Đồ án TỐT NGHIỆPThiết kế chế tạo dao phay lăn trục vít

LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế. Trong ngành chế tạo máy, bánh răng là một chi tiết máy phức tạp vì yêu cầu thiết kế và chế tạo các loại bánh răng trụ, côn thẳng côn xoắn được dùng nhiều trong truyền động ôtô, máy kéo, máy bay, máy công cụ trong ngành đo kỹ thuật và nhiều ngành khác. Dụng cụ cắt răng là một yếu tố quan trọng để gia công bánh răng và là nhân tố quan trọng có ảnh hưởng đến sự chính xác của chi tiết. Thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt răng có chất lượng tốt và giá thành hạ là yêu cầu cần thiết của ngành chế tạo máy. Thiết kế dụng cụ cắt răng là khâu quan trọng và đầu tiên cung cấp cho công nghệ chế tạo những dụng cụ cắt răng cho chất lượng tốt. Môn học dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật là những môn chính của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy. Trong quá trình 5 năm học và rèn luyện tại trường, thời gian làm đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để làm đồ án cũng như trong công tác sau này. Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí, trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em được giao làm đồ án "Thiết kế chế tạo dao phay lăn trục vít'' do thầy giáo Cao Thanh Long hướng dẫn. Đây là một đề tài khá phức tạp nhưng được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn và các thầy cô trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình. Mặc dù vậy đồ án tốt nghiệp của em vẫn không tránh khỏi những vấp váp và thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo trong bộ môn giúp em hiểu sâu hơn về môn học cũng như phương pháp để thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt một cách hợp lý hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Cao Thanh Long và các thầy cô trong tổ bộ môn. Thái Nguyên, ngày 20 - 5 - 2010 Sinh viên Nguyễn Phạm Thạch PHẦN I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Cơ cấu bánh răng là cơ cấu có khớp cao dùng để truyền chuyển động giữa hai trục với tỷ số truyền với tỷ số truyền xác định nhờ sự ăn khớp giữa hai khâu có răng gọi là bánh răng. Nếu 2 trục song song với nhau ta có cơ cấu bánh răng phẳng. Truyền động bánh răng được rất dùng nhiều trong các ngành chế tạo máy vì có các ưu điểm nổi bật như: Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tỷ số truyền không thay đổi, làm việc chắc chắn và bền lâu.
Hình 1 *Tuỳ theo vị trí tương đối giữa các trục có thể chia thành truyền động bánh răng ra các loại: - Truyền động bánh răng trụ bánh răng thẳng (hình 1a), răng nghiêng (hình 1b) hoặc răng chữ V (hình 1c), ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong dùng để truỳên động giữa các trục song song. - Truyền động bánh răng nón ( hình 1d), răng thẳng răng cong hoặc răng nghiêng (hình 1e) dùng để truyền động giữa các trục cắt nhau. - Truyền động bánh răng - thanh răng dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển Hình2 động tịnh tiến hoặc ngược lại (hình 2 ). * Theo đặc trưng của chuyển động của trục mang bánh răng có: - Truyền động thường: Trong loại này đường tâm hình học của các trục bánh răng là cố định. - Truyền động hành tinh: Đường tâm của trục một vài bánh răng là di động. ( Hình 3)
Hình 3 * Theo vị trí tương đối của hai tâm quay đối với tiếp tuyến với hai đường tròn lăn tại điểm tiếp xúc giữa hai vòng này: - Bánh răng ngoại tiếp: tâm quay của hai bánh răng nằm ở hai phía của đường tiếp tuyến. ( Hình 4a)

