Tìm hiểu về sản phẩm bánh răng

BÀI TẬP LỚN
CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG
TÌM HIỂU VỀ SẢN PHẨM BÁNH RĂNG


MỤC LỤC


Chương 1: Giới thiệu chung về sản
phẩm
I.Các đặc điểm cơ bản
Bánh răng là một bộ phận cơ khí quay được có các răng được
cắt có thể khớp nhau với một bộ phận khắc răng khác để truyền
mô-men quay. Nó có hình dạng là một hình tròn với cấu tạo có
các răng rãnh liên tiếp nhau. Các răng trên hai bánh răng khớp
nhau đều có hình dạng giống nhau.

Cấp chính xác của bánh răng
Theo tiêu chuẩn Việt Nam( TCVN ) quy định Độ chính xác của
bánh răng có 12 cấp và được đánh số từ 1 đến 12 ,mức độ chính
xác giảm dần từ 1-12 , trong đó cấp 1 là cấp chính xác nhất,
cấp 12 là kém chính xác nhất và thường sử dụng các cấp chính
xác 6,7,8,9 ( chú ý: Độ chính xác của bánh răng khác với quy
định cấp độ chính xác của chi tiết gia công là 20 cấp chính xác).
Ngoài cấp độ chính xác thì bánh răng còn quy định về độ chính
xác khe hở, để tránh hiện tượng bị kẹt răng với các mức độ khe
hở giảm dần từ A, B, C, D, E, H ( trong đó H là khe hở bằng 0).
Các thông số cơ bản của bánh răng
1. Vòng đỉnh :
- Vòng đỉnh là đường tròn đi qua đỉnh răng, và kí hiệu là d a
- Công thức tính: da = m.(z+2)

2. Vòng đáy :
- Vòng đáy là vòng tròn đi qua đáy răng, và kí hiệu là d f

3


- Công thức tính: df = m.(z−2.5)

3. Vòng chia ( d ):
- Vòng chia là đường tròn tiếp xúc với 1 đường tròn tương ứng
của bánh răng khác khi 2 bánh răng ăn khớp với nhau
- Công thức tính: d = m.Z
4. Số răng ( Z ):
- Z là số răng của bánh răng
- Công thức tính:
Z = d/m
Ngoài ra thì số răng nhỏ nhất Zmin = 17
5. Bước răng ( P ):
- Bước răng là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo
trên vòng chia
- Công thức tính: P = m.π
6. Modun ( m ):
- Modun là thông số quan trọng nhất của bánh răng, tất cả các
thông số của bánh răng đều có thể tính toán qua modun của
bánh răng
- Công thức tính: m = P/π
và giá trị modun thường từ 0.05
đến 100 mm
Ví dụ modun tiêu chuẩn như :
4

Dãy 1: 1; 1.25; 1.5 ; 2 ; 2.5 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 8 ; 10 ; 12 ; 16 ; 20 ;
25
Dãy 2: 1.125 ; 1.375 ; 1.75 ; 2.25 ; 2.75 ; 3.5 ; 4.5 ; 5.5 ; 7 ; 9 ;
11 ; 14 ; 18 ; 22
Chú ý: Mođun là thông số quan trọng nhất và hai bánh răng
muốn ăn khớp với nhau thì Modun phải bằng nhau
7. Chiều cao răng ( h ):
- Chiều cao răng là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và
vòng đáy
- Chiều cao đầu răng ha là khoảng cách hướng tâm giữa vòng
đỉnh và vong chia
Công thức tính: ha = m
- Chiều cao chân răng hf là khoảng cách hướng tâm giữa vòng
chia và vòng đáy
Công thức tính: hf = 1.25m
Vậy chiều cao răng h = ha + hf = 2.25m
8. Chiều dày răng ( St ):
- Chiều dày răng là độ dài cung tròn giữa 2 profin của một răng
đo trên vòng tròn chia
- Công thức tính: St = P/2 = m/2
9. Chiều rộng rãnh răng ( Ut ):
- Chiều rộng rãnh răng là độ dài cung tròn đo trên vòng chia của
một rãnh răng
- Công thức tính: Ut = P/2 = m/2

II.Ứng dụng của sản phẩm trong thực tế
Bánh răng là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống cơ
vận hành của một chiếc xe hay của một máy móc công nghiệp

