Đồ Án Tốt Nghiệp Chế Tạo Máy - Thiết Kế Dao Cà Răng

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Trờng ĐHBK Hà Nội

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

------------------------------Khoa: Cơ khí
Ngành: chế tạo máy
Nhiệm vụ:

Thiết kế tốt nghiệp

1. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo cà răng
2. Các thông số ban đầu:
-

Chi tiết gia công: Cặp bánh răng

Z 1 24
=
; m=4; góc ăn khớp 0 = 20 0 ;
Z 2 22

hệ số dịch chỉnh = 0
- Sản xuất hàng loạt nhỏ.
- Thiết bị công ty dụng cụ công nghiệp số 1 và xởng C8
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Thuyết minh phần nguyên lý cà và các phơng pháp cà răng.
- Thuyết minh phần tính toán mặt nguyên dao cà.
- Thuyết minh phần tính toán dao.
- Thuyết minh phần quy trình công nghệ chế tọa dao cà.
- Thuyết minh phần quy trình công nghệ, tính toán lợng d, chế độ cắt.
- Thuyết minh phần thiết kế đồ gá.
4. Các bản vẽ:
- Bản vẽ chi tiết cần cà:

1 A0

- Bản vẽ nguyên lý cà:

1 A0

- Bản vẽ chế tạo dao cà:

1 A0

- Bản vẽ quy trình công nghệ:

4 A0
1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

- Bản vẽ đồ gá:

1 A0

5. Thời gian thực hiện từ: 01/03/2011 đến 30/4/2012.

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2012
Cán bộ hớng dẫn:

PGS.TS Trịnh Minh Tứ

Nhận xét của giảng viên hớng dẫn

2


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ dao cµ r¨ng

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
3


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ dao cµ r¨ng

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………...........................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
............................................................................................................
NhËn xÐt cña gi¶ng viªn duyÖt
4


§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ dao cµ r¨ng

………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
5

§å ¸n tèt nghiÖp

ThiÕt kÕ dao cµ r¨ng

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………

Lêi nãi ®Çu
6


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Chúng ta đang thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc để tiến tới năm 2020 cơ bản trở thành nớc công nghiệp tiên tiến. Vốn là
một nớc lạc hậu, chủ yếu là nông nghiệp với năng suất thấp, phát triển một
cách phiến diện nên cách mạng khoa học chiếm một vị trí vô cùng quan trọng
trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc. Để xây dựng thành
công chủ nghĩa xã hội thì phải tạo cơ sở vật chất, kỹ thuật thật dồi dào, công
nghiệp thật hiện đại, khoa học kỹ thuật tiên tiến.
Công nghệ chế tạo máy là ngành đóng vai trò xơng sống của nền kinh tế
quốc dân. Nó chiếm một vị trí vô cùng quan trọng trong cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật. Là vị trí hàng đầu để nâng cao chất lợng sản phẩm và năng suất
lao động. Ngành công nghệ chế tạo máy làm cơ sở cho tất cả các ngành khác
của nền kinh tế quốc dân phát triển.
Trong công nghệ chế tạo máy thì công nghệ chế tạo dao (dụng cụ cắt) kim
loại chiếm một vị trí vô cùng quan trọng, to lớn. Bên cạnh những máy móc
hiện đại, các biện pháp công nghệ tiên tiến, thì rất cần thiết phải có một khối
lợng dao cắt lớn phong phú và có chất lợng ngoài việc sử dụng vật liệu chế tạo
dao đảm bảo tính năng cắt dao còn đòi hỏi về chế độ chính xác cao.
Đi đôi với sự nghiệp phát triển của ngành công nghệ chế tạo máy, công
nghệ chế tạo dao cũng cần phảI phát triển cho phù hợp với nhip độ. Các yêu
cầu về tính toán thiết kế cũng đòi hỏi độ chính xác và hợp lý hơn, chủng loại
dao ngày càng nhiều và phức tạp hơn.

