Chương VII: Hệ thống truyền dẫn cơ khí hộp giảm tốc

Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa c khớ 701


CHNG VII: hệ thống truyền dẫn cơ khí
HP GIM TC

Đ1- Khái niệm chung
Để tạo thành máy (hoặc thiết bị cơ khí), các chi tiết máy và bộ phận máy phải được
liên kết động và liên kết cố định với nhau. Các liên kết này được xác định theo sơ đồ động
của máy cùng với các yêu cầu về kết cấu và công nghệ, đồng thời tạo ra các bộ phận máy.
Bộ phận máy làm cầu
nối giữa động cơ (bộ phận dẫn
động) với bộ phận làm việc
(cơ cấu chấp hành) chính là bộ
phận truyền động (với đặc
trưng tiêu biểu là hộp giảm tốc
(hình 2.6.1), hộp tốc độ (hình
2.6.2), hộp biến tốc v.v.... Khi
chúng nối gián tiếp hoặc trực
tiếp với động cơ điện sẽ tạo
thành hệ truyền dẫn cơ khí
(hoặc gọi là hệ dẫn động cơ
khí). Hệ thống như vậy được
sử dụng rất rộng rãi trong thực
tiễn.
Hệ dẫn động băng tải
như trên hình 2.6.1 là một ví
dụ. Trong hệ thống đó, hộp
giảm tốc (viết tắt là HGT) 3
có thể là hộp bánh răng, hoặc
là hộp trục vít... Để nối động

cơ với HGT và nối HGT với
bộ phận làm việc có thể dùng
khớp nối (hình 2.6.1) hoặc sử
dụng các bộ truyền cơ khí như
bộ truyền đai, bộ truyền xích
(hình 2.6.2)... Trong nhiều
trường hợp, người ta cũng có
thể lắp trực tiếp động cơ với
hộp giảm tốc tạo thành hệ
thống động cơ-hộp giảm tốc
(xem [2]).
Đ2- Giới thiệu hộp giảm tốc
Hộp giảm tốc là cơ cấu
truyền động bằng ăn khớp trực
tiếp có tỷ số truyền không đổi
và dùng để giảm vận tốc góc
tăng mômen xoắn. (Một loại
cơ cấu tương tự nhưng được
dùng để tăng vận tốc góc,
giảm mômen xoắn gọi là hộp
tăng tốc).
Hình 2.6.1: Hệ thống dẫn động băng tải
1- Động cơ điện;
2- Khớp nối;
3- Hộp giảm tốc;
4- Khớp nối;
5- Tang dẫn;
6- Bệ máy.

Hình 2.6.2: Hệ thống dẫn động cơ khí

dùng hộp tốc độ có ly hợp đảo chiều
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa c khớ 702

Theo số các bộ truyền
trong hộp, HGT được phân
thành một cấp và nhiều cấp.

Theo loại truyền động, HGT được phân thành HGT bánh răng trụ, HGT bánh răng
côn, HGT bánh răng côn - trụ, HGT trục vít, HGT trục vít- bánh răng, HGT bánh răng - trục
vít, HGT bánh răng hành tinh, HGT bánh răng sóng vv...
Sau đây chỉ trình bày sơ lược một số loại HGT thường dùng.
1- HGT bánh răng trụ (sơ đồ như trên hình 2.6.3)
HGT bánh răng trụ được dùng rộng rãi hơn cả nhờ các ưu điểm: tuổi thọ và hiệu suất
cao, kết cấu đơn giản, phạm vi tải trọng và vận tốc cho phép khá rộng.
HGT bánh răng trụ một cấp (hình 2.6.3a): thường dùng khi u 78 .
HGT bánh răng trụ hai cấp (hình 2.6.3b, c, d, e): dùng rất phổ biến khi u = 840.
Loại HGT này thường được bố trí theo 3 sơ đồ sau đây:

Hình 2.6.3: Sơ đồ HGT bánh răng trụ thông dụng
a) một cấp; b) hai cấp khai triển; c) hai cấp đồng trục; d) hai cấp phân đôi cấp nhanh;
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
k)

l)
m)
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa c khớ 703

e) hai cấp phân đôi cấp chậm; f) hai cấp đồng trục phân nhánh; g) ba cấp khai triển; h) ba cấp phân đôi;
i) ba cấp khai triển mặt phân hộp nghiêng; k) hai cấp đồng trục hai mặt phân hộp;
l) hai cấp đặt đứng; m) hai cấp trục đặt đứng.

