Sử dụng phần mềm ansys để tính ứng suất uốn chân răng bánh răng

SỬ DỤNG PHẦN MỀM ANSYS ĐỂ TÍNH ỨNG SUẤT

UỐN CHÂN RĂNG BÁNH RĂNG

USING SOFTWARE ANSYS TO CALCULATE THE BENDING STRESS IN

GEAR TOOTH

NGUYỄN VĂN YẾN

Đại học Đà Nẵng

NGUYỄN KHÁNH LINH

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT

ANSYS là phần mềm tiện ích, có thể tính tương đối chính xác chuyển vị và ứng suất tại các

điểm của một vật rắn biến dạng chịu tải trọng. Khi vào ăn khớp, có thể coi răng của bánh răng

như một dầm chìa chịu uốn. Sử dụng phần mềm ANSYS để tính toán ứng suất uốn chân răng

của bánh răng sẽ nhận được kết quả tính toán có độ chính xác cao hơn so với phương pháp

tính truyền thống.

ABSTRACT

ANSYS is a utility program allowing for relatively accurate calculation of the deflection and

stress of the deformed solid body. During operation, the tooth is considered a cantilever beam

with bending load. Calculating bending stress in gear tooth with the traditional methods can

hardly get high calculating precision. Calculating bending stress in gear using the software

ANSYS can increase the calculating precision many times.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ trước đến nay, ứng suất uốn tại chân răng bánh răng được tính toán theo phương

pháp truyền thống. Do hạn chế của các thiết bị tính, người ta đơn giản hoá các công thức tính

toán, dùng các hệ số trong công thức tính, trong khi giá trị của các hệ số được xác định một

cách gần đúng. Chính vì lý do đó, kết quả tính ứng suất bằng phương pháp truyền thống có độ

chính xác không cao, dẫn đến bộ truyền bánh răng được thiết kế thường là thừa bền, không

đảm bảo tính kinh tế.

Hiện nay, phần mềm ANSYS đã được đưa vào sử dụng để xác định chuyển vị và ứng

suất của các vật thể biến dạng chịu tải. Phần mềm này dùng để giải các bài toán, được thiết lập

trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn. Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp số

đặc biệt để tìm dạng gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định V của nó. Bằng

cách giải các phương trình chuyển vị, xác định biến dạng của vật thể tại một điểm, từ đó sẽ

tính được ứng suất của vật chịu tải tại các điểm khác nhau, kết quả tính toán ứng suất có độ

chính xác cao hơn so với các phương pháp tính truyền thống.

Với những lý do nêu trên, chúng tôi đã thực hiện tính ứng suất uốn tại chân răng bánh

răng bằng cách sử dụng phần mềm ANSYS, mong muốn nhận được kết quả tính toán có độ

chính xác cao hơn, nhằm thiết kế bộ truyền bánh răng đủ bền và có tính kinh tế cao hơn so với

phương pháp tính truyền thống.

2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cho đến nay, khi tính toán ứng suất uốn trên răng bánh răng, đa số các nước trên thế

giới đều sử dụng công thức [1, 2, 4, 6]: