Giáo trình Phay bánh răng, thanh răng (Nghề: Cắt gọt kim loại) - CĐ Nghề Việt Đức, Hà Tĩnh

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ TĨNH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH

GIÁO TRÌNH
Mơ đun:Phay bánh răng, thanh răng
Nghề: Cắt gọt kim loại
Trình độ: Cao đẳng
Tài liệu lưu hành nội bộ
Nhóm biên soạn

Năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

LỜI GIỚI THIỆU
Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục
vụ cho sự nghiệp cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân
lực phục vụ cho cơng nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim
loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc
địi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng
cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện
sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngồi nước. Khoa Cơ khí Trường Cao
đẳng nghề Việt -Đức Hà Tĩnh đã biên soạn cuốn giáo trình mơ đun Tiện ren tam
giác. Nội dung của mô đun để cập đến các công việc, bài tập cụ thể về phương
pháp và trình tự gia cơng các chi tiết.
Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực

tập ở các cơng ty, doanh nghiệp bên ngồi mà nhà trường xây dựng các bài tập
thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại.
Mặc dù đã rất cố gắng trong q trình biên soạn, song khơng tránh khỏi
những sai sót. Chúng tơi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn
và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hồn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng
nghề Việt -Đức Hà Tĩnh
Nhóm biên soạn

1


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................................................... 1
MỤC LỤC .............................................................................................................................................. 2
BÀI 1. THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RẰNG THẲNG ........................................ 3
BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG ............................................................................... 7
BÀI 3: PHAY THANH RĂNG ............................................................................................................. 11
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................... 49

2


BÀI 1. THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RẰNG THẲNG

1. Khái quát về các phương pháp gia công răng.
1.1. Phương pháp gia cơng bao hình.
- Phay bánh răng bằng phương pháp bao hình.
Dựa trên cơ sở đường sinh của bề mặt tạo hình của chi tiết gia cơng có dạng thân
khai. Dao chuyển động ln ln tiếp xúc với đường sinh đó là hình bao của chi tiết gia

cơng hay chính là đường sinh của bề mặt tạo hình. Hình 6.7a giới thiệu sơ đồ bánh răng
ăn khớp với bánh răng. Một bánh răng đứng yên, còn bánh răng kia vừa quay quanh tâm
của nó vừa lăn răng (khơng trượt). Hình 6.7 b thanh răng tịnh tiến T2 ăn khớp với bánh
răng quay quanh tâm cố định tạo ra bao hình cho thành phần đứng n, đó là dao, thành
phần khác đứng n là phơi. Dao có dạng bánh răng hay thanh răng. chuyển động ăn
khớp giữa các cặp truyền động bánh răng – bánh răng và bánh răng - thanh răng. Nguyên
lý chung của phương pháp bao hình để gia cơng bánh răng là nhắc lại sự ăn khớp theo
kiểu truyền động cưỡng bức giữa các bộ truyền bánh răng –bánh răng hoặc bánh răng –
thanh răng mà trong đó một đóng vai trị của dao, một đóng vai trị của phơi.

Hình 6.7. Sơ đồ ngun lý bao hình (a, b) và sơ đồ cắt (c)
1.2. Phương pháp gia cơng chép hình.
- Phay bánh răng bằng phương pháp chép hình.
Dùng máy phay vạn năng với đầu phân độ, dao phay đĩa modun (gia cơng bánh
răng có modun nhỏ) và dao phay ngón modun (gia cơng bánh răng có modun lớn) ta
khơng cần máy chun dùng, dao phay dễ chế tạo, nhưng năng suất thấp, q trình cắt
khơng liên tục, tốn nhiều thời gian cho phân độ và thay dao, thường dùng cho sản xuất
đơn chiếc.
Mỗi dao phay modun có số răng Z nhất định chỉ gia cơng được bánh răng có số
răng tương ứng. Nếu số răng Z của bánh răng thay đổi thì dạng thân khai cũng bị thay đổi
nghĩa là không trùng với dạng thân khai của dao, do đó cần thay đổi dao cho phù hợp.

3


Thường ta chế tạo một bộ dao có từ 8 đến 32 con với số răng Z khác nhau, nhưng có
cùng một mođun.
Mặt khác, độ chính xác thấp vì có những sai lệch do phân độ hoặc hình dạng thân
khai, sai lệch do tính vạn năng của máy ....
Khi gia cơng bánh răng nghiêng, dao có dạng răng thân khai trên mặt phẳng để gia

công dạng thân khai không gian nên cũng có sai số về dạng răng thân khai. Để khắc phục
các nhược điểm trên, ta dùng những phương pháp chép hình tiên tiến như cán nóng, chốt.
2. Các thơng số cơ bản của bánh răng
- De: Đường kính đỉnh răng là đường tròn thuộc mặt đầu của răng hay là đường
kính ngồi dùng để kiểm tra kích thước chung của bánh răng.
De = m ( z + 2 )
De = 0,5 ÷ 12000 ( mm )
(1.1)
- Di : Đường kính chân răng là đường trịn thuộc bề mặt chân răng.
- d: Đường kính vịng chia
- m ( mơdul ): Là thơng số chính đặc trưng cho bánh răng, là đại lượng chiều dài
nhỏ bước ăn khớp Π, giá trị m được tiêu chuẩn hố. Trong máy cơng cụ thì m = 1 ÷ 5.
- t: Bước răng là khoảng cách giữa hai mặt bên trong tương ứng của hai răng kề
nhau lấy trên cung của vòng tròn đồng tâm của bánh răng. t = Π . m
(1.2)
- Z: Số răng , z = 6 ÷ 1000 răng
Thường chế tạo số răng là bội của 4 hoặc bội cuả 5. Trừ một số loại răng đặc biệt.
- h1: Chiều cao đỉnh răng .
h1 = m
(1.3)
- h2 : Chiều cao chân răng .
h2 = 1,2m
(1.4)
- h: Chiều cao của cả răng .
h = h1 + h 2 = 2,2m
(1.5)
- T: Chiều dày răng.
0
α = 20 Góc ăn khớp: Là góc hợp bởi đường ăn khớp và tiếp tuyến của vòng trịn ngun
bản tại điểm ăn khớp.

t

Hình 1.1. Thơng số hình học cơ bản của bánh răng

4


3. Kiểm tra độ đều của bước răng:
- Tuỳ theo môdul của bánh răng, số răng z là bao nhiều mà độ đều của bánh răng
được kiểm tra bằng công thức:
a = m ( 1,476065k + 0,0139967 Z ).
Trong đó:
a: Là khoảng cách của một số răng được kiểm tra
Z: Số răng của bánh răng cần gia công
m: Môdul của răng
k: Là hệ số được kiểm tra trong bảng
n: Số răng cần kiểm tra
*. Bảng hệ số K để kiểm tra độ đều bước răng
Z

N

K

12 ÷ 18
19 ÷ 27
28 ÷ 36
37 ÷ 45
46 ÷ 54

2
3
4
5
6

3
5
7
9
11

55 ÷ 63
64 ÷ 72
73 ÷ 81

7.
8
9

13
15
17

Ngoài ra để kiểm tra chiều dày răng và kiểm tra độ song song người ta còn dùng
thước cặp chuyên dùng và đồng hồ so

4. Chọn và gá lắp dao:

* Bảng chọn số dao phay ( bộ và dao )
z
z
z

=
=
=

12
14
17

÷
÷
÷

13
16
20

→
→
→

5

N0 1
N02
N0 3

z

=

21

÷

25

→

N04

z
z
z
z

=
=
=
>

26
35
55
134

÷
÷
÷

34
54
134

→
→
→

N05
N06
N07

- Dao phay ngón modul, dao phay đĩa modul.
- Chọn dao đúng mơdul và số liệu sau đó gá lên trục gá dao.
- Gá lắp và điều chỉnh phôi: Một đầu chống tâm, một đầu cặp tốc, hoặc một đầu
chống tâm, một đầu cặp trên mâm cặp. Sau đó rà trịn phơi đảm bảo độ đảm bảo cho
phép là: ≤ 0.05
- Điều chỉnh mũi dao trùng với đường tâm của chi tiết, dùng phương pháp rà bổ
đơi.
- Tính tốn và điều chỉnh chế độ cắt: Vì dao định hình, diện tích tiếp xúc của lưỡi
giao lớn nên ta phải chọn chế độ cắt thấp.
- Tính tốn số vịng tay quay:
Áp dụng công thức tổng quát.

ntq 

N

Z

ntp =

40
z

- Lấy chiều sâu cắt và tiến hành phay khi phay xong rãnh thứ nhất ta lùi dao ra
khỏi chi tiết, phân độ và tiếp tục phay cho đến răng cuối cùng.

6


BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG
1. Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng trụ thẳng
- Biên dạng răng chính xác.
- Sườn răng nhẵn.
- Răng phải đều nhau
2. Phương pháp phay.
- Phay bánh răng trụ răng thẳng chúng ta có thể phay trên máy phay đứng vạn
năng hoặc máy phay nàm vạn năng.
3. Bài tập ứng dụng.

2,5

3.1. Đọc bản vẽ
Z = 13 (răng)

De=22,5 (mm)

3.2. Trình tự gia cơng
3.2.1. Tính tốn:
- Số vịng quay của đầu phân độ:
Ta có cơng thức: ntq =

N
z

Với ntq: Số vòng quay của tay quay chia, bước chia
N: tỷ số truyền của đầu phân độ
z: số phân chia
Mà z = 13
N = 48
48
9
ntq = N =
 3
vong
z

13

13

 3

27
vong

39

- Modul của dao:
CT: m =

d
trong đó: m: mơdul
z

d: Đường kính vịng chia.
z: Số răng.
De = d + 2h 1 = m . z + 2m = m( z + 2)
De = 22.5mm
22.5 = m ( 13+2)
22,5 = m . 15
m = 22,5 : 15 = 1,5

7


m = 1,5mm
- Bước răng t
t = .m
Với t bước răng
Với m = 1,5
 = 3,14
M = 1,5
t = 3,14 x 1,5 = 4,71 (mm)
- Chiều cao đỉnh răng: h1 = m = 1,5
- Chiều cao chân răng: h2 = 1,2 x m = 1,2 x 1,5 = 1,8mm

- Chiều cao răng h: h = h1 + h2 = 1,5 + 1,8 = 3,3mm
- Chiều dày răng: St = 1,57 x m = 1,57 x 1,5 = 2,35mm
- Đường kính vòng chia: D = m x z = 1,5 x 13 = 19,5mm
3.2.2. Chọn và gá lắp dao:
Tuỳ theo số răng cần gia công và môdul mà chọn dao cho phù hợp
3.2.3. Rà gá phôi:
Một đầu chống tâm và một đầu cặp vào mâm cặp hoặc một đầu chống tâm một
đầu cặp tốc, rà trịn phơi.
- Điều chỉnh cho mũi dao trùng với đường tâm của chi tiết ( phương pháp và bổ
đôi ).
3.2.4. Điều chỉnh máy.
Điều chỉnh máy với số vịng quay đã chọn.
- Cho mặt trụ ngồi của dao chạm vào mặt bên của chi tiết, hạ bàn máy xuống cho
dao khỏi phôi và dich vào một khoảng a.
a=t+T
Với:
t: là chiều dày của dao
T: Khoảng cách từ mặt bên tới tâm phôi
a: Khoảng dịch chuyển.
- Nâng bàn máy lên cho mặt đầu của dao chạm vào mặt trên của chi tiết. Sau đó lùi
bàn máy ra theo trục X ta lấy chiều sâu cho mỗi lát cắt.
- Tiến hành phay: Sau khi phay xong rãnh thứ nhất ta tiến hành phân độ để phay
răng tiếp theo với số vịng tay quay như đã tính tốn.
4. Các dạng sai hỏng - Nguyên nhân - Biện pháp khắc phục.
Hiện tượng sai hỏng Nguyên nhân

Biện pháp khắc phục

- Số răng không đúng -Do chọn số vòng hoặc số lổ sai - Trước khi phay ta nên chia
hoặc các thao tác chia bị nhầm độ để vạch thử, nếu đủ số

(thiếu hoặc thừa)
răng thì mới tiến hành phay.

8


- Răng to, răng nhỏ - Do sai số lổ hoặc trong quá - Khử độ rơ đầu chia độ
hoặc chiều dày các trình phay khơng thử độ dơ của trước khi phay
răng không đều nhau đầu chia độ.

- Do rà dao không đúng với - Kiểm tra rà gá và khử độ rơ
đường tâm của phôi hoặc do của bàn máy

- Răng bị lệch:

bàn máy bị xê dịch trong quá
trình phay.
- Biên dạng của răng - Do chọn dao không đúng - Chú ý khi chọn dao.
môdul, số hiệu. Ta nên chú ý
không đúng

khi chọn dao.
- Sườn răng không - Do dao cùn, lượng chạy dao - Kiểm tra lại hệ thống công
quá lớn, trục dao bị đảo, phôi nghệ
nhẵn

bị rung động.
- Răng đầu to đầu - Do khi gá không rà cho đường - Rá gá lại phôi
tâm của phôi song song với
nhỏ

hướng chạy dao dọc
5. Kiểm tra sản phẩm
- Tuỳ theo môdul của bánh răng, số răng z là bao nhiều mà độ đều của bánh răng
được kiểm tra bằng công thức:
a = m ( 1,476065k + 0,0139967 Z ).
Trong đó:
a: Là khoảng cách của một số răng được kiểm tra
Z: Số răng của bánh răng cần gia công
m: Môdul của răng
k: Là hệ số được kiểm tra trong bảng
n: Số răng cần kiểm tra
*. Bảng hệ số K để kiểm tra độ đều bước răng
Z

N

K

12 ÷ 18

2

3

19 ÷ 27
28 ÷ 36
37 ÷ 45
46 ÷ 54
55 ÷ 63
64 ÷ 72

3
4
5
6
7.
8

5
7
9
11
13
15

9


73 ÷ 81

9

17

Ngồi ra để kiểm tra chiều dày răng và kiểm tra độ song song người ta còn dùng thước
cặp chuyên dùng và đồng hồ so

10

BÀI 3: PHAY THANH RĂNG
1. Các thơng số hình học của thanh răng.

24

module 2

16

100

2 0°

0,167m

Pc=m. 

2,167m

m

m

40°

40°

Hình 1-2: Thơng số hình học của thanh răng
Với thanh răng có prơfin gốc  0 =200, hệ số chiều cao răng 0= 1, độ hở chân răng
C= 0,25.m).

Yêu cầu kỹ thuật:
- Răng có độ bền mỏi tốt
- Răng có độ cứng cao, chống mịn tốt
- Tính truyền động ổn định, khơng gây ồn.
- Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao.
a- Thanh rănh thẳng:
-

Bước răng P=  .m

-

Môduyn m=

-

Chiều dầy răng trên đường chia: Sp =

-

Chiều cao phần đầu răng: h1=  0.m = m.

-

Chiều cao phần chân răng: h2 =0.m + C = m + 0,25.m = 1,25.m

P


11

P  .m

2
2


-

Chiều cao răng H = h1 + h2 = m + 1,25.m = 2,25.m

-

Bán kính góc lượn chân răng : R  0,4.m

b.Thanh răng nghiêng:

24

module 2

16

100



Hình 1-3: Dạng thanh răng nghiêng
- Bước răng theo mặt cắt pháp tuyến: p n =  .mn
- Bước răng theo mặt cắt ngang: p s =  .ms =

- Môđuyn theo mặt cắt pháp tuyến: m n =
- Môđuyn theo mặt cắt ngang: m s =

pn
 .mn
=
cos 
cos 
pn
 m s . cos 


ps
mn


cos 

- Chiều dày răng trên đường chia theo mặt cắt pháp tuyến: s pn 

p n  .mn

2
cos 

- Chiều cao phần đầu răng: h1=f0.mn= m n
- Chiều cao phần chân răng: h2= f0.mn+ C = mn + 0,25mn = 1,25mn
- Chiều cao răng: H = h1 + h2 = m n + 1,25mn= 2,25mn
2. Các phương pháp gia công:
Thanh răng dùng để truyền động, được thực hiện truyền chuyển động từ

bánh răng đến thanh răng và ngược lại. Vì vậy việc phay thanh răng phải thực hiện
khá nghiêm ngặt nhằm đảm bảo cho thanh răng sau khi phay xong đảm bảo đúng
các yêu cầu kỹ thuật. Gia công thanh răng trên máy phay thông dụng: Sử dụng máy
12


phay đứng, hoặc máy phay nằm vạn năng khi học tập, hoặc sản xuất đơn lẻ. Trong
trường hợp có nhu cầu sản xuất hàng loạt sử dụng máy phay chuyên dùng (đặc
biệt) để phay thanh răng.
Nguyên tắc hình thành biên dạng răng là dùng dao phay môđun đĩa, hoặc
dao phay mơđun trụ đứng tạo rãnh định hình. Số răng là phương pháp chia đoạn
thẳng ra nhiều phần bằng nhau, trong đó khoảng cách giữa các phần là giá trị của
một bước răng (t). Các bước răng thực tế lúc nào chúng cũng cho những số lẽ, bởi
phụ thuộc hằng số  . Để thực hiện phay được thanh răng ta có các phương pháp
sau:
- Phay thanh răng theo cách sử dụng chia bằng giá trị du xích bàn máy ngang, bàn
máy dọc.
- Phay thanh răng theo cách sử dụng bằng đĩa chia độ được lắp trực tiếp với trục
vít me.
- Phay thanh răng theo cách sử dụng chia bằng đầu vi sai (sử dụng bánh răng lắp
ngoài.
2.1. Phương pháp phay thanh răng bằng du xích bàn máy.

2.1.1. Phay thanh răng thẳng.
a.
Chia theo du xích bàn máy:
Phay bằng cánh dịch chuyển bàn máy ngang
Dùng trong trường hợp phay những thanh răng ngắn, độ chính xác khơng cao.
Thanh răng được giá trên Êtô hay trên bàn máy của máy phay ngang. Sau mỗi răng
cần dịch chuyển bàn máyđi một bước răng Pc để chuẩn bị phay răng kế tiếp.

Công thức: n =
Trong đó:

p  .m

f
f

- P : Bước răng thanh răng cần phay.
- f :Giá trị một vạch trên du xích tay quay bàn tiến dọc.
- n : Số vạch du xích trên tay quay bàn tiến dọc cần quay đi mỗi lần.

chia răng
Thí dụ: m = 3  Pc = 3x3.1416 = 9,424
Vạch du xích chỉ đến 0,05 nên có thể xảy ra sai số.
Ví dụ trục vít me có bước là 5mm, vành du xích có 100 vạch thì ta tính:
F=

5
= 0.05mm.
100

13


Ví dụ: Cần phay một thanh răng có m = 2.5mm, F = 0.05mm. Ta xác định
mỗi lần dịch chuyển bàn máy đi một răng là: n =

 .m 3.1416 x2.5
=

 62.8 . 2.5 =
F
0.05

157 vạch
Ta có thể nghiệm lại:
+ Bước răng được tính tốn là: P = 3.1416 x 2.5 = 7.854 mm
+ Bước răng thực tế mà ta xác định bằng việc quay bàn máy bằng việc sử dụng du
xích là:

P =

157
x 5 = 7.85mm.
100

Như vậy nếu so sách với mức độ sai lệch về bước P = 7.854 mm - 7.85mm =
0.004mm.
Qua ví dụ trên ta thấy với mỗi máy tỉ số


= K Trong đó (K) là hằng số đặc
F

trưng cho máy. Thay (K) vào ta thấy công thức trên
sẽ được biểu diễn một cách cụ thể hơn, đơn giản
hơn. n = K.m mà trong đó K =


. (Phương pháp

F

này chỉ nên được sử dụng khi hệ số (K) của máy
trong trường hợp là chẵn).
Hạn chế của phương pháp này là không gia công
những thanh răng dày được (do hành trình ngang
hạn chế và chiều dài trục dao ngắn). Chia theo du
xích bàn máy thường có sai số lớn và hay nhầm lẫn,

Hình 1-4: Đầu
phay

bước răng p khơng đều nên ít được áp dụng.
Phay thanh răng bằng đầu phay vạn năng:
Trên một số máy phay vạn năng có trang bị đầu phay vạn năng dùng để phay các
thanh răng dài (Hình 1-4).
Phơi được giá dọc theo bàn máy phay, dịch chuyển bước răng bằng tay quay bàn
dao dọc.
b.

