Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12131:2017 khả năng tải của bánh răng dùng trong hàng hải

Số hiệu:	TCVN12131:2017	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2017	Ngày hiệu lực:
ICS:	21.200, 47.020.05	Tình trạng:	Đã biết

Ký hiệu	Mô tả hoặc thuật ngữ	Đơn vị
a	Khoảng cách tâm a^a	mm
b	Chiều rộng răng	mm
b_B	Chiều rộng răng của một đường xoắn vít riêng biệt của bánh răng nghiêng chữ V	mm
c_γ	Giá trị trung bình của độ cứng vững ăn khớp trên một đơn vị chiều rộng răng	N/(mm.μm)
c'	Độ cứng vững lớn nhất của răng trong một cặp răng trên một đơn vị chiều rộng răng (độ cứng vững đơn)	N/(mm.μm)
d_1,2	Đường kính tham chiếu (vòng chia) của bánh răng bé, bánh răng lớn	mm
d_a1,2	Đường kính vòng đỉnh răng của bánh răng bé, bánh răng lớn	mm
d_b1,2	Đường kính vòng cơ sở của bánh răng bé, bánh răng lớn	mm
d_f1,2	Đường kính vòng chân răng của bánh răng bé, bánh răng lớn	mm
d_sh	Đường kính danh nghĩa của trục cho tính toán về uốn	mm
d_shi	Đường kính trong của trục rỗng	mm
d_w1,2	Đường kính vòng lăn của bánh răng bé, bánh răng lớn	mm
d_Na1,2	Đường kính của một vòng tròn xác định các biên bên ngoài của các mặt bên sử dụng được của răng được vát mép/vê tròn đỉnh	mm
f_Hβ	Sai lệch độ thẳng hàng của răng (không bao gồm sai lệch của dạng đường xoắn vít)	μm
f_ma	Độ không thẳng hàng ăn khớp do các sai lệch chế tạo	μm
f_pb	Sai lệch bước cơ sở ngang (có thể sử dụng các giá trị f_pt cho tính toán phù hợp với ISO 6336-1, khi sử dụng các dung sai tuân theo ISO 1328-1)	μm
f_sh	Sai lệch đường xoắn vít do các độ lệch đàn hồi	μm
g_α	Chiều dài đường tiếp xúc	mm
h	Chiều cao răng	mm
h_a_P	Chiều cao đầu răng của thanh răng cơ sở cho các bánh răng trụ	mm
h_fP	Chiều cao chân răng của thanh răng cơ sở cho các bánh răng trụ	mm
h_Fe	Cánh tay đòn của mômen uốn cho tác dụng tải trọng tại điểm ngoài cùng của tiếp xúc răng một cặp răng	mm
l	Khoảng cách (giữa hai) ổ trục	mm
m^*	Khối lượng tương đối của bánh răng riêng biệt trên một đơn vị chiều rộng răng có liên quan tới đường tác dụng	kg/mm
m_n	Môđun pháp	mm
m_red	Khối lượng thu gọn của cặp bánh răng trên một đơn vị chiều rộng răng có liên quan tới đường tác dụng	kg/mm
m_t	Môđun ngang	mm
n_1,2	Vận tốc quay của bánh răng bé, bánh răng lớn	min^-1
n_E	Vận tốc cộng hưởng	min^-1
p_bn	Bước cơ sở pháp	mm
p_bt	Bước cơ sở ngang	mm
pr	Độ lồi của răng	mm
q	Lượng dư dự trữ cho gia công tinh mặt bên răng	mm
q_s	Thông số của rãnh s_Fn/2ρ_F	-
s	Chiều dày răng	mm
s_F_n	Dây cung chân răng tại tiết diện tới hạn	mm
s_R	Chiều dày vành răng	mm
u	Tỷ số truyền^a \|u\| = \|z₂/z₁)\| ≥ 1	-
v	Vận tốc tiếp tuyến (không có chỉ số dưới dòng: tại vòng tham chiếu ≈ vận tốc tiếp tuyến tại vòng chia	m/s
v_p	Thông số vận tốc	-
x_1,2	Hệ số dịch chỉnh prôfin của bánh răng bé, bánh răng lớn	-
y_α	Lượng dư chạy rà cho một cặp bánh răng	μm
y_β	Lượng dư chạy rà (độ không thẳng hàng tương đương)	μm
z_n	Số răng quy đổi của một bánh răng nghiêng	-
z_1,2	Số răng của bánh răng bé, bánh răng lớn	-
A	Giá trị phụ cho xác định f_sh	mm.μm/N
B	Chiều dài răng tổng trong mặt phẳng hướng trục của một bánh răng nghiêng chữ V bao gồm cả khe hở	mm
C_a	Cạnh vát đỉnh răng	μm
C_B	Hệ số thanh răng cơ sở (cùng một thanh răng cho bánh răng bé và bánh răng lớn)	-
C_R	Hệ số phôi (thân) bánh răng	-
E	Môđun đàn hồi, môđun Young	N/mm²
F_m	Tải trọng ngang trung bình tại mặt trụ tham chiếu (mặt trụ chia) (= F_tK_AK_V)	N
F_t	Tải trọng ngang (danh nghĩa) tại mặt trụ tham chiếu (mặt trụ chia)	N
F_tH	Tải trọng ngang xác định tại mặt trụ tham chiếu (mặt trụ chia) (= F_tK_AK_VK_Hβ)	N
F_β	Sai lệch tổng của đường xoắn vít	μm
F_βx	Độ không thẳng hàng tương đương ban đầu (trước chạy rà)	μm
F_βy	Độ không thẳng hàng tương đương ban đầu (sau chạy rà)	μm
K_V	Hệ số động lực học	_
K_A	Hệ số ứng dụng	_
K_Fα	Hệ số tải trọng ngang (ứng suất chân răng)	-
K_Fβ	Hệ số tải trọng bề mặt (ứng suất chân răng)	-
K_Hα	Hệ số tải trọng ngang (ứng suất tiếp xúc)	-
K_Hβ	Hệ số tải trọng bề mặt (ứng suất tiếp xúc)	-
K_γ	Hệ số tải trọng ăn khớp (tính đến sự phân bố không đều của tải trọng giữa các ăn khớp răng đối với nhiều đường truyền)	-
M_1,2	Các giá trị phụ để xác định Z_B_,_D	-
N_L	Số chu kỳ	-
N_S	Hệ số cộng hưởng trong phạm vi cộng hưởng chính	-
P	Công suất truyền động	kW
Ra	Giá trị độ nhám trung bình đại số (như quy định trong TCVN 5120:2007 (ISO 4287:1997))	μm
Rz	Độ nhám trung bình từ đỉnh đến đáy (như quy định trong TCVN 5120:2007 (ISO 4287:1997))	μm
S_F	Hệ số an toàn cho đứt gãy răng	-
S_{F min}	Hệ số an toàn nhỏ nhất (đứt gãy răng)	-
S_H	Hệ số an toàn cho tróc rỗ	_
S_{H min}	Hệ số an toàn nhỏ nhất (tróc rỗ)	_
T_1,2	Mômen xoắn của bánh răng bé, mômen xoắn của bánh răng lớn (danh nghĩa)	Nm
Y_F	Hệ số dạng răng	-
Y_{R rel T}	Hệ số bề mặt tương đối	-
Y_S	Hệ số hiệu chỉnh ứng suất	-
Y_X	Hệ số cỡ kích thước (răng-chân răng)	-
Y_β	Hệ số góc đường xoắn vít (răng-chân răng)	-
Y_{δ rel T}	Hệ số độ nhạy tương đối của rãnh	-
Z_V	Hệ số vận tốc	-
Z_{B, D}	Các hệ số tiếp xúc của một cặp răng cho bánh răng bé, cho bánh răng lớn	-
Z_E	Hệ số đàn hồi
Z_H	Hệ số vùng (miền)	-
Z_L	Hệ số bôi trơn	-
Z_R	Hệ số nhám bề mặt ảnh hưởng đến độ bền lâu của bề mặt	-
Z_W	Hệ số biến cứng khi gia công nguội	-
Z_X	Hệ số cỡ kích thước (tróc rỗ)	-
Z_β	Hệ số góc nghiêng của đường xoắn vít (tróc rỗ)	-
Z_ϵ	Hệ số của tỉ số tiếp xúc (tróc rỗ)	-
α_n	Góc áp lực pháp	^o
α_t	Góc áp lực ngang	^o
α_wt	Góc áp lực ngang tai mặt trụ lăn	^o
α_P0	Góc áp lực pháp của thanh răng cơ sở cho các bánh răng trụ	^o
β	Góc nâng của đường xoắn vít (góc nghiêng của răng) [không có chỉ số dưới dòng - tai mặt trụ tham chiếu (chia)]	^o
β_b	Góc nghiêng của răng trên vòng cơ sở	^o
ϵ_α	Tỉ số tiếp xúc ngang	-
ϵ_α_n	Tỉ số tiếp xúc quy đổi, tỉ số tiếp xúc ngang của bánh răng quy đổi	-
ϵ_β	Tỉ số trùng khớp chiều trục (dọc)	-
ϵ_γ	Tỉ số tiếp xúc tổng (ϵ_γ = ϵ_α + ϵ_β)	-
ĸ_β	Hệ số đặc trưng cho độ không thẳng hàng tương đương sau chạy rà	-
v₄₀_,5₀	Độ nhớt động ở 40 °C, 50 °C	-
v_f	Thông số độ nhớt	-
ρ_fP	Bán kính góc lượn chân răng của thanh răng cơ sở cho các bánh răng trụ	mm
ρ_rel	Bán kính cong tương đối	mm
ρ_C	Bán kính cong tương đối tại bề mặt chia	mm
ρ_F	Bán kính góc lượn răng - chân răng tại tiết diện tới hạn	mm
σ_B	Độ bền kéo	N/mm²
σ_F	Ứng suất răng - chân răng	N/mm²
σ_{F lim}	Trị số ứng suất danh nghĩa (uốn)	N/mm²
σ_FE	Trị số ứng suất cho phép (uốn) = σ_F_l_imY_ST	N/mm²
σ_FG	Giới hạn ứng suất răng - chân răng	N/mm²
σ_FP	Ứng suất răng chân răng cho phép	N/mm²
σ_F0	Ứng suất răng - chân răng danh nghĩa	N/mm²
σ_H	Ứng suất tiếp xúc tính toán	N/mm²
σ_{H lim}	Trị số ứng suất (tiếp xúc) cho phép	N/mm²
σ_HG	Trị số ứng suất cho phép thay đổi = σ_HPS_Hmin	N/mm²
σ_HP	Ứng suất tiếp xúc cho phép	N/mm²
σ_H0	Ứng suất tiếp xúc danh nghĩa	N/mm²
ω_1,2	Vận tốc góc của bánh răng bé hoặc bánh răng lớn	rad/s
^a Đối với các cặp bánh răng ăn khớp ngoài a, u, z₁ và z₂ là dương; đối với các cặp bánh răng ăn khớp trong a, u và z₂ là âm với z₁ dương. CHÚ THÍCH: 1 N/mm² = 1 MPa.

4 Ứng dụng

4.1 Thiết kế, các ứng dụng riêng

4.1.1 Quy định chung

Những người làm thiết kế bánh răng phải thấy rằng yêu cầu đối với các ứng dụng khác nhau thay đổi rất lớn. Việc sử dụng các quy trình tính toán của tiêu chuẩn này cho các ứng dụng riêng đòi hỏi phải có sự đánh giá cẩn thận tất cả các xem xét có thể áp dụng được, đặc biệt là:

- Ứng suất cho phép của vật liệu và số lần lặp lại của tải trọng;

- Các hậu quả của bất cứ tỷ lệ phần trăm hư hỏng nào (mức hư hỏng);

- Hệ số an toàn thích hợp.

Các xem xét về thiết kế để ngăn ngừa các hiện tượng đứt gãy bắt nguồn từ các nguyên nhân về ứng suất ở mặt bên răng, sứt mẻ đỉnh răng và các hư hỏng của phôi bánh răng xuyên qua thân hoặc may ơ nên được phân tích bằng các phương pháp thiết kế máy chung.

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

a) Nếu cần có một phương pháp tính toán chính xác hơn hoặc nếu tuân theo các hạn chế trong 4.1 đối với bất cứ lý do không thực tế nào thì phải đánh giá các hệ số có liên quan theo tiêu chuẩn cơ sở hoặc tiêu chuẩn áp dụng khác.

b) Các hệ số thu được từ kinh nghiệm có thể tin cậy được hoặc các dữ liệu thử nghiệm có thể được sử dụng thay cho các hệ số riêng biệt theo tiêu chuẩn này. Về vấn đề này, áp dụng các tiêu chí cho phương pháp A trong ISO 6336-1:1996, 4.1.8.

Về mặt khác, các tính toán đánh giá phải rất phù hợp với tiêu chuẩn này nếu các ứng suất, các hệ số an toàn v.v... đã được phân loại là phù hợp với tiêu chuẩn này.

Có thể áp dụng được tiêu chuẩn này khi phôi bánh răng, các mối nối liên kết trục/may ơ, các trục, ổ trục, thân hộp, các mối nối ren, nền móng và khớp nối trục tuân theo các yêu cầu về độ chính xác, khả năng tải và độ cứng vững tạo thành cơ sở cho tính toán khả năng tải của các bánh răng.

Mặc dù phương pháp mô tả trong tiêu chuẩn này chủ yếu dùng cho các mục đích tính toán lại, bằng phép tính lặp, có thể sử dụng phương pháp này để xác định khả năng tải của các bánh răng. Phép tính lặp được thực hiện bằng lựa chọn một tải trọng và tính toán hệ số an toàn tương ứng đối với sự ăn mòn tróc rỗ, S_H1 cho bánh răng bé. Nếu S_H1 lớn hơn S_Hmin, tải trọng sẽ tăng lên, nếu S_H1 nhỏ hơn S_H_m_in, tải trọng sẽ giảm đi. Phép tính này được thực hiện tới khi tải trọng được lựa chọn tương ứng với S_H₁ = S_Hmin. Sử dụng phương pháp tương tự cho bánh răng lớn (S_H₂ = S_H_min) và cũng cho các hệ số an toàn đối với đứt gãy răng, S_F1 = S_F₂ = S_Fm_i_n.

4.1.2 Các dữ liệu của bánh răng

Tiêu chuẩn này áp dụng trong phạm vi các yêu cầu bắt buộc sau:

a) Kiểu bánh răng:

- Các bánh răng trụ thân khai răng thẳng, răng nghiêng và các bánh răng nghiêng chữ V ăn khớp ngoài và ăn khớp trong;

...

