Bài giảng Chi tiết máy

Ví dụ: Nếu các bề mặt đối tiếp của chi tiết máy mà sần sủi, không đượcbôi trơn thì khi chúng làm việc sẽ gây tiếng ồn, kém chính xác, ma sát lớn mònsẽ xảy ra nhanh dẫn đến làm giảm hiệu

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1 KHÁI NIỆM CHI TIẾT MÁY

Chi tiết máy là phần nhỏ và hoàn chỉnh của máy mà khi chế tạo không cónguyên công lắp ráp

Ví dụ: Bu lông, đai ốc, trục, một bánh răng

Lưu ý: Không thể tháo chi tiết máy ra thành những phần nhỏ hơn

1.1.2 KHÁI NIỆM BỘ PHẬN MÁY

Bộ phận máy là một đơn vị lắp ráp hoàn chỉnh của máy Ví dụ: Một ổlăn, một hộp giảm tốc

1.1.3 PHÂN LOẠI

1.1.3.1 Chi tiết máy, bộ phận máy có công dụng chung

Là những chi tiết máy, bộ phận máy được dung phổ biến trong các máykhác nhau, nếu cùng một loại thì công dụng tương tự nhau và công dụng đókhông phụ thuộc vào chức năng riêng của máy

Ví dụ: Trục, Ổ lăn, Ổ trượt, khớp nối

1.1.3.2 Chi tiết máy, bộ phận máy có công dụng riêng

Là những chi tiết máy, bộ phận máy chỉ được dùng ở một số máy nhấtđịnh và có công dụng phụ thuộc vào chức năng của máy

Ví dụ: Trục khuỷu, Cam, Xi lanh

1.1.5 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu cấu tạo

Nghiên cứu nguyên lý làm việc

Nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế chi tiết máy → Đây là nộidung cơ bản và quan trọng được nghiên cứu trong môn học

1.1.6 KHỐI LƯỢNG MÔN HỌC

Tổng số tiết: 60 tiết

1.1.7 TÀI LIỆU THAM KHẢO

+ Chi tiết máy _ Tập 1+2 _ Đỗ Quyết Thắng (HVKTQS)

+ Chi tiết máy _ Tập 1+2 _ Nguyễn Trọng Hiệp(NXBGD)

+ Bài tập chi tiết máy _ Nguyễn Đăng Ba (HVKTQS)

+ Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí _ Tập 1+2 _Trịnh Chất - Lê VănUyển

1.1.8 ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC

- Lý thyết kết hợp với thực nghiệm và gắn chặt với thực tế kỹ thuật:

- Kết quả tính toán mang tính chất gần đúng:Trong tính toán thiết kế chitiết máy có rất nhiều phương án điều quan trọng là chọn được phương án hợp lý

nhất Để đánh giá đúng phương án nào tốt nhất phải xét đến tất cả các vấn đề:

Các chỉ tiêu về khả năng làm việc, chọn vật liệu, yêu cầu về tính công nghệ, tiêu chuẩn hoá, giá thành.

- Kết quả tính toán thực tế nhiều trường hợp còn phụ thuộc vào điều kiệngia công, lắp ghép

1.2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI CHI TIẾT MÁY

1.2.1 CHI TIẾT MÁY PHẢI ĐẢM BẢO CÁC CHỈ TIÊU VỀ KHẢ NĂNGLÀM VIỆC

Là trạng thái chi tiết máy có khả năng thực hiện bình thường chức năngcho trước với những thông số được qui định bằng những tài liệu kỹ thuật địnhmức

Các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc: Độ bền, Độ cứng, Độ bềnmòn, Độ ổn định nhiệt, Độ ổn định dao động

1.2.1.1 Độ bền

Là khả năng tiếp nhận tải trọng của chi tiết máy mà không bị phá hỏng

Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất đối với phần lớn chi tiết máy

1.2.1.2 Độ cứng

Là khả năng của chi tiết máy chống lại sự thay đổi hình dạng dưới tácdụng của tải trọng Độ cứng là một trong các chỉ tiêu quan trọng về khả năng làmviệc của chi tiết máy

1.2.1.3 Độ bền mòn

Là làm việc ổ định trong suốt thời hạn đã định mà không bị mòn quá một

lượng cho phép Chi tiết máy bị mòn làm giảm độ chính xác, làm giảm hiệu suất,

giảm độ bền (Kích thước giảm), làm tăng tải trọng động(Đối với răng bánh răng), tăng tiếng ồn.

Độ tin cậy của sản phẩm được xác định bằng lượng vận hành cần thiếtđược tính ra giờ làm việc của máy công cụ, giờ bay của máy bay, số km chạyđược của xe máy và ô tô

1.2.3 TÍNH CÔNG NGHỆ

Một chi tiết máy có tính công nghệ tức là một mặt nó phải thoả mãn cácchỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc và độ tin cậy Mặt khác trong điều kiệnsản xuất hiện có phải dễ gia công chế tạo, ít tốn vật liệu và thời gian.

Tính công nghệ thể hiện ở những yêu cầu chủ yếu sau:

+ Máy và chi tiết máy phải có hình dạng và kết cấu hợp lý

+ Vật liệu chế tạo máy được chọn hợp lý, bảo đạm các yêu cầu kỹ thuật vàcác yêu cầu lien quan đến công dụng và điều kiện sử dụng máy

+ Sử dụng các phương pháp công nghệ phù hợp để đơn giản hoá quá trìnhchế tạo từ khâu chuẩn bị phôi đến chế tạo, kiểm tra, lắp ghép và nghiệm thu sảnphẩm

+ Khối lượng và kích thước nhỏ gọn

+ Giá thành chế tạo máy và chi phí sử dụng thấp

1.2.4 TÍNH KINH TẾ

Được đánh giá qua việc tính chi phí thiết kế, chế tạo, vận hành và sửachữa Tính kinh tế của chi tiết máy và bộ phận máy đạt được bằng cách tối ưuhình dạng kích thước của chúng để giảm chi phí vật liệu, năng lượng và cũngnhư khó khăn trong sản xuất

1.2.5 TÍNH THẨM MỸ

Đó là hình dạng bề ngoài của chi tiết máy, bộ phận máy và máy phải hoànthiện, hình thức phải đẹp và bắt mắt Tính thẩm mỹ nó ảnh hưởng đến thái độcủa người sử dụng máy đối với máy

1.3 YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI VẬT LIỆU CHI TIẾT MÁY

Việc chọn vật liệu cho chi tiết máy dựa trên các tính chất cơ bản sau: Cơtính (tính kết cấu), tính công nghệ và tính kinh tế

1.3.1 CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU

1.3.1.1 Độ bền

Là khả năng không bị phá huỷ của vật liệu trong những điều kiện và giớihạn nhất định khi chịu các loại tác động: Tải trọng, nhiệt độ không đều, từtrường, điện trường

Độ bền được đánh giá bằng giới hạn bền : Là trị số ứng suất lớn nhất màvật liệu có thể chịu được trước khi mẫu bị phá huỷ

Là tính chất phục hồi lại hình dạng và thể tích sau khi chịu tải

Đặc trưng: Giới hạn đàn hồi qui ước là

1.3.1.4 Tính dẻo

Là tính chất của vật liệu bảo toàn biến dạng dẻo đáng kể mà không bị pháhỏng loại bỏ tác dụng của ngoại lực

Đặc trưng:

1.3.1.6 Độ cứng.

