Bài gi ng NLCTMảch ng7ươ
Ch ng 7ươ
TRUY N Đ NG BÁNH RĂNGỀ Ộ
7.1. NH NG V N Đ CHUNGỮ Ấ Ề
7.1.1. Gi i thi u b truy n bánh răngớ ệ ộ ề
B truy n bánh răng th ng dùng truy n chuy n đ ng gi a hai tr c song songộ ề ườ ề ể ộ ữ ụ
nhau ho c chéo nhau – b truy n bánh răng tr . Cũng có th truy n chuy n đ ng gi aặ ộ ề ụ ể ề ể ộ ữ
hai tr c c t nhau – b truy n bánh răng nón.ụ ắ ộ ề
B truy n bánh răng th ng có hai b ph n chính:ộ ề ườ ộ ậ
+ Bánh d n 1, có đ ng kính Dẫ ườ 1 đ c l p trên tr c I, quay v i s vòng quay ượ ắ ụ ớ ố
1
n
,
công su t truy n đ ng Nấ ề ộ 1, mô men xo n trên tr c Mắ ụ 1
+ Bánh b d n 2, có đ ng kính Dị ẫ ườ 2 đ c l p trên tr c II, quay v i s vòng quay ượ ắ ụ ớ ố
2
n
, công su t truy n đ ng Nấ ề ộ 2, mô men xo n trên tr c Mắ ụ 2
+ Trên bánh răng có các răng, khi truy n đ ng các răng ăn kh p v i nhau,ề ộ ớ ớ
ti p xúc và đ y nhau trên đ ng ăn kh p.ế ẩ ườ ớ
V n t c ti p tuy nậ ố ế ế
không
Ph m vi s d ngạ ử ụ
v t quá (m/sượ ).
Hình 7.1- B truy nộ ề
bánh răng tr răngụ
th ngẳ
Hình 7.2- B truy nộ ề
bánh răng tr răngụ
nghiêng
Hình 7.3- B truy n bánhộ ề
răng nón
[Type text] Page 1
Bài gi ng NLCTMảch ng7ươ
Răng th ngRăngẳ
nghiêng63030B truy n t c đ cao710ộ ề ố ộ 15B truy n có t c đ t ng đ i cao và t iộ ề ố ộ ươ ố ả
tr ng trung bình8610B truy n yêu c u chính xác 924B truy n có v n t c và yêu c uọ ộ ề ầ ộ ề ậ ố ầ
c p chính xác th p.ấ ấ
7.2. CÁC D NG H NG C A RĂNG VÀ CH TIÊU TÍNH TOÁN Ạ Ỏ Ủ Ỉ
Khi truy n mômen xo n Mề ắ 1 tai ch ti p xúc c a đôi răng sinh ra l c pháp tuy nỗ ế ủ ự ế
Pn, l c này làm cho răng ch u u n và nén. M t khác khi ăn kh p các răng tr t lên nhauự ị ố ặ ớ ượ
nên có l c ma sát Fựms =Pn.f d i tác d ng c a các l c này răng ch u tr ng thái ng su tướ ụ ủ ự ị ạ ứ ấ
ph c t p. ng su t ti p xúc ứ ạ Ứ ấ ế σtx và ng su t u n ứ ấ ố σu là các ng su t ch y u có nhứ ấ ủ ế ả
h ng quy t đ nh đ n kh năng làm vi c c a răng. Đ i v i m i răng, các ng su t nàyưở ế ị ế ả ệ ủ ố ớ ỗ ứ ấ
thay đ i theo chù kỳ m ch đ ng gián đo n. ổ ạ ộ ạ
ng su t thay đ i là nguyên nhân làm h ng răng vì m i: răng b gãy do ng su tỨ ấ ổ ỏ ỏ ị ứ ấ
u n và tróc r b m t do ng su t ti p xúc. Vì có ma sát khi răng ăn kh p nên b m tố ỗ ề ặ ứ ấ ế ớ ề ặ
răng có th mòn ho c dính. D i đây trình bày các d ng h ng c a răng và ch tiêu chể ặ ướ ạ ỏ ủ ỉ ủ
y u đ tính toán b truy n.ế ể ộ ề
[Type text] Page 2
Bài gi ng NLCTMảch ng7ươ
Hình 7.6: L c tác d ng lên đôi răng ăn kh p và s đ m ch đ ngự ụ ớ ơ ồ ạ ộ
7.2.1. G y răngẫ
Là d ng h ng th ng x y ra v i bánh răng làm b ng v t li u dòn (gang, thép tôi),ạ ỏ ườ ả ớ ằ ậ ệ
ch t o, l p ráp không chính xác, s d ng sai qui cách. N u bánh răng làm vi c m tế ạ ắ ử ụ ế ệ ộ
chi u khi v t g y xu t hi n chân răng v phía ch u kéo ch góc l n là n i t p trungề ế ẫ ấ ệ ở ề ị ỗ ượ ơ ậ
ng su t. G y răng có th vì quá t i do t i tr ng tĩnh quá l n ho c do va đ p đ t ng t.ứ ấ ẫ ể ả ả ọ ớ ặ ậ ộ ộ
Cũng có th vì m i, t c là do ng su t u n thay đ i l p đi l p l i nhi u l n. Răng bể ỏ ứ ứ ấ ố ổ ặ ặ ạ ề ầ ị
gãy b truy n m t kh năng làm vi c, nhi u khi còn nh h ng t i các chi ti t máyộ ề ấ ả ệ ề ả ưở ớ ế
khác.
