Khớp Hirth

CT11Tính rút gọn theo cân bằng lực trên mặt răng

Lực vòng trên răng 60° sinh ra lực tách dọc trục; bulông trung tâm phải đủ lực xiết để giữ hai nửa ăn khớp. Kiểm tra thêm áp suất mặt răng.

Giải thích chi tiết

Bài toán dùng để làm gì

Khớp Hirth (răng mặt đầu) dùng ở đầu chia độ, bàn xoay, trục khuỷu ghép: vừa định tâm chính xác vừa truyền mô-men lớn. Bài toán tính lực xiết bulông trung tâm để hai nửa không bị tách ra.

Hình dung đơn giản

Hãy tưởng tượng

Hai bánh răng cưa úp mặt vào nhau. Xoay một bên thì mặt răng nghiêng 30° đẩy bên kia ra xa (giống ren vít). Bulông giữa phải đủ chặt để chống lực đẩy đó.

Kiến thức nền cần có

Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.4 mô-men · 0.3 phân tích lực

Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu

Ký hiệuÝ nghĩaĐơn vịLấy số liệu ở đâu
T, Dm, zMô-men, đường kính trung bình vành răng, số răngNm, mmBản vẽ
FVLực xiết bulông trung tâmNTừ CT01

Xây dựng công thức từng bước

Công thức tổng quát không “từ trên trời rơi xuống”: nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:

Bước 1. Lực vòng


Fu = 2·T / Dm

Bước 2. Lực tách

Mặt răng nghiêng 30° nên lực dọc trục:


Ftách = Fu · tan30° = 0,577 · Fu

Bước 3. Lực xiết cần

Có hệ số an toàn và lực kéo ngoài:


FV ≥ SR · (Ftách + Fax)

Hình CT11.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận
Hình CT11.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận

Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)

Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:

TTĐại lượngKý hiệuGiá trịĐơn vịGhi chú / nguồn
1Mô-men xoắnT2 000Nm
2Đường kính trung bình vành răngDm120mm
3Số răngz24
4Chiều dài răng hướng kínhb15mm
5Chiều cao tiếp xúc mặt răngh’2,5mm
6Tỉ lệ răng mang tảiφ0,60,5–0,75 do sai số chia
7Lực dọc trục ngoài (kéo tách)Fx0N
8Hệ số an toàn táchSR1,5
9Lực xiết bulông trung tâmFV60 000N
10Áp suất mặt răng cho phéppz200MPa

Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:

TTĐại lượngKý hiệuKết quảĐơn vịCông thức / cách tính
11Lực vòngFu33 333NFu = 2T/Dm
12Lực tách dọc trụcFtách19 245NFtách = Fu·tan30° = 0,577·Fu
13Lực xiết cần thiếtFVr28 868NFV ≥ SR·(Ftách + Fax)
14FV ≥ FV cầnKiểm traĐẠT
15Áp suất mặt răngp71,28MPap = Fu/(z·b·h’·cos30°·φ)
16p ≤ pzulKiểm traĐẠT

Bước C – Kết luận ví dụ

Kết quả chính: Lực xiết cần thiết = 28 868 N; Áp suất mặt răng = 71,28 MPa.

Kiểm tra: FV ≥ FV cần: ĐẠT; p ≤ pzul: ĐẠT.

Nếu đổi số liệu ở ô vàng, mọi kết quả tự tính lại. Ô nào báo KHÔNG ĐẠT thì xem mục Áp dụng thực tế bên dưới để biết cần sửa gì.

Áp dụng thực tế và lưu ý

  • Đây là cách tính rút gọn; thiết kế quan trọng nên dùng dữ liệu của nhà sản xuất khớp Hirth.

← CT10 Mối ghép kẹp  ·  CT12 Vòng chặn →

Lên đầu trang