Là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của vật liệu dưới tác dụng củacác vật cứng có hình dáng và tải trọng xác định trong một thời gian xác định.1.3.1.7 Tính chống mài mòn

Là khả năng vật liệu chống lại hiện tượng mòn do các phần tử cứng rơivào vùng tiếp xúc gây ra

1.3.2 TÍNH CÔNG NGHỆ

Đó là tính hàn được, tính tăng bền được, tính dễ gia công cắt gọt

1.3.3 TÍNH KINH TẾ

CHƯƠNG 2CÁC BỀ MẶT ĐỐI TIẾP, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA

CHÚNG VÀ CÁC DẠNG MÒN

2.1 KHÁI NIỆM CHUNG

2.1.1 KHÁI NIỆM BỀ MẶT ĐỐI TIẾP

Là các bề mặt của chi tiết máy có tác dụng tương hỗ với nhau tiếp xúc trựctiếp hoặc thông qua một lớp vật liệu bôi trơn( như dầu, mỡ)

Là các bề mặt đối tiếp tiếp xúc với nhau theo mặt

Ví dụ: Bề mặt ngõng trục tiếp xúc với lót ổ, mối ghép then, then hoa 2.1.2.2 Các bề mặt đối tiếp không trùng

Là các bề mặt đối tiếp tiếp xúc với nhau theo đường hoặc theo điểm

Ví dụ: Các mặt răng ăn khớp với nhau của một cặp bánh răng, Các bề mặtcủa vật thể lăn (như bi, con lăn) và đường lăn của ổ lăn

2.1.3 VAI TRÒ CỦA CÁC BỀ MẶT ĐỐI TIẾP

+ Quyết định khả năng truyền tải và truyền chuyển động giữa các chi tiếtmáy

+ Quyết định hiệu suất, độ chính xác, độ êm và tuổi thọ của chi tiết máy,

bộ phận máy và máy

Ví dụ: Nếu các bề mặt đối tiếp của chi tiết máy mà sần sủi, không đượcbôi trơn thì khi chúng làm việc sẽ gây tiếng ồn, kém chính xác, ma sát lớn mòn

sẽ xảy ra nhanh dẫn đến làm giảm hiệu suất làm việc cũng như tuổi thọ của máy.2.2 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CÁC

BỀ MẶT ĐỐI TIẾP

2.2.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG VỀ ĐIỀU KIỆN CHỊU TẢI

2.2.1.1 Đối với các bề mặt đối tiếp trùng

Thông số đặc trưng cho khả năng truyền tải là áp suất:

Hình 2.2.1 (2.1)

Chú ý: Khi các bề mặt đối tiếp không dịch chuyển tương đối với nhauthì áp suất

đó được gọi là ứng suất dập:

Điều kiện cần bảo đảm:

, được xác định bằng thực nghiệm trong điều kiện tương tự

Chú ý: Việc tính toán áp suất và ứng suất dập là tính gần đúng vì do gia công chế

tạo nên các bề mặt đối tiếp tiếp xúc với nhau là tại các đỉnh mấp mô do vậy diệntích tiếp xúc thực tế nhỏ hơn rất nhiều so với diện tích tính toán

2.2.1.2 Đối với các bề mặt đối tiếp không trùng

Xét mô hình sau :

Hình 2.2.4Khi chưa có lực tác dụng thì các bề mặt đối tiếp tiếp xúc đường.

Khi có lực tác dụng thì tại bề mặt đối tiếp tiếp xúc bị biến dạng và chuyển từ tiếpxúc theo đường thành tiếp xúc theo một dải hẹp

Thông số đặc trưng cho khả năng truyền tải là ứng suất tiếp xúc

được xác định theo công thức Héc: = (2.8)

Với : qH là tải trọng trên một đơn vị chiều dài tiếp xúc

là bán kính cong tương đương:

Dấu + khi tiếp xúc ngoài

Dấu – khi tiếp xúc trong(với < là bán kính ngoài)

ZM là hệ số phụ thuộc vào cơ tính vật liệu 2 chi tiết

2.2.2 CÁC THÔNG SỐ VỀ ĐỘNG HỌC.

Nhận xét: Các bề mặt đối tiếp khi tiếp xúc với nhau để truyền chuyển động và

truyền tải thường có hiện tượng trượt tương đối với nhau Hiện tượng trượt cóhại vì nó làm giảm hiệu suất, sinh nhiệt nhiều… mòn bề mặt đối tiếp

Thông số đặc trưng cho điều kiện làm việc của các bề mặt đối tiếp về mặtđộng học là vận tốc trượt: và vận tốc trượt riêng

Mô hình:

Hình 2.2.5_ Vận tốc điểm M thuộc bề mặt 1

_ Vận tốc điểm M thuộc bề mặt 2

Khi thì có hiện tượng trượt giữa hai bề mặt 1 và 2

Nếu > Bề mặt 1 được gọi là bề mặt vượt

Nếu - = _ Vận tốc trượt của bề mặt 1 so với bề mặt 2

Nếu - = _ Vận tốc trượt của bề mặt 2 so với bề mặt 1

Ta có: = = _ Giá trị vận tốc trượt

Chú ý: Nếu hai bề mặt không có sự trượt dọc theo chiều trục

Đặt: , (2.12) Với và Là vận tốc trượt riêng

, : Đặc trưng cho cường độ toả nhiệt trên bề mặt đối tiếp, tức , càng lớnthì bề mặt càng chóng bị đốt nóng

Xét trong thời gian dt: Gọi dw là công sinh ra do ma sát trong thời gian dt dw= Fn.f .dt

Trong thời gian dt thì độ lớn cung dịch chuyển của bề mặt 1 so với điểm tiếp xúc

Do đặc trưng cho cường độ đốt nóng bề mặt 1

đặc trưng cho cường độ đốt nóng bề mặt 2

2.3 CÁC DẠNG MÒN ( Tự đọc)

CHƯƠNG 3BÔI TRƠN BỀ MẶT ĐỐI TIẾP

3.1 KHÁI NIỆM CHUNG

3.1.1 TÁC DỤNG CỦA BÔI TRƠN

+ Làm giảm hệ số ma sát, giảm cương độ mòn, giảm mất mát do ma sát,tăng , giảm nhiệt

