Tại sao bánh răng có biên dạng thân khai và dịch chỉnh bánh răng để làm gì?

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
#1
Tớ đọc khá nhiều bài của các thành viên hỏi và đáp về các vấn đề:

1. Biên dạng thân khai của sườn răng

2. Hệ số dịch chỉnh bánh răng

Những thông số này có ý nghĩa thực tiễn gì không nhỉ?
 
Last edited:
#2
Như Cháu hiểu thì thân khai là quỹ đạo được vẽ lên từ một điểm thuộc một đường thẳng lăn không trượt trên một đường tròn cố định (đường tròn ấy là đường tròn cơ sở). Như vậy ta thấy đường thẳng tạo nên biên dạng thân khai thì sau này con dao ( thanh răng cắt có biên dạng thẳng) cũng tạo nên biên dạng thân khai cho bánh răng được cắt. Lúc này con dao chỉ có thể tình tiến và việc "lăn" không trượt là do phôi đảm nhiệm (Phôi quay)
Hệ số dịch chỉnh bánh răng có thể cho phép thay đổi nhỏ khoảng cách trục của 2 bánh răng đồng thời nó cũng cho thay đổi khoảng ăn khớp thực của 2 bánh răng (so với bánh răng tiêu chuẩn). Trên bản vẽ sẽ nhận ra bánh răng là dịch chỉnh âm hay dương là đường kính của vòng cơ sở có lớn hơn hay nhỏ hơn vòng chân răng (Vòng chân răng phải đúng công thức, Nếu không thì không đúng nữa )
Ai có ý kiến bổ sung cho cháu được học tập.
 
Last edited:
#3
Những thông số này có ý nghĩa thực tiễn gì không nhỉ?
Những bài viết và những câu hỏi về biên dạng thân khai, hệ số dịch chỉnh có nhiều trên diễn đàn và các câu trả lời tương đối đầy đủ. Ở đây chắc ý chú DCL là hỏi sau khi hiểu về vấn đề này thì có thể sử dụng vào đâu trong thực tế thiết kế, chế tạo bánh răng ( hổng biết có đúng ý chú không nữa :7: ). Theo cháu thì
- Ứng dụng vào việc chế tạo bánh răng: khi biết rõ về quy luật ( hàm toán học của đường thân khai) ta có thể ứng dụng nó để tạo biên dạng cho dao cắt ( phương pháp chép hình) hoặc biết được quy luật dựng đường thân khai để gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình.
- Ứng dụng vào thiết kế bánh răng: khi hiểu được hàm để xây dựng đường thân khai thì có thể dựa vào nó để tính toán các thông số liên quan đến bánh răng.
- Hiểu biết về dịch chỉnh bánh răng và tác dụng của nó giúp người thiết kế biết được lúc nào cần phải cho bánh răng dịch chỉnh. Các yếu tố ( kích thước) nào có liên quan đến vấn đề dịch chỉnh để có những thay đổi hợp lý trong quá trình thiết kế ( ví dụ như tính toán lại kích thước giữa các ổ trục trên vỏ hộp,...)
- Nhưng theo cháu thì thường là các câu hỏi này (do các bạn SV hỏi) có mục đích là hiểu thêm về vấn đề đang học ( môn chi tiết máy) hoặc cách dựng đường thân khai để tiến hành dựng hình trong thiết kế mô hình bánh răng bằng các phần mềm 3D.
Các anh em khác cho thêm ý kiến về vấn đề này nhé
 
Last edited:

TYA

Well-Known Member
#4
....
Hệ số dịch chỉnh bánh răng có thể cho phép thay đổi nhỏ khoảng cách trục của 2 bánh răng đồng thời nó cũng cho thay đổi khoảng ăn khớp thực của 2 bánh răng (so với bánh răng tiêu chuẩn). Trên bản vẽ sẽ nhận ra bánh răng là dịch chỉnh âm hay dương là đường kính của vòng cơ sở có lớn hơn hay nhỏ hơn vòng chân răng.
.....

duy nhất câu bôi đậm là không đúng.
Formula : db=mZcos(alpha)
dr= mZ-2*1.157m
Ở trên ví dụ, 1.157m là hệ thống răng có hệ số chiều sâu 1.157m
Ngoài ra, có các chiều sâu 1.2m+0.002, 1.25m

Do đó chưa thể dựa vào db lớn hơn hay dr lớn hơn mà suy ra dịch chỉnh hay không.