Hình 2.6.4: HGT bánh răng trụ một cấp

Hình 2.6.5: HGT bánh răng trụ hai cấp khai triển
- Sơ đồ khai triển (hình 2.6.3b; hình 2.6.5): HGT này đơn giản nhất, nhưng có
nhược điểm là các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ, tải trọng phân bố không đều.
- Sơ đồ phân đôi (hình 2.6.3d, e): trong đó kiểu cấp nhanh phân đôi hay dùng hơn
(hình 2.6.6).
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa c khớ 704

- Sơ đồ đồng trục (hình 2.6.3c, k, l): đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau,
nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của HGT, góp phần làm nhỏ gọn kích thước của máy.
Nhưng nó kèm theo các nhược điểm như, kết cấu gối đỡ phức tạp, thường phải tăng cường
độ cứng cho trục trung gian, các bánh lớn khó nhúng dầu như nhau.
c- HGT bánh răng trụ 3 cấp (hình 2.6-3h, i, k) được sử dụng khi u = 37250 và có
thể bố trí theo sơ đồ khi triển (hình 2.6-3h) hoặc phân đôi ở cấp trung gian (hình 2.6-3i).

Hình 2.6.5: HGT bánh răng trụ cấp nhanh phân đôi


2- HGT bánh răng côn và côn trụ
a- HGT bánh răng côn (hình
2.6.6a, b): truyền chuyển động và

mômen xoắn giữa hai trục giao nhau
(góc giữa hai trục thường là 90
0
trên
mặt phẳng nằm ngang). Loại hộp
này thường truyền với tỉ số truyền u
3 khi răng thẳng, với u 6 khi
răng nghiêng hoặc răng cung tròn.
b- HGT bánh răng côn trụ
hai cấp (hình 2.6.6c, d, e) với u =
6,340, hoặc 3 cấp (hình 2.6-5g, h)
với u = 2575. HGT bánh răng côn
và côn-trụ có nhược điểm cơ bản là
giá thành chế tạo đắt, lắp ghép điều
chỉnh khó, khối lượng kích thước
lớn hơn so với HGT bánh răng trụ
cùng công suất truyền.
Trên hình 2.6.7 là kết cấu của
HGT bánh răng côn.



Hình 2.6.6: Sơ đồ HGT bánh răng côn và côn trụ
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa c khớ 705




3- HGT trục vít
HGT trục vít (sơ đồ hình 2.6.8) được dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn

giữa các trục chéo nhau.
Trên hình 2.6.8a, b, c, d là sơ đồ của các HGT trục vít một cấp, hình 2.6.8e, f, g lần
lượt là sơ đồ HGT bánh răng-trục vít, HGT trục vít-bánh răng và HGT trục vít hai cấp.
a-HGT trục vít một cấp
Dùng khi tỷ số truyền u = 6,580. Trong đó, hộp có trục vít đặt dưới (hình 2.6.8a)
được dùng khi vận tốc v = 45 m/s, bôi trơn vùng ăn khớp bằng cách ngâm trục vít trong
dầu. Hộp có trục vít đặt trên (hình 2.6.8b) được dùng khi vận tốc v >5 m/s, bôi trơn vùng ăn
khớp bằng cách ngâm bánh vít trong dầu và phải có thiết bị riêng để bôi trơn ổ trục vít.
Loại hộp có sơ đồ như hình 2.6.8c, d ít dùng. Trênhình 2.6.9 là kết cấu của HGT trục vít
một cấp.
b- HGT bánh răng- trục vít và HGT trục vít-bánh răng
Thường sử dụng khi u = 20315, cá biệt có thể lấy u = 480. Trong đó HGT bánh
răng-trục vít có kích thước nhỏ gọn hơn, có thể dùng động cơ có tốc độ quay cao hơn, lại có
thể dùng đồng thanh không thiếc rẻ tiền hơn để chế tạo bánh vít; còn loại HGT trục vít-
bánh răng có hiệu suất cao hơn, kích thước bánh vít nhỏ gọn hơn.
Trên hình 2.6.10 là kết cấu của HGT bánh răng - trục vít.
Hình 2.6.7: HGT bánh răng côn