Bài giảng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động

Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1 Khái niệm chung về các cơ cấu truyền động 4.1.1 Cơ cấu truyền chuyển động quay 4.1.2 Cơ cấu biến chuyển động quay thành chuyển dộng thẳng 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ 4.2.2 Biểu diễn quy ước bánh răng côn 4.2.3 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít 4.2.4 Biểu diễn quy ước bộ truyền Đai- Xích Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1 Khái niệm chung về các cơ cấu truyền động Cơ cấu truyền động là hệ thống gồm các chi tiết hoặc cấu trúc được liên kết bởi các bộ phận như bánh răng, đai, xích, cam, thanh răng, trục khuỷu… để truyền chuyển động và truyền lực. + Cơ cấu truyền chuyển động quay: Cơ cấu bánh răng, đai, xích… + Cơ cấu biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến: vít – đai ôc, bánh răng -thanh răng, tay quay con trượt… Cơ cấu truyền động được phân làm 2 nhóm chính: Để hỗ trợ hoạt động của các cơ cấu truyền động, thường phải sử dụng thêm các chi tiết phụ như trục, ổ lăn, vòng chặn… Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1.1 Cơ cấu truyền chuyển động quay a) Cơ cấu bánh răng Cơ cấu bánh răng trong hộp số ô - tô 4.1 Khái niệm chung về các cơ cấu truyền động Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1.1 Cơ cấu truyền chuyển động quay a) Cơ cấu bánh răng Bánh răng được phân loại dựa vào cấu tạo và hoạt động: - Bánh răng trụ: dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục song song với nhau. - Bánh răng côn: dùng để truyền chuyển động quay giữa 2 trục cắt nhau, góc giữa hai trục thường bằng 900 - Trục vít – Bánh vít: dùng để truyền chuyển động quay giữa 2 trục chéo nhau, thông thường chuyển động được truyền từ trục vít sang bánh vít. Bộ truyền này có ưu điểm là có tỷ số truyền lớn và có khả năng tự hãm Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1.1 Cơ cấu truyền chuyển động quay b) Cơ cấu đai, xích Cơ cấu đai và xích thường được sử dụng cho các trục song song quay cùng chiều, khoảng cách giữa các trục tương đối lớn. Ngoài ra bộ truyền đai còn có khả năng chống quá tải Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.1.2 Cơ cấu biến chuyển động quay thành chuyển dộng thẳng a) Cơ cấu bánh răng - thanh răng Một trong các ứng dụng phổ biến của thanh răng và bánh răng là cơ cấu nâng lên và hạ xuống của cần trục b) Cơ cấu vít – đai ốc - Nguyên lí làm việc: chuyển động quay được truyền đến vít quay tròn tại chỗ, còn đai ốc mang cơ cấu chấp hành tịnh tiến. - Ứng dụng: phổ biến của cơ cấu vít – đai ốc là kích nâng hạ, mâm cặp trong máy tiện… Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ Bánh răng trụ có răng hình thành trên bề mặt trụ, gồm các loại: - Răng thẳng: răng hình thành dọc đường sinh (Hình a). - Răng nghiêng: răng được hình thành theo đường xoắn ốc trụ (Hình b). - Răng chữ V: răng nghiêng theo hai phía ngược nhau (Hình c) Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ a). Thông số của bánh răng trụ thẳng - Tỷ số truyền động: Gọi n1 là số vòng quay trong một phút và Z1 là số răng của bánh dẫn, n2 là số vòng quay trong một phút Z2 là số răng của bánh bị dẫn. Ta có tỷ số truyền u là tỷ số tốc độ vòng quay của bánh răng dẫn và bánh bị dẫn: 1 2 2 1 n Z u n Z   + Nếu u > 1 : Truyền động giảm tốc + Nếu u < 1 : Truyền động tăng tốc + Nếu u = 1 : Truyền động đồng tốc 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ a). Thông số của bánh răng trụ thẳng - Vòng chia (D): là đường tròn tiếp xúc khi 2 bánh răng ăn khớp với nhau. - Bước răng (Pt): là độ dài cung vòng chia được giới hạn bởi hai mặt bên cùng một phía của hai răng gần nhau. - Vòng đỉnh (Da ): là đưởng tròn đi qua đỉnh răng. - Vòng chân (Df ): là đường tròn đi qua chân răng. 