Ngày nay ta đã có viện máy và dụng cụ công nghiệp (IMI), công ty dụng
cụ cắt số 1 tập trung nghiên cứu, chế tạo dao, phục vụ cho ngành công nghiệp
của đất nớc đang ngày một đi lên.
Bánh răng là một chi tiết máy đợc dùng rất phổ biến trong các máy móc cơ
khí cũng nh các ngành kinh tế khác nh: giao thông, vận tải, hàng hải, hàng
không, mỏ Nó là chi tiết để truyền và biến đổi chuyển động. Bánh răng là
một chi tiết mà đòi hỏi độ chính xác chế tạo cao, nhất là trong các máy móc

7


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

hiện đại. Do vậy việc chế tạo bánh răng cũng đòi hỏi có các dụng cụ cắt bánh
răng hiện đại, chính xác.
Có rất nhiều phơng pháp để chế tạo bánh răng nh: phay răng, xọc răng, mài
răng, cà răng
Phơng pháp cà răng là một phơng pháp gia công tinh bánh răng thẳng hoặc
nghiêng, ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong. Đây là loại dụng cụ làm tăng độ
chính xác và giảm độ nhám bề mặt của bánh răng sau khi gia công bằng cắt
gọt.
Cà răng có năng suất tơng đối cao đạt độ chính xác từ cấp 6 ữ cấp 8 và khi
cà thì độ chính xác về bớc răng, profin răng, hớng răng và độ đảo profin răng
đợc tăng lên một cấp. Khi cà thì sai số tích lũy bớc răng không sửa đợc và độ
đảo hớng kính bánh răng thờng lớn hơn sai số tích lũy bớc vòng.
Dao cà răng đợc chia ra làm các loại:
- Dao cà thanh răng: gồm những thanh răng ở bên sờn răng có sẻ những
rãnh phôi.

Khi làm việc bánh răng đợc cà lắp lỏng trên trục gá chống tâm và ăn khớp
với dao cà. Dao cà đợc gá trên bàn máy có chuyển động tịnh tiến qua lại.
Khi cà bánh răng thẳng ngời ta dùng thanh răng nghiêng và ngợc lại khi cà
bánh răng nghiêng ngời ta dùng dao cà thanh răng thẳng. Chiều rộng của dao
cà thanh răng thờng lấy từ 3 ữ 4 lần chiều rộng bánh răng để có thể thay đổi vị
trí tơng đối của phôI và dao cà theo phơng ngang để làm tăng tuổi bền của
dao.
- Dao cà hình đĩa: Thực chất là một bánh răng trụ răng thẳng hoặc răng
nghiêng trên mặt răng có xọc các rãnh tạo thành các lỡi cắt. Khi làm việc thì
dao cà và bánh răng gia công ăn khớp với nhau không khe hở và tạo lên
chuyển động xoắn vít tơng đối với nhau. Trục của dao cà và trục của bánh
răng đặt chéo nhau đi một góc. Mỗi dao cà có thể mài sắc lại 5 lần và mỗi lần
mài sắc lại thì dao có thể gia công từ 300 ữ 500 bánh răng, loại này đợc dùng
phổ biến trong thực tế.
8


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Vậy cà răng là một phơng pháp gia công tinh bánh răng mang lại hiệu quả
kinh tế cao hiện nay đang đợc dùng rộng rãi.
Để đánh giá kết quả học tập sau 3 năm học tập tại trờng em đợc phân công
làm đồ án tốt nghiệp tại bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ công nghiệp, với
đề tài tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo dao cà răng hình đĩa để gia công bánh
răng Z 1 trong cặp bánh răng:

Z 1 24
=

; m = 4.
Z 2 22

Cùng với sự hớng dẫn của thầy PGS.TS Trịnh Minh Tứ
Sau thời gian làm việc chúng em đã tính toán các thông số hình học của
dao cà mới và dao cà mài sắc lại lần cuối trên cơ sở tìm mặt nguyên dao cà.
Tiến hành lập quy trình công nghệ dao và thiết kế đồ gá cho một số nguyên
công chính để gia công chế tạo dao cà.
Trong quá trình nghiên cứu về lý luận và thực tiễn để hoàn thành đồ án này
chúng em đã nhận đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của Thầy cùng các thầy cô giáo
trong bộ môn Gia công vật liệu và dụng cụ công nghiệp, kết hợp với sự nỗ lực
của bản thân nhng do trình độ và kiến thức thực tế còn hạn chế nên bản đồ án
không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy chúng em kính mong các Thầy các
cô góp thêm ý kiến để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức trong
công tác thực tế sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Chơng I:

9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Tổng quan về dao cà răng
Dụng cụ cắt bánh răng trớc khi cà
Để có lợng d cắt gọt trớc khi cà răng từ 0,04 ữ 0,06 mm dụng cụ cắt bánh
răng trớc khi cà, ngoài việc giảm chiều dày răng cho phù hợp với trị số lợng d

