Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu đánh giá chất l-ợng ăn khớp của bánh răng theo TCVN 1067-71 và các tiêu chuẩn khác"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo cáo này trình bày về ph-ơng pháp đánh giá chất l-ợng ăn khớp của bánh răng khi thiết kế theo TCVN 1067 - 71 và các tiêu chuẩn khác với sự trợ giúp của máy vi tính.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Nghiên cứu đánh giá chất l-ợng ăn khớp của bánh răng theo TCVN 1067-71 và các tiêu chuẩn khác"

Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ¨n khíp cña b¸nh r¨ng theo TCVN 1067-71 vμ c¸c tiªu chuÈn kh¸c TS. tr−¬ng tÊt ®Ých Bé m«n ThiÕt kÕ m¸y Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o c¸o nμy tr×nh bμy vÒ ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ¨n khíp cña b¸nh r¨ng khi thiÕt kÕ theo TCVN 1067 - 71 vμ c¸c tiªu chuÈn kh¸c víi sù trî gióp cña m¸y vi tÝnh. Summary: The article presents a method of evaluating the fitting quality of gears as per TCVN 1067 - 71 and other standards aided by computers. i. ®Æt vÊn ®Ò Cho ®Õn nay c¸c gi¸o tr×nh gi¶ng d¹y ®¹i häc nãi chung vµ c¸c phÇn mÒm thiÕt kÕ b¸nh r¨ng nãi riªng ®Òu chØ dõng ë møc thiÕt kÕ ra c¸c kÝch th−íc cña bé truyÒn b¸nh r¨ng theo øng suÊt tiÕp xóc hoÆc øng suÊt uèn, ®ång thêi chän hÖ sè dÞch chØnh theo sæ tay thiÕt kÕ mµ ch−a tiÕn hµnh tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ¨n khíp cña cÆp b¸nh r¨ng nh−: bé truyÒn cã bÞ c¾t ch©n r¨ng hoÆc chÌn r¨ng… hay kh«ng. ViÖc ®¸nh gi¸ ®−îc chÊt l−îng ¨n khíp sÏ hoµn thiÖn qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, b¶o ®¶m cho kÕt qu¶ tÝnh to¸n kh«ng phô thuéc vµo c¸c hÖ sè kinh nghiÖm mµ c¸c hÖ sè nµy cã sè l−îng Ýt va chËm thay ®æi. V× vËy c¸c nghiªn cøu hiÖn nay vÒ b¸nh r¨ng còng h−íng tíi tiªu chuÈn c¶ qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ¨n khíp cña bé truyÒn nµy. ii. Néi dung 2.1. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chÊt l−îng ¨n khíp Theo TCVN 1067 - 71. TÝnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña b¸nh r¨ng nh− kho¶ng c¸ch trôc a, gãc profin αt gãc ¨n khíp αtn råi tõ ®ã tÝnh ra hÖ sè dÞch chØnh tæng céng XΣ vµ dùa vµo tiªu chuÈn ®Ó ph©n thµnh X1, X2. Tr−êng hîp cho tr−íc c¸c hÖ sè dÞch chØnh X1, X2 tÝnh kho¶ng c¸ch trôc aw cïng víi XΣ. C¸ch tÝnh cô thÓ tr×nh bµy trong c¸c b¶ng 1, 2, 3, 4, 5.
