CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHUYẾT

Chia sẻ: Nguyễn Văn Ngọ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

207
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để biến chuyển động quay liên tục thành quay gián đoạn người ta thường dùng cơ cấu Maltese (http://en.wikipedia.org/wiki/Geneva_drive). Nhưng cơ cấu gồm hai bánh răng sau đây (hình 1) cũng đáp ứng được yêu cầu đó. Bánh răng chủ động bị bỏ đi một số răng. Số răng đầy đủ khi chưa bỏ là Z1, số răng còn lại là Z1c. Do vậy gọi là bánh răng khuyết. Bánh răng bị động có đầy đủ số răng là Z2. Trong thời gian bánh răng chủ động quay được 1 vòng thì bánh răng bị động có lúc quay, có...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHUYẾT

CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHUYẾT Nguyễn Đức Thắng 08/09/2009 Để biến chuyển động quay liên tục thành quay gián đoạn người ta thường dùng cơ cấu Maltese (http://en.wikipedia.org/wiki/Geneva_drive). Nhưng cơ cấu gồm hai bánh răng sau đây (hình 1) cũng đáp ứng được yêu cầu đó. Bánh răng chủ động bị bỏ đi một số răng. Số răng đầy đủ khi chưa bỏ là Z1, số răng còn lại là Z1c. Do vậy gọi là bánh răng khuyết. Bánh răng bị động có đầy đủ số răng là Z2. Trong thời gian bánh răng chủ động quay được 1 vòng thì bánh răng bị động có lúc quay, có lúc dừng, thực hiện chuyển động quay không liên tục. Cơ cấu này cho phép dễ dàng phân phối thời gian chạy hoặc dừng của bánh răng bị động bằng cách thêm bớt răng của bánh răng chủ động. Ngoài ra số lần chạy-dừng của bánh răng bị động cũng dễ thay đổi. Ví dụ bánh răng bị động của cơ cấu trên hình 2 chạy 2 lần, dừng 2 lần trong 1 vòng quay của bánh răng chủ động. Những điểm cần lưu ý khi thiết kế bộ truyền này: 1. Tránh nhầm lẫn mà cho rằng nếu bánh chủ động quay 1 vòng thì bánh răng bị động quay đi Z1c/Z2 vòng, bởi vì sự ăn khớp của cơ cấu bánh răng khuyết có khác cơ cấu bánh răng thường (hình 3). Chú ý đến răng cuối trong số răng Z1c. Sau khi ăn khớp trong đoạn ăn khớp 1-2 như thông thường, vì sau nó không còn răng nào nữa nên nó sẽ đẩy tiếp (bằng đỉnh răng chứ không phải biên dạng răng) răng đang ăn khớp với nó từ vị trí b đến vị trí b' ứng với điểm giao phía bên phải của hai vòng đỉnh răng (điểm B trên hình 3) thì thôi (ra khớp). Bánh răng bị động dừng lại. Cách đó một số răng, gần với điểm giao phía bên trái của hai vòng đỉnh răng (điểm A), lúc này có răng c của bánh răng bị động chờ răng đầu tiên trong số răng Z1c vào ăn khớp cho chu kỳ chuyển động tiếp theo. Răng c này nói chung không nằm trên đoạn ăn khớp lý thuyết 1-2. Răng đầu 1
tiên vào khớp sẽ đẩy vào đỉnh răng của răng c cho đến đoạn ăn khớp lý thuyết 1-2 thì mới đẩy vào biên dạng răng của răng c. Như vậy có lúc việc truyền chuyển động không theo định luật ăn khớp. Cần lưu ý đặc điểm này khi tính số vòng quay của bánh răng bị động. Hình 3 E * Công thức tính góc quay của bánh răng bị động: bánh răng chủ động quay 1 vòng thì bánh răng bị động quay (Z1c - 1 + K) / Z2 vòng Trong đó: Z1c: số răng còn lại của bánh răng chủ động Z2: số răng của bánh răng bị động K: số nguyên lần bước răng đỉnh trong phần cung đỉnh răng của bánh răng bị động giữa hai giao điểm của hai vòng đỉnh răng của hai bánh răng (cung AB) K = phần nguyên của thương θ2 / (360/Z2) θ2: góc chắn cung AB tính bằng độ. 2. Có thể xẩy ra trường hợp răng nằm sau răng c (răng d trên hình 3) ở vị trí mà chiều dày vòng đỉnh răng của nó chứa điểm giao phía bên trái của hai vòng đỉnh răng (điểm A). Lúc đó răng đầu tiên của bánh răng chủ động vào khớp sẽ đẩy vào vòng tròn đỉnh răng của răng d, cơ cấu bị kẹt vì phương của lực đẩy đi qua tâm của bánh răng bị động. 2