Chia bằng cơ cấu mang đĩa chia lắp đầu bàn máy: (thường gọi là cơ cấu

chia đều đoạn thẳng)
Cơ cấu chia đều đoạn thẳng được lắp đĩa chia, tay quay... Có hình dáng
bên ngồi như (Hình 1-5a), cịn cấu tạo bên trong theo nguyên lý như (hình 1-5b).
14


Đây là cơ cấu chia đều đoạn thẳng trang bị cho máy phay ngang vạn năng FA - 2U
do Tiệp Khắc sản xuất. Khi quay tay quay M một vòng, thơng qua cặp bánh răng

cơn có tỷ số truyền i = 1, cặp bánh răng trụ

30
(bánh răng z = 25 được lắp sẵn ở
25

đầu vít me bàn tiến dọc), bàn máy sẽ tiến một đoạn là t’x:
Mộ
1

Z=25

2

t
vị
ng

t x= 5
i =1

tay

Z=30

qua
y

C

Hình 1-5. Sử dụng đĩa chia độ trực tiếp để
phay thanh răng
. tx = t’x t’x =

M.

M

a

b

1 .
30
25

30 mm
. 5 = 6mm
25

Cơng thức tính chia răng thanh răng bằng cơ cấu chia đều đoạn thẳng:
n=
Trong đó:

p  .m

tx
tx

- p, m : Bước răng và môđuyn của thanh răng

-  : Số pi thường lấy  =

22
7

- tx : Bước ren vít me bàn máy
- n : Số vòng quay của tay quay M trong mỗi lần chia răng.
Ví dụ 1: Tính chia răng để phay thanh răng có mơduyn m = 3 trên máy phay F.A2.U
22
.3
 .m
22.3 11
áp dụng công thức n =
= 7 =
 = 1vòng + 52lỗ/vòng lỗ91
6
7.6
7
t 'x

Mỗi lần chia răng phải quay tay quay M của cơ cấu chia đều đoạn thẳng đi
1vòng và 52 lỗ trên vòng lỗ 91 của đĩa chia.

15


Khi môđun của thanh răng không chia chẵn cho hệ số K thì ta có thể áp dụng
phương pháp chia bằng đĩa chia độ lắp trực tiếp ở đầu vítme bàn máy dọc hoặc
thông qua cặp bánh răng côn với tỉ số truyền 1;1.
Ví dụ với máy có K = 62,8 (ví dụ đã nêu trên), muốn chia thanh răng có: m =

1,5, n sẽ là số lẻ bởi n = 62,8.1,5 = 94,2. Như vậy, nếu dùng phương pháp sử dụng
du xích bàn máy để thực hiện ta phải quay 94 vạch cộng thêm 2/10 của một vạch
nữa (độ chính xác chưa đảm bảo đối với chi tiết cần độ chính xác cao). Nhưng với
cách chia bằng đĩa chia độ (hình 31.3.2), thì khơng cần sử dụng tay quay (1), mà sử
dụng tay quay đĩa (5) và đĩa chia (4) có nhiều vịng lỗ khác nhau. Để xác định phần
lẻ dễ dàng và ít nhầm lẫn ta sử dụng doãng quạt (3). Sử dụng phương pháp này
chia được nhiều trường hợp mà phân số có được sau khi tính là những phần lẽ khó
chia hết. Phơi được gá lên bàn máy (2), mỗi lần chia để phay răng tiếp theo, phải
vặn tay quay đĩa chia độ một số vòng và lỗ theo cơng thức:

n=

 .m
p

Trong đó : n - là số vịng cần quay
p - bước ren vítme bàn máy dọc
m - mơđun của thanh răng
Ví dụ 1: Thanh răng cần phay có m = 3,5, máy phay có bước ren vítme p = 4
mm. Mỗi lần chia răng phải quay tay quay ở tay quay đĩa chia là:
n=

3,1416.3,5
= 2,749 vòng, lấy gọn là 2,75 vòng.
4

Từ đây cần quy đổi trị số lẻ ra số lỗ trên đĩa chia để chọn số vịng lỗ thích hợp.
Quy 2,75 vịng ra hỗn số: 2,75 = 2

75

3
3.7
21
21lo
2 2
2
 2vong 
100
4
4.7
28
vonglo28

Như vậy, mỗi lần chia ta cần quay 2 vòng và 21 lỗ trên vòng lỗ 28 của đĩa chia.
Nghiệm lại sai số: ttk (bước răng theo thiết kế), ttk = 3,1416 . 3,5 = 10,9956 mm
ttt (bước răng theo thực tế) ttt = 4 . 2