để cà răng ra, các răng còn có hình dạng đặc biệt.
Quá trình cắt đợc đảm bảo do sự trợt giữa các profin răng dao và răng bánh
răng gia công. Sự trợt này chỉ tồn tại ở các mặt bên của răng dao còn ở đỉnh
răng dao thì không có, ở đây cũng không có góc sau. Do đó điều kiện làm việc
ở đỉnh dao không tốt và khi bị quá tảI dễ bị gãy. Đặc biệt không cho phép
đỉnh răng dao cắt đáy rãnh răng bánh răng gia công và cắt đờng cong chuyển
tiếp tạo nên khi cắt bánh răng sơ bộ (cắt bằng dao phay lăn hoặc dao xọc
răng); nếu đỉnh răng dao và đờng cong chuyển tiếp tiếp xúc với nhau thì sẽ
gây ra hiện tợng ăn khớp mép răng và do vậy phá hoại sự ăn khớp chính xác
giữa dao cà và bánh răng gia công khi cà. Để đảm bảo cho dao cà răng làm
việc đúng cần lựa chọn một cách hợp lý hình dạng và lợng d để cà. Lợng d ở
chân răng phảI giảm xuống số không. ở đây chiều dày đỉnh răng dao đợc tăng
lên một lợng xấp xỉ bằng lợng d cà ở mỗi phía, tức là với chiều dày từ 0,04
đến 0,06 mm chiều cao răng dao đợc xác định và bánh răng gia công tốt. Khi
cà đỉnh dao cắt không tiếp với đáy rãnh răng của bánh răng gia công.
Lợng d đỉnh răng của bánh răng cần giảm xuống. Muốn vậy phảI đặc biệt
nghĩ tới việc tăng chiều dày chân răng của các dụn cụ cắt sơ bộ.
Những dạng chân răng dao xọc và dao phay lăn nói trên chế tạo khó khăn.
Do đó ngời ta chế tạo hai loại dao cắt sơ bộ này với hình dạng khác của răng
với lợng d thay đổi đều đặn. ở đây profin răng của dao phay lăn đợc chế tạo
theo hai đờng thẳng vuông góc và gia công dao xọc răng theo hai đờng thân
khai. Ngời ta chế tạo dao xọc răng với lợng d dịch chỉnh của tiết diện khởi
thủy a hoặc là nhỏ, hoặc là có giá trị âm. Khi dùng các dao xọc răng này cắt
bánh răng góc ăn khớp của bánh răng giảm, làm cho tâm tích gia công xích
10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

dần đến phần chân của profin chi tiết và do đó giảm chiều dày đờng cong
chuyển tiếp.
1. Phân tích tốc độ cắt và góc gá dao:
1.1 Cắt bánh răng bằng dao cà thanh răng:
Do chuyển động tịnh tiến qua lại của dao cà, cứ sau một hành trình phôi
dịch chuyển này nh tổng dịch chuyển của AC và CB.
AC: dịch chuyển do trụ lăn của bánh răng lăn không trợt trên mặt răng nên
không trợt trên mặt răng của dao cà gây lên.
CB: dịch chuyển do sự trợt răng dao cà dọc răng của bánh răng gây ra,
chính là tốc độ cắt khi cà.

A

B

C
?u

Hình 1.1: Nguyên lý cà dao cà thanh răng
Chiều dài dao cà thanh răng:
L=

.mn
( Z + 2)
cos u

Trong đó:
mn: moodun pháp tuyến của bánh răng.
u : góc nghiêng của răng dao cà.

Z: số răng của bánh răng gia công.
11


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

1.2 Cắt bánh răng nghiêng bằng dao cà răng nghiêng:

V3
phụi

V'1
V1

Vot

V'2
V2
?

dao

ò

d

ò ot

Hình 1.2: Cắt bánh răng nghiêng bằng dao cà răng nghiêng
1.2.1 Góc gá dao:
Góc gá dao là góc tạo giữa trục của dao và bánh răng gia công chuyển
lên mặt phẳng gia công chiếu lên mặt phẳng song song với trục của dao và
bánh răng gia công.
Khi gá dao để gia công thì hớng răng dao và hớng răng chi tiết phải trùng
nhau. Do đó mà góc nghiêng ot của răng chi tiết gia công và góc nghiêng d
của răng dao có ảnh hởng đến góc gá dao .
= 0t + d

