Cơ sở thiết kế máy và Robot - Chương V: Truyền động bánh răng

1Chương V TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2§1. KHÁI NIỆM CHUNG
1. Nguyên lý truyền động
Nhờ sự ăn khớp của các răng trên bánh răng hay thanh răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
3§1. KHÁI NIỆM CHUNG
2. Phân loại
2.1 Theo vị trí giữa các trục
Song song
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
4Giao nhau
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
5Chéo nhau
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
6Sơ đồ truyền động
BTBR trụ răng thẳng BTBR trụ răng nghiêng BTBR côn (nón) BTBR chữ V
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
7§1. KHÁI NIỆM CHUNG
2.2 Dạng prôfin răng
BR thân khai
BR cycloid BR Novikov
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
8§1. KHÁI NIỆM CHUNG
2.3 Phương của răng
Răng thẳng Răng nghiêng Răng xoắn/cong
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
9§1. KHÁI NIỆM CHUNG
2.4 Tính chất di động
Truyền động thường Truyền động hành tinh
2.5 Vị trí ăn khớp
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
10
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
3. Chế tạo
Chép hình: chép đúng hình dạng lưỡi cắt
Dao phay ngón
Dao phay đĩa
Bao hình: hình thành bởi họ đường cong bao hình
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
11
Phay lăn răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
12
Xọc răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
13
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
4. Các thông số cơ bản
Loại thường Loại vát đỉnh
0,4m
0,25m
200
Môđun m (TCH): 1 1,25 1,5 2 2,5 3 4 ..
Prôfin gốc (TCVN)
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
14
Thông số hình học
. / cosd m Z  
2ad d m 
2,5fd d m 
ĐK vòng chia:
ĐK vòng đỉnh:
ĐK vòng đáy:
2 1 2 1(Z Z )
2 2cos
d d m
a

.cosbd d ĐK vòng cơ sở:
w
2
1
wad
u
ĐK vòng lăn:
2 1
2
w w
w
d d
a
22 1
1 1 2
w
w
dZ n
u
Z d n
ar (tg / cos )t ctg  
arccos( .cos / )tw t wa a 
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
15
Hệ số dịch dao (khi cắt răng)
Đảm bảo khoảng cách trục cho trước, tăng độ bền truyền động, cải thiện chất lượng ăn khớp
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Không dịch chỉnh Dịch chỉnh dương Dịch chỉnh âm
w 2 1. ( )a a y m a x x y m 
 w2 2 2 1 22 / (Z Z )d d y d  w1 1 2 1 12 / (Z Z )d d y d 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
16
2 phương pháp dịch chỉnh
Dịch chỉnh đều
Dịch chỉnh góc
1 2 0x x 
1 2 0x x 
1 2(Z Z )(inv )
2
tw
t
inv
x
tg
inv tg 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Hệ số dịch dao (khi cắt răng)
17
Hệ số trùng khớp
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
1
b
g
p
  
 1 21,88 3,2(1/ 1/ ) cosZ Z   
bg p 
Vùng ăn khớp
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
18
5. Đánh giá bộ truyền bánh răng
Ưu điểm
- Khả năng tải lớn
- Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy
- Hiệu suất cao (0,97 – 0,98)
- Tỉ số truyền ổn định
- Phạm vi thay đổi vận tốc, tỉ số truyền rộng
Nhược điểm
- Chế tạo phức tạp, độ chính xác cao
- Ồn
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
19
6. Cấu tạo bánh răng
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
20
7. Bánh răng nghiêng
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
21
Thông số BRN trong mặt cắt ngang
cos
t
m
m

.
.
cos
t
m Z
d m Z

Bánh răng thẳng tương đương
2cos
v
d
d

3 3.cos cos
v
v
t
d d Z
Z
m m  
7. Bánh răng nghiêng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
22
Đặc điểm ăn khớp Ăn khớp êm
7. Bánh răng nghiêng
Đường tiếp xúc
Đường
tiếp
xúc
Răng nghiêng Răng thẳng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
23
Chiều dài tiếp xúc lớn
.w w b
x bt
b b tg
p p