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ a). Thông số của bánh răng trụ thẳng - Chiều cao răng (h): Là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chân: a fh h h  - Chiều cao đầu răng (ha ): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia. - Chiều cao chân răng (hf ): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng chia và vòng chân răng. - Vòng tròn cơ sở (db): là vòng tròn hình thành profin răng thân khai. - Góc ăn khớp (∝) : là góc tạo ra bởi tiếp tuyến chung của 2 vòng tròn cơ sở và tiếp tuyến chung của 2 vòng chia tại tiếp điểm của 2 bánh răng ăn khớp chuẩn. - Mô đun (m): là tỉ số giữa bước răng và số π: t m   4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ b). Liên hệ giữa các thông số: + Chiều cao đầu răng: h = ha + hf = 2,25m + Đường kính vòng chia: D = mz + Đường kính vòng đỉnh: Da = D + 2ha = m.(z+2) + Đường kính vòng chân: Df = D -2hf = m.(z-2,5) Mô đung m và số răng z là thông số chủ yếu của bánh răng, các thông số khác được tính theo m và z. 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ c) Quy ước chung khi biểu diễn bánh răng trụ - Trên hình chiếu: đường kính vòng đỉnh và đường sinh mặt trụ đỉnh được vẽ bằng nét liền đậm, vòng chia và đường sinh mặt trụ chia được vẽ bằng nét chấm gạch mảnh, không vẽ đường chân răng - Trên hình cắt: không gạch mặt cắt phần răng, khi đó đường chân răng sẽ được vẽ bằng nét liền đậm. - Để biểu diễn răng nghiêng hoặc răng chữ V, vẽ quy ước một số nét mảnh thể hiện hướng nghiềng của răng và ghi rõ góc nghiêng β. - Các phần khác của bánh răng được biểu diễn bình thường theo quy ước phép chiếu thẳng góc 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ c) Quy ước chung khi biểu diễn bánh răng trụ Đường kính moay ơ: dm = (1,5-1,7)d - Chiều dầy vành răng: s = (2÷4)m - Chiều dày đĩa (hoặc nan hoa): C = (0,2 ÷ 0,3)b - Đường kính trong vành đĩa: Dv = Da – (6 ÷10)m - Đường kính định tâm các lỗ tròn trên vành đĩa: D’ = 0,5(Dv + dm ) - Đường kính lỗ trên vành đĩa: do = 0,25(Dv - dm) - Chiều dài moay ơ: lm = (0,8÷1,8)d 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ d) Biểu diễn cặp bánh răng trụ ăn khớp - Trên hình chiếu: các đường đỉnh răng đều được vẽ bằng nét liền đậm. Chú ý vẽ đường ăn khớp của các bánh răng tiếp xúc nhau. - Trên hình cắt: biểu diễn như đối với bánh răng đơn, cần chú ý trong vùng ăn khớp, qui ước răng của bánh dẫn che khuất răng của bánh bị dẫn. 4.1 Khái niệm chung về các cơ cấu truyền động Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.1 Biểu diễn quy ước bánh răng trụ d) Biểu diễn cặp bánh răng trụ ăn khớp Biểu diễn bánh răng trụ ăn khớp trong: 4.1 Khái niệm chung về các cơ cấu truyền động Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước bánh răng côn - Góc đỉnh côn chia (góc ăn khớp): δ - Chiều cao đỉnh răng: ha = m - Chiều cao chân răng: hf = 1,25m - Đường kính vòng chia (vòng ăn khớp): d = mz - Đường kính vòng đỉnh: da = m( z + 2 cosδ) - Đường kính vòng chân: df = m( z-2,5cosδ) - Chiều