Trong trờng hợp chiều nghiêng răng dao và chiều nghiêng chi tiết cùng lấy
dấu (-), nếu khác lấy dấu (+).
1.2.2 Tốc độ cắt:
12


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Khi gia công bánh răng bằng dao cà răng thì dao cà và chi tiết gia công ăn
khớp với nhau. Do cà có chuyển động từ động cơ ra và chi tiết có chuyển động
bị động.
Tốc độ của dao:

V1 = V1' + V2'

V1 thẳng góc với mặt răng V1 = V1cos d
V1 tiếp tuyến với mặt răng V2= V1sin d

V1 = V2' + V3
V2' vuông góc với trục của chi tiết gia công đẩy chi tiết quay.
V1'
V cos
= 1
V =
cos 0t
cos 0t
'
2

V3 tiếp tuyến với hớng răng

V3 = V1' tg d = V1tg 0t . cos d
Tốc độ cắt:
V1 = V2' + V3

V1 = V2'; V3 = V1 (sin d + 0t . cos d )
Dấu (+) khi chiều nghiêng răng của dao và chi tiết cùng chiều.
Dấu (-) khi chiều nghiêng răng của dao và chi tiết khác chiều.
1.3 Cắt bánh răng thẳng bằng dao cà răng nghiêng:

VCKU
òu

VU

?

V1 = Vn

13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Hình: 1.3: Cắt bánh răng thẳng bằng dao cà răng nghiêng
Tơng tự nh trên:
V2 = 0; V1 = V1'
Nên:

Vcat = V3

Mà:

V3 = V1tg 0t

Vậy:

Vcắt = V1tg 0t

* So sánh 3 phơng pháp cà:
Trong 3 phơng pháp cà trên thì dao cà thanh răng chế tạo và lắp ráp khó
dùng trong sản xuất hàng khối.
Phơng pháp cắt bánh răng nghiêng bằng dao cà răng nghiêng phức tạp.
Theo đầu đề thiết kế bánh răng cần là bánh răng trục răng thẳng nên ta
chọn phơng pháp cà: cắt bánh răng thẳng bằng dao cà răng nghiêng.
2. Phân loại dao cà răng và các phơng pháp cà răng:
2.1 Phân loại:

Dao cà thờng dùng có 2 loại: dao cà thanh răng và dao cà hình đĩa.
- Dao cà hình thang răng: có dạng thanh răng nghiêng. Ngời ta chế tạo
các răng dao và ghép lại với nhau để có thanh răng dao cà nh hình vẽ
trên.
- Dao cà hình đĩa: là một bánh răng trụ răng nghiêng.
Cả 2 loại dao cà hình thang và hình đĩa đều có thể cắt gọt đợc kim loại.
Trên mặt bên của răng dao có xẻ các rãnh.

14


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

+ Có nhiều loại rãnh:
- Rãnh song song với mặt đầu của dao, loại rãnh này có góc trớc ở 2 bên
khác nhau và khác 0 nên loại này không tốt vì nh vậy chất lợng bề mặt
gia công sẽ không đều nhau.

Hình 1.6: rãnh song song với mặt đầu của dao
- Rãnh vuông góc với mặt bên của dao. Loại rãnh này vì tạo nên đợc góc
trớc bằng nhau và bằng 0 nên tốt hơn.

15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

hình 1.7: Rãnh song song với mặt đầu của dao
- Rãnh hình thang:

Hình 1.8: rãnh hình thang
+ Đáy rãnh cũng có nhiều loại:
- Loại đáy rãnh thẳng xọc một lát: chiều cao của răng thay đổi không đều.
Tuổi bền của dao không cao, chỉ dùng với các modun nhỏ:
m 3mm
- Loại đáy rãnh thẳng, xọc 2 lát, chiều dày rãnh thay đổi tơng đối đều, tuổi
bền của dao có cao hơn, dùng cho các modun lớn hơn:
m 3,5mm
- Loại rãnh cong hình thân khai: với loại đáy rãnh này chiều cao của răng
thay đổi rất đều do đó tuổi bền của dao có tăng lên. Nhng khó chế tạo do
phối hợp chuyển động khó khăn. Loại này ít đợc sử dụng.
- Loại rãnh thông: để cà bánh răng có modun nhỏ (m < 1mm) (vì các kích
thớc nhỏ nên rất khó xẻ rãnh trên mặt bên của rãnh dao)
16


