Gears and Gear Drives: Tìm Hiểu Về Bánh Răng và Hệ Thống Truyền Động

Chuyên khảo phân tích Gears and gear drives, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Trường đại học

University of Split

Chuyên ngành

Mechanical Engineering

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

book

2012

465
3
0

Phí lưu trữ

75 Point

Mục lục chi tiết

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Truyền động công suất và truyền động cơ khí

1.2. Phân loại truyền động cơ khí

1.3. Lựa chọn truyền động cơ khí

1.4. Bộ truyền nhiều cấp

1.5. Đặc điểm và phân loại bộ truyền bánh răng

1.5.1. Đặc điểm của bộ truyền bánh răng

1.5.2. Phân loại bộ truyền bánh răng

1.6. Danh mục ký hiệu

1.6.1. Chỉ số dưới của các ký hiệu

2. CHƯƠNG 2: HÌNH HỌC BÁNH RĂNG TRỤ

2.1. Cơ sở lý thuyết ăn khớp răng

2.1.1. Tâm sai, đường lăn và trục lăn

2.1.2. Đường bao, đường tiến và đường thân khai

2.1.3. Đường xicloit và đường thân khai hình tròn

2.1.4. Đường thân khai của đường tròn

2.1.5. Quy tắc cơ bản của sự ăn khớp răng

2.1.5.1. Xác định giải tích biên dạng ăn khớp
2.1.5.2. Bán kính cong của biên dạng ăn khớp

2.2. Hình học của cặp bánh răng trụ răng thẳng

2.3. Răng thân khai và bánh răng thân khai

2.4. Thanh răng cơ bản

2.5. Cơ sở chế tạo bánh răng trụ

2.5.1. Các phương pháp định hình

2.5.2. Dao cắt kiểu thanh răng và dao xọc răng cơ bản

2.6. Quá trình cắt và hình học của bánh răng gia công bằng dao thanh răng

2.6.1. Dịch chỉnh biên dạng

2.6.2. Sự ăn khớp của dao thanh răng với phôi gia công, các kích thước cơ bản của bánh răng

2.6.3. Chiều dày răng trên vòng tròn bất kỳ

2.6.4. Đường kính vòng đỉnh răng

2.6.5. Điểm giới hạn biên dạng; hiện tượng cắt chân răng

2.6.6. Ảnh hưởng của dịch chỉnh biên dạng đến hình học răng

2.7. Các phương pháp kiểm tra đo lường bánh răng

2.7.1. Chiều dày răng theo dây cung trên vòng tròn bất kỳ

2.7.2. Chiều dày răng theo dây cung không đổi

2.7.3. Kích thước đo qua viên bi

2.8. Các thông số của cặp bánh răng

2.8.1. Góc áp lực làm việc của cặp bánh răng

2.8.2. Cặp bánh răng có và không có dịch chỉnh biên dạng

2.8.2.1. Cặp bánh răng không có dịch chỉnh biên dạng
2.8.2.2. Cặp bánh răng có dịch chỉnh biên dạng

2.8.3. Các điểm đặc trưng của biên dạng răng

2.8.4. Các thông số động học của sự ăn khớp

2.9. Các thông số cơ bản của bánh răng bao hình bằng phương pháp Fellows

2.9.1. Dao xọc răng

2.9.2. Kích thước của bánh răng gia công bằng dao xọc

2.9.3. Hiện tượng cắt chân răng

2.9.4. Hình học của bộ truyền bánh răng trong

2.10. Hiện tượng can thiệp trong quá trình bao hình và ăn khớp bánh răng thân khai

2.10.1. Hiện tượng can thiệp khi cắt răng

2.10.1.1. Hiện tượng cắt chân răng
2.10.1.2. Cắt phạm đỉnh răng (Can thiệp cấp một)
2.10.1.3. Cắt phạm góc đỉnh răng (Can thiệp cấp hai)

2.10.2. Hiện tượng can thiệp khi ăn khớp cặp bánh răng

2.10.2.1. Can thiệp chân răng
2.10.2.2. Can thiệp đỉnh răng

2.11. Lựa chọn hệ số dịch chỉnh biên dạng

2.11.1. Lựa chọn hệ số dịch chỉnh bằng biểu đồ Block-Contour

2.11.2. Lựa chọn hệ số dịch chỉnh bằng các đường đặc tính cặp bánh răng

2.12. Kích thước và các thông số của cặp bánh răng nghiêng

2.13. Hệ số trùng khớp của bánh răng nghiêng

2.13.1. Chiều dài các đường tiếp xúc

2.14. Biến dạng và sửa đổi bề mặt răng

2.14.1. Sửa đổi biên dạng ngang

2.14.1.1. Cắt lõm sườn răng trước gia công tinh
2.14.1.2. Vát mép góc đỉnh răng và bo tròn góc đỉnh răng
2.14.1.3. Giảm tải đỉnh răng
2.14.1.4. Giảm tải chân răng
2.14.1.5. Giảm tải đỉnh răng của bánh răng gia công bằng dao xọc
2.14.1.6. Tạo độ lồi biên dạng răng