Dễ hình dung : điểm tới hạn của thân khai là giao đường nối tâm và vòng base (cơ sở). Từ điểm đó người ta phải khoét sâu xuống 1 lượng để "né" đỉnh bánh răng đối diện - khoaest nông sâu thì tùy t/h
 
Lượt thích: umy
#5
Còn ý nghĩa thực tiễn nữa là các loại đồ chơi bằng nhựa bánh răng được chế tạo bằng phương pháp chép hình, nhưng bộ dao chép hình ra bánh răng ấy lại được chế tạo có độ chính xác khá cao. Các loại bánh răng đồ chơi này thường là bánh răng dịch chỉnh âm vì nó không quá quan trọng về sức bền truyền tải, khi dịch chỉnh âm thì răng cũng không bị nhọn đầu.
Mong mọi ngừoi đóng góp ý kiến.
 

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
#6
Cám ơn Giang đã trả lời!

Thực ra, tớ nêu câu hỏi này cho các bạn trẻ (và cũng để các bạn già tự kiểm tra mình) cùng tham khảo, hình như chúng ta đang bị các "chuẩn mực" nào đó ràng buộc, nếu không tuân thủ theo các giáo điều như vậy thì dứt khoát là không đúng!

Ví dụ, ta có một bộ truyền bánh răng. Các công thức tính toán về tỷ số truyền, khoảng cách trục ... đã có trong các giáo trình. Chúng ta chỉ việc áp dụng các công thức đó để tính toán , kết quả các tính toán này là sai hay đúng sẽ được dùng để đánh giá trình độ các tác giả của những tính toán này là giỏi hay kém. Người ta còn bảo rằng biên dạng thân khai sẽ đảm bảo cho bộ truyền hoạt động trong điều kiện tối ưu, vân vân...

Những "giáo điều" này có đúng không? Có nhất thiết rằng biên dạng của từng sườn răng phải là đường thân khai, nếu khác đi là không được hay không? Thế rồi còn chuyện "dịch chỉnh" nữa, mục đích để làm gì? Nếu không làm như vậy thì hậu quả sẽ ra sao?

Tớ cảm giác rằng các thầy cứ dạy những điều mình được học trước kia; còn các sinh viên cứ học các điều mình được dạy bây giờ, do các thầy truyền lại từ những bài học xa xưa nọ; các thao tác dạy - học này được thực hiện một cách máy móc và vô cảm, như robot!

Thực tế, tớ từng gặp một số kỹ sư mới ra trường; các anh này đầy mình sách vở kinh viện, vênh vang rằng biên dạng răng của bánh răng nhất thiết phải là đường thân khai, nếu không thì bộ truyền không thể hoạt động được! Tớ bèn dẫn chứng cho mấy anh đó thấy những bộ truyền cực kỳ cổ lỗ, với những bánh răng bị mòn thê thảm, chỉ còn 1/2 chiều dày thân răng và chúng cong queo lung tung, nhưng vẫn hoạt động ngon lành... chúng có còn "thân khai" đâu, sao vẫn hoạt động êm ái thế? Chưa hết, tớ chỉ cho các anh ấy thấy những bánh răng Novikov với các răng có biên dạng cung tròn, chúng đã bao giờ có hân hạnh được mang biên dạng thân khai đâu, thế mà bánh răng loại này, chắc vì những khiếm khuyết gì đó, mới chỉ được dùng cho những bộ truyền công suất cực lớn và kích thước cực nhỏ, ví dụ như trong các xe tăng (và vài loại ô tô đắt tiền) mới dám sài bộ truyền động kiểu này!

Tớ không rõ tại sao hôm nay các sinh viên vẫn cứ rất "lăn tăn" về việc vẽ những đường thân khai vô bổ đó. Tại vì các thầy yêu cầu chăng? Nếu thế thì tớ lại càng thắc mắc hơn, vì tại sao có bao nhiêu điều quan trọng mà các thầy không lưu ý, lại chỉ hạch sách sinh viên mấy chuyện vớ vẩn như vậy?
 
Last edited:
Lượt thích: umy
#7
Thông thường trên bản vẽ chế tạo người ta không vẽ đường kính vòng cơ sở. Nhưng ý của em ở đây là nếu như làm đồ án Nguyên Lý máy thì dễ dàng nhận ra được là chọn loại hệ số dịch chỉnh âm hay dương.
 
