Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp tổng thể nâng cao tuổi bền của bộ truyền Động bánh răng trụ

Vấn đẻ đặt ra là cân phải dâu tư trang thuết bi may mĩỏe chuyên dụng dẻ chuyên mơn hĩa việc chế tạo bảnh răng và cần cĩ giải pháp kỹ thuật tống thể đề nâng cao tuối bên của bộ truyền độn

BỘ GIÁO DỤC VẢ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KIIOA IIẢ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

Nghiên cứu giải pháp tổng thể nâng cao tuổi bền của bộ

truyền động bánh răng trụ

‘Tran Vin Luong

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Duy Liêm

HÀ NỘI - 2007

Phan I: THONG HOA CAC KIEN THUC CO BAN VE » D TRUYEN

BONG BANH RANG TRU

CHƯƠNG T: PHÂN LOẠI, ĐẶC ĐIỂM, GIẢI PHÁP TÔNG QUÁT

NANG CAO TUOI BEN CUA BO TRUYEN BANH RANG TRU

1.6 Tự thuyết chung về khắc phục hư hỏng

1.7 Sơ đồ nhân tổ ảnh hưởng đến Luỗi bền của hộ truyền động bánh răng

và giải pháp tổng thể nâng cao chất lượng bộ truyền động bánh răng

1.8 Phạm vĩ đề tài đề cập

CHUONG TI NGUYEN LY AN KHOP BANH RANG TRU

2.1 Dai cwong vé banh răng tra

2.1.1 Khái niệm

2.1.2 Định ly cơ bản về ăn khớp bánh răng

3.1.3 Biên dạng thân khai

2.2 Các thũng số chế tạo cư hắn cúa bánh ring tru thân khai

2.2.1 Tạo biển dang than khai bằng phương pháp bao hình

2.2.2 Các thông số chế tạo cơ bán của bảnh răng trụ thân khai

2.2.3 Hiện tượng cắt chan rang, số rắng tôi thiểu và hệ số địch đao tối thiếu

2.3 Hiện tượng hiến dang

2.3.1 Liệ số trượt

2.3.2 Dường cong trượt

2.3.3 Nội dụng và mục đích của việc cân bằng hệ số trượt

2.4 Truyền động bánh răng Nồvi

2.4.1 Khái niệm chung

2.4.2 Những thông số hình học

2.5 Truyền động bánh răng con lăn — Cyeloid

CHUONG ILI: DUNG SAI TRUYEN DONG BANH RANG VA THIET BI

KIEM TRA BANH RANG

3.1 Cac yéu cầu kỹ thuật của truyền động bánh răng

3.3.1 Sai số hướng tâm

3.2.2 Sai số hưởng tiếp tuyển

3.2.3 Sai số hưởng trục

3.2.4 Sai số prôfin lưỡi cắt của dụng cụ

3.3 Dánh gia mức chỉnh xác của truyền động bánh ring

3.3.5 Bộ thông số đánh gia mức chính xác chế tạo bánh răng,

3.4 Tiêu chuẩn dung sai và cấp chính xác của bánh răng và (truyền động

bánh răng

3.11 Cập chính xác

3.4.2 Chọn cập chính xác cho truyền đông bánh răng

3.4.3 Dang déi tiếp mặt răng và dụng sai độ lở mặt bên của rằng

3.4.4 Ghi ký hiệu cấp chỉnh xác và dạng déi tiếp trên bản vẽ

3/§ Các phương pháp và dung cy đo các thơng số của bánh răng và

truyền động banh rang

3.5.1 Thiết bị kiểm tra sai số động học tr và đồng thời kiểm tra sai số chủ kỳ Ÿ

3.5.2 Sai số tích Iny F,,

3.5.3 Đo độ đảo hưởng tâm E¿,

3.5.4 Đo độ dao động chiêu đài pháp tuyến chung

3.5.5 Đo sai số lần F„

3.5.6 Đo độ dao động khống cách trục đo vá sai lệch giới hạn

3.5.7 Do sai số bước cơ sớ

3.5.8 Đo sai số hước vịng

3.5.9 Kiểm tra prơÏm răng

3.5.10 Đo vết tiếp xúc

3.5.11 Do khe hớ cạnh bên

3.5.12 Do chiéu day ring s

Phan Ti: CAC GIAT PHAP THU'C TE DE NANG CAO TUOT BEN VA

ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG DONG BANLL RANG TRU

42 Biện nhấp nâng cuo độ bỀn hành răng

4.2.1 Hảo trị, sữa chữa hệ thống truyền động bánh răng

4.2.2 Vật liệu và ứng suất cho phép

89 g9

101

101 10]

103

103

104 105

4.4.4 Tính theo sức bên tiếp xúc

4.5 Truyền động bảnh răng trụ răng nghiêng

4.5.1 Các thông số hình học chủ yêu

4.5.2 Tue tac dung

4.5.3 Tỉnh theo sức bền uôn

4.5.4 Tình theo sức bên tiếp xúc

4.6 Kết cầu chung của bảnh răng

CHUONG V: CONG NGHE HOA NATET LUYEN BANH RANG

5.1.1 Đặc điểm và phân loạt hóa nhiệt luyện

5.1.2 Nguyễn lý cơ bản hóa nhiệt hyện

5.2 Thâm cácbon

5.2.1 Qua trình hóa học thấm cảcbon

5.2.2 Các nhân tổ ảnh hưởng tới thấm cácbon

5.2.3 Tham cäcbon thể khi

.2.44 Tả chức lớp thâm cácbơn và nhiệt huyện sau khi thấm

5 Kiểm tra chủ tiết thâm cáchon

5.2.6 Các khuyết tật thường thấy của cÌu tiết thắm cácbơn và phương pháp dễ

phàng

5.3 Thâm nitơ

5.3.1 Qua trinh héa hoc tham nito

5.3.2 Qua trình công nghệ thắm nitơ

5.3.3 Công nghệ thâm nitơ tăng bên

5.3.4 Các khuyết lật khi thâm miơ và phương pháp để phòng,

5.4

5.4.1 Tham xianua thé khi

§.4.2 Công nghệ thắm V-N-S

5.4.3 Nhiệt luyện sau khi thảm xianua

5.4.4 Kiểm tra các chỉ tiết thấm xianua và các khuyết tật trường thấy

5.5 Công nghệ thấm cácbon vả thấm nïtơ bánh răng nhiệt độ cao

3.5.1 Những vấn để chung của qủa trình thâm cacbon va Nite

3.5.2 Thắm cácbom, mtơ thê khí

DANH MỤC CÁC KỶ HIỆU CHÍNH

IIRC Độ cứng của thang đo Rốc oen (1 500N)

HRA Độ cửng của thang đo Réc cen (GOON)

HV Độ cứng của thang do Vich ken

HB Độ cứng của thang do Brinen(D 10nnu,P

=30.000X)

fr Dé đao động khoảng cách tâm do sau một

răng,

fy Sai sé préfin ring

fx Sai số bước răng,

Tự Sai số hưởng răng,

Tự Sai sé hinh dang va vi trí của đường tiếp xúc

tobe Sai lệch bước cơ sớ

Tự Sai số động học bánh răng,

MOPAU

‘Tinh cấp thiết của để tài:

Truyền động bánh răng trụ được sử đụng rộng rãi trong truyền động cơ khí Nhưng

khi làm việc với vân tốc cao hộc tải trong lớn thi bộ truyền dỏng bánh răng này cĩ nhược điểm gây tiếng ơn và tuổi thọ khơng cao

Hiện nay việc chế lạo bánh răng ở Việt nam chỉ dùng lại ở gia cơng cơ và phương pháp nhiệt luyện đơn giản vì vậy chất lượng và độ tin cậy thấp Vấn đẻ đặt ra là cân phải dâu tư trang thuết bi may mĩỏe chuyên dụng dẻ chuyên mơn hĩa việc chế tạo bảnh răng và cần cĩ giải pháp kỹ thuật tống thể đề nâng cao tuối bên của bộ truyền động bánh răng,

Mặc dù hiện nay với sự xuất hiện các loại động cơ điện điều khiển được tốc độ bing

bộ biên lần, dộng cơ bước vv

Các máy cơng tác khơng nhất thiết phải cĩ hộp số Nhưng một diểu chắc chắn là

trưyên động bánh răng cho các thiết bị hạng nặng như trong lĩnh vực ơtơ, mnáy kéo, máy thủy, máy cơng cụ khơng thẻ thiếu các bánh răng, do các leại động cơ điện điều khiến khơng đáp ứng dược yêu cầu của các máy cơng tác về cơng suỗi và đặc tính động

eo

Hiện nay trên thể giới việc chê tạo hệ truyền động bánh răng đá được mơđul hĩa,

chuyên mơn bĩa các cơ sở chế tạo bánh răng, cung cấp các loại bánh răng cho tắt cả các cơng ty, xí nghiệp trên thể giới cĩ nhụ cầu Việc mơđun hố cĩ rất nhiều ưu điểm như

~_ Một số nhà sẵn xuất bánh rắng với năng suất thấp vả sản xuất bánh răng thơng thường khơng cần mua sắm các thiết bị, máy mĩc chế tạo bánh răng, đắt tiên nhur máy phay lăn răng mả chí cản đều tư một số máy mĩc cân thiết phủ hợp với quả mơ sẵn xuấi cịn các loại bánh răng chát lượng cao thả mưa lừ các nhà sản xuất chuyên mơn hố để lắp ráp hồn chỉnh vào hệ (hơng Diễu này sẽ giảm thiểu được việc đầu tư rang thiết bị máy quốc đất liển nhưng năng suấi sử dụng,

ác loại bánh răng chất lượng cao thì chỉ cĩ các cơ sỡ chuyên mơn hĩa mới thực

hiện dược vi các cơ sở nảy dược trang bị các trang thiết bị tốt nhát va đồng bộ trong việc chế tạo bánh răng từ tạo phơi đến cắt gọi, nhiệt huyện đo đĩ để nâng cao độ bên

của bánh răng ngồi việc đầu tư trang thiết bị máy mnĩc chuyên đụng và chất lượng cao, déng bộ các nhà máy chế tạo bánh răng chuyên dụng cân phải cĩ giải pháp kỹ thuật

tổng thể thẻ nang cao độ bên của bộ truyền động bánh răng mới đáp từng được nhu cau

về chất lượng của xã hội ngày cảng tăng,

“Giới pháp kỹ thuật tổng thẻ thể nâng cao độ bên của bộ truyền động bánh rằng trụ”

là giải pháp ứng dụng cho các nhà xuáy chuyên dụng cĩ trang thiết bị máy mĩc chuyên

mơn hĩa đẳng bộ tốt nhất, cĩ qui trình cơng nghệ chuẩn hĩa từ tạo phổi cắt gọt đến nhiệt luyện vả chí cĩ các nhà may nay mới cĩ đủ điều kiện để áp dụng giái pháp trên