+ Chống oxi hoá các bề mặt đối tiếp

+ Làm mát cho máy do dầu mỡ chuyển động, vung toé nên dẫn nhiệt.Ngoài ra bôi trơn còn có tác dụng đẩy các sản phẩm mài ra khỏi vùng tiếpxúc, mỡ đặc còn có tác dụng lót kín

3.1.2 TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU BÔI TRƠN

Vật liệu bôi trơn chủ yếu là: Dầu và mỡ nên có 2 tính chất sau:

3.1.2.1 Độ nhớt

Là sự cản trở dịch chuyển tương đối giữa các lớp vật liệu bôi trơn

Bản chất độ nhớt: Ma sát trong của vật liệu bôi trơn Dầu có độ nhớt thấpthì có tác dụng bôi trơn kém, dầu có độ nhớt cao thì sức cản quá lớn vì vậy cầnchọn dầu có độ nhớt phù hợp

Nhận xét:

+ Độ nhớt của dầu giảm nhanh khi tăng nhiệt độ, trong khoảng nhiệt độ t

= độ nhớt động lực của dầu có mối liên hệ với nhiệt độ theo công thứcgần đúng: (3.1.1) Ở đây m

+ Khi tăng áp suất độ nhớt của dầu sẽ tăng (3.1.2) Trong đó

là hệ số pieza của độ nhớt phụ thuộc vào t và p Đối với dầu khoáng = 0,007 0,03 (MPa-1)

3.1.2.2 Tính chất bôi trơn

Là khả năng bám của vật liệu bôi trơn lên bề mặt chi tiết máy tạo thànhmột lớp màng mỏng gọi là màng giới hạn nhằm giảm hệ số ma sát và ngănkhông cho các bề mặt đôi tiếp tiếp xúc kim loại trực tiếp với nhau

Bản chất: Nội ma sát của vật liệu bôi trơn

Hệ số ma sát ướt rất nhỏ nên hiệu suất cao, nhiệt sinh ra ít, mài mòn hầunhư không xảy ra.(Mòn chỉ xảy ra khi khởi động hoặc khi dừng máy lúc đó có sự

3.2.3 Ma sát không vật liệu bôi trơn

Là dạng ma sát được hình thành khi giữa các bề mặt đối tiếp không có lớpdầu bôi trơn mà giữa chúng chỉ có lớp hấp phụ không khí, hơi nước

nước) Dạng ma sát này chỉ xảy ra khi thực nghiệm và trong điều kiện chânkhông.

3.3 THỰC HIỆN MA SÁT ƯỚT THEO NGUYÊN LÝ THUỶ ĐỘNG

3.3.1 Bản chất của nguyên lý thuỷ động

Do dầu được điền đầy liên tục và lượng dầu chảy qua mọi mặt cắt vuônggóc với trục x trong một đơn vị thời gian là như nhau Tức là lượng dầu chảy qua



mặt cắt ở toạ độ x là một hằng số, lương dầu chảy qua mỗi mặt cắt phụ thuộcvào: Độ lớn khoảng cỏch khe hẹp h và vận tốc chảy dầu.

3.3.2 Điều kiện thực hiện ma sỏt ướt theo nguyờn lý thuỷ động

+ Giữa 2 bề mặt trượt phải tạo khe hở hỡnh chờm

+ Dầu phải cú độ nhớt thớch hợp và liờn tục điền đầy vào khe hẹp hỡnhnờm

+ Vận tốc tương đối giữa 2 bề mặt trượt phải cú phương chiều thớch hợp

và trị số đủ lớn để ỏp suất sinh ra trong lớp dầu cú đủ khả năng cõn bằng với tảitrọng ngoài

Tải trọng không chỉ là những tác dụng cơ học thuần tuý

nh lực, mômen, mà còn là những tác động khác gây ra biếndạng của chi tiết nh tác dụng của nhiệt, tác dụng của từ trờng,

điện trợng…

* Tải trọng tĩnh: Là tải trọng có trị số, phơng chiều,

điểm đặt cố định hay thay đổi dần dần từ không đến mộtgiá trị nhất định và sau đó không đổi

Ví dụ: Trọng lực, áp suất của chất khí hay chất lỏng trongbình chứa, lực xiết của bu lông…

* Tải trọng thay đổi: Là tải trọng thay đổi theo thời gian

có thể thay đổi về độ lớn hoặc phơng chiều hoặc điểm

đặt

Ví dụ: Tải trọng tác dụng lên răng của đĩa xích hay củabánh răng, lực tác dụng lên dao cắt của các máy công cụ, lực tácdụng của mặt đờng lên các bánh xe…

Nhận xét: Thực tế tải trọng thay đổi rất phức tạp, tải trọngthay đổi gây nên sự phá hỏng mỏi cho các chi tiết máy, mặc

dù ứng suất trong chi tiết máy cha lớn lắm, thậm chí còn nhỏhơn giới hạn đàn hồi Do vậy tải trọng thay đổi so với tải trọngtĩnh nguy hiểm hơn

Để tính toán thiết kế chi tiết máy chịu tải trọng thay đổingời ta thờng qui tải trọng thay đổi về một trong các chế độtải trọng điển hình hoặc qui về chế độ tải trọng thay đổitheo bậc

* Các chế độ tải trọng điển hình:

Hình 4.1.1

0 - Tải trọng cố định

I - Tải trọng nặng

II - Tải trọng trung bình đồng xác suất

III - Tải trọng trung bình chuẩn

IV - Tải trọng nhẹ

V - Tải trọng rất nhẹ

* Tải trọng thay đổi theo bậc

Hình 4.1.2Sơ đồ tải trọng đợc sắp xếp lại nh sau.

Hình 4.1.3Khi tính toán thiết kế chi tiết máy chịu chế độ tải trọngthay đổi theo bậc ngời ta thờng qui về tải trọng không đổi t-

Hình 4.1.5

Nhận xét: Việc thay thế là tơng đơng nếu ảnh hởng của chế

độ tải trọng tĩnh tơng đơng đến sức bền mỏi của chi tiếtmáy giống nh ảnh hởng của chế độ tải trọng thay đổi đã cho

4.1.2.2 ứng suất động(ứng suất thay đổi)

Là ứng suất mà trị số hoặc chiều của nó thay đổi theothời gian

Ví dụ: ứng suất uốn tại mặt cắt chân răng của bánhrăng…

Chú ý: Không phải chỉ có tải trong thay đổi mới gây ra ứngsuất thay đổi mà ngay cả tải trọng tĩnh vẫn có thể gây raứng suất thay đổi

4.1.2.3 Đặc trng của chu trình ứng suất

Khoảng thời gian ngắn nhất để ứng suất từ trị số giới hạnnày biến đổi sang trị số giới hạn khác rồi trở về trạng thái ban

đầu đợc gọi là một chu kỳ ứng suất.

Nếu ký hiệu ứng suất là S (Stress) thì các thông số đặc

trng cho một chu trình ứng suất:

+ r = 1 Chu trình không đổi.