2.14.2. Sửa đổi đường sườn răng dọc trục

2.14.2.1. Giảm tải đầu mút sườn răng
2.14.2.2. Sửa đổi độ dốc đường sườn răng
2.14.2.3. Tạo độ lồi theo chiều dài răng

2.15. Hình học đường góc lượn chân răng

2.15.1. Phương trình đường góc lượn chân răng

2.15.2. Bán kính cong của đường góc lượn chân răng

2.15.3. Hình học của răng bị cắt chân

2.15.3.1. Điểm giới hạn biên dạng
2.15.3.2. Hệ số trùng khớp của bánh răng có răng bị cắt chân

2.16. Dung sai của các cặp bánh răng trụ

2.16.1. Kiểm tra và dung sai thân bánh răng

2.16.2. Kiểm tra và dung sai răng

2.16.2.1. Kiểm tra biên dạng răng
2.16.2.2. Độ đảo hướng tâm của vành răng
2.16.2.3. Sai lệch tiếp tuyến tổng hợp
2.16.2.4. Dung sai chiều dày răng
2.16.2.5. Trung tâm đo kiểm bánh răng CNC

2.16.3. Kiểm tra các giá trị đo của cặp bánh răng

2.16.3.1. Hệ thống lắp ghép bánh răng, dung sai khoảng cách trục, khe hở cạnh răng
2.16.3.2. Kiểm tra vết tiếp xúc

2.17. Bản vẽ chi tiết bánh răng

2.18. Danh mục ký hiệu

2.18.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

2.18.2. Các ký hiệu kết hợp

3. CHƯƠNG 3: ĐỘ BỀN VÀ KHẢ NĂNG TẢI CỦA BÁNH RĂNG

3.1. Lực tác dụng lên răng bánh răng

3.2. Tải trọng gia tăng trên bánh răng

3.3. Nguyên nhân hư hỏng bánh răng

3.3.1. Hư hỏng mặt làm việc của răng

3.4. Khả năng tải tiếp xúc chống tróc rỗ

3.4.1. Giá trị danh nghĩa của ứng suất tiếp xúc

3.4.2. Giá trị thực của ứng suất tiếp xúc

3.4.3. Ứng suất tiếp xúc cho phép

3.4.4. Tính toán kích thước theo ứng suất tiếp xúc

3.5. Danh mục ký hiệu cho các phần trước

3.5.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

3.6. Khả năng tải uốn chân răng

3.6.1. Ứng suất chân răng

3.6.2. Ứng suất chân răng cho phép

3.6.3. Tính toán kích thước theo ứng suất chân răng

3.7. Khả năng tải của bánh răng khi tải trọng thay đổi

3.8. Danh mục ký hiệu cho các phần trước

3.8.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

3.9. Khả năng tải chống dính

3.9.1. Hệ số an toàn chống dính theo phương pháp nhiệt độ chớp

3.9.2. Hệ số phân bố lực XG

3.9.3. Hệ số an toàn chống dính theo phương pháp nhiệt độ tích phân

3.10. Khả năng tải chống tróc rỗ tế vi

3.10.1. Chiều dày màng dầu bôi trơn thủy động đàn hồi

3.10.1.1. Tính toán thông số vật liệu GM
3.10.1.2. Tính toán thông số vận tốc UY
3.10.1.3. Thông số tải trọng WY
3.10.1.4. Thông số trượt SGF