Bi n pháp kh c ph c: C n tính răng theo s c b n u n. Tăng bán kính góc l nệ ắ ụ ầ ứ ề ố ượ
chân răng s làm gi m s t p trung ng su t. ẽ ả ự ậ ứ ấ Tăng c tính c a vât li u. ơ ủ ệ
7.2.2. Mòn răng
Hi n t ng: Th ng x y ra b truy n h , đi u ki n bôi tr n không t t, có cácệ ượ ườ ả ở ộ ề ở ề ệ ơ ố
h t mài. Răng th ng b mòn nhi u đo n gi a. ạ ườ ị ề ở ạ ữ
Tác h i: Di n tích răng b gi m, d ng răng thay đ i, t i tr ng đ ng tăng. ạ ệ ị ả ạ ổ ả ọ ộ
Bi n pháp kh c ph c: Tăng đ c ng và đ nh n b m t răng. Che kín đ tránhệ ắ ụ ộ ứ ộ ẵ ề ặ ể
h t mài r i vào ch ti p xúc c a b truy n. Dùng lo i d u bôi tr n thích h p. ạ ơ ỗ ế ủ ộ ề ạ ầ ơ ợ
7.2.3. Tróc răng
Hi n t ng: Th ng x y ra b truy n đ ng kín đ c bôi tr n t t. Khi ănệ ượ ườ ả ở ộ ề ộ ượ ơ ố
kh p, hai m t răng có s tr t t ng đ i, ng su t ti p xúc thay đ i theo chu kỳ m chớ ặ ự ượ ươ ố ứ ấ ế ổ ạ
đ ng gián đo n nên trên m t răng xu t hi n nhi u v t n t. áp su t c a ch t bôi tr n tácộ ạ ặ ấ ệ ề ế ứ ấ ủ ấ ơ
d ng trong các v t n t làm cho v t n t phát tri n thêm, cu i cùng m nh kim lo i b trócụ ế ứ ế ứ ể ố ả ạ ị
ra.
Tróc răng có 2 lo i: ạ
N u m t răng có đ c ng HBế ặ ộ ứ ≤350 thì ch t p trung ng su t xu t hi n cácở ỗ ậ ứ ấ ấ ệ
v t tróc đ u tiên nh ng sau đó không phát tri n thêm v t tróc mà có th b mài m t đi,ế ầ ư ể ế ể ị ấ
hi n t ng này g i là hi n t ng tróc nh t th i. ệ ượ ọ ệ ượ ấ ờ
N u m t răng có đ c ng HBế ặ ộ ứ >350 các v t tróc th ng phát tri n ra kh p m tế ườ ể ắ ặ
răng va g i là tróc lan. ọ
[Type text] Page 3
Bài gi ng NLCTMảch ng7ươ
Tác h i: M t răng không nh n, chóng mòn, d n răng b méo mó, gây nên t i tr ngạ ặ ẵ ạ ị ả ọ
đ ng l n. ộ ớ
Bi n pháp kh c ph c: C n ph i tính răng theo s c b n ti p xúc, tăng đ c ng vàệ ắ ụ ầ ả ứ ề ế ộ ứ
đ nh n b m t răng. ộ ẵ ề ặ
7.2.4. Dính răng
Hi n t ng: Là d ng h ng th ng x y ra b truy n đ ng kín ch u t i tr ng vàệ ượ ạ ỏ ườ ả ở ộ ề ộ ị ả ọ
v n t c cao. Nh v y t i ch răng ăn kh p nhi t đ s cao, màng d u b phá v làmậ ố ư ậ ạ ỗ ớ ệ ộ ẽ ầ ị ỡ
cho răng ti p xúc v i nhau. Khi đôi răng chuy n đ ng t ng đ i, nh ng m nh kim lo iế ớ ể ộ ươ ố ữ ả ạ
nh b đ t khái răng máy bám ch t lên b m t răng kia. ỏ ị ứ ặ ề ặ
Tác h i: B m t răng b x c, d ng răng b phá h ng. ạ ề ặ ị ướ ạ ị ỏ
Bi n pháp: Tăng đ nh n m t răng, dùng d u ch ng dính. ệ ộ ẵ ặ ấ ố