- Truyền động bánh răng hành tinh và truyền động bánh răng khác có nhiều đường truyền.

b) Phạm vi các tỉ số tiếp xúc ngang của các cặp bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng thực;

- 1,2 < < 2,5 (ảnh hưởng đến c', c_γ, K_V, K_H_β, K_F_β, K_H_α và K_F_α).

c) Phạm vi các góc nghiêng của răng:

- β nhỏ hơn hoặc bằng 30° (ảnh hưởng đến c', c_γ, K_V và H_H_β).

d) Các thanh răng cơ sở:

- Không hạn chế1).

4.1.3 Phôi bánh răng, vành bánh răng

Tiêu chuẩn này được áp dụng khi s_R, chiều dày của vành bánh răng ở bên dưới các chân răng của các bánh răng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài > 3,5 m_n.

...

Vật liệu là các loại thép (có ảnh hưởng đến Z_E, σ_H_l_im, σ_FE, K_V, K_Hβ và K_F_β). Về các vật liệu và các chữ viết tắt của vật liệu sử dụng trong tiêu chuẩn này, xem Bảng 2. Đối với các vật liệu khác, xem ISO 6336-1, TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), TCVN 7578-3 (ISO 6336-3) và TCVN 7578-5 (ISO 6336-5).

Bảng 2 - Vật liệu

Vật liệu

Chữ viết tắt

Thép (σ_B < 800 N/mm²)

S_t

Thép tôi thể tích (tôi thấu), thép hợp kim hoặc thép cacbon, được tôi thể tích (σ_B ≥ 800 N/mm²)

...

Thép được tôi ngọn lửa hoặc tôi cảm ứng

Thép thấm nitơ, được thấm nitơ

NT (nitr)

Thép tôi thể tích và tăng cứng bề mặt, được thấm nitơ

NV (nitr)

Thép tôi thể tích và tăng cứng bề mặt, được thấm nitơ-cacbon

NV (nitrocarb)

...

Các quy trình tính toán có hiệu lực đối với các bánh răng được bôi trơn bằng phun dầu hoặc bôi trơn trong thùng dầu khi sử dụng chất bôi trơn đã được nhà sản xuất/thiết kế bánh răng chấp thuận. Tính hiệu lực này tùy thuộc thêm vào điều kiện trong đó tại mọi thời điểm vận hành phải có đủ số lượng chất bôi trơn đã được chấp thuận cho ăn khớp bánh răng. Biện pháp cho làm mát phải bảo đảm cho nhiệt độ bôi trơn không vượt quá các nhiệt độ đã giả thiết dùng cho tính toán (ảnh hưởng tới sự tạo thành màng chất bôi trơn, nghĩa là các hệ số Z_L, Z_V và Z_R).

Với điều kiện là sẵn có đủ chất bôi trơn cho ăn khớp răng, cũng không được loại trừ việc bôi trơn bằng mỡ cho các thiết bị phụ có vận tốc thấp.

4.2 Hệ số an toàn

Cần thiết phải có sự phân biệt giữa hệ số an toàn có liên quan tới ăn mòn tạo thành tróc rỗ, S_H và hệ số an toàn có liên quan đến đứt gãy răng S_F.

Đối với một ứng dụng đã cho, khả năng tải thích hợp của bánh răng được chứng minh bằng các giá trị tính toán của S_H và S_F bằng hoặc lớn hơn các giá trị S_H_min và S_Fm_in.

Việc lựa chọn giá trị cho một hệ số an toàn nên dựa trên độ tin cậy của các dữ liệu sẵn có và hậu quả của các hư hỏng có thể xảy ra.

Các hệ số quan trọng được xem xét là:

a) Các trị số ứng suất cho phép dùng trong tính toán có hiệu lực đối với một xác suất xảy ra hư hỏng đã cho (các giá trị cho vật liệu trong TCVN 7578-5 (ISO 6336-5) có hiệu lực cho xác suất hư hỏng 1 %).

b) Chất lượng quy định và hiệu quả của kiểm tra chất lượng tại tất cả các giai đoạn chế tạo;

...

d) Sự đứt gãy răng thường được xem là mối nguy hiểm lớn hơn so với ăn mòn tạo ra tróc rỗ.

Vì vậy, giá trị được lựa chọn cho S_F_min nên lớn hơn giá trị được lựa chọn cho S_Hm_in. Về tính toán hệ số an toàn thực, xem 6.1.5 (S_H đối với tróc rỗ) và 7.1.4 (S_F đối với đứt gãy răng).

Giá trị nhỏ nhất của các hệ số an toàn nên được thoả thuận giữa khách hàng, nhà sản xuất và cơ quan có thẩm quyền về phân loại.

4.3 Dữ liệu đầu vào

Phải sẵn có các dữ liệu sau cho tính toán:

a) Các dữ liệu về bánh răng:

a, z₁, z₂, m_n, d₁, d₂, d_a1, d_a2, b, x_1, x₂, α_n, β, , (xem TCVN 7585:2006 (ISO 54:1996), TCVN 7584:2006 (ISO 54:1996));

b) prôfin gốc của răng thanh răng dùng cho dao cắt răng: h_a0, ρ_a0 (xem TCVN 7585:2006 (ISO 54:1996));

c) Các dữ liệu cho thiết kế và chế tạo:

...

Các vật liệu, độ cứng của vật liệu và các chi tiết về nhiệt luyện, cấp chính xác của bánh răng, khoảng cách giữa các ổ trục I, vị trí của các bánh răng so với các ổ trục, các kích thước của trục bánh răng bé d_sh và khi thích hợp, sự thay đổi đường xoắn vít (độ vồng, cạnh vát đầu mút răng).

d) Các dữ liệu về công suất:

P hoặc T hoặc F_t, n₁, v₁, các chi tiết về máy dẫn động và được dẫn động.

Có thể tính toán các dữ liệu hình học cần thiết theo các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế.

Thông tin được trao đổi giữa nhà sản xuất và khách hàng nên bao gồm các dữ liệu quy định các ưu tiên về vật liệu, sự bôi trơn, hệ số an toàn và các lực tác dụng từ bên ngoài do rung và quá tải (hệ số ứng dụng).

4.4 Công thức số

Phải sử dụng các đơn vị đã liệt kê trong Điều 3. Thông tin tạo điều kiện dễ dàng cho sử dụng tiêu chuẩn được cho trong Phụ lục C của ISO 6336-1:1996.

5 Hệ số ảnh hưởng

5.1 Quy định chung

...

Các hệ số cũng là các hệ số độc lập và vì vậy phải được tính toán một cách liên tiếp như sau:

a) K_V với tải trọng tiếp tuyến tác dụng F_tK_A;

b) K_Hβ hoặc K_F_β với tải trọng được tính toán lại F_tK_AK_V;

c) K_Hα hoặc K_F_α (phương pháp B) với tải trọng tiếp tuyến tác dụng F_tK_AK_VK_Hβ

Khi một bánh răng truyền động cho hai hoặc nhiều bánh răng đối tiếp hoặc là bánh răng nghiêng chữ V thì cần thay thế K_A bằng K_AK_γ. Nếu có thể thực hiện được, hệ số tải trọng ăn khớp K_γ nên được ưu tiên xác định bằng phép đo; theo cách khác, có thể đánh giá giá trị của K_γ theo tài liệu sẵn có.

Sự đơn giản hóa tất cả các hệ số ảnh hưởng trong điều này đòi hỏi phải có các giả thiết sau (cũng xem Điều 4):

a) Số răng của bánh răng bé z₁ < 50;

b) Các bánh răng có dạng đĩa đặc hoặc có các vành răng nặng.

Khi các chi tiết khác biệt một cách đáng kể so với bất cứ giả thiết nào trong các giả thiết trên, tham khảo ISO 6336-1.

...

Tải trọng tiếp tuyến danh nghĩa F_t được xác định trong mặt phẳng ngang tại mặt trụ tham chiếu (chia). Tải trọng này dựa trên mômen xoắn đầu vào máy được dẫn động. Đây là mômen xoắn tương ứng với điều kiện làm việc thường xuyên nặng nhọc nhất. Theo cách khác, có thể sử dụng mômen xoắn danh nghĩa có động cơ chính làm cơ sở nếu nó tương ứng với yêu cầu về mômen xoắn của máy được dẫn động hoặc có thể lựa chọn một cơ sở thích hợp khác.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

5.3 Tải trọng không đều, mômen xoắn không đều, công suất không đều

Khi tải trọng được truyền không đều, nên quan tâm đến không chỉ tải trọng cực đại (tải trọng đỉnh) và số chu kỳ dự tính của nó mà cũng còn quan tâm đến các tải trọng trung gian và các số chu kỳ của chúng. Loại tải trọng này được phân loại như một chu kỳ làm việc và có thể được biểu thị bằng một phổ tải trọng. Trong các trường hợp này, phải quan tâm đến ảnh hưởng của mỏi tích lũy của chu kỳ làm việc trong đánh giá bộ truyền bánh răng. Phương pháp tính toán ảnh hưởng của các tải trọng trong điều kiện này được cho trong ISO/TR 10495.

5.4 Tải trọng tiếp tuyến lớn nhất, Ftmax, mômen xoắn lớn nhất, Tmax, công suất lớn nhất, Pmax

...

5.5 Hệ số ứng dụng, KA

5.5.1 Quy định chung

Hệ số K_A điều chỉnh tải trọng danh nghĩa, F_t để bù cho các tải trọng gia tăng của bánh răng từ các nguồn bên ngoài. Các lực bổ sung này phụ thuộc tương đối lớn vào các đặc tính của các máy dẫn động và được dẫn động, cũng như các khối lượng và độ cứng vững của hệ thống, bao gồm các trục và các khớp nối trục được sử dụng trong làm việc.

Khách hàng và nhà sản xuất/thiết kế nên thỏa thuận về giá trị của hệ số ứng dụng với sự nhất trí của cơ quan có thẩm quyền phân loại.

5.5.2 Phương pháp A - Hệ số K_A_-_A

Phải xác định K_A trong phương pháp này bằng các phép đo kỹ lưỡng và sự phân tích toàn diện đối với hệ thống, hoặc trên cơ sở kinh nghiệm vận hành có thể tin cậy được trong lĩnh vực ứng dụng có liên quan (xem 5.3).

5.5.3 Phương pháp B - Hệ số K_A-B

Nếu không có dữ liệu tin cậy thu được như đã mô tả trong 5.5.2, hoặc ngay từ trước giai đoạn thiết kế ban đầu, có thể sử dụng các giá trị hướng dẫn cho K_A như mô tả trong Phụ lục C.

5.6 Hệ số động lực học trong (nội tại), KV

...

Hệ số động lực học liên kết tải trọng tổng của răng, bao gồm các ảnh hưởng động lực học bên trong của một hệ "đa cộng hưởng", với tải trọng tiếp tuyến được truyền của răng. Trong tiêu chuẩn này đã sử dụng phương pháp B của ISO 6336-1:1996 cùng với các thay đổi.

Trong quy trình này, giả thiết rằng cặp bánh răng gồm có một khối lượng cơ bản đơn và hệ lò xo gồm có các khối lượng kết hợp của bánh răng bé và bánh răng lớn, và độ cứng vững ăn khớp của các răng tiếp xúc. Cũng giả thiết rằng mỗi cặp bánh răng vận hành như một cặp bánh răng một tầng, nghĩa là bỏ qua ảnh hưởng của các tầng khác trong một hệ bánh răng có nhiều tầng. Giả thiết này chỉ có thể bảo vệ được khi độ cứng vững xoắn (được đo tại bán kính cơ sở của các bánh răng) có trục chung với một bánh răng lớn và một bánh răng bé nhỏ hơn độ cứng vững ăn khớp, về quy trình xử lý các trục rất cứng vững, xem 5.6.3 và Phụ lục B.1.

Các lực gây ra bởi các dao động xoắn của các trục và các khối lượng khớp nối trục không được bao hàm trong K_V. Các lực này nên được bao gồm với các lực tác dụng từ bên ngoài khác (ví dụ, với hệ số ứng dụng).

Trong các truyền động nhiều bánh răng ăn khớp, có một vài tần số riêng. Các tần số này có thể cao hơn hoặc thấp hơn tần số riêng của một cặp bánh răng đơn chỉ có một ăn khớp. Khi các bánh răng này vận hành trong phạm vi quá mức tới hạn, nên có sự phân tích bằng phương pháp A. Xem ISO 6336-1:1996, 6.3.1.

Tải trọng riêng cho tính toán K_A là (F_tK_A)/b.

Nếu (F_tK_A)/b > 100 N/mm thì F_m/b = (F_tK_A)/b.

Nếu (F_tK_A)/b ≤ 100 N/mm thì F_m/b =100 N/mm.

Khi tải trọng riêng F_tK_A/b < 50 N/mm, một rủi ro riêng biệt về dao động sẽ xuất hiện (trong một số trường hợp, có sự tách ly của các prôfin răng làm việc), trên tất cả là đối với các bánh răng trụ răng thẳng hoặc các bánh răng nghiêng có cấp chất lượng thấp vận hành ở vận tốc cao.

5.6.2 Tính toán các thông số yêu cầu cho đánh giá K_V

...

a) Tính toán khối lượng thu gọn, m_re_d của một cặp bánh răng một tầng

(6)

Trong đó

m_re_d Là khối lượng thu gọn của một cặp bánh răng, nghĩa là khối lượng trên một đơn vị chiều rộng răng của mỗi bánh răng có liên quan đến bán kính cơ sở hoặc đường tác dụng.

Là các mômen quán tính cực trên một đơn vị chiều rộng răng;

r_b1_,₂ Là các bán kính cơ sở (= 0,5 d_b1_,₂)

b) Tính toán khối lượng thu gọn, m_re_d của một cặp bánh răng nhiều tầng:

Xem B.1.

c) Tính toán khối lượng thu gọn, m_re_d của các bánh răng có kết cấu ít phổ biến

...

- Trục bánh răng bé có đường kính ở giữa chiều cao răng, d_m1, gần bằng đường kính trục;

- Hai bánh răng đồng trục được liên kết cứng vững;

- Các bánh răng hành tinh;

- Các bánh răng trung gian.

5.6.2.2 Xác định tốc độ vận hành cộng hưởng (cộng hưởng chính) của một cặp bánh răng

a) Vận tốc vận hành cộng hưởng, n_E1 của bánh răng bé:

tính bằng min^-1 (7)

Với c_γ từ Phụ lục A.

b) Hệ số cộng hưởng, N

...

