Cơ khí chế tạo máy - Chương 5: Truyền động bánh răng

CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 1 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 2 NỘI DUNG 3 4 NỘI DUNG 1. Khái niệm chung 2. Tải trọng tác dụng trong truyền động bánh răng 3. Tính toán độ bền bánh răng trụ 4. Tính toán độ bền bánh răng côn 5. Vật liệu và ứng suất cho phép 5 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Truyền động bánh răng dùng để truyền hoặc biến đổi chuyển động và lực nhờ sự ăn khớp của các răng với nhau 6 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại - Theo vị trí tương đối giữa các trục 7 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại - Theo vị trí tương đối giữa các trục + Trục song song : bánh răng trụ + Trục cắt nhau: bánh răng côn + Trục chéo: bánh răng trụ chéo, nón chéo 8 9 10 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại - Theo tính chất di động của tâm bộ truyền + Truyền động thường: tâm BR cố định + Truyền động hành tinh: 11 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 12 Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 13 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 14 Bộ truyền bánh răng nghiêng chữ V 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 15 Bộ truyền bánh răng côn 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 16 Bộ truyền bánh răng trụ chéo 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại - Theo dạng răng 17 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại - Theo dạng răng + Bánh răng cycloid + Bánh răng Novikov + Bánh răng thân khai 18 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG + Bánh răng cycloid: dùng trong cơ khí chính xác như thiết bị đo, đồng hồ 19 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG + Bánh răng Novikov: dùng trong máy bay trực thăng, xe tăng 20 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG + Bánh răng thân khai: dùng phổ biến • Khả năng tải lớn • Ma sát trên răng nhỏ • Phương pháp gia công hoàn thiện, đạt độ chính xác cao, năng suất cao 21 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 22 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 23 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 24 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 25 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 26 27 28 29 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 30 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 31 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 32 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 33 Các thông số ăn khớp Modun BRT răng thẳng p: bước răng BRT răng nghiêng modun pháp modun ngang pt = pncos  : góc nghiêng răng m, mn được tiêu chuẩn hóa   p m  n n p m   t t p m  5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 34 Các thông số ăn khớp - Góc profin răng :  (20o, 25o, .. ) Thường dùng  = 20o - Số răng: Z1 > 17 Z2 = uZ1 - Góc nghiêng   = 8o  20o bánh răng nghiêng  = 20o  40o bánh răng chữ V 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 35 Các thông số hình học 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 36 Các thông số hình học 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 37 Các thông số hình học - Đường kính vòng chia - Đường kính vòng đỉnh và chân răng - Khoảng cách trục chia cos . i iti Zm Zmd  mxdd myxadd iifi iiai ).25,2( )(2    cos ).( .5,0 2 1221 ZZmdda     5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 38 Các thông số hình học - Khoảng cách trục aw - Đường kính vòng lăn myxxamyaa aa t t )(. cos cos 21         udd u a d 12 1 1 .2       5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 39 Dịch chỉnh bánh răng 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 40 Dịch chỉnh bánh răng • x = 0: Bánh răng tiêu chuẩn. • x  0: Bánh răng dịch chỉnh. Khi có dịch chỉnh thì: Chiều dày răng thay đổi. Chiều cao làm việc của răng thay đổi. Góc ăn khớp thay đổi. 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 41 Dịch chỉnh bánh răng Mục đích của việc dịch chỉnh • Cải thiện chất lượng ăn khớp. • Đảm bảo khoảng cách trục cho trước. • Tránh cắt lẹm chân răng. 