›
›

Giáo trình Nguyên Lí Máy - Chương 9: Cơ cấu bánh răng - Trương Quang Trường

pdf 39 trang huongle 3110
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Nguyên Lí Máy - Chương 9: Cơ cấu bánh răng - Trương Quang Trường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_nguyen_li_may_chuong_9_co_cau_banh_rang_truong_qu.pdf

Nội dung text: Giáo trình Nguyên Lí Máy - Chương 9: Cơ cấu bánh răng - Trương Quang Trường

  1. NGUYÊN LÝ MÁY GV: ThS. TRƠNG QUANG TRNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGH TRNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  2. Nguyên Lý Máy Chưng 9 C CẤU BÁNH RĂNG PHNăI:ăCăCUăBÁNHăRĔNGăPHNG Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 2 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  3. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại a) Khái niệm: Cơ cấu bánh răng là cơ cấu có khớp cao dùng để biến đổi hoặc truyền chuyển động theo nguyên tắc ăn khớp trực tiếp giữa hai khâu Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 3 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  4. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: - Theo vị trí tương đối giữa hai trục quay: bánh răng nội tiếp và bánh răng ngoại tiếp. Ĕnăkhớpănộiătiếp Ĕnăkhớpăngoạiătiếp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 4 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  5. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: + Theo sự phân bố của răng trên BR: BR răng thẳng, BR răng xoắn (nghiêng), BR răng chữ V. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 5 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  6. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: + Theo biên dạng răng: BR thân khai, BR xyclôít, BR Nô-vi-cốp. BR thân khai Đườngăthânăkhai Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 6 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  7. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: + Theo biên dạng răng: BR thân khai, BR xyclôít, BR Nô-vi-cốp. ĐườngăHypo-xycloit ĐườngăEpy-xycloit Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 7 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  8. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: + Theo biên dạng răng: BR thân khai, BR xyclôít, BR Nô-vi-cốp. BánhărĕngăNô-vi-cốp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 8 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  9. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: + Theo tính chất chuyển động: cặp BR phẳng, cặp BR không gian Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 9 - Trục vít – bánhTrường vít ĐH Nông Lâm TPHCM
  10. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1. Khái niệm và phân loại b) Phân loại: BR nón + Theo hình dạng BR: BR trụ, BR côn BR trụ chéo BR nón chéo Trục vít – bánh vít Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 10 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  11. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 2. Định lý ĕn khớp 12OP Tỉ s truỜố ic12 onst? 21OP - Định lý cơ bản về ăn khớp: Để tỉ số 01 truyền cố định, đường pháp tuyến  n chung của một cặp biên dạng phải 1 luôn cắt đường nối tâm tại một điểm K2 N1 cố định K - Vòng lăn 2 K1 b1 P + P là tâm ăn khớp b2 v  O P O P v N2 PP121 1 2 2 1 + Hai vòng tròn OOP11, và OOP22, n 2 lăn không trượt lên nhau, gọi là vòng lăn, các bán kính được ký hiệu  02 r O P 1 1 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường r O P - 11 - 22 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  12. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 2. Định lý ĕn khớp Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 12 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  13. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 3. Ĕn khớp thân khai Đường thân khai: Cho đường thẳng lăn không trượt trên vòng tròn (O, r0) bất kỳ điểm M nào thuộc sẽ vạch nên một đường cong gọi là đường thân khai. Vòng tròn là vòng Or, 0 gọi cơ sở Tính chất ca đốg thân khai 1. Đường thân khai không có điểm nào nằm trong vòng cơ sở. 2. Pháp tuyến của đường thân khai là tiếp tuyến của vòng cơ sở và ngược lại 3. Tâm cong của đường thân khai tại một điểm bất kỳ M là điểm N nằm trên vòng cơ sở và NM NM O Các đường thân khai của một vòng tròn là những đường cách đều nhau và có thể chồng khít lên nhau. Khoảng cách giữa các đường thân khaiKhoa Cơ bằng Khí – Công đoạn Nghệ cung Ths. Trương Quang Trường - 13 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM chắn giữa các đường thân khai trên vòng cơ sở MK M00 K