#8
Em nhớ không nhầm thì ngày xưa, thày giáo giảng cho biết là " dịch chỉnh đảm bảo độ bền uốn " hay cái gì tương đương ấy.
Mai em đọc lại giáo trình Chi tiết máy em sẽ trả lời bác chính xác .
Ok nhé
 

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
#9
Em nhớ không nhầm thì ngày xưa, thày giáo giảng cho biết là " dịch chỉnh đảm bảo độ bền uốn " hay cái gì tương đương ấy.
Mai em đọc lại giáo trình Chi tiết máy em sẽ trả lời bác chính xác .
Ok nhé
Này chú Hưng, nếu chú cần thì anh sẽ viết một cuốn CHI TIẾT MÁY khác để chú đọc cho thêm công lực, đừng có láng tráng spam vớ vẩn ở đây, nghe chưa? Nếu muốn tăng độ bền uốn của thân răng thì không nhất thiết phải "dịch chỉnh", có nhiều cách khác hay hơn và rất dễ thực hiện.

Ở đây, anh đang muốn "khuấy động" để các em trẻ tự "phá vỡ vỏ bọc", "đập tan thần tượng", tự tin sáng tạo và làm những điều to lớn hơn nữa!
 
Lượt thích: umy

wai

New Member
#10
Các bác cho em hỏi: khi cho hệ số dịch chỉnh của bánh răng( âm hoặc dương) thì điều chỉnh máy thế nào để đạt được yêu cầu đó. Có phải là dịch chỉnh âm thì cộng thêm lượng dịch chỉnh vào chiều sâu cắt (tăng chiều sâu cắt) còn dịch chỉnh dương thì ngược lại có đúng không ạ?
 

wjt

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
#11
Tại sao bánh răng có biên dạng thân khai? Nếu hỏi như vậy thì cũng chưa hẳn đúng vì bánh răng có thể có biên dạng thân khai hoặc biên dạng là cung tròn, xycloit vv.... Biên dạng thân khai do Ơ le tìm ra từ năm 1760 còn biên dạng răng cung tròn do Nô-vi-kôv tìm ra năm 1954. Răng Novikov khả năng tải cao hơn răng thân khai nhưng khó chế tạo hơn nên ít được dùng. Thực tế thì đa số bánh răng có biên dạng thân khai.
Biên dạng thân khai được dùng làm bánh răng vì nó thỏa mãn với định lý ăn khớp (xem lại nguyên lý máy). Bất cứ đường cong nào thỏa mãn định lý ăn khớp thì đều có thể làm biên dạng răng. Răng thân khai được dùng phổ biến vì nó có độ bền khá cao, hiệu suất cao, và đặc biệt là dễ chế tạo do có thể dùng phương pháp bao hình cho độ chính xác và năng suất cao.

WJT.
 
#12
Các bác cho em hỏi: khi cho hệ số dịch chỉnh của bánh răng( âm hoặc dương) thì điều chỉnh máy thế nào để đạt được yêu cầu đó. Có phải là dịch chỉnh âm thì cộng thêm lượng dịch chỉnh vào chiều sâu cắt (tăng chiều sâu cắt) còn dịch chỉnh dương thì ngược lại có đúng không ạ?
Bạn có thể tìm đọc 1 bài viết trong phần nguyên lý máy ,mình và 1 vài người có trình bày về phương pháp chế tạo và nói về bánh răng dịch chỉnh trong phần này ,bạn tham khảo xem có giúp được gì cho bạn không . Chắc bạn biết cách tìm nhỉ ,mình thì biết cách tìm bài viết củ trong hồ sơ thôi .
 

TYA

Well-Known Member
#13
Trích từ anh DCL
"Cám ơn Giang đã trả lời!

Thực ra, tớ nêu câu hỏi này cho các bạn trẻ (và cũng để các bạn già tự kiểm tra mình) cùng tham khảo, hình như chúng ta đang bị các "chuẩn mực" nào đó ràng buộc, nếu không tuân thủ theo các giáo điều như vậy thì dứt khoát là không đúng!......."

Chuẩn quá !
Như là gãi vào chỗ ngứa vậy. Phải nói rằng từ công thức đến thực tế 1 bánh răng quá xa vời...băn khoăn về nó cho nặng đầu ....

Những bánh răng xe máy hầu hết thuộc loại "củ chuối" : vd Da=mZ+2m ? Dr=mZ-2*1.157m ? chiều cao toàn răng (chiều cao đỉnh + chiều sâu chân) = 2.157m ? 2.2m+0.002 ? 2.5m ?
Đúng ư? chả khớp đâu ! vd có thật : br có tiếng ồn, thử nghiệm mãi rồi cty phang cái đường kính ngoài đi 0.5mm không dịch chỉnh thêm =>thử hỏi nó theo công thức nào? Sau đó thì từ ông chế tạo, ông thiết kế... lại thống nhất nhau kích thước và sửa lại bản vẽ!
(Trước đó br trong thiết kế cũng không tuân theo các công thức trên hoàn toàn, vd Da, chiều cao toàn răng = 2.231m.....Dr thì chỉ đóng ngoặc - basic tolerance)

Đó chỉ là vài thứ rất căn cốt của br thôi... còn thực tế các ông đầu hói thiết kế xong phải thử nghiệm chán !! Dịch chỉnh, thay đường kính này, thay góc áp lực chỗ kia... đến từng micron
(mọi người hình dung lý thuyết thì ta nói alpha20 độ, khi dịch chỉnh xong nó thành 21.143 độ chẳng hạn , chả có j lạ, dù có lạ người ta cũng tính ra=>nhưng tính ra rồi lại chế tạo nó đến tận micron nữa...).