+ r > 0 Chu trình cùng dấu

+ r < 0 Chu trình khác dấu

4.2 độ bền của chi tiết máy

Đây là chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc đối với đa

số các chi tiết máy Nếu không đủ độ bền khi chịu tải trọngchi tiết máy sẽ bị phá hỏng hay biến dạng d lớn

Cơ sơ tính toán về độ bền đợc nghiên cứu trong giáotrình “sức bền vật liệu”

Phơng pháp chung: Khống chế ứng suất lớn nhất theo ứngsuất cho phép

Tính theo độ bền mỏi

Đờng cong mỏi đợc xác định bằng thực nghiệm

Hình 4.2.1Muốn chi tiết máy làm việc không bị phá hỏng vì mỏi với

số chu trình ứng suất NC lớn tuỳ ý thì Trong đó là giớihạn mỏi dài hạn

Muốn cho chi tiết máy làm việc với NC < N0 thì ta phảitính chi tiết máy theo giới hạn mỏi ngắn hạn

Do điểm A và B đều thuộc đờng cong mỏi nên ta có:

(4.2.5)

Chú ý: Ta sử dụng thang logarit đối với cả hai trục toạ độ

Hình 4.2.2Nhận xét: Giữa tải trọng và ứng suất bao giờ cũng có mối quan

hệ sau:

(4.2.7)Trong đó:

Q - Là tải trọng

- Là hằng số phụ thuộc vào kết cấu chịu tải cụ thể

- ứng suất(có thể là ứng suất pháp hoặc ứng suất tiếp)

(4.2.8)Trong đó:

Hình 4.2.3Chi tiết máy làm việc với tải trọng Qi thì chịu đợc số chutrình thay đổi ứng suất NClimi thì nó sẽ bị phá huỷ vì mỏi i =

1, 2, …k

Thực tế cho thấy ở chế độ i chi tiết máy chỉ làm việc với

số chu trình ứng suất là NCi <NClimi Tổn thất sức bền mỏi ởchế độ thứ i là NCi/NClimi Với i =1, 2, … k

Nh vậy:

ở chế độ thứ nhất tổn thất sức bền mỏi là: NC1/Nclim1

ở chế độ thứ 2 tổn thất sức bền mỏi sẽ là : NC2/NClim2

…

ở chế độ thứ k tổn thất sức bền mỏi là : NCk/NClimk

Điều kiện để chi tiết máy không bị phá huỷ mỏi là:

Chi tiết máy làm việc ở nhiều chế độ tải trọng i =1, 2, …

k Do vậy ta phải qui về chế độ tải trọng không đổi tơng

Hệ số ảnh hởng của kích thớc tuyệt đối đến giới hạn bền

Hệ số tập trung ứng suất thực tế:

;

4.3.3 ảnh hởng của trạng thái bề mặt

Nếu bề mặt càng rắn thì càng khó xuất hiện vết nứt ở

bề mặt do đó tăng bền cho chi tiết máy

Thực tế cho thấy để tăng độ rắn bề mặt của chi tiếtmáy ngời ta thờng dùng các biện pháp nh tôi, lăn ép, phun bi…

Bề mặt càng nhẵn thì càng làm giảm tập trung ứng suất

ở các chận nhấp nhô của bề mặt do đó càng làm tăng bề chochi tiết máy

1 Theo tớnh chất lắp ghộp của then cú thể chia then làm 2 loại lớn:

*) Then ghộp lỏng: then bằng, then bỏn nguyệt, then dẫn hướng tạo thành mối ghộp lỏng

- Ưu điểm:

Thường dựng nhất là then lắp lỏng phối hợp với kiểu lắp cú độ dụi giữa may ơ

và trục Cỏch lắp này đảm bảo độ đồng tõm và độ tin cậy của mối ghộp cao

- Nhược điểm:

- Then ghộp căng: then vỏt, then trũn tạo thành mối ghộp căng

+ Then lắp lỏng dựng phối hợp với kiểu lắp khụng cú độ dụi của may ơ và trục

dễ bị hỏng do gỉ fretting và dớnh kết

+ Then dẫn hướng cũng cú hỡnh dạng như then bằng nhưng nú được dựng trong trường hợp cần di động tiết mỏy dọc trục Khả năng tải của then dẫn hướngkộm hơn then hoa dẫn hướng rất nhiều.Vỡ vậy trong thiết kế hiện nay người ta kụ

sử dụng then dẫn hướng

*) Then ghộp căng: Then vỏt, then trũn tạo thành mối ghộp căng

Mối ghộp căng bằng then vỏt, đảm bảo truyển mụmen xoắn nhờ lực ma sỏt Khilắp mối ghộp này gõy ra khe hở và biến dạng giữa may ơ và trục, khụng đảm bảo

độ đồng tõm giữa 2 chi tiết này

2 Theo hỡnh dạng then ta cú 2 loại then phổ biến: Then bằng và then bỏn nguyệt

- Ưu điểm : Có thể tự động thích ứng với độ nghiêng của rãnh may ơ, cách chế tạo then và rãnh then cũng đơn giản hơn

- Nhược điểm là phải phay rãng then sâu trên trục làm trục bị yếu đi Do vậy loại này chủ yếu dùng khi chịu tải nhỏ

*) Tính then bằng và then bán nguyệt:

Do mặt làm việc của then bằng và then bán nguyệt đều là các mặt bên nên then bằng và then bán nguyệt đều có chỉ tiêu làm việc chủ yếu là sức bền dập củacác mặt bên của then

- Điều kiện bền dập của then bằng và then bán nguyệt là:

[ ] (7.1)Trong đó:

- Điều kiện bền cắt đã được tính đến khi tiêu chuẩn hóa then bằng và then bán nguyệt nên khi tính toán mối ghép không cần kiểm tra điều kiện về cắt

H×nh 8-1 C¸c lo¹i mèi ghÐp then

7.2 MỐI GHÉP THEN HOA.

- Theo dạng then có thể chia làm các loại sau:

+ Then hoa chữ nhật: được dùng nhiều hơn cả để lắp ráp lên trục các bánh răng, bánh đai…

+Then hoa thân khai: có tính công nghệ và khả năng tải cao nên ngày càng sử dụng rộng rãi

+ Then hoa tam giác: chỉ dùng trong một số trường hợp như để lắp các trục xoắnhay các trục và may ơ có thành mỏng

- Theo tính chất lắp ghép: Ghép bằng then hoa có thể chia làm 2 loại: Ghép cố định trong đó may ơ cố định trên trục, ghép di động, may ơ có thể di chuyển dọc trục

c) Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm:

+ Diện tích bề mặt làm việc lớn, số lượng chi tiết ít

+ Hiện tượng tập trung ứng suất trong rãng then hoa cũng ít hơn so với rãnh mốighép then Khả năng phân bố tải đều lên các mặt răng nên khả năng tải của mối ghép được tăng lên đáng kể so với mối ghép then