(8)

Vận tốc vận hành cộng hưởng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn vận tốc vận hành được tính toán từ công thức (8) vì độ cứng vững chưa được bao gồm (ví dụ, độ cứng vững của các trục, các ổ trục và thân hộp) và là kết quả của sự giảm chấn. Vì các lý do an toàn, phạm vi cộng hưởng được xác định như sau:

N_S < N ≤ 1,15 (9)

Ở các tải trọng sao cho (F_tK_A)/b nhỏ hơn 100 N/mm, giới hạn dưới của hệ số cộng hưởng N_S được xác định:

- Nếu (F_tK_A)/b < 100 N/mm thì

(10)

- Nếu (F_tK_A)/b ≥ 100 N/mm thì

N_S = 0,85 (11)

5.6.2.3 Độ chính xác của bánh răng và các thông số chạy rà B_p, B_f, B_k

...

(12)

(13)

(14)

Với

c' Như đã cho trong Phụ lục A;

C_a Giá trị thiết kế cho thay đổi prôfin răng (cạnh vát đỉnh răng tại lúc bắt đầu và kết thúc của ăn khớp răng). Phải thay thế giá trị C_ay từ chạy rà cho C_a trong công thức (14) trong trường hợp các bánh răng không có thay đổi prôfin răng được xác định. Có thể thu được C_ay từ Bảng 3.

Bước cơ sở hiệu dụng và các sai lệch prôfin là các thông số hiện diện sau chạy rà. Các giá trị f_pbeff và f_f_e_ff được xác định bằng cách trừ đi các lượng dư chạy rà y_p và y_f như sau:

f_pbef_f = f_pb1 - y_p1 hoặc f_pbeff = f_pb2 - y_p2 (15)

Lấy giá trị lớn hơn

...

Lấy giá trị lớn hơn

5.6.2.4 Lượng dư chạy rà, y_α

a) Đối với St, V3)

(17)

(18)

b) Đối với Eh, IF, NT (nitr), NV (nitr), NV (nitrocarb)³⁾

y_p = y_α = 0,075f_pb (19)

y_f = 0,075f_fa (20)

5.6.3 Hệ số động lực học trong phạm vi dưới mức tới hạn (N ≤ N_S)

...

Khi tỉ số tiếp xúc của các bánh răng trụ răng thẳng nhỏ hoặc nếu chất lượng thuộc cấp thấp, K_V có thể được điều chỉnh lớn như trong phạm vi vận tốc cộng hưởng chính. Nếu xảy ra trường hợp này thì nên thay đổi các thông số thiết kế hoặc vận hành.

Các cộng hưởng ở N = 1/4, 1/5 ít gây ra trục trặc vì các biên độ rung liên hợp thường nhỏ.

Đối với các cặp bánh răng có độ cứng vững của các trục dẫn động và bị dẫn không bằng nhau, trong phạm vi N = 0,2 ... 0,5, tần số tiếp xúc của răng có thể kích thích các tần số riêng khi độ cứng vững xoắn c của trục cứng vững hơn liên quan đến đường tác dụng thuộc cùng một cấp độ lớn như độ cứng vững của răng, nghĩa là, nếu có cùng một cấp độ lớn c_γ. Khi xảy ra trường hợp này, các độ tăng (số gia) của tải trọng động có thể vượt quá các giá trị được tính toán theo công thức (21).

K_V = (NK) + 1 (21)

K = (C_V1B_p) + (C_V2B_f) + (C_V3B_k) (22)

Trong đó:

C_V1 và C_V2 là các giá trị cho phép đối với sai lệch bước vào sai lệch prôfin trong khi C_V3 là giá trị cho phép đối với thay đổi có chu kỳ của độ cứng vững ăn khớp.

Xem Bảng 3.

Trong trường hợp các bánh răng không có thay đổi prôfin răng theo quy định thì giá trị C_ay do chạy rà phải thay thế cho C_a trong công thức (14). Giá trị C_ay thu được từ Bảng 3.

...

5.6.4 Hệ số động lực học trong phạm vi cộng hưởng chính (N_S < N ≤ 1,15)

Các bánh răng nghiêng chất lượng cao có tỉ số tiếp xúc tổng cao có thể vận hành tốt trong phạm vi này. Các bánh răng trụ răng thẳng có cấp chính xác 5 hoặc cao hơn như đã quy định trong ISO 1328-1:1995 phải được thay đổi prôfin răng thích hợp như đã quy định trong ISO 6336-1:1996, 6.4.1 hạng mục b).

Tuân theo yêu cầu trên, hệ số này bằng:

K_V = (C_V1B_ρ) + (C_V2B_f) + (C_V4B_k) + 1 (23)

Về các thông số C, tham khảo Bảng 3.

5.6.5 Hệ số động lực học trong phạm vi quá mức tới hạn (N ≥ 1,5)

Các giá trị đỉnh của cộng hưởng có thể xảy ra tại N = 2, 3,... trong phạm vi này. Tuy nhiên, trong đa số các trường hợp các biên độ dao động đều nhỏ vì các lực kích thích có các tần số thấp hơn tần số ăn khớp răng thường là nhỏ.

Đối với một số bánh răng trong phạm vi vận tốc này cũng cần phải xem xét đến các tải trọng động do dao động ngang bánh răng và các bộ phận trục. Khi tần số tới hạn gần tới tần số quay và nếu tình huống này không thể tránh được thì cần phải được tính đến trong đánh giá K_V.

Tuân theo yêu cầu trên, hệ số này bằng:

...

Về các thông số C, tham khảo Bảng 3.

Bảng 3 - Các công thức cho tính toán các hệ số C_V1 đến C_v7 và C_ay

1 < ≤ 2

> 2

C_V1

0,32

...

C_V2

0,34

C_V3

...

C_V4

0,90

...

0,47

C_V6

0,47

1 < ≤ 1,5

...

> 2,5

C_v₇

0,75

0,125 sin [π(- 2)] + 0,875

1,0

CHÚ THÍCH: Khi vật liệu của bánh răng bé (1) khác với vật liệu của bánh răng lớn (2): C_ay1 và C_ay2 được tính toán tách biệt; sau đó C_ay= 0,5(C_ay1 + C_ay2).

...

Trong phạm vi này, hệ số động lực học được xác định bằng nội suy tuyến tính giữa K_V tại N = 1,15 như đã quy định trong 5.6.4 và K_V tại N = 1,5 như đã quy định trong 5.6.5.

(25)

5.7 Hệ số tải trọng bề mặt, KHβ

5.7.1 Quy định chung

Hệ số tải trọng bề mặt điều chỉnh các ứng suất của răng bánh răng để tính đến các ảnh hưởng của sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng răng.

Sử dụng các phương pháp C1 và C2 của ISO 6336-1:1996 với các thay đổi trong tiêu chuẩn này.

5.7.2 Hệ số tải trọng bề mặt, K_Hβ-C1

5.7.2.1 Quy định chung

Việc sử dụng phương pháp C1 thích hợp cho các bánh răng có các đặc điểm sau:

...

b) Đường kính bánh răng bé xấp xỉ bằng đường kính trục;

c) Bánh răng lớn và hộp cứng vững, trục bánh răng lớn cứng vững, các ổ trục cứng vững;

d) Một vết tiếp xúc trong điều kiện có tải kéo dài trên toàn bộ chiều rộng răng;

e) Không có các tải trọng bên ngoài bổ sung tác dụng trên trục bánh răng bé (ví dụ, từ các khớp nối trục);

f) Lượng dư vận hành y_β ≤ y_β lớn nhất như đã quy định trong 5.7.2.3. Có thể kiểm tra xác minh F_βx tính toán theo công thức:

(26)

Nên sử dụng các giá trị f_ma được xác minh bằng các phép kiểm như vết tiếp xúc của răng ở tư thế làm việc.

Về ứng dụng cho các bánh răng hành tinh, tham khảo Phụ lục B.

5.7.2.2 Độ không thẳng hàng của ăn khớp do các dung sai chế tạo, f_ma

...

f_ma=1,0f_Hβ (27)

b) Các cặp bánh răng có biện pháp điều chỉnh (mài rà hoặc chạy rà dưới tác dụng của tải trọng nhẹ, các ổ trục điều chỉnh được hoặc thay đổi thích hợp góc của đường xoắn vít) và các cặp bánh răng có độ vồng thích hợp:

f_ma= 0.5f_Hβ (28)

c) Các cặp bánh răng có cạnh vát đầu răng được thiết kế thích hợp

f_ma= 0,7f_Hβ (29)

Đối với một cặp các bánh răng, giá trị lớn hơn trong các giá trị f_β của cặp phải được thay vào các công thức (27) đến (29).

5.7.2.3 Lượng dư chạy rà, y_β, hệ số chạy rà,

Giá trị y_β là giá trị dùng để giảm độ không thẳng hàng tương đương ban đầu bằng chạy rà sau khi bắt đầu vận hành. Trong khi là hệ số đặc trưng cho độ không thẳng hàng tương đương sau chạy rà. Việc sử dụng trong các tính toán chỉ có hiệu lực với điều kiện là tỷ lệ với F_β_x

a) Đối với St, V:

...

Với y_β ≤ F_βx và ≥ 0

Khi v ≤ 5 m/s: không có sự hạn chế

Khi 5 m/s < v ≤ 10 m/s: Giới hạn trên của y_β là 25600/σ_H_li_m tương ứng với F_βx = 80 μm;

Khi v > 10 m/s: Giới hạn trên của y_β là 12800/σ_H_l_im tương ứng với F_βx = 40 μm;

σ_H_l_im được quy định trong TCVN 7578-5 (ISO 6336-5).

b) Đối với Eh, IF, NT (nitr.), NV (nitr.):

y_β = 0,15F_βx; = 0,85 (31)

Đối với tất cả các vận tốc, giới hạn trên là y_β = 6 μm, tương ứng với F_βx = 40 μm. Khi vật liệu của bánh răng bé khác với vật liệu của bánh răng lớn, y_β₁và đối với bánh răng bé, và y_β₂, đối với bánh răng lớn phải được xác định một cách riêng biệt.

Giá trị trung bình của các giá trị:

...

được sử dụng cho tính toán.

5.7.2.4 Xác định hệ số tải trọng bề mặt, K_Hβ_-_C₁

5.7.2.4.1. Bánh răng có đường xoắn vít không thay đổi

a) Bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng đơn4)

(33)

b) Bánh răng nghiêng chữ V⁴⁾ 5)

(34)

5.7.2.4.2 Bánh răng có đường xoắn vít thay đổi

a) Bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng đơn⁴⁾

...

(35)

- Với thay đổi hoàn toàn đường xoắn vít (có bù cho độ lệch xoắn và độ lệch uốn):

và K_Hβ ≥ 1,05 (36)

b) Bánh răng nghiêng chữ V⁴⁾⁵⁾

- Với thay đổi riêng phần đường xoắn vít7) (có bù cho độ lệch xoắn và độ lệch uốn):

và K_Hβ ≥ 1,05 (37)

Tính hiệu lực của các công thức (33) đến (37) phụ thuộc vào sự tuân thủ 5.7.2.1 a) đến f).

5.7.3 Hệ số tải trọng bề mặt, K_Hβ_-C₂

5.7.3.1 Quy định chung

...

Phải tính toán K_Hβ từ độ không thẳng hàng ăn khớp tổng sau chạy rà; F_βy gồm có hai thành phần sau:

- Sai số hệ thống được tính đến bởi f_sh (độ không thẳng hàng ăn khớp do độ võng của trục). Sai số này chủ yếu do độ võng của trục gây ra, nhưng về nguyên tắc có thể bao gồm tất cả các sai lệch cơ khí có thể được đánh giá chính xác cả về trị số và chiều.

- Sai số ngẫu nhiên được biểu thị bởi f_m_a (độ không thẳng hàng ăn khớp do dung sai chế tạo). Không thể đánh giá được chiều thực tế và trị số của độ không thẳng hàng do quá trình chế tạo; chỉ có phạm vi của sai số này được giới hạn bởi dung sai chế tạo (có liên quan tới cấp chính xác của bánh răng).

Ứng dụng của hiệu chỉnh đường xoắn vít và độ vồng:

- Hiệu chỉnh đường xoắn vít là sự thay đổi bước dùng để bù cho sai số hệ thống, và mặc dù về mặt lý thuyết có thể áp dụng sự hiệu chỉnh đường xoắn vít để làm cho độ lệch tính toán xứng hợp một cách chính xác với một tải trọng riêng và loại bỏ sự đóng góp của f_sh cho K_Hβ đối với tải trọng riêng biệt này, nhưng trong thực tế, các tải trọng thay đổi và các sai số trong đánh giá f_sh đã để lại ảnh hưởng bền vững đến K_Hβ cần được tính đến;

- Độ vồng là sự thay đổi bước gồm có sự trù tính để bảo vệ tốt nhất chống lại thành phần ngẫu nhiên của độ không thẳng hàng. Vì f_ma có thể có một chiều cho nên độ vồng cần đối xứng với điểm giữa của chiều rộng răng.

Nên có sự phân tích chính xác và toàn diện hơn phù hợp với ISO 6336-1 nếu thiết kế không tương xứng với các yêu cầu đã liệt kê trong Điều 4 hoặc bất cứ yêu cầu nào trong các yêu cầu sau có ảnh hưởng đáng kể đến độ không thẳng hàng:

- Các biến dạng đàn hồi không do các lực ăn khớp của bánh răng gây ra nhưng do các lực bên ngoài (ví dụ, đai truyền, xích, khớp nối trục);

- Các biến dạng đàn hồi của bánh răng lớn và trục bánh răng lớn;

...

- Các khe hở và độ lệch của ổ trục;

- Các bố trí khác so với các bố trí trên Hình 2;

- Bất cứ biến dạng nào trong chế tạo hoặc các biến dạng khác chỉ ra sự cần thiết phải có phân tích chi tiết hơn.

Theo phương pháp này, khi tính toán một giá trị K_Hβ lớn hơn 2,0 thì giá trị thực sẽ thường nhỏ hơn. Tuy nhiên, nếu giá trị tính toán của K_Hβ lớn hơn 1,5 thì nên xem xét thiết kế (ví dụ, độ cứng vững của trục tăng, thay đổi vị trí của ổ trục đã tăng, độ chính xác của đường xoắn vít được nâng cao).

5.7.3.2 Tính toán K_Hβ_-C2

Tải trọng riêng cho tính toán K_Hβ là (F_tK_AK_V)/b

Nếu (F_tK_AK_V)/b > 100 N/mm thì F_m/b = (F_tK_AK_V)/b

Nếu (F_tK_AK_V)/b < 100 N/mm thì F_m/b = 100 N/mm

áp dụng khi K_Hβ ≤ 2 (38)

...

