Khớp trục ngàm

Author
Có hình vẽ với mô tả sau:
Một kiểu nối trục bản lề.



Hai trục cần nối nhau có thể song song lệch tâm (hình a) hay cắt nhau một góc (hình b). Trên hai trục này lắp hai nửa khớp trục 1 và 6 có lỗ lắp chốt bản lề 2 và 5. Nhờ đó nửa khớp 1 lắp với ngàm 3 (đồng) và nửa khớp 6 lắp với lưỡi 4 (thép). Khớp trục này chạy tốt hơn cặp bánh răng nón và không ồn. Tỷ số truyền bằng 1 và không bị dao động. Góc γ giữa đường tâm hai trục có thể thay đổi từ 0 đến 110 độ.


Lời bàn:

1. Tính số bậc tự do:
Số khâu động n = 4 (khâu 1, 3, 4 và 6)
Có bốn khớp loại 5, p5 = 4.
Có một khớp loại 3 giữa 3 và 4, p3 = 1
Số bậc tự do:
w = 6.n - 5.p5 - 3.p3 = 6.4 - 5.4 - 3.1 = 1

2. Khớp trục này đơn giản, truyền động được giữa hai trục lệch tâm như khớp Oldham, truyền động được giữa hai trục cắt nhau như khớp Cacđăng mà tỷ số truyền không dao động (khớp đồng tốc). Hay thế sao không được "trọng dụng"?
Mới có ý nghi ngờ bèn tính toán để xem có đúng là khớp đồng tốc không. Thử tính thấy khó mới xoay sang cách sau: dựng mô hình 3D (trong Inventor) và chạy mô phỏng.
Xin lưu ý là cách này chỉ hợp với người kém thôi.
Bạn nào giỏi, giải được bằng tính toán thì công bố trên diễn đàn cho mọi người cùng biết.

Khớp trục này được dựng 3D như hình sau.


Tách đôi khâu cố định (giá) để dễ thay đổi độ lệch tâm (điều chỉnh ràng buộc Insert) và trị số góc giao nhau của hai trục (điều chỉnh ràng buộc Angle). Trên hình là trường hợp truyền động giữa hai trục chéo nhau. Không được dùng ràng buộc Rotation giữa trục dẫn và trục bị dẫn vì nếu dùng là đã bắt trục bị dẫn quay đều rồi.
Gắn đĩa chia độ (màu đỏ) lên giá phía trục bị dẫn và một kim lên trục này. Trong ràng buộc Angle giữa trục dẫn và giá, lần lượt thay đổi góc từ 0 cho đến 360 độ (ví dụ cứ mỗi lần lên 30 độ) và theo dõi góc quay tương ứng của trục bị dẫn trên đĩa chia độ, sẽ biết ngay là trục bị dẫn có quay đều hay không.
Cần chính xác hơn thì đo góc giữa một cạnh cố định trên đĩa chia độ với một cạnh của kim bằng lệnh Measure Angle cho mỗi lần quay trục dẫn. Sẽ được bảng quan hệ giữa góc quay của trục dẫn và trục bị dẫn. Từ đó có thể lập biểu thức toán học quan hệ giữa hai góc quay nhờ các phần mềm vẽ đồ thị. Ví dụ phần mềm Graph 4.3 cho phép nhập bảng quan hệ đối số, hàm số và nhận được phương trình của đường cong thỏa mãn bảng quan hệ đó với độ chính xác chấp nhận được trong khảo sát kỹ thuật.

Kết quả khảo sát:

a, Trường hợp hai trục song song có lệch tâm: không có dao động tỷ số truyền.

b, Trường hợp hai trục cắt nhau: không có dao động tỷ số truyền.

c, Trường hợp hai trục chéo nhau (khoảng cách giữa hai trục là 20 mm, góc giữa hai trục là 45 độ) đo được các số liệu sau (φ1, φ2 lần lượt là góc quay của trục dẫn và trục bị dẫn):



Từ đó kết luận là có dao động tỷ số truyền.
Xem mô phỏng trường hợp hai trục chéo nhau:
http://www.youtube.com/watch?v=rAM7YRCQWEc

3. Thêm một ưu điểm cho khớp trục này: có thể truyền động giữa hai trục chéo nhau, tỷ số truyền bằng 1 và có dao động tỷ số truyền trong 1 vòng quay của trục bị dẫn.
Trong thực tế kỹ thuật còn loại nào có khả năng này không?

4. Nhược điểm của khớp này là có ma sát trượt giữa chi tiết ngàm 3 và lưỡi 4, gây tổn thất công suất và mòn. Chắc đây là lý do làm nó không được dùng rộng rãi.

Dù sao cũng nên nhớ cái hay của nó. Biết đâu có lúc có nơi dùng tốt.
 
Top