a b Hình 4 - Bánh răng nội tiếp: tâm quay của hai bánh răng ở về một phía của đường tiếp tuyến ( hình 4b) * Theo vết của đường răng trên bánh răng: - Bánh răng thẳng - Bánh răng nghiêng - Bánh răng xoắn - Bánh răng cong * Theo biên dạng của răng - Bánh răng thân khai Biên dạng của răng là đường thân khai của đường tròn ( hình 1a, 1b, 1c, 1d ) Các cặp răng có biên dạng là đường thân khai vòng tròn có nhiều ưu điểm vì thế hiện nay được sử dụng rộng rãi. - Bánh răng xyclôit Biên dạng răng là đường xyclôit - Bánh răng Nôvikôv Biên dạng của một bánh răng lồi, của bánh răng kia là lõm. Các biên dạng này là các những vòng tròn. Ngoài ra, bánh răng còn có thể chia thành bánh răng có tỷ số truỳên không đổi và thay đổi (bánh răng không tròn) theo quy luật nhất định; truyền động bánh răng 1 cấp (1 cặp bánh răng) và truyền động bánh răng nhiều cấp (gồm nhiều cặp bánh răng có tỉ số truyền khác nhau ghép nối thành hộp giảm tốc; hộp tốc độ; hộp chạy dao); bánh răng trong bộ truyền lực (dùng để truyền công suất là nhiệm vụ chủ yếu) và trong bộ truyền động học (truyền chuyển động đảm bảo tỷ số truyền chính xác là nhiệm vụ chủ yếu). Theo quan hệ truyền phức tạp có truyền động bánh răng hành tinh ( cơ cấu truyền động bánh răng – cần, trong đó một số bánh răng cùng với cần di động hành tinh đối với bánh răng trung tâm có tỷ số truyền lớn, kích thước nhỏ, hiệu suất cao); truyền động bánh răng sóng… 1. Bánh răng thân khai Bánh răng thân khai với biên dạng của răng là đường thân khai vòng tròn, ưu điểm của bánh răng thân khai so với các loại răng khác (bánh răng xycloit) là tính công nghệ cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao. Vì răng được chế tạo bằng dụng cụ cắt có lưỡi thẳng, biên dạng thân khai không nhạy đối với sai số khoảng cách tâm không làm thay đổi quy luật chuyển động và tỷ số truyền. 2. Bánh răng xyclôit Trong bánh răng xyclôit, biên dạng răng của bánh răng là những đường cong thuộc họ xyclôit. Sự phát triển của bánh răng xyclôit gắn liền với công nghiệp chế tạo đồng hồ. * Đặc điểm của bánh răng xyclôit, phạm vi sử dụng So với bánh răng thân khai, bánh răng xyclôit có những đặc điểm sau: - Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiện bôi trơn không tốt. - Hệ số trùng khớp của cặp bánh răng xycloit phụ thuộc vào các bán kính của vòng đỉnh răng và vòng sinh, ở bánh răng xycloit vòng đỉnh không bị hạn chế bởi hiện tượng cắt chân răng còn vòng sinh cũng có thể trọn trong một phạm vi rộng rãi. Do đó trong những điều kiện giống nhau, hệ số trùng khớp của cặp bánh răng xycloit có thể lớn hơn của cặp bánh răng thân khai - Trong cặp bánh răng xycloit hệ số trượt biên dạng ở đầu răng và chân răng là hằng số. - Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc biệt đồng hồ bánh răng xyclôit truyền lực rất tốt. Khi xuất hiện việc chế tạo bánh răng xyclôit bằng phương pháp lăn. Nhưng bánh răng có mô đun nhỏ, năng xuất chế tạo tăng lên rất nhiều. Nhưng những ưu điểm căn bản các bánh răng thân khai đã làm hạn chế việc sử dụng bánh răng xyclôit trong ngành chế tạo máy, ngoại trừ ngành chế tạo đồng hồ. Trong chế tạo máy, bánh răng xyclôit được dùng dưới dạng bánh răng chốt, máy ép, bơm Root ... * Ưu nhược điểm của cặp bánh răng xycloit. a) Ưu điểm - Hệ số trượt là hằng số và nhỏ hơn trị số lớn nhất ở cặp bánh răng thân khai tương ứng. - Áp suất tiếp xúc cực đại nhỏ vì biên dạng lồi tiếp xúc với biên dạng lõm. - Số răng có thể ít không có hiện tượng cắt chân răng. - Hệ số trùng khớp lớn. b) Nhược điểm: - Không có khả năng dịch tâm vì khi hai vòng sinh xa nhau thì cặp biên dạng răng không thoả mãn định lý ăn khớp nữa. Do đó khi lắp ráp phải đảm bảo khoảng cách trục thật chính xác. - Không có khả năng lắp lẫn vì biên dạng răng của mỗi bánh răng phụ thuộc vào vòng sinh của bánh răng đối tiếp với nó. - Biên dạng sinh của thanh răng sinh là đường xycloit vì thế việc chế tạo dao khó khăn. - Góc ăn khớp biến đổi