Việc chế tạo br và đo đạc br mới đáng quan tâm, còn chúng ta với 3 cái ct trong sách chỉ tk br máy...ép mía mà thôi
 

TYA

Well-Known Member
#14
Còn ý nghĩa thực tiễn nữa là các loại đồ chơi bằng nhựa bánh răng được chế tạo bằng phương pháp chép hình, nhưng bộ dao chép hình ra bánh răng ấy lại được chế tạo có độ chính xác khá cao. Các loại bánh răng đồ chơi này thường là bánh răng dịch chỉnh âm vì nó không quá quan trọng về sức bền truyền tải, khi dịch chỉnh âm thì răng cũng không bị nhọn đầu.
Mong mọi ngừoi đóng góp ý kiến.
Việc dập bánh răng (định hình hay chép hình đều đúng) không chỉ ở đồ chơi nhựa mà còn ở đồng hồ đeo tay là các br thép hợp kim k gỉ

Những br đó mà phay thì bị vênh ngay...

Ngoìa ra br còn được đúc.

Br cực lớn cũng được đúc (phôi) trướ g/c
 
#15
em nghĩ tại sao các chú các anh đi trước ko làm 1 cái chủ đề gì đó nhằm giúp sinh viên tụi em "thấy đc" những cái "giáo điều" tương tự như "vụ" bánh răng này ta? như vậy ra trường sẽ ko ôm khư khư cái đóng sách còn nhiều chỗ chưa đúng mà tưởng mình giỏi
Mong các "tiền bối" chỉ giáo!!
 

TYA

Well-Known Member
#16
...bánh răng có thể có biên dạng thân khai hoặc biên dạng là cung tròn, xycloit vv.... Biên dạng thân khai do Ơ le tìm ra từ năm 1760 còn biên dạng răng cung tròn do Nô-vi-kôv tìm ra năm 1954. Răng Novikov khả năng tải cao hơn răng thân khai nhưng khó chế tạo hơn nên ít được dùng. ....

WJT.
Có ai show 1 hình căn bản về br cung tròn đc hôn?

Răng cung tròn có tỉ số truyền không thay đổi trong suốt quá trình vào khớp và ra khớp của 1 răng k?
 

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
#17
tại sao các chú các anh đi trước ko làm 1 cái chủ đề gì đó nhằm giúp sinh viên tụi em "thấy đc" những cái "giáo điều" tương tự như "vụ" bánh răng này ta? như vậy nhà trường sẽ ko ôm khư khư cái đống sách còn nhiều chỗ chưa đúng mà tưởng mình giỏi
Ấy ấy! Không phải ý tớ thế đâu! Kiến thức giáo khoa không sai, nhưng không phải là duy nhất đúng. Một điều đúng là tốt, nhưng khi nó là "giáo điều" (tức là duy nhất đúng) thì không còn là tốt nữa.

Thật hay là thầy WJT đã giải thích như sau:

Răng thân khai được dùng phổ biến vì nó có độ bền khá cao, hiệu suất cao, và đặc biệt là dễ chế tạo do có thể dùng phương pháp bao hình cho độ chính xác và năng suất cao.
Đúng vậy, nhờ những ưu điểm này mà răng thân khai mới được dùng phổ biến. Tuy nhiên, các bạn cần lưu ý rằng nó không phải là kiểu răng duy nhất. Với trình độ gia công không ngừng được cải tiến như hiện nay, nhiều loại biên dạng răng khác, mà trước đây chỉ có trong lý thuyết, đã dần được đưa vào thực tiễn.

Bộ truyền bánh răng kinh điển thường có tỷ số 3~5 cho mỗi cấp. Nhưng với công nghệ hiện nay thì tớ được biết là tỷ số có thể tới 20! Nhưng đó chưa phải là điều tuyệt vời nhất, biên dạng răng kiểu mới còn khử được cả khe hở sườn răng, truyền động cực "nhuyễn" trong những pha đảo chiều liên tiếp, vân vân.