K t lu nế ậ : Qua phân tích d ng h ng c a răng th y: ạ ỏ ủ ấ
Truy n đ ng kín răng có th b h ng theo t t c các d ng, nh ng ch y u là h ngề ộ ể ị ỏ ấ ả ạ ư ủ ế ỏ
do tróc m t răng. Đ h n ch d ng h ng này c n tính răng theo s c b n ti p xúc. (ặ ể ạ ế ạ ỏ ầ ứ ề ế σtx
][ tx
σ
≤
)
Truy n đ ng h r ng th ng b g y và mòn là ch y u. Đ n nay ch a có c sề ộ ở ộ ườ ị ẫ ủ ế ế ư ơ ở
tính toán bánh răng mòn. Vì v y đ h n ch hi n t ng g y răng c n tính răng theo s cậ ể ạ ế ệ ượ ẫ ầ ứ
b n u n (ề ố σu
][ u
σ
≤
).
7.3. V T LI U VÀ NG SU T CHO PHÉP: Ậ Ệ Ứ Ấ
7.3.1. V t li uậ ệ
V t li u làm bánh răng ph i tho mãn các yêu c u v s c b n u n và s c b nậ ệ ả ả ầ ề ứ ề ố ứ ề
ti p xúc. Tuỳ theo t i tr ng và đi u ki n làm vi c mà dùng v t li u ch t o bánh răngế ả ọ ề ệ ệ ậ ệ ế ạ
nh sau: Bánh răng ch u t i tr ng nh dùng thép có hàm l ng các bon trung bình nh :ư ị ả ọ ỏ ượ ư
CT5, CT6 ho c thép 40, 45, 50 th ng hoá. ặ ườ
Bánh răng ch u t i tr ng v a dùng thép có hàm l ng các bon trung bình 40,45ị ả ọ ừ ượ
ho c thép h p kim 40x, 40xh tôi c ng toàn b ho c tôi b m t. ặ ợ ứ ộ ặ ề ặ
Tr ng h p bánh răng có kích th c l n có th dùng thép đúc 35ườ ợ ướ ớ ể π, 40π, 45π, 50π.
Bánh răng có kích th c l n, ch u t i tr ng nh , truy n đ ng h bôi tr n kém cóướ ớ ị ả ọ ỏ ề ộ ở ơ
th dùng gang: CЧ 15-32, CЧ 18-26, CЧ 24-44. ể
Ngoài ra còn dùng v t li u phi kim lo i đ ch t o bánh răng nh ch u t i y u,ậ ệ ạ ể ế ạ ỏ ị ả ế
gi m ti ng n, gi m t i tr ng đ ng. ả ế ồ ả ả ọ ộ
Khi ch n v t li u cho m t c p bánh răng ăn kh p v i nhau c n chú ý: Bánh nhọ ậ ệ ộ ặ ớ ớ ầ ỏ
làm vi c nhi u, chân răng bé nên mòn nhi u chóng b g y h n bánh răng l n. Vì v y v tệ ề ề ị ẫ ơ ớ ậ ậ
li u ch t o bánh răng nh c n ph i ch n t t h n bánh răng l n. Tr ng h p hai bánhệ ế ạ ỏ ầ ả ọ ố ơ ớ ườ ợ
răng cùng lo i v t li u thì ph i ch n ph ng pháp nhi t luy n bánh răng nh có đạ ậ ệ ả ọ ươ ệ ệ ỏ ộ
c ng b m t l n h n. Th ng HB bánh nh = (1,1ứ ề ặ ớ ơ ườ ỏ ÷1,4) HB bánh răng l n. ớ
7.3.2. ng su t cho phépỨ ấ
7.3.2.1. ng su t u n cho phépỨ ấ ố
+ Tr ng h p bánh răng làm vi c m t chi u, ng su t cho phép là ng su t u nườ ợ ệ ộ ề ứ ấ ứ ấ ố
thay đ i theo chu kỳ m ch đ ng và tính theo công th c: ổ ạ ộ ứ
[Type text] Page 4
Bài gi ng NLCTMảch ng7ươ
σσ
σ
σ
σ
knKn
u.