+ Ngoài ra khả năng định tâm tốt hơn và khả năng định hướng theo chiều trục cũng tốt hơn

Phạm vi sử dụng: dùng rộng rãi trong các máy móc chịu tải nặng, đặc biệt khi phải chịu tải động như trong ô tô, xe tăng, máy kéo…

d) Tính mối ghép then hoa

Chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc của mối ghép then hoa là sức bền dập và mòn của bề mặt làm việc

- Tính theo sức bền dập:

Kiểm tra mối ghép về dập được tính theo công thức:

(7.2)

Trong đó: T là mômen xoắn cần truyền, Nmm; h là chiều cao bề mặt tiếp xúc của răng, mm; là chiều dài và đường kính trung bình của mối ghép

là ứng suất dập cho phép

được lấy như sau :

Trong mối ghép di động có trục và may ơ được nhiệt luyện : = 10 -

20Mpa nếu điều kiện sử dụng tốt, 5 -10 Mpa nếu làm việc nặng

Trong mối ghép cố định ứng suất dập cho phép được phép xác định theo công thức : = /n (7.3)

là giới hạn chảy của vật liệu răng chi tiết có độ cứng nhỏ hơn ;

n = 1.25 - 1.4 là hệ số an toàn bền

= là hệ số tải trọng động, là mômen lớn nhất tác dụng lên mối ghép là hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số chế tạo đến hiện tượng tập trung tải trọng ; là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các răng khi tácdụng lên mối ghép lực ngang F ; là hệ số kể đến hiện tượng tập trung tải trọng dọc theo chiều dài răng

Chú ý : sau khi chạy rà lấy = 1

trên chiều dài mối ghép l ; là hệ số tập trung tải trọng không đặt đúng điểm giữa chiều dài may ơ gây ra mômen lật

- Tính mối ghép then hoa về mòn được xác định theo công thức sau :

(7.4)

là ứng suất cho phép quy ước khi tính mối ghép về mòn

= là hệ số chu trình chịu tải trong toàn bộ thời gian làm việc

= là số vòng quay cơ sở quy ước, N = 60nt (t là số giờ làm việc, n là số vòng quay vg/ph) là tổng số vòng quay của mối ghép đối với vecto lực ngang

là hệ số tải trọng kể đến ảnh hưởng của tại trọng động

là hệ số kể đến ảnh hưởng của sự dịch chuyển chiều trục của mối ghép

=1 khi không di chuyển chiều trục, khi dịch chuyển không tải, = 3 khi dịch chuyển có tải

là hệ số điều kiện bôi trơn của mối ghép = 0,7 khi bôi trơn đầy đủ không bẩn, = 1 khi bôi trơn trung bình, = 1,4 khi bôi trơn kém có bụi bẩn

7.3 Mối ghép bằng độ dôi.

7.3.1 Khái niệm chung .

a) Khái niệm về mối ghép độ dôi.

- Mối ghép có độ dôi là mối ghép dùng độ dôi của 2 chi tiết máy tiếp xúc nhau theo mặt trụ hoặc mặt côn để ghép chúng lại với nhau

Mối ghép truyền tải trọng nhờ ma sát sinh ra trên bề mặt tiếp xúc

- Độ dôi là hiệu số dương giữa đường kính trục và đường kính lỗ N = B - A Khi muốn lắp có độ dôi thì đường kính trục B phải lớn hơn đường kính lỗ A

b) Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm :

Cơ bản của mối ghép có độ dôi là là kết cấu và chế tạo đơn giản, do đó giá thành

hạ Độ đồng tâm của các chi tiết máy ghép được đảm bảo, cho nên mối ghép này được dùng để lắp ghép các tiết máy cao tốc

- Nhược điểm :

+ Khả năng truyền lực của nó không xác định được chính xác vì phụ thuộc vào

độ dôi và hệ số ma sát, hai yếu tố này thay đổi trong phạm vi khá rộng phụ thuộcvào nhiều yếu tố như : độ dôi phụ thuộc vào kiểu lắp, hệ số ma sát phụ thuộc vàophương pháp lắp, độ nhám bề mặt…

+ Mối ghép có độ dôi thì xuất hiện ứng suất lắp ráp lớn trong chi tiết làm giảm

độ bền của nó

+ Tập trung ứng suất lớn ở mép lỗ làm giảm độ bền mỏi của chi tiết

Hiện nay mối ghép có độ dôi đang được sử dụng rộng rãi trong các nghành chế tạo cơ khí

7.3.2 Mối ghép có bề mặt trụ bằng độ dôi .

a) Khái niệm :

Việc lắp mối ghép này có thể được thể hiện bằng phương pháp ép hay biến dạng nhiệt Khả năng làm việc của phương pháp biến dạng nhiệt có thể tăng gấp 1,5 lần hoặc hơn phương pháp ép

Khả năng chống di chuyển tương đối của các chi tiết ghép tỷ lệ thuận với áp suất

p trên bề mặt tiếp xúc Độ dôi đươc chọn theo trị số áp suất p

Trong 2 điều kiện trên p là áp suất bề mặt tiếp xúc K là hệ số an toàn

K = 1,5…2 ; f là hệ số ma sát ; d và l là đường kính và chiều dài tiếp xúc

Khi chịu đồng thời cả T và Fa

K (7.7) Trong đó: Ft = 2T/d là lực vòng

Theo các trị số tìm được của p từ các quan hệ trên chúng ta xác định được độ dôi

và chọn được kiểu lắp

Hệ số ma sát trong tính toán gần đúng với các chi tiết thép và gang lấy

f = 0,08…0,1 khi lắp ép ; f =0,12…0,14 khi lắp bằng biến dạng nhiệt

Áp suất bề mặt tiếp xúc và độ dôi liên hệ bằng công thức Lamme

P = N/[d( ] (7.8)

Trong đó: N là độ dôi tính toán, C1 và C2 là các hệ số xác định theo công thức:

9.1.2 Nguyên lý làm việc

Nhờ có ma sát giữa đai và các bánh đai, bánh dẫn quay đai kéo bánh bị dẫnquay theo, do đó cơ năng được truyền từ trục dẫn sang trục bị dẫn

Hình 9.2 Hình 9.3 Hình 9.4 Hình 9.5

9.1.4 Ưu nhược điểm.

a) Ưu điểm

+ Có khả năng truyền chuyển động trên khoảng cách trục khá xa (thường

a wmax = 15 m, trường hợp đặc biệt awmax có thể đạt đến 40 m).

+ Làm việc êm và không ồn (nhờ tính đàn hồi của vật liệu dây đai)

+ Có thể tự biến thành cơ cấu an toàn khi hệ thống quá tải (lúc này đaitrượt trơn trên bánh) Ví dụ như trong hộp giảm tốc

+ Kết cấu đơn giản, giá thành thấp

+ Lực tác dụng lên trục và ổ lớn do phải căng đai từ đầu ( lực tác dụng lêntrục và ổ tăng khoảng 2-3 lần so với truyền động bánh răng).