5


nào đó. Chúng thường được sử dụng theo cặp, có thể từ 2 – 3,4
cặp. Các cặp nối tiếp nhau theo hình dạng song song. Chúng có
tác động trực tiếp tới việc truyền động, phân phối tới tốc độ
nhanh hay chậm của động cơ. Truyền động bánh răng được sử
dụng rộng rãi trong nhiều loại máy và cơ cấu khác nhau để
truyền chuyển động quay từ trục này sang trục khác và để biến
chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.
VD: hệ thống truyền động xe đạp, hộp số, dây chuyền sản
xuất,...

Chương 2: Lựa chọn vật liệu chế
tạo
I.Căn cứ khi lựa chọn vật liệu chế tạo bánh răng:
Khi chọn vật liệu phải dựa vào các yêu cầu cụ thể :
+ chịu tải thường (quay với tốc độ chậm, chịu tải trọng nhỏ,
thường là bánh răng hộp số của các máy cắt gọt thông thường )
+ chịu tải lớn (hoạt động với tốc độ lớn, chịu tải trọng nặng như
các bánh răng của cẩu sau ô tô, hộp số,..)
+ khả năng công nghệ và thiết bị chế tạo cũng như vật tư được
cung cấp, có yêu cầu kích thước phải gọn hay không.
+ ngoài ra căn cư vào môi trường làm việc của bánh răng, có ăn
mòn hay chịu tác dụng của lực hay ứng suất gì không,...
II.Vật liệu chế tạo bánh răng thường được chia làm hai
nhóm
+ Nhóm 1 : độ cứng HB < 350, bánh răng thường được thường
hóa hoặc tôi cải thiện. Nhờ độ cứng thấp nên có thể cắt răng
chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng

chạy mòn.
6


+ Nhóm 2 : có độ cứng HB >350 , bánh răng thường được tôi
thể tích , tôi bề mặt, thấm cacbon ,thấm nito dùng các nguyên
công tu sửa đắt tiền như mài, mài nghiền v.v.. Răng chạy mòn
rất kém do đó phải nâng cao độ chính xác chế tạo , nâng cao độ
cứng của ổ trục. Tuy nhiên khi dùng vật liệu nhóm 2 thì ứng suất
tiếp xúc có thể tăng tới 2 lần và nâng cao khả năng tải của bộ
truyền cũng như tăng tới 4 lần so với thép thường hóa hoặc tôi
cải thiện.
Độ cứng cao hơn cũng cho thấy độ bền bề mặt hoặc độ mài
mòn. Độ bền bề mặt cao hơn, khả năng chống lại các tác động
do tiếp xúc cao hơn. Độ bền bề mặt là một chức năng của sức
nén tỉ lệ thuận với độ cứng. Làm cứng bề mặt thông thường đạt
được bằng các quy trình làm cứng tạo ra một vỏ cứng trên bề
mặt bánh, nhưng để phần lõi mềm.
Vd: đối với hộp giảm tốc chịu công suất trung bình hoặc
nhỏ ,chỉ cần chọn vật liệu nhóm 1, đồng thời chú ý răng để tăng
khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt
độ cứng thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn vị :
H1 > H2 + (10 … 15 ) HB
Với công suất lớn có thể chọn vật liệu bánh nhỏ là thép nhóm
2, bánh lớn nhóm 1 hoặc cả 2 đều thuộc nhóm 2, khi đó nhiệt
luyện 2 bánh như nhau và đạt độ cứng bằng nhau.
III.Cách lựa chọn vật liệu chế tạo bánh răng
Chọn vật liệu bánh răng nhỏ tốt hơn bánh răng lớn vì số chu kỳ
làm việc của bánh răng nhỏ nhiều hơn bánh răng lớn.