2.1.1. TÝnh c¸c hÖ sè dÞch chØnh X1, X2 khi kho¶ng c¸ch trôc aw cho tr−íc Dùa trªn c¸ch tÝnh aw theo TCVN 1067 - 71 ta cã thuËt to¸n ®−îc lËp tr×nh b¶ng [1]. B¶ng 1. TÝnh c¸c th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n Tªn th«ng sè Ký hiÖu C«ng thøc tÝnh vµ chØ dÉn TÝnh c¸c hÖ sè dÞch chØnh x1, x2, khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch trôc aw (Z1 + Z 2 ).m 1. Kho¶ng c¸ch a= a 2. cos β trôc tiªu chuÈn Khi α = 20o( theo TCVN1065 - tgα tgα t = αt 71 vµ TCVN 1084 - 76). C¸c 2. Gãc pr«fin cos β c«ng thøc ®¬n gi¶n ®Ó tÝnh xΣ, αt vµ gãc ¨n khíp ®èi víi bé a cos α tw = cos α t αtw 3. Gãc ¨n khíp truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng aw th¼ng ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng ( Z1 + Z2 )(invα tw − invα tw ) 1 cña phô lôc 1. XΣ = 4. HÖ sè dÞch 2tgα XΣ chØnh tæng Cña b¸nh r¨ng X1 chñ 5. HÖ Khi pr«fin gèc theo TCVN 1065 - 71, viÖc ph©n XΣ = x1 + x2 ®éng sè dÞch thµnh c¸c hÖ sè x1, x2 ®−îc giíi thiÖu trong phô lôc 2 vµ 3 chØnh Cña b¸nh X2 r¨ng bÞ ®éng TÝnh kho¶ng c¸ch trôc aw khi cho tr−íc c¸c hÖ sè dÞch chØnh x1, x2 6. HÖ sè dÞch xΣ xΣ = x1 + x2 chØnh tæng Khi α = 20o (theo TCVN1065 - 71 vµ tgα tgα t = αt 7. Gãc pr«fin cos β TCVN 1084 - 76). C¸c c«ng thøc ®¬n gi¶n ®Ó tÝnh x Σ, αt vµ gãc ¨n 2 x Σ tgα + inv khíp ®èi víi bé truyÒn b¸nh r¨ng trô invα tw = αtw Z1 + Z 2 8. Gãc ¨n khíp r¨ng th¼ng ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 1 cña phô lôc 1. TÝnh aw, αt vµ gãc ¨n khíp cña bé (Z 1 + Z 2 )m cos α t truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng αtw 9. Kho¶ng c¸ch αw 2 cos β cos α tw trôc ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 1 cña phô lôc 1
2.1.2 TÝnh hÖ sè dÞch chØnh xΣ khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch trôc aw theo b¶ng 2 B¶ng 8. TÝnh hÖ sè dÞch chØnh khi xΣ khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch trôc aw Tªn th«ng sè Ký hiÖu C«ng thøc tÝnh vµ chØ dÉn TÝnh c¸c hÖ sè dÞch chØnh xΣ khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch trôc aw a w (Z1 + Z 2 ) 1. HÖ sè dÞch chØnh y= − Y 2. cos β ®−îc dïng m ⎞ (Z + Z 2 ) ⎛B Δy = ⎜ − μ⎟ 1 ⎠ cos β ⎝ 1000 2. HÖ sè dÞch chØnh trong ®ã: Δy c©n b»ng B - §¹i l−îng phô ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu ®å trªn h×nh 1. invγ − invα B = 500 −A tgα 500 cos α cos γ = Víi: 500 + A 1000 .y. cos β A= A - §¹i l−îng phô: Z1 + Z 2 - μ - §¹i l−îng phô x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 2. - β = 0 - §¹i l−îng phô x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 2. - β = 0 th× μ = 0 3. HÖ sè dÞch chØnh xΣ = y + ∆y XΣ tæng X¸c ®Þnh B theo biÓu ®å h×nh 1 khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch truc aw ( α = 20o, aw > a) invγ − invα B = 500 −A tgα Víi: 500 cos α cos γ = 500 + A VÝ dô : cho Z1 = 9, Z2 = 26, m = 6mm, β = 22o, aw = 118mm a w (Z1 + Z 2 ) TÝnh: y = − , 2. cos β m 118 9 + 26 y= = 0.792 H×nh1. 6 2 x0.927 1000 .y. cos β A= = Z1 + Z 2