+ Tuổi thọ thấp, nhất là khi làm việc với vận tốc cao, thường tuổi thọ của

bộ truyền từ (1000  5000) giờ.( do dây đai nhanh hỏng)

9.1.5 Phạm vi sử dụng.

Bộ truyền đai được sử dụng hợp lý nhất trong trường hợp do yêu cầu kếtcấu cần truyền chuyển động giữa các trục cách xa nhau, hay khi có vận tốc lớnkhông được phép dùng các truyền động khác

Truyền động đai thường dùng trong ô tô máy kéo, máy xay xát, máy khoan,

v.v Công suất thường dùng: (0,3  50) kw với vận tốc đai từ (5  30) m/s và tỉ số truyền u  5 đối với đai dẹt, u  10 đối với đai thang.

9.1.6 Cấu tạo các loại dây đai (tự dọc)

9.2 ĐỘNG HỌC TRONG BỘ TRUYỀN ĐAI.

Các thông số hình học cơ bản của bộ truyền đai là góc ôm trên bánh nhỏ , chiều dài dây đai L và khoảng cách trục a.

1 Hiện tượng trượt trong bộ truyền đai

Nhận xét: Cần phân biệt hai hiện tượng trượt: Trượt đàn hồi và trượt trơn

+ Trượt trơn: Chỉ xảy ra khi quá tải hoặc Fo không đủ để truyền tải (do lắpráp không đúng yêu cầu kỹ thuật để tạo sức căng ban đầu cần thiết)

+ Trượt đàn hồi: Xảy ra với bất kỳ tải nào khi bộ truyền làm việc

Để bộ truyền làm việc được thì ban đầu ta phải căng đai để tạo ma sát giữa dâyđai và vành bánh đai Trong dây đai có sức căng ban đầu là:

Khi bộ truyền làm việc thì nhánh 1 căng ra sức căng tăng tăng lên tức Nhánh 2 trùng sức căng giảm giảm xuống tức

Vì đai là vật liệu đàn hồi Nhánh 1 dãn thêm còn nhánh 2 co lại

Giả thiết tổng chiều dài dây đai là L = const ( giả thiết này là hợp lý vì ban đầucác nhánh dây đai ở trạng thái thẳng) Nhánh 1 dãn một lượng bằng lượng cocủa nhánh 2 Lượng tăng sức căng của nhánh 1 bằng lượng giảm sức căng củanhánh 2 Vì dây đai làm việc trong giới hạn đàn hồi nên lực tỉ lệ với biến dạng.

Mối quan hệ giữa F1 và F 2 :

Từ mối quan hệ trên suy ra :

Trên bánh dẫn 1: Khi đai chuyển động từ A đến B thì sức căng giảm từ

Đai co lại Xảy ra hiện tượng trượt co của dây đai trên bánh đai Tuy nhiên do

có lực ma sát giữa dây đai và bánh đai cản lại sự trượt nên hiện tượng trượt cokhông xảy ra trên toàn bộ cung ôm Hiện tượng trượt chỉ xảy ra trên cung BE.Góc gọi là góc trượt

Trên bánh bị dẫn 2: Khi đai chuyển động từ C đến D thì sức căng tăng từ

Đai dãn thêm Xảy ra hiện tượng trượt dãn của dây đai trên bánh đai Do cólực ma sát cản lại sự trượt nên trượt chỉ xảy ra trên cung DF

Trượt co và trượt dãn là do biến dạng đàn hồi Gọi chung là trượt đàn hồi.Các cung và gọi là các cung trượt đàn hồi Lực ma sát giữa dây đai vàbánh đai dùng để truyền lực vòng Ft chỉ sinh ra trên cung trượt

Độ lớn của các cung trượt , phụ thuộc vào sự cân bằng của

Với lực ma sát Khi T1 tăng thì tăng và tăng

Nhận xét:

Do có trượt đàn hồi Làm giảm vận tốc n2 của bánh 2 do đó làm cho tỷ

số truyền u tăng

Trượt đàn hồi phụ thuộc vào tải trọng(T1) do đó u phụ thuộc vào tải trọng

tỷ số truyền thay đổi không ổn định

Nếu tải trọng tăng ( ) các cung trượt tăng cho đến khi

Nếu ta tiếp tục tăng tải thì sẽ xảy ra hiện tượng trượt trơn doquá tải n2 = 0 Hiện tượng trượt trơn bao giờ cũng xảy ra trênbánh nhỏ trước

Kết luận:

Hiện tượng trượt có tác hại:

+ Làm tăng u và u thay đổi không ổn định

+ Làm giảm hiệu suất

9.3 QUAN HỆ LỰC TRONG BỘ TRUYỀN ĐAI

Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu mối quan hệ giữa sức căng ban đầu

Fo, sức căng trong các nhánh dẫn F1 và sức căng trong nhánh bị dẫn F2 với lựcvòng khi bộ truyền làm việc:

a) Sức căng do lực ly tâm gây ra

Hình 10.3.1Nhận xét:

Khi đai chuyển động trên cung ôm thì xuất hiện lực ly tâm Lực này gâylên sức căng cho dây đai gọi là lực căng

Xét phân tố đai như hình vẽ:

(10.3.1)Với _ Khối lượng của một đơn vị chiều dài dây đai

Ta xét phương trình cân bằng của phân tố đai theo phương ngang

(10.3.2)

b) Quan hệ lực với các thông số kết cấu và ma sát

Hình 10.3.2Xét cân bằng của phân tố đai sau:

Hình 10.3.3 _ Góc của mặt cắt đai

(10.3.4)

(10.3.5)Thay (10.3.5) vào (10.3.4)

( Phương trình ole có kể đến lực căng phụ) (10.3.6)

Ta có:

(10.3.7)(10.3.8)

F1 - sức căng trong nhánh dẫn;

F2 - sức căng trong nhánh bị dẫn;

Ft - là lực vòng của truyền động; ta có biểu thức:

Hay

Trị số: Góc ôm , hệ số ma sát f càng tăng thì khả năng tải càng tăng (biểu

thức (10.3.8) cho thấy điều này khi Fo = const) Đây chính là cơ sở lý thuyết của

việc tìm ra truyền động có bánh căng phụ (nhằm tăng góc ôm ) và bộ truyền đai

thang (tăng hệ số ma sát f).

9.4 ỨNG SUẤT TRONG BỘ TRUYỀN ĐAI

Dưới tác dụng của lực căng ban đầu, lực căng trên các nhánh đai và lựccăng phụ, trên mặt cắt ngang của đai xuất hiện các ứng suất sau.

