Chương 3 Hệ bánh răng | Bài giảng môn thiết kế máy khoa cơ khí chế tạo máy Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Ta không chỉ sử dụng một cặp bánh răng mà sử dụng nhiều cặp bánh răng nối với nhau, tạo thành một hệ thống và được gọi là hệ thống bánh răng hay hệ bánh răng.1. Hệ bánh răng thường: Hệ bánh răng thường là hệ bánh răng trong đó tất cả các trục đều có đường trục không thây đổi. 2. Hệ bánh răng ngoại luân: Là HBR có ít nhất một BRcóđường tâm thây đổi và chia làm 3 loại. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

6 3 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Thiết kế máy

Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

9 trang 3 ngày trước

Tác giả:

Profile Lê Kim Dung
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNICAL AND EDUCATION
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
Bộ môn: Thiết kế máy
Bài giảng Phần II
(Lưu hành nội bộ)
Chương 3 HỆ BÁNH RĂNG
Biên soạn: TS. Nguyễn Minh Kỳ
1
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy 2
HỆ BÁNH RĂNG
Ta không chỉ sử dụng một cặp bánh
răng mà sử dụng nhiều cặp bánh
răng nối với nhau, tạo thành một hệ
thống và được gọi là hệ thống bánh
răng hay hệ bánh răng.
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
3
I. Phân loại
1. Hệ bánh răng thường: Hệ bánh răng thường là hệ
bánh răng trong tâmđó tất cả các trục đều có đường
trục không thây đổi.
HBR ăn khớp ngoài
Ăn khớp trong
2. Hệ bánh răng ngoại luân: Là HBR có ít nhất một
BR có đường tâm thây đổi và chia làm 3 loại.
a. Hệ bánh răng hành tinh
2&2’: Bánh răng vệ tinh (hệ hành tinh)
1&3: Các bánh răng trung tâm
c: cần
Là một dạng của HBR ngoại luân, có 1 bánh trung tâm cố định.
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
4
b. HBR vi sai: Là một dạng của HBR ngoại luân, không có bánh
răng cố định.
c. HBR vi sai kín: Là hệ vi sai trong đó các bánh răng trung tâm đều
không cố định, nhưng hai bánh răng trung tâm hoặc một bánh răng
trung tâm và cần nối với nhau .bằng hệ thường
Hệ thường khác hệ ngoại luân => Cần c
Bậc tự do của 4 hệ trên:
𝑾=𝟑𝒏− 𝟐𝒑 −𝒔+𝒓
𝟓
+ 𝒑
𝟒
r=0; s=0
H-1 H-2 H-3 H-4
n=4 n=3 n=4 n=5
𝑝
5
=4 𝑝
5
=3 𝑝
5
=4 𝑝
5
=5
𝑝
4
=3 𝑝
4
=2 𝑝
4
=2 𝑝
4
=4
W=1 W=1 W=2?? W=1
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
5
2. Tỷ số truyền
a. Một cặp bánh răng
𝑢
12
=
1
2
=
𝑛
1
𝑛
2
=±
𝑧
2
𝑧
1
(+) quay cùng chiều => ʘ
(-) quay ngược chiều => Ȯ
b. HBR thường
Cho HBR thường như hình vẽ 1; với 𝑧
1
,𝑧
2
,𝑧
2
′
,𝑧
3
,𝑧
3
′
,𝑧
4
Hãy thành lập công thức 𝑢
14
=
1
4
=?
Giải:
Hình 1: lắp nối tiếp => “tích”
𝑢
14
=𝑢
12
.𝑢
2′3
.𝑢
3′4
=(−
𝑧
2
𝑧
1
)(+
𝑧
3
𝑧
2′
)(−
𝑧
4
𝑧
3′
)= −1
2
𝑧
2
𝑧
3
𝑧
4
𝑧
1
𝑧
2′
𝑧
3′
Công thức tổng quát:
𝑢
1𝑛
= −1
𝑘
(
𝑇í𝑐ℎ 𝑐á𝑐 𝑟ă𝑛𝑔 𝑏á𝑛ℎ𝑑ẫ𝑛𝑠ố 𝑠ố 𝑏ị
𝑇í𝑐ℎ 𝑐á𝑐
𝑠ố 𝑠ố𝑟ă𝑛𝑔𝑏á𝑛ℎ𝑑ẫ𝑛
)
k: là số cặp BR ăn khớp ngoài của hệ
• Đối với hệ BR không gian (BR côn, TV-BV), ta vẫn dùng công