21
 11 ;
28

Như vậy giới hạn sai lệch giữa ttk và ttt: t = 11 - 10.9956 = 0.0044mm
Ví dụ: 2. Cần chia để phay một thanh răng có m = 1.75, P = 8mm
Tương tự như ví dụ trên ta áp dụng phương pháp chia: n =

16

 .m
. Thay số vào ta có:
p

n=

3,1416.1.75
11
11lo
 0.6872  
8
16 vonglo16

Như vậy mỗi lần chia ta chỉ việc quay 11 lỗ trên vòng lỗ 16. Vậy sai số được xác
định giữa thiết kế và tính tốn sẽ là:
ttk = 3.1416 . 1.75 = 5.4978mm
Còn t tt = 8.

11
 5.5 mm
16

Giới hạn sai lệch giữa ttk và ttt sẽ là: 5.5 - 5.4978 = 0.0022mm.
2.1.2.Phay thanh răng nghiêng.
Sau khi tính tốn các thơng số hình học của thanh răng nghiêng:
- Bước răng theo mặt cắt pháp tuyến: p n =  .mn
- Bước răng theo mặt cắt ngang: p s =  .ms =
- Môđuyn theo mặt cắt pháp tuyến: m n =
- Môđuyn theo mặt cắt ngang: m s =

pn
 .mn

=
cos 
cos 
pn
 m s . cos 


ps
mn


cos 

- Chiều dày răng trên đường chia theo mặt cắt pháp tuyến: s pn 

p n  .mn

2
cos 

- Chiều cao phần đầu răng: h1=f0.mn= m n
- Chiều cao phần chân răng: h2= f0.mn+ C = mn + 0,25mn = 1,25mn
- Chiều cao răng: H = h1 + h2 = m n + 1,25mn= 2,25mn
Lưu ý: Khi phay thanh răng nghiêng, sau khi gá phôi rà thẳng, rà phẳng; Cịn phải
nghiêng phơi đi một góc bằng góc nghiêng  của răng thanh răng để mặt phẳng
quay của dao song song rãnh răng (Hình 1-6)

Ps


Pn
n=

Sn

Sn





Pn
tx

n=

17

P5
tx


a

b

Hình 1-6: Sơ đồ phay thanh răng nghiêng.
- Trường hợp xoay nghiêng phơi theo êtơ, đồ gá (Hình 1-6a) thì chia răng theo
bước răng pháp tuyến Pn : n=

pn
tx

- Trường hợp xoay nghiêng phơi theo bàn máy (Hình 1-6b) thì chia răng theo bước
răng ngang Ps: n =

Ps
Pn
=
tx
t x . cos 

2.2. Phương pháp phay thanh răng bằng đầu phân độ.

2.2.1.Phay thanh răng thẳng.
Phay thanh răng thẳng dùng đồ gá bằng đầu phân độ vạn năng.
Đặc điểm cấu tạo: Gần giống ụ chia gián tiếp đơn giản, nhưng ngoài trục chính (3)
cịn có thêm trục phụ (4) (Hình 1-7) để mở rộng khả năng chia trên ụ chia và khả
năng cơng nghệ của máy phay. Trục chính ụ chia vạn năng có thể xoay nghiêng so
với vị trí nằm ngang lên phía trên góc từ 00 - 100 0 và xuống phía dưới góc từ 00 100 (H) là chiều cao từ tâm trục chính ụ chia đến mặt bàn máy khi trục chính ụ
chia ở vị trí nằm ngang, (H) là thơng số cơ bản chỉ kích cỡ ụ chia. Thường có các
cỡ: H= 100 135  160 200...(Hình5)
9
13

12

11

7

5

5

6

3

5

2

1(M)

C 10

4

8
14

3

11

C

Hình 1-7: Ụ chia vạn năng và các bộ phận chính của ụ chia vạn năng.
Cơng dụng của ụ chia vạn năng :

Ụ chia vạn năng được sử dụng trong các trường hợp sau:
Gá phay các chi tiết dạng tròn hoặc đoạn thẳng cần chia thành các phần bất kỳ đều
hoặc không đều như: bánh răng, thanh răng, dao phay, dao doa, khắc thước, khắc
vạch trên các vịng du xích ...
Gá phay rãnh trên mặt côn, rãnh trên mặt đầu dạng trụ, rãnh xoắn, rãnh xoáy, cam
phẳng Acsimet...
18