Lưu ý rằng b là giá trị nhỏ hơn trong các chiều rộng răng của bánh răng bé và bánh răng lớn được đo tại vòng chia. Các cạnh vát hoặc góc lượn của các đầu mút răng được bỏ qua. (Đối với các bánh răng nghiêng chữ V, b = 2b_B).

5.7.3.3 Độ không thẳng hàng ăn khớp sau chạy rà, F_βy

F_βy = F_βx - y_β (39)

trong đó:

F_βx Là độ không thẳng hàng ăn khớp trước chạy rà (xem 5.7.4);

y_β Là lượng dư chạy rà (xem 5.7.2.3)

5.7.4 Độ không thẳng hàng ăn khớp trước chạy rà, F_βx

Độ không thẳng hàng ăn khớp trước chạy rà, F_βx là giá trị tuyệt đối của tổng số của các sai lệch chế tạo và các độ lệch của bánh răng bé và độ võng của trục được đo trong mặt phẳng tác dụng.

Đối với các cặp bánh răng không kiểm tra vị trí thuận lợi của vết tiếp xúc8)

...

Với B₁ và B₂ được lấy từ Bảng 4.

Đối với các cặp bánh răng có kiểm tra vị trí thuận lợi của vết tiếp xúc (ví dụ bằng điều chỉnh các ổ trục):

F_βx = |1,33B₁f_sh - f_Hβ5| (41)

Trong đó:

f_HB₅ Là sai lệch lớn nhất của độ dốc đường xoắn vít cho cấp chính xác 5 của ISO (xem ISO 1328-1:1995).

Bằng cách trừ đi f_Hβ5 sẽ tạo ra lượng dư để bù cho biến dạng đàn hồi và các sai lệch chế tạo.

Bảng 4 - Các hằng số cho sử dụng công thức (40)

Số

...

Hằng số công thức

Kiểu

Giá trị

B₁

B₂

Không

...

Chỉ có độ vồng ở bụng

C_β = 0,5 f_ma^a

0,5

Chỉ có độ vồng ở giữa

C_β = 0,5(f_ma +f_sh)^a

0,5

...

4^b

Chỉ hiệu chỉnh đường xoắn vít

Dạng hiệu chỉnh được tính toán để phù hợp với mômen xoắn phân tích

0,1^c

1,0

Hiệu chỉnh đường xoắn vít cộng với độ vồng giữa

Trường hợp 2 cộng với trường hợp 4

0,1^c

...

Cạnh vát đầu mút răng

Giá trị thích hợp C_I(II) xem Phụ lục D

0,7

^a Về độ vồng thích hợp, C_β, xem Phụ lục D.

^b Phần lớn được áp dụng cho các ứng dụng có các điều kiện tải trọng không đổi.

^c Có hiệu lực cho quy trình chế tạo tốt nhất, nếu không, các giá trị cao hơn là thích hợp.

...

Đối với các cặp bánh răng không có hiệu chỉnh đường xoắn vít hoặc độ vồng, giá trị nhỏ nhất của K_Hβ là 1,25; đối với các cặp bánh răng có hiệu chỉnh đường xoắn vít một cách thích hợp và độ vồng, giá trị nhỏ nhất của K_Hβ là 1,10. Phải kiểm tra vị trí thuận lợi của vết tiếp xúc.

Hình

Vị trí của vết tiếp xúc

Xác định F_βx

Vết tiếp xúc nằm về phía giữa khoảng cách các ổ trục

F_βx phù hợp với công thức (41) (bù)

...

Vết tiếp xúc nằm cách xa điểm giữa khoảng cách các ổ trục

F_βx phù hợp với công thức (40) (tăng thêm)

Vết tiếp xúc nằm về phía giữa khoảng cách các ổ trục

F_βx phù hợp với công thức (40) (tăng thêm)

F_βx phù hợp với công thức (41)

(bù)

...

Vết tiếp xúc nằm cách xa điểm giữa khoảng cách các ổ trục

F_βx phù hợp với công thức (41)

- 0,3 (tăng thêm)

F_βx phù hợp với công thức (41)

- 0,3 (bù)

Vết tiếp xúc nằm về phía khoảng cách các ổ trục

...

Vết tiếp xúc nằm cách xa khoảng cách các ổ trục

F_βx phù hợp với công thức (41) (bù)

CHÚ THÍCH: Các hình a) tới d) chỉ ra các bố trí lắp ráp phổ biến nhất với bánh răng bé ở giữa các ổ trục. Các Hình e) tới f) chỉ ra bánh răng bé được lắp công xôn.

T* Đầu mút có mômen xoắn vào hoặc ra, không phụ thuộc vào chiều quay.

B* B* = 1 đối với các bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng đơn; B* = 1,5 đối với các bánh răng nghiêng chữ V, cường độ tải trọng tối đa (đỉnh) xảy ra trên đường xoắn vít gần với đầu mút chịu tác động của mômen xoắn.

Hình 1 - Các quy tắc để xác định F_βx đối với vị trí vết tiếp xúc

...

Hệ số K’

Hình

Bố trí

Có

Không

Tăng cứng vững^a

0,48

0,8

...

-0,48

-0,8

với s/l < 0,3

1,33

...

-0,36

-0,6

với s/l < 0,3

-0,6

-1,0

...

^a Khi d₁/d_sh ≥ 1,5, độ cứng vững được giả thiết là tăng lên; khi d₁/d_sh < 1,15, độ cứng vững không tăng, không có bất cứ sự tăng cứng vững nào khi một bánh răng bé trượt trên một trục và then dẫn hướng hoặc phụ tùng tương tự hoặc khi có lắp ép nóng thông thường.

T* Đầu mút có mômen xoắn vào hoặc ra, không phụ thuộc vào chiều quay.

Đường gạch chỉ ra đường xoắn vít bị biến dạng của một bánh răng nghiêng chữ V.

Xác định f_sh từ đường kính ở các khe hở của truyền động bánh răng nghiêng chữ V được lắp ở điểm giữa khoảng cách các ổ trục.

Hình 2 - Hằng số K' để thay vào các công thức (42) và (43) cho tính toán f_s_h

5.7.4.2 Độ không thẳng hàng tương đương, f_s_h

Đối với bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng đơn:

(42)

...

(43)

Trong đó:

b = 2b_B;

b_B là chiều rộng của một đường xoắn vít.

Trong các công thức (42) và (43), K', s và I tuân theo Hình 2.

Trong Hình 2, các bánh răng bé được chỉ ra bằng đường gạch chỉ thị các đường xoắn vít của các bánh răng nghiêng chữ V có giá trị f_sh nhỏ hơn và lắp ép nóng thông thường (đối với một lắp ép nóng thông thường, ảnh hưởng của gối đỡ được bỏ qua). Đường kính chân răng phải lớn hơn một chút so với đường kính trục.

5.7.4.3 Độ không thẳng hàng do độ không chính xác trong chế tạo, f_ma

Độ không thẳng hàng do các độ không chính xác chế tạo f_ma bằng dung sai của đường xoắn vít f_Hβ:

f_ma = f_Hβ (44)

...

CHÚ THÍCH: Về mặt lý thuyết, các dung sai chế tạo của bánh răng bé, bánh răng lớn và độ thẳng hàng của trục có thể dẫn đến trường hợp xấu nhất cho nên cần kiểm tra sự phân bố thích hợp của tải trọng, ví dụ, bằng kiểm tra vết tiếp xúc.

5.8 Hệ số tải trọng bề mặt, KFβ

(45)

a) Nếu b/h ≥ 3 thì

(46)

b) Nếu b/h < 3 thì

N_F = 0,6923 (47)

Trong đó

b Là giá trị nhỏ hơn của chiều rộng răng của bánh răng bé và bánh răng lớn đo được ở các vòng chia. Các cạnh vát hoặc góc lượn của các đầu mút răng được bỏ qua. Đối với các bánh răng nghiêng chữ V, chiều rộng của một đường xoắn vít b_B phải được thay thế.

...

5.9 Hệ số tải trọng ngang, KHα, KFα

5.9.1 Quy định chung

Các hệ số tải trọng ngang tính đến ảnh hưởng của sự phân bố tải trọng ngang không đều giữa một vài cặp răng bánh răng tiếp xúc đồng thời như sau: K_Hα đối với ứng suất bề mặt, và K_F_α đối với ứng suất ở chân răng. Cần áp dụng phương pháp B của ISO 6336-1:1996.

5.9.2 Xác định các hệ số tải trọng ngang

Các công thức (48) và (49) dựa trên giả thiết rằng các sai lệch bước cơ sở thích hợp cho độ chính xác của bánh răng đã quy định được phân bố xung quanh chu vi của bánh răng bé và bánh răng lớn vì phù hợp với quy trình kỹ thuật chế tạo bình thường. Không áp dụng các công thức này khi các răng bánh răng được thay đổi có chủ định.

Trong các công thức sau sử dụng c_γ từ Phụ lục A và y_α từ 5.9.4.

- Đối với các bánh răng có tỉ số tiếp xúc tổng ≤ 2:

(48)

- Đối với các bánh răng có tỉ số tiếp xúc tổng > 2:

...

Trong các công thức (48) và (49), sử dụng giá trị lớn hơn của (f_pb - y_α₁) và (f_pb - y_α₂).

5.9.3 Điều kiện giới hạn cho K_Hα và K_F_α

Khi, phù hợp với các công thức (48) và (49), và

Khi K_Hα = K_F_α > , thì đối với K_Hα và K_F_α thay thế , (50)

Và khi K_Hα < 1,0 và tương ứng với K_F_α <1,0 thì thay thế K_Hα và K_F_α bằng giá trị giới hạn 1,0.

Nên lựa chọn độ chính xác của các bánh răng nghiêng sao cho K_Hα và K_F_α không lớn hơn. Hệ quả là có thể cần thiết phải giới hạn các dung sai sai lệch bước cơ sở của các bánh răng có cấp chất lượng thấp.

5.9.4 Lượng dư chạy rà, y_α

a) Đối với St, V:

(51)

...

- Nếu 5 m/s < v < 10 m/s, giới hạn trên của y_α = 12800/σ_H_li_m tương ứng với f_pb < 80 μm;

- Nếu v > 10 m/s, giới hạn trên của y_α = 6400/σ_H_li_m, tương ứng với f_pb < 40 μm.

b) Đối với Eh, IF, NT (nitr.) et NV (nitr.):

y_α = 0.075f_pb (52)

Đối với tất cả các vận tốc có sự hạn chế giới hạn trên của y_β = 3 μm, tương ứng với f_p_b = 40 μm.

6 Tính toán độ bền lâu bề mặt (tróc rỗ)

6.1 Công thức cơ bản

6.1.1 Quy định chung

Tính toán độ bền lâu của bề mặt dựa trên ứng suất tiếp xúc σ_H tại điểm ăn khớp hoặc tại điểm bên trong (thấp nhất) của tiếp xúc một cặp răng. Phải sử dụng giá trị lớn hơn trong hai giá trị thu được để xác định khả năng của độ bền lâu bề mặt. Ứng suất tiếp xúc σ_H và ứng suất tiếp xúc cho phép σ_H_P phải được tính toán tách biệt cho bánh răng lớn và bánh răng bé; σ_H phải ≤ σ_H_p.

...

Ứng suất tiếp xúc σ_H cho bánh răng bé được tính toán như sau:

(53)

Với

(sử dụng dấu âm cho các bánh răng ăn khớp trong) (54)

Trong đó:

σ_H₀ Là ứng suất tiếp xúc danh nghĩa tại điểm ăn khớp; đây là ứng suất được tạo ra trong ăn khớp răng không có vết nứt (không có sai số) bởi tác dụng của mômen tĩnh danh nghĩa;

b Là chiều rộng răng (đối với bánh răng nghiêng chữ V, b = 2b_B) và giá trị b của các bánh răng đối tiếp là giá trị nhỏ hơn của các chiều rộng răng tại các vòng chia của bánh răng bé và bánh răng lớn, khi bỏ qua bất cứ cạnh vát ngang hoặc góc lượn đầu mút răng có chủ định nào, không bao gồm các phần không được tôi của các prôfin răng bánh răng được tôi bề mặt hoặc các vùng chuyển tiếp;

Z_B Là hệ số tiếp xúc của một cặp răng cho bánh răng bé (xem 6.2).

6.1.3 Xác định ứng suất tiếp xúc, σ_H cho bánh răng lớn

...

(55)

Trong đó:

Z_D Là hệ số tiếp xúc của một cặp răng đối với bánh răng lớn (xem 6.2).

Tải trọng tiếp tuyến tổng trong trường hợp các truyền động bánh răng có nhiều đường truyền, các hệ thống bánh răng hành tinh hoặc các truyền động bánh răng ghép không được phân bố hoàn toàn đều trên các cặp bánh răng riêng (phụ thuộc vào thiết kế, vận tốc tiếp tuyến và độ chính xác chế tạo). Đặc điểm này phải được tính đến bằng cách thay thế K_γK_A cho K_A trong công thức (53) và công thức (55) để điều chỉnh tải trọng tiếp tuyến trung bình cho mỗi ăn khớp răng khi cần thiết, xem Điều 5.

6.1.4 Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép, σ_H_P đối với tuổi thọ dài

Trong tiêu chuẩn này sử dụng phương pháp B của TCVN 7578-2:2006 (ISO 6336-2:1996).

(56)

Phải thu được ứng suất tiếp xúc cho phép (tuổi thọ dài) từ công thức (56) với các hệ số ảnh hưởng σ_Hlim, S_Hmin, Z_L, Z_V, Z_R, Z_W và Z_X được tính toán theo tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, theo TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), các giá trị của σ_Hlim có hiệu lực đối với số chu kỳ tải trọng N_L = 5 × 10⁷ (đối với St, V, Eh) hoặc số chu kỳ tải trọng 2 × 10⁶ (đối với IF, NT (nitr.), NV (nitr.), NV (nitrocar.)]. Số chu kỳ tải trọng này có thể bị vượt quá trong tuổi thọ của một bánh răng trong ngành hàng hải. Nếu không xảy ra trường hợp này, cần tham khảo TCVN 7578-2 (ISO 6336-2) về phạm vi tuổi thọ giới hạn. Hơn nữa, các giá trị của σ_HPref thu được từ công thức (56) có thể thay thế cho σ_HP, các điều kiện tối ưu đã cho, vật liệu, bôi trơn, chế tạo và kinh nghiệm; theo cách khác, các giá trị của σ_HP thu được đối với chất lượng vật liệu MQ theo TCVN 7578-5 (ISO 6336-5) khi sử dụng công thức (57):

Đối với St, V, Eh:

...