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Dao cà răng cũng có thể dùng để gia công bánh răng có kích thớc lớn nh
bánh răng chữ V trên các tuabin. Đợc tiến hành trên các máy chuyên dùng
hoặc trên các máy lăn răng đã cải tiến. ở trên đây bánh răng là bánh chủ
động, còn dao cà đợc lắp trên ổ trục quay của bộ phận gá lắp, chuyển động
chạy dao cỡng bức song song với trục bánh răng và dao cà quay cỡng bức.
2.2 Các phơng pháp cà răng:

Cà răng có rất nhiều phơng pháp, các phơng pháp đó đợc phân biệt với
nhau bằng phơng chuyển động của bàn maý mang chi tiết gia công. Đó
chính là phân biệt bằng góc dịch chuyển của bàn máy tạo bởi đờng tâm của
chi tiết gia công và hớng dịch chuyển của bàn máy S.
Ta có các phơng pháp:
2.2.1 Phơng pháp cà thông thờng: (còn gọi là phơng pháp cà song song):

S

L

?

Hỡnh: 2.2.1.1: phng phỏp c thụng thng
Hớng dịch chuyển S của bàn máy song song với đờng của chi tiết gia công.
ở phơng pháp này lợng dịch chuyển của bàn máy bằng chiều dày của bánh
răng gia công.
L = Bct
L: chiều dày của bánh răng gia công.
Bct: đờng kính của chi tiết gia công.

17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Trong quá trình gia công, tiếp xúc tức thời giữa dao cà và bánh răng gia
công là tiếp xúc điểm (vì tiếp xúc của một cặp mặt vít là tiếp xúc điểm).

Điểm tiếp xúc này và đờng ăn khớp (đờng tạo profin răng) chỉ dịch chuyển
theo chiều dày dao cà.
1.2.2 Phơng pháp cà chéo:
Có 3 phơng pháp cà chéo:
Phơng pháp cà chéo thứ nhất:

L .

s

.

II

I
L
Hình 2.2.1.2: phơng pháp cà chéo thứ nhất
Hớng dịch chuyển S của bàn máy tạo với trục của phôi một góc nằm cùng
phía với góc gá dao so với trục của chi tiết gia công và <900.
Sơ đồ nguyên lý phơng pháp cà chéo thứ nhất.
Khi bắt đầu chuyển động S, điểm tiếp xúc (điểm tạo hình) ở vị trí I. Trong
quá trình chuyển động cắt và tạo hình điểm tiếp xúc di chuyển dần đến điểm
II ở cuối hành trình. Điểm ăn khớp dịch chuyển từ đầu này của răng dao đến
đầu kia của răng dao. Tất cả các răng cắt đều lần lợt tham gia cắt gọt. Điều đó
làm cho quá trình gia công dễ dàng hơn và tuổi bền của dao cao hơn.
Phơng pháp cà chéo thứ hai và thứ ba cũng có quá trình chuyển động của
điểm tiếp xúc nh trên.
18

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Với phơng pháp này chiều rộng dao cà và lợng dịch chuyển tơng đối lớn.
sin
Bd = Bct sin( )
sin
L = Bct sin( )

* Phơng pháp cà chéo thứ hai:

L .

. s

II

Hình 2.2.1.3: phơng pháp cà chéo thứ 2
Hớng dịch chuyển S của bàn máy tạo với trục của phôi góc khác phía với
góc gá dao so với trục của phôi và < 90 0 .
ở phơng pháp này điểm tiếp xúc cũng dịch chuyển dần từ điểm I đến điểm
II từ đầu đến cuối hành trình của bàn máy, từ đầu này của răng dao đến đầu
kia của răng dao.
Sơ đồ nguyên lý phơng pháp cà chéo thứ hai.
ở phơng pháp này chiều rộng của dao d và lợng dịch chuyển của bàn
máy có giảm đI so với phơng pháp cà chéo thứ nhất.
Ta có chiều rộng của dao và hành trình L của bàn máy.
sin
Bd> Bct sin( + )

19


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

sin
L = Bct sin( + )

Để có chiều rộng dao d và lợng dịch chuyển L nhỏ nhất ta có phơng pháp
cà chéo thứ ba.
Phơng pháp cà chéo thứ ba:

.