6

Mục đích của đề tài:

Giúp cho người sản xuất hệ thống hóa một khối lượng kiến thúc kỹ thuật về hệ truyền động bánh răng từ cơ bản đến thực tiễn, tử nguyên lý ăn khớp dến sai số động học bánh răng, đường lỗi công nghệ tổng quan dim bão độ bên và nghiên củu thực tiến các dạng hỏng hóc của bánh răng tứ đó đưa ra các biện pháp xử lý công nghệ thích hợp

từ tạo phôi, cắt gọt dến xử lý nhiệt nhằm nảng cao độ bên hệ truyền động bánh răng

'Trong phạm vi luận văn này giải quyết những khía cạnh dat ra dai với bộ truyền động bánh răng tụ gồm bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng vì nó là chúng loại được

dùng phô biển nhất

răng trụ” nhễm góp phản giải quyết vấn dễ chất lượng bảnh rằng cho các cơ sở sản xuất

chuyên dụng bánh răng phục vụ cho các lĩnh vực cơ khi, cùng cắp phụ tùng cho máy

sống cụ, ôtô, may công cụ, mày động lục (như diesel, máy xăng ) Luận văn tập trung

vào giải quyết các về thiết kế, công nghệ và vận hành, sử dụng bảnh

răng, Lễ tài đua ra mới quan hệ có tỉnh định hướng cho các giái phép kỹ thuật nâng cao tuổi bẳn bánh răng trụ nhằm tim ra các giải pháp cụ thể cho việc nâng cao độ bền bánh răng,

Một trong những giải pháp về công nghệ là năng cao chất lượng bè mặt bánh răng,

Lễ tài đi sâu nghiên cửu các dạng hóng của bộ truyền động bánh răng và phương pháp,

hóa bên lớp bể mặt mã long tâm lả các phương pháp thấm cácben và xiamua thể khi

lội dung của bán luận văn:

Ban luan van duoc chia thank 02 phan và trình bày trong 5 chương,

Phan I: If THONG TOA CAC KILN THUC CO BAN VE BO TRUYLN DONG

BASH RANG TRU Chương I: Phân loại, đặc điểm, lý luận chung nang cao tudi bến bộ truyền

động bánh răng

Chương 11: Nguyên lý ăn khớp bánh răng trụ

Chương III: Dựng sai truyền động bánh răng và thiết bị kiểm tra bành rằng Phân H: CÁC GIẢI PHÁP THỰC TẾ DẺ NÂNG CAO TUOI BEN VA DO

CHỈNH XÁC TRONG ĐỘNG BANH RANG TRỤ

Chương IV: Các dạng hỏng, biện pháp nâng cao tuổi bên và chỉ tiên tính

toán, thiết kế bánh răng,

răng, vẫn để hỏa nhiệt luyện bénh răng Giải pháp năng cao đồ bên bánh răng bằng hen

nhiệt luyện mang ÿ nghĩa kinh tế kỹ thuật thiết thực cho nganh sản xuất may công cụ, ôtô, máy thủy trên lệ trình nội địa hóa phụ từng máy móc

Hy vọng để tài góp phần lầm kiểm giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm ngành

cơ khí Việt nam và góp phản trong sự nghiệp công nghiệp hóa nước nhà

“3

Các nội đưng của luận văn được thực hiện đưới sự hướng dẫn nhiệt tỉnh của GS, TS

Tạ Duy Liêm, nhờ sự giúp dỡ của nhiều chuyên gia về gia công cơ khi Tác giả luận

văn tỏ lòng biết ơn

Khoa lla N61 va các

Tuy đã oó nhiều nỗ lực phân đâu để hoàn thành nội dung đề tài nhưng đề tài chắc

vấn còn những thiểu sót rất mong các Thấy, các Cỏ chỉ dẫn và giúp dỡ dễ nội dung nghiên cửu được hoàn thiện hơn

Phan I: HE THONG HOA CAC KIEN THUC CO BAN VE BQ

TRUYEN DONG BANH RANG TRỤ

CHƯƠNG I PHẪN LOẠI, ĐẶC ĐIỂM, GIẢI PHÁP TỎNG QUÁT

NANG CAO TUOI BEN CUA BO TRUYEN BANII RANG TRU

m truyền ding banh ring

Truyền dĩng bánh răng thực hiện truyền động vẻ tải trọng nhờ sự ăn khớp của các răng trên bảnh răng (hoặc thanh răng)

1.2 Phan loại truyền động bảnh răng

'Truyền động bánh răng được phân theo các đặc điểm vẻ hình học và vẻ các chức

năng,

- ‘Theo vi tri tương đối trong khơng gian giữa các trục cĩ các loại

"=_ Truyền động bánh răng trụ - Các trục song song (1linh 1.1 a,b,e,đ)

=_ Truyền động bánh rằng cơn— Các trục cắt nhau (Tinh L.1 e,g)

= Truyền động bánh răng hypecbbơlit — các truc được bố Iri chéo hay

cén goi là bánh răng hypợt (Tĩnh 1.1 hà

" Truyển động bảnh, vít trục vít cũng thuộc loại tuyển động hypecbbỏlit được dùng tương đổi phổ biến

~ Theo tinh chat di động của các tâm bộ truyền ta cĩ truyền động truyền động, bình thường (Tâm các bánh răng cổ định) và tuyển động hành tĩnh khi tâm

của một hoặc nhiều bánh răng di động trong mặt phẳng quay

- Theo phương của răng (So với các đường sinh) người ta chia ra bộ truyền động bánh răng thẳng (I3ộ truyền bảnh răng trụ thẳng và bộ truyền bảnh răng

cơn răng thẳng) và bộ truyền động bánh rằng nghiêng (Răng xoỗn, rằng

cong),

-_ Theo câu tạo của bộ truyền người ta chia ra bộ truyền ăn khớp trang và bộ truyền ăn khớp ngội

- Truyền động bảnh rằng, thanh rằng dưng đề chuyên đổi truyền động từ chuyển động quay sang chuyển động thẳng (tịnh tiến) hoặc ngược lại

-_ Theo hình dạng răng cĩ các loại Truyền động bánh răng thân khai, truyền đồng bánh răng Xiclơit, truyền động bánh răng Nĩvikỏp, truyền động banh răng chốt

Truyền động bánh răng thân khai, prồfn cĩ đạng đường thân khai của vịng trên, được dung rộng rãi nhất vì răng dược gia cơng bằng dụng cụ cắt cỏ cạnh thẳng đẻ dâm

9

bảo độ chính xác không bị ảnh hưởng bởi sai số khoảng cách trục (Do đó không làm

thay đổi qui luật chuyên đông và tỷ số truyền)

- Tuy theo ket cau bộ truyền động bánh răng có thể để hở (Bộ truyền đông hở)

hoặc được che kín (Bộ truyền động kín) Bộ truyền bở không được bôi trơn

hoặc bôi trơn theo chu kỷ lảm việc với vận tóc tháp Bộ truyền kin làm việc

với vận tóc trung bình hoặc cao duge béi tron day đủ (Ngâm dầu hoặc tưởi

dau)

- Ngudi ta con chia ra: Truyen déng banh ring chiu luc va khéng chiu luc B6

truyền chịu lực được dùng đề truyền công suất, kích thước được xác định

theo điều kiên đảm bảo độ bên Bộ truyền không chịu lực được dùng chủ yêu

để thực hiện chức năng vẻ động học trên thực tế không truyền công suất, kích:

thước không phải tỉnh toán theo độ bên

Pham vi của đẻ tải chỉ đề cập tới các giải pháp nâng cao tuổi bên của bộ truyền động

banh rang tru vi vay ta di tim hiệu vẻ đặc điểm của các bộ truyền động bảnh răng trụ

Hình 1.1

143 Đặc điểm truyền động bánh răng trụ

So với các bộ truyền động khác, truyền động bánh răng trụ có đặc điểm sau đây:

-_ Truyễn động giữa hai true song song được sử dụng rộng rãi nhất chiêm

khoảng 80% tông số bánh răng được chẻ tạo hằng năm trên thế giới (2)

~_ Kích thước nhỏ gọn, khả năng tải lớn

~_ Hiu suất truyền đông cao, có thể đạt 0,97 — 0,99

- Ty so truyen không đồi

- Tuéi tho kha cao lam viéc tin cay

10

Tuy nhiên việc sử đựng bánh răng trụ có các hạn chế cần lưu ý sau:

- Bánh răng đôi hỏi chế tạo chính xác, do đó phải có máy gia công chuyên

dang ho& máy vạn nắng nhưng đụng cụ gia công chuyển dung, rhư máy

Thay vụn năng nhưng phải đừng dao play modul)

- Gia thanh bệ truyền động khả cao

-_ Khi làm việc có tiếng ên, đặc biệt trong trường hợp vận tốc cao hoặc chế tạo

bảnh răng không chính xác

-_ Sử dụng không có lợi khi khoảng các giữa các trục lớn

1.4 Phạm vỉ sử đụng của truyền động bánh răng trụ

Bộ truyền động bánh răng trụ được đùng nhiên vả chủ yếu trang truyền động của

ngành chế tạo mày, Đông thời được sử dựng trong phạm vi rộng về tỷ số truyền, công

suÃi và vận tốc

Các bánh răng được sử dụng phần lớn được chế tạo theo dạng răng thân khai Dạng

răng này có nhiễu ưu điểm: Sức bến cao, hiện suất cao và đã chế tạo Tuy nhiên cần

nghiên cửu để nâng cao khá năng và cãi thiện điều kiện ăn khớp của nó

‘Theo tai liệu J2| truyền động bánh răng được sứ dụng rộng rãi trong máy cắt gọt kim tee Trong cơ cầu truyền động chính và truyền động chạy đao, trong cơ cấu phân độ

Trơng máy tiện vạn năng, máy tiện Revonver có khoảng 80-120 bảnh rằng, trong

may phay công sôn và máy gia công khác có khoang tir 50 — 80 cai, trong may khoan cũng có khoảng 30-50 bánh răng,

Tăng năm người †a sản xuất khoảng 10 triệu bánh răng các loại với hàng ngàn kích

cổ khác nhau

Một số lượng lớn bảnh răng chế tạo duợc các nhà máy sử dụng váo việc lấp ráp và sữa chữa máy công cụ Một số khác được sử dụng cho ngành chế tạo ôtô, mày kéo và thiết bị cơ khí