Đối với IF, NT (nitr.), NV (nitr.), NV (nitrocar):

6.1.5 Hệ số an toàn đối với độ bền lâu bề mặt, S_H

Phải tính toán S_H riêng biệt cho bánh răng bé và bánh răng lớn:

(58)

Với σ_HG đối với độ bền lâu tuân theo công thức (57): σ_H phải phù hợp với công thức (53) cho bánh răng bé, và phù hợp với công thức (55) cho bánh răng lớn (xem 6.1.1).

CHÚ THÍCH: Đây là hệ số an toàn tính toán về mặt ứng suất tiếp xúc (áp suất Hertz). Hệ số tương ứng có liên quan đến khả năng chịu mômen xoắn bằng bình phương của S_H.

Về hệ số an toàn nhỏ nhất đối với độ bền lâu bề mặt, S_{H min}_, và xác suất hư hỏng, xem 4.1.3 của ISO 6336-1:1996.

6.2 Các hệ số tiếp xúc của một cặp răng, Z_B, Z_D

...

a) Bánh răng ăn khớp trong

Z_D luôn luôn được lấy bằng đơn vị

b) Bánh răng trụ răng thẳng

Xác định M₁ [thương số của ρ_r_el
C tại điểm ăn khớp và ρ_r_{el B} tại giới hạn bên trong (điểm thấp nhất) của tiếp xúc một cặp răng của bánh răng bé] và M₂ (thương số của ρ_r_{el C} và ρ_r_{el D} của bánh răng lớn) như sau:

(59)

(60)

Về tính toán tỉ số tiếp xúc prôfin răng , xem 6.5.2).

Nếu M₁ > 1 thì Z_B = M_1; nếu M₁ ≤ 1 thì Z_B = 1,0.

Nếu M₂ > 1 thì Z_D = M₂; nếu M2 ≤ 1 thì Z_D = 1,0.

...

Z_B = Z_D = 1

d) Bánh răng nghiêng có < 1

Z_B và Z_D được xác định bằng nội suy tuyến tính giữa các giá trị cho truyền động bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng với ≥ 1:

Z_B = M₁- (M₁- 1); Z_B ≥1

Z_D = M₂- (M₂- 1); Z_D ≥1 (61)

Nếu Z_B hoặc Z_D được đặt là đơn vị, các ứng suất tiếp xúc tính toán theo các công thức (53) hoặc (55) là các giá trị cho ứng suất tiếp xúc tại mặt trụ lăn.

Các công thức trong 6.2 áp dụng cho tính toán ứng suất tiếp xúc khi điểm ăn khớp nằm trên đường tiếp xúc. Nếu điểm ăn khớp là yếu tố quyết định và nằm ngoài đường tiếp xúc thì Z_B và/hoặc Z_D hoặc cả hai phải được xác định đối với tiếp xúc tại vòng đỉnh liền kề. Đối với các bánh răng nghiêng khi nhỏ hơn 1,0, phải xác định Z_B và Z_D bằng nội suy tuyến tính giữa các giá trị (được xác định tại điểm ăn khớp hoặc tại vòng đỉnh liền kề khi thích hợp) cho các bánh răng trụ răng thẳng và các bánh răng trụ răng nghiêng có ≥ 1.

6.3 Hệ số vùng, Z_H

Hệ số vùng Z_H giải thích cho sự ảnh hưởng đến áp suất Heztz của độ cong prôfin rằng tại điểm ăn khớp và sự biến đổi lực tiếp tuyến tại mặt trụ tham chiếu thành lực pháp tuyến tại mặt trụ lăn

...

6.4 Hệ số đàn hồi, Z_E

Hệ số đàn hồi Z_E tính đến các ảnh hưởng của đặc tính vật liệu E (môđun đàn hồi) và v (hệ số Poisson) đến ứng suất tiếp xúc. Vì tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho các bánh răng bằng thép cho nên Z_E là cố định

Z_H = 189,8 (63)

6.5 Hệ số của tỉ số tiếp xúc Z_ϵ

6.5.1 Quy định chung

Hệ số của tỉ số tiếp xúc tính đến ảnh hưởng của tiếp xúc ngang và tỉ số trùng khớp đến khả năng tải bề mặt của các bánh răng trụ.

a) Bánh răng trụ răng thẳng

(64)

Giá trị bảo toàn = 1,0 có thể lựa chọn được cho các bánh răng trụ răng thẳng có tỉ số tiếp xúc nhỏ hơn 2,0.

...

Nếu < 1, thì

(65)

Nếu > 1, thì:

(66)

6.5.2 Tỉ số tiếp xúc ngang,

= g_α/p_bt (67)

Với chiều dài đường tiếp xúc

(68)

Và bước cơ sở ngang:

...

Dấu dương được dùng cho các bánh răng ăn khớp ngoài, dấu âm cho các bánh răng ăn khớp trong.

Công thức (69) chỉ có hiệu lực nếu đường tiếp xúc được giới hạn có hiệu lực bằng vòng đỉnh răng của bánh răng bé động và bánh răng lớn và không có hiệu lực, ví dụ như, đối với các prôfin răng có cắt chân răng.

6.5.3 Tỉ số trùng khớp (dọc),

(70)

Về định nghĩa cho chiều rộng răng, xem 6.1.2.

6.6 Hệ số góc của đường xoắn vít, Z_β

Hệ số góc của đường xoắn vít, Z_β tính đến ảnh hưởng đến ứng suất bề mặt của góc đường xoắn vít.

(71)

6.7 Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), σ_H_l_im

...

Về các yêu cầu liên quan đến vật liệu và nhiệt luyện cho các chất lượng ML, MQ, ME và MX, cũng xem TCVN 7578-5 (ISO 6336-5). Phải lựa chọn chất lượng vật liệu MQ cho các bánh răng trong ngành hàng hải, trừ khi có thỏa thuận khác.

6.8 Ảnh hưởng đến sự tạo thành màng bôi trơn, Z_L, Z_V và Z_R

6.8.1 Quy định chung

Như đã mô tả trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), Z_L giải thích ảnh hưởng của độ nhớt danh nghĩa của chất bôi trơn, Z_V, ảnh hưởng của các vận tốc mặt bên răng và Z_R giải thích ảnh hưởng của nhám bề mặt đến sự tạo thành màng chất bôi trơn trong vùng tiếp xúc. Phương pháp B của TCVN 7578-2:2006 (ISO 6336-2:1996) được sử dụng trong tiêu chuẩn này.

Phải xác định các hệ số cho vật liệu mềm hơn khi độ cứng của các bánh răng ăn khớp khác nhau.

6.8.2 Hệ số bôi trơn, Z_L

Có thể tính toán Z_L theo các công thức (72) đến (75):

(72)

a) Nếu σ_H_l_im < 850 N/mm², thì

...

b) Nếu 850 N/mm² ≤ σ_H_l_im ≤ 1200 N/mm², thì

(74)

c) nếu σ_H_l_im > 1200 N/mm², thì

C_ZL = 0,91 (75)

Theo cách khác, có thể tính toán Z_L từ công thức (76):

Z_L= C_ZL + 4(1,0 - C_ZL)ν_f (76)

Trong đó

ν_f = 1/(1,2 + 80ν₅₀)²

Khi sử dụng các thông số độ nhớt từ Bảng 5.

...

Cấp độ nhớt ISO

VG 32^a

VG 46^a

VG 68^a

VG 100

VG 150

VG 220

VG 320

Độ nhớt danh nghĩa

...

100

150

220

320

ν₄₀

mm²/s

ν₅₀

...

125

180

Thông số độ nhớt

0,040

...

0,107

0,158

0,227

0,295

0,370

ν_f

...

^a Chỉ đối với truyền động có vận tốc cao.

...

Có thể tính toán Z_V theo các công thức (77) và (78):

(77)

Trong đó

C_Zv = C_ZL + 0,02 (78)

Về các giá trị của C_ZL, xem các công thức (73) đến (75)

Theo cách khác, có thể tính toán Z_V theo công thức (79):

Z_V = C_ZV + 2(1,0 - C_ZV)v_P (79)

Trong đó thông số vận tốc v_P = 1/(0,8 + 32/v)^0,5

6.8.4 Hệ số nhám bề mặt, Z_R

...

Có thể tính toán Z_R theo các công thức sau:

(80)

Trong đó:

(81)

6.8.4.2 Giá trị độ nhám

(82)

Rz_1,2 được đo trên một vài prôfin răng. Phải xác định độ nhám trung bình R_Z1 (cho prôfin bánh răng bé) và độ nhám trung bình R_Z2 (cho prôfin bánh răng lớn) đối với trạng thái bề mặt sau chế tạo của chúng, bao gồm cả bất cứ sự xử lý chạy rà nào được đặt kế hoạch cho quá trình chế tạo, đưa vào vận hành hoặc trong vận hành, khi để bảo đảm an toàn, quá trình chạy rà sẽ phải xảy ra. Nếu độ nhám đã công bố là một giá trị R_a (= giá trị CLA; = giá trị AA), có thể sử dụng phép tính gần đúng sau để chuyển đổi.

R_a = CLA = AA = (83)

(84)

...

Trong đó:

ρ_1,2= 0,5d_b1,2tgα_t (86)

(Cũng áp dụng được cho các bánh răng ăn khớp trong, d_b, sau đó lấy dấu âm).

6.8.4.3 Chỉ số phụ thuộc vật liệu, C_ZR

a) Nếu σ_H_l_im < 850 N/mm², thì

C_ZR = 0,15 (87)

b) Nếu 850 N/mm² ≤ σ_H_l_im ≤ 1200 N/mm², thì

C_ZR = 0,32 - 0,0002σ_H_l_im (88)

c) Nếu σ_H_l_im > 1200 N/mm², thì

...

6.9 Hệ số biến cứng khi gia công, Z_W

Như đã mô tả trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), hệ số biến cứng khi gia công, Z_w tính đến độ bền lâu bề mặt tăng lên do ăn khớp của một bánh răng lớn bằng thép (thép kết cấu, thép được tôi thể tích) với một bánh răng bé cứng hơn một cách đáng kể (≈ 200HV hoặc lớn hơn) so với bánh răng lớn và có các mặt bên răng nhẵn bóng (R_Z < 6 μm, nếu không, các ảnh hưởng của mài mòn không được bao gồm trong tiêu chuẩn này). Áp dụng phương pháp B của TCVN 7578-2:2006 (ISO 6336-2:1996) như sau:

Nếu HB < 130 thì

Z_W=1,2 (90)

Nếu 130 ≤ HB ≤ 470, thì

(91)

Nếu HB > 470 thì

Z_W= 1,0 (92)

Trong đó HB là độ cứng Brinell của các sườn răng của bánh răng mềm hơn của cặp bánh răng.

...

Z_X có tính đến số liệu thống kê đã chỉ ra rằng các mức ứng suất tại đó hư hỏng do mỏi sinh ra sẽ giảm đi cùng với việc tăng cỡ kích thước của bộ phận (số lượng lớn hơn của các điểm yếu trong kết cấu), là hậu quả của ảnh hưởng đến các khuyết tật bên dưới bề mặt có các giađien ứng suất nhỏ hơn đã xảy ra (phân tích ứng suất lý thuyết) và ảnh hưởng của cỡ kích thước đến chất lượng vật liệu (ảnh hưởng đến quá trình rèn, các thay đổi trong cấu trúc, v.v...). Các thông số ảnh hưởng quan trọng là:

a) Chất lượng vật liệu (sự nạp liệu vào lò, độ sạch, rèn);

b) Nhiệt luyện, chiều sâu biến cứng, sự phân bố của lớp biến cứng;

c) Bán kính cong của mặt bên răng;

d) Môđun: trong trường hợp tôi bề mặt, chiều sâu của lớp biến cứng so với cỡ kích thước của răng ảnh hưởng đỡ của lõi).

Đối với các bánh răng được tôi thể tích và đối với các bánh răng được tôi bề mặt với chiều sâu của lớp tôi bề mặt thích hợp so với cỡ kích thước của răng và các bán kính cong tương đối, hệ số cỡ kích thước Z_X được lấy bằng 1,0.

7 Tính toán độ bền uốn của răng

7.1 Công thức cơ bản

7.1.1 Quy định chung

...

Phải tính toán tách biệt ứng suất uốn thực ở chân răng σ_F và ứng suất uốn cho phép σ_F_P cho bánh răng bé và bánh răng lớn; σ_F phải nhỏ hơn σ_F_P.

7.1.2 Xác định ứng suất uốn ở chân răng, σ_F

Tiêu chuẩn này sử dụng phương pháp B của TCVN 7578-3:2006 (ISO 6336-3:1996).

Tính toán ứng suất uốn ở chân răng như sau:

σ_F = σ_F₀K_AK_VK_FβK_Fα ≤ σ_F_P (93)

Với

(94)

Trong trường hợp các truyền động bánh răng có nhiều đường truyền, các hệ thống bánh răng hành tinh hoặc các truyền động bánh răng của đường truyền ghép, tải trọng tiếp tuyến tổng không hoàn toàn phân bố đều trên các ăn khớp răng riêng (phụ thuộc vào thiết kế, vận tốc tiếp tuyến và độ chính xác chế tạo). Đặc điểm này phải được tính đến bằng cách thay kế K_γK_A cho K_A trong công thức (93) để điều chỉnh tải trọng tiếp tuyến trung bình cho mỗi ăn khớp răng khi cần thiết (xem Điều 5).

Khi chiều rộng răng b (đối với bánh răng nghiêng chữ V, b = 2b_B) lớn hơn chiều rộng răng của bánh răng đối tiếp, độ bền uốn của các răng phải dựa trên chiều rộng răng nhỏ hơn cộng với một chiều dài không vượt quá một môđun của bất cứ phần kéo dài nào tại mỗi đầu mút. Tuy nhiên, nếu biết trước rằng, do có độ vồng hoặc cạnh vát ở đầu mút răng, sự tiếp xúc không kéo dài tới đầu mút của mặt răng thì phải sử dụng chiều rộng răng nhỏ hơn, cho cả bánh răng bé và bánh răng lớn. Chiều rộng răng b là chiều rộng răng tại mặt trụ chân răng của bánh răng.

...

(95)

Theo TCVN 7578-3 (ISO 6336-3), các giá trị σ_Flim và σ_FE có hiệu lực đối với số chu kỳ tải trọng N_L = 3 × 10⁶. Số chu kỳ tải trọng này có thể bị vượt quá trong tuổi thọ của bánh răng trong ngành hàng hải. Nếu không xảy ra trường hợp này, cần tham khảo TCVN 7578-3 (ISO 6336-3) đối với phạm vi tuổi thọ giới hạn. Hơn nữa, các giá trị σ_HPrel thu được từ công thức (95) có thể được thay thế cho σ_FP, các điều kiện tối ưu đã cho, vật liệu, chế tạo và kinh nghiệm; theo cách khác giá trị của σ_FP thu được từ công thức (96).

