một số kết quả Nghiên cứu đánh giá việc
áp dụng một số tiêu chuẩn quốc gia phù hợp
với tiêu chuẩn quốc tế về thiết kế bánh răng
với sự trợ giúp của máy tính

TS. trơng tất đích
Bộ môn Thiết kế máy
Khoa Cơ khí - Trờng Đại học GTVT

Tóm tắt: Bi báo ny trình by một số kết quả nghiên cứu đánh giá việc áp dụng một số
tiêu chuẩn quốc gia phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế về thiết kế bánh răng với sự trợ giúp của
máy tính, từ đó kiến nghị loại bỏ các tiêu chuẩn cũ.
Summary: The article presents some research results of application of the national
standards. Comforming to the international standards in designing gears with the computer
aided and then removal of the old standards is proposed.
i. đặt vấn đề
Sản phẩm công nghiệp của chúng ta có sức cạnh tranh mạnh hay yếu trên thị trờng nội
địa, khu vực và quốc tế trớc hết phụ thuộc vào chất lợng của chúng, đi kèm với nó là thơng
hiệu, mẫu mã, giá cả
Để sản phẩm có chất lợng tốt, cần phải áp dụng đầy đủ các tiêu chuẩn nhà nớc, quốc tế
và nớc ngoài có lựa chọn cho phù hợp với điều kiện Việt Nam. áp dụng tiêu chuẩn để sản xuất
sản phẩm đợc ví nh cấp giấy thông hành để sản phẩm lu thông đợc trên thị trờng.
Vì vậy cần thiết phải áp dụng TCVN phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế mà trớc hết cho các
bộ truyền bánh răng, xích vì nó rất phổ biến, sau đó phải đánh giá việc áp dụng đó để có kết
luận thoả đáng.
Đề tài này còn có ý nghĩa là khuyến khích, thúc đẩy việc vận dụng các tiêu chuẩn mới phù
hợp với các thành tựu khoa học mới và kinh nghiệm tiên tiến, kết hợp loại bỏ các tiêu chuẩn cũ
không phù hợp nữa.
ii. Nội dung
2.1. Các hớng nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn nâng cao chất lợng sản phẩm

tx
6
n
N.K
i.
10.05,1
).1i(A










=
(1)
Đối với bánh răng côn chiều dài nón đợc xác định theo công thức:
[]
3
2L
2
tx
L
6
2
n 85,0
N.K

đ
Các trị số K
tt
và K
đ
tra trong các sổ tay thiết kế bánh răng nhng để tiện cho việc so sánh,
đánh giá với TCVN 1067 - 71 ta dẫn ra một số trị số đó trong bảng 1 và 2 sau:

Bảng 1. Hệ số tập trung tải trọng K
tt
ổ trục không đối xứng (so với
bánh răng)
2
1i
.
d
b
A
1
d

==
ổ trục đối xứng
sát bánh răng
Trục rất cứng Trục ít cứng
Bánh răng trên trục
chìa (côngxôn)
0,2 1 1 1,05 1,15
0,4 1 1,04 1,10 1,22
0,6 1,03 1,08 1,16 1,32

-
1,25
1,2
1,45
1,30
1,55
1,40
8
350
> 350
1
1
1,35
1,30
1,55
1,40
-
9
350
> 350
1,1
1,1
1,45
1,40
- -
Sau khi xác định môđun pháp m
n
, số răng z
i
và góc nghiêng của bánh răng ta kiểm

3
2
Hbd
H1
3
HHvHMw
u
K.T
).1u.(K.K).Z.Z.Z.(5.0a

=


(5)

Đặt
3
HHvHMa
K.K).Z.Z.Z.(5,0K

=
. Với bánh răng bằng thép Ka = 43 (MPa)1/3
trong đó:
Z
M
: hệ số xét đến ảnh hởng của cơ tính vật liệu.
Z
H
: hệ số xét đến ảnh hởng của hình dạng bề mặt tiếp xúc.
Z

F

K
H

K
F

K
H

K
F

2,5
1,01 1,05 1,03 1,12 1,05 1,22 1,13 1,37
5 1,02 1,07 1,05 1,16 1,09 1,27 1,16 1,40
10 1,03 1,10 1,07 1,22 1,13 1,37 - -
15 1,04 1,13 1,09 1,25 1,17 1,45 - -
20 1,05 1,17 1,12 1,35 - - - -
25 1,06 1,20 - - - - - -
K
H