3.10.2. Hệ số an toàn chống tróc rỗ tế vi

3.11. Danh mục ký hiệu cho các phần trước

3.11.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

3.11.2. Các ký hiệu kết hợp

4. CHƯƠNG 4: CÁC YẾU TỐ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ

4.1. Quy trình thiết kế cặp bánh răng

4.2. Phân phối tỷ số truyền của chuỗi truyền bánh răng

4.3. Vật liệu bánh răng và nhiệt luyện

4.3.1. Vật liệu kim loại và xử lý nhiệt

4.4. Thiết kế bộ truyền bánh răng

4.4.1. Thiết kế thân vỏ hộp

4.4.2. Lỗ thông hơi

4.4.3. Thiết kế vị trí lắp gối đỡ ổ lăn

4.4.4. Thiết kế gân tăng cứng

4.4.5. Thiết kế kết cấu bánh răng

4.5. Bôi trơn bộ truyền bánh răng

4.5.1. Lựa chọn chất bôi trơn

4.5.2. Các phương pháp bôi trơn bánh răng

4.6. Tổn thất công suất và nhiệt độ của chất bôi trơn

4.6.1. Tổn thất công suất khi ăn khớp

4.6.1.1. Tổn thất công suất khi ăn khớp có tải của một cặp bánh răng
4.6.1.2. Tổn thất công suất khi chạy không tải

4.6.2. Tổn thất công suất trong các ổ đỡ

4.6.3. Tổn thất công suất trong các phớt chắn dầu

4.6.4. Hiệu suất công suất của bộ truyền bánh răng

4.6.5. Nhiệt độ chất bôi trơn

4.7. Danh mục ký hiệu

4.7.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

4.7.2. Các ký hiệu kết hợp

5. CHƯƠNG 5: BÁNH RĂNG CÔN

5.1. Hình học và chế tạo bánh răng côn

5.1.1. Lý thuyết hình thành bánh răng côn

5.1.2. Phân loại và đặc điểm của bánh răng côn

5.1.3. Ứng dụng của bánh răng côn

5.1.4. Hình học bánh răng côn

5.1.4.1. Cơ sở hình học và chế tạo
5.1.4.2. Răng tương đương và bánh răng tương đương
5.1.4.3. Các thông số cơ bản của bánh răng côn răng thẳng
5.1.4.4. Thiết kế kết cấu răng côn
5.1.4.5. Cắt chân răng, dịch chỉnh biên dạng
5.1.4.6. Hiện tượng trượt của răng côn
5.1.4.7. Hệ số trùng khớp của bánh răng côn răng thẳng

5.1.5. Hình học bánh răng côn răng nghiêng và răng xoắn

5.1.6. Phương pháp chế tạo bánh răng côn

5.1.6.1. Gia công bánh răng côn răng thẳng
5.1.6.2. Gia công bánh răng côn răng xoắn và răng nghiêng

5.2. Khả năng tải của bánh răng côn

5.2.1. Lực tác dụng khi ăn khớp

5.2.2. Khả năng tải tiếp xúc chống tróc rỗ

5.2.3. Khả năng tải uốn chân răng

5.2.4. Khả năng tải chống dính và chống tróc rỗ tế vi

5.3. Các yếu tố thiết kế bánh răng côn

5.4. Kiểm tra và dung sai bánh răng côn

5.4.1. Kiểm tra độ đảo hướng tâm của vành răng

5.4.2. Sai lệch tiếp tuyến tổng hợp

5.4.3. Kiểm tra chiều dày răng

5.4.4. Bản vẽ chi tiết bánh răng côn

5.5. Bộ truyền bánh răng chéo trục

5.5.1. Vận tốc trượt

5.5.2. Tải trọng và khả năng tải

5.5.2.1. Lực tác dụng lên bánh răng chéo trục
5.5.2.2. Cấp hiệu suất
5.5.2.3. Khả năng tải của cặp bánh răng chéo trục

5.6. Danh mục ký hiệu

5.6.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

5.6.2. Các ký hiệu kết hợp

6. CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG BÁNH RĂNG HÀNH TINH

6.1. Cơ sở của hệ thống bánh răng hành tinh

6.2. Tốc độ quay và tỷ số truyền

6.3. Đặc điểm của hệ thống bánh răng hành tinh

6.3.1. Điều kiện đồng trục

6.3.2. Điều kiện lân cận (điều kiện lắp các bánh răng hành tinh)