.5,1
.
][ 1
0
0−
≈=
(7.1)
+ Tr ng h p bánh răng làm vi c hai chi u, ng su t cho phép là ng su t u nườ ợ ệ ề ứ ấ ứ ấ ố
thay đ i theo chu kỳ đ i x ng, và tính theo công th c: ổ ố ứ ứ
σ
σ
σ
Kn
u.
][ 1
1−
−=
(7.2)
σ-1 tra b ng 7.10. ả
Trong đó:
σ-1 gi i h n m i c a chu kỳ đ i x ng có th tra b ng ho c tính g n đúng:ớ ạ ỏ ủ ố ứ ể ả ặ ầ
σ-1≈0,25(σB+σch) +50N/mm2 đ i v i thép rèn. ố ớ
σ-1= 0,22(σB+σch) +50N/mm2 đ i v i thép đúc. ố ớ
σb, σch : Gi i h n b n và gi i h n ch y c a v t li u.ớ ạ ề ớ ạ ả ủ ậ ệ
n: H s an toàn, th ng l y n=1,5 ệ ố ườ ấ ÷2,2. Tr s nh dùng cho bánh răng thépị ố ỏ
th m các bon, th m nit , ho c bánh răng gang. Tr s l n dùng cho bánh răng thépấ ấ ơ ặ ị ố ớ
th ng hoá và tôi.ườ
Kσ: H s t p trung ng su t chân răng, l y Kệ ố ậ ứ ấ ở ấ σ =1,5÷1,8. Tr s nh dùng choị ố ỏ
bánh răng thép th m các bon, th m nit , ho c bánh răng gang. Tr s l n dùng cho bánhấ ấ ơ ặ ị ố ớ
răng thép th ng hoá vào tôi. ườ
7.3.2.1. ng su t ti p xúc Ứ ấ ế
ng su t ti p xúc cho phép ph thu c vào c tính c a v t li u, ph ng phápỨ ấ ế ụ ộ ơ ủ ậ ệ ươ
nhi t luy n hoá và hoá nhi t luy n ệ ệ ệ ệ
- Đ i v i thép có đ r n HBố ớ ộ ắ ≤ 350 thì [σ]tx =2,75HB
- Đ i v i thép có đ r n HB >350 thì [ố ớ ộ ắ σ] =C.HRC
Trong đó: C- là h s t l ệ ố ỷ ệ C =19,6÷30,4
HB - Đ r n Brinenộ ắ
HRC - Đ r n Rôcoenộ ắ
Đ i v i gang [ố ớ σ]tx =1,47HB
Đ n v ng su t ti p: N/mmơ ị ứ ấ ế 2
7.3.3. Các khái ni m v s ăn kh p c a b thuy n bánh răngệ ề ự ớ ủ ộ ề
Quá trình ăn kh p là quá trình ti p xúc c a m t c p biên d ng răng c a m t c pớ ế ủ ộ ặ ạ ủ ộ ặ
bánh răng trong quá trình làm vi c. ệ
Hai biên d ng răng là hai đ ng thân khai nên nó ch ti p xúc v i nhau trênạ ườ ỉ ế ớ
đ ng ăn kh pườ ớ
Đ ng ăn kh p là đ ng ti p tuy n chung c a hai vòng c s c a hai bánh răngườ ớ ườ ế ế ủ ơ ở ủ
và cũng là đ ng pháp tuy n chung c a hai biên d ng răng đang ti p xúc, nó đ c xácườ ế ủ ạ ế ượ
đ nh b i hai đi m vào kh p và ra kh pị ở ể ớ ớ
Đi m vào kh p là đi m ti p xúc đ u tiên gi a hai răng trong chân kh p. v i t iể ớ ể ế ầ ữ ớ ớ ớ
xa nh t n m trên vòng đ nh c a bánh b đ ng, ký hi u là V. ấ ằ ỉ ủ ị ộ ệ
Đi m ra kh p là đi m ti p xúc cu i cùng trong quá trình ăn kh p c a hai răng, nó làể ớ ể ế ố ớ ủ
đi m v i t i xa nh t n m trên vòng đ nh c a bánh ch đ ng, ký hi u là đi m R. ể ớ ớ ấ ằ ỉ ủ ủ ộ ệ ể
[Type text] Page 5