trong quá trình chuyển động nên tải trọng ở ổ trục là tải trọng biến thiên. Vì lý do trên, bánh răng xycloit tuy vẫn được dùng nhiều trong kỹ thuật nhưng phạm vi sử dụng còn bị hạn chế, không rộng rãi như bánh răng thân khai. 3. Bánh răng trụ tròn. Khi xét sự ăn khớp của các bánh răng trên một tiết diện thẳng góc với trục của chúng, chú ý đến chiều dày của bánh răng ta sẽ thấy tuỳ theo hình dạng của giao tuyến giữa mặt răng và các mặt trụ đồng trục với trục quay của bánh răng (mỗi giao tuyến này được gọi là một đường răng trên mặt trụ tương ứng) sẽ có nhiều kiểu bánh răng trụ tròn khác nhau: Bánh răng trụ tròn răng thẳng: Đường răng là đường thẳng (song song với trục quay của bánh răng) Bánh răng trụ tròn răng nghiêng: Đường răng là đường xoắn ốc trụ tròn. Bánh răng trụ tròn răng chữ V: Đường răng là hai đường xoắn ốc trụ tròn nối tiếp và đối chiều nhau. 3.1 Bánh răng trụ tròn răng thẳng. Bánh răng trụ tròn răng thẳng có thể coi là một hình trụ do một tiết diện vuông góc với trục của nó vạch ra, khi tịnh tiến dọc theo trục ấy. Bề dày của bánh răng trụ tròn giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục quay của bánh răng. Về đặc tính ăn khớp của bánh răng trụ tròn răng thẳng: Do chế tạo và lắp ráp không thể chính xác tuyệt đối đồng thời do biến dạng của trục bánh răng trong quá trình truyền lực các răng không thể tiếp xúc nhau dọc suốt đường tiếp xúc lú thuyết. Chiều dày của bánh răng cành lớn sự tiếp xúc càng khó hoàn toàn. Đây cũng là một nhược điểm của bánh răng trụ tròn răng thẳng. 3.2 Bánh răng trụ tròn răng nghiêng Bánh răng trụ tròn răng nghiêng dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục song song và chéo nhau trong không gian. Trong truyền động trục song song góc nghiêng của các đường răng trên hình trụ lăn của cả hai bánh răng ăn khớp ngoài là bằng nhau về giá trị và ngược hướng xoắn. Còn đối với truyền động trục chéo nhau, góc nghiêng của đường răng trên hai bánh răng là khác nhau. Trong các hộp giảm tốc bánh răng nghiêng được sử dụng rất rộng rãi. Thường gặp nhất là bánh răng trụ tròn răng thân khai nghiêng là cặp bánh răng có mặt răng đối tiếp là mặt xoắn ốc thân khai. Đặc điểm ăn khớp của bánh răng trụ tròn răng nghiêng Bánh răng nghiêng biên dạng thân khai có hệ số trùng khớp lớn. Trong thực tế, có khi gặp những cặp bánh răng nghiêng có hệ số trùng khớp đến 20. Cùng với hệ số trung khớp lớn, quá trình ăn khớp thực hiện theo từng tiết diện đường tiếp xúc nằm chéo trên mặt răng và chiêu dài đường tiếp xúc thay đổi từ một điểm thành đường ngắn rồi tăng dần chiều dài sau đó lại giảm dần đến khi thành một điểm. Nên bánh răng nghiêng làm việc êm. Thường dùng bánh răng nghiêng ở những bộ truyền cao tốc. Trên các mặt trụ lăn, góc nghiêng của răng đối ứng nhau. Số răng tối thiểu ít hơn 17 nên kích thước gọn hơn. Nhược điểm của bánh răng nghiêng khi ăn khớp có phản lực chiều trục. Lực này có khuynh hướng đẩy bánh răng theo chiều trục do đó phải có biện pháp cố định bánh răng trên trục, phải dùng ổ chặn... Để khắc phục nhược điểm của bánh răng nghiêng đồng thời vẫn giữ được những ưu điểm của chúng người ta dùng những bánh răng chữ V hoặc bánh răng nghiêng đối xứng. Hai bánh răng nghiêng có chiều nghiêng ngược nhau, được ghép lại với nhau ta được bánh răng chữ V. Trong bánh răng chữ V các lực tác động theo chiều trục của từng cặp bánh răng nghiêng sẽ tự triệt tiêu. Bánh răng chữ V khắc phục được nhược điểm của bánh răng nghiêng là khi ăn khớp có phát sinh lực theo chiều dọc trục. Hình 4 3.2. Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn (bánh răng Nôvicốp) M.N Nôvicốp đã đề xuất một kiểu ăn khớp với biên dạng răng là cung tròn. Loại bánh răng này ngày càng được áp dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, nhờ khả năng truyền tải lớn. - Cấu tạo mặt răng: Biên dạng răng (biến dạng lõm và lồi là những cung trong bán kính R1 và R2 xấp xỉ bằng nhau cho nên biên dạng răng tiếp xúc theo điểm: điểm M. Các cung tròn này thực hiện chuyển động xoắn vít dọc theo bánh răng sẽ tạo nên mặt răng. - Sự khác nhau giữa ăn khớp Novikov với ăn khớp thân khai là đường ăn khớp không nằm theo chiều ngang mà nằm theo chiều cao tạo thành góc 90º với phương của răng. - Đặc điểm ăn khớp: ở mỗi tiết diện, hai răng chỉ tiếp xúc tại một điểm M, nên (s = 0. Để đảm bảo ăn khớp liên tục, trong kiểu ăn khớp Nô vi kốp, phải sử dụng bánh răng nghiêng với hệ số trùng khớp chiếu trục ((>1. Trong quá trình ăn khớp điểm tiếp xúc của răng sẽ di chuyển dọc theo đường tiếp xúc giữa hai hình trụ lăn. Đường này chính là đường ăn khớp. Khoảng cách từ gốc ăn khớp đến đường ăn khớp gọi là hệ số dịch chỉnh e. Hệ số dịch chỉnh e có quan hệ với tốc độ trượt của các bề mặt răng. Khi chạy nhanh các răng ăn khớp với nhau trên toàn bộ chiều cao nên ăn khớp điểm trở thành ăn khớp đường. Trong thực tế do biến dạng đàn hồi, hai mặt răng sẽ tiếp xúc theo một tiết diện nhỏ. Diện tích này sẽ phát triển rất nhanh trong thời gian chạy mài nhờ quanh điểm tiếp xúc. Khe hở rất nhỏ. - Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn. Khả năng truyền tài lớn: vì hai biên dạng lồi, lõm tiếp xúc với nhau nên bán kính cong tương đương lớn ứng suất tiếp xúc phát sinh sẽ nhỏ, khả năng truyền tải có thể lớn hơn 1,5 lần so với bánh răng thân khai có cùng kích thước (độ cứng HB < 320 và vận tốc vòng v ( 12m/s). Hình 5 Khi cắt bằng phương pháp bao hình thanh răng sinh của bánh răng Nôvicốp có cấu tạo rất phức tạp khó chế tạo. Ưu điểm của bánh răng Novikov là khả năng chịu tải trọng lớn, chịu mài mòn cao và làm việc êm vì ăn khớp Novikov ăn khớp theo chiều cao nên các bánh răng có dạng răng nghiêng. Bánh răng Novikov được ứng dụng trong các máy móc chịu tải trọng lớn, làm việc trong thời gian dài. 4. Truyền động bánh răng không gian Cơ cấu bánh răng không gian dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục không song song với nhau. Khi hai trục giao nhau người ta sử dụng cặp bánh răng nón và khi hai trục chéo nhau ding cặp bánh răng trụ chéo, cặp bánh răng hypoid và cặp trục vít – bánh vít. 4.1 Bánh răng trụ chéo Cặp bánh răng trụ chéo là cặp bánh răng trụ tròn ngoại tiếp có góc nghiêng không đối xứng ( (1((2 ) dùng để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau ( Hình 1e). Vì hai trục không song song nên hai mặt lăn của hai bánh răng chỉ tiếp xúc nhau tại một điểm. - Cấu tạo mặt răng Trong các loại bánh răng trụ chéo thường gặp nhất là bánh răng trụ chéo với mặt răng xoắn ốc thân khai (còn gọi là bánh răng xoắn thân khai). Vì vậy cấu tạo mặt răng và các thông số của bộ truyền giống như bánh răng nghiêng. Do tiếp xúc điểm, nên phần làm việc trên mặt răng của mỗi bánh răng trụ chéo chỉ là một đường cong nào đó nằm chéo trên mặt răng, các điểm còn lại trên mặt răng không làm việc. Hiện tượng này là hiện tượng trượt tương đối dọc đường răng làm cho mặt răng của cặp bánh răng trụ chéo chóng mòn và mòn không đều. 4.2 Cơ cấu trục vít Cặp Trục vít – Bánh vít dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau ( thông thường là trực giao). Bánh vít là một bánh răng thân khai, trục vít- bánh vít cững ăn khớp điểm như cặp bánh răng trụ chéo. Vì vậy việc tính toán tỷ số truyền của trục vít – bánh vít tương tự như với cặp bánh răng trụ chéo. Tuy nhiên vì ren của trục vít quấn nhiều vòng theo đường xoắn ốc trên mặt trụ tròn, cho nên trục vít hay sử dụng góc (=90º-(1 gọi là góc xoắn ốc của ren hay cho góc (1.