thức trên, tuy nhiên (-1)
k
không có nghĩa. Khi cần xác định chiều
quay của các bánh răng ta xác định trực tiếp trên hình.
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy 6
From above, we see that the train value is the reciprocal of speed ratio.
External mesh
Speed ratio:
𝑢=
1
2
=
𝑛
1
𝑛
2
=
−
𝑍
2
𝑍
1
Center distance
𝑎
w
=𝑟
1
+𝑟
2
=
1
2
𝑚(𝑍
1
+𝑍
2
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy 7
Internal mesh
Speed ratio
𝑢=
1
2
=
𝑛
1
𝑛
2
=
+
𝑍
2
𝑍
1
Center distance:
𝑎
𝑤
=𝑟
2
−𝑟
1
=
1
2
𝑚(𝑍
2
−𝑍
1
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
8
c. HBR luânngoại
Cho hệ BR như hình
-2.
𝑧
1
=20,𝑧
2
=60,𝑧
2
′
=25,𝑧
3
=105
Tính: 𝑢
1𝑐
=
1
𝑐
=?
Áp dụng phương pháp chuyển động tương đối, ta có:
Nghĩa là: xem như cần c đứng yên. Khi đó mỗi khâu trên hệ sẽ có
thêm .chuyển động
𝑐
(−
𝑐
)
Khâu 1 (𝑧
1
)=
1
−
𝑐
Khâu 2 (𝑧
2
)=
2
−
𝑐
Khâu 3 (𝑧
3
)=
3
−
𝑐
Cần c =
𝑐
−
𝑐
𝒖
𝟏𝟑/𝒄
=
𝟏
−
𝒄
𝟑
−
𝒄
=
1
−
𝑐
−
𝑐
=1−
1
𝑐
=
−1
1
𝑧
2
𝑧
3
𝑧
1
𝑧
2′
= −1
1
60.105
20
.25
=−
63
5
1−
1
𝑐
=−
63
5
⇒ 𝑢
1𝑐
=
1
𝑐
=13.6
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TS. Nguyễn Minh KỳBộ môn: Thiết kế máy
9
Ví dụ 2: Cho HBR như hình 3vẽ
𝑧
1
=20,𝑧
2
=60,𝑧
2
′
=25,𝑧
3
=105
1
=13.6(
𝑟𝑎𝑑
𝑠
),
𝑐
=−1(
𝑟𝑎𝑑
𝑠
)
Tính
3
=?
Hệ bánh răng vi sai:
Tương tự ví dụ trên, ta có:
𝑢
13/𝑐
=−
63
5
1
−
𝑐
3
−
𝑐
=−
63
5
1
+1
3
+1
=−
63
5
=>
3
=
Mở rộng: Giả thiết rằng chưa cho z ,
2
+ Hãy trình bày cách tính z
2
, biết có cùng modul (m).
+ Tính bậc tự do
Giải:
Ta có khoảng cách trục bằng nhau.
𝑎 =𝑎
𝑤12 𝑤2′3
𝑎
𝑤12
=0.5𝑚 𝑧
1
+𝑧
2
=0.5𝑚 𝑧
3
−𝑧
2′
𝑧
2
= 𝑧
3
−𝑧
2′
−𝑧
1
=60
BTD:
n=4
𝑝
5
=4
𝑝
4
=2
𝑊=3𝑛− 2𝑝
5
+ 𝑝
4
=2
| 1/9
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNICAL AND EDUCATION KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ môn: Thiết kế máy Bài giảng Phần II (Lưu hành nội bộ)
Chương 3 HỆ BÁNH RĂNG
Biên soạn: TS. Nguyễn Minh Kỳ Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty HỆ BÁNH RĂNG
Ta không chỉ sử dụng một cặp bánh
răng mà sử dụng nhiều cặp bánh
răng nối với nhau, tạo thành một hệ
thống và được gọi là hệ thống bánh răng hay hệ bánh răng. Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty I. Phân loại
1. Hệ bánh răng thường: Hệ bánh răng thường là hệ
bánh răng trong đó tất cả các trục đều có đường tâm trục không thây đổi.
2. Hệ bánh răng ngoại luân: Là HBR có ít nhất một
BR có đường tâm thây đổi và chia làm 3 loại. a. Hệ bánh răng hành tinh
2&2’: Bánh răng vệ tinh (hệ hành tinh)
1&3: Các bánh răng trung tâm c: cần
HBR ăn khớp ngoài Ăn khớp trong
Là một dạng của HBR ngoại luân, có 1 bánh trung tâm cố định. Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
b. HBR vi sai: Là một dạng của HBR ngoại luân, không có bánh răng cố định.
c. HBR vi sai kín: Là hệ vi sai trong đó các bánh răng trung tâm đều
không cố định, nhưng hai bánh răng trung tâm hoặc một bánh răng