7


Chọn vật liệu bánh răng cấp chậm tốt hơn cấp nhanh vì momen
trên các trục của cấp chậm lớn hơn cấp nhanh, do vậy tải trọng
lên các răng lớn hơn cấp nhanh.
IV.Một số vật liệu hay được lựa chọn để chế tạo bánh
răng
Ngày nay tùy theo mục đích sử dụng và môi trường làm việc mà
lựa chọn các vật liệu như:
+ Gang là một vật liệu bánh răng thông thường do tính chất
truyền tải tốt của nó, gia công, và dễ dàng tạo ra hình dạng
phức tạp thông qua đúc kim loại

+ Các thiết bị có dạng xoáy trôn ốc có khuynh hướng sử dụng
đồng vì khả năng chịu mài mòn của vật liệu
+Thép carbon hoặc thép hợp kim thường được sử dụng làm vật
liệu làm bánh răng của những máy hoạt động cường độ cao. Vd:
C45, 40X, 20X,...

8


+ Khi lựa chọn vật liệu thay thế cho bánh răng, vật liệu gốm và
kim loại phun đã trở thành sự lựa chọn phổ biến làm vật liệu
làm bánh răng. Lý do đơn giản là vì dành cho các ứng dụng cỡ
nhỏ cần phải có khả năng chịu mài mòn cao, gốm và kim loại
phun có thể được sản xuất theo lô lớn và dễ sản xuất hơn so với
các hợp kim thép điển hình.
Cả hai vật liệu đều được tạo ra thông qua quá trình đúc phun.

Bột gốm và kim loại được chuẩn bị làm nguyên liệu. Zirconia ôxít (ZrO2) là một loại gốm thông thường được sử dụng cho quá
trình. Đối với bột kim loại, người sử dụng có thể chuẩn bị hợp
chất hợp kim mong muốn. Một ví dụ pha trộn là thành phần sắt,
đồng, niken và molypden (được sử dụng cho sức mạnh tổng hợp
và chống ăn mòn. Oxit nhôm (AlO2) là một loại kim loại phổ
biến khác.
Ví dụ: bánh răng hộp số trong xe tải nhẹ

_ Phân tích điều kiện làm việc :
Bánh răng hộp số làm việc ở điều kiện chịu tải trọng tĩnh và va
đập mạnh .

9


Bề mặt bị mài mòn khi làm việc bị ma sát hay cọ sát , chịu ứng
suất lớn , lõi chịu ứng suất uốn .Vùng chân răng dễ bị phá huỷ .
Chi tiết máy làm việc dưới tải trọng thay đổi theo chu kỳ .
Để tạo ra được một chi tiết bánh răng có thể đủ bền để chịu
được các lực tác dụng trên lên người ta đã đặt ra các yêu cầu
về vật liệu như sau :
+ Yêu cầu bề mặt răng phải có độ tiếp xúc lớn
+ Răng phải có độ chịu mỏi mòn lớn , cộng các chi tiêu kết hợp
với các chỉ tiêu độ bền , độ dẻo và độ dai va đập ( cơ tính tổng
hợp)
_Chọn mác thép để chế tạo bánh răng hộp số : đối với yêu cầu
làm việc cần chi tiết như trên ta chọn thép thấm cácbon
-20CrMo.
Thép thấm cacbon -20CrMo có các ưu điểm như sau:
+ Đảm bảo bánh răng chịu được các va đập và tải trọng .

+ Sau khi thấm cacbon trong lò liên tục ( dùng khí thiên nhiên ,
khí thu nhiệt và amoniac ) ở nhiệt độ 880 – 980 º C , bánh răng
được tôi trực tiếp trong dầu nóng, bể muối ở nhiệt độ 160 – 250
ºC .
Cách chế tạo như vậy có thể rút ngắn được thời gian và nhiệt độ
thấm , nâng cao tính chống mài mòn và giảm độ biến dạng .
Ta thấy thép thấm cacbon hoàn toàn phù hợp để chế tạo chi tiết
bánh răng hộp số
_Thành phần hoá học của mác thép trên là :
% C = 0,17 – 0,23
% Si ≤ 0,40
% Mn = 0,70 – 1,00
% P ≤ 0,035
% S ≤ 0,035
% Cr = 0,3 – 0,6
% Mo = 0,15 – 0,2
_Cơ sở để chọn mác thép với thành phần như trên :

