CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BÁNH RĂNG
3.1. Khái niệm, phân loại và yêu cầu kĩ thuật về gia công bánh răng
3.1.1. Khái niệm về bánh răng.
Bánh răng nói chung, là những chi tiết máy dùng để truyền lực và truyền chuyển động giữa các trục, cơ cấu trong các máy khác nhau.
3.1.2. Phân loại bánh răng.
Theo dạng truyền động và đặc tính công nghệ, các chi tiết có dạng bánh răng có thể chia thành các loại:
– Bánh răng hình trụ ( gồm bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng) dùng để truyền động giữa các trục song song.
– Bánh răng côn (gồm bánh răng côn răng thẳng, răng nghiêng và răng xoắn) dùng để truyền chuyển động giữa các trục không song song, thường là hai trục vuông góc nhau.
– Bánh vít ăn khớp với trục vít dùng để truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc có tỉ số truyền lớn.
– Thanh răng ăn khớp với bánh răng là chi tiết dùng để truyền từ chuyển động quay sang chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.
– Bánh răng trụ và bánh răng côn không có moay ơ, lỗ trơn và lỗ then hoa.
– Bánh răng bậc lỗ trơn và lỗ then hoa.
– Trục răng trụ và trục răng côn.
Dựa theo kiểu ăn khớp, có các loại bánh răng ăn khớp trong và bánh răng ăn khớp ngoài.
Theo hình dạng kích thước, có các loại bánh răng liền trục, bánh răng có lỗ với kích thước lớn, trung bình, nhỏ.
CBHD: Võ Thành Bắc - 21 - SVTH: Đặng Hoàng Việt
a) b)
c) d)
e) f)
g) h) j)
CBHD: Võ Thành Bắc - 22 - SVTH: Đặng Hoàng Việt Hình 3.1: a) Bánh răng trụ răng thẳng
b) Bánh răng trụ răng nghiêng c) Bánh răng côn răng thẳng d) Bánh răng côn răng nghiêng e, f) Bánh vít ăn khớp với trục vít
g) Truyền động giữa các bánh răng có các trục chéo nhau h) Truyền động giữa hai bánh răng ăn khớp trong
i) Truyền động giữa bánh răng và thanh răng.
Bảng 3.1: Bảng phân loại bánh răng:
Bánh răng có trục song song với nhau
Bánh răng trụ răng thẳng
Bánh răng trụ răng nghiêng (xoắn)
Thanh răng
Bánh răng ăn khớp trong
Bánh răng có trục vuông góc nhau
Bánh răng côn đỉnh vuông
Bánh răng côn răng thẳng
CBHD: Võ Thành Bắc - 23 - SVTH: Đặng Hoàng Việt Bánh răng côn răng
xoắn
Bánh răng có trục không song song, chéo nhau
Bánh răng trụ xoắn
Trục vít
Bánh vít
Một số loại bánh răng khác
Trục then hoa
Bánh răng ghép nối
Cơ cấu bánh cóc
CBHD: Võ Thành Bắc - 24 - SVTH: Đặng Hoàng Việt 3.1.3. Độ chính xác của bánh răng:
Độ chính xác của bánh răng được đánh giá theo tiêu chuẩn của nhà nước Việt Nam ( TCVN). Tiêu chuẩn này được quy định 12 cấp chính xác khác nhau, từ cấp 1 (cấp cao nhất) đến cấp 12 ( cấp thấp nhất).
Tiêu chuẩn về độ chính xác của bánh răng được xác định khi thiết kế các bộ truyền xuất phát từ công dụng, điều kiện làm việc, kích thước và các yếu tố khác của chúng.
Đối với mỗi cấp chính xác, độ chính xác của bánh răng và bánh vít được đặc trưng bằng các chỉ tiêu sau đây:
– Độ chính xác động học (độ chính xác về truyền động):
– Độ ổn định khi làm việc – Độ chính xác tiếp xúc.
– Khe hở mặt bên.
Độ chính xác động học: đánh giá sai lệch về góc quay ( 1 vòng) của bánh răng hoặc bánh vít. Độ chính xác này được đánh giá thông qua sai số bước vòng và sai lệch khoảng pháp tuyến chung. Độ chính xác này rất quan trọng đối với các truyền động có tính đến góc quay như truyền động phân độ của các máy cắt răng hay các máy đo đếm, ... .