1000 x0.792 x0.972 = 20.97 = 9 + 26 Theo biÓu ®å x¸c ®Þnh ®−îc B=2.92 X¸c ®Þnh ®¹i l−îng μ theo h×nh 2 phô thuéc vµo A, β (α = 20o): invα w - invα invα tw - invα t μ= - 2tgα 2tgα t 500 cos α Víi: cos α n = ; 500 + A 500 cos α t cos α w = 500 + A VÝ dô: cho A= 20.97, β = 22o theo ®å thÞ x¸c ®Þnh ®−îc μ = 0.00040 2.1.3. Ph©n hÖ sè dÞch chØnh ®èi víi b¸nh r¨ng H×nh 2. trô r¨ng th¼ng b¶ng 3 B¶ng 3. Ph©n hÖ sè dÞch chØnh tæng xΣ cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng thμnh c¸c hÖ sè dÞch chØnh thμnh phÇn x1, x2 HÖ sè dÞch chØnh HÖ sè dÞch thµnh phÇn Ph¹m vi øng dông chØnh tæng xΣ X1 X2 Z1 > Zmin nh−ng kh«ng nhá h¬n 10 vµ Bé truyÒn Z2 ≥ 17, Zmin ®−îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ ®éng häc 0 < xΣ Z1min + 2 vµ Z2 ≥ 21, Z1min ®−îc x¸c ®Þnh 0 < xΣ < 0.5 Bé truyÒn lùc theo ®å thÞ trªn h×nh 7 cña phô lôc 1 khi x1 = x2 = xΣ Z1 ≥ 10 vµ Z2 ≥ Z2min + 2, Z2min ®−îc x¸c Bé truyÒn ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 7 cña phô lôc 1 ®éng häc khi x1 = x2 = xΣ - 0.5 0.5 < x2 < 1 -0.5 Z1 ≥ 11 vµ Z2 ≥ Z2min + 2, Z2min ®−îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 7 cña phô lôc 1 Bé truyÒn lùc khi x1 = x2 = xΣ - 0.5 Chó thÝch: 1. Víi kho¶ng c¸ch trôc ®· cho aw trÞ sè yªu cÇu cña hÖ sè dÞch chØnh tæng xΣ cã thÓ cã ®−îc do thay ®æi sè r¨ng Z1, Z2 nÕu nh− cho phÐp cã sù thay ®æi nµy. Khi 0.3 < xΣ < 0.7 vµ u < 2 vËn tèc tr−ît lín nhÊt trong ¨n khíp sÏ lín h¬n so víi bé truyÒn kh«ng dÞch chØnh. Khi u = 1 nªn dïng x1 = x2 = 0.5xΣ
Ph©n hÖ sè dÞch chØnh xΣ cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng vµ r¨ng ch÷ V thµnh c¸c hÖ sè dÞch chØnh thµnh phÇn x1, x2 theo b¶ng 4. B¶ng 4. hÖ sè dÞch chØnh cña c¸c b¸nh r¨ng cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng vμ ch÷ V HÖ sè dÞch chØnh Ph¹m vi øng dông X1 X2 Z ≥ Zmin, Zmin ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng 5 Z1 > Z1min nh−ng kh«ng nhá h¬n 10 vµ Z2 Bé truyÒn ≥ Z2min, Z1min, Z2min ®−îc x¸c ®Þnh theo ®å 0 0 ®éng häc thÞ trªn h×nh 8 cña phô lôc 1 khi x1=0.3, x2= -0.3 Z1 ≥ Zmin + 2 nh−ng kh«ng nhá h¬n 10 Cho tr−íc kho¶ng c¸ch vµ Z2 ≥ 3.5Zmin ®−îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trôc trªn h×nh 8 cña phô lôc 1 khi x1= 0.3 (Z1 + Z 2 )m aw = kh«ng ¸p dông cho bé truyÒn khi mµ ®é hoÆc 2 cos β cøng mÆt b¸nh r¨ng bÞ ®éng ®Õn HB 320, ®é cøng b¸nh r¨ng chñ ®éng v−ît kh«ng cho 0.3 -0.3 Bé truyÒn lùc qu¸ ®é cøng b¸nh r¨ng bÞ ®éng HB70. Z1 ≥ 11 vµ Z2 ≥ Z2min + 2, Z2min ®−îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 7 cña phô lôc 1 khi x1 = x2 = xΣ - 0.5 2.1.4. TÝnh mét sè th«ng sè h×nh häc x¸c ®Þnh chÊt l−îng ¨n khíp ë b¶ng 5. B¶ng 5. TÝnh mét sè th«ng sè h×nh häc x¸c ®Þnh chÊt l−îng ¨n khíp Tªn th«ng sè Ký hiÖu C«ng thøc tÝnh vµ chØ dÉn TÝnh hÖ sè dÞch chØnh nhá nhÊt xmin 1. HÖ sè dÞch chØnh nhá nhÊt §−îc x¸c ®Þnh theo ®å thÞ trªn h×nh 7 TÝnh hÖ sè trïng khíp ngang cña bé truyÒn kh«ng dÞch chØnh εa = εa1 + εa2 2. HÖ sè trïng khíp ngang cña bé εa1, εa2 lµ thµnh phÇn hÖ sè trïng khíp εa truyÒn kh«ng dÞch chØnh cña bé truyÒn kh«ng dÞch chØnh ®èi víi b¸nh r¨ng chñ ®éng vµ bÞ ®éng. §å thÞ ®Ó x¸c ®Þnh xmin phô thuéc vµo Z vµ β hoÆc Zmin phô thuéc vµo x vµ β(α = 20o, h*1 - h*a = 1) Z sin 2 α t x min = h1 - h 2 - * * 2 cos β 2( h1 - h 2 ) cos β * * Z min = (®−îc lµm trßn tíi sin 2 α t sè nguyªn lín h¬n) VÝ dô cho Z = 15, β = 0 Theo ®å thÞ x¸c ®Þnh ®−îc xmin = 0.12 §å thÞ x¸c ®Þnh hÖ sè trïng khíp ngang cña bé truyÒn kh«ng dÞch chØnh εa1, εa2 theo h×nh 4: §å thÞ x¸c ®Þnh εa1, εa2 cña bé truyÒn kh«ng H×nh 3.
dÞch chØnh phô thuéc vµo Z, β: (α = 20o, h*a = 1) Z εa = (tgα t − tgα tw ) 2π VÝ dô cho Z1 = 22; Z2 = 55; β = 15 Theo ®å thÞ x¸c ®Þnh ®−îc øng víi Z1, β εa1 = 0.76 øng víi Z2, β εa2 = 0.76 2.2 KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¨n khíp ChØ tÝnh mét sè th«ng sè h×nh häc c¬ b¶n theo phô lôc 1 cña TCVN 1989 - 17 khi cho tr−íc kho¶ng c¸ch trôc aw = 146 mm. a. HÖ sè dÞch chØnh ®−îc dïng Z + Z2 a y= w - 1 = 1,5 (1) 2 cos β m b. HÖ sè dÞch chØnh c©n b»ng ⎞ Z + Z2 ⎛B Δy = ⎜ - μ ⎟. 1 (2) ⎠ cos β ⎝ 1000 Trong ®ã: B lµ ®¹i l−îng ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu ®å trªn h×nh 1: H×nh 4. invγ − invα B = 500 −A (3) tgα 500. cos α 1000 .y , Z1 = 25, Z2 = 118, m = 2, β = 0, aw = 146, A = Víi cos γ = =10,489 A + 500 Z1 + Z 2 Tra ra B = 0,02, μ = 0. Suy ra Δy = 0,00286 c. HÖ sè dÞch chØnh tæng céng: xΣ = y + Δy = 1,5 + 0,00286 = 1,50286 d. X¸c ®Þnh hÖ sè dÞch chØnh nhá nhÊt ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn kh«ng c¾t ch©n r¨ng Z1 = 25; β = 0 xmin1 = 0,35 Z2 = 118; β = 0 xmin1 = 1,152 Víi x1 = 1,155, x2 = 0,35086. Tháa m·n x1 > x1min vµ x2 > x2min e. HÖ sè trïng khíp ngang εα Ta kiÓm tra ®iÒu kiÖn εα > 1,2 ®Ó ®¶m b¶o kh«ng c¾t ch©n r¨ng vµ kh«ng chÌn r¨ng. εα = εa1 + εa2 Víi εa1, εa2 thµnh phÇn cña hÖ sè trïng khíp cña bé truyÒn kh«ng ®−îc dÞch chØnh, x¸c ®Þnh theo ®å thÞ h×nh 4. εa1 = 0,809; εa2 = 0,93 εα = 0,809 + 0,93 = 1,73 > 1,2 Suy ra Nh− vËy lµ tháa m·n ®iÒu kiÖn vÒ hÖ sè trïng khíp ngang f. TÝnh gãc ¨n khíp αw
1000 .x ∑ 1000 .1,5028 αw víi c = = Zt 143 αw = 22o54’ Ta cã iii. KÕt luËn Sau khi dùa vµo TCVN 1067 - 71, kho¶ng c¸ch trôc aw ®−îc tÝnh to¸n víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh, ta cã kÕt luËn sau: ViÖc gi¶ng d¹y vµ thiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng cÇn thiÕt ph¶i ®−îc kiÓm tra chÊt l−îng ¨n khíp theo tiªu chuÈn sao cho hÖ sè trïng khíp ngang vµ c¸c hÖ sè dÞch chØnh ph¶i b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn kh«ng c¾t ch©n r¨ng vµ kh«ng bÞ chÌn r¨ng. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. Tr−¬ng TÊt §Ých. Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ viÖc ¸p dông mét sè tiªu chuÈn quèc gia phï hîp víi tiªu chuÈn quèc tÕ vÒ thiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng víi sù trî gióp cña m¸y vi tÝnh. M· sè T2004 - CK - 35. [2]. C¸c tiªu chuÈn nhµ n−íc TCVN vÒ truyÒn ®éng b¸nh r¨ng. TCVN 1087 - 71, TCVN 1067 - 84. [3]. PhÇn mÒm thiÕt kÕ b¸nh r¨ng Bé m«n ThiÕt kÕ m¸y §HGTVT. [4]. Joseph, Edward Shigley, Charles.R.Mishke. Mechanical Engineering. Design International edition, 1989♦