10


Thường xuyên tiếp xúc với ngoại cảnh như môi trường ( nắng,
mưa, bùn đất), Nội cảnh như các lực trọng lực, lực uốn cong, lực
ma sát,...
Yêu cầu có một chất liệu có thể chống chịu được các lực trên và
chịu được sự mòn mỏi trong quá trình hoạt động mà vẫn đảm
bảo lõi vẫn giữ nguyên độ bền dẻo dai và chịu được những va
đập. Muốn vậy ta phải biến đổi tổ chức của lớp bề mặt .
Ta thường dùng thép có hàm lượng Cr 0,5% hay 1,00 % chủ yếu
để cải thiện tính tôi ( tôi được trong dầu ) và nâng cao được một

phần độ thấm tôi .
Nhưng nhược điểm là bị giòn ram loại II khi ram cao nên sau khi
ram thường làm nguội trong dầu ( thay vì không khí ) . Tuy
nhiên khi thêm khoảng 0,25 % Mo sẽ làm cải thiện độ thấm tôi
và chống được giòn ram loại II , có thể dùng làm cho các chi tiết
trung bình ( > 50 mm ), và hình dạng tương đối phức tạp .

Chương 3: Phương pháp chế tạo
Có nhiều loại bánh răng, loại thì bánh răng được chế tạo liền
khối với trục, loại thì được khoét lõm,… và các loại bánh răng
chế tạo này thường tuân theo 1 quy luật sau :
+ Nếu đường kính ngoài (d) của bánh răng d < 150 mm: Bánh
răng được chế tạo liền khối và không khoét lõm
+ Nếu d < 600: Bánh răng thường được khoét lõm để giảm khối
lượng
+ Nếu d > 600: Bánh răng thường được chế tạo vành riêng
bằng thép tốt, sau đó ghép vào moayer, loại này tôt, nhưng mà
chi phí gia công đắt

I.Quy trình công nghệ
Chọn mua nguyên vật liệu: vật liệu phải là loại tốt nhất, phải
cân nhắc khi lựa chọn mua thép tròn hay thép rèn, sau đó gia
công bánh răng thô theo kích thước cần thiết và đưa vào công
đoạn tiếp theo. Về cơ bản phải chọn vật liệu theo bản vẽ của
người thiết kế để tiến hàng gia công nhưng cũng có trường hợp
phải chọn vật liệu phù hợp với mục đích sử dụng.
11


• Sử dụng máy tiện, máy phay để cắt thép tròn hay thép rèn và

gia công sao cho thuận lợi trong các bước tạo răng tiếp theo.
Ngoài ra, vì kích thước sẽ thay đổi sau khi xử lý nhiệt, nên cần
phải xem xét ký công đoạn này.
• Cà răng là công đoạn gia công xử lý tinh sau khi đã tạo hình
răng. Cà răng về cơ bản là dùng để chỉnh kích thước đến đơn vị
micro và làm tăng độ chính xác.
• Xử lý nhiệt là công đoạn giúp tăng độ cứng nhưng nếu xử lý
quá nhiệt sẽ khiến bánh răng bị giòn và trở nên dễ bị vỡ và
ngược lại nếu xử lý thiếu nhiệt thì sẽ không có đủ độ cứng cần
thiết. Sau khi xử lý nhiệt, kích thước sản phẩm sẽ bị thay đổi vì
vậy mà cần phải tính toán trước để bù trừ lượng thay đổi này
trong quá trình gia công.
• Cao răng là công đoạn quyết định kích thước của biên dạng và
bề mặt bánh răng. Tuy nhiên xét đến chuyển động quay của
bánh răng thì còn có nhiều yếu tố quan trọng khác như là để
phòng độ lệch trục khi quay thì cần phải gia công tinh đường
kính trong và ngoài.

II.Các phương pháp gia công răng
Có 2 phương pháp chính là: phương pháp định hình và phương
pháp bao hình
1.Gia công bánh răng tinh tế nhờ phương pháp định hình
Có 3 cách áp dụng phương pháp gia công này : sử dụng phương
pháp phay định hình, xọc răng định hình và chuốt răng định
hình để tạo ra những chi tiết bánh răng tuyệt vời và ăn khớp
nhất có thể. Hầu hết các phương pháp này đều mang lại những
ưu điểm vượt trội, tạo nên bánh răng có khả năng truyền
12

chuyển động tốt.
Tuy nhiên, với phay răng định hình lại đạt được độ chính xác
thấp, bánh răng sau gia công vẫn tồn tại những sai số biên rãnh
và chia độ. Còn với phương pháp xọc răng định hình lại mang lại
năng suất thấp bởi thời gian chạy không đều và điều chỉnh quá
lớn nên ít được áp dụng.
Phương pháp gia công bánh răng được áp dụng nhiều nhất là
chuốt răng định hình bởi năng suất cao và độ chính xác phù hợp
cho sản xuất những bánh răng có kích thước lớn không trải qua
nhiệt luyện và mài dũa.