 
.
sin
x
b
m
p

Hệ số trùng khớp dọc
w. .
cos
H
b
K b
l  


Đặc điểm ăn khớp
Hệ số trùng khớp ngang
 1 21,88 3,2 1/ 1/Z Z cos   
7. Bánh răng nghiêng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
24
Ảnh hưởng của góc nghiêng β = 8o – 20o
7. Bánh răng nghiêng
Bánh răng chữ V
β = 30o – 40o
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
25
8. Phạm vi sử dụng
- BR trụ răng thẳng: vận tốc trung bình thấp, di chuyển dọc trục, bộ truyền hở
- BR trụ răng nghiêng: bộ truyền quan trọng, vận tốc trung bình cao
- BR trụ chữ V: bộ truyền chịu tải lớn, không gây nên lực dọc trục.
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
26
9. Độ chính xác chế tạo
Cấp chính
xác
Vận tốc vòng Phạm vi sử dụng
Răng
thẳng
Răng
nghiêng
6 (cao) 15 30 Cao tốc, đo lường,
7 (chính xác) 10 15 Vận tốc tương đối cao, 
tải trọng trung bình
8 (trung bình) 6 10 Chế tạo máy
9 (thấp) 2 4 Chậm
§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
27
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
1. Lực tác dụng khi ăn khớp 2
t
T
F
d
'' w
wcos
n
r t t n n t
tg
F Ftg F tg F 

wa tF Ftg 
nw wos cos
t
n
F
F
c 
war (cos . tg )b tctg  
w war ( . tg / )ctg d d  
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
28
( , )H FK K K  
2.1 Trên chiều dài răng (chiều rộng vành răng)
Hệ số phân bố không đều tải
trọng trên chiều rộng vành răng
2. Sự phân bố không đều tải trọng
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
29
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
2.2 Giữa các đôi răng
( , )H FK K K 
Hệ số phân bố không đều tải trọng
giữa các đôi răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
30
( , )v Hv FvK K K
3. Tải trọng động
1 vv
t
q
K
q
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
31
4. Tải trọng riêng
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
.n H
H
H
F K
q
l
.n F
F
H
F K
q
l
. .H H H HK K K K  . .F F F FK K K K  
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
32
§3. CÁC DẠNG HỎNG VÀ CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN
1. Gãy răng
Nguyên nhân
Quá tải đột ngột
Ứng suất lặp lại
Mất khả năng làm việc, 
ảnh hưởng đến các chi tiết khác
 F F  max maxF F  
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
33
2. Tróc rỗ bề mặt
Vận tốc trượt Nứt theo hướng v trượt Dầu chui vào vết nứt
Tróc rỗ bề mặt
Vùng tâm ăn khớp về phía chân răng
Bôi trơn đầy đủ
Áp suất 
tăngTải trọng động tăng
Rung, ồn
 H H  
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
34
3. Mòn răng
Nguyên nhân
Vận tốc trượt
Điều kiện bôi trơn
Khe hở cạnh răng tăng lên
Tăng tải trọng động, ồn
Giảm tiết diện răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
35
4. Dính răng
Truyền tải nặng
Vận tốc cao
Nhiệt độ cao Dính răng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
36
5. Chỉ tiêu tính toán
- Tính răng về độ bền tiếp xúc
- Tính răng về độ bền uốn
- Kiểm nghiệm quá tải
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
37
§4. VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP
1. Vật liệu
350HB 350HB 
ThépGang Chất dẻo
( 10 )HRC HB 
nhiệt luyện thường hóa, tôi cải thiện nhiệt luyện tôi, thấm N, C
cắt răng chính xác 
chạy mòn tốt, không gãy giòn
khả năng tải khả năng chịu mòn
chạy mòn kém độ chính xác cao
khó cắt răng chế tạo phức tạp
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
38
0
lim .[ ] H HLH R V xH
H
K
Z Z K
S

 
2. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Độ nhám bề mặt
0,9 1RZ 
Vận tốc
5 / 1vv m s Z 
0,10,85. (1)VZ v 
0,050,925. (2)VZ v 
Kích thước bánh răng
700 1a xHd K 
700 2500 0,9a xHd K 
Giới hạn bền mỏi tiếp xúc
ứng với chu kỳ cơ sở
H
Hom
HL
HE
N
K
N
2,430HoN HB 
60. . .HEN c n t 
3
1
60. . iHE i i
T
N c n t
T

. .(60 )HE HE HE i iN K N K c n t 
HS quy đổi
Lần ăn khớp/vg
theo bậc
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
39
1 2[ ]= min([ ],[ ])H H H  
1 2[ ] [ ][ ]=
2
H H
H
 

min[ ]=1,25[ ]H H 
Răng thẳng
Răng nghiêng
2. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
0lim . .[ ] F FL FCF R s xF
F
K K
Y Y K
S

