.23 là kết cấu tự lựa cho các bánh răng ăn khớp trong.
23
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
23
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
a) Loại một vành răng.
b) Loại hai vành răng.
Hình 1.23. Kết cấu tự lựa bánh răng ăn khớp trong.
 Các phương án hình dáng răng của khớp nối răng tự lựa: Tuỳ vào mục đích tự
lựa chính là gì ta sẽ dùng các dạng răng khác nhau. Các dạng răng thường đựơc
dùng trong bánh răng tự lựa là: dạng răng thẳng, dạng răng tang trống, dạng răng
vát nghiêng, vv… Trên hình 1.24 là một số mặt cắt ngang của răng tự lựa.
24
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
24
Đồ án tốt nghiệp Chuyên ngành công nghệ chế tạo
máy
a) b) c)

Hình 1.24. Hình dáng của răng tự lựa.
Trong hình 1.24a là dạng răng thẳng, 1.24b là dạng răng vát nghiêng, 1.14c là
dạng răng tang trống.
Chú ý rằng, với các khớp nối của bánh trung tâm ăn khớp ngoài hoặc với các
bánh răng có đường kính nhỏ, có mức độ chịu tải lớn thì bề rộng vành răng cần
lấy tăng lên (thường b
M
/d
M
= 0,2 ÷0,3), trường hợp đó ta chọn ăn khớp dạng răng
tang trống (hình 1.24c).
 Kết cấu vành lò xo chặn chiều trục: Để tránh di chuyển chiều trục của
bánh răng tuỳ động người ta thườg dùng vành lò xo trong rảnh, tiết
diện của nó có thể tròn hoặc vuông. Trên hình 1.25 là kết cấu của một
số vành lò xo thường được dùng trong khớp nối răng tự lựa.
25
Phạm Minh Thắng Lớp CTM2 - K45
25