Hình 5 Vì ren quấn nhiều vòng nên số răng Z1 của bánh 1 ( thường là số đầu mối ren ) chỉ cần ít ( thông thường Z1 = 1 – 4) trong khi đó số răng của bánh 2 thường rất nhiều cho nên tỷ số truyền của cặp trục vít – bánh vít có thể rất lớn. Đây là ưu điểm của loại truyền động này. * Trục vít hình trụ Cặp trục vít trụ tròn – bánh răng thân khai có tất cả các khuyết điểm của cặp bánh răng trụ chéo. Để khắc phục khuyết điểm đó người ta thay đổi cấu tạo mặt răng bánh vít: răng bánh vít được cắt bằng dao phay lăn có hình dạng hoàn toàn giống như trục vít và quá trình chuyển động khi cắt giống y như quá trình ăn khớp giữa trục vít bánh vít, do đó mặt chân răng của bánh vít không phải là mặt trụ tròn như mặt trụ chân răng của bánh răng thân khai nữa mà là một mặt xoay có đường sinh là một cung tròn gọi là mặt xuyến chân răng. Loại truyền động với bánh vít như trên không phải tiếp xúc điểm mà tiếp xúc đường. Để tăng chất lượng ăn khớp, phần giữa của mặt trụ đỉnh răng của bánh vít, từ chỗ là một mặt trụ tròn cũng được đổi thành một mặt xuyến mà đường sinh là một cung tròn bao lấy trục vít ứng với ( gọi là góc ôm của bánh vít. Góc nghiêng của bánh vít , trục vít khác nhau nhiều, nên vận tốc trượt tương đối theo dọc răng sẽ rất lớn. Vì vậy: hiệu suất của cơ cấu trục vít thấp nhiệt độ ở vùng tiếp xúc sẽ rất cao. Hình 6 Nếu cắt trục vít – bánh vít bằng một mặt phẳng chứa đường tâm của trục vít và thẳng góc với trục chính của bánh vít sẽ thấy tiết diện của trục vít là một thanh răng ( hình 6) và ở mặt cắt này – thường gọi là mặt cắt chính – sự ăn khớp của trục vít- bánh vít là quá trình ăn khớp của một thanh răng và một bánh răng. Trục vít hình trụ phụ thuộc vào loại hình bề mặt dùng làm mặt răng của trục vít. - Các loại mặt dùng để làm mặt răng của trục vít: mặt xoắn ốc acsimet, convolut và mặt xoắn ốc thân khai. + Trục vít acsimét: là trục vít mà mặt ren là mặt xoắn ốc acsimet. Măt xoắn ốc này là quỹ tích chuyển động của một đường thẳng luôn luôn dựa trên một đường xoắn ốc trụ tròn và giao nhau với trục của hình trụ một góc ( không đổi. Trục vít acsimet ( hình 7a) có cạnh răng thẳng trong mặt cắt dọc chứa đường tâm trục vít. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang (vuông góc với trục) là đường xoắn ốc acsimet + Trục vít convolut: là trục vít mà mặt ren là đường xoắn ốc convolut. Mặt xoắn ốc này là quỹ tích chuyển động của một đường thẳng luôn tiếp xúc với một hình trụ tròn tại các điểm trên một đường xoắn ốc và làm với đường xoắn ốc này một góc ( không đổi. Khi góc (=0 ta có mặt xoắn ốc thân khai. Vậy mặt xoắn ốc thân khai là trường hợp đặc biệt của mặt xoắn convolut. Khi bán kính của mặt trụ cơ sở bằng không, mặt xoắn ốc convolut biến thành mặt xoắn ốc acsimet, do đó mặt xoắn ốc acsimet cũng là trường hợp đặc biệt của mặt xoắn convolut. Trục vít convolut (hình 7b) có cạnh ren thẳng trong mặt cắt pháp tuyến, giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai kéo dài. Hình 7 + Trục vít thân khai (hình 7c) có cạnh ren thẳng trong mặt cắt tiếp xúc với mặt trụ cơ sở. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt nganh là đường thân khai * Trục vít glôbôit ( Trục vít lõm)
Hình 8 Trường hợp này ren không nằm trên mặt trụ tròn mà nằm trên mặt xuyến (hình 8). Đặc điểm của loại truyền động này là không những bánh vít bao lấy trục vít mà trục vít cũng bao lấy bánh vít và đường tiếp xúc rất có lợi cho việc tăng khả năng chịu tảI, do đó loại trục vít này truyền được công suất lớn hơn các loại trục vít thường. 4.3. Bánh răng nón Trong bộ truỳên bánh răng hình nón, răng phân bố trên hình nón cắt. Bánh răng nón dùng để truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau.