Có thể tránh trường hợp này bằng cách thay đổi thông số của cơ cấu, ví dụ số răng Z1, Z2. 3. Trong thời gian dừng, nếu tính tự hãm và lực cản của xích truyền động kể từ bánh răng bị động đến các cơ cấu sau đó không đủ, thì bánh răng bị động có thể bị xê dịch, không bảo đảm đúng vị trí đã thiết kế để ăn khớp tốt. Vậy phải có biện pháp để hãm bánh răng bị động trong thời gian không ăn khớp. Ví dụ dùng phanh điểu khiển bằng cam. Cơ cấu trên hình sau là một ví dụ khác: bánh răng chủ động có Z1 = 30, Z1c = 18, bánh răng bị động có Z2 = 40, mô đun m = 3. Trong 1 vòng quay của bánh răng chủ động, bánh răng bị động quay đúng 1/2 vòng. Điều này cho phép làm bộ phận hãm như sau: tấm hãm H1 gắn với bánh răng chủ động, 2 tấm hãm H2 gắn với bánh răng bị động. Các tấm hãm này bảo đảm bánh răng bị động không bị xê dịch trong khi ngừng chuyển động. Chú ý rằng trong cơ cấu này, nếu 1 vòng quay của bánh răng chủ động là T giây thì tính được thời gian chuyển động của bánh răng bị động là 0,675T và thời gian dừng là 0,325T. Hình 4 3
* Chứng minh công thức tính góc quay của bánh răng bị động + Trước tiên xét trường hợp bánh răng chủ động chỉ có 1 răng (Z1c = 1) Răng này sẽ vào khớp đẩy răng c (hình 3) đến vị trí b' thì ra khớp. Khoảng đẩy được ứng với góc quay bằng số nguyên lần bước răng te mà cung AB (thuộc vòng đỉnh bánh răng bị động) chứa được. Gọi số nguyên lần này là K Độ dài cung AB = πDe2 (θ2/360) (θ2 góc chắn cung AB tính bằng độ) Bước răng trên vòng đỉnh của bánh răng bị động te = πDe2/Z2) Vậy K = phần nguyên của AB/te = θ2 / (360/Z2) Tính θ2 theo cos (θ2/2) = (A2 + (De2/2)2 - (De1/2)2) / (A.De2) De1: đường kính vòng đỉnh của bánh răng chủ động De2: đường kính vòng đỉnh của bánh răng bị động A: khoảng cách trục của bộ truyền bánh răng, 2A = m (Z1 + Z2) m: mô đun bộ truyền bánh răng. Vậy khi bánh răng chủ động quay 1 vòng thì báng răng bị động quay được K/Z2 vòng Ví dụ với bộ truyền không dịch chỉnh Z1 = 30, Z2 = 40, mô đun m = 3, Z1c = 1, góc ăn khớp trên vòng lăn = 20o, hệ số chiều cao đỉnh răng f = 1, hệ số chiều cao chân răng f' = 1,25 tính được K = 3 tức 1 răng của bánh răng chủ động (trường hợp bánh răng chủ động chỉ có 1 răng) sẽ đẩy bánh răng bị động quay đi 3 răng. Trong ví dụ này khi bánh răng chủ động quay 1 vòng thì báng răng bị động quay được 3/40 vòng. + Trường hợp bánh răng chủ động có nhiều hơn 1 răng (Z1c > 1) Mỗi răng thêm vào chỉ làm bánh răng bị động quay đi 1 răng. Số răng thêm vào là Z1c - 1 sẽ làm bánh răng bị động quay đi Z1c - 1 răng. Tổng cộng Z1c răng của bánh răng chủ động sẽ làm bánh răng bị động quay đi (Z1c -1 + K) răng Vậy khi bánh răng chủ động quay 1 vòng thì báng răng bị động quay được (Z1c -1 + K)/Z2 vòng. ** Kiểm tra điều kiện kẹt Sẽ không xẩy ra kẹt răng nếu cung EB > cung AB hay (K + 1) te - se > θ2 πDe2/360 Trong đó: θ2 πDe2/360 là chiều dài cung AB theo vòng đỉnh răng của bánh răng bị động. te là bước răng trên vòng đỉnh của bánh răng bị động te = πDe2/Z2 se là chiều dày răng trên vòng đỉnh của bánh răng bị động se = De2(s/D + invα - invαe) s: chiều dày răng trên vòng chia D: đường kính vòng chia α, αe : góc ăn khớp trên vòng chia và vòng đỉnh invα: hàm involute của góc α, (invα = tgα - α) α = arcos (Do2/D2) αe = arcos (Do2/De2) Do2, D2, De2 lần lượt là đường kính vòng cơ sở, vòng chia, vòng đỉnh răng của bánh răng bị động. Có thể tránh các tính toán phiền phức trên bằng cách vẽ và đo trong AutoCad. 4