Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 11: Cơ cấu bánh răng không gian - Nguyễn Tân Tiến
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.01
Spartial Gear Mechanism
11. CƠ CẤU BÁNH RĂNG
KHÔNG GIAN
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.02
Spartial Gear Mechanism
1. Cơ cấu bánh răng trụ chéo
I. Đặc điểm cấu tạo
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
1
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.03
Spartial Gear Mechanism
1. Cơ cấu bánh răng trụ chéo
I. Đặc điểm cấu tạo
Là cơ cấu bánh răng trụ tròn răng nghiêng dùng truyền chuyển động giữa hai
trục chéo nhau
Hai mặt lăn của hai bánh răng tiếp xúc nhau tại một điểm P
Hai giao tuyến của mặt răng với mặt lăn của mỗi
bánh răngavà alà hai đường xoắn ốc tiếp xúc
p2 nhau tạP
O2
2
Hai đường sinh pvà pđi qua P của hai mặt trụ
lăn và tiếp tuyến tcủa hai đường răng avà a1
nằm trên tiếp diện chung của hai mặt lăn
a2
p1
2
P
t
a1
1
p1
Góc nghiêng của mặt răng trên mỗi bánh răng
p2
1 (p1,tt), 1 (p2,tt)
O1
1
Khoảng cách tâm OOlà đường vuông góc chung
của hai trục bánh răng (đi qua )
OO2 A O PO2P r r
1
1
1
2
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.04
Spartial Gear Mechanism
1. Cơ cấu bánh răng trụ chéo
vP
v
II. Tỉ số truyền
P Quan hệ vận tốc
2
1
vP
vP
vP P
2 1
2
1
2
1
p1
p2
2
p2 p2
2r2
p1 p1
1r1
// tt
t
t
vP sin 1 vP sin 2
1
2
P
1
p2
Tỉ số truyền
p1
p2
vP cos 1 vP cos 2
O2
1 r2 cos 2
2
1
2
i
12
2 r cos 1
1r1 cos 1 2r2 cos 2
a2
1
p1
2
P
t
m ,m , z , z
Gọi
là mođun ngang và số răng
s1
s2
1
2
a1
1
12 ms z2 cos 2 ms z2 cos 2 mn z2
p1
2
2
2
p2
i12
12 ms z1 cos 1 ms z1 cos 1 mn z1
1
1
1
O1
Điều kiện ăn khớp đúng
1
t t t
n1
n2
n
mn z2 z2
i12
m m m
mn z1 z1
n1
n2
n
Thường dùng các cặp bánh răng vớ = 90
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
2
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.05
Spartial Gear Mechanism
1. Cơ cấu bánh răng trụ chéo
II. Tỉ số truyền
Ưu điểm
+ Có thể chọn 4 thông số để thỏa
mãn một tỉ số truyền cho trước
1 r2 cos 2
i12
P
P
2 r cos 1
1
+ Khi thiết kế, muốn đổi chiều quay
của một bánh trong khi chiều
quay của bánh còn lại không thay
đổi, không cần thêm bánh răng
trung gian mà chỉ cần đổi góc
nghiêng của răng sao cho
vP
vP
t
t
1
1
1800 (1 2 )
vP
vP
2
2
P
P
Điều này dễ thực hiện kh = 9
t
t
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.06
Spartial Gear Mechanism
1. Cơ cấu bánh răng trụ chéo
III. Đặc điểm tiếp xúc
Cặp bánh răng trụ chéo tiếp xúc theo điểm
Tại điểm tiếp xúc có vận tốc trượt tương đối nên mặt răng mau mòn và mòn
không đều
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
3
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.07
Spartial Gear Mechanism
2. Cơ cấu trục ví– bánh vít
I. Đặc điểm cấu tạo
Cơ cấu trục víbánh vít là cơ cấu bánh răng trụ chéo đặc biệt với
+ góc giao nhau giữa hai trục = + = 9 truyền động giữa hai trục
vuông góc nhau
+ rất lớn (có thể đến 8) nên đường răng thành đường xoắn ốc quấn
trên
mặt trụ. Số răng được gọi là số mối ren z= 4. Bánh răng này được gọi
là trục vít, bánh răng còn lại được gọi là bánh vít
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.08
Spartial Gear Mechanism
2. Cơ cấu trục ví– bánh vít
II. Tỉ số truyền
Như cặp bánh răng trụ chéo
1 r2 cos 2
p1
2
i12
2 r cos 1
1
1
O2
p
a22
a2
t
t
t
Ưu điểmVì số mối ren z) ít trong khi số
răng của bánh vít ) có thể rất nhiều nên tỉ
số truyền có thể rất lớn
P
a1
p2
2
O
1
a1
p1
1
p
1 1
Trong một số trường hợp, bộ truyền trục ví-
bánh vít chỉ truyền động theo một chiều từ
trục vít đến bánh vít (tự hãm theo chiều
ngược lại)
vP
2
p2
P
p2
1
t
vP P
vP
2
1
2
p1
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
4
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.09
Spartial Gear Mechanism
2. Cơ cấu trục ví– bánh vít
III. Đặc điểm tiếp xúc
Bộ truyền trục víbánh vít tiếp
xúc theo điểm và có vận tốc trượt
Vận tốc trượt của bộ truyền trục
víbánh vít rất lớn nên mau
mòn,
Để khắc phục, người ta thay đổi
cấu tạo của bánh vít
+ bánh vít lõm: răng của bánh vít
ở trên mặt trụ tròn xoay mà