(96)

7.1.4 Hệ số an toàn cho độ bền uốn, S_F

Phải tính toán hệ số S_F theo công thức sau:

(97)

S_F được tính toán tách biệt cho bánh răng bé và bánh răng lớn, với σ_FG được tính toán phù hợp với công thức (95) hoặc (96) khi thích hợp, và σ_F thu được từ công thức (93).

Thông tin thêm về hệ số an toàn và xác suất hư hỏng được cho trong ISO 6336-1:1996, 1.3.

7.2 Hệ số dạng răng, Y_F

...

Y_F là hệ số dạng răng tính đến ảnh hưởng của dạng răng đến ứng suất uốn danh nghĩa. Y_F có liên quan đến tác dụng của tải trọng ở giới hạn ngoài cùng của tiếp xúc một cặp răng (phương pháp B của TCVN 7578-3:2006 (ISO 6336-3:1996)).

Các giá trị của Y_F được xác định cho các bánh răng trụ răng thẳng và các bánh răng trụ răng thẳng quy đổi của các bánh răng nghiêng. Các bánh răng trụ răng thẳng quy đổi có số răng quy đổi z_n về tính toán z_n và các thông số khác của bánh răng quy đổi, xem 7.2.4.

Phải xác định Y_F tách biệt cho bánh răng bé và bánh răng lớn từ công thức sau (xem Hình 3).

(98)

^a Vòng cơ sở

Hình 3 - Xác định các kích thước của dây cung chân răng tại tiết diện tới hạn

Các công thức đã cho ở đây áp dụng cho tất cả các prôfin gốc của thanh răng có và không có cắt chân răng, nhưng với các hạn chế sau:

a) Điểm tiếp xúc của tiếp tuyến 30° nằm trên góc lượn chân răng;

...

c) Các răng được tạo ra khi sử dụng các dụng cụ cắt như dao phay lăn răng hoặc dao bào răng có răng dạng thanh răng.

a) Có cắt chân răng

b) Không cắt chân răng

Hình 4 - Các kích thước và prôfin gốc của răng (prôfin cho gia công tinh)

7.2.2 Các thông số yêu cầu cho xác định Y_F

Trước tiên, xác định các giá trị phụ E, G và H:

...

Trong đó:

s_p_r = pr - q (xem Hình 4):

s_p_r = 0 khi các bánh răng không có cắt chân răng (xem Hình 4)

(100)

(101)

Tiếp sau, sử dụng G và H cùng với θ = π/6 là giá trị cần tìm (trên vế bên phải) của công thức (102).

(102)

Sử dụng giá trị đã tính mới θ và lại áp dụng công thức (102). Tiếp tục sử dụng công thức (102) cho tới khi không có thay đổi đáng kể trong các giá trị liên tiếp của θ. Thông thường, hàm số hội tụ sau hai hoặc ba phép tính lặp của công thức (102). Sử dụng giá trị cuối cùng này của θ trong các công thức (103), (104) và (105).

Dây cung pháp tuyến ở chân răng, s_Fn:

...

Bán kính góc lượn chân răng, ρ_F:

(104)

Cánh tay đòn của mô men uốn, h_Fe:

(105)

(106)

(107)

(108)

7.2.3 Bánh răng ăn khớp trong

Giả thiết rằng giá trị của hệ số dạng răng của một thanh răng đặc biệt có thể được thay thế như một giá trị thích hợp của hệ số dạng răng của một bánh răng ăn khớp trong. Prôfin của thanh răng này nên là một phiên bản của prôfin gốc của thanh răng được thay đổi sao cho có thể tạo ra prôfin chuẩn, bao gồm cả vòng đỉnh răng và vòng chân răng, của một bánh răng đối tiếp chính xác của bánh răng ăn khớp trong. Góc của chiều tải trọng là α_n (xem Hình 5).

...

Hình 5 - Các thông số dùng để xác định hệ số dạng răng, Y_F, của một bánh răng ăn khớp trong

Các giá trị được sử dụng trong công thức (98) được xác định như sau:

Dây cung pháp tuyến ở chân răng, s_Fn₂:

(109)

Trong đó

Là bán kính của răng (xem dưới đây)

Cánh tay đòn của mômen uốn, h_Fe2:

(110)

Trong đó

...

d_en2 Là giá trị thu được từ công thức (121) có bổ sung chỉ số dưới dòng 2;

d_fn2 Là giá trị thu được theo cùng một cách như d_an [công thức (121), lưu ý rằng d_fn2 - d_f2 = d_n₂ - d₂].

Để thu được h_f_P2 từ công thức (111), tham khảo công thức (113) và thông tin có liên quan đối với ρ_fP₂

(111)

Bán kính góc lượn chân răng ρ_F₂, bán kính của răng ρ_fP₂:

Phải sử dụng bán kính góc lượn chân răng ρ_F₂ khi đã biết. Nếu không:

(112)

(d_Nf2 biểu thị đường kính của một vòng tròn ở gần chân răng chứa các giới hạn của các prôfin răng hiệu dụng của một bánh răng ăn khớp trong).

Nếu không có đủ các dữ liệu, có thể sử dụng phép tính gần đúng sau:

...

Bảo đảm sử dụng dấu một cách chính xác; xem chú thích cuối trang trong Bảng 1.

7.2.4 Các thông số của bánh răng quy đổi

(114)

(115)

Phép tính gần đúng

(116)

(117)

(118)

p_bn = πm_ncosα_n(119)

...

d_an=d_n + d_a - d (121)

(122)

Giá trị của z là dương đối với bánh răng ăn khớp ngoài và là âm đối với bánh răng ăn khớp trong (xem Điều 3, chú thích cuối trang 2).

7.3 Hệ số hiệu chỉnh ứng suất, Y_S

Hệ số hiệu chỉnh ứng suất Y_S được sử dụng để chuyển đổi ứng suất uốn danh nghĩa thành ứng suất cục bộ ở chân răng. Phải xác định riêng biệt Y_S cho bánh răng bé và bánh răng lớn. Y_S có hiệu lực trong phạm vi 1 ≤ q_s < 8.

Y_S= (1,2 +0,13L) (123)

Trong đó

(124)

(125)

...

h_Fe Từ công thức (108) đối với các bánh răng ăn khớp ngoài, công thức (110) đối với các bánh răng ăn khớp trong;

ρ_F Từ công thức (104) đối với các bánh răng ăn khớp ngoài, công thức (113) đối với các bánh răng ăn khớp trong.

7.4 Hệ số góc của đường xoắn vít, Y_β

Ứng suất ở chân răng của một bánh răng trụ răng thẳng quy đổi đã tính toán như một giá trị ban đầu, được chuyển đổi bằng hệ số đường xoắn vít Y_β thành giá trị của bánh răng nghiêng tương ứng. Bằng phương pháp này, đã tính đến hướng nghiêng của các đường tiếp xúc trong ăn khớp (ứng suất nhỏ hơn ở chân răng).

Nếu > 1 và β ≤ 30°, thì

(126)

Nếu > 1 và β > 30°, thì

Y_β = 0,75 (127)

Nếu ≤ 1 và β ≤ 30°, thì

...

Nếu ≤ 1 và β > 30°, thì

(129)

7.5 Độ bền tham chiếu của chân răng, σ_FE

TCVN 7578-5 (ISO 6336-5) cung cấp thông tin về các giá trị của σ_Fl_im và σ_FE cho các vật liệu bánh răng được sử dụng phổ biến. Tiêu chuẩn đó cũng bao gồm các yêu cầu cho quá trình nhiệt luyện và chất lượng vật liệu cho các cấp chất lượng ML, MQ và ME.

Phải sử dụng cấp chất lượng MQ cho các bánh răng trong ngành hàng hải, trừ khi có quy định khác.

7.6 Hệ số độ nhạy tương đối của rãnh, Y_δre_IT

Y_δre_IT chỉ thị gần đúng dung sai ứng suất dư của vật liệu trong vùng góc lượn chân răng. Tiêu chuẩn này sử dụng phương pháp B của TCVN 7578-3:2006 (ISO 6336-3:1996).

(130)

Trong đó:

...

Là giá trị cho bánh răng kiểm tham chiếu tiêu chuẩn: = 1,2;

Là gradient ứng suất tương đối được tính toán theo công thức sau 9)

χ^*=0,2(1+2q_s) (131)

Trong đó:

q_s Là thông số của rãnh thu được từ công thức (125).

Bảng 6 - Các giá trị của chiều dày lớp trượt ρ'

Vật liệu^a

ρ' mm

NT (nitr.), NV (nitr.), NV (nitrocar.)

...

Giới hạn chảy σ_s = 500 N/mm²

0,0281

Giới hạn chảy σ_s = 600 N/mm²

0,0194

Giới hạn tỷ lệ σ_0,2 = 800 N/mm²

0,0064

Giởi hạn tỷ lệ σ_0,2 = 1000 N/mm²

...

Eh, IF

0,0030

^a Về giải thích các chữ viết tắt đã sử dụng, xem Bảng 2.

7.7 Hệ số bề mặt tương đối, Y_R_re_IT

Hệ số bề mặt, Y_R_re_IT giải thích ảnh hưởng đến ứng suất ở chân răng của trạng thái bề mặt ở các chân răng. Ảnh hưởng này chủ yếu phụ thuộc vào nhóm bề mặt ở các góc lượn chân răng.

Ảnh hưởng của trạng thái bề mặt đến độ bền uốn của chân răng không chỉ phụ thuộc vào nhám bề mặt ở các góc lượn chân răng mà còn phụ thuộc vào cỡ kích thước và hình dạng (vấn đề "các hốc lõm trong phạm vi một rãnh"). Vấn đề này chưa được nghiên cứu đầy đủ cho tới hiện nay để có thể tính đến trong tiêu chuẩn này. Phương pháp được áp dụng ở đây chỉ có hiệu lực khi các vết xước hoặc các khuyết tật tương tự có chiều sâu không lớn hơn 2 × R_Z.

CHÚ THÍCH: 2 × R_Z là giá trị được ước lượng sơ bộ.

Ngoài cấu trúc bề mặt, các ảnh hưởng đã biết khác đến độ bền uốn của răng bao gồm các ứng suất nén còn dư (tăng cứng mặt ngoài bằng phun bi), sự oxy hóa ở ranh giới hạt và các tác động hóa học. Khi các góc lượn không được tăng cứng mặt ngoài bằng phun bi, có hình dạng thích hợp hoặc cả hai, nên thay thế một giá trị hơi lớn hơn giá trị thu được từ biểu đồ cho Y_R_re_IT. Khi xuất hiện sự oxy hóa ở ranh giới hạt hoặc các tác động hóa học, nên thay thế một giá trị nhỏ hơn giá trị đã chỉ thị trên biểu đồ cho Y_R_re_IT.

a) Đối với V, Eh, IF khi R_Z < 1 μm

...

b) Đối với NT (nitr.), NV(nitr.), NV (nitrocar.) khi R_Z < 1 μm

Y_YR_re_IT = 1,025

c) Đối với V, Eh, IF nếu R_Z ≥ 1 μm

Y_YR_re_IT = 1,674 - 0,529 (R_Z+ 1)^0,1 (133)

d) Đối với NT (nitr.), NV (nitr.), NV (nitrocar.) khi R_Z ≥ 1μm

Y_YR_re_IT = 4,299 - 3,259(R_Z + 1)^0,005 (134)

7.8 Hệ số cỡ kích thước, Y_X

Y_X được sử dụng để thừa nhận ảnh hưởng của cỡ kích thước đến

- Sự phân bố có thể xảy ra của các điểm yếu trong cấu trúc vật liệu,

...

- Chất lượng của vật liệu, và

- Xuất hiện các khuyết tật trong quá trình rèn, v.v...

Y_X được tính toán phù hợp với Bảng 7.

Bảng 7 - Hệ số cỡ kích thước (chân răng), Y_X

Vật liệu^a

Môđun pháp

m_n

Hệ số cỡ kích thước

...

m_n ≤ 5

5 < m_n < 30

m_n ≥ 30

Y_X = 1,0

Y_X = 1,03 - 0,006m_n

Y_X = 0,85

Eh, IF

m_n ≤ 5

...

NT (nitr.)

5 < m_n < 25

Y_X = 1,05 - 0,01m_n

NV (nitr.)

m_n ≥ 25

Y_X = 0,8

NV (nitrocar.)

...

Phụ lục A

(Quy định)

Các thông số độ cứng vững của răng c' và c_γ

A.1 Quy định chung

Thông số độ cứng vững của răng biểu thị tải trọng cần thiết trên 1 mm chiều rộng răng, có hướng dọc theo đường tác dụng10) để tạo ra biến dạng phù hợp với tải trọng lên tới 1 μm của một hoặc nhiều cặp răng không có sai lệch trong tiếp xúc.

Độ cứng vững đơn, c' là độ cứng vững lớn nhất của một cặp răng trong một cặp bánh răng trụ răng thẳng. Độ cứng vững này xấp xỉ bằng độ cứng vững lớn nhất của một cặp răng trong tiếp xúc một cặp răng11). Độ cứng vững đơn c' của bánh răng nghiêng là độ cứng vững lớn nhất theo phương pháp tuyến với đường xoắn vít của một cặp răng.

Độ cứng vững ăn khớp, c_γ là giá trị trung bình của độ cứng vững của tất cả các răng trong ăn khớp răng. Phương pháp B từ ISO 6336-1:1996 sử dụng trong tiêu chuẩn này áp dụng cho phạm vi x₁ ≥ x₂ ≤ 2.

A.2 Độ cứng vững đơn, c'

A.2.1 Tính toán c'

...

c' = 0,8c'_thC_RC_Bcosβ (A.1)

A2.2 Độ cứng vững đơn lý thuyết, c'_th

(A.2)

Trong đó:

(A.3)

Bảng A.1 - Các hằng số cho công thức (A.3)

C₁

C₂

C₃

...

C₅

C₆

C₇

C₈

C₉

0,04723

0,15551

0,25791

-0,00635

...

-0,00193

-0,24188

0,00529

0,00182

A.2.3 Hệ số phôi bánh răng, C_R

C_R = 1 cho các bánh răng được chế tạo từ các phôi dạng đĩa đặc. Đối với các bánh răng khác.