Ứng suất căng ban đầu

Ứng suất kéo trên nhánh đai chủ động

Ứng suất kéo trên nhánh đai bị động

Ứng suất kéo do lực căng phụ

Khi đai chuyển động trên các cung AB và cung CD còn xuất hiện ứng suất uốn

E _ Mô đun đàn hồi của vật liệu đai

_ Khoảng cách từ thớ chịu ứng suất uốn lớn nhất đến thớ trung hoà

Mặc dù mặt cắt đai chạy một vòng thì ứng suất trong đai mới thực hiệnmột chu trình ứng suất nhưng trong tính toán thiết kế ta lại xem mỗi lần mặt cắtđai đi qua một bánh đai thì ứng suất thay đổi một lần.

Do nhỏ lớn Nhưng nếu lấy quá lớn càng lớn do

Kích thước bộ truyền lớn phải lấy hợp lý

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kéo:

1 Hệ số ma sát f giữa dây đai và vành bánh đai Khi f tăng thì Fms tăng,

Tms tăng do đó khả năng kéo tăng

2 Góc ôm tăng, Tms tăng, khả năng kéo tăng

3 Đường kính bánh đai d1 d1 tăng, Tms tăng, khả năng kéo tăng

4 Vận tốc chạy của dây đai Khi v tăng thì lực li tâm tăng, giảm áp lựcpháp tuyến Fn, lực ma sát giảm, khả năng kéo giảm

5 Lực căng ban đầu F0 F0 tăng, khả năng kéo tăng

Chú ý: Nếu F0 quá lớn thì dây đai nhanh bị dão làm giảm khả năng kéo cho nên

ta phải chọn F0 hợp lý Để có thể lấy F0 hợp lý người ta làm thí nghiệm để xâydựng đường cong trượt và đường cong hiệu suất

+ Khi Nếu tăng thì tăng nhanh và không tỷ lệ với tải Điều

đó chứng tỏ trong vùng này có trượt trơn từng phần

+ Khi =100% Xảy ra trượt trơn hoàn toàn = 0

Hiệu suất đạt max ở lân cận của 0 0 phụ thuộc vào chất liệu đai

Kết luận: Phải tính toán thiết kế để bộ truyền làm việc trong lân cận của vì:

Cơ sở: Theo phương trình đường cong mỏi

với r – giới hạn mỏi dài hạn của đai (MPa)

N0 – Số chu kỳ làm việc cơ sở = 107

Bằng thực nghiệm xác định được:

m – chỉ số của đường cong mỏi; m = 5 đối với đai dẹt, m = 8 đối với đaithang

r = 6 MPa – đai vải cao su cú lớp đệm

r = 7 MPa – đai vải cao su khụng cú lớp đệm

r = 9 MPa – đai thang

r = 4 5 MPa – đai sợi bụng

NC - Số chu trình thay đổi ứng suất

Khi tính toán thiết kế ta xem rằng khi dây đai chạy qua 1 bánh đai thì ứngsuất thay đổi một lần

Trong đó:

v - Vận tốc dây đai

L - Tổng chiều dài dây đai

Zb - Số bánh đai trong bộ truyền(Zb = 2)

- Số giờ làm việc của bộ truyền

- Hệ số kể đến việc tăng sức bền mỏi khi đai chạy trên bánh lớn có ứng suấtuốn giảm

9.5.2 TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI THANG

9.5.2.1 THEO KHẢ NĂNG KÉO.

Gọi N0 là công suất truyền được của một dây đai thang làm việc trong điềukiện thí nghiệm:

+ u = 1

+ Làm việc với tải trọng tĩnh; 1 ca/ ngày

+ Chiều dài dây đai L0 xác định

Gọi là công suất cho phép truyền được của một dây đai thang làm việctrong điều kiện thực tế cần tính toán thiết kế

Trong đó:

- Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm, nếu =1 Khi <1800

<1

CL - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài dây đai, phụ thuộc vào tỷ số

Ct - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc phụ thuộc vào tính chất của tảitrọng và số ca làm việc trong ngày

- Lượng tăng công suất truyền được do kể đến việc giảm ứng suất uốn khiđai chạy trên bánh lớn Nếu u = 1,0 … 1,02 = 0

Gọi z là số dây đai của bộ truyền cần tính toán

Trong đó:

Nt - Công suất cần truyền của bộ truyền

Cz - Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều giữa các dây đai, phụ thuộc vào

số dây đai

Chú ý: z được qui tròn lớn lên

9.5.2.2 TÍNH TUỔI THỌ CỦA BỘ TRUYỀN

Gọi q0 là lực vũng cho phộp truyền được ứng với một đơn vị chiều rộngđai làm việc trong điều kiện thớ nghiệm( tải tĩnh, v =10m/s, d1 =d2, u =1, bộtruyền đặt nằm ngang).

Gọi [q] là lực vũng truyền được ứng với một đơn vị chiều rộng đai làmviệc trong điều kiện thực tế

[q] = q0.ct.cv.c0.cỏ

Trong đú: ct là hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc

cỏ là hệ số kể đến ảnh hưởng của gúc ụm ỏ

cv là hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc v

c0 là hệ số kể đến ảnh hưởng của việch điều chỉnh sức căng đai vàcỏch bố trớ bộ truyền

Cỏc hệ số ảnh hưởng trờn ta cú thể tra ở cỏc bảng tra tương ứng

Sau khi biết lực vũng cần truyền Ft và lực vũng riờng cho phộp [q], ta cú thể xỏcđịnh chiều rộng cần thiết của đai b = Ft /[q]

9.6 TRèNH TỰ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

1 Chọn loại đai

2 Xỏc định cỏc kớch thước và thụng số bộ truyền

3 Xỏc định cỏc thụng số của đai theo chỉ tiờu về khả năng kộo của đai và

về tuổi thọ

4 Xỏc định lực căng đai và lực tỏc dụng lờn trục

chơng 10 truyền động bánh răng10.1 khái niệm chung.

10.1.1 Định nghĩa.

Truyền động bánh răng dùng để truyền chuyển độngquay giữa 2 trục với tỷ số truyền xác định nhờ sự ăn khớp trựctiếp của các răng trên 2 bánh răng Nếu một trong 2 bánh răng

có tâm quay ở xa vô tận, chuyển động của nó là tịnh tiến,bánh răng đặc biệt này gọi là thanh răng và ta có truyền độngbánh răng thanh răng

10.1.2 Phân loại.

1 Theo vị trí tơng đối của trục:

+ Truyền động bánh răng có trục song song bao gồm: các

bộ truyền bánh răng trụ ăn khớp ngoài hay ăn khớp trong

+ Truyền động bánh răng có trục giao nhau hoặc chéo nhautrong không gian gồm: truyền động bánh răng trụ chéo, Truyền

động bánh răng côn chéo, truyền động trục vít - bánh vít

2 Theo sự bố trí của răng trên vành răng:

+ Truyền động bánh răng có răng thẳng: phơng răng nằmdọc theo đờng sinh

+ Truyền động bánh răng có răng nghiêng, răng chữ "V":

phơng răng nằm nghiêng so với đờng sinh

+ Truyền động bánh răng có răng cong: dạng răng cungtròn

3 Theo kết cấu:

+ Truyền động bánh răng đợc che kín - truyền động kín;+ Truyền động bánh răng không đợc che kín - truyền

động hở

4 Theo biên dạng răng, chia ra:

+ Truyền động bánh răng có biên dạng răng thân khai:profin răng là một đoạn thân khai của vòng tròn

+ Truyền động bánh răng có biên dạng răng cung tròn:+ Truyền động bánh răng có biên dạng răng thẳng: Sau

đây ta chỉ tìm hiểu truyền động bánh răng thân khai

10.1.3 u nhợc điểm.