Với các bạn sinh viên thì tớ nghĩ rằng vẫn phải học cho tốt, nhưng nên biết cập nhật thông tin và chắt lọc những kiến thức sách vở và lý thuyết. Nếu những cái hôm qua không còn phù hợp cho hôm nay thì nên hiểu rằng đó là do những tiến bộ hôm nay đã kế thừa kiến thức hôm qua. Chúng ta không tôn sùng "hôm qua" thái quá, song cũng không xem nhẹ nó!
 
#18
Một số các dạng ăn khớp của bánh răng:
Ngoài dạng ăn khớp thông dụng là thân khai thì một số loại ăn khớp sau đây cũng được sử dụng cho bánh răng:
* Ăn khớp Novikov: Răng ăn khớp Nivokov có profin răng được chế tạo theo cung tròn, profin răng lõm có bán kính lớn hơn profin răng lồi.
Bộ truyền ăn khớp Novikov có khả năng chịu tải trọng lớn và độ chống mài mòn cao hơn ăn khớp thân khai. Bởi vậy bộ truyền ăn khớp Nivokov luôn là ưu tiên chọn lựa của các máy móc phải làm việc trong thời gian dài và phải đảm bảo tải trọng lớn.



*Ăn khớp Cycloid: Đây là dạng ăn khớp không tiêu chuẩn, profin đỉnh răng có dạng Epicycloid, profin chân răng có dạng hypocycloid.



Đường Epicycloid



Đường hypocycloid

Các bộ truyền bánh răng biên dạng Cycloid thường được sử dụng trong các bộ truyền yêu cầu độ chính xác cao và làm việc êm như: trong đồng hồ đeo tay, đồng hồ treo tường, đồng hồ so… đăc biệt là trong các loại bơm thủy lực.


* Ăn khớp chốt: Là bộ truyền ăn khớp dựa trên nguyên lý ăn khớp Cycloid nhưng profin lý thuyết của một bánh răng biến thành điểm còn profin răng của bánh răng thứ hai là đường Epicycloid.
Vì không tồn tại dưới dạng điểm nên có thể thay thế profin của bánh răng thứ nhất bằng các con lăn hoặc chốt trụ với đường kính d và có tâm nằm trên vòng tròn cơ sở.
Ăn khớp này cho phép công nghệ chế tạo đơn giản đi rất nhiều ( vì chỉ cần quan tâm đến một biên dạng ) mà vẫn giữ được tất cả các ưu điểm của ăn khớp Cycloid. Ăn khớp chốt ngoài được sử dụng trong các hộp giảm tốc với ưu điểm là chỉ cần một cặp bánh răng đã cho tỷ số truyền rất lớn.

Hình dạng mặt trụ tạo thành bánh răng: ngoài dạng trụ tròn trong các bánh răng thông dụng, người ta còn sử dụng nhiều loại mặt trụ khác nhau cho bánh răng như hình trụ côn, hình trụ có tiết diện elip, vuông, tam giác,…













" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>[/MEDIA]

" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="425" height="344"></embed></object>[/MEDIA]

Đây là cuốn ebook ( Gear Geometry and Applied Theory) nói về một số các loại ăn khớp bánh răng và lý thuyết về nó. Anh chị em nào quan tâm thì load về đọc nhé

http://www.mediafire.com/?2zmjwnmnj2m
 
Last edited:
Lượt thích: umy

QuyenQCM

Active Member
#19
Trong thiết kế chế tạo bộ truyền răng thì người thiết kế chỉ quan tâm đến các yếu tố kỹ thuật như: tỷ số truyền, khoảng cách trục, tải trọng...không khó bằng công tác sửa chữa thay thế vì với một bánh răng,bộ bánh răng mòn, hỏng, gẫy...ta phải đi tìm những thông số kỹ thuật ban đầu,điều đau đầu ở đây là các thông số này đều khó có thể đo được.Ta phải giải 1 bài toán nhiều ẩn với 1 số thông tin ít ỏi(quá khó)

Tại sao các nhà chế tạo sản xuất bánh răng không khắc thông số kỹ thuật của bánh răng lên bánh răng nhỉ? Chỉ khổ cho dân nghèo như Việt Nam thôi,công nghệ sửa chữa thay thế có lẽ bọn tây qua đây cũng phải choáng
 

QuyenQCM

Active Member
#20
Khoảng cách trục:

ta có A = (De1 + De2)/2 + Mx

để đảm bảo khoảng cách trục A cho trước ta phải thêm vào hệ số dịch chỉnh x
Hệ số dịch chỉnh x:

ta có x = (Lttế - Llthuyết)/2.M.pi.sina

Tóm lại khoảng cách trục A là quan trọng nhất nó quyết định cho các tính toán sau này
 
Top