Vận tốc vòng của hồ truyền động bánh răng thường cho phép ở tốc độ < 35 :30m/s

Một số bộ truyền động bảnh răng có tải trọng lớn khi ăn khớp cho phép sử dụng vận tốc

vòng trong khoảng 14-] đm.s, bánh rắng trong máy công cụ đặc thù vận tốc có thế nhỏ

hơn 6m/s

Thường cáo cơ câu chia dé trong dung cụ đo bánh răng thường chế tạa với cấp

chính xác 3-6 Theo TCVN 106784 Bộ truyền động có tôi trọng trung bịnh vá tốc độ nhanh được chế tạo với cắp chính xác 6-7 (Đa số bánh răng trong máy công cụ) Bằng 1 chí ra phạm vi sử dụng bảnh răng theo cắp chính xác

Bang 1-1

Cap chính xác của bánh răng,

(Theo độ chính xác ăn khớp và độ chính xác động học)

ay Cap chin | Máy cấp chính | ` "V 9P GEN Táy cập chính

xac thuong va nang cao ˆ cao xác thường và nang cao h xác cao

Phan lớn cáo bộ truyền động bánh răng trong hộp tốc độ máy công cụ vạn năng là

loại có hệ số tãi trọng lớn (Không thé tinh toan trước hết dược tính động lực của sự qúa

tải) Hệ số an toan 1,5-1,8 Thue tê tải trọng thường ở mức trung bình trong khoảng 0,2-

0,4 so với định mức Hiểu đồ tải trọng theo thời gian thì mức qúa tái trưng binh chỉ chiếm không qúa 5-89 so với tổng thời gian làm việc của bộ truyền

Tải trọng làm việc của bộ truyền bánh răng, có thể tác động bởi các yêu tổ lực khác

nhau, nó phụ thuộc bởi qúa trình tác động bên ngoài lên bộ truyền (Theo đó tác động

lên cặp bánh răng ăn khóp) tải trọng ngẫu nhiên và tải trọng động lực học (Lục cắt got, rìmg động của các chỉ tiết lệch tâm )

Tải trọng dộng lực học, tác động lên cơ hệ khi phay, tiện rất lớn có thể gấp 5-10 lần

ảnh răng truyền động trong máy công cụ thường được chế tạo có độ cứng bề mặt

không bé hơn 48-50 HRC Ảnh hưởng lớn mhất đến độ bên của bộ truyền động bánh

răng là vật liệu dung để chế tạo vả tính chất cơ lý của bể mặt trong vùng tác động lực lớa nhất

Khi chế tạo bánh răng phối bánh răng cỏ thể rên tự do, rên khuôn hoặc phối ép bảnh

răng, nó tạo nên tổ chức thớ có lợi Khi đập nóng giới hạn bên uốn, bên nổi của bánh ring ting 20-30% so với chế tạo bánh răng từ phôi thanh cán nóng

Nếu sử đụng công nghệ thâm các bon sau đó tôi thì tuổi bên bánh răng chế tạo tr

phương pháp phay lăn tăng lên 20-25% [1,2,3]

San công nghệ nhiệt luyện là gia công lần cuỗi bánh ring thường người ta sử đụng

hai phương pháp sau:

12

a Caring: Gia cơng nhiệt san đĩ cả rầng thường cho cấp chính xác 7-8

b Gia cơng nhiệt sau đỏ gia cơng lần cuối bằng phương pháp mài răng sẽ cho chính xác 6-7

Ca bánh răng khi đã tơi lả rất khĩ khăn, phải đảm bảo độ chính xác biến dạng vả kết

qủa nhiệt luyên vành răng

Muơn cĩ tuơi

chính xác rãi cao

cao người ta tiên hảnh mài răng sau nhiệt luyện nĩ sẽ cho độ

g thời sử dụng được tính chất tơi ưu của vật liệu chế tạo, Irong

trường hợp cân cĩ độ bên cao, độ tin cay tot nén thyc hiện mai ring

Mật cách khác là sau khi nhiệt luyện tiễn hành mài nghién với qúa trình mài này nĩ chỉ cho chất lượng, bẻ mặt và ứng suât tiếp xúc tốt nhưng khơng nâng cao độ chính xác

ché tao chung

Nan 1955 Névikdp phat minh ra dang ring trên, loại này cĩ một bánh rằng cĩ dụng răng lỗi và một bánh răng cỏ dạng răng lõm, khả năng tải của đang này cao hơn bánh răng thân khai

_ Hiện nay người ta đã đưa za bánh răng con lăn Cycloid vẻ băn chất cĩ thể coi như biển thế của bộ truyền xích và bộ truyền bánh rằng song, hai loại này được dùng Irong truyền déng rébét [18]

gáy nay với việc ra dời của dịng, cơ khiển được THỜ vào các thiết bị biến tản,

kỹ thuật số nĩ làm cho nhiều thiết bị khơng cân đến hộp tốc độ bánh răng mà vẫn thay đổi được tĩc độ theo đường cong trơn (Diễu chính võ cấp tốc độ) Nhưng nhược điểm của chúng là chỉ dùng cho cơng suất nhỏ và gia thành qúa lớn Vì vậy việc nghiền củu

nơng cao chất lượng bộ truyền động bánh răng mà đại điện là bánh răng trụ cĩ ý nghĩa

to lớn gĩp phần nâng cao hiệu qỗa qửa trình sẵn xuất cơng ngÌtiệp

Xu thể chung hiện nay bánh răng được chế tạo cần cĩ tuổi bên cao đặc biệt trong

ngành chế tạo ðtơ, máy kéo, máy cơng cụ và các thiết bị cơng nghiệp khác, Để cĩ thể để

ra giải pháp tổng thé ning cao chất lượng bộ truyền động banh ring trụ cin thiết phẩi nghiên cửu lý luận chưng về biên pháp nâng cao luỗi bền của bộ truyện dộng bánh rằng

1.5 Lý luận chung về các biện pháp nâng cao tuổi bên cửa bánh răng

Từ lý thuyết bộ truyền động bánh ring ta thấy răng ăn khớp giữa hai răng bánh răng,

ấn và trượt trên mặt răng do vay néng cao tuổi bên bénh răng ngồi chồng gấy sứt mẽ răng thi đâm bảo tính chồng mịn tức lả bão vệ cặp ma sát đồng nghĩa với việc nâng cao tuổi bên của bộ truyền động bánh răng

Theo các nhà khoa học nga [14] Phương pháp chứng chống hao mơn của chỉ

máy gồm 3 giai đoạn chủ yêu sau:

1 Xáo định đạng hao mèn hay hư hỏng: Cơ sở giai đoạn này là sự phản loại các dạng hư hĩng, phả hoại bẻ mặt ma sát, căn cử váo các dâu hiệu của qúa trinh hao mơn hay hụ hồng chính

Ww Chon phuong phap kim hểm các qửa trinh cĩ lại: Cơ sở của giai đòn này là

hiện đề thứ nhật và thứ hai của lý thuyết hao mờn

3 Kiém tra kết qủa của việc áp dụng phương pháp vào thục tê

13

1.5.1 Những vần đề chủ yếu:

'Vân để đâu tiên của việc chóng hao mòn, chóng hư hỏng là mở rộng mễn tốc độ và ứng suất pháp img voi qua trinh hao mon tình thường Oxy hỏa) dễ giải quyết van dé

nó Vẫn để chủ yêu thừ 2 của việc chồng bao mòn và hư hồng xuất phát từ luận để của

lý thuyết chóng hao món lả giảm cường đô ôxy hỏa Trên hình 1.2 trình bảy sơ đồ minh hoa phương hướng giải quyết hai vẫn đề trên Hai vẫn để co bản này bồ sung cho nhau

yết chúng một cách đông thởi dâm bảo tăng thai han sir dung va dé tn cay làm việc của máy móc Dĩ nhiên để làm được điều đây cân sử dụng tắt cả các biện pháp kết cầu (Thiết kế), công nghệ (Chế tao) và sứ dụng,

"Theo tốc độ trượt Theo áp suất pháp

Trong đó I là hàm mức háo man: 1=Ấv) và I=fp),

Hình 1.2

Việc kết hợp một cách hợp ly các biện pháp khi thiết kế và chế tạo các bộ phận ma

sắt là tiên để đầu tiên để có được khả năng chống hao mỏn cân thiết của chỉ tiết máy

Việc tạo ra các điều kiện sử dụng đâm bảo cho qúa trình hao mòn ôxy hóa là tiển để

thứ 2

Tuy nhiên trong điều kiện sử dụng thực lễ, không phải bao giờ cũng có thể chuyển được từ trạng thải vả tỉnh chất ban đâu cúa các lớp bề mặt sang các cấu trúc bên vững, Nhất là đối với máy móc và cơ cầu làm việc trong điêu kiện tốc độ trượt cao, nhiệt độ làm việc cao hay thắp, chân không cao, trong các môi trường xâm thựo hóa họ hay khí

nơ Trong những diễu kiện như vậy, dễ dâm bảo tỉnh chồng mòn cần tạo ra các cầu

trúc ban đầu của lớp bé mặt ma sát sao cho tính chất của nó không bị thay đối trong

những điều kiện làm việc phức tạp

1.82 Các biện pháp kết cấu khi thiết kể:

Các biện pháp kết cấu để khắc phục hư hỏng và nâng, cao tính chêng mòn của cáo chi tiết mày gôm: Chọn loại ma sát, xác dịnh hình dạng và kích thước các bẻ mặt làm việc, hoàn thiện biện pháp điều chính nhiệt độ, chọn hợp lý vật liệu cặp ma sắt, chọn hệ

14

thông bôi tron Hồ trí các phương tiện, các thiết bị làm kín Đảm bảo tính công nghệ

cho việc sữa chia và thay thế các chỉ tiết Dé xuất các biện pháp dễ dâm bảo cho bộ

phân ma sát khôi bị hạt mãi và tạp chất rơi vào Trong số các biện pháp về kết câu việc

chọn đúng vật liệu và phương pháp lám tăng bên của các cặp ma sát lá rat quan trong

Nguyên nhân cơ bản và cơ sở của việc thiết kế và tỉnh toán hình dạng và các chỉ tiết chia ma sát là đảm bảo chế độ hao mỏn, ôxy hóa trong khoảng tốc độ trượt và tôi trọng

an toàn Đề đảm bảo được nguyên tắc ây phải dua vao những qui luật đã biết của các

dang hao món phụ thuộc váo tốc đô trượt và áp suất pháp dễ lựa chọn các vật liệu và

môi trường., đồng thời cững phải căn cứ váo các tài liệu về ảnh hướng của kích thước cặp ma sắt (Tức là nhân tế tỷ lệ xich) đến dang hao mòn và cường, độ hao món