.

phương pháp phay bánh răng

13


phương pháp xọc
răng

2.Gia công bánh răng chính xác nhờ phương pháp cắt răng theo
nguyên lí bao hình
Phay lăn răng theo phương pháo bao hình được sử dụng phổ
biến bởi tạo ra sản phẩm có năng suất và độ chính xác cao. Sử
dụng dụng cụ cắt là dao phay lăn trục vít có biên dạng thân
khai tại mặt cắt vuông góc với đường xoắn vít.

14

phay lăn răng
Xọc răng bao hình có thể được thực hiện bằng dao dạng bánh
răng hay máy xọc bao hình.Những ưu điểm mà nó mang lại như
tạo ra những bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng có nhiều bậc
với những khoảng cách giữa các bậc nhỏ mà các phương pháp
chế tạo bánh răng khác không làm được.
Tuy nhiên khi gia công không thể nhanh chóng cắt hết chiều
sâu rãnh răng cùng một lúc mà phải từ từ tiến dao hướng kính.
Do đó thời gian chạy gia công với thời gian lớn hơn.
Ngoài ra còn có một số phương pháp chế tạo bánh răng không
cần cắt như: đúc, ép và thiêu kết,..

III.Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng
_ Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đường tròn cơ sở: 0,05 ÷
0,1mm
_ Độ không vuông giữa mặt đầu và tâm lỗ (hoặc trục): 0,01 ÷
0,015mm/100mm đường kính
_ Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng được gia công chính xác
đạt cấp 7
_ Độ nhám bề mặt trên đạt: Ra = 1,25 ÷ 0,63
15


_ Các bề mặt khác độ chính xác đạt 8,9,10
Độ nhám Ra = 10 ÷ 2,5 (Rz = 40 ÷ 10)

Chương 4: Phương pháp xử lý nhiệt
Do yêu cầu làm việc, răng phải có độ cứng và độ bền cần thiết,
không cho phép có vết nứt, vết cháy, biến dạng do nhiệt phải

bé, cơ tính phải ổn định trong quá trình làm việc. Muốn đạt được
những yêu cầu trên, cần phải có chế độ nhiệt luyện thích hợp.
•

Đối với các loại thép ít cacbon (kể cả thép hợp kim) sau khi
cắt răng, người ta phải thấm cacbon.

•

Với các bánh răng có yêu cầu tính chịu mòn cao, người ta
phải thấm nitơ.

•

Trước khi gia công phôi bánh răng thường được thường hóa
hoặc tôi cải thiện để tăng cơ tính cắt gọt. Độ cứng cần đạt
là 220¸280 HB.

•

Sau khi cắt răng, bánh răng được được nhiệt luyện bằng
nhiều phương pháp khác nhau. Đối với các bánh răng
môđun và kích thước nhỏ thường được tôi thể tích, còn
bánh răng có môđun lớn và kích thước lớn thường được tôi
bằng dòng điện tần số cao.

•

Phương pháp tôi bằng dòng điện có tần số cao thường có
nhiều ưu điểm như dễ điều chỉnh độ sâu lớp thấm tôi, biến

dạng bé, độ bóng bề mặt không giảm nhiều. Tuy nhiên vốn
đầu tư vào thiết bị cao, mỗi vòng răng phải có vòng nung
16


khác nhau nên không thích hợp với sản xuất nhỏ, đơn
chiếc.
Ví dụ với vật liệu đã chọn là thép mac 20CrMo như ở trên
:
Do đây là thép hợp kim có hàm lượng cacbin thấp(<0,25 % )
nên ta phải thường hoá trước và sau khi gia công cơ khí. Bởi vì
thường hoá nhằm mục đích là :
+ Đạt độ cứng thích hợp để gia công cắt gọt cho thép cacbon
thấp ( < 0,25 % ). Loại thép này nếu ủ hoàn toàn sẽ đạt độ
cứng quá thấp ( HB < 140-160 ), quá dẻo, phoi khó gãy nên
khó gia công cắt , nếu thường hoá sẽ có độ cứng cao hơn và
thích hợp với gia công cắt gọt hơn vì phoi giòn hơn và dễ gãy
hơn.