(A.4)

Các điều kiện biên:

Khi b_s/b < 0,2, thay thế b_s/b = 0,2;

...

Về các ký hiệu, xem Hình A.1.

A.2.4 Hệ số thanh răng cơ sở, C_B

(A.5)

A.2.5 Thông tin bổ sung

a) Các bánh răng ăn khớp trong: có thể xác định các giá trị gần đúng của độ cứng vững đơn lý thuyết của các răng bánh răng ăn khớp trong từ các công thức (A.2), (A.3) bằng cách thay thế giá trị vô hạn cho Z_n2.

b) Tải trọng riêng (F_tK_A/b) <100 N/mm²

(A.6)

c) Công thức trên dựa trên cơ sở các cặp bánh răng bằng thép, đối với các vật liệu khác và các tổ hợp vật liệu, tham khảo ISO 6336-1:1996, Điều 9.

A.2.6 Độ cứng vững ăn khớp, c_γ

...

c_γ = c'(0,75+0,25) (A.7)

Với c' theo công thức (A.1).

Hình A.1 - Hệ số phôi bánh răng, C_R; các giá trị trung bình cho các bánh răng đối tiếp có kết cấu phôi bánh răng tương tự hoặc cứng vững hơn

Phụ lục B

(Quy định)

Đặc điểm của các thiết kế bánh răng ít phổ biến

B.1 Hệ số động lực học, K_V cho các bánh răng hành tinh

...

Trong các truyền động bánh răng bao gồm nhiều bánh răng ăn khớp như các bánh răng trung gian và trong truyền động bánh răng epixicloit, các bánh răng hành tinh về trung tâm, có một vài tần số riêng. Các tần số riêng này có thể cao hơn hoặc thấp hơn tần số riêng của một cặp bánh răng đơn chỉ có một ăn khớp răng.

Mặc dù các giá trị của K_V đã xác định theo các công thức trong tiêu chuẩn này phải được xem là không có độ tin cậy, tuy nhiên chúng có thể có ích trong đánh giá sơ bộ. Nếu có thể thực hiện được, nên đánh giá lại các giá trị K_V này bằng một phương pháp chính xác hơn.

Nên ưu tiên sử dụng phương pháp A cho phân tích các thiết kế truyền động ít phổ biến. Để có thêm thông tin tham khảo 6.1.1 của ISO 6336-1:1996.

B.1.2 Tính toán khối lượng tương đối của một bánh răng có các răng ăn khớp ngoài

Tham khảo 5.6.2.

B.1.3 Xác định vận tốc cộng hưởng cho các thiết kế bánh răng ít phổ biến

B.1.3.1 Quy định chung

Nên tiến hành việc xác định vận tốc cộng hưởng cho các thiết kế bánh răng ít phổ biến theo phương pháp A. Tuy nhiên, có thể sử dụng các phương pháp khác để tính toán gần đúng các ảnh hưởng. Một số ví dụ như sau:

a) Trục bánh răng bé có đường kính ở giữa chiều cao răng, d_m1 xấp xỉ bằng đường kính của trục;

...

c) Một bánh răng lớn được dẫn động bởi hai bánh răng bé;

d) Các bánh răng hành tinh;

e) Các bánh răng trung gian.

B.1.3.2 Đường kính trục bánh răng bé bằng đường kính ở giữa chiều cao răng, d_m1

Độ cứng vững xoắn cao của trục bánh răng bé được gia tăng đáng kể bởi khối lượng của trục. Như vậy, có thể tính toán vận tốc cộng hưởng theo cách thông thường khi sử dụng khối lượng của bánh răng bé (phần có răng) và độ cứng vững ăn khớp thông thường c_γ.

B.1.3.3 Hai bánh răng đồng trục được liên kết cứng vững

Phải tính đến khối lượng của bánh răng lớn hơn trong các bánh răng được liên kết với nhau.

B.1.3.4 Một bánh răng lớn được dẫn động bởi hai bánh răng bé

Vì khối lượng của bánh răng lớn thường lớn hơn nhiều so với khối lượng của các bánh răng bé cho nên mỗi ăn khớp răng có thể được xem như tách biệt nhau, nghĩa là:

...

- Như một cặp gồm bánh răng bé thứ hai và bánh răng lớn.

B.1.3.5 Bánh răng hành tinh

Vì nhiều đường truyền động bao gồm các độ cứng vững rất khác nhau so với độ cứng vững ăn khớp cho nên trạng thái dao động (rung) của các bánh răng hành tinh rất phức tạp. Tính toán các hệ số tải trọng động bằng các công thức đơn giản như phương pháp B thường không hoàn toàn chính xác. Hơn nữa, phương pháp B được thay đổi như sau có thể được sử dụng cho đánh giá K_V lần đầu tiên. Nếu có thể thực hiện được, nên kiểm tra sự đánh giá này bằng phân tích lý thuyết hoặc thực nghiệm tiếp sau một cách chi tiết, hoặc dựa trên kinh nghiệm vận hành. Cũng nên xem các bình luận mở đầu về phụ lục này.

a) Bánh răng trung tâm/bánh răng hành tinh

Khối lượng thu gọn để xác định vận tốc cộng hưởng n_E1 của bánh răng trung tâm được cho bởi:

(B.1)

Trong đó:

và Là các mômen quán tính trên một đơn vị chiều rộng răng của một bánh răng hành tinh và bánh răng trung tâm tương ứng, tính bằng kilogam milimet vuông trên milimet (kg.mm²/mm);

r_bsun = 0,5d_bsun;

...

p Là số bánh răng hành tinh trong tầng bánh răng được xem xét.

Phải sử dụng giá trị m_red xác định từ công thức B.1 trong công thức tính toán N (xem 5.6.2.2) khi độ cứng vững ăn khớp xấp xỉ bằng với một bánh răng hành tinh đơn được sử dụng cho độ cứng vững ăn khớp c_γ và số răng trên bánh răng trung tâm phải được sử dụng cho z₁.

Về các bánh răng hành tinh, cần lưu ý rằng, F_t trong các công thức (12) đến (14) đối với B_p, B_f, B_k (xem 5.6.2.3) đáp ứng được cho tải trọng tiếp tuyến tổng tác dụng vào bánh răng trung tâm chia cho số bánh răng hành tinh.

b) Bánh răng hành tinh/bánh răng răng trong được liên kết với hộp bánh răng

Trong trường hợp này, khối lượng của bánh răng răng trong có thể được giả thiết là vô hạn. Như vậy, khối lượng tương đối đáp ứng được khối lượng tham chiếu của bánh răng hành tinh. Có thể xác định khối lượng thu gọn như sau:

(B.2)

Với ký hiệu như trên.

c) Bánh răng hành tinh/bánh răng răng trong quay

Trong trường hợp này, khối lượng tham chiếu của bánh răng răng trong có thể được xác định như đối với một bánh răng lớn ăn khớp ngoài, và tính toán khối lượng tương đối của bánh răng hành tinh phù hợp với công thức (B.2). Phải sử dụng phương pháp đã mô tả trong B.1.3.4 khi bánh răng răng trong ăn khớp với một vài bánh răng hành tinh.

...

Có thể thu được các giá trị gần đúng từ các công thức sau khi bánh răng bé và bánh răng lớn đại khái có cùng một cỡ kích thước, bánh răng trung gian cũng có cỡ kích thước gần như vậy hoặc lớn hơn một chút:

- Khối lượng thu gọn

(B.3)

- Độ cứng vững ăn khớp

c_γ = 0,5(c_γ_1,2 + c_γ_2,3) (B.4)

Trong đó:

,, Là các mômen quán tính trên một đơn vị chiều rộng răng của bánh răng bé, bánh răng trung gian và bánh răng lớn tính bằng kilogam milimet vuông trên milimet (kg.mm²/mm);

c_γ_1,2 Là độ cứng vững ăn khớp của cặp bánh răng bé và bánh răng trung gian;

c_γ_2,3 Là độ cứng vững ăn khớp của cặp bánh răng trung gian và bánh răng lớn (về xác định c_γ, xem Phụ lục A). Nên có sự phân tích chính xác hơn nếu vận tốc tham chiếu ở trong phạm vi 0,6 < <1,5.

...

- Đối với tổ hợp bánh răng bé - bánh răng trung gian, và

- Đối với tổ hợp bánh răng trung gian và bánh răng lớn.

Các giá trị của m_red đã tính toán phù hợp với tính toán nêu trên có thể được thay vào công thức (7) của 5.6.2.2 để xác định vận tốc cộng hưởng.

Nên có sự phân tích chính xác cho các trường hợp không được nêu ra ở đây.

B.2 Các hệ số tải trọng bề mặt, K_Hβ, K_F_β cho các bánh răng hành tinh đơn giản

Hệ số tải trọng bề mặt tính đến các ảnh hưởng của sự phân bố tải trọng không đều trên chiều rộng răng đến ứng suất bề mặt (K_Hβ) và ứng suất chân răng (K_F_β).

Theo 7.2.3.1 a) và 7.6.1 của ISO 6336-1:1996, phương pháp C1 thích hợp cho các bánh răng của các bộ truyền bánh răng hành tinh đơn trong đó có các đặc điểm sau12).

Giá bánh răng trung tâm hoặc giá bánh răng hành tinh và đôi khi bánh răng răng trong được phép di chuyển; nếu không, có thể đạt được sự phân chia tải trọng giữa các bánh răng hành tinh riêng biệt bằng độ chính xác chế tạo cao hơn, độ mềm dẻo cao hơn hoặc cả hai. Nếu cần thiết, có thể tham khảo các điều đã nêu trên.

Xác định:

...

- Hệ số chạy rà χ_β phù hợp với 5.7.2.3,

- Độ cứng vững ăn khớp phù hợp với Phụ lục A.

Bất cứ sự phân chia không đều nào của tải trọng tiếp tuyến tổng giữa các bánh răng hành tinh đều được bao hàm bởi hệ số K_γ (xem Điều 5). Như vậy, đối với các bánh răng này, F_m = (F_tK_AK_γK_V), và với F_t là tải trọng tiếp tuyến danh nghĩa được truyền cho mỗi ăn khớp răng, cũng là tổng của các tải trọng trên cả hai đường xoắn vít của các bánh răng nghiêng chữ V.

a) Bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng nghiêng đơn (xem chú thích cuối trang 5)

- Cặp bánh răng không có thay đổi đường xoắn vít, bánh răng trung tâm (Z)/bánh răng hành tinh (P) được lắp trên trục cố định, cứng vững của bánh răng hành tinh:

(B.5)

- Đối với cùng một cặp bánh răng có thay đổi đường xoắn vít (chỉ bù độ lệch xoắn):

K_Hβ phù hợp với công thức (36) và 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05.

- Cặp bánh răng không có thay đổi đường xoắn vít, bánh răng trung tâm (Z)/bánh răng hành tinh (P) với các ngõng trục được lắp trong các ổ trục trong giá bánh răng hành tinh:

...

- Đối với cùng một cặp bánh răng có thay đổi toàn bộ đường xoắn vít (độ lệch uốn và xoắn được bù hoàn toàn):

K_Hβ phù hợp với công thức (36) của 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05.

- Cặp bánh răng không thay đổi đường xoắn vít, bánh răng răng trong (H)/bánh răng hành tinh (P) với các ngõng trục được lắp trong các ổ trục trong giá bánh răng hành tinh:

(B.7)

- Đối với cùng một cặp bánh răng có thay đổi đường xoắn vít (chỉ có độ lệch uốn được bù đắp):

K_Hβ phù hợp với công thức (36) của 5.7.2.4.2 và K_Hβ ≥ 1,05

- Cặp bánh răng có hoặc không thay đổi đường xoắn vít, bánh răng răng trong (H)/bánh răng hành tinh (P) được lắp trên trục bánh răng hành tinh cố định, cứng vững;

K_Hβ phù hợp với công thức (36) của 5.7.2.4.2 và K_Hβ ≥ 1,05

b) Bánh răng nghiêng chữ V (xem 5.7.2.4 với các chú thích cuối trang 4 và 5).

...

(B.8)

- Đối với cùng một cặp bánh răng có thay đổi đường xoắn vít (chỉ có độ lệch xoắn được bù đắp, xem 5.7.2.4, chú thích cuối trang 4):

K_Hβ phù hợp với công thức (37) của 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05

- Cặp bánh răng không thay đổi đường xoắn vít, bánh răng trung tâm (Z)/bánh răng hành tinh (P) với các ngõng trục được lắp trong các ổ trục trong giá bánh răng hành tinh.

(B.9)

- Đối với cùng một cặp bánh răng có thay đổi toàn bộ đường xoắn vít (độ lệch uốn và độ lệch xoắn được bù hoàn toàn, xem chú thích cuối trang 7):

K_Hβ phù hợp với công thức (37) của 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05.

- Cặp bánh răng không thay đổi đường xoắn vít, bánh răng răng trong (H)/bánh răng hành tinh (P) với các ngõng trục được lắp trong các ổ trục của giá bánh răng hành tinh:

(B.10)

...

K_Hβ phù hợp với công thức (37) của 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05.

- Cặp bánh răng có hoặc không có thay đổi đường xoắn vít, bánh răng răng trong (H)/bánh răng hành tinh (P) được lắp trên trục bánh răng hành tinh cố định, cứng vững:

K_Hβ phù hợp với công thức (37) của 5.7.2.4.2, và K_Hβ ≥ 1,05.

Phụ lục C

(Tham khảo)

Giá trị hướng dẫn cho hệ số ứng dụng, K_A

C.1 Xác lập các hệ số ứng dụng

Có thể xác lập một cách tốt nhất các hệ số ứng dụng từ sự phân tích tỷ mỉ kinh nghiệm vận hành với một ứng dụng riêng biệt (xem ISO/TR 10495). Đối với các bánh răng trong ngành hàng hải, phải tuân thủ các quy tắc của Cơ quan có thẩm quyền phân loại vì các quy tắc này được thiết lập dựa trên kinh nghiệm vận hành rộng lớn. Đối với các bánh răng của bộ phận dẫn động chính của các tàu đi biển, nên có sự nghiên cứu phân tích tỷ mỉ.

...

Đối với các bánh răng trong ngành hàng hải chịu tác dụng của các mômen xoắn cực đại (đỉnh) có chu kỳ (dao động xoắn) và được thiết kế với tuổi thọ vô hạn, hệ số ứng dụng có thể được định nghĩa là tỷ số giữa mômen xoắn cực đại có chu kỳ và mômen xoắn định mức danh nghĩa. Mômen xoắn định mức danh nghĩa được quy định bởi công suất và vận tốc danh định; đó là mômen xoắn được sử dụng trong các tính toán khả năng tải.