Các biện pháp kết câu đóng vai trò hàng đầu trong việc đảm bảo truyền nhiệt (từ cặp

ma sát ngoài) Công trình nghiên củu của nhà bác học Nga 1.G Nôxôvxki [1] đã chứng mình rằng khi không thay đôi tốc đỗ chuyển dịch tương dối thỉ việc nung néng hay làm mát bể mặt ma sắt có ảnh hưởng đến dạng hao mòn

MOL van để quan Wong trong khi thiết kế là lựa chợn đúng cặp vật liệu của các chủ

tiết ma sát và sử dụng chủng phủ hợp với chức nắng của nó trong cặp ma sát Một trong những diễu kiện chủ yếu là về bản chất là cặp vật liều không có khả năng gây tróc

Hiện nay có rất nhiều hợp kim gốc sắt, đồng, nhỏm, kẽm và chỉ dược sử dụng một

cách thành công vào chế tạo các cập Đôi với các hợp kim gốc sắt để có chế đồ chống món cao người ta hợp kim hỏa để nâng cao độ cứng và giám độ đéo.Ví dụ như các loại thép 9Cr8i,90W18, CL12Mo, CR12V1,CR12VIA vv, Cóc loại thép Gralit hỏa và các loại thép có pha Molipden, vôntam-môlipden, nhôm vv có độ chông môn cao

D6 chéng mén có tính chất chống ma sát, cũng như các tính chất sơ học của gang phụ thuộc vào cầu trúc của khối kim loại cơ bẵn, số lượng và dạng của gral, cá pha

cáchi† có trang khối kim loại đó

Các hợp kim làm việc trong điểu kiện nhiệt độ cao cân phải có khả năng chịu nhiệt

c hợp kim có gốc là các dung dịch rắn ổn định, có chứa một bảm lượng cácbit rất lớn (CrI2V1, Cr12Mo, 90W18Co5, 90W9Cr4V2CoS) Tả những loại thỏa mãn nhu cầu ấy,

Gia trị hệ số ma sát và cường độ hao món bình thường về cơ bản phụ thuộc vào tổ

hợp tính chất của các kim loại trong cặp ma sát Các chỉ tiêu này (Hệ số ma sát và

cường độ bao mỏn) sẽ lớn khi các hợp kim đồng thiếc, cadimi, nhôm, kẽm, chỉ ma sát với thép, Củo loại gang xin chdng ma sat cling 26 hệ số chống ma sát nhỏ vá độ chống hao mòn oao Trong số các bợp kim chồng ma sát có gỗo đồng, người ta sử dụng nhiều nhất các hợp kim dồng với thiếc, nhôm, silie chỉ và các loại dông thanh khác nhau

Người ta cứng sử đụng các vật liệu có ge hợp chat cao phân tử (các chải đếo gỗ

ép, textolit pöliamit, Poliprôðtylen ) để chế tạo các bộ phận ma sét Trong số đỏ

nhữmg loại vật liêu được chủ ý nhát trong thực tế là carpon và Teflon (Chất đêo có chứa

flo)

Ngoài các biện pháp trén hign nay cdc nba san xuat banh ring chuyén dung cén sit dụng các biện pháp khử khe hở động học

Thí dụ: Trước đây với biện pháp thông thưởng khi chế tạo 2 bánh răng lắp trên 2

trước hết phải chế tạo võ hộp sau đó xác định khoảng cách trục

15

và tiếp theo là chế tao bánh răng theo lý thuyết theo biện pháp này khe hở bằng 0 Nhưng thực té không thể vị luôn tồn tại sai số ở bị, dụng sai lắp ráp do đỏ luôn tốn tại khe hỡ động học

Để khắc phục khe hở này một cách chủ động một số nhà nhà sản xuất sử dụng các

ết cầu khử khe hở động học bánh răng bằng cách : Sử đựng cơ chế điều khiển và điều chỉnh bằng cách phối hợp các các cảm biến do các thông số dao động, khe hỗ, lực (lấp

đặt tai ving ăn khớp) .sau đỏ các cảm biến và các bộ truyền tín hiệu truyền tín hiệu tới

bộ diều khiển sẽ dưa ra tác déng diéu khiến hợp lý tới cơ câu chip hành

thực hiện việc điều chỉnh khe hở một cách hợp lý Ngoài ra còn sử đụng biện pháp như dùng lở xo ép các má răng

1.5.3 Các biện pháp công nghệ:

Các biển pháp này trước hết gồm những công nghệ làm tăng độ bẻn được đừng để

mở rộng rniễn hao mờn bình thưởng vá giám đến múc tối thiểu cường độ hao mởn bằng

cách tăng đỗ cứng và giảm dỗ đềo của lớp bề mặt (Và trong môi số trưởng hợp khác

bằng cách thay đổi thành phần hóa học và thánh phân pha của lớp ấy)

Các dạng công nghệ làm tăng độ bên như vậy gồm có: Làm cửng nguội bê mặt,

nhiệt luyện, mạ phủ các lớp kim loại chồng mòn, tăng bên bằng ma sát khuyếch tám, hàn dấp lên bễ mặt các lớp hợp kim chống môn, làm lăng độ bến bằng tia lửa điện vv

Các biển pháp công nghệ chế tao phi, có phôi dúc rèn, đặc biệt đổi với bánh rắng

sử dụng chế tạo bảng rèn khuôn, từ chế tạo bánh răng theo các thớ kám loại phân bố theo biên dạng răng, rên động sẽ tạo ra thở giống như biên dạng răng, đây lá biện pháp nâng cao độ bên đáng kế, bộ khuôn là vừa ép vừa nén, vừa tạo hình để có bánh ráng

thổ Do đó có rất nhiều hiệu qúa tiết kiệm thời gian, vật liệu, lượng dư cắt gọt thấp Thương pháp sử đụng tổng hợp bằng cách tăng độ bên bằng cơ học nhiệt hưyện và với gia công nhiệt hóa cũng như hương pháp mạ phủ một số loại nảo đỏ cho ta kết qúa

tốt

Các phương pháp gia công hóa nhiệt phố biến nhất dược dùng dễ làm tăng độ bên

lớp bê mặt gảm: Xêmentit hóa, Nitơ hóa, và phìn kim loại bằng phương pháp khuyêch timt thấm Các phương pháp ki loại hóa (Hay thêm kim loạt) bằng khuyếch tán (Như thấm crdm, cadimi, si He và thêm V-N-S vv ) làm cho lép bể mặt có độ cứng và độ

chồng món cao nhất Ví dụ: Đo kết qúa thâm cadumi độ cứng tế vị của lớp bẻ mặt tăng,

lân tới 18000X/mnẺ

Nhờ phương pháp nhiệt khuyếch tân, bề mặt các chỉ Hết kin loại den sẽ giấu thêm Sulphua, Clcrua, kết qủa là trước hết có thế ngăn ngừa được sự phát triển của các dạng

bư hỏng có hại (tre) vả mở rộng miền hao mòn ôxy hỏa Dạng gia công nảy còn có tác

dimg lam tăng nhanh tóc độ và cải thiện chất lượng qúa trình tả Trong số các phương

pháp gia công nhiệt - khuyếch tán, phương pháp Sulphua hỏa là phương pháp sử dụng

rộng rất nhất

Đô tăng cao tính chống raòn của các chỉ tiết máy người ta thưởng dung phương pháp

mạ điện phân Crêm Có thể làm lăng tính chống mòn cửa bể mặt lên vải lấn Khi có

nguy cơ nãy sinh trỏc loại 1, có thẻ dùng rất có kết qũa đẻ báo vệ bễ mặt ma sát với cáo tải trong không quá T6N2tun2 Khi có khả răng chuyển thành tróc loai II lop ma Crom được dùng có kết qúa nêu nhiệt độ trong vùng ma sát đưới 400°C

l6

Các bé mặt chỉ tiết cũng được mạ va hóa mạ Niken hoặc sắt Trang thời gian gần

dây người ta sử dụng rộng rãi biện pháp mạ Kiken cứng trơng đưng dịch axit Sulfuaric

'Trong công nghiệp người ta dang sử dụng rộng rãi phương pháp mạ phủ sắt bằng,

điện phân (Thường gọi tắt là mạ thép) Các phương pháp tuy điện phân hớp kim VônÑ:am bay mạ điện tổ hợp với Vônfram với Cácbua, Jorua vvv là những phương pháp có nhiễu triển vọng

+ khắc phục hiện tượng tróc nguội vả nâng cao tính chống ma sát người ta mạ lên

bề mặt mã sắt các lớp đồng, chỉ, thiếc, bạc, cadimi vv Người la cũng đang để xuất các

phương pháp mới để mạ điện phân ding thau, Bismuth, Antimon va Céban si quan điểm nâng cao tính chồng xuôn của các clu tiết máy nói chung và tróc loại Ï nói riêng thì

các biện pháp làm tăng đồ bên bễ mặt bằng phương pháp khuyéch tan mới được đề xuất trong thời gầm gần dây là phương pháp rải đáng chủ ý Những phương pháp nảy cho

phép nâng cao độ cứng của các lớp bẻ mật lên khá nhiêu nhờ việc làm bảo hòa

Cácbon, Nitơ và các nguyên tổ khác trong qúa trình ma sát ĐỂ nâng cao tính chống

mu cửa các bể mặt chịu mài mên và khốc phục hao mon do nhiét d6 cao người la tiến

hành hản đấp lên chúng các loại hợp kim chéng mon nhu: Xtélit,Véca, Xeemai vv Cũng có thể nâng cao tỉnh chống mòn dáng kẻ bằng cách sử dụng các phương,

pháp tỉa lửa điện nâng cao đỏ bên bẻ mặt ma sát, vi phương pháp nay làm tăng độ cứng

và thay đôi thành phần pha của các lớp bẻ mặt

Một phương pháp chống mòn cũng được chủ ÿ nữa là pha bột đồng, đồng thau, đồng thanh, chỉ, bạc vào dâu bôi trơn Khi ấy có thê khôi phục lại dược các bể mặt bị

hao mòn (Một cách tạm thời), giảm lực ma sát, cải thiện đáng kế chất lượng bể miat.vv

Qúa trình công nghệ cũng ảnh hưởng tới độ ổn định khi làm việc của bánh răng, đặc biệt là các bánh răng nhiệt luyện cân phải được tính tới khi chọn phương pháp gia công, tỉnh răng,

b._ Mi răng là mội nguyên công gia công tĩnh các bánh răng có độ chính xác cấp 4-

€ và độ cứng mặt răng cao Tuy nhiên vì nỏ có sự tỏa nhiệt lớn trong vùng, cắt,

cho nên mài răng có thế làm giảm độ bên tiếp xúc và độ bên uốn của rằng

© Để loại bỏ lép hư hỏng bể mặt có chiếu đây 5-20um mà không làm sai lệch proñil người ta dung các phương pháp như mài khôn rãng hoặc đánh bỏng diện các bê mặt chuyển tiếp của các răng, Với các phương pháp gia công này độ bèn uốn của bánh răng có thẻ tăng lên 40-60%, cỏn độ bên tiếp xúc có thể tăng 4-8 lần

4 Đối với bánh răng có cấp chính xác 7-8 có thẻ dụng dao phay hop kim dé gia

công tình Phương pháp này có ảnh hưởng đến bề mặt răng tất hơn phương pháp mai ring vi khong od vét chdy xảy ra và dạt năng suất cao, tuy nhiên dộ chính xác gia công của phương pháp này thấp

Tiiện may người ta sử dung công nghệ tiện cứng để gia công lần cuối góp phân năng,

cao độ bên chỉ tiết vi nó có một số tru điểm sau

- _ Giảm thời gian chủ kỳ gia công một sản phẩm

-_ Giảm chỉ phí đầu tư thiết bi.