: hệ số tập trung tải trọng tra theo [2]
K
Hv
: hệ số tải trọng động tính theo công thức



Độ rắn mặt bánh răng chủ động HB
1
và
của bánh bị động HB
2
Loại răng

H

F
HB
2
350 HB
Thẳng không vát mép
Thẳng có vát mép
Nghiêng
0,006
0,004
0,002
0,016
0,011
0,006
HB
1
> 350 HB
HB
2
> 350 HB
Thẳng không vát mép
Thẳng có vát mép

Hmax
.
Bảng 6. Trị số

Hmax
v

Fmax

Hmax
,
Hmax
khi cấp chính xác theo mức làm việc êm
Môđun
6 7 8 9
Đến 3,55 160 240 380 700
Trên 3,55 đến 10 194 310 410 880
Trên 10 250 450 590 1050

bd
: hệ số chiều rộng bánh răng phụ thuộc vào độ cứng, cách bố trí bánh răng trên trục.
Từ khoảng cách trục a
w
sẽ tính đợc các thông số hình học của bộ truyền, sau đó kiểm
nghiệm bánh răng theo độ bền uốn theo công thức:
m.d.b
Y.Y.K.K.K.T2
1ww
1FFvF1
1F

Tính ứng suất
cho phép
Nhập
dữ liệu
ệ
Tính khoảng
cách trục sơ bộ
Tính các thông
số ăn khớp
Kiểm nghiệm
bền tiếp xúc
Kiểm n
g
hiệm
bền uốn
Kiểm n
g
hiệm
bền

Tính các
thông số bộ
truyền
Tính
lại
a
w
b
w


thiện
850
MPa
850
MPa
241 HB
285 HB
Bánh bị
động
Thép
45
Tôi cải
thiện
850
MPa
850
MPa
170 HB
217 HB

Tck

3s 4,4Tc
k
3,4Tc
k

0,7T
1,6T
T

2
= 118
Môđun m = 1,58 m = 2
Ta thấy do các số liệu của tiêu chuẩn mới đầy đủ hơn, phơng pháp tính chính xác hơn
nên kích thớc bộ truyền thu gọn hơn.

iii. Đánh giá chung
Qua nghiên cứu về phơng pháp thiết kế bánh răng theo TCVN 1067 - 84 và TCVN 1067 - 71
cùng một số tiêu chuẩn về bánh răng khác, chúng tôi đánh giá nh sau:
a. Thiết kế bánh răng theo tiêu chuẩn cũ 1067 - 84 đã không tính đầy đủ ảnh hởng của
hình dạng bề mặt tiếp xúc, chiều dài tiếp xúc và cha phân biệt rõ ràng sự ảnh hởng khác
nhau của các yếu tố trên đối với ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cũng nh ảnh hởng qua lại
giữa các yếu tố đó.
Các trị số của hệ số tập trung tải trọng
K
tt
quá ít và rời rạc.
b. Thiết kế bánh răng theo tiêu chuẩn TCVN 1067 - 71 đã khắc phục những nhợc điểm
trên nên mức độ chính xác cao hơn.
c. Với sự trợ giúp của máy vi tính, kết quả tính thử cho thấy độ chính xác theo TCVN
1067 - 71 cao hơn.
iv. Kết luận v kiến nghị
Phơng pháp tính theo TCVN 1067 - 71 hoàn thiện hơn TCVN 1067 - 84, phơng pháp này
đã đợc thể hiện qua phần mềm thiết kế bánh răng. Vì vậy xin kiến nghị: huỷ bỏ cách tính theo
tiêu chuẩn TCVN 1067 - 84 cùng các phần mềm dựa trên nó để thay thế bằng cách tính theo
TCVN 1067 - 71 và các phần mềm tơng ứng.
Tài liệu tham khảo
[1]. Đề tài mã số T2004 - CK - 35. Chủ nhiệm Trơng Tất Đích.
[2]. Các tiêu chuẩn về bánh răng của Việt Nam. TCVN 1067 - 71, TCVN 1989 - 71, TCVN 1067 84,
TCVN 1804 - 86.