+ Làm nhỏ xêmentit chuẩn bị

cho nhiệt luyện kết thúc. Khi thường hoá tạo ra tổ chức peclit
phân tán hay xoocbit trong đó xêmentit có kích thước nhỏ , điều
này rất thuận lợi để tạo thành hạt austenit nhỏ mịn khi nung
nóng cho nhiệt luyện kết thúc.
Đối với thép 20CrMn này , sau khi gia công cơ khí nhiệt luyện
kết thúc bao gồm những nguyên công là : thấm cacbon và tôi +
ram thấp
Thấm C

880-980ºC

Tôi trực tiếp

880-980ºC

Tôi cho lõi

860-900º C

Tôi bề mặt

780-820º C

Dầu , bể
250ºC
Dầu , bể
250ºC
Dầu , bể
250ºC
Dầu , bể
250ºC

muối 160muối 160muối 160muối 160-

17


Ram

150-200º C

Không khí

Bước 1 : Thấm cacbon
Thấm cacbon là phương pháp hoá - nhiệt bao gồm làm bão hoà
cacbon vào bề mặt của thép cacbon thấp, rồi tiếp theo là tôi và
ram thấp làm bề mặt có độ cứng, tính chống mài mòn cao ( do
lượng cacbon cao ) , còn lõi có độ bền tốt và dẻo dai (do lượng
cacbon thấp như cũ ).
Mục đích của thấm cacbon là làm cho bề mặt của thép cứng tới
HRC 60-64 với tính chống mài mòn cao, chịu mỏi tốt, còn lõi bền
.dẻo ,dai với độ cứng HRC 30-40 .
Nhiệt độ và thời gian
Nguyên tắc chọn nhiệt độ thấm cacbon là phải sao cho thép ở
trạng thái hoàn toàn là austenit, vì như đã thấy ở giản đồ pha
Fe-C chỉ có pha này mới có khả năng hoà tan nhiều cacbon .
Vậy nhiệt độ thấm cao hơn AC3 của thép tức là trong khoảng
900 – 950ºC. Nhưng nếu thấm ở nhiệt dộ cao hơn thì càng
chóng đạt chiều sâu lớp thấm qui định , do đó ta chọn tăng
nhiệt độ ( 930-980 )º C.
Thời gian thấm ( giữ nhiệt ở nhiệt độ thấm ) phù thuộc vào 2
yếu tố sau :
•

Chiều dày lớp thấm yêu cầu được qui định ở điều kiện kỹ
thuật và thường ở 3 mức sau : 0,5- 0,8 , 0,9-1,2 , 1,5 – 1,8 mm
làm sao cho lớp thấm có chiều dày 0,1 – 0,15 đường kính hay
chiều dày tiết diện . Riêng đối với bánh răng chiều dày lớp thấm
x tính theo môđun m của răng , x/m = 0,2-0,3 như sau :