~_ Tăng độ chính xác

- Dat dé bong be mặt cao

- Cho phép nâng cao tốc độ bóc vật liệu (từ 2 - 4 lần), nâng cao năng suất gia công

~ Gia công được các contour phức tạp

- Cho phép thực hiện nhiều bước gia công trong cùng một lần ga

- C6 thé chon gia céng cỏ hoặc không có dung dịch trơn nguội Gia công khô tránh được cho phí dung dịch trơn nguội và không cỏ chất thải ra ra môi

trường

a Mở đầu:

Trước day, một số chỉ tiết sau khi nhiệt luyện phải qua công doan mai, mai khôn Những công đoạn nảy thiêu tính linh hoạt vả tôn nhiều thời gian Một hạn chế

nữa là chỉ phí cho dung dịch trơn nguôi của các công đoạn mải khá cao Những lý

do trén lam tăng chỉ phí cho các công đoạn gia công chính xác Mặc khác chất thải

ra khi mải ngảy càng gây 6 nhiém môi trường, thúc đầy các nhà sản xuất loại dần khâu mài trong quy trình công nghệ gia công chỉ tiết

Tiện cứng lả phương pháp tiện sử dụng dao bằng vật liệu siêu cimg CBN (Cubie Boron Nitride), PCBN, PCD hoặc ceramic téng hợp thay thê cho mài đề gia

công thép đã tôi (cỏ đỏ cứng lớn hơn 45HRC), phương pháp này cỏ thể gia công

khô và hoàn thành chỉ tiết trong cùng một lan gả Cấp chính xác khi tiện cứng đạt

1T6 và độ bóng be mặt (Rz = 2 - 4 micromet), có thê so sánh với chất lượng khi mài

b Thiết bị:

ĐỀ thực hiện được công việc tiện củng, máy tiện phải cửng vững, có đủ tốc độ

quay trục chính vả công suất phủ hợp Rưng động lả kẻ thủ tôi tệ nhật của dao CBN

Mây tiên CNC được đề nghị thực hiện công việc tiên cứng Nhưng máy tiện điều khiển bằng tay cũng cỏ thẻ được sử dụng hiệu quả Một máy tiện điểu khiên bằng

tay phải ở trong tình trạng tốt và có rất it khe hở trên bản trượt ngang vả u sau

May Emco Tum 332Meplus ctia hang Emco (Ao)

18

Dụng cụ cắt

Các mãnh hợp kim CBN thường sử đụng cho tiện cứng 14 CNGA, DNGA, VNGA, CNMP va ING Các mãnh hop kim cương được sử dụng chơ tiện cửng là CCMT, CPGM, và DCMT Nói chúng các mãnh hợp kùn sử dụng cho tiện cứng chứa Khoảng 50% CĂN tùy nhà chế tạo Mặc khác, loại chúa hàm lượng CHÀ cao

hơn sử dụng cho phương pháp tiên truyền thông dễ gia công các vật liều mềm hơn

như kim loại bột, gang, vả một vải hợp kim đặc biệt

So với mãnh carbide thì các mảnh CBN đất hơn đáng kế (Từ 4 - 5 lần), nhưng

đao CN chế tạo được nhiều săn phảm hon Chi phi dao cụ sẽ không đáng kẻ khi tính đến việo loại nguyên công uuải tỉnh Nhiều xưởng sẵn xuất gòn nhận thấy rằng việc giãm chí phí dung địch trơn nguội do cắt khô bù đắp lượng chí phi cao hơn về

CBN (cubic boron nitride - Nitrit bơ lập phương):

Nilnit bo lap phương Tà một loại vật liêu hạt mài mới được tổng hợp đưới dang

tinh thé ti nitrit bo sau canh với chất xúc tác kim loại, nhiệt độ khoảng 1.500°C va

19

áp suất khoảng 100.000kgf/cmẺ, tạo ra cầu trúc tính thẻ bẻn, cứng, có dạng khối với

các góc sắc bén

CBN cúng gần gắp đôi Al:O; va có khả năng chịu nhiệt đến 1371 °C trước khi

vỡ vụn Vật liệu này cỏ khả năng cắt thép giỏ để dàng và chính xác, và tốt hon kim

cương trong nhiều ứng dụng CBN dùng đẻ cắt nguội và chịu được hỏa chất đổi với tất cả các muối vô cơ và hợp chất hữu cơ,

Do độ cửng cực cao nên các đá mài được lam bang CBN có khả năng đạt độ

chính xác rất cao Các di mai này đỏi hỏi sự chỉnh sửa rất it và cỏ kha ning lay di lượng dư đều đặn mà không cần bi mén da Do tác động cắt nguội nên rất ít hoặc

không có sự hư hỏng bề mặt chí tiết gia công CBN 100

+ Type-T- là loại hạt mài không có lớp phủ, don tinh the có mảu đen, độ dại

trung bình Mật độ tinh thê là 3,48g/em” Thường dùng trong đá mài chất dinh kết

bang kim loai Ap dung đề mải trục cam, cam, mải thép va hop kim etia thép, thép dụng cụ và thép giỏ, mài các chỉ tiết của động cơ tua bm khí như van, vỏi phun,

-_ CBN400 là loại đơn tỉnh thể (mật độ 3,48g/cm`) với độ dai đứng sau họ

CBNS00, tuy nhiên hình dang của nó sắc cạnh hơn, cho phép tiêu hao năng,

lượng khi mải it hơn nhiều, tuổi thọ cao Áp dụng cho mai tron ngoai, tron

trong, mài dụng cụ và khuôn mài hai đĩa

20

phay thê thép tôi, thép đựng cụ tôi, thép cacben và thép hợp kim, Ni và vật

liệu nên coban, Mài và mài khôn gang, thép tôi và không tôi

CBN1000: tinh thé mau đen (Mật độ 3,48g/cm”), dai hơn loai Type-I, tiêu

lo năng lượng ít hơn Lơại này được áp dụng để màn cam và trục khuỷu, nuải

đụng cu và dao cắt mải các vật liệu làm các chỉ tiết trong lĩnh vực không

Tải vật liệu được gia công bằng tiện cứng không hạn chê, ngay cả đổi vải thép rên

đã tôi, thép gió, và hợp kim cứng bề mặt stellites Việc hợp kim stellites có thể gia công

bằng tiện cứng đã mở rộng khả năng của tiện cứng kể cả công việc sửa chữa Vật liệu diễn hình dược tiện cứng là thép 5120 (6ZHRC), 1050(62HRC), 9310 (G0HRC) và 4320

(60-62HRC)

21

Khi tiện cứng, nêu cắt với tốc độ tháp hơn tốc độ quy định, mảnh CBN sẽ mỏn nhanh chóng va hư hỏng Nhiều nhà máy chế tạo ö đỡ, bánh răng và trục bằng thép đã

tôi sử dụng quá trình này

Họ có thê đạt dung sai kich thước đến +0,01mm hoặc tốt hơn với thời gian chế tạo lâu và độ bỏng bể mặt tuyệt vời Hơn nữa, máy mải cỏ thẻ đất gắp 2 - 3 lần máy tiện

Trong nhiều nhả máy, họ đã thay thé tiện cửng cho mài truyền thông, giá đầu tư thiết bị chỉ bằng khoảng 1⁄3 Hơn nữa, thời gian chu kỷ và điều chỉnh ngăn hơn nhiều khi sử

mit), Bang cach lam thay déi điều kiện sử dụng có thẻ tác động vào điều kiện hao mòn

bình thường cũng như cỏ thể ngăn chăn được sự nảy sinh các dang pha hoai có gây hư hỏng bẻ mặt chịu ma sát

nhiệt trong vùng tiếp xúc

1.6 Lý thuyết chung về khắc phục hư hỏng

1.6.1 Yếu tố công nghệ

Đôi với các bộ phận ma sát trượt cỏ thể nâng cao độ chống mỏn của cặp lảm việc

bằng cách mở rông khoảng hao mỏn bình thường và giảm đến mức tối thiểu cường độ hao mén trong khoảng ấy

Có thê mỡ rộng phạm vi hao mòn bình thường bằng cách ngăn chặn tróc loại I và II Muốn vậy cân phải thực hiện điều kiện Vase < Very bang cach giam Vụø hoặc ting Vxy

Việc phận tich qua trình trỏe của các chỉ tiết máy khi làm việc cũng như việc nghiên cửu bản chất các qui luật, hiện tượng ấy trong điều kiện thi nghiêm chứng mình rằng

22

trác phụ thuộc vào cầu trúc tĩnh thể và các tính chất cơ lý của kim loại chịu ma sát Xu

hướng bị tróc của kim loại cũng phụ thuộc vào khả năng hình thành của các lớp mảng