.

s

II

I
L
hình 2.2.1.4: phơng pháp cà chéo thứ ba
Với phơng pháp này, hớng dịch chuyển S của bàn máy vuông góc với trục
dao cà, tạo với trục của chi tiết gia công góc = 90 0 , khác phía với góc gá
dao so với trục của chi tiết gia công.
Sơ đồ nguyên lý phơng pháp cà chéo thứ ba.

ở phơng pháp này từ đầu hành trình S đến cuối hành trình S của bàn máy
điểm tiếp xúc (điểm tạo hình) cũng dịch chuyển từ điểm I đến điểm II theo
chiều dài của răng dao.
Đây là phơng pháp cà có chiều dày dao d và lợng dịch chuyển S của bàn
máy là nhỏ nhất. Vì vậy đây là phơng pháp cà với lợng chạy dao L nhỏ nhất.
sin
Bd> Bct sin( + )

L = Botsin
20


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Lợng chạy quá của dao trong phơng pháp này cũng nhỏ hơn, có thể không
quá 3mm.
Đây là phơng pháp gia công có năng suất nhất tăng từ 1,2 ữ 2 lần so với
phơng pháp cà thông thờng.
1.2.3 Phơng pháp cà tiếp tuyến:

.

s

II

I
L

.

Hình 2.2.1.5 phơng pháp cà tiếp tuyến
Phơng pháp cà tiếp tuyến còn gọi là phơng pháp cà vuông góc.
ở phơng pháp này hớng chuyển dao S của bàn máy vuông góc với trục của
bánh răng dao trong quá trình dịch chuyển của bàn máy.
Chiều rộng dao cà:
Bd =

Bct
cos

Lợng dịch chuyển S của bàn máy:
L = B0ttg
ở phơng pháp này không có thành phần dịch chuyển theo trục của dao cà.
Nên khi gia công bằng dao cà thông thờng có các rãnh dao nằm trên cùng một
mặt phẳng song song với mặt đầu sẽ gây ra quá trình lặp lại trong cắt gọt nên
bề mặt bánh răng sau khi gia công có gợn sóng. Chiều cao nhấp nhô có thể từ
0,005 ữ 0,02, nên không dùng dao thông thờng để gia công đợc ở phơng pháp
21


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

gia công này mà phải dùng loại dao cà mà các rãnh trên mặt răng dao không
nằm trên cùng mặt phẳng song song với mặt đầu dao. Sự xê dịch rãnh trên hai
dao răng bằng nhau tỉ số về bớc của rãnh và số răng của dao.

Đây là phơng pháp cà mà khi làm việc các lỡi cắt chịu tảI đều nhau do đó
độ mài mòn giảm xuống, tuổi bền của dao tăng lên, có khi tăng 50% so với
dao cà thờng dùng, chiều dài hành trình giảm xuống.
ở phơng pháp này đặc biệt là quá trình động học giảm xuống đơn giản ta
có thể thực hiện gia công trên các máy vạn năng ví dụ nh: máy phay nằm
ngang.

Chơng II:

Thiết kế dao cà răng
1. Thiết kế bánh răng cha cà:
22


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Vì quá trình cắt gọt bánh răng khi cà đợc đảm bảo do sự trợt giữa profin
răng của dao cà và profin răng của bánh răng gia công, sự trợt này chỉ xảy ra ở
các mặt bên của răng dao còn ở đỉnh và chân răng không có.
Vì vậy bánh răng trớc khi cà thì chỉ có lợng d ở mặt bên của răng bánh
răng, còn lợng d ở chân và đỉnh răng thì hầu nh bằng 0, và lợng d ở đờng cong
chuyển tiếp cũng bằng 0. Vì vậy hình phải đợc tạo thành từ hình dạng dao
phay lăn và dao xọc răng có các đỉnh dao dày.
Các thông số của bánh răng trớc khi cà:
Z1 = 24