 
Giới hạn bền mỏi uốn
ứng với chu kỳ cơ sở
Đặt tải
1 0,7 0,8
Độ nhám mặt lượn chân răng
1 1,2
Độ nhạy đối với tập trung ứng suất
 1,08 0,16 lg m
Kích thước bánh răng
400 1a xHd K 
700 0,95a xHd K 
1000 0,92a xHd K 
F
Fom
FL
FE
N
K
N
350HB 
6 9
350HB 
64.10
3. Ứng suất uốn cho phép
40
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
 
max
2,8H ch  
 
max
0,8F ch  
 
max
40H mHRC 
 
max
0,6F b  
4. Ứng suất cho phép quá tải
Phương pháp nhiệt luyện
350HB 350HB Độ cứng mặt răng
41
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
42
2
H
H M
q
Z
1 2
2 2
1 2 2 1
2
1 1
M
E E
Z
E E  
Thép
274 275MZ 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
Tải trọng riêng
43
1
1
2
os os
n H t H H
H
H H H
F K F K T K
q
l l c d l c   
2
3
4
H
b b
l
Z
 
 
 w w, 2Hl b b 4
3
Z 
 
2
1
w1 w w
2
os
H
H
T K Z
q
d b c

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Bán kính cong tương đương
44
1
1 sin
2
d
 
2
2 sin
2
d
 
1 sin
2( 1)
ud
u

 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
45
Công thức kiểm nghiệm
1
1
. . 2 1
. [ ]M H HH H
Z Z Z T K u
d b u

 
 
2
sin 2
HZ
 
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
46
Công thức thiết kế
w w1.bdb d 
 
1
3w1 2
d
. . 1
.
. .
H
d
b H
T K u
d K
u

 
 
1
3w 2
.
1 .
. .
H
a
ba H
T K
a K u
u

 
2
3 2d M HK Z Z Z 
w
w1
2a
1
d
u
w
w
ba
b
a
 
49,5aK 
77dK 
2
3 0,5a M HK Z Z Z 
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Trình tự thiết kế sơ bộ theo độ bền tiếp xúc
47
(0,01 0,02) wm a 
1 2 1 2 1 2, , , , ,a a f fd d d d d d
0,25 0,4ba  d . 1 / 2b ba u  HK 
w
1
2a
1
Z
m u
 2 1
.Z u Z 
wa
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Độ rắn mặt răng Bố trí bánh răng với ổ
1.2 Tính theo độ bền uốn
48
Yε = 1/εα
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
2
. [ ]FF F F
w w
TK
Y
d b m
  
Công thức kiểm nghiệm
 1 11 1
w1 w
2 . . . .
. .
F F F
F F
T K K Y Y
d b m
    
 22 1 2
1
. FF F F
F
Y
Y
   
' '.cos . .sinn n
u n
u
F l F
W A
   
Hệ số dạng răng
49
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1.2 Tính theo độ bền uốn
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Công thức thiết kế
 
1
3
2
1
. .
.
. .
F F
m
bd F
T K Y
m K
Z

 
2. .m FK K Y  
1.w bd wb d 
1 1.wd m Z 
1,4 
1 min 17Z Z 
0,4 1,4bd  FK 
1FY
2FY  
1
1
F
F
Y
  
2
2
F
F
Y

50
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1.2 Tính theo độ bền uốn
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
2. Tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng và chữ V
51
1
1
. . 2 1
. [ ]M H HH H
w w
Z Z Z T K u
d b u
 
2cos
sin 2
b
H
t
Z


 4 1
3
Z
  

  

1
Z
 
4
3
Z 
 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
Công thức kiểm nghiệm
Công thức thiết kế
52
1
3
1 2
1
.
[ ]
H
d
bd H
T K u
d K
u


 
1
3
2
1
( 1) .
[ ]
H
a
ba H
T K
a K u
u


 
67,5dK 43aK 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng và chữ V
2.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
Trình tự thiết kế sơ bộ theo độ bền tiếp xúc
53
0 08 20 
1
2 os
m(u+1)
wa cZ

 2 1Z uZ 
1 2m(Z )os =
2
Z
c
a

1
1 1
os
w
mZ
d d
c 
 22
os
mZ
d
c 
wa (0,01 0,02) wm a 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng và chữ V
2.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
2.2 Tính theo độ bền uốn
54
 1 11 1
w1 w
2 . . . .
. .
F F
F F
T K Y Y Y
d b m
   