Nếu bánh răng chịu tác dụng của một số các tải trọng đã biết vượt quá giá trị của các mômen xoắn cực đại có chu kỳ thì ảnh hưởng này có thể được bao hàm trực tiếp bởi một tiêu chí mỏi tích lũy như đã nêu ở trên, hoặc bởi một hệ số ứng dụng tăng trưởng biểu thị ảnh hưởng của phổ tải trọng.

Khách hàng và nhà sản xuất hoặc thiết kế nên thỏa thuận về giá trị của hệ số ứng dụng trong hợp đồng với cơ quan có thẩm quyền phân loại.

C.2 Giá trị gần đúng cho các hệ số ứng dụng

K_A được sử dụng trong chuẩn bị các thiết kế sơ bộ có thể được lựa chọn từ các giá trị sau:

- Đối với các bánh răng truyền động chính được dẫn động bằng động cơ điezen, K_A = 1,35:

- Đối với các bánh răng truyền động chính được dẫn động bằng động cơ tuabin, K_A = 1,1.

Đối với các truyền động bánh răng của các máy móc phụ trợ như các thiết bị đã liệt kê trong Bảng C.1, có thể sử dụng các giá trị sau:

- Đối với các thiết bị phụ được dẫn động bằng động cơ điêzen, K_A = 1,5;

...

- Đối với các máy phát điện được dẫn động bằng tuabin, K_A = 1,1.

Bảng C.1 - Máy móc phụ trợ

Máy phát điện

Máy bơm chuyển hàng, máy bơm cung cấp

Kính thủy lực nhánh bên

Kính thủy động điều khiển

Kính thủy lực phương vị

Thiết bị kính trên boong

Bất cứ thiết bị nào khác cần thiết cho bảo đảm an toàn của tàu thủy hoặc thiết bị hàng hải tương tự khác

...

Phụ lục D

(Tham khảo)

Các giá trị hướng dẫn cho độ vồng và cạnh vát đầu mút răng của các bánh răng trụ

D.1 Quy định chung

Độ vồng và cạnh vát đầu mút răng được thiết kế hợp lý có ảnh hưởng có lợi đến sự phân bổ tải trọng trên chiều rộng răng của bánh răng (xem 5.7). Các chi tiết về thiết kế nên dựa trên sự đánh giá cẩn thận các biến dạng và sai lệch trong chế tạo truyền động bánh răng được xem xét. Nếu các biến dạng là đáng kể thì thay đổi góc của đường xoắn vít có thể được chồng lên trên độ vồng hoặc cạnh vát đầu mút răng, nhưng thay đổi đường xoắn vít một cách thích hợp nên được ưu tiên.

D.2 Giá trị độ vồng, C_β

Quy tắc không bắt buộc sau được rút ra từ kinh nghiệm; giá trị độ vồng (xem Hình D.1) cần thiết để đạt được sự phân bố tải trọng chấp nhận được có thể được xác định như sau:

Tuân theo các giới hạn 10 μm ≤ C_β ≤ 40 μm cộng với dung sai chế tạo 5 μm đến 10 μm và giá trị b_cal/b có thể lớn hơn 1 đối với các bánh răng không có độ vồng: C_β ≈ 0,5F_βx_c_v.

...

Để tránh sự quá tải của các đầu mút răng, giá trị độ vồng phải được tính toán như sau:

C_β = 0,5(f_sh + f_Hβ) (D.1)

Khi các bánh răng có kết cấu cứng vững để trong thực tế có thể bỏ qua f_sh, hoặc khi các đường xoắn vít đã được thay đổi để bù cho biến dạng ở giữa chiều rộng răng thì có thể sử dụng giá trị độ vồng như sau:

C_β = 0,5f_Hβ (D.2)

Tuân theo hạn chế 10 μm ≤ C_β ≤ 25 μm cộng với dung sai chế tạo khoảng 5 μm, 60 % đến 70 % của các giá trị nêu trên là thích hợp cho các bánh răng có độ chính xác rất cao và vận tốc cao.

D.3 Giá trị C_I₍_II₎ và chiều rộng b_I₍_II₎ của cạnh vát đầu mút răng

D.3.1 Phương pháp C1

Phương pháp này dựa trên một giá trị được giả thiết cho độ không thẳng hàng tương đương của cặp bánh răng không có cạnh vát đầu mút răng, và dựa trên các khuyến nghị về giá trị độ vồng của răng bánh răng.

a) Giá trị của cạnh vát đầu mút răng (xem Hình D.2)

...

Như vậy, bằng phép tương tự với F_βxcv trong Điều D.1, C_I₍_II₎ được tính toán gần đúng như sau:

C_I₍_II₎ = f_sh + 1,5f_Hβ (D.3)

Đối với các bánh răng được tôi bề mặt và thấm nitơ: C_I₍_II₎ ≈ 0,5 F_βxcv cộng với dung sai chế tạo 5 μm đến 10 μm.

Như vậy, bằng phép tương tự với F_βxcv trong Điều D.1, C_I₍_II₎được tính toán gần đúng như sau:

C_I₍_II₎ = 0,5(f_sh + 1,5f_Hβ) (D.4)

Hình D.2 - Giá trị C_I₍_II₎và chiều rộng b_(b) của cạnh vát đầu mút răng

Khi các bánh răng có kết cấu cứng vững để trong thực tế có thể bỏ qua f_sh, hoặc khi các đường xoắn vít đã được thay đổi để bù cho biến dạng thì có thể sử dụng độ vồng phù hợp với công thức (D.2).

Đối với các bánh răng có độ tin cậy và chính xác rất cao với các vận tốc tiếp tuyến cao, 60 % đến 70 % của các giá trị nêu trên là thích hợp.

...

Đối với tải trọng gần như không thay đổi và các vận tốc tiếp tuyến cao hơn: b_I₍_II₎ là giá trị nhỏ hơn trong các giá trị (0,1b) hoặc (1,0m).

Giá trị sau thích hợp cho tải trọng thay đổi, các vận tốc thấp và trung bình:

b_r_ed = (0,5 đến 0,7)b (D.5)

D.3.2 Phương pháp C2

Phương pháp này dựa trên độ lệch của các cặp bánh răng khi giả thiết tải trọng phân bố đều trên chiều rộng răng:

δ_bth = F_m/(bc_γ), hoặc F_m = F_tK_AK_V (D.6)

Đối với các bánh răng có độ tin cậy và chính xác cao với các vận tốc tiếp tuyến cao, các giá trị sau là thích hợp:

C_I₍_II₎ = (2 đến 3)δ_bth (D.7)

b_r_e_d = (0,8 đến 0,9)b (D.8)

...

C_I₍_II₎ = (3 đến 4) δ_bth (D.9)

b_r_e_d = (0,7 đến 0,8)b (D.10)

Phụ lục E

(Tham khảo)

Kiểm tra và giải thích vết tiếp xúc của răng

E.1 Phạm vi và lĩnh vực ứng dụng

Phụ lục này mô tả quy trình kiểm tra sự tiếp xúc răng của các thiết bị bánh răng trong ngành hàng hải (cấp chính xác 6 hoặc cao hơn) trong điều kiện không tải hoặc tải trọng riêng phần.

E.2 Phương pháp thử

...

Có hai phương pháp để xác định vết tiếp xúc của răng:

- Thử tiếp xúc (kiểm sự ăn khớp khi không có tải trọng);

- Thử có tải (vết tiếp xúc tại mức tải trọng quy định).

E.2.2 Thử tiếp xúc

Thử tiếp xúc là phương pháp thử tiết kiệm để xác định tổng của tất cả các sai lệch trong chế tạo. Thử tiếp xúc thường được thực hiện trong điều kiện đã lắp ráp hoàn toàn. Nếu không có thân hợp bánh răng, đặc biệt là trong trường hợp các bánh răng lớn thì có thể sử dụng thiết bị thử. Các ứng dụng điển hình là:

- Các bánh răng lớn dùng cho các truyền động trong ngành hàng hải, và

- Các bánh răng được lấp trên boong.

Các hệ số ảnh hưởng chính đến tiếp xúc của răng khi không tải được cho trong Bảng E.1.

Bảng E.1 - Các hệ số ảnh hưởng chính đến tiếp xúc của răng khi không tải

...

Sai lệch của thân hộp

Sai lệch của trục

Dung sai của ổ trục

Sai lệch bước răng

Sai lệch góc của trục

Độ đảo chiều trục

Khe hở ổ trục

Sai lệch prôfin răng

Sai lệch độ nghiêng của trục

...

Độ đồng tâm

Sai lệch bước đường xoắn vít

E.2.3 Thử có tải

Thử có tải được áp dụng cho các bánh răng có tải trọng lớn, có thay đổi prôfin răng hoặc thay đổi bước đường xoắn vít hoặc cả hai, để so sánh vết tiếp xúc thực với các dữ liệu thu được bằng tính toán. Để tiến hành thử nghiệm, tải trọng được tăng lên với các bước tăng hợp lý để có thể dự đoán được sự phân bố tải trọng lúc toàn tải. Ở giai đoạn tải trọng thấp nhất, các bánh răng phải đạt được vị trí cuối cùng của chúng. Trình tự điển hình của các giai đoạn tải trọng là: 5 %, 25 %, 50 %, 75 %, 100 % (giá trị lớn nhất có thể đạt được).

Các hệ số ảnh hưởng phụ thuộc tải trọng có ảnh hưởng đến sự tiếp xúc của răng được cho trong Bảng E.2.

Bảng E.2 - Các hệ số ảnh hưởng phụ thuộc tải trọng ảnh hưởng đến tiếp xúc của răng

...

Sai lệch của thân hộp

Sai lệch của trục

Dung sai của ổ trục

Biến dạng của răng

Độ cứng vững thân hộp

Độ võng của trục

Độ cứng vững ổ trục

Biến dạng Hertz

Nhiệt độ thân hộp

...

Biến dạng phôi bánh răng

Mài mòn của răng

...

Thông thường đối với cả hai phép thử tiếp xúc và thử tải trọng cần xem xét đến ít nhất là ba bộ răng (đối với toàn bộ mặt phẳng tiếp xúc). Bánh răng lớn hoặc bánh răng bé được sơn bằng một màu tương phản thích hợp. Sau một vài vòng quay không tải hoặc ở giai đoạn chất tải thực, sự truyền màu sắc cho bánh răng đối tiếp (không hoặc có tải trọng vừa phải) hoặc sự mài mòn màu sắc (tải trọng lớn) hoặc dùng để đánh giá vết tiếp xúc.

E.2.5 Các loại sơn

E.2.5.1 Thử tiếp xúc

Xem Bảng E.3.

Bảng E.3 - Các loại sơn thích hợp (thử tiếp xúc)

Các loại sơn thích hợp

Nhà sản xuất

Lukas Tuschierfarbe

Dr. Schӧnfeld & Co.

...

Schleifmittelwerk Kahl

Eosol Tuschierpaste

Emil Otto/Fabrik

Kruel Tuschierfarbe

Fa. C. Kreul

Norma Ölfarbe

H. Schminke & Co.

Yellow Gear Marking

Prescott & Comp. Ltd.

...

E.2.5.2 Thử tải trọng

Màu sắc tương phản cho các phép thử tải trọng phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Có độ tương phản tốt trên bề mặt kim loại;

- Khả năng chịu nhiệt cao;

- Có khả năng chịu dầu;

- Độ bền kéo cao;

- Độ bám dính cao.

Xem Bảng E.4.

Bảng E.4 - Các loại sơn thích hợp

...

Nhà sản xuất

Dykem Red Layout DX-296

The Dykem Company

Eosol Anreißfarbe

Emil Otto/Fabrik

Pelikan Anreißfarbe

Pelikanwerke

Regensburger Getrebeprüflack

Regensburger Lackfabrik

...

CHÚ THÍCH: Các loại sơn trên là các ví dụ về các sản phẩm sẵn có trên thị trường. Thông tin này được đưa ra để thuận tiện cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không cấu thành tài liệu ISO kèm theo cho các sản phẩm này.

E.3 Đánh giá các giá trị yêu cầu cho thử tiếp xúc và thử tải trọng

E.3.1 Chiều rộng tiếp xúc trên mặt răng

Vết tiếp xúc tối ưu được xác định trên cơ sở thay đổi bước đường xoắn vít thu được bằng phương pháp A, B hoặc C của ISO 6336-1:1996. Nếu áp dụng thay đổi đường xoắn vít theo đường cho tiếp xúc mặt răng, chiều rộng của vết tiếp xúc được tính toán như sau:

(E.1)

Trong đó:

b_p Là chiều rộng tiếp xúc mặt răng, tính bằng phần trăm;

s_c Là chiều dày của màng màu tương phản, tính bằng micromet (μm)

...

E.3.2 Chiều rộng tiếp xúc của prôfin răng

Chiều rộng tiếp xúc tối ưu trên prôfin răng được xác định tương ứng với prôfin và hiệu chỉnh bước đường xoắn vít và các dung sai tham chiếu. Nên dùng giá trị tải trọng một cách hợp lý khi có yêu cầu tiếp xúc toàn bộ prôfin răng.

E.4 Kiểm tra vết tiếp xúc

Kiểm tra vết tiếp xúc là yêu cầu chủ quan và vì thế nên được thực hiện cùng với sử dụng toàn bộ hồ sơ nghiên cứu. Đối với cả hai thử tiếp xúc và thử tải trọng, có thể điều chỉnh vết tiếp xúc tối ưu trong quá trình thử bằng các vòng ổ trục lệch tâm hoặc bằng các nêm bổ sung ở các gối đỡ để làm biến dạng thân hộp.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 5120:2007 (ISO 4287:1997), Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) - Nhám bề mặt: Phương pháp profin - Thuật ngữ, định nghĩa và các thông số nhám)

[2] ISO 4288:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method - Rules and procedures for the assessment of surface texture (Đặc tính hình học của sản phẩm - Cấu trúc bề mặt: Phương pháp prôfin - Quy tắc và quy trình đánh giá cấu trúc bề mặt)

[3] ISO 9084:2000, Calculation of load capacity of spur and helical gears - Application to high speed gears and gears of similar requirements (Tính toán khả năng tải của các bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng - ứng dụng cho các bánh răng có vận tốc cao và các bánh răng có các yêu cầu tương tự)

...

*) ISO 6336-1:1996 đã hủy và được thay thế bằng ISO 6336-1:2006. ISO 6336-1:2006 đã được chấp nhận thành TCVN 7578-1:2017 (ISO 6336-1:2006), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 1: Nguyên lý cơ bản, giới thiệu và các hệ số ảnh hưởng chung.

...