Giải thích chi tiết: Khớp hirth (răng mặt đầu 60°)

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

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 hiệu	Ý nghĩa	Đơn vị	Lấy số liệu ở đâu
T, Dm, z	Mô-men, đường kính trung bình vành răng, số răng	Nm, mm	Bản vẽ
FV	Lực xiết bulông trung tâm	N	Từ 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

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:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Giá trị	Đơn vị	Ghi chú / nguồn
1	Mô-men xoắn	T	2 000	Nm
2	Đường kính trung bình vành răng	Dm	120	mm
3	Số răng	z	24
4	Chiều dài răng hướng kính	b	15	mm
5	Chiều cao tiếp xúc mặt răng	h'	2,5	mm
6	Tỉ lệ răng mang tải	φ	0,6		0,5–0,75 do sai số chia
7	Lực dọc trục ngoài (kéo tách)	Fx	0	N
8	Hệ số an toàn tách	SR	1,5
9	Lực xiết bulông trung tâm	FV	60 000	N
10	Áp suất mặt răng cho phép	pz	200	MPa

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

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Kết quả	Đơn vị	Công thức / cách tính
11	Lực vòng	Fu	33 333	N	Fu = 2T/Dm
12	Lực tách dọc trục	Ftách	19 245	N	Ftách = Fu·tan30° = 0,577·Fu
13	Lực xiết cần thiết	FVr	28 868	N	FV ≥ SR·(Ftách + Fax)
14	FV ≥ FV cần	Kiểm tra	ĐẠT
15	Áp suất mặt răng	p	71,28	MPa	p = Fu/(z·b·h'·cos30°·φ)
16	p ≤ pzul	Kiểm tra	ĐẠT

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.