I. Khái quát về gia công bánh răng
Bánh răng là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển động nhờ ăn khớp với nhau. Bánh răng có thể truyền chuyển động giữa các trục song song nhau, vuông góc nhau hoặc chéo nhau.
Gia công bánh răng tương đối phức tạp vì vừa cần đảm bảo các quy chuẩn yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo yêu cầu về khả năng truyền tải. Gia công bánh răng phụ thuộc phần lớn vào vật liệu, độ chính xác khi thiết kế cũng như máy công cụ gia công.
Có nhiều phương pháp để gia công bánh răng, ở đây tôi sẽ giới thiệu các bạn về phương pháp gia công bằng cắt gọt.
II. Phân loại bánh răng
Bánh răng được phân thành 3 loại chính:
- Bánh răng trụ răng thẳng và bánh răng trụ răng nghiêng
- Bánh răng côn răng thẳng và Bánh răng côn xoắn
- Bánh vít
III. Cấp chính xác:
Cấp chính xác đánh giá theo tiêu chuẩn cấp Nhà nước TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam), tiêu chuẩn này được quy định trong 12 cấp độ chính xác khác nhau từ 1÷12. Trong đó, cấp 1 là cấp chính xác nhất theo thứ tự giảm dần đến cấp 12 là cấp thấp nhất. Thông thường, cấp chính xác hay dùng từ cấp 3÷11.
Riêng cấp chính xác của bánh răng được đánh giá theo các chỉ tiêu sau đây:
- Độ chính xác động học: Được đánh giá bằng sai số góc quay của bánh răng sau 1 vòng làm việc. Sai số này do hệ thống công nghệ gia công gây ra.
- Độ ổn định khi làm việc: Được đánh giá bằng sai số chu kỳ tức là giá trị trung bình của sai số truyền động bằng tỷ số giữa sai lệch lớn nhất và số bánh răng. Dao động của tốc độ quay sẽ gây ra rung động và tiếng ồn của truyền động.
- Độ chính xác về mặt tiếp xúc: Được đánh giá bằng vết tiếp xúc của biên dạng răng. Nó ảnh hưởng đến mức độ tập trung tải trọng trên các vùng khác nhâu của bề mặt răng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, tuổi thọ của bộ truyền.
- Độ chính xác khe hở mặt bên: Tức là khe hở giữa các cạnh răng trong bộ truyền.
IV. Vật liệu chế tạo bánh răng:
Vật liệu chế tạo bánh răng phụ thuộc vào điều kiện làm việc của chúng. Mỗi loại vật liệu đều phải đáp ứng đủ yêu cầu riêng, đặc biệt trong các ngành chế tạo ô-tô, máy móc, máy công cụ,v.v… Vật liệu chế tạo bánh răng thông thường là thép hợp kim Crôm như 15Cr, 15CrA, 40Cr, 45Cr hoặc Crôm – Nikien và Crôm – Moolipden như: 40CrNi, 35CrMoA, 18CrMnTi.
Với các bánh răng chịu tải trung bình và nhỏ được chế tạo bằng thép C chất lượng cao như C40,C45 và gang.
Với các bánh răng làm với tốc độ cao mà không gây ra tiếng ồn được làm từ chất dẻo, vải ép, da ép.
Với tiến bộ của ngành luyện kim, ngày nay người ta còn chế tạo bánh răng bằng vật liệu kim loại bột.
VI. Yêu cầu kỹ thuật
Ngoài các yêu cầu về độ chính xác khi gia công bánh răng, quy trình công nghệ chế tạo bánh răng cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau:
- Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đường kính vòng chia nhằm trong khoảng 0,05÷0,1 mm.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ nằm trong khoảng 0,01÷0,015 mm trên 100mm đường kính lỗ.
- Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng được gia công đạt độ chính xác cấp 7, độ nhám bề mặt Ra=1,25÷0,63
- Các bề mặt khác được gia công đạt cấp chính xác 8÷10, độ nhám bề mặt Rz=40÷10
- Sau nhiệt luyện đạt độ cứng 55÷60HRC, các bề mặt không gia công độ cứng thường đạt được 180÷280 HB.
VII. Các phương pháp gia công răng
Bánh răng là chi tiết quan trọng, có độ bền và tuổi thọ cao. Thông thường, răng của bánh răng có biên dạng là đường than khai. Về nguyên lý tạo răng,có thể chia thành hai phương pháp gia công là phương pháp định hình và phương pháp bao hình.
- Phương pháp định hình là phương pháp cắt răng mà dụng cụ cắt nó biên dạng lưỡi cắt là rãnh răng. Quá trình cắt răng không liên tục, khi cắt thì cắt từng rãnh răng một, sau đó phân độ để gia công tiếp rãnh răng khác.
- Phương pháp bao hình là phương pháp cắt răng mà dụng cụ cắt không cần có biên dạng lưỡi cắt là rãnh răng. Quá trình cắt răng diễn ra liên tục , khi cắt dụng cụ cắt sẽ lăn tương đối trên vành của bánh răng gia công và khi đó quỹ tích các đường bao của dụng cụ cắt là profin thân khai của răng bánh răng gia công.