m = 1,5 , x = 0,50mm , m = 3,0 , x = 0,80 mm
18


Chiếu sâu lớp thấm yêu cầu càng lớn , thời gian càng
phải càng dài .
•

Tốc độ thấm: đại lượng này phụ thuộc vào môi trường
thấm và nhiệt độ . Ở cùng một nhiệt độ , tốc độ thấm cacbon
trong môi trường lỏng là cao nhất , sau đó đến khí và thấp nhất
là thể rắn .
Bước 2 : Nhiệt luyên kết thúc
Nhiệt luyện kết thúc nhằm tạo cho chi tiết có cơ tính như
mong muốn.
Như ta đã thấy sự khuyếch tán cacbon kể trên chỉ là tạo nên sự
phân bố cacbon hợp lý trên tiết diện , tạo điều kiện để tôi tiếp
đạt yêu cầu : bề mặt cứng , lõi bền, dai. Vì vậy sau khi thấm
cacbon, thép bắt buộc phải qua tôi + ram thấp.
Trong các nguyên công nhiệt luyện thép , tôi là nguyên công
quan trọng nhất.
Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện bao gồm : nung thép lên
cao quá nhiệt độ tới hạn AC1 để làm xuất hiện austenit, giữ
nhiệt và làm nguội nhanh thích hợp để biến nó thành mactenxit
hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao
Mục đích của tôi thép là đạt độ cứng cao nhất sau đó kết hợp
với ram ở nhiệt độ thích hợp nhằm các yêu cầu sau :
- Nâng cao độ cứng và chống mài mòn ( kết hợp với ram
thấp ) nhờ đó kéo dài tuổi thọ của các chi tiết máy chịu mòn ,
nhờ tôi nên đạt được độ cứng cao nhất , nếu chỉ có ram thấp chỉ

có tác dụng làm giảm ứng suất bên trong , không làm giảm độ
cứng sau khi tôi .

19


Nâng cao độ bền và sức chịu tải của chi tiết máy .

•

Như ta đã biết sau khi tôi độ bền , độ cứng của thép tăng lên
nhiều lần song nếu lớp tôi quá mỏng (độ thấm tôi nông ) thì
hiệu quả này không đáng kể : lõi do không được tôi , có độ bền
thấp do đó nguy cơ phá huỷ từ đây là rất lớn . Khi lớp thấm tôi
dày (độ thấm tôi sâu ) hiệu quả này sẽ trở nên hoàn toàn hơn
nhờ đó sức chịu tải tăng lên rõ rệt . Đặc biệt khi tôi thấu hoá
bền bằng tôi + ram đối với thép là hoàn toàn dễ dàng đạt được
cơ tính cao và đồng nhất trên toàn tiết diện nó rất quan trọng
đối với bánh răng .

Độ
thấm
tôi(m
m)
H
Max
Min

1.5 3

49
41

47
37

5

44
31

7

9

11

13

15

20

25

30

35

40

41
27

38
24

35
22

33
-

31
-

28
-

26
-

25
-

24
-

24
-

Đây là chi tiết yêu cầu cơ tính tổng hợp cao do đó nhiệt
luyện kết thúc thích hợp là tôi ở nhiệt độ T = 880 º C . Để tránh
thoát C cần nung trong lò muối Môi trường tôi là dầu .Sau đó
ram thấp ở nhiệt độ T = 200 º C , tổ chức đạt được là mactenxit
ram . Sau khi ram độ cứng không giảm đi hoặc chỉ giảm rất ít ,
ứng suất giảm đi đáng kể do đó có tính dẻo , dai tốt hơn , khó bị
phá huỷ giòn hơn .
Thời gian cũng có ảnh hưởng tới chuyển biến khi ram tuy
không mạnh bằng nhiệt độ .

20


Kéo dài thời gian ram cũng có tác dụng như nhiệt độ . Vì vậy
sau khi tôi nên ram ngay để vừa tránh nứt xảy ra sau khi tôi vừa
để tránh hiện tượng ổn định hoá austenit.

Chương 5: Kết luận
Khoa học công nghệ phát triển đã đưa nhiều máy móc vào
hoạt động sản xuất, chúng thay thế cho sức lao động của con
người. Ngành công nghiệp cơ khí chính là khu vực cung cấp ra
thị trường hệ thống máy móc cũng như các chi tiết máy để lắp
đặt vào dây chuyền sản xuất của các đơn vị kinh doanh, trong
đó bánh răng là chi tiết máy có vai trò quan trọng hơn cả. Với
những ứng dụng quan trọng của bánh răng, các tiêu chuẩn
bánh răng cũng đang được nhiều người tiêu dùng đòi hỏi cao
hơn, quá trình sản xuất người ta đều quy định nghiêm ngặt từ
khâu thiết kế, tính toán cho đến chế tạo để đảm bảo các tiêu
chuẩn bánh răng, điều này đòi hỏi ngành sản xuất cơ khí phải

không ngừng đổi mới công nghệ, nâng cao chất lượng và đảm
bảo tính kinh tế để tạo ra được những sản phẩm đáp ứng nhu
cầu cao hơn của nền sản xuất máy móc đang phát triển mạnh
mẽ.

21


22