Các bộ phận chính của ụ chia vạn năng.
Trên (Hình 1-7) thể hiện các bộ phận chính của ụ chia vạn năng .
(1)- Tay quay (M): Trên tay quay có núm xoay 14 để rút hoặc cắm chốt định vị C
vào các vòng lỗ trên đĩa chia gián tiếp 9.
(2)- Vỏ ụ chia để đỡ, gá các chi tiết bộ phận của ụ chia. Dưới đáy vỏ có hai chốt
định vị để định vị ụ chia trên rãnh T bàn máy.
(3)- Trục chính lắp trong thân 6, thân 6 có thể xoay trong vỏ 2 để nghiêng trục
chính 3 lên trên hoặc xuống dưới so với vị trí nằm ngang phần trục chính nằm
trong thân 6 có lắp cố định bánh răng vít với số răng Zt = 40 ăn khớp với trục vít có
số đầu răng
Kt = 1. Phía trước trục chính có lỗ cơn mc để lắp đầu nhọn 13 mang tấm gạt tốc
12. Phía ngồi có ren để lắp mâm cặp ba chấu và đĩa chia trực tiếp 11. Phía sau
trục chính cũng có lỗ cơn mc để lắp trục gá bánh răng khi chia vi sai.
(4)- Trục phụ để lắp bánh răng thay thế khi chia vi sai, phay rãnh xoắn.
(5)- Hai đai ốc và vít hãm thân 6 với vỏ 2.
(6)- Thân ụ chia, phía trong rỗng để lắp trục chính 3 và cơ cấu giảm tốc trục vít bánh vít.
(7)- Vít hãm trục chính sau khi chia.
(8)- Tay gạt điều chỉnh bạc lệch tâm phía trong thân 6 cho trục vít ăn khớp hoặc
tách khỏi bánh vít.
(9)- Đĩa chia gián tiếp.
(10)- Miếng cữ để xác định góc quay của đĩa chia trực tiếp (11) khi chia (nếu đĩa

chia 11 không khắc vạch chia độ ở cạnh, mà có xẻ rãnh hoặc khoan một vịng lỗ thì
chi tiết 10 là tay gạt điều chỉnh chốt định vị C cắm vào hoặc rút ra khỏi rãnh, lỗ
trên đĩa chia 11).
Nguyên lý chuyển động của ụ chia vạn năng.
Chuyển động trực tiếp: Điều chỉnh bạc lệch tâm cho trục vít tách khỏi bánh răng
vít, quay trực tiếp trục chính để thực hiện chia bằng đĩa chia trực tiếp 11 (lúc này
quay tay quay M, trục chính khơng quay).

19


Chuyển động gián tiếp: Gạt tay quat 8 điều chỉnh bạc lệch tâm cho trục vít ăn
khớp bánh răng vít, lúc này để trục chính quay được phải quay tay quay M, chuyển
động sẽ truyền đến trục chính theo sơ đồ như hình 6.
Quay tay quay M trục I quay (trục I lồng không trong ống V) thông qua cặp
bánh răng trụ có tỷ số truyền i = 1 làm trục II (tức trục vít có số đầu răng kt = 1)
quay, làm bánh vít có số răng Zt= 40 lắp cố định với trục chính III quay theo
ngun tắc:
zt
1
=
vịng.
kt
40

Tay quay M quay một vịng, trục chính III quay

Tay quay M quay 40 vịng, trục chính III quay một vịng.

13

12

Zt=40

11 C

II

Kt=1

III
I
IV

i=1
i=1
V

9
C
K
1(M)

14

Hình 1-8: Sơ đồ chuyển động gián tiếp ụ chia vạn năng.
Lúc này phải lắp cầu bánh răng

a c

. để truyền chuyển động quay từ tay quay M
b d

ụ chia đến trục chính rồi truyền xuống vít me bàn máy để bàn máy mang phơi dịch
chuyển (Hình 1-9).
Tỷ số truyền ( itr) của cầu bánh răng
itr =

a c
. được tính theo công thức:
b d

a c
N .P
. =
b d
t x .n

20


Z

a

III

t =40

b

c

K t =1

II

d
IV

I
i =1

Z=38

C
K

Z=24

M

Z=38

t x =6

a,

b,

Hình 1-9: Điều chỉnh ụ chia vạn năng chia đều đoạn thẳng.

a- Nhìn phía sau ụ chia.
b- Sơ đồ lắp cầu bánh răng thay thế.

Trong đó: - N: Số đặc tính ụ chia( thường N= 40 ).
- P: Bước răng thanh răng cần phay.
- tx: Bước ren vít me bàn máy.
- n: Số vịng quay của tay quay (M) ụ chia phải quay đi mỗi lần chia
răng.
Ví dụ 2: Tính chia răng để phay thanh răng có mơduyn m =2 bằng ụ chia vạn năng
có N= 40 trên máy phay có bước ren vít me bàn dọc tx= 6mm.
Giải:
Áp dụng công thức: tr=

a c
N .P
40. .m
. =
=
b d
6.n
t x .n

Trường hợp lấy số  = 3,14 và chọn n= 31,4 ta có:
tr=

a c 40.2.3,14 80 40 70
=
= .
. =
6.31,4

b d
60 60 35

Số vòng quay của tay quay (M) ụ chia cần phải quay đi mỗi lần chia răng:
n= 31,4= 31+4/10= 31vòng+ 12lỗ/vòng lỗ30.
tr=

Trường hợp lấy số  = 22/7 và chọn n= 22 vòng:
a c
N .P 40.22.2 40 8 5
. =
=
=  .
b d
t x .n
6.7.22 21 7 3

21


Vậy cầu bánh răng:

a c 40 50
. = .
b d 35 30

Số vòng quay của tay quay (M) ụ chia phải quay đi mỗi lần chia răng n = 22
vòng
Thay đổi giá trị của  bằng phân số tương ứng
Để phay thanh răng có độ chính xác cao, ta sử dụng phương pháp chia bước

răng gián tiếp bằng đầu chia vi sai. Phương pháp này có độ chính xác và được sử
dụng khá rộng rãi so với hai phương pháp đã nêu ở trên. Mức độ chính xác ngồi
những yếu tố khác, còn phụ thuộc nhiều vào việc chọn phân số tương ứng với giá
trị của số  . Phân số lớn thì sai số nhiều, cịn phân số nhỏ thì sai số ít hơn. Để việc
lựa chọn được dễ dàng và thuận lợi, ta xây dựng bảng trị số đ bằng các phân số
tương ứng.