dài răng: b=1/3R (R là chiều dài đường sinh mặt côn chia) 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước bánh răng côn a) Quy ước biểu diễn bánh răng côn: - Trên hình mặt phẳng hình chiếu song song với trục bánh răng qui ước giống như bánh răng trụ - Trên mặt phẳng hình chiếu vuông góc với trục bánh răng, qui định vẽ vòng đỉnh của đáy lớn và vòng đỉnh của đáy nhỏ bằng nét liền đậm; vẽ vòng chia bằng nét chấm gạch mảnh không vẽ vòng chân răng 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước bánh răng côn - Lấy độ dài răng bằng 1/3R từ phía đáy nón. Kẻ đường vuông góc với đường sinh chia cắt đường sinh đỉnh để xác định đường kính đỉnh đáy nhỏ của hình côn. Các bước vẽ hình cắt bánh răng côn: - Các thông số cơ bản cần biết: Mô đun (m), số răng(z), góc ăn khớp(δ), các đường kính của may ơ, lỗ lắp trụ - Vẽ trục bánh răng, sau đó vẽ đường thẳng vuông góc với đường trục, trên đường thẳng đó xác định đường kính vòng chia đáy lớn d = m.z. - Vẽ đường sinh chia dựa vào góc ăn khớp (δ). Tại vị trí của đường kính chia đáy lớn kẻ vuông góc với đường sinh chia, trên đó xác định độ lớn đỉnh răng và đáy răng. Nối về đỉnh nón để có đường sinh đỉnh răng và đường sinh đáy răng. - Các phần còn lại vẽ theo thông số quy ước hoặc thông số đã cho. 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước bánh răng côn b. Vẽ qui ước cặp bánh răng côn ăn khớp - Hình biểu diễn chính của cặp bánh răng côn ăn khớp là hình cắt đi qua đồng thời hai trục của cặp bánh răng. Các quy ước biểu diễn tương tự như bánh răng trụ. Trong trường hợp cần thiết có thể biểu diễn thêm hình chiếu 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít a) Vẽ qui ước trục vít: Trục vít có cấu tạo giống như một trục ren thang và có hướng xoắn phải hoặc trái, có thể có một đầu mối hay nhiều đầu mối n = 1,2,4. - Mô đun: m = P/π - Đường kính vòng chia: D1 = mq - Chiều cao đầu răng: ha = m - Chiều cao chân răng: hf = 1,2m - Chiều cao răng: h = 2,2m - Đường kính vòng đỉnh: Da1 = m(q+2) - Đường kính vòng chân: Df1 = m(q-2,5) - Chiều dài phần cắt ren: L, lấy theo điều kiện ăn khớp, khi vẽ có thể lấy theo công thức sau: 2(11 ) 12 Z L m  m 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 q 16 14;16 10;12;16 10,12,16 10;12 12;14 9,10,12,14,16 - Bảng chọn hệ số đường kính q 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít a) vẽ qui ước trục vít - Biểu diễn trục vít: Trục vít được biểu diễn bằng hình chiếu chính vuông góc trục và hình cắt ngang trục. Hình chiếu có quy ước biểu diễn tương tự bánh răng, chú ý cần biểu diễn đường sinh chân răng bằng nét liền mảnh 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít b) vẽ qui bánh vít Răng của bánh vít hình thành trên mặt xuyến, các đường kính của bánh vít được xác định theo số răng của bánh vít Z2 ta có liên hệ kích thước các đường kính bánh vít: - Đường kính vòng chia: D2 = m.Z2 - Đường kính vòng đỉnh: Da2 = m(Z2 + 2) - Đường kính vòng chân: Df2 = m(Z2 -2,5) - Chiều rộng bánh vít: b ≤ 0,75Da1 - Góc ôm trục vít: 2δ δ được tính theo công thức: 1 2 1 0,5a b Sin D m    - Khoảng cách trục: aw = 0,5m(q+Z2) 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít b) vẽ qui ước bánh vít - Hình biểu diễn chính của bánh vít là hình cắt dọc trục. Khi cần thiết có thể biểu diễn hình chiếu kế hợp hình cắt chính và hình chiếu dọc trục để thể hiện rõ cấu tạo của bánh vít. Các quy ước biểu diễn tương tự như đối với bánh răng. Chú ý, trên hình chiếu dọc trục chỉ vẽ vẽ đường tròn đỉnh lớn nhất và vòng chia 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.2 Biểu diễn quy ước Trục vít – Bánh vít c) Biểu diễn trục vít - bánh vít ăn khớp - Trên hình cắt , thông thường trục vít được coi là chủ động, do đó tại vùng ăn khớp, quy ước răng trên trục vít che khuất răng của bánh vít. - Trên hình chiếu, chú ý không biểu diễn đường chân răng của trục vít. 