Thiết kế chế tạo dao phay lăn trục vít

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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
- 1 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Nguyễn Phạm Thạch
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG
VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG
I. 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.
- 2 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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)
- 3 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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)
- 4 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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
- 5 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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.
- 6 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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.
- 7 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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.
- 8 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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)
- 9 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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 R
1
và R
2
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 ε
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 ε
β
>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
- 10 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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 ( β
1
≠β
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).
- 11 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

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 λ=90º-β
1
gọi là góc xoắn ốc của ren hay cho góc β
1
.
Hình 5
Vì ren quấn nhiều vòng nên số răng Z
1
của bánh 1 ( thường là số đầu
mối ren ) chỉ cần ít ( thông thường Z
1
= 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
- 12 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

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 γ 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.
- 13 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
+ 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 γ
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 γ không đổi. Khi góc γ=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)
- 14 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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.
- 15 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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 r

i
(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)
- 16 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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 ( β
1
≠ β
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.
- 17 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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
- 18 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
+ 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.
- 19 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
- 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
- 20 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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
- 21 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
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.
Hình
Để tạo ra góc sau, mặt sau của răng dao được hớt cũng theo đường xoắn
acsimet.
Dao phay lăn răng dùng để gia công bánh răng hình trụ ăn khớp ngoài,
bánh vít, bánh răng chữ V đôi khi dùng để gia công một phần bánh răng ăn
khớp trong... Phương pháp này cho năng suất và độ chính xác cao (cấp 3, 4)
Đặc điểm của phay lăn răng:
- Phương pháp này có tính vạn năng cao, sử dụng 1 dao để gia công
nhiều loại bánh răng có số răng khác nhau.
- Độ chính xác gia công thấp hơn so với xọc răng.
- Năng suất gia công cao.
- 22 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
- Cần khoảng thoát dao lớn nên không thể gia công các bánh răng bậc.
- Dao phức tạp khó chế tạo
2.2 Dao xọc răng
Xọc răng là phương pháp cắt bao hình, ở đây dao xọc có dạng bánh răng
( hình chậu ) hay dao có dạng thanh răng ( hình lược).
* Xọc răng bằng dao xọc dạng bánh răng
Phương pháp này có thể gia công bánh răng thẳng răng nghiêng răng bậc
mà khoảng cách giữa các bậc nhỏ và đặc biệt để sản xuất bánh răng ăn khớp
trong.
Hình : Sơ đồ xọc răng bằng dao xọc bánh răng

Về bản chất dụng cụ cắt là một bánh răng mà mặt đầu được tạo thành
mặt trước còn các mặt bên được tạo thành mặt sau của lưỡi cắt. Trong qúa
trình gia công, dụng cụ cắt chuyển động cắt theo hướng dọc trục của bánh
răng và cùng với chi tiết có chuyển động quay cưỡng bức.
* Xọc răng bằng dao xọc dạng thanh răng.
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc ăn khớp của bánh răng và thanh
răng. Dao có dạng thanh răng với profil hình thang chuyển động cắt theo
hướng vuông góc với mặt đầu của bánh răng gia công.
- 23 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
Hình : Sơ đồ xọc răng bằng dao dạng thanh răng
Phương pháp này dùng để gia công chính xác bánh răng thẳng, nghiêng,
bánh răng chữ V. Dao thanh răng chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn so với dao
xọc dạng bánh răng, tuy nhiên máy để xọc răng bằng dao dạng thanh răng lại
rất phức tạp cho nên phương pháp này ít được sử dụng hơn phương pháp xọc
bằng dao dạng bánh răng.
Đặc điểm của xọc răng
-Phương pháp này đạt độ chính xác tương đối cao do dao dễ chế tạo
chính xác. Độ bang bề mặt tốt vì phôI được cắt liên tục theo chiều dài của
răng.
-Là phương pháp duy nhất có thể gia công bánh răng bậc nhỏ, bánh răng
trong.
-Do có chuyển động tịnh tiến khứ hồi nên có lực quán tính sẽ gây va đập
vì thế không nâng được vận tốc cắt nên năng suất không cao.
- Khi cắt răng nghiêng thì dao khó chế tạo và cần phải có bạc dẫn
chuyên dùng
2.5 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng của gia công răng bằng phương
pháp bao hình
* Ưu điểm
- Cho năng suất cao vì liên tục (do nó nhắc lại sự ăn khớp giữa bánh

răng với bánh răng hoặc trục vít với bánh răng).
- 24 -
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
- Chất lượng tốt: do tránh được nhược điểm phương pháp định hình vì
nó chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của dao và mô đuyn của bánh răng gia
công mà không phụ thuộc vào số răng của bánh răng được cắt.
* Phạm vi sử dụng
Vì những ưu điểm trên mà hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong
sản xuất bánh răng nhất là trong sản xuất loạt lớn hàng khối.
- 25 -