6.3.3. Biểu đồ tốc độ chu vi và tốc độ quay

6.3.4. Lực, mô-men xoắn và công suất của hệ bánh răng hành tinh

6.3.4.1. Lực vòng và mô-men xoắn
6.3.4.2. Công suất và hiệu suất
6.3.4.3. Sự phân nhánh công suất

6.4. Các sơ đồ đặc biệt của hệ bánh răng hành tinh đơn giản

6.4.1. Hệ vi sai bánh răng côn

6.4.2. Hệ bánh răng hành tinh với một cặp bánh răng

6.4.3. Hệ bánh răng hành tinh vi sai

6.4.4. Hệ bánh răng hành tinh của động cơ Wankel

6.5. Hệ thống bánh răng hành tinh phức hợp

6.5.1. Hệ bánh răng hành tinh ghép

6.5.2. Hệ bánh răng hành tinh ghép song song

6.5.3. Hệ bánh răng hành tinh liên hợp

6.5.4. Hệ bánh răng hành tinh kín

6.5.5. Hệ bánh răng hành tinh liên hợp thu gọn

6.5.6. Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh

6.6. Các yếu tố thiết kế hệ bánh răng hành tinh

6.6.1. Các vấn đề trong thiết kế hệ bánh răng hành tinh

6.6.2. Tính toán bánh răng trung tâm và các bánh răng hành tinh

6.7. Danh mục ký hiệu

6.7.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

6.7.2. Các ký hiệu kết hợp

7. CHƯƠNG 7: BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT - BÁNH VÍT

7.1. Khái niệm, đặc điểm, phân loại

7.2. Hình học và gia công cặp trục vít - bánh vít

7.2.1. Hình học và gia công trục vít

7.2.1.1. Kích thước của trục vít
7.2.1.2. Gia công trục vít và hình dạng sườn ren

7.2.2. Hình học và gia công bánh vít

7.2.3. Các thông số tính toán của cặp trục vít - bánh vít

7.2.3.1. Khoảng cách trục của cặp trục vít - bánh vít
7.2.3.2. Tỷ số truyền và tỷ số bánh răng
7.2.3.3. Khe hở đỉnh răng của cặp trục vít - bánh vít
7.2.3.4. Hệ số trùng khớp của cặp trục vít - bánh vít
7.2.3.5. Vận tốc làm việc của cặp trục vít - bánh vít

7.3. Phương pháp đo kiểm và dung sai của cặp trục vít - bánh vít

7.3.1. Kiểm tra các giá trị đo của trục vít

7.3.1.1. Kiểm tra biên dạng ren
7.3.1.2. Kiểm tra độ đảo hướng tâm

7.3.2. Kiểm tra các giá trị đo của bánh vít

7.3.2.1. Kiểm tra biên dạng răng
7.3.2.2. Kiểm tra độ đảo hướng tâm
7.3.2.3. Kiểm tra chiều dày răng
7.3.2.4. Kiểm tra sai lệch tổng hợp

7.3.3. Kiểm tra các giá trị đo của cặp trục vít - bánh vít

7.3.3.1. Kiểm tra khoảng cách trục

7.4. Lực tác dụng, tổn thất công suất và hiệu suất của bộ truyền trục vít

7.4.1. Lực tác dụng lên cặp trục vít - bánh vít

7.4.2. Tổn thất công suất và hiệu suất của cặp trục vít - bánh vít

7.5. Khả năng tải của cặp trục vít - bánh vít

7.5.1. Khả năng tải chống mòn

7.5.1.1. Tính toán độ mòn dự kiến
7.5.1.2. Độ mòn cho phép

7.5.2. Khả năng tải tiếp xúc chống tróc rỗ

7.5.3. Khả năng tải nhiệt

7.5.3.1. Khả năng tải nhiệt khi bôi trơn ngâm dầu
7.5.3.2. Khả năng tải nhiệt khi bôi trơn phun áp lực

7.5.4. Nhiệt độ khối bánh vít

7.5.4.1. Nhiệt độ khối bánh vít khi bôi trơn ngâm dầu
7.5.4.2. Nhiệt độ khối bánh vít khi bôi trơn phun áp lực

7.5.5. Khả năng tải uốn chân răng bánh vít

7.5.5.1. Ứng suất cắt ở chân răng bánh vít
7.5.5.2. Giới hạn mỏi cắt của răng bánh vít

7.5.6. Khả năng tải theo độ võng của trục vít

7.6. Các yếu tố thiết kế bộ truyền trục vít

7.6.1. Tính toán kích thước cặp trục vít - bánh vít

7.6.2. Chi tiết kết cấu thiết kế bộ truyền trục vít

7.7. Danh mục ký hiệu

7.7.1. Chỉ số dưới của ký hiệu

7.7.2. Các ký hiệu kết hợp

TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ ĐỌC THÊM

CHỈ MỤC

Tóm tắt

I. Tìm Hiểu Về Bánh Răng và Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng

Bánh răng và hệ thống truyền động bánh răng là những thành phần quan trọng trong cơ khí. Chúng giúp truyền tải lực và chuyển đổi chuyển động trong nhiều ứng dụng khác nhau. Việc hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bánh răng sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất của các hệ thống cơ khí.

1.1. Cấu Tạo Bánh Răng Các Thành Phần Chính

Bánh răng thường bao gồm các thành phần như thân bánh răng, răng bánh răng và trục. Mỗi thành phần có vai trò riêng trong việc truyền động và chịu lực. Cấu tạo chính xác của bánh răng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và độ bền của hệ thống.

1.2. Nguyên Lý Hoạt Động Của Bánh Răng

Nguyên lý hoạt động của bánh răng dựa trên sự ăn khớp giữa các răng. Khi một bánh răng quay, nó sẽ tác động lên bánh răng khác, tạo ra chuyển động. Sự ăn khớp này cần được thiết kế chính xác để giảm thiểu ma sát và hao mòn.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng

Thiết kế hệ thống truyền động bánh răng gặp nhiều thách thức như độ chính xác, độ bền và khả năng chịu tải. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Việc nhận diện và giải quyết các vấn đề này là rất quan trọng.