Hình 8 Dựa vào dạng đường sinh trên bánh răng dẹt sinh người ta chia bánh răng nón làm nhiều loại 4.3.1 Bánh răng nón răng thẳng, răng nghiêng Bánh răng nón răng thẳng: đường răng chụm vào đỉnh bánh răng (h5.a) Đường răng nghiêng tiếp xúc với vòng tròn bán kính P (h5.b) 4.3.2 Bánh nón răng xoắn. Đường răng là cung tròn bán kính ri (h5.c) Đường răng là đường xoắn ốc Acsimets (h5.d) Đường răng là đường thân khai của vòng tròn bán kính P (h5.e)
Hình 9 4.3.3. Cặp bánh răng Hypoit Cặp bánh răng hypoit là cặp bánh răng nón răng xoắn có các góc nghiêng không đối xứng ( (1 ( (2 ) dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau.
Hình Trong trường hợp hai bánh răng hypoit là bánh răng nón răng nghiêng thì hai mặt răng chỉ tiếp xúc nhau tại một điểm. Ngoài cặp bánh răng tiếp xúc điểm còn có những loại bánh răng hypoit răng xoắn tiếp xúc đường. PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG Truyền động bánh răng theo phương pháp ăn khớp, được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí. Bánh răng cần có độ bền và tuổi thọ cao để trong quá trình làm việc không gây tiếng ồn và có hiệu suất làm việc cao. Chất lượng truyền động chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo bánh răng. Độ chính xác của bánh răng gia công phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ cắt răng và các phương pháp gia công răng, cách hình thành prôfin răng. Hiện nay đang sử dụng hai phương pháp để cắt răng của bánh răng. - Phương pháp định hình (còn gọi là phương pháp chép hình). - Phương pháp bao hình Trong quá trình cắt răng có các điểm chung sau: + Có nhiều răng cùng tham gia cắt, lực cắt lớn và luôn thay đổi + Tốc độ cắt tại các điểm trên lưỡi cắt là khác nhau. + Lưỡi cắt có hình dáng phức tạp, các chuyển động trong quá trình cắt cũng rất phức tạp nên các thông số hình học của dao trong quá trình cắt thường không đạt trị số hợp lý. + Dao đòi hỏi có độ chính xác cao, đắt tiền, tuổi bền lớn. 1. Cắt răng theo phương pháp định hình (chép hình) Là phương pháp gia công răng bằng dao phay (hoặc chuốt). Có biên dạng lưỡi cắt răng dao giống biên dạng rãnh giữa hai răng của bánh răng gia công. Trong quá trình cắt prôfin của dụng cụ cắt ở tất cả các điểm trùng với prôfin rãnh giữa hai răng của bánh răng gia công. Nó gồm các loại sau:
 Hình 1.1 Phay định hình Phay răng bằng phương pháp định hình được tiến hành bằng dao phay định hình mà profil của nó phù hợp với profij của rãnh răng. Dao phay định hình để gia công bánh răng là dao phay đĩa mođun ( hình a) và dao phay ngón mođun ( hình b). Phương pháp này sử dụng nhiều trên các máy vạn năng có trang bị dụng cụ phân độ. Đặc điểm của phay định hình: Đạt độ chính xác thấp ( cấp 7,8) khó khăn trong việc điều chỉnh chính xác vị trí tương đối giữa dao và chi tiết gia công. Năng suất thấp nhưng lại tương đối đơn giản. Thường là sản xuất cho bộ truyền bánh răng có tốc độ thấp. Trong sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối đối với những bánh răng có mođun lớn, phương pháp này chỉ gia công phá. - Dao có biên dạng của rãnh răng tuy nhiên rãnh răng lại thay đổi theo mođun và số răng. Do đó, để đảm bảo tính thiết kế, dao phay định được sản xuất theo bộ 8, 15 và 26 con với cùng modun và góc ăn khớp. Mỗi dao ding để sản xuất một loại bánh răng trong phạm vi số răng nhất định và có hình dáng răng gần đúng.( với với m < 8 dùng bộ 8 dao, 8 ( m ( 16 dùng bộ 15 dao, 16(m dùng bộ 26 dao). 1.2 Dao chuốt răng định hình Gia công bánh răng bằng phương pháp chuốt định hình cho năng suất cao và độ chính xác cao, thường dùng ở dạng sản xuất loạt lớn hàng khối.