Bảng 1-1. Các trị số gần đúng của  và phạm vi tương đương
Trị số của 

Sai số

Bánh răng đặc biệt cần có

0,00159265

157 bánh răng

0,00126445

-

32.27
25.11

0,0022545

-

 = 3,1417322 =

19.21
127

0,00013955

127

 = 3,1417112 =

25.47
22.17

0,0011855

47

 = 3,1417004 =

8.97
13.19

0,00010775

97

 = 3,146666 =

13.29
4.30

0,00007395

29; 58; 87

 = 3,1415929=

5.71
113

0,00000625

71; 113

 = 0,13159265
 = 3,14

=

157
50

 = 3,1418571 =
 = 3,141811 =

22
7

Nguyên tắc

22


Để chia các phần đều nhau có giá trị bằng bước răng (t) trên đường thẳng bằng
việc sử dụng đầu chia vi sai ta phải sử dụng hệ bánh răng thay thế. Các bánh răng
thay thế được lắp giữa đầu chia và vítme bàn máy dọc một cầu truyền động bánh
răng. Khi chia răng, vặn tay quay của đầu chia đi một số vịng và số lỗ (đã tính
tốn) của đầu chia nhờ sự truyền động của các bánh răng lắp ngồi, bàn máy (phơi)
sẽ di chuyển được một khoảng bằng bước răng (t).
Tính bộ bánh răng lắp ngồi và số vòng quay của đầu chia độ.
Bộ bánh răng thay thế và số vòng số lỗ của tay quay chia độ bằng phương
pháp chia vi sai được tính tốn theo cơng thức sau:
i=

a
 .m.40
n
b
p

a
- là cặp bánh răng lắp ngồi (cịn gọi là các bánh răng thay thế)
b

Trong đó:

P - bước ren vitme bàn máy (chọn để sử dụng)
40 - tỉ số truyền động đầu chia (có trường hợp là 60, 30 ...)
n - số vòng cần quay tay quay chia độ
 - được quy đổi ra phân số tương đương (chọn theo bảng 1 tùy độ

chính xác).
Ví dụ 1: Thanh răng cần phay có mơđun, m = 3 mm, bước ren vitme p = 6 mm.
Ta sử một cặp bánh răng thay thế.
Ta chọn  = 3,146666 =
i

13.29
với sai số 0,00007395 mm
4.30

a
13.29.3.40 13.29 13
65
n

 29 
29
b
4.30.6
6
6
30

23


Như vậy cặp bánh răng thay thế cần tìm là:

a 13 65



và số vịng quay của tay
b 6 30

Hình 1-10. Sử dụng giá đỡ đặc biệt và đầu
chia độ vi sai để phay thanh răng
quay chia độ là 29 vòng chẵn.
Ví dụ 2: Cần phay thanh răng có: m = 2,75 mm, trên máy có bước ren vitme
p = 6mm. Ta sử dụng hai cặp bánh răng.
Ta chọn  = 3,1415929 =
i

5.71
với sai số 0,00000625 mm
113

a c
5.71.110 5.71 110 100 71
2
 n




 18
b d
113.6
1.113 6
20 113

6

Như vậy, để thực hiện được bài tốn này ta cần có 2 bánh răng đặc biệt 71 và 113
răng,để có:

a c 100 71
2 6
7
 

khi chia răng. Còn  
vậy tay quay chia độ
b d
20 113
6 18 21

phải quay 18 vòng và 6 lỗ trên vòng lỗ 18, hoặc 18 vòng và 7 lỗ trên hàng lỗ 21.
Cách lắp bộ bánh răng lắp ngoài.
Để thực hiện việc phay thanh răng bằng phương pháp chia độ vi sai, việc chia
này phụ thuộc vào hệ thống bàn dao dọc. Trục của dao phay đĩa môđun phải được
gá trên đầu quay đặc biệt (hình 1-10), chi tiết được nằm theo phương dọc và hướng
phay vng góc với trục chính của máy phay ngang. Lượng dịch chuyển của bàn
máy khi phay từ rãnh này sang rãnh khác phải bằng bước răng đo song song với
trục của thanh răng được truyền từ tay quay đầu chia độ đến trục vít me bàn máy.
Sự truyền động này được thực hiện bởi các bánh răng lắp ngồi để bàn máy (phơi)
sẽ di chuyển được một khoảng bằng bước răng (t).
24