đường sinh là cung tròn sao
cho bánh vít ôm lấy trục vít
+ trục vít lõm (trục vít globoit):
trục vít ôm lấy bánh vít
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.10
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
5
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.11
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
I. Cấu tạo của bánh răng hình nón
Xét cặp bánh răng hình trụ răng thẳng: các đường sinh của các mặt trụ chân
răng, trụ đỉnh răng, trụ lăn, trụ chia, …, đường tiếp xúc giữa hai bánh răng đều
song song nhau và song song với hai tâm quay của hai bánh răng
các đường này cắt nhau tại điểm O ở vô cực )
Tưởng tượng rằng dịch chuyển O về gần
trên đường tiếp xúc giữa hai răng
+ các mặt trụ trở thành mặt nón cùng đỉnh
O như mặt nón chân răng, nón đỉnh răng,
nón lăn, nón chia, …
O
O
1
1
N1
+ mặt phẳng đáy trở thành mặt cầu cùng
1
p01
R
p02
tâm O
2
+ mặt trụ thân khai trở thành mặt nón thân
khai
N
22
O2
bánh răng hình trụ thân khai trở thành bánh
răng hình nón thân khai
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.12
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
II. Thông số hình học của bánh răng nón răng thẳng
Kích thước đặc trưng cho bánh răng nón được quy định là kích thước trên đáy
lớn. Để thuận tiện, thay mặt cầu đáy lớn bằng mặt nón tiếp xúc với mặt cầu
này
o
ylôùn
y
O
c
2
càauñaù
1
atë
atë
P
r
i1
r
e1
1
r
r2
P
r
1
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
6
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.13
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
II. Thông số hình học của bánh răng nón răng thẳng
t
m
Mođun (trên đáy lớn)
t z1,2
1
Bán kính vòng chia r
m z1,2
1,2
2
2
Chiều cao đầu răng
Chiều cao chân răng
Bán kính vòng đỉnh
h m
h 1,25 m
O
r
r h cos1,2
e1,2
1,2
2
1
m
(z1,2 2cos1,2 )
2
P
r
r h cos1,2
Bán kính vòng chân
e1,2
1,2
r
i1
r
1
r2
m
P
r
e1
(z1,2 2,5cos1,2 )
2
r
1
r
1,2
Chiều dài nón
L
sin1,2
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.14
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
III. Bánh răng thay thế của bánh răng nón răng thẳng
Bánh răng tưởng tượng có bán kính ’2 được gọi là bánh răng thay thế của
bánh răng nón răng thẳng
t
m
Mođun (trên đáy lớn)
r
1,2
Bán kính vòng chia r
1,2
cos
2r
1,2
ztt
Số răng thay thế
1,2
O
m
2r
2
1
1,2
mcos
z1,2
P
r
1
i1
r
cos1,2
r2
P
r
e1
r
1
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
7
CIMEC lab
10/11/2009
Theory of Machine
11.15
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
IV. Các dạng truyền động của cặp bánh răng nón
Xét cặp bánh răng nón răng nghiêng với góc nghiêng trên mặt nón lăn à ββ2
1.
2 : cặp bánh răng nón truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau
1
1 2 0
1 2 0
Bánh răng nón răng thẳng
Bánh răng nón răng nghiêng
1 z2
2 z1
r
OPsin2 sin2
OPsin1 sin1
2
Tỉ số truyền 1r1 2r i12
2
r
1
Truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau tiếp xúc theo đường thẳng d
+ bánh răng nón răng thẳng d qua đỉnh nón
+ bánh răng nón răng nghiêng d không qua đỉnh nón
Tại điểm tiếp xúc trên mặt nón lăn không có vận tốc trượt tương đối
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
Theory of Machine
11.16
Spartial Gear Mechanism
3. Cơ cấu bánh răng nón
IV. Các dạng truyền động của cặp bánh răng nón
Xét cặp bánh răng nón răng nghiêng với góc nghiêng trên mặt nón lăn à ββ2
2.
2 : cặp bánh răng nón truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau
1
Cặp bánh răng nón chéo (hypoid)
Cặp bánh răng này hoàn toàn tương ứng
với cặp bánh răng trụ chéo
Tỉ số truyền
1 z2 r2 cos 2
i12
2 z1 r cos 1
1
Đặc điểm tiếp xúc: tiếp xúc theo điểm và
có vận tốc trượt tương đối nên mặt răng
mau mòn và mòn không đều
HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department
Nguyen Tan Tien
8
8 trang
18980
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Nguyên lý máy - Chương 11: Cơ cấu bánh răng không gian - Nguyễn Tân Tiến", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nguyen_ly_may_chuong_11_co_cau_banh_rang_khong_gia.pdf