Độ ổn định khi làm việc: đặc trưng cho độ ổn định của tốc độ quay của bộ truyền động trong một vòng quay của bánh răng hoặc bánh vít thông qua sai lệch của bước cơ sở. Ngoài ra nó còn được đánh giá bằng sai số chu kỳ ( là giá trị trung bình của sai số truyền động, bằng tỷ số giữa sai lệch lớn nhất và số răng của bánh răng).
Dao động của tốc độ quay sẽ gây ra các tải trọng động học, rung động và tiếng ồn của bộ truyền. Độ chính xác này rất quan trọng đối với truyền tải lực làm việc với tốc độ lớn.
Độ chính xác tiếp xúc: đánh giá mức độ, diện tích tiếp xúc của hai mặt răng ăn khớp qua vết tiếp xúc của biên dạng răng. Độ chính xác này có ảnh hưởng đến mức độ tập trung tải trọng trên các vùng khác nhau của bề mặt răng, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của bộ truyền. Độ chính xác này rất quan trọng đối với các bộ truyền có tải trọng lớn và tốc độ thấp.
Độ chính xác về khe hở cạnh răng: đánh giá mức độ hở giữa hai biên dạng răng ở phía không làm việc để tránh hiện tượng kẹt răng và độ chính xác truyền động khi đảo chiều quay. Đối với các điều kiện sử dụng của bộ truyền, trước hết phải kể đến điều kiện nhiệt độ khi làm việc và độ an toàn bôi trơn cho bộ truyền. Cần nhớ rằng, khe hở mặt bên được xác định không phải bằng mức dộ chính xác của bộ truyền mà bằng công dụng và điều kiện sử dụng nó, khoảng chính tâm giữa hai bánh răng
CBHD: Võ Thành Bắc - 25 - SVTH: Đặng Hoàng Việt ăn khớp nhau càng lớn ( tức bánh răng càng lớn) thì khe hở cạnh răng càng lớn. Xuất phát từ những điều kiện trên, người ta quy định 4 cấp khe hở mặt bên của bộ truyền như sau:
– Khe hở bằng không.
– Khe hở nhỏ
– Khe hở trung bình – Khe hở lớn
Trong đó, các bộ truyền có khe hở trung bình được dùng nhiều nhất.
Các thông số công nghệ của bánh răng gồm: số răng, modul, góc ăn khớp, biên dạng răng, góc nghiêng răng ( đối với bánh răng nghiêng), hệ số dịch chỉnh, chiều cao răng, chiều dày răng, độ cứng của bánh răng (nếu có yêu cầu về nhiệt luyện), ...
Các thông số này thường được ghi trên các bản vẽ chế tạo bánh răng và sẽ được trình bày cụ thể trong mục 3.4. Các đặc điểm hình học của bánh răng.
Đối với bánh răng trụ ( răng thẳng, răng nghiêng, răng hình chữ V): độ chính xác được quy định theo tiêu chuẩn ΓOCT và TCVN cho các modul m = 1 ÷ 50 mm, góc ăn khớp α = 200 và đường kính vòng chia ≤ 5000 mm. Cũng theo tiêu chuẩn này, bánh răng trục được chia ra 12 cấp chính xác và người ta thường dùng nhiều nhất cấp 3 ÷ 9.
Đối với bánh răng côn ( răng thẳng, răng nghiêng, răng cong): độ chính xác được quy định theo tiêu chuẩn ΓOCT và TCVN cho các modul m = 1 ÷ 30 mm, đường kính vòng chia ≤ 2000 mm. Cũng theo tiêu chuẩn này, bánh răng côn được chia ra 12 cấp, thực tế thường quy định cho cấp chính xác từ 5 ÷ 11.
Đối với trục vít, bánh vít: độ chính xác được quy định theo tiêu chuẩn ΓOCT và TCVN như sau:
– Bộ truyền động học: tiêu chuẩn này quy định điều chỉnh vị trí của trục vít và bánh vít theo khoảng cách tâm và vị trí của mặt phẳng trung bình của bánh vít.
– Bộ truyền lực: độ chính xác được quy định theo tiêu chuẩn ΓOCT và TCVN cho các modul m = 1 ÷ 16 mm và đường kính vòng chia của bánh vít ≤ 5000mm. Bộ truyền động học có 4 cấp chính xác: 3; 4; 5; 6.
Độ chính xác được quy định theo tiêu chuẩn ΓOCT và TCVN cho các modul m = 1 ÷ 30 mm và đường kính vòng chia của trục vít ≤ 400 mm và đường kính vòng chia của bánh vít ≤ 2000 mm. Bộ truyền lực có 5 cấp: 5; 6;7; 8 ; 9.