2.1. Độ Chính Xác Trong Thiết Kế Bánh Răng

Độ chính xác là yếu tố quan trọng trong thiết kế bánh răng. Nếu bánh răng không được chế tạo chính xác, sẽ dẫn đến hiện tượng rung lắc và giảm hiệu suất truyền động. Việc kiểm tra và điều chỉnh độ chính xác là cần thiết.

2.2. Tải Trọng và Ảnh Hưởng Đến Bánh Răng

Bánh răng phải chịu tải trọng lớn trong quá trình hoạt động. Tải trọng này có thể gây ra hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ của bánh răng. Việc tính toán tải trọng và lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng Hiệu Quả

Có nhiều phương pháp thiết kế hệ thống truyền động bánh răng để tối ưu hóa hiệu suất. Những phương pháp này bao gồm việc lựa chọn vật liệu, tính toán kích thước và hình dạng bánh răng. Sự kết hợp hợp lý giữa các yếu tố này sẽ tạo ra hệ thống truyền động hiệu quả.

3.1. Lựa Chọn Vật Liệu Cho Bánh Răng

Vật liệu chế tạo bánh răng ảnh hưởng lớn đến độ bền và hiệu suất. Các vật liệu như thép, nhựa và hợp kim thường được sử dụng. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp giúp tăng cường khả năng chịu tải và giảm ma sát.

3.2. Tính Toán Kích Thước Bánh Răng

Kích thước bánh răng cần được tính toán chính xác để đảm bảo sự ăn khớp tốt. Các yếu tố như đường kính, số răng và độ dày cần được xem xét kỹ lưỡng để đạt được hiệu suất tối ưu.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng

Hệ thống truyền động bánh răng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ô tô, máy móc công nghiệp và thiết bị gia dụng. Việc hiểu rõ ứng dụng của bánh răng giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Ô Tô

Trong ngành ô tô, bánh răng được sử dụng để truyền động từ động cơ đến bánh xe. Hệ thống truyền động bánh răng giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.

4.2. Ứng Dụng Trong Máy Móc Công Nghiệp

Bánh răng cũng được sử dụng trong nhiều loại máy móc công nghiệp để truyền động và điều khiển. Chúng giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy của máy móc.

V. Kết Luận Tương Lai Của Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng

Hệ thống truyền động bánh răng sẽ tiếp tục phát triển với công nghệ mới. Việc nghiên cứu và cải tiến thiết kế bánh răng sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ bền. Tương lai của bánh răng hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp sáng tạo cho ngành cơ khí.

5.1. Xu Hướng Công Nghệ Mới Trong Thiết Kế Bánh Răng

Công nghệ mới như in 3D và vật liệu composite đang mở ra nhiều cơ hội cho thiết kế bánh răng. Những công nghệ này giúp giảm trọng lượng và tăng cường độ bền.

5.2. Tương Lai Của Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng

Hệ thống truyền động bánh răng sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Việc cải tiến và tối ưu hóa thiết kế sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí.

Tóm tắt và mô tả trên trang này được tạo với sự hỗ trợ của AI. Nếu bạn thấy nội dung không chính xác hoặc có vấn đề, vui lòng Báo lỗi nội dung.

14/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

GEARS AND GEAR DRIVES GEARS AND GEAR DRIVES Damir Jelaska University of Split, Croatia This edition first published 2012 # 2012 John Wiley & Sons Ltd Registered office John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom For details of our global editorial offices, for customer services and for information about how to apply for permis- sion to reuse the copyright material in this book please see our website at www. The right of the author to be identified as the author of this work has been asserted in accordance with the Copyright, Designs and Patents Act 1988. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, except as permitted by the UK Copyright, Designs and Patents Act 1988, without the prior permission of the publisher.

Wiley also publishes its books in a variety of electronic formats. Some content that appears in print may not be available in electronic books. Designations used by companies to distinguish their products are often claimed as trademarks. All brand names and product names used in this book are trade names, service marks, trademarks or registered trademarks of their respec- tive owners.

The publisher is not associated with any product or vendor mentioned in this book. This publication is designed to provide accurate and authoritative information in regard to the subject matter covered. It is sold on the understanding that the publisher is not engaged in rendering professional services. If professional advice or other expert assistance is required, the services of a competent professional should be sought.

Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Jelaska, Damir. Gears and gear drives / Damir Jelaska. Includes bibliographical references and index.80 33–dc23 2012014164 A catalogue record for this book is available from the British Library. Print ISBN: 9781119941309 Set in 10/12 pt Times by Thomson Digital, Noida, India In memory of my mother Contents Preface xv Acknowledgments xvii 1 Introduction 1 1.1 Power Transmissions and Mechanical Drives 1 1.2 Classification of Mechanical Drives 3 1.3 Choosing a Mechanical Drive 7 1.4 Multi-Step Drives 9 1.5 Features and Classification of Gear Drives 12 1.1 Features of Gear Drives 12 1.2 Classification of Gear Drives 12 1.6 List of Symbols 16 1.1 Subscripts to Symbols 16 2 Geometry of Cylindrical Gears 17 2.1 Fundamentals of the Theory of Toothing 17 2.1 Centrodes, Roulettes and Axodes 17 2.2 Envelopes, Evolutes and Involutes 18 2.3 Cycloid and Involute of a Circle 18 2.2 Involute of Circle 20 2.4 Main Rule of Toothing 21 2.1 Analytical Determining of Mated Profiles 25 2.2 Radii of Curvature of Mated Profiles 27 2.2 Geometry of Pairs of Spur Gears 29 2.3 Involute Teeth and Involute Gears 33 2.4 Basic Tooth Rack 35 2.5 Fundamentals of Cylindrical Gears Manufacture 38 2.2 Forming Methods 43 viii Contents 2.4 Basic Rack-Type and Pinion-Type Cutters 48 2.6 Cutting Process and Geometry of Gears Cut with Rack-Type Cutter 49 2.1 Profile Shift 49 2.2 Meshing of Rack Cutter with Work Piece, Basic Dimensions of Gear 50 2.3 Tooth Thickness at Arbitrary Circle 51 2.4 Tip Circle Diameter 52 2.5 Profile Boundary Point; Tooth Root Undercutting 53 2.6 Effect of Profile Shift on Tooth Geometry 55 2.7 Gear Control Measures 56 2.1 Chordal Tooth Thickness on the Arbitrary Circle 56 2.2 Constant Chord Tooth Thickness 57 2.4 Dimension Over Balls 60 2.7 Parameters of a Gear Pair 62 2.1 Working Pressure Angle of a Gear Pair 62 2.3 Gear Pairs With and Without Profile Shift 64 2.1 Gear Pairs Without Profile Shift 64 2.2 Gear Pairs with Profile Shift 64 2.5 Distinctive Points of Tooth Profile 70 2.6 Kinematic Parameters of Toothing 71 2.8 Basic Parameters of Gears Generated by the Fellows Method 74 2.1 Pinion-Type Cutter 74 2.2 Dimensions of Gears Cut by Pinion-Type Cutter 75 2.3 Undercutting the Tooth Root 76 2.4 Geometry of Internal Gear Toothing 77 2.9 Interferences in Generating Processes and Involute Gear Meshing 78 2.1 Interferences in Tooth Cutting 78 2.1 Tooth Root Undercutting 78 2.2 Overcutting the Tooth Addendum (First Order Interference) 79 2.3 Overcutting the Tooth Tip Corner (Second Order Interference) 80 2.2 Interferences in Meshing the Gear Pair Teeth 83 2.1 Gear Root Interference 83 2.2 Interferences of Tooth Addendum 84 2.10 Choosing Profile Shift Coefficients 84 2.1 Choosing Profile Shift Coefficients by Means of Block-Contour Diagrams 85 2.2 Choosing Profile Shift Coefficients by Means of Lines of Gear Pairs 88 2.2 Helical Gear Dimensions and Parameters of a Gear Pair 97 Contents ix 2.4 Helical Gear Overlaps 102 2.1 Length of Contact Lines 104 2.12 Tooth Flank Modifications 106 2.1 Transverse Profile Modifications 107 2.1 Pre-Finish Flank Undercut 107 2.2 Tip Corner Chamfering and Tip Corner Rounding 107 2.3 Tooth Tip Relief 108 2.4 Tooth Root Relief 113 2.5 Tooth Tip Relief of the Gear Generated by Pinion-Type Cutter 114 2.6 Profile Crowning 117 2.2 Flank Line Modifications 117 2.1 Flank Line end Reliefs 117 2.2 Flank Line Slope Modification 117 2.3 Flank Line Crowning 118 2.13 Geometry of Fillet Curve 119 2.1 Fillet Curve Equation 120 2.2 Fillet Curve Radius of Curvature 124 2.3 Geometry of Undercut Teeth 125 2.1 Profile Boundary Point 125 2.2 Contact Ratio of Gears with Undercut Teeth 126 2.14 Tolerances of Pairs of Cylindrical Gears 127 2.1 Control and Tolerances of Gear Body 128 2.2 Control and Tolerances of Teeth 128 2.1 Tooth Profile Control 130 2.4 Radial Runout of Teeth 136 2.5 Tangential Composite Deviation 136 2.6 Tooth Thickness Tolerances 138 2.7 CNC Gear Measuring Centre 143 2.3 Control of Gear Pair Measuring Values 145 2.1 Systems of Gear Fits, Centre Distance Tolerances, Backlash 145 2.2 Contact Pattern Control 149 2.15 Gear Detail Drawing 151 2.16 List of Symbols 153 2.1 Subscripts to symbols 154 2.2 Combined Symbols 155 3 Integrity of Gears 157 3.1 Forces Acting on the Gear Tooth 157 3.2 Incremental Gear Loadings 159 x Contents 3.2 Causes of Gear Damage 164 3.2 Active Tooth Flank Damage 166 3.3 Pitting Load Capacity 170 3.1 Nominal Value of Contact Stress 170 3.2 Real Value of Contact Stress 175 3.2 Allowable Contact Stresses 181 3.3 Dimensioning for Contact Stress 189 3.4 List of Symbols for Sections 3.1 Subscripts to Symbols 191 3.4 Tooth Root Load Capacity 193 3.1 Tooth Root Stress 193 3.2 Tooth Root Permitted Stress 200 3.3 Dimensioning for Tooth Root Stress 207 3.5 Gear Load Capacity at Variable Loading 208 3.6 List of Symbols for Sections 3.1 Subscripts to Symbols 211 3.7 Scuffing Load Capacity 213 3.1 Safety Factor Against Scuffing for Flash Temperature Method 213 3.2 Force Distribution Factor XG 217 3.3 Safety Factor Against Scuffing for Integral Temperature Method 225 3.8 Micro-Pitting Load Capacity 229 3.1 Elastohydrodynamic Lubricant Film Thickness 229 3.1 Calculation of Material Parameter GM 230 3.2 Calculation Speed Parameter UY 231 3.3 Load Parameter WY 232 3.4 Sliding Parameter SGF 232 3.2 Safety Factor Against Micro-pitting 232 3.9 List of Symbols for Sections 3.1 Subscripts to Symbols 237 3.2 Combined Symbols 238 4 Elements of Cylindrical Gear Drive Design 241 4.1 Design Procedure for a Gear Pair 241 4.2 Distribution of Gear Train Transmission Ratio 243 4.3 Gear Materials and Heat Treatment 244 4.1 Metallic Materials and their Heat Treatment 244 4.4 Gear Drive Design 249 4.1 Design of Housing 251 4.2 Vents 255 Contents xi 4.4 Design of Bearing Locations 257 4.5 Design of Ribs 257 4.5 Design of Gears 258 4.2 Gear Drive Lubrication 262 4.1 Selection of Lubricant 262 4.2 Ways of Gear Lubrication 263 4.3 Power Losses and Temperature of Lubricant 266 4.1 Power Losses in Mesh 266 4.1 Power Losses in Mesh, Under Load, for a Single Gear Pair 266 4.2 Power Losses in Idle Motion 267 4.2 Power Losses in Bearings 268 4.3 Power Losses in Seals 270 4.4 Power Efficiency of Gear Drive 270 4.5 Temperature of Lubricant 271 4.4 List of Symbols 275 4.1 Subscripts to Symbols 276 4.2 Combined Symbols 276 5 Bevel Gears 279 5.1 Geometry and Manufacture of Bevel Gears 279 5.1 Theory of Bevel Gear Genesis 279 5.2 Types and Features of Bevel Gears 280 5.3 Application of Bevel Gears 283 5.4 Geometry of Bevel Gears 284 5.1 Fundamentals of Geometry and Manufacture 284 5.2 Virtual Toothing and Virtual Gears 287 5.3 Basic Parameters of Straight Bevels 289 5.4 Design of Bevel Teeth 291 5.5 Undercut, Profile Shift 291 5.6 Sliding of Bevels 292 5.7 Contact Ratio of Straight Bevels 293 5.5 Geometry of Helical and Spiral Bevels 293 5.6 Manufacturing Methods for Bevel Gears 294 5.1 Straight Bevels Working 294 5.2 Spiral and Helical Bevel Working 301 5.2 Load Capacity of Bevels 306 5.1 Forces in Mesh 306 5.2 Pitting Load Capacity 307 5.3 Tooth Root Load Capacity 310 5.1 Scuffing and Micro-Pitting Load Capacities 311 xii Contents 5.3 Elements of Bevel Design 311 5.4 Control and Tolerances of Bevel Gears 316 5.2 Radial Runout Control of Toothing 318 5.3 Tangential Composite Deviation 319 5.4 Tooth Thickness Control 319 5.5 Bevel Gear Drawing 321 5.5 Crossed Gear Drives 321 5.2 Speed of Sliding 324 5.3 Loads and