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 42 Hệ số trùng khớp là hệ số xét đến trong cùng một thời điểm có mấy răng đồng thời ăn khớp 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 43 Cấp chính xác và kiểm tra bánh răng • Chỉ tiêu về chính xác động học: Xét tới sai số giữa góc quay thực và góc quay danh nghĩa của BR bị động. • Chỉ tiêu về làm việc êm: Xét tới sai số bước răng và sai số prôfin răng. • Chỉ tiêu về vết tiếp xúc: Xét tới kích thước của vết tiếp xúc trên các răng khi các răng ăn khớp 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 44 Cấp chính xác và kiểm tra bánh răng • Sau khi kiểm tra, dựa vào mức độ đạt được đối với các chỉ tiêu, người ta sẽ xác định cấp chính xác của BR. • TCVN quy định BTBR có 12 cấp: 1-12 Trong đó 1 là CCX cao nhất, 12 là CCX thấp nhất + Ngành CK: 7, 8, 9 + Nghành CK CX: 5, 6 + Các dụng cụ đo: 2, 3 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 45 Cấu tạo bánh răng 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG 46 Cấu tạo bánh răng BR liền trục khi: • BRTrụ: x  2,5.m • BRCôn: x  1,6.m, với m mô đun pháp tính trên mặt trung bình của BRCôn. 47 48 49 5.2 TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 50 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp 5.TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 51 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp 5.2 TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 52 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp Trong quá trình ăn khớp, lực tác dụng lên răng: • Lực ma sát. • Áp lực pháp tuyến. 5.2 TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 53 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp 5.2 TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 54 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp  Vùng gần tâm ăn khớp là vùng nguy hiểm  Tại tâm ăn khớp, bánh răng chịu tải trọng riêng lớn nhất  Các răng ăn khớp theo chiều dài tiếp xúc 5.2 TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 55 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp 5.TẢI TRỌNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 56 5.2.1 Lực tác dụng lên các răng khi ăn khớp Xét áp lực pháp tuyến Fn - Lực tập trung có điểm đặt tại tâm ăn khớp - Nằm trong mặt phẳng ăn khớp và hướng vào bề mặt răng - Độ lớn Fn = qili 5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 57 a. Trƣờng hợp BR trụ răng thẳng  Ft1 Fr1 Fn1 1 O1 d1 P Fr2 Ft2 Fn2 5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 58 a. Trƣờng hợp BR trụ răng thẳng Xét BR chủ động BR1 lực vòng trên br1 (bánh chủ động) • Phương tiếp xúc với vòng lăn • Hướng ngược chiều quay 1 • Độ lớn 111 rtn FFF   1tF  1 1.2 d T 1tF 5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 59 a. Trƣờng hợp BR trụ răng thẳng lực hƣớng tâm trên br1 • Hướng: hướng tâm • Độ lớn Fr1 = Ft1tg 1rF  cos 1 1 t n F F  5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 60 a. Trƣờng hợp BR trụ răng thẳng Xét BR bị động BR2 Các lực có cùng giá trị nhưng ngược chiều với 222 rtn FFF   222 ;; rtn FFF  111 ;; rtn FFF       cos 2 1 21 121 1 1 21 t nn trr tt F FF tgFFF d T FF    5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 61 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng O1 P b t P Fa Ft Fr n t  Fn Fr Ft Fn Fncosb Fncosb Fa P d1 1 b 5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 62 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng Xét BR chủ động BR1 lực vòng trên br1 (bánh chủ động) • Phương tiếp xúc với vòng lăn • Hướng ngược chiều quay 1 • Độ lớn 1tF  1 1.2 d T 1tF 1111 artn FFFF   5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 63 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng lực hƣớng tâm trên br1 • Hướng: hướng tâm • Độ lớn Fr1 = Ft1tgt 1rF  5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 64 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng lực dọc trục trên br1 • Phương dọc trục • Hướng vào mặt làm việc của răng • Độ lớn Fa1 = Ft1tg 1aF    coscos 1 1 n t n F F  5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 65 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng Chú ý Các giá trị n, t, ,   ,         coscos 2 1 21 121 121 1 1 21 n t nn taa ttrr tt F FF tgFFF tgFFF d T FF     5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 66 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng Nhận xét 1. Nếu  = 0 -> BR thẳng -> - Fa = 0 - tw = nw = w 5.2.1 LỰC TÁC DỤNG LÊN CÁC RĂNG KHI ĂN KHỚP 67 b. Trƣờng hợp BR trụ răng nghiêng Nhận xét 2. Trong BT BR nghiêng, Fa phụ thuộc vào:  Hướng nghiêng của răng.  