Hình Theo phương pháp này, dao chuốt có profil giống profil của rãnh răng, có thể chuốt một rãnh hoặc nhiều rãnh cùng lúc. Phương pháp chuốt được sử dụng để gia công bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài. 1.3 Dao bào răng định hình Bào răng định hình được thực hiện trên máy bào răng với dao định hình cũng có profil giống profil rãnh răng hoặc dao thông thường với dưỡng. Khi gia công các rãnh răng thì cũng dùng đầu phân độ cho từng răng. Phương pháp này dùng chủ yếu để gia công thô các bánh răng ăn khớp ngoài và trong có mođun lớn. 1.4 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng của phương pháp cắt răng định hình Khi cắt răng theo phương pháp này thường xảy ra các chuyền động sau đây: - Chuyển động cắt chính: do dao đảm nhận - Chuyển động phân độ của phôi - Chuyển động chạy dao: do dao hoặc phôi đảm nhận - Chuyển động để cắt hết chiều sâu của rãnh răng * Ưu điểm - Việc cắt đơn giản có thể được thực hiện trên các máy phay (vạn năng chuyên dùng) dùng đầu phân độ vạn năng hoặc đĩa chia độ đơn giản thao tác cũng đơn giản. - Với m ( 10 Phương pháp này chiếm ưu thế vì khi đo chế chế tạo các loại dao theo phương pháp bao hình rất tốn kém và hơn thế nữa với m ( 10 thường chỉ dùng cho các bộ truyền có độ chính xác không cao, chịu tải nặng. * Nhược điểm: - Năng suất thấp vì mỗi lần chỉ cắt được một rãnh răng (trừ chuốt răng). Không liên tục do phân độ và chạy không lớn. - Độ chính xác đạt được thấp thường chỉ đạt cấp 8,9 do hai nguyên nhân cơ bản sau: + Độ chính xác của đồ gá để cắt răng bằng dao phay định hình thường chỉ đạt cấp 8, nên khi phân độ gây sai số bước vòng, pháp tuyến chung lớn; Độ nhẵn bề mặt răng thấp. + Với cùng mô đuyn mà số răng của bánh răng được cắt khác nhau Trong khi đó z (số răng của bánh răng cần gia công) lại thay đổi từ 12 đến vô cùng mà số dao lại chỉ có số lượng hạn chế (do đảm bảo tính kinh tế nên chấp nhận sai số). * Phạm vi sử dụng: Được sử dụng gia công răng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ hoặc sửa chữa các bộ truyền có độ chính xác không cao và mô đuyn của bánh răng lớn. Còn được sử dụng bánh răng chữ V không có rãnh thoát dao (dao phay vấu môđun). 2. Cắt răng theo phương pháp bao hình. Là phương pháp cắt răng mà biên dạng răng của bánh răng gia công được hình thành nhờ đường bao của vị trí liên tiếp các lưỡi cắt của dao. Như vậy lưỡi cắt chính của dao có thể giống hoặc không giống biên dạng của bánh răng gia công. 2.1 Dao phay lăn răng Dao phay lăn răng trục vít dùng để cắt răng theo phương pháp bao hình dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa bánh răng với trục vít. Thực chất dao là một trục vít trên đó chế tạo rãnh để tạo ra mặt trước của răng và các lưỡi cắt.