Gxyt khi chứng ma sát cũng như vào tính chất của các màng ấy

ác nhà khoa học Nga cho rằng có hai phương pháp ngắn chặn tróc keại Ï chủ yếu

dựa vào các biện pháp công nghệ:

a Nang cao độ cúng và giảm độ đèo của vật liệu ở láp bể mặt bằng cách sử dụng các biện pháp công nghệ làm tăng độ bên khác nhau

xúc bằng phương phả hóa lý Có thể thực biện sự bảo cách làm tăng cường sự hình thánh của các màng khác nhan Lrên

bằng cách chọn cáo cặp vật liệu hoặc bằng cách tạo ra các bê mặt cáo

kim loại và hợp kim không bị trúc

Cáo hợp kùn dạng dung dịch rắn có câu trúc di thể (Không đồng nhất) thể hiện rõ

rội, cũng như ede kim loại mà lợp kim trên gốc kim loại ấy có mạng lĩnh thẻ lục

phương là những loại vật liệu ít trỏc nhất Dễ tạo thành các màng phi kim loại trên bề

mặt, có sử dụng các biện pháp thâm Sulfua Phét pho, Silic lam ting dé bén bằng

phương pháp khuyếch tán hoặc Grañt hóa Các lớp kim loại và hợp kim không bi téc

dùng cho thép tạo ra bằng mạ điện phân: Mạ đồng, đồng thau, 13itsmui, Côban Vanadi vv Trơng số các biên phép sử dụng để chống tróc loại T có biên pháp sử dụng các loại chất bởi trơn có pha chồng xước

Đề khắc phục lrư hỏng tróc loại H phải thục biện được điều kiện V„marVạ„„ Đặc điềm của dạng hư hỏng đây là cáo lớp bê mặt bị nung nóng đến nhiệt độ cao, tính chất của kim loại và chất bôi trơn thay đối rất mạnh, đo đó trước hết cân phải giảm tốc độ phát triển của các qủa trình (V Nhiệt độ sinh ra trong vùng ma sát không được vượt qữa nhiệt độ lới bạn ứng với độ bên nhiệt côn khm loại vũ dẫu bôi trơn (lạt, lạ bộ

tite 1a: t<ty ty, t& tee th,

Có thế (hực biện bát đắng thnte Vaier<Vary bằng bai cách: Tăng độ bên của kim loại chịu ma sắt và dâu bôi tren và giấm nhiệt rong ving, ma sit o6 thé dat được các yên cầu,

trên bằng cách sử đụng một cách hợp lý các biện 1 kế (Kết cấu), sông nghệ

(Chế tạo) và sữ đụng, Trong số các biện pháp về kết câu để chồng hao môn đo nhiệt độ

có biện pháp làm nguội ving ma sat bằng cách sử dụng chất lỏng hay chất khí Cũng có

thế giảm nhiệt độ xuông khá nhiễu bằng cách chọn hình đáng, kích thước của bộ phận

ma sat, sao cho trong điều kiện đã cho chúng đám báo đây đủ sự tỏa nhiệt cần thiết cho môi trường xung quanh Để tăng độ bên nhiệt của thép có thể hợp kim hóa nó bằng các nguyên tổ vônRam, vaadi, titan cting như các biện pháp nhiệt luyện đặc biệt Cũng

nhằm mục đích ay người Ia côn sử dụng các lễ hop gém kim loại củng gồm Cácbus

Crêm, Vonfram, Vanadi, Titan với cáo chất đính kết Côban hay chât dính kết lchác

b Bảo vệ các bê mặt h

Trong sô các biện pháp công nghệ để khắc phục hao món nhiệt có các phương pháp

gia công bề mặt tạo ra các màng phi kun loại (Cac mang Sulfua, Phétiua, Oxyt )

Biện pháp hàn đắp những hop kim cứng và bên nhiệt đặc biệt lên mặt ma sát cũng là

biện pháp có hiệu qữa

lIiện nay người ta sứ dụng các biện pháp phun phủ lên bê mat rna sát một lớp mỏng

TIN, TIC, MO¿N, A12O bằng hai công nghệ: CVD và PVD (15)

23

Trong số cáo biện pháp sử dụng để khắc phục hao mòn nhiệt có các biện pháp làm

giảm công ma sát riêng và do vậy biện pháp giâm nhiệt dược sinh ra Có thể dạt dược

các yêu câu trên các biện pháp:

a Thứ nhất: Đảm bảo các chế độ không bị qủa tải

b._ Thứ hai: Sử dụng các biện pháp làn giảm hệ số ma sát, lâm lãng cường độ tiến

triên của các qủa trình hình thành các câu trúc thứ cấp Việc chế tạo và sử đụng sắc chất pha chóng xước đã mở ra khá năng to lớn đẻ khắc phục hao mòn nhiệt của các chỉ liếi máy Việc pha thêm vào dầu bôi trơn Silicua mélipden,

‘Niruabazo, các loại tro hữu eơ của sắt cho phép loại trừ sự phát triển của hiện

tượng iróc nóng

Để giảm hao mon dến mức tôi hiểu cần dâm bảo cho tốc dộ qủa trinh éxy hoa thi

tru Từ việc phân tích cơ chế hao mèn ôxy hóa (Bao gồm sự tiền tiền đồng thời của qúa

trình biển dạng đéo và qủa trình khuyếch tán) ta thấy rằng biện pháp giới hạn phạm vỉ

hao mon dxy hoa theo hai cách

a Một là: Bang, cach thay déi tính chất cơ học nói chung (Tính dẻo nói riêng) của

lap bẻ mặt của kim loại

b Hai la Bang cach thay đổi ban chất hóa học của áu trúc thứ cấp, xuất hiện

do kết qủa của sự hấp thụ và khuyếch tán các thành phân hoạt tính của môi

trường lỏng và khi vào các lớp bê mặt km loại

Việc hạn chế tính déo và nàng cao các dặc tỉnh chống món của câu trúc thử cải

đần tới việc làm giảm cường độ hao món õxy hóa Có thể thực biện được điều đó

cách sử dụng cáo biện pháp như tôi cao tân, cùng cáo đạng gia công nhiệt hóa kháo nhau, kun loại hỏa (Thâm kim loại) bằng phương pháp khuyéch tan, lam tang độ bén

bằng ma sát-khuyếch tán, mạ crồm điện phân

Việc điều khiến các qúa trình hóa học trong khi qúa trình ö«y hóa tiễn triển phức tạp hơn nhiều Tủy theo điều kiện tải trọng và nhiệt độ trong vừng tiếp xúc, lượng öxy của không khí có thế dư tối ưu hoặ tôi đuệu Trong wubng hop du qua tink bao muỏu diễn

ra với tốo độ cao Trong trường hẹp thủ 2 với tốc độ tối thiêu, còn trường hợp thiêu ôxy

có thể chuyển Hành qúa Irình trỏc Trong trường hợp hao môn cơ hóa tổng quát, cùng

độ hao mòn các bề mặt chịu ma sát của kửm loại không chỉ được quyết định bởi lượng,

ôxy mà còn bởi tỉnh chất của các chất hoạt tính hóa học khảo

Có thế làm thay đối cường độ hao mèn giảm đi nhiều bằng cách cho bể mặt ma sát

không clúu tác dựng của ôxy bằng các lớp kim loại mèm mỏng (Ví dụ như thiếc) Việc

pha thêm đầu bôi trơn vào các chất pha nhằm làm kim ham qua trink éxy hóa, cũng như việc tạơ ra các chế độ nhiệt tôi ưu chơ các bộ phận ma sát, cũng lâm giảm hao mon

Các phương pháp vả biện pháp mớ rộng miễn hao mẻn bính thường và tối thiểu hóa

Trao mòn được trình bày ỡ Sơ đồ 1-3

Khi bộ phận ma sát được làm việc trong môi trường mải món thì hao mòn öxy hóa cũng là dạng hao mòn cho phép

Vi vậy việc nâng cao tính chống môn của bộ phận ma sét trong những điều kiện như vậy cũng có thẻ đạt được bằng cách mở rộn miễn hao mòn ôxy hóa bình thường và giám cường, độ của nó tới mức tôi thiểu

24

Dé chdng mai mòn cân phải thục hiện điều kiện Vạ„ < V¿„y Do đặc tính của mài mon được tạo nên bởi sự có mặt của mỏi trường hạt mài trong vũng rua sắt, cở thể thực

lên được bất đẳng thúc trên chủ yếu bằng cách nâng cao sức bên chống cắt và xước

đổi với vật liệu hạt mái, đồng thời hạn chế bớt kha ning các hạt mái rơi vào vừng ma

sắt

Do vay có thể chống mài mòn bằng các biển pháp kết câu, công nghệ cũng như sử

đụng

Về kết cần cân lựa chọn các hệ thống lọc dầu bôi trơn và không khí khác nhau bảo

đâm việc lọc sạch không khí và dâu bôi trơn củng nửnư các bộ phận! bảo vệ cho bộ phận

ma sát khởi bị cáo hạt mài rơi vào Cúc biên pháp công xghệ nhằm dạt đuợc sức bều lớn nhất chống lại tác dụng của cáo bat mai trong s6 đó có sử dụng oác loại thép và hợp kim đặc biệt cũng như các biện pháp gia công nhiệt Nhiệt hóa và các phương pháp làm tăng độ bên bề mặt ma sát khác Việc sử đụng các phương pháp hàn đắp các hợp kim đặc biệt có độ cứng, độ bên và độ dai cao lên bể mặt các chỉ tiết cũng cho phép nâng cao đăng kể độ bên chồng môn Có thể thực hiện tối ưu hóa cường độ hao môn dxy hóa

các bộ phận ma sát làm việc trong môi trường mài mòn bằng cách sử dựng các phương

pháp làm tăng độ bên khác nhau dễ nâng cao dộ củng của lớp bể mặt, và do vậy tạo ra các mảng âxýt bên mản, phương hướng và biện pháp nâng cao tính chống mài màn dược thể hiện trên Sơ dỗ 1-3

25

Khac phuc tréc loai I Mỡ rông giớt hạn hao Khắc phục hư hỏng

mòn ôxy hóa tróc loại II +

Hao mon dxy hoa binh

thường khi ma sắt trượt

đề tạo kim bối ma thước vật hợp dâu lớp loại trơn sat hop tiệu kim chống

be ma chống biệt việc chế mật gắt, xước tân đệ

Hạn chè độ Mạ crêm Pha vào Chăn cho 'Tôi ưu hóa

của lớp bè chất phụ bị ôxy hea việc của bộ

và thấm

kim loại

Hình 1.3

26

Khi ma sét Jin ofing tén tại chế độ ma sát binh thường, và không bình thường Có thê

nâng cao tỉnh chống mái mòn khi ma sát lăn bằng cách ngăn ngừa qúa trình mỏn, đồng thời tối thiếu hóa hao mòn ôxy hóa

Nhiễu công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng nguyên nhân xuất hiện hao mòn do mdi

là sự biến đạng đèo của lớp bề mặt và hiện tượng mỏi đặc biệt của kim loại Do vậy để

ngăn ngừa hao mòn can đâm bảo cho ứng suất tiếp xúc không vượt qua giới hạn chây của lớp bê mặt kim loại đđng ở trong một ứng suất đặc biệt