Load Capacity 325 5.1 Forces Acting on Crossed Gears 325 5.2 Efficiency Grade 325 5.3 Load Capacity of Crossed Gear Pair 326 5.6 List of Symbols 327 5.1 Subscripts to Symbols 328 5.2 Combined Symbols 328 6 Planetary Gear Trains 331 6.1 Fundamentals of Planetary Gear Trains 331 6.2 Rotational Speeds and Transmission Ratio 334 6.3 Features of Planetary Gear Trains 341 6.1 Condition of Coaxiality 342 6.2 Condition of Neighbouring 342 6.5 Diagrams of Peripheral and Rotational Speeds 344 6.7 Forces, Torques and Power of Planetary Gear Trains 347 6.1 Peripheral Forces and Torques 347 6.2 Power and Efficiency 349 6.3 Branching of Power 352 6.2 Special Layouts of Simple Planetary Gear Trains 356 6.1 Bevel Differential Trains 356 6.2 Planetary Gear Trains with Single Gear Pair 358 6.4 Differential Planetary Gear Trains 361 6.5 Planetary Gear Train of a Wankel Engine 362 6.3 Composed Planetary Gear Trains 364 6.1 Compound Planetary Gear Trains 364 6.2 Parallel Composed Planetary Gear Trains 364 6.3 Coupled Planetary Gear Trains 364 6.4 Closed Planetary Gear Trains 366 6.5 Reduced Coupled Planetary Gear Trains 368 Contents xiii 6.7 Planetary Gear Boxes 374 6.4 Elements of Planetary Gear Train Design 377 6.1 Issues of Planetary Gear Train Design 377 6.2 Calculations for Central Gears and Planets 382 6.5 List of Symbols 384 6.1 Subscripts to Symbols 385 6.2 Combined Symbols 386 7 Worm Gear Drives 387 7.1 Concept, Features, Classification 387 7.2 Geometry and Working of Worm Gear Pair 389 7.1 Geometry and Working of Worm 389 7.1 Dimensions of Worm 390 7.3 Worm Working and Shape of Flanks 392 7.2 Geometry and Working of Wormwheels 392 7.3 Calculation Values of Worm Gear Pair 399 7.1 Centre Distance of Worm Gear Pair 399 7.2 Transmission Ratio and Gear Ratio 399 7.3 Tip Clearance of Worm Gear Pair 399 7.4 Contact Ratio of Worm Gear Pair 399 7.5 Worm Gear Pair Speeds 400 7.3 Control Measures and Tolerances of Worm Gear Pair 400 7.1 Control of Worm Measuring Values 401 7.2 Thread Profile Control 401 7.3 Radial Runout Control 402 7.2 Control of Wormwheel Measuring Values 402 7.2 Tooth Profile Control 402 7.3 Radial Run-Out Control 402 7.4 Tooth Thickness Control 403 7.5 Composite Deviation Control 403 7.3 Measuring Values Control of Worm Gear Pair 403 7.1 Centre Distance Control 403 7.4 Forces, Power Losses and Efficiency of Worm Gear Drives 404 7.1 Forces Acting on Worm Gear Pair 404 7.2 Power Losses and Efficiency of Worm Gear Pair 406 7.5 Load Capacity of Worm Gear Pair 409 7.1 Wear Load Capacity 409 7.1 Calculation of Expected Wear 410 7.2 Permitted Wear 413 xiv Contents 7.2 Pitting Load Capacity 414 7.3 Heating Load Capacity 415 7.1 Heating Load Capacity at Bath Lubrication 416 7.2 Heating Load Capacity at Spray Lubrication 416 7.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Tìm Hiểu Về Bánh Răng và Hệ Thống Truyền Động Bánh Răng" cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc và chức năng của bánh răng trong các hệ thống truyền động. Bài viết giải thích cách mà bánh răng hoạt động, vai trò của chúng trong việc truyền tải lực và chuyển động, cũng như các loại bánh răng phổ biến hiện nay. Đặc biệt, tài liệu nhấn mạnh lợi ích của việc hiểu rõ về bánh răng, giúp người đọc có thể áp dụng kiến thức này vào thực tiễn, từ việc thiết kế máy móc đến cải thiện hiệu suất hoạt động.

Để mở rộng thêm kiến thức, bạn có thể tham khảo tài liệu Nghiên cứu về quy trình công nghệ tạo hình bánh răng cầu và thiết kế dao tiện bao hình bánh răng cầu. Tài liệu này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn sâu hơn về quy trình sản xuất bánh răng và các kỹ thuật thiết kế liên quan, từ đó giúp bạn nắm bắt được những khía cạnh kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực này.