= 20 0

m=4

1 = 0

Thông số của bánh răng ăn khớp với nó:
Z2 = 22

= 20 0

m=4

1 = 0

1.1 Đờng kính vòng chia của hai bánh răng ăn khớp:
dc1 = m.Z1 = 4.24 = 96(mm)
dc2 = m.Z2 = 4.22 = 88(mm)
1.2 Đờng kính vòng cơ số của hai bánh răng ăn khớp:
d01 = dc1cos = 96 cos 200 =90,211 (mm)
Chọn d01 = 90,211mm
d02 = dc2cos = 88 cos 200 = 82,694 (mm)
Chọn d02 = 82,694
1.3 Đờng kính vòng đỉnh của hai bánh răng ăn khớp:
de1 = dc1 + 2m = 96 + 2.4 = 104(mm)
de2 = dc2 + 2m = 88 + 2.4 = 96(mm)
1.4 Bớc răng trên vòng chia của bánh răng:
t = .m = 3,14.4 = 12,56(mm)
1.5 Chiều dày răng trên vòng chia của bánh răng:

23

Đồ án tốt nghiệp

S=

Thiết kế dao cà răng

1
t + 2mtg
2

Vì tg = 0 nên:

S=

1
.12,56 = 6,28(mm)
2

1.6 Chiều dài làm việc của đờng ăn khớp lý thuyết:
l = ( De21 d 012 + De22 ). 0,5 - A12sin a
Trong đó: A12 là khoảng cách giữa hai tâm của bộ truyền
A12 =

m( Z 1 + Z 2 ) 4(24 + 22)
=
= 92(mm)
2
2

Vì đây là cặp bánh răng thẳng nên:
a = = 20 0

Vậy thay số vào ta đợc:
l = ( 104 2 90,2112 + 96 2 82,692 2 )0,5 - 92sin200 = 19(mm)
1.7 Bán kính cong tại điểm đầu tiên của phần profin làm việc:
= 0,5 De21 d 012 -l = 0,5 104 2 90 2 - 19 = 7(mm)

1.8 Khoảng điều chỉnh cần thiết của profin răng dao cà:
0,15.m

0,15.4

0,6

l = sin = sin 20 0 = 0,3420
0
1.9 Hệ số trùng khớp khi bánh răng ăn khớp với dao cà:
=

1 + l
19 + 1,75
=
= 1,74
0
sin . .m. cos c sin 90 .3,14.4. cos 20 0

: góc nâng của đờng vít trên hình trụ cơ sở của bánh răng.

Vì bánh răng gia công là bánh răng thẳng nên = 900

2. Xác định mặt nguyên dao cà:
2.1 Các phơng pháp xác định mặt nguyên.
2.1.1 Phơng pháp xác định bao hình cổ điển:
24


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế dao cà răng

Cơ sở của phơng pháp bao hình cổ điển là dựa trên nguyên lý: tìm đờng
bao của họ đờng cong.
Khi gia công bằng phơng pháp bao hình thì mặt của chi tiết là mặt bao của
họ các vết dụng cụ trên hệ tọa độ gắn với chi tiết.
Và ngợc lại mặt của dụng cụ là mặt bao của họ mặt chi tiết trên hệ tọa độ
gắn với dụng cụ.
*Đặc điểm của phơng pháp này là khối lợng tính toán nhiều và rất phức
tạp. Nó chỉ áp dụng trong những bài toán đơn giản.
*Nội dung của phơng pháp bao hình cổ điển:
- Tìm bao hình họ mặt một tham số bằng phơng pháp bao hình cổ
điển:
+ Khi phơng trình chi tiết cho dới dạng:
F1(x1, y1, z1, 1 ) = 0

(1-A)

Vì bề mặt bên răng của chi tiết liên tục không có điểm kỳ dị nên ở mặt bên
răng của chi tiết không tồn tại các đạo hàm riêng bằng không, tức là:
F1 F1 F1

=
=
=0
x1 y1 1

x1

y1

z1

Do đó theo hình học vi phân ta có thể viết:
z1= f(x1, y1)
Dùng công thức chuyển tọa độ ta có sự liên hệ giữa tọa độ của hệ H1(tọa độ
gắn chặt với chi tiết) với tọa độ của hệ H2(hệ tọa độ gắn chặt với dao).
Ta có:
x1 = x1 ( x 2 , y 2 , z 2 , 1 , i12 )

y1 = y1 ( x 2 , y 2 , z 2 , 1 , i12 )
z = z ( x , y , z , , i )
1
2
2
2
1 12
1

(2-A)

Nếu thay (2-A) vào (1-A) và rút gọn ta có phơng trình họ mặt chi tiết trong

hệ mặt dao.
F2( x2 , y2 , z2 , 1 , i12 ) = 0

(3-A)
25