Tạp chí khoa học và công nghệ: Nghiên cứu thiết kế máy thử sức bền bánh răng

Sức bền của bánh răng được tính toán bằng các công thức trong giáo trình Chi tiết máy. Kết quả tính toán cần được kiểm tra lại bằng thực tế, trên máy thử sức bền bánh răng. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu sau đây để nắm rõ hơn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tạp chí khoa học và công nghệ: Nghiên cứu thiết kế máy thử sức bền bánh răng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY THỬ SỨC BỀN BÁNH RĂNG A STUDY ON THE DESIGN OF THE GEAR STRENGTH TESTING MACHINE Nguyễn Văn Yến Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Sức bền của bánh răng được tính toán bằng các công thức trong giáo trình Chi tiết máy. Kết quả tính toán cần được kiểm tra lại bằng thực tế, trên máy thử sức bền bánh răng. Máy thử sức bền bánh răng có thể xác định khả năng tải tĩnh của các bánh răng theo sức bền uốn, sức bền tiếp xúc. Máy cũng có khả năng xác định sức bền mỏi của các bánh răng, tức là xác định số chu kỳ phá hỏng tương ứng với từng giá trị ứng suất uốn hoặc ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên răng bánh răng. Máy có thể thay đổi khoảng cách trục để thử sức bền của các bánh răng có kích thước khác nhau. Máy có khả năng đặt tải theo kiểu hở và đặt tải theo kiểu khép kín. Khi thử sức bền mỏi, đặt tải theo kiểu khép kín sẽ tiết kiệm được rất nhiều năng lượng. Máy thử sức bền bánh răng có kết cấu đơn giản, có thể chế tạo tại các cơ sở cơ khí của Việt Nam. ABSTRACT The strength of a gear is calculated by using the formulas given in machine elements coursebooks. Calculation results should be checked again on the gear strength testing machines. Our gear strength testing machine is able to determine the static loading capacity of gears according to bending strength and contact strength. It also has the ability to determine the fatigue strength of gears, i.e., determine the number of cycles to failure corresponding to each value of bending stress or contact stress appearing on the gear teeth. It can change the axis distance to test gears of different sizes. This machine has the capabilities: opened style loading and closed style loading. When doing an endurance test, a closed style loading will save a lot of energy. This gear strength testing machine has a simple design and can be manufactured at conventional mechanical facilities in Vietnam. 1. Đặt vấn đề Bánh răng được sử dụng trong hầu hết các máy móc, thiết bị cơ khí. Bộ truyền bánh răng có kích thước nhỏ gọn, khả năng tải cao, tuổi thọ cao và truyền động chính xác. Ở Việt Nam chưa có nhà máy cơ khí chuyên sản suất bánh răng. Nhưng rất nhiều cơ sở cơ khí có gia công, chế tạo bánh răng. Ví dụ, Công ty TNHH Cơ khí chế tạo bánh răng Hà Nội, địa chỉ: số 69 Vũ Trọng Phụng, Hà Nội; Công ty Cơ khí chính xác 11, Bộ Quốc phòng, địa chỉ: 284 Bà Triệu, Thanh hoá; Công ty TNHH Cơ khí FORMOSA, địa chỉ: 24C Nguyễn Trung Trực, huyện Bến Lức, tỉnh Long An. Các cơ sở cơ khí thường nhận gia công bánh răng theo mẫu, hoặc theo bản thiết kế của nơi đặt hàng [5, 6]. Bánh răng được kiểm tra chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước theo đơn đặt hàng. Với phương thức sản xuất không chuyên, nên các cơ sở sản xuất không tiến hành thử 339 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010 nghiệm sức bền của bánh răng. Tương lai không xa, chúng ta sẽ sản xuất ô tô mang nhãn hiệu Việt Nam. Hộp số là một trong những bộ phận quan trọng của ô tô. Để có hộp số đạt chất lượng cao, giá thành thấp, chúng ta phải chế tạo được các bánh răng vừa có đủ sức bền vừa có tính kinh tế cao. Muốn vậy, các nhà máy chế tạo bánh răng phải thực hiện thử sức bền bánh răng và cần thiết phải trang bị Máy thử sức bền bánh răng. Hiện tại, một số đơn vị tiến hành thử sức bền bánh răng trên các máy thử sức bền vật liệu vạn năng. Chỉ thử được sức bền tĩnh, không thử được sức bền mỏi của răng. Việc thử được tiến hành theo một trong hai 2 cách sau [1]: - Cách thứ nhất: Chế tạo 2 mẫu thử có hình dạng và kích thước giống như răng của bánh răng. Gá đặt các mẫu trên Máy thử sức bền vật liệu, tiến hành thử sức bền uốn và sức bền tiếp xúc của răng (Hình 1). - Cách thứ hai: Lấy một (hoặc một số) bánh răng bất kỳ trong loạt sản xuất để thử. Chế tạo đồ gá chuyên dùng để gá bánh răng trên Máy thử sức bền vật F liệu. Chế tạo đầu đặt tải có hình dạng giống răng của bánh răng, có kích thước lớn hơn và bằng vật liệu tốt hơn. Tiến hành thử sức bền uốn, hoặc sức bền tiếp xúc của răng bánh răng trên Máy thử sức bền vật liệu vạn Hình 1: Gá đặt thử sức bền năng (Hình 2). uốn tĩnh trên mẫu răng Từ các số liệu thí nghiệm thu được trong quá trình thử, ta tính được khả năng tải tĩnh của răng bánh răng. Kết quả thu được có độ chính xác không cao, vì trạng thái đặt tải của răng không hoàn toàn giống như trạng thái ăn khớp thực tế của hai bánh răng. F Trên các Máy thử sức bền mỏi vạn năng chỉ thử được sức bền mỏi của vật liệu làm bánh răng, chứ không thử được sức bền mỏi của răng bánh răng. Sức bền mỏi của vật liệu làm bánh răng và sức bền mỏi của răng bánh răng có sự khác biệt khá lớn. Thử sức bền mỏi của răng bánh răng phải Hình 2: Gá đặt thử sức bền tĩnh được thực hiện trên máy thử chuyên dùng cho bánh của răng trên bánh răng răng. Khi thử, các bánh răng ăn khớp với nhau đúng như trạng thái làm việc thực của nó. Chọn tải trọng thử lớn hơn tải trọng làm việc thực của bánh răng, để rút ngắn thời gian thử. Hiện nay, ở Việt Nam hầu như không có Máy thử mỏi chuyên dùng cho bánh răng. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thiết kế một số mẫu máy thử sức bền bánh răng, nhằm phục vụ cho việc sản xuất bánh răng của Việt Nam đạt hiệu quả cao. Máy thử sức bền bánh răng do chún ...