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.4 Biểu diễn quy ước bộ truyền Đai- Xích Bộ truyền đai - Truyền động thường: đây là kiểu truyền thông dụng nhất, trong kiểu truyền động này 2 trục song song chuyển động quay cùng chiều. - Truyền động chéo: trong kiểu truyền động này, vòng đai được bắt chéo để truyền chuyển động giữa hai trục song song quay ngược chiều nhau. Kiểu truyền động này khiến góc ôm của đai tăng lên, dẫn đến hiệu suất truyền cao hơn nhưng đai chóng bị mòn và chỉ truyền được vận tốc nhỏ (không quá 15 m/s). 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 4 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động 4.2.4 Biểu diễn quy ước bộ truyền Đai- Xích Bộ truyền xích - Bộ truyền xích cũng được biểu diễn quy ước dạng sơ đồ tương tự bộ truyền đai. Bộ truyền này bao gồm các đĩa xích và dây xích. Qui ước biểu diễn đĩa xích như đối với bánh răng trụ, không thể hiện đường chân răng của đĩa xích. Phần dây xích được vẽ bằng nét chấm gạch mảnh 4.2 Biểu diễn qui ước các cơ cấu truyền động thông dụng Chương 3 Biểu diễn qui ước các mối ghép Bài tập trên lớp BT-4a - Tạo file bài tập N-Stt- TênSV- BT4a từ file bản vẽ chuẩn. - Vẽ bánh răng trụ răng thẳng, biết Modul (m), tỷ số truyền (i) và số răng bánh dẫn (Z1), góc nghiêng răng STT Modul (m) Tỷ số truyền (i) Số răng (Z1) Đường kính lỗ (d) 1-10 4.5 2.5 30 25 11-20 5 4 21 30 21-30 5.5 5 20 35 31-38 4 4.5 23 30 - Các thông kết cấu khác của bánh răng được tính theo modul, b= (0.5-0.8)d - Chiều cao rãnh then bằng trên lỗ lấy theo bảng 3.1 - Ghi đầy dủ kích thước, dung sai hình học, độ nhám với giá trị lấy ở bài tập 2a. Chương 3 Biểu diễn qui ước các mối ghép Bài tập về nhà BT-4b - Tạo file bài tập N-Stt- TênSV- BT4b từ file bản vẽ chuẩn. - Vẽ cặp bánh răng trụ răng nghiêng, biết Modul (m), tỷ số truyền (i) và số răng bánh dẫn (Z1), góc nghiêng răng (β) STT Modul (m) Tỷ số truyền (i) Số răng (Z1) Góc nghiêng( β) Đường kính lỗ trụ (d1) Đường kính lỗ trục 2 (d2) 1-10 1.5 2.5 19 20 10 20 11-20 1.25 4 21 25 10 25 21-30 2 2 20 15 10 20 31-38 5 0.25 23 30 25 10 - Các thông kết cấu khác của bánh răng được tính theo modul - Đối với bánh răng nhỏ thì có thể bỏ qua các kết cấu của đĩa (hoặc nan hoa) - Chiều cao rãnh then bằng trên lỗ tra bảng 3.1 theo đường kính trục Chương 3 Biểu diễn qui ước các mối ghép Bài tập về nhà BT-4c - Tạo file bài tập N-Stt- TênSV- BT4c từ file bản vẽ chuẩn. - Vẽ cặp bánh răng côn ăn khớp theo các thông số sau - Các thông kết cấu khác của bánh răng được tính theo modul. - Đối với bánh răng nhỏ thì có thể bỏ qua các kết cấu của đĩa (hoặc nan hoa) - Chiều cao rãnh then bằng trên lỗ tra bảng 3.1 theo đường kính trục Thông số kỹ thuật 1-10 11-20 21-30 31-38 Mô dul (m) 3.5 2.5 3 3 Góc ăn khớp 30 35 30 35 Số răng (z1) 17 18 19 20 Chiều dài răng (b) 20 20 20 20 Tỉ số truyền 2.5 2.5 2.5 2.5 Đường kính lỗ trục 1 (d1) 10 15 15 20 Đường kính lỗ trục 2 (d2) 20 20 25 30