trung tâm và cần nối với nhau bằng hệ thường.
Hệ thường khác hệ ngoại luân => Cần c
Bậc tự do của 4 hệ trên:
𝑾 = 𝟑𝒏 − 𝟐𝒑𝟓 + 𝒑𝟒 − 𝒔 + 𝒓 r=0; s=0 H-1 H-2 H-3 H-4 n=4 n=3 n=4 n=5 𝑝5 = 4 𝑝5 = 3 𝑝5 = 4 𝑝5 = 5 𝑝4 = 3 𝑝4 = 2 𝑝4 = 2 𝑝4 = 4 W=1 W=1 W=2?? W=1 Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 4
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty 2. Tỷ số truyền  𝑛 𝑧 a. Một cặp bánh răng 𝑢 1 1 2 12 = = = ± 2 𝑛2 𝑧1
(+) quay cùng chiều => ʘ
(-) quay ngược chiều => Ȯ b. HBR thường
Cho HBR thường như hình vẽ 1; với 𝑧 ′ ′
1, 𝑧2, 𝑧2 , 𝑧3, 𝑧3, 𝑧4
Hãy thành lập công thức 𝑢14 = 1 =? 4 Giải:
Hình 1: lắp nối tiếp => “tích”
𝑢14 = 𝑢12. 𝑢2′3. 𝑢3′4 = (− 𝑧2 )(+ 𝑧3 )(− 𝑧4 )= −1 2 𝑧2𝑧3𝑧4 𝑧1 𝑧2′ 𝑧3′ 𝑧1𝑧2′𝑧3′
Công thức tổng quát:𝑇í𝑐ℎ𝑠ố𝑐á𝑐𝑠ố𝑟ă𝑛𝑔𝑏ị𝑏á𝑛ℎ𝑑ẫ𝑛
𝑢1𝑛 = −1 𝑘( 𝑇í𝑐ℎ 𝑠ố 𝑐á𝑐 𝑠ố 𝑟ă𝑛𝑔 𝑏á𝑛ℎ 𝑑ẫ𝑛 )
k: là số cặp BR ăn khớp ngoài của hệ
• Đối với hệ BR không gian (BR côn, TV-BV), ta vẫn dùng công
thức trên, tuy nhiên (-1)k không có nghĩa. Khi cần xác định chiều
quay của các bánh răng ta xác định trực tiếp trên hình. Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 5
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
From above, we see that the train value is the reciprocal of speed ratio. External mesh Speed ratio:  𝑢 = 1 2 𝑛 = 1 𝑛2𝑍 = − 2 𝑍1 1 Center distance 𝑎w = 𝑟1 + 𝑟2 = 2 𝑚(𝑍1 + 𝑍2 Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 6
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty Internal mesh Speed ratio  𝑢 = 1 2 𝑛 = 1 𝑛2𝑍 = + 2 𝑍1 1
Center distance: 𝑎𝑤 = 𝑟2 − 𝑟1 = 2 𝑚(𝑍2 − 𝑍1 Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 7
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
c. HBR ngoại luân
Cho hệ BR như hình-2. 𝑧 ′
1 = 20 , 𝑧2 = 60, 𝑧2 = 25, 𝑧3 = 105 Tính: 𝑢1𝑐 = 1 =? 𝑐
Áp dụng phương pháp chuyển động tương đối, ta có:
Nghĩa là: xem như cần c đứng yên. Khi đó mỗi khâu trên hệ sẽ có thêm chuyển động   . 𝑐 (− 𝑐)
Khâu 1 (𝑧1) = 1 − 𝑐
Khâu 2 (𝑧2) = 2 − 𝑐
Khâu 3 (𝑧3) = 3 − 𝑐 Cần c = 𝑐 − 𝑐
 1 − 1 = − 63 ⇒ 𝑢 = 13.6  5 1𝑐 = 1    𝑐 𝑐 𝒖 𝟏 − 𝒄 1 − 𝑐 1 𝟏𝟑/𝒄 = = = 1 −   𝟑 − 𝒄 −𝑐 𝑐
= −1 1 𝑧2𝑧3 = −1 1 60.105 = − 63 𝑧1𝑧2′ 20.25 5 Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 8
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM (HCMUTE )- Mechanical Engineering Faculty
Ví dụ 2: Cho HBR như hình vẽ 3 𝑧 ′
1 = 20 , 𝑧2 = 60, 𝑧2 = 25, 𝑧3 = 105 63  𝑢 1 = 13.6 (𝑟𝑎𝑑 ),  ) 13/𝑐 = − 𝑠 𝑐 = −1 (𝑟𝑎𝑑 𝑠 5 Tính 3 =? 1 − 𝑐 63 = −   3 − 𝑐 5 Hệ bánh răng vi sai: 1 + 1 63
Tương tự ví dụ trên, ta có: 3 + 1 = − 5 => 3 =
Mở rộng: Giả thiết rằng chưa cho z , 2
+ Hãy trình bày cách tính z2, biết có cùng modul (m). + Tính bậc tự do Giải: BTD:
Ta có khoảng cách trục bằng nhau. n=4 𝑎 𝑝 𝑤12 = 𝑎𝑤2′3 5 = 4 𝑝 𝑎 4 = 2
𝑤12 = 0.5𝑚 𝑧1 + 𝑧2 = 0.5𝑚 𝑧3 − 𝑧2′
𝑊 = 3𝑛 − 2𝑝5 + 𝑝4 = 2
 𝑧2 = 𝑧3 − 𝑧2′ − 𝑧1 = 60 Bộ môn: Thiết kế máy TS. Nguyễn Minh Kỳ
Bài giảng: Nguyên lý – Chi tiết máy 9