Việc sử dụng thép hợp kim đặc biệt và nhiệt luyện làm lăng giới hạn cháy cửa kim loại Khi cân phải đếm bảo chế độ nhiệt độ sao cho có thế bảo toàn được các

~_ Thủ lên bê mắt lăn tuột lớp mảng mông kim loại đẻo (Thí đụ như thiếc)

Các công trình nghiên cửu cho thấy, việc nảng cao cấp độ nhân và việc phủ một lớp kim loại đếo sẽ làm tăng điện tích tiếp xúc thục tế và phân bổ ứng suất trên bề mặt ma sát dếu hơn Việc tăng độ cửng sẽ làm giãn độ sâu và cường dé bién dang đéc Tắt cả

nhữmg biện phá rủi ngắn qúa trình rà và lảm tăng thời gian của thời kỳ hao mờn

binh thường lên rõ Tệt

Tối thiếu hóa hao mòn khi có ma sát loại 2 (I3ảo vệ bé mặt kim loại khỏi dư ôxy) Bién phap nay 26m việc phú một lớp kim loại mẻm có tác dụng ngăn cách lên bê mặt,

việc chắn bể mặt làm việc hoạt tính bê mặt được hập thụ lột Việc phá các

chất chống ôxy hỏa vào đầu bởi trơn tổng hợp bằng hình 1-4

Phương hướng và biện pháp khẢc phục phá hủy mỏi và tối thiểu hóa dạng bao mèn ôxy hóa bình thường trong diễu kiện ma sát lần được trình bảy bằng sơ đỗ sau:

Hạn chế Khả năng 'Mở tổng phạm vi Nâng cao độ bên

các hạt mãi rơi vào hao mòn ôxy hóa chỗng cắt, xước

các hệ phần Hao mòn ôxy hóa thép và | | các loại

thống | | bảo vệ trong môi trường có hợp công

Hạn chế độ đéo và nâng cao độ củng của lớp bẻ mặt bằng cách sử dụng

cáo loại công nghệ làm tang độ bên bê mặt

1.6.2 Yếu tổ vận hành bão dưỡng, sữa chữa

Trong công nghiềp hiện đại ngày nay, để đàm bảo hiệu quả tối đa cho sản xuÃI, nâng cao tỉnh li cậy, tuổi thọ trang thiết bị nồi chúng, hệ thông bánh răng nói riêng vẫn đỄ bảo trì, bảo

dưỡng máy trở nên ngày cảng quan trọng Phương pháp hiện đại trong báo trí máy không chỉ

đàm bảo cho các cơ sở sản xuất có được phương tiên làm việc tôi tu, mà cón là nhân tổ chỉnh

để làm giảm giá thành sản xuất Trong nên kinh tế thị trường hiện nay ở Việt Nam, nhu cầu tầng năng suất, giảm giả thành sẵn xuất trở [hành thục tế “ning” trong moi xi nghiệp, nhà máy

Đo đó việc việc bảo dưỡng, sữa chữa định kỷ đóng vai tro rất quan trọng trong việc nâng cao tuổi đời của máy móc nói chung, hệ thông truyền động bánh răng nói riêng Việc bảo trì sữa

chữa cần được thục hiện theo lịch trình eơ bản sau:

- lão dưỡng định kỳ: Ca/ngày4uận tháng

- Sữa chữa theo cấp độ theo tiến trinh sản xuất ( Liễu tụ, trung tụ, dai tu)

- Sữa chữa tỉnh huống (Sự có }/- Giám sắt theo đối liên tục

28

1.7 Sơ dồ nhân Lỗ ánh hưởng đến tuỗi bền của bộ lruyền dộng bánh răng và giải

pháp tổng thể nâng cao chất lượng bộ truyền động bánh răng

Đặc tính của bánh răng Độ chính xác hình học Các yêu tổ thuộc về sử

-_ Đô bên tiếp xúc - Khi chế tao bank - Bội ơn

-_ Đệ bền môi khi vin chỉnh bánh răng = Bao ti ky thuật

Các thông số ảnh hưởng tới chất hượng banh rang:

~_ Độ cứng (Đô cứng lề vỉ) lớp bê mặi

- Độ ửng (Độ cứng tê vì) lớp lõi

- Dộ dây lớp hóa bên (Có hiệu ga) -_ Câu túc tế vi lớp bề mặt

- Câu trúc tễ vi lớp lãi

- #% Cacbon chứa trong thành phản lớp bẻ mặt

-_ %4 NHơ chứa trong thành phẫn lớp bề mặt

- % Kim loại hóa bên chúa trong thành phần lớp

bễ mặt: kích thước hạt trong lớp bễ mặt và kích

thước hạt trong lớp lõi

'Thành phần hóa học | kết cầu

của thép chế tạo BR | Bảnh

29

1.8 Phạm vỉ để tài đề cập

Tại mục 1.7 để cập đến các nhân tổ ảnh hưởng đến tuối bên của bánh rằng trụ cũng

nh giái pháp kỹ thuật tổng quát để nâng cao chất lượng của bộ truyền động bảnh răng

trụ Để tải lần lượt đề cập đến các nhân lô ảnh hướng: trực tiếp đến L lượng bộ truyền

động bánh rắng và đề tài chỉ tập trung vào giải pháp nâng cao tuôi bên của bộ truyền

động bánh răng bằng phương pháp bảo tì, sữa chữa và nhiệt luyện (thấm các bon và thấm nito),

Thương pháp bảo trì, sữa chữa tỗi sẽ đuy trì hệ thống hoạt động lĩn cậy, nâng cao

được tuổi thọ của hệ thông bánh răng và mang lại nhiều lợi ich kinh tê trong sản xuất

Phương pháp thâm sẽ làm cho bể mặt có độ bên mới tốt, độ chịu mỏi cao, giới hạn

bên tăng nhưng vẫn giữ dược dộ dẻo dai nhờ lớp tôi có ham lượng các bơn thấp vi vay

cho phép kh năng chịu qúa tải và tải trọng va đập, tránh cho răng bị gãy, sứt, mẽ

Phương pháp thấm cácbom, thấm nito rất có ý nghĩa khi chế tạo phụ từng cho ngành

ôtô, máy công cụ và cáo máy :nóc khác, nhằm nâng cao chất hượng sản xuất máy mác

30

CHƯƠNGH NGUYEN LY AN KHOP BANH RANG TRU

2.1 Dại cương về bánh răng tra

2.11 Khái niệm:

1 Cơ cầu bánh rằng có 2 khau đồng được nối với nhau bằng khớp cao đưng đề truyền

động quay giữa hai trục với một tỷ sẻ truyền xác định thông thường bằng hằng số

Bọi tị và œa là cận tốc gốc của trục đến động và trục bị động của cơ cầu bảnh răng,

va ty la Ly 86 Iruyên của nó thì theo định nghữa

bị Cơ câu bảnh răng tra cé hai khau gọi là bảnh rằng, tý số truyền của cơ câu lả hằng

số, mỗi bánh răng là một bánh răng trụ trên xoay trên đó cỏ một vành rằng gêm cáo

răng giảng hệt nhau bổ trí cách đều nhau Khi truyền động cáo răng thay nhau tiếp xúc với các răng của bánh răng bị dộng làm cho bảnh răng bị dộng chuyển dộng theo, quia trình này gọi là qua trình án khớp

Trên một mặt cải vuông góc với trục cửa bảnh răng vành tăng được giới bạn bởi

giữa hai vòng tròn đẳng tâm: Vòng đính C, có bản kính r„, vòng chân C¿ có bán kính rạ

tam của hai vòng tròn này cũng là tâm bảnh răng

Cũng trên mặt cắt nay mdi răng của banh ring dược giới hạn bởi hai bên bởi hai

đoạn cong gọi là các biên dạng răng đối xứng của nhau đối với một đường thẳng đi qua

tâm bánh răng Gọi C¿ là một vòng tròn đồng tâm với vòng đỉnh và vòng chân và có

bản kính bằng r„ tr <ty <z, thì khoảng cách trên vòng tròn C, giữa hai bin dang réng liên tiếp cùng phía dược gọi là bước rằng trên vòng C, ký hiệu p„

Goi z la sé rang của bánh răng và do cáo răng bề trí đền nhau nên ta cá

rảnh răng trên vòng C„ ký hiệu la W„ (Hình 2.1) Tắt nhiên ta có:

Ps

2.1.2 Dink by co ban du khép banh ring

'Tÿ số truyền của cặp bánh răng phụ thuộc dạng đường cong được chọn lảm biển

dang Bay giờ La hãy xét xem để đâm bao một tỷ số truyền không đổi đường cong biên

đạng răng phải thỏa mãn điều gì?

đạng mày hiện đang tiếp xúc v rau lai mat vi (ri M Các điểm thuộc các biêu dang

rang, 1d va U2, hién dang tiép uc tai diém M goi la cdc diém My va Mạ Trong chuyên động tuyệt đổi bánh răng 1 quay quanh O¡ với vận tốc mm; bánh răng 2 quay quanh Ö; với vận tốc m; Bây giờ ta hãy xét chuyến động tương đối của cơ cản đổi với banh răng, 1: Bánh răng 1 khi đó đứng yên và bánh rằng 2 có chuyển động quay kép quay quanh

tam Ö; với vận tốc #; và quay quanh Ơ với vận LỐc oy

'Trong chuyển động nảy vận tốc của Ó; bằng:

"—

'Tức là vuông góc với đường nổi OO;, còn vận tốc điểm M,;

32

vu„„, năm trên đường tiếp tuyến chung của cdc bién dang Tj, và lạ tại diém M

“Tâm quay tức thời của bảnh răng 2 trong chuyển động tương đối với bánh ring 1 như vậy là giao diểm P của dường nn' vuông góc với véc tơ "32 tại M và dường nỗi

O¡Ô; vuông góc với vécLo P46,

Gọi Pị và P; lần lượt là các điểm thuộc bánh răng 1 vả 2 hiện đang trừng với tâm quay tức thời P và vận tốc tương đối giữa các điểm này là ta thì tạ có

Công thức (2.4) chính là nội dưng cña định lý về ăn khớp được phát biểu như sau

_ “Đường pháp tuyển của hai biên dạng răng tại một vị trí tiếp xúc bắt kỳ cắt dường

nỗi tâm hai bánh răng tại một điểm chía khoảng cách tâm thành những đoạn tỷ lệ

nghịch với vận lốc gốc của các bảnh rắng ”

Vi các điểm Qị, O; có định do đó để tý số truyền ¡\¿ không đổi thị điểm P phái là

một điểm số định trên dường nối Lâm, tức là

“Đỗ thực hiện được một tỷ số truyền bằng cặp biên dang rang an khỏp với nhau phẩt

thỏa mãn điều kiện sau: Pháp tuyển chung của các biên đạng tại vị tri tiếp xúc bắt kỳ

phai cắt đường nói tâm của hai bánh răng tại một điểm cổ định”