 22 1 2
1
. FF F F
F
Y
Y
   
1
140o
Y

Công thức thiết kế
1
3
2
1 [ ]
F F
m
bd F
T K Y
m K
Z

 
1,12mK 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Tính toán bộ truyền bánh răng nghiêng và chữ V
Công thức kiểm nghiệm
3. Kiểm nghiệm quá tải
55
max max[ ]H H qt HK   
max max[ ]F F qt FK   
1max
1
qt
T
K
T
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
§5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
56
§6. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG CÔN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
57
1. Đặc điểm
Truyền chuyển động giữa 2 trục giao nhau
Lắp ghép phức tạp
Ứng dụng
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
58
Chế tạo phức tạp
1. Đặc điểm
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
59
Răng thẳng Răng nghiêng Răng cung tròn
1. Đặc điểm
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
60
2. Thông số hình học
1 2 90
O  1 1 2/ 1/arctg Z Z arctg u 
Góc côn chia
/te tem p /m p 
.e ted m Z .d m Z 
2 2 2 2
1 2 1 20,5 0,5
2sin
e
e e e te
d
R d d m Z Z

2
1 2 / 1e ed R u 
2 2 2 2
1 2 1 20,5 0,5 0,5eR R b m Z Z d d 
 2 sin 2 R 0,5 sin 1 0,5e be ed R b K d  
be
e
b
K
R
HS chiều rộng vành răng
 . 1 0,5te be te
e
R
m m K m
R
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
m
1 1 2 2 2
2
2 2 1 1 1 1
sin1
sin
n Z d
u tg
n Z d tg
 

  
.cos .(1 0,5 ).cosn m te be mm m m K  
Tỉ số truyền
Bánh răng côn răng không thẳng
Góc nghiêng trung bình
Môđun pháp trung bình
61
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Thông số hình học
1
1
1os
v
d
d
c 
 2
2
2os
v
d
d
c 
1
1
1os
v
Z
Z
c 
 22
2os
v
Z
Z
c 
vm m 
22 d2 2 2
1 2
1 d1 1 1
cos
. .
cos
v t
v
v t
d d d
u tg tg u
d d d

 

3. Bánh răng trụ tương đương
Bánh răng côn răng thẳng
Bánh răng côn răng không thẳng
Tỉ số truyền tương đương
d 2cos .cos
t
m
d
d
 
2cos .cos
td
m
Z
Z
 
62
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1 2
1 2
2 2
t
T T
F
d d
'
1 1 1 1 1 2cos osr n t aF F F tg c F  
'
1 1 1 1 1 2sin sina n t rF F F tg F  
4. Lực tác động trong ăn khớp
63
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
64
5. Tính toán bộ truyền bánh răng côn
Tính theo bánh răng trụ răng thẳng tương đương (0,85)
5.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
Bán kính cong tương đương
2
H
H M
q
Z
1 1
1
1
sin
sin
2 2 os
tdd d
c

2 2 1
2
2 2
sin sin
sin
2 2 os 2 os
tdd d du
c c
 
2
2
1
os
1
c
u
 
1
2
os
1
u
c
u
 
1 1
2
sin
2( 1) 2 1
ud ud
u u
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
65
 
2
1
1 w
2 1.
0,85
H M H
H H
Z Z Z T u K
d b u
 
 
2
1
3
1 2
1
0,85
H
d
bd H
T K u
d K
u 
  
2 1
3 2
1.
(1 K ) K
H
e R
be be H
T K
R K u
u
Công thức kiểm nghiệm
Công thức thiết kế
77dK 50RK 
5.1 Tính theo độ bền tiếp xúc
1
1
. . 2 1
. [ ]M H HH H
w w
Z Z Z T K u
d b u
 
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
66
5.2 Tính theo độ bền uốn
5. Tính toán bộ truyền bánh răng côn
1
1 1 1
1
2
. . . [ ]
0,85
F Fv
F F F
T K K
Y Y Y
d bm

   
2
2 1 2
1
. [ ]FF F F
F
Y
Y
   
tem nm
Tra theo số răng tương đương
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Trình tự thiết kế bộ truyền bánh răng
1. Chọn vật liệu
2. Xác định các ứng suất cho phép
3. Thiết kế sơ bộ theo độ bền tiếp xúc
4. Tính lại các kích thước đường kính và khoảng cách trục
=> tính dịch chỉnh
5. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
6. Kiểm nghiệm về độ bền uốn
7. Kiểm nghiệm quá tải
67
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/