  14. I. ĐẠI CƠNG V TRUYN ĐỘNG BÁNH RĂNG 3. Ĕn khớp thân khai Phngătrìnhăđờngăthơnăkhai - Chọn hệ tọa độ cực với O làm gốc, điểm M thuộc x M0 OM được xác định bởi rx OM Phương trình đường thân khai x tan x x r r 0 x cos x inv involute  x được gọi là x x hay là hàm thân khai Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 14 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  15. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 1. Giới thiệu Các vòng tròn: - Vòng tròn lăn: D, r S" S' (vòng tròn ban đầu, r = OP) h' t h" - Vòng tròn cơ sở: D0, r0 h - D , r e Vòng tròn đỉnh răng: e e D D - Vòng tròn chân răng: D , r i i Di - Vòng tròn chia 0 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 15 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  16. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn - Bước răng: t - Khoảng cách giữa 2 biên hình liên S" S' tiếp của răng đo h' theo vòng tròn lăn. t - Mođun của răng: m (tiêu chuẩn) h" m = t/ h e D D m = 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; i 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; D 60; 80; 100 0 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 16 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  17. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn - Chiều cao răng: + Chiều cao đầu răng: h’=f’.m S" (f’ă=ă1ăđ/văBRătiêuăchuẩn;ă S' h' t f’ă=ă0,85ăđ/văBRădịchăchỉnh) + Chiều cao chân răng: h”=f”.m h" h (f”=ă1,25ăđ/văBRătiêuăchuẩn;ă e D f”ă=ă1ăđ/văBRădịchăchỉnh) D 2,m 25 Di h h' h" 1,m 85 0 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 17 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  18. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn - Số răng: Z - kính: Đường S" + Vòng tròn lăn: S' h' t Chu vi Zt = D D = Z.t/ = mZ h" h + Vòng tròn đỉnh răng: e D De = D + 2h’ D + Vòng tròn chân răng: Di Di = D – 2h” + Vòng tròn cơ sở: D0 = D.cos 0 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 18 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  19. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn - Góc ăn khớp: tiêu chuẩn = 20o Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 19 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  20. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn Se - Chiều rộng: Sx + của răng: S’ S' + kẻ răng: S” S’ = S” = t/2 rx x r  S"  S' x h' x t r0 h" h 0 e D D Sx = 2rx.[(S’/2r) + inv - inv x] Di Se = 2re.[(S’/2r) + inv - inv e] Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường0 - 20 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  21. II. CÁC THÔNG S HÌNH HỌC CƠ BẢN CA BÁNH RĂNG THÂN KHAI TIÊU CHUẨN 2. Các thông số hình học c bn - Tỷ số truyền:  O P rr mZ 1 2 202 2 S" i12 S' 2O 1 P r 1 r 01 mZ 1 h' t Z2 h" i12 h Z1 e D Dấuă(+)ă– ĕnăkhớpătrong;ă D Dấuă(–) – ĕnăkhớpăngoài Di - Khoảng cách trục: 1 A O O r r m(Z Z ) 0 1 2 1 22 1 2 Dấuă(–) – ĕnăkhớpătrong;ă Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường Dấuă(+)ă– ĕnăkhớpăngoài- 21 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  22. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 1. Đờng ĕn khớp  01 - Khi 2 bánh răng ăn khớp re1 với nhau, điểm ăn khớp thay r1 n đổi vị trí trong quá trình ăn r01 s khớp nhưng vẫn luôn luôn N1 N'1 nằm trên pháp tuyến n-n gọi b1 a1 là đường ĕn khớp. P b2 a2 - N1N2 gọi là đoạn ăn khớp lý N'2 re2 thuyết. N2 - N’1N’2 gọi là đoạn ăn khớp r2 thực. n s r02  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 22 - 02 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  23. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 2. Cung ĕn khớp  01 re1 - Các cung a1b1, a2b2 là cung n r1 r01 trên vòng tròn ban đầu do các s điểm a1, a2 vẽ ra trong thời N1 N'1 gian 1 đôi răng ăn khớp gọi là b1 a1 cung ĕn khớp. P b2 a b = a b a2 1 1 2 2 N'2 re2 N2 r2 n s r02  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 23 - 02 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  24. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 3. Hệ số trùng khớp  01  = a1b1/t = a2b2/t re1 n r1 r01 s + Hệ số trùng khớp không phụ thuộc vào môđun mà phụ thuộc vào góc ăn N1 và dài N'1 khớp chiều đoạn ăn khớp thực b1 . và cao tế (số răng hệ số chiều răng) a1 P b2 + liên a2 Để đảm bảo truyền động tục N'2 giữa 2 bánh răng, phải thỏa mãn điều re2 N2 kiện  1. Do chế tạo và lắp ráp r2 không hoàn toàn chính xác, các răng lại bị mòn trong quá trình làm việc, n s người ta thường lấy  1,05. r02  Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 24 - 02 Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  25. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 4. Điều kiện ĕn khớp đều +ăĕnăkhớpăđúng +ăĕnăkhớpătrùng +ăĕnăkhớpăkhít Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 25 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  26. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 4. Điều kiện ĕn khớp đều a) Điều kiện ĕn khớp đúng (ĕn khớp chính xác) - Điều kiện tt hay tt NN12 OO12 Các thông số tt, OO12 là thông số chế tạo, do đó việc thay đổi khoảng cách trục không ảnh hưởng gì đến điều kiện ăn khớp đúng Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 26 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  27. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 4. Điều kiện ĕn khớp đều b) Điều kiện ĕn khớp trùng AB AB - Điều kiện AB tN hay   1  : hệ số trùng khớp ttN 0 r2 r 2 r 2 r 2 Asin  e1 O 1 e 2 O 2 L t0 A,  phụ thuộc vào điều kiện chế tạo re ,, r00 t và điều kiện lắp ráp L Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 27 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  28. III. ĐNG ĂN KHỚP – CUNG ĂN KHỚP – H S TRÙNG KHỚP 4. Điều kiện ĕn khớp đều c)ăĐiềuăkiệnăĕnăkhớpăkhít Điều kiện ăn khớp khít SS'" LL12 SS'" LL21 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  29. IV. SỰ TRT CA CÁC RĂNG 1 nn 0 VVKK12 tt n VVVKK1 2 12 1 N1 Chính là vận tốc trượt giữa biên hình thứ 1 2 và biên hình thứ 1. N'1 VK1 nguyên nhân gây ra mòn răng và tổn P VK2 phí năng lượng do ma sát H s trt (C): tt N'2 VVNKKK1 2 2 N2 C12 t 1 i 21 . VNKK11 tt 2 VVNKKK2 1 1 n C21 t 1 i 12 . C12 VNKK 22 2 Chân răng mòn nhiều hơn đầu răng, đặc biệt là chân răng của bánh răng nhỏ. Muốn điều chỉnh sự bất lợi này, ta dịch đoạn làm việc sang trái,02 nghĩa là tăng chiều cao đầu răng của bánh răng nhỏ, và giảm chiều cao chân răng của bánhKhoa răng Cơ Khí lớn, – Công hoặc Nghệ dịch Ths. Trương Quang Trường chỉnh các bánh răng - 29 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  30. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Phng pháp cắt định hình Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 30 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  31. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Phng pháp cắt bao hình Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 31 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  32. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Phng pháp cắt bao hình d t d t H 2 d H 2 h'=md r r 0,25md Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 32 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  33. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Phng pháp cắt bao hình Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 33 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  34. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Bánh rĕng tiêu chuẩn Bánh rĕng có dịch dao (BR dịch chỉnh) Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 34 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  35. VI. NHỮNG PHƠNG PHÁP CHẾ TẠO BÁNH RĂNG THÂN KHAI Hiện tợng cắt chân rĕng và số rĕng tối thiểu 0 n N Q m P  n + Nếu hệ số dịch dao đã chọn thì số răng phải bảo đảm: Z Zmin = 17(1 – ) Đối với bánh răng tiêu chuẩn ( = 0) thì Zmin = 17. Có thể dịch dao để số răng nhỏ hơn (khi có yêu cầu bánh răng nhỏ gọn). + Nếu số răng Z đã được quyết định thì hệ số dịch dao phải bảo đảm:  min = (17-Z)/17 + Zmin, min là số răng tối thiểu và hệ số dịch dao tối thiểu để khôngKhoa xảy Cơ raKhí hiện– Công tượngNghệ Ths.cắt Trươngchân Quangrăng. Trường - 35 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  36. VI. BÁNH RĂNG TR TRÒN RĂNG NGHIÊNG 1. Cu tạo mặt rĕng N’o M’ r0 r0 P P No M Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 36 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  37. VI. BÁNH RĂNG TR TRÒN RĂNG NGHIÊNG 2. Các thông số c bn của BR nghiêng  o S  ta 2 ro tn 2 r ts - Góc nghiêng của răng:   - Bước răng – Modun răng: + Trên tiết diện pháp: tn mn = tn/ (tiêuăchuẩn) + Trên tiết diện ngang: ts ms = ts/ + Trên tiết diện dọc: ta ma = ta/ tn = ts.cos = ta.sin mn = ms.cos = ma.sin r = ½ ms.Z = ½ (mn/cos).Z re = r + f’.mn Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường ri = r – f”.mn - 37 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  38. VI. BÁNH RĂNG TR TRÒN RĂNG NGHIÊNG 3. u nhợc điểm của BR nghiêng so với BR thng tng ứng uăđiểmă Nhợcăđiểmă + Xuất hiện lực dọc trục + Làm việc êm dịu. Khắc phục: + Khả năng tải lớn hơn. + Dùng bánh răng chữ V + Thông thường người ta chọn  = 8o – 15o M r01 r02 B1 M B2 B' P P M' B1 M' B2 Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 38 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
  39. Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Ths. Trương Quang Trường - 39 - Trường ĐH Nông Lâm TPHCM