Chiều quay của BR.  Góc nghiêng :   -> Fa tăng   -> ltx  -> tải trọng riêng  ->khả năng tải  Chọn 80 <  < 200 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 68 Trong tính toán sức bền BTBR, để chính xác và đảm bảo an toàn => nhân thêm vào giá trị lực những hệ số tải trọng để kể đến ảnh hưởng  Sự phân bố không đều của lực trên các răng  Sự phân bố không đều của lực trên chiều dài txúc  Tải trọng động trong quá trình ăn khớp 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 69 Tính toán sức bền: -Sức bền bề mặt (sức bền tiếp xúc) -Sức bền uốn của thân răng Có 6 hệ số tải trọng: 3 hệ số tải trọng xét đến khi tính sức bền bề mặt KH KH KHv 3 hệ số tải trọng xét đến khi tính sức bền uốn KF KF KFv 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 70 a. Sự phân bố không đều của tải trọng trên các răng đồng thời ăn khớp Tải trọng tác dụng lên mỗi răng phụ thuộc vào số đôi răng ăn khớp đồng thời Nếu chỉ có 1 cặp răng ăn khớp -> không có hệ số K (KH KF) Trong t2 bộ truyền bánh trụ răng thẳng, để đảm bảo an toàn, chỉ xét 1 cặp răng ăn khớp 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 71 a. Sự phân bố không đều của tải trọng trên các răng đồng thời ăn khớp Bộ truyền BR trụ răng nghiêng KH  1, xác định theo vận tốc v và cấp chính xác (đồ thị 10-11/147) Cấp chính càng cao, KH càng nhỏ Vận tốc lớn -> mòn không đều -> sự phân bố lực khó đều. 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 72 a. Sự phân bố không đều của tải trọng trên các răng đồng thời ăn khớp Bộ truyền BR trụ răng nghiêng KF xác định theo công thức  > 1 KF = 1  < 1      .4 )5)(1(4   cxF n K 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 73 a. Sự phân bố không đều của tải trọng trên các răng đồng thời ăn khớp  hệ số trùng khớp dọc = chiều rộng răng/ bước dọc m b m b . sin sin .        5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 74 b. Sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng Nguyên nhân Do biến dạng của trục mang răng dưới tác dụng của lực ăn khớp. Vị trí bánh răng trên trục càng nghiêng thì sự phân bố càng ko đều Trục công xôn -> lớn nhất 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 75 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 76 b. Sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng Nguyên nhân  Biến dạng của bản thân vành răng. Chiều rộng vành răng càng lớn thì lực phân bố càng không đều. Độ rắn của bề mặt răng. Bề mặt càng mềm -> quá trình mòn tăng -> phân bố tải trọng tốt Sai số chế tạo 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 77 b. Sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng  trong tính toán dùng hệ số K = qmax/qn KH, KF tra bảng 10-14; 10-15, phụ thuộc  Độ rắn bề mặt răng  Vị trí của BR đối với gối đỡ  Tỷ số  = b/d1 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 78 b. Sự phân bố không đều của tải trọng trên chiều rộng vành răng Để giảm K -> giảm chiều rộng răng, đặt vị trí bánh răng cân đối để biến dạng trục thuận lợi, răng hình trống 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 79 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp Nguyên nhân Trong quá trình ăn khớp, do sai số về profin răng, bước răng ..., mặc dù bánh chủ động quay đều thì bánh bị động vẫn quay không đều => tỉ số truyền tức thời u thay đổi gây nên va đập khi các đôi răng vào tiếp xúc 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 80 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp Nguyên nhân Trong quá trình ăn khớp, do sai số về profin răng, bước răng ..., mặc dù bánh chủ động quay đều thì bánh bị động vẫn quay không đều => tỉ số truyền tức thời u thay đổi gây nên va đập