1 u điểm:

+ Khả năng tải cao, làm việc chắc chắn tin cậy

+ Cho tỉ số truyền không đổi

+ Kích thớc nhỏ, gọn

+ Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy, hiệu suất làm việc cao(khi đợc bôi trơn và chế tạo tốt hiệu suất của bộ truyền có thể

đạt tới 0.99)

+ Lực tác dụng lên trục không lớn lắm (so với truyền động

đai với cùng một công suất)

+ Đợc tiêu chuẩn hóa và sản suất hàng loạt cho nên tăng đợc

độ chính xác chế tạo, giảm giá thành và thuận tiện cho việcthay thế sửa chữa

2 Nhợc điểm:

+ Đòi hỏi chế tạo và lắp ghép chính xác;

+ Gây nên tiếng ồn khi làm việc với vận tốc cao và khi biêndạng răng bị mòn;

+ Khả năng chống quá tải và chịu va đập kém

10.2 khái niệm về cách tạo và cắt prôfin thân khai.

10.2.1 Khái niệm và các tính chất của prôfin thân khai.

1 Khái niệm đờng thân khai của vòng tròn.

2 Tính chất của đờng thân khai.

+ Các đờng thân khai của cùng một vòng tròn cơ sở làgiống hệt nhau

+ Pháp tuyến của đờng thân khai tại một điểm là tiếptuyến của vòng tròn cơ sở và ngợc lại

+ Không có điểm nào của đờng thân khai nằm bên trongvòng tròn cơ sở

+ Khoảng cách giữa hai đờng thân khai trên pháp tuyếnbằng khoảng cách giữa hai đờng thân khai ấy trên vòng tròncơ sở

*) Định lý ăn khớp.

Điều kiện cần và đủ để bộ truyền bánh răng có tỷ số truyền không đổi là pháp tuyến chung của cặp biên dạng đối tiếp tại điểm tiếp xúc phải luôn đi qua một điểm cố định đó

là tâm ăn khớp.

10.2.2 Khái niệm về cách tạo prôfin thân khai.(có hai cách)

1 Cách thứ nhất:

Prôfin thân khai là đờng cong bao hình trong chuyển

động tơng đối của một cặp bánh răng và thanh răng ăn khớpvới nhau trong đó thanh răng có prôfin răng là một đoạn thẳng

Prôfin thân khai là đờng cong bao hình của họ các ờng thẳng trong chuyển động tơng đối khi thanh răng ănkhớp với bánh răng

2 Cách tạo thứ hai:

Prôfin có pháp tuyến tại mọi điểm là tiếp tuyến của () theo định nghĩa đờng thân khai là đờng thânkhai

Prôfin thân khai là đờng cong bao hình của họ đờngcong cũng là đờng thân khai trong chuyển động tơng đốicủa cặp bánh răng có prôfin răng là và

+ Gọi vận tốc của 2 bánh răng tại w là v

Ta có:

Vậy:

Chú ý: Ta có thể thay đổi rb2, đồng thời thay đổi u để rb1=const thì không đổi.

10.2.3 Cách cắt prôfin thân khai.

*) Phơng pháp bao hình.

Dựa trên 2 cách tạo profin thân khai ngời ta có 3 cáchcắt prôfin thân khai bằng phơng pháp bao hình : dùng dao xọcdạng thanh răng, dùng dao phay vít và dao xọc dạng bánh răng.Cách 1: Xọc răng bằng dao thanh răng

+ Thanh răng là dao, phôi để cắt ra bánh răng

+ Cho phôi đồng thời 2 chuyển động: Chuyển động quayquanh tâm với vận tốc và chuyển động tịnh tiến với vận tốc

v sao cho v/ = r = rb/cosα Với rb đã xác định

+ Cho dao chuyển động tịnh tiến dọc theo trục phôi

+ Khi phôi chuyển động đồng thời 2 chuyển động nhtrên thì tại thời điểm rất gần nhau ngời ta cho phôi dừng lại vàcho dao tịnh tiến dọc theo trục phôi thì dao sẽ cắt ra đờngthân khai

Cách 2: Xọc răng bằng dao xọc dạng bánh răng

+ Cho phôi (BR1) chuyển động xung quanh trục với + Cho dao (BR2) chuyển động xung quanh trục với Saocho

+ Tại thời điểm rất gần nhau ngời ta dừng 2 chuyển độngtrên lại và cho dao tịnh tiến dọc theo trục phôi

Cách 3: Cắt răng bằng dao phay vít Đây là phơng pháp cắtrăng đợc dùng phổ biến nhất

Trên máy bánh răng gia công quay quanh trục của nó.Dao phay vít thực hiện đồng thời 2 chuyển động: chuyển

động quay và chuyển động tịnh tiến theo hớng trục bánh răng.chú ý phải đặt dao phay vít nghiêng một góc bằng góc nângcủa đờng ren vít trên hình trụ chia để đờng ren trùng với hớngrăng thẳng( khử ảnh hởng của góc nâng của đờng ren vít)

Đồng thời chuyển động của phôi và dao sao cho khi dao có renmột mối bánh răng sẽ quay một vòng khi dao quay một vòng

Nếu dao có ren phải thì phôi quay ngợc chiều kim đồng hồ, vàngợc lại.

*) Phơng pháp chép hình

Biờn dạng thõn khai được tạo ra nhờ chộp đỳng hỡnh dạng lưỡi cắt Kiểu dao

cú thể là dao phay ngún hoặc dao phay đĩa

10.3 các chế độ dịch chỉnh Hiện tợng cắt chân răng 10.3.1 các chế độ dịch chỉnh.

+ Gọi thanh cắt dao gọi là thanh răng dụng cụ Prôfin củarăng thanh răng dụng cụ gọi là prôfin gốc

+ Mặt phẳng chia của dao thanh răng là mặt phẳng trên

đó chiều dày răng bằng chiều rộng răng

+ Khi đờng chia của dao không trùng đờng lăn của nó thì

ta gọi là dịch chỉnh

Hay là khi cắt răng ta có thể cho dao lùi xa tâm phôihơn hoặc tiến gần tâm phôi hơn so với trờng hợp cắt răng tiêuchuẩn gọi là dịch chỉnh trong chế tạo bánh răng