Chủ thích

1 Điểm D, lâm quay Lức thời trong chuyển động, tương đổi giữa hai bánh răng được

gọi là tâm ăn khớp của cơ cầu bánh răng, Khi tỷ số truyền bằng hing sé thi tam

ăn khớp P Tà một điểm cổ định trên đường nói ủa hai bánh răng, Qũy đạo

cúa P trên các mặt phẳng gắn liển với hai bánh răng khi đỏ là hai vòng tron lin

lượt có tâm là Ôy, Ö; và bán kinh lần lượt bằng:

T¡=ÓIP;, r;=QOP

vi từ công thức (2.4)

@OP =0,0,.P (2.4)

Nên khi cơ câu chuyền động hai vòng tròn lăn không trượt trên nhau và do đỏ

được gọi là vòng lăn, kỹ hiệu lần lượt là C'¡ và C?¿

33

Trong công thức thay O¡P và O¿P lần lượt r”¡ và r; sẽ được:

Gs)

Oh, Ơ; (Hình 2.2a) thi

cac doan U.P, O,P nguoe chiéu nhau và tỷ số truyền có gia trị âm, các bánh Tăng quay ngược chiều nhau Các vòng tròn lăn khi dỏ ngoại tiếp với nhau vá cơ

cầu bánh răng được gọi là cơ cấu bánh răng trụ ăn khớp ngoài Khi tâm ăn khớp

P nim ngoài khoảng cach tam Qj, OQ; (Llinh 2.2b) thì đoạn Ø;P, Ở;P cùng chiêu

thhau, lÿ số truyền có gia trị dương, các bánh răng quay cũng chiều nhau, khi đó

vong, lan nội tiếp với nhau và cơ cầu bánh răng, được gọi lá cơ cầu bánh răng trụ

3 Tir chimg minh dinh lý cơ bản vé an khdp la vé cde nhan xét sau

a Vi pháp tuyến của hai biên dạng răng tại vi trí tiếp xúc M di qua tam ăn khớp Priên ngược với điểm chiếu vuông góc của P xuống một Irong hơi biên dạng răng là vị trí tiếp xúc M giữa chứng

b Goi øay là vận tóc góc của bánh răng 2 trong chuyên động tương đôi với bánh

răng ] thả vận lốc lương đối của điểm My (Trên biên Rạ) Đối với điểm MỊ

(Trên biên 11) tức lá vận tốc trượt giữa hai biển dang bang:

Vamm ®IPM (16) Voki On =0, @

Vì øs khác không do đó vận tốc trượt giữa các biên dang chỉ bằng không

khi PM 0, tức là khi vị trí hếp xúc MI giữa hai biên dạng trùng với lâm ăn khớpP

4 Trong chuyến động tương đối của bánh răng 2 đối với bánh răng 1, biên đạng Bị,

đứng yên cón biên dạng B; chuyên động vả luôn tiếp tuyển với Hị, bủc là hợp

thành một họ đường cong tiếp tuyển với Bị (Hình 23) Nhu vay rong chuyển

động tương đổi này Tạ, là hình bao oủa la Tương tự như vậy, trong chuyển động tương đổi của bản kính 1 dối với bản kinh 2, E; là bình bao của Eị Nói tòm lại hai biên dạng ăn khớp với nhau là bao hình của nhau trong chuyển động tương

đối giữa chúng,

213 Hiên dạng tuân khai

Vi hai biên dạng ăn khớp nhau là bao hình của nhan trong chuyền động tương đổi

giữa chúng nên về nguyên tắc khi đã chọn một dường cong dưng làm biên dang thử

nhảit, các phương pháp bao hình ta luôn xác định được dạng đường cong đùng làm biên dạng thử 2 thóa mãn điều kiện tý số truyền không đôi Nói ruột cách khác có vô số cặp, dạng đường cong tương ứng với nhau có thể đừng làm biên dạng răng, thỏa mãn điều

kiện tỷ số truyền không đổi Trong thực tế người ta dùng các dạng đường cong sau đây:

Đường xyclôu, đường tròn, dường thân khai, dường trên trong đó có đường thân khai

hình tròn được dung rộng rãi nhất

34

1 Budng than khai hinh tron va tinh chất:

a Đường thân khai hình tròn: Sau đây gọi tắt là đường thân khai, hình thành như

sau: Cho một đường thang A lan không trượt trên một đường tròn Œụ khi đó qữy đạo của một điểm M bật kỳ trên đường thẳng A chính là một đường thân khai

(lãnh 2.4) Vòng tròn Cụ gọi là vòng tròn cơ sở của đường thân khai, bán kính của nó được ký hiệu bằng rụ

b, Đường thân khai có các tỉnh chất sau:

-_ Gọi M là một điểm trên đường thản khai, MỊụ lá chân của đường thản khai nảy trên vòng trên cơ sở và N là tiếp diễm của vòng cơ sở với dường liếp luyển của nó kế từ Mithì (Tình 2.4)

NM,— NM

= Cling theo cách tạo hình đường thân khai, các đường thân khai của cing

xôi vòng cơ sở là cáu đường cách đều theo phương |hấp luyến: Thật vậy gọi

MM Wi hai điểm trên củng đường thắng Á (Hình 2.4) thì khi cho A lăn không

trượt trên Cụ ta luôn có:

MM —M,M,

35

- Phuong phap tuyển của đường thân khai là tiếp tuyến của vòng cơ sở và

ngược lại còn tâm của dường thân khai luôn nằm trên đường cơ sở Trên (Hình

2.4) tiếp điểm N giữa vòng, cơ sở và dường thing A lá tâm cong của dường,

than khai tại diém M

2 Phương trình đường thên khai

Bây giờ la hãy suy diễn phương trình của dường thân khai cần thiết cho việo nghiên cứu chế độ ăn khớp của cặp bánh răng Ta sẽ dùng hệ toa độ độc cực Lấy têm O của

vòng cơ sở làm gốc tog dé cho tre Ox di qua

Mb

Hinh 2.5

M, chan cia duong than kha trén vong eo sc (Hinh 2.5)

ác toa độ của một diễm bát kỳ M của đường thân khai trong hệ toạ độ này là bán

kinh vector, và góc lọa độ 6,

7,-OM, 6 -MOM,

Trên hình vẽ la có:

8, =AXOM, NÓM =? TP

Với œụ là góc giữa bán kính véeto 7, va ban kinh ON, nối tâm của vòng cơ sở và

tâm cong của đường thân khai tai M

óc o, cing là góc giữa pháp tuyến của đường, thân khai tại M và vận tốc góc của

diểm M khi vòng cơ sở quay quanh Ó do đỏ œ„ gọi là góc áp lực của dường thân

khai trên vòng tròn r„ với góc œ„ được định nghĩa như trên ta có:

5%

cosa

36

Ngoài ra do tính chất thân khai:

ara = Mo NM

15 Dod

@,— teat, — a, Phương trình của đường thân khai là:

Hinh 26

3 Biên dạng thân khai thỏa mãn diễu kiện tỷ số truyền bằng hang số:

Xét một cặp biên đạng thân khai Dy, Tí; đang tiếp xúc với một số vị trí bất kỳ M

Biên dạng E¡ ứng với vòng tròn cơ sở Cụ, có tâm Ôy bản kinh m1 va bién dang E,

ủng với vòng tròn cơ sở Cụ;, có tâm O; và bánh kính rụ; (Hình 2.6)

Theo tính chất của đường thân khai thì pháp tuyển ofa bién dang Fy, tai M 1a tiếp,

tuyén MN, ota vong co sd Cy, con phap tuyén oa vong co sé Ty tai M la tiếp tuyển

37

MN; của vòng cơ sở Cạa Mặt khảo vì hai biền đạng Tị, T tiép xtc voi nhau ¢ M

niên các pháp tuyển MINL,MN; trùng nhau va la phap tuyén chung của hai biên dạng, Các điểm ẰM, Nụ và N; do đó nằm trên một đường thẳng Như vậy đường pháp tuyên chung của hai biên dang ring thân khai tại vị tri tiếp xúc bất ký M đồng thời là tiếp tuyến chung của hai vòng cơ sở tương ứng

‘Vi tâm vả bán kinh của hai vòng cơ sở dêu có định nên trên mặt phàng gắn liên

với gia đường tiếp tuyển chưng NịN; của hai biên đạng Tạ, E; là một đường thẳng,

có dinh Giao diễm P của nó với dường nói tim ©, O2 do do la mét diễm cố định Biên đang thân khai như vậy thỏa mãn điều kiện tỷ số truyền không đổi

4 Đường ăn khỏp, góc ăn khớp của bánh răng thân khai

a Đường ăn khỏp là quỹ tích của vị trí tiếp xúc giữa hai biên đạng rằng trong qua trình ăn khớp Trong trường hợp biên dạng răng thân khai ăn khớp là một trong,

hai đường tiếp tuyển chưng của hai vỏng cơ sỡ Thật vậy trên đây đã chúng mình

là vị trí tiếp xúc bội kỳ của bại biên đạng thân khai năm trên dường tiếp luyến

chung cúa vòng cơ sở, vậy ngược lại đường tiếp tuyến chưng của các vòng cơ sở

là qñy tích của các vị trí tiếp xúc của cặp biên đạng thân khai Đường ăn khớp phải vuông góc với mặt lảm việc của cặp bánh răng ăn khớp đo đó đường ăn

khớp là đường nảo trong bai dường tiếp tuyển clnmg cửa hai vỏng cơ sở, điều

này tủy thuộc vào việc bánh răng mào là bánh răng dẫn động và chiêu quay của bảnh răng này là chiều nào

38

Thay xem xét cơ câu bánh răng trên (Tình 2.7) với bánh 1 là bánh răng dẫn động, Khi bánh răng 1 quay theo chiều kim dòng hồ thì các biên dạng làm việc của cặp bảnh răng ăn khớp là biên dang Ey, Ep vi vay dung an khớp vuông góc với với

hai biến dạng này là đường tiếp tuyến chung N›, N; của hai vòng cơ sở Nếu

bánh răng dẫn động 1 quay ngược chiều kim đểng hồ thi các biên đạng làm việc

1, H; và đường ăn khóp lá đường N”„, M”z

b Gọi uu' là đường tiếp tuyên chưng của hai vong Bin ky qua tâm ăn khớp P thi

góc giữa uu' là dường ấn khớp được gọi là góc ấn khớp của cấp bánh răng ký Tiệu là œ” Ta có (Hình 2.7)

39