khi các đôi răng vào tiếp xúc => hệ số Kv t v t vt v q q q qq K    1 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 81 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp qt : tải trọng riêng tĩnh qv : tải trọng riêng động (xác định bằng ) Chú ý hiện tượng cộng hưởng t v t vt v q q q qq K    1 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 82 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp Các nhân tố ảnh hưởng - Cấp chính xác: kém -> va đập nhiều - Vận tốc: cao -> va đập càng mạnh - Dạng răng: răng nghiêng ăn khớp êm hơn BRT - Khả năng vát đầu răng 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 83 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp H, F: hệ số cường độ tải trọng động. H, F: Hệ số xét đến ảnh hưởng sai số ăn khớp(B10.2) go : hệ số xét đến ảnh hưởng sai lệch bước (B.10.3)   HH H Hv KKT db K 1 1 2 1   FF F Fv KKT db K 1 1 2 1 u a vgHH  0 u a vgFF  0 5.2.2 HỆ SỐ TẢI TRỌNG TRONG TÍNH TOÁN SỨC BỀN BTBR 84 c. Tải trọng động trong quá trình ăn khớp Để giảm tải trọng động - nâng cấp chính xác - giảm vận tốc - chọn bánh răng nghiêng và vát đầu răng 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 85 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 86 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán 5 dạng hỏng quan trọng nhất - Gãy răng - Tróc vì mỏi bề mặt - Mòn bề mặt răng - Dính bề mặt răng - Biến dạng dẻo 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 87 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán a. Gãy răng 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 88 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán Biện pháp tránh và ngăn ngừa gãy răng: • Tính theo độ bền mỏi uốn(chỉ tiêu tính toán). • Nếu có khi phải làm việc quá tải thì ta phải kiểm tra ứng suất uốn cực đại theo điều kiện độ bền tĩnh. Để ngăn ngừa: • Tăng môđun. • Sử dụng BR dịch chỉnh. • Nhiệt luyện làm tăng độ bền của răng. • Giảm tập trung ứng suất ở chân răng 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 89 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán b. Tróc rỗ bề mặt răng 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 90 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán Hậu quả • Mặt răng mất nhẵn. • Dạng răng bị méo mó. • Tải trọng động tăng lên. • Quá trình ăn khớp: Không hình thành được màng dầu giữa bề mặt tiếp xúc của đôi răng  Mặt răng bị mòn và xước  Toàn bộ bề mặt phía dưới đường tâm ăn khớp bị phá hỏng. • Bộ truyền nóng, rung và kêu to, ... 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 91 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán Các loại tróc bề mặt: • Tróc nhất thời: Là hiện tượng tróc chỉ xảy ra sau một thời gian ngắn sau đó thì dừng lại. Dạng tróc này: thường xảy ra khi bộ truyền có độ rắn mặt răng HB < 350 (mềm). • Tróc lan: Là các vết tróc sinh ra, luôn phát triển và lan khắp bề mặt chân răng. Xảy ra ở bề mặt nhẵn, cứng. Loại tróc này nguy hiểm hơn rất nhiều so với tróc nhất thời. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 92 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán Tính toán răng theo độ bền tiếp xúc mỏi.(chỉ tiêu tính toán). Có thể giảm tróc: • Nâng cao độ rắn bề mặt của răng bằng PP nhiệt luyện. • Tăng góc ăn khớp: - Dùng dịch chỉnh. - Cắt răng bằng dao có góc prôfin lớn. • Nâng cao cấp chính xác của BR nhất là về chỉ tiêu tiếp xúc. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 93 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán c. Mòn bề mặt răng 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 94 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán c. Mòn bề mặt răng Là dạng hỏng chủ yếu trong các bộ truyền bôi trơn không tốt: BT để hở hoặc BT để kín nhưng mà bên trong có hạt mòn như: bụi, hạt kim loại,... • Răng mòn nhiều ở đỉnh và chân răng vì tại đó có vận tốc trượt lớn. • Mòn  dạng răng thay đổi, tải trọng , tiết diện răng   gãy răng. • Chưa có PP tính BR về mòn vì mòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngẫu nhiên. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 95 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán c. Mòn bề mặt răng • Để giảm mòn: Tăng độ rắn, nhẵn bề mặt răng, ngăn không cho hạt mòn rơi vào, giảm vận tốc trượt bằng dịch chỉnh hoặc giảm chiều cao răng, dùng loại dầu bôi trơn thích hợp,.. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 96 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán d. Dính bề mặt răng Thường xảy ra ở các bộ truyền chịu tải lớn có vận tốc cao và các cặp BR được làm cùng vật liệu và không tôi bề mặt. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 97 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán d. Dính bề mặt răng Tại chỗ ăn khớp nhiệt độ sinh ra quá cao(do tải và vận tốc lớn)  màng dầu bị phá vỡ  răng tiếp xúc trực tiếp nhau. Do áp suất & nhiệt độ cao  răng dính vào nhau. Khi chúng chuyển động tương đối với nhau  Những mảnh kim loại nhỏ ở bề mặt răng này bong ra và bám vào bề mặt răng kia  Bề mặt làm việc bị xước nhiều và dạng răng bị phá hỏng. Tránh dính t < [t] 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 98 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán d. Dính bề mặt răng Các yếu tố ảnh hưởng - dầu - Nhấp nhô bề mặt Các bộ truyền thường bị dính : tàu thủy, hàng không 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 99 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán e. Biến dạng dẻo bề mặt • Thường xảy ra ở các bánh răng thép có độ rắn thấp, chịu tải trọng lớn và có vận tốc thấp. • Hiện tượng: Tải trọng lớn  Biến dạng bề mặt răng. Lớp biến dạng dẻo bị lực ma sát lôi đi theo chiều vân tốc trượt  Trên bánh dẫn, kim loại xô về phía đỉnh và chân răng  răng bị nổi gờ  răng hỏng, BT ăn khớp không chính xác. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 100 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN Trong các dạng hỏng nêu trên thì dạng hỏng vì gãy răng và hỏng vì tróc răng là được xem xét kỹ hơn cả vì khả năng hỏng do hai dạng hỏng này là rất lớn(nhất là đối với tróc) đồng thời chỉ tiêu tính toán theo hai dạng hỏng này cũng dễ xây dựng. 5.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN BÁNH RĂNG 101 5.3.1. Dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán 5.3.2 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN TRUYỀN ĐỘNG BRT a. Tính theo độ bền tiếp xúc Mục đích: đề phòng các dạng hỏng bề mặt (tróc rỗ, mòn, dính) Tính ứng suất tại tâm ăn khớp H  [H] 102 a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Công thức Hertz ZM: hệ số xét đến cơ tính của vật liệu Nếu bánh răng làm bằng thép ZM = 275 qn : áp lực pháp tuyến tại tâm ăn khớp  : bán kính cong tương đương 103   .2 n MH q Z ])1()1([ .2 2 22 2 11 21    EE EE ZM a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC LH: tổng chiều dài tiếp xúc LH phụ thuộc số đối răng đồng thời ăn khớp. 104 HvH H n n KK L F q  cos t n F F  a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Z: hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc - hệ số trùng khớp 105 2   Z b LH  3 .34    Z  cos 11 2,388,1 21              ZZ a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC + : ăn khớp ngoài - : ăn khớp trong Bán kính cong của biên dạng răng thứ i tại tâm ăn khớp i =1,2  : góc ăn khớp khi làm việc 106 21 111      sin 2 i i d  12 .  dud  )1(2 sin. 1   u du   a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Công thức kiểm nghiệm bộ truyền BRT răng thẳng theo độ bền tiếp xúc ZM : hệ số xét đến cơ tính vật liệu ZH : hệ số xét đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Bánh răng không dịch chỉnh hoặc dịch chỉnh đều ZH = 1,76 107  H HvHHM H ub uKKT d ZZZ         )1(2 1 1 2sin 2 HZ a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Z : hệ số xét đến tổng chiều dài tiếp xúc T1 : momen xoắn trên bánh dẫn KH : hệ số tập trung tải trọng KHv : hệ số tải trọng động u : tỷ số truyền [H] : ứng suất tiếp xúc cho phép 108  H HvHHM H ub uKKT d ZZZ         )1(2 1 1 a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Kiểm nghiệm: thừa bền -> giảm kích thước thiếu bền -> tăng kích thước 109  H HvHHM H ub uKKT d ZZZ         )1(2 1 1 a. TÍNH THEO ĐỘ BỀN TIẾP XÚC Đặt Để đơn giản : ZH = 1.76  = 1.6 Bộ truyền làm bằng thép ZM = 27