Tài liệu Gia công bánh răng pptx

Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
Chơng 8
máY GIA CÔNG BáNH RĂNG
Hình dáng chung bánh răng nh hình 8.1 và chia làm hai loại chính : bánh răng trụ răng
thẳng, răng nghiêng, răng xoắn, răng chữ V và bánh răng côn răng thẳng, răng xoắn, răng
cong... ngoài ra còn có các loại bánh vít...
8.1. Phơng pháp gia công bánh răng và phân loại máy gia công răng.
8.1.1 Phơng pháp gia công bánh răng
Thờng đợc gia công bằng phơng pháp bào, phay, chuốt, ngoài ra còn có thể gia công
bằng phơng pháp ép, đúc cán nguội hoặc cán nóng. Hiện nay trong các nhà máy chuyên
dùng để gia công bánh răng, phơng phá gia công cho chất lợng bề mặt gia công cao là phơng
pháp cán răng. Về nguyên lý, có hai nguyên tắc cơ bản để gia công bánh răng:
-Phơng pháp chép hình( còn gọi là phơng pháp định hình)
-Phơng pháp bao hình.
1.Phơng pháp chép hình: Là phơng pháp tạo hình dáng bề mặt của răng bằng cách chép
lại hình dáng của dao cắt hoặc của bề mặt mẫu (bào răng). Ví dụ khi phay răng bằng dao
phay đĩa mô dun , bằng dao phay ngón môđun hoặc bào theo mẫu (hình 8.1b)
127
Hình 8.1 Các dạng truyền động bánh răng
Hình 8.1b Sơ đồ gia công bánh răng bằng phơng pháp chép hình
Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
u điểm của phơng pháp chép hình là không cần máy chuyên dùng, dao phay đĩa mô đun
dễ chế tạo
Nhợc điểm của phơng pháp chép hình là: Năng suất thấp vì mất thời gian phân độ, mất
thời gian chạy không để dao trở về vị trí ban đầu, gia công từng răng một. Tùy theo số răng
cần cắt, cần rất nhiều dao phay môđun vì mỗi môđun cần phải có ít nhất từ 8 15 26
dao phay môđun khác nhau.
Khi dùng dao phay đĩa môđun tiêu chuẩn để cắt bánh răng xoắn thì hình dáng bề mặt
răng bị sai lệch.
2. Phơng pháp bao hình:
Là phơng pháp tạo nên hình dáng bề mặt răng bằng cách lặp lại chuyển động tơng đối

của hai chi tiết ăn khớp nhau nh chuyển động của bánh răng thanh răng, chuyển động của
trục vít bánh vít.. Nếu một chi tiết có những lỡi cắt, trong quá trình chuyển động tơng đối,
nó sẽ tạo nên hình dáng răng ở chi tiết kia.
Nói cách khác, phơng pháp bao hình gia công bánh răng là nhắc lại sự ăn khớp truyền
động theo các cặp bánh răng bánh răng, bánh răng - thanh răng mà trong đó một đóng vai
trò của dao và một đóng vai trò của phôi một cách cỡng bức.
Hình 8.2 là sơ đồ gia công bánh răng bằng phơng pháp bao hình với dao phay trục vít.
Những vị trí kế tiếp liên tục nhau của lỡi dao phay có dạng răng thẳng, tạo nên hình bao
thân khai của răng(hình 8.2c) Các vị trí di động 1, 2, 4.. của tơng ứng với lớp kim loại đợc
lấy đi từ chi tiết gia công để hình thành dạng răng.
u điểm của phơng pháp bao hình so với phơng pháp phay chép hình là :
Năng suất cao, độ chính xác cao hơn; Mức độ tự động hóa cao hơn.
Một dao với môđun nhất định có thể cắt đợc nhiều bánh răng cùng môđun với số răng
bất kỳ
8.1.2 Phân loại máy gia công răng.
Phân loại theo công dụng có: máy gia công bánh răng trụ răng thẳngvà răng xoắn, máy
gia công bánh răng côn răng thẳng, xoắn, máy gia công bnhs vít, thanh răng.
Phân loại theo dạng gia công: máy phay răng, máy phay lăn răng, máy xọc răng, máy
bào răng, máy chuốt răng, máy mài răng...
8.2. Máy gia công bánh răng trụ
128
Hình 8.2. Sơ đồ gia công răng bao hình
Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
Thờng gồm hai loại chính: Máy gia công răng chép hình và máy gia công răng bao hình.
8.2.1 Máy gia công bánh răng trụ theo phơng pháp bao hình
1 Máy xọc răng 514
Hình dáng chung của máy nh hình 8.3. Các bộ phận chính của máy bao gồm:
1.thân máy; 2. bàn máy;3 đầu trục chính; 4.cơ cấu chạy dao hớng kính của đầu trục chính.
Các thông số cơ bản của máy xọc răng 514
Đờng kính ngoài lớn nhất của bánh răng gia công :500 mm

Môđuyn lớn nhất của bánh răng: 6 mm
Hành trình lớn nhất của trục dao xọc : 125 mm
Chiều dày lớn nhất của chi tiết gia công: 105 mm.
Số hành trình kép đầu dao xọc trong 1 phút: 120 , 172, 253, 359 htk/ph
Bớc tiến vòng sau một hành trình kép đầu xọc: 0,17; 0,21; 0,24; 0,3; 0,35; 0,4
Công suất động cơ : 2,2 kW; n = 1440 vg/ph; Trọng lợng máy : 4200kg
Máy xọc răng 514 cho phép thực hiện các chuyển động sau đây:
-xích tốc độ (xích chuyển động chính),
-xích bao hình Q
1
, Q
2
,
-xích chạy dao vòng,
-xích chạy dao hớng kính
- xích cơ cấu ăn dao tinh và xích nhờng dao.
1)Xích chuyển động chính (chuyển động cắt )
129
Hình 8.3. Hình dáng chung máy xọc 514
Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
Từ động cơ Đ
1
(N = 2,2 kW, n = 1440 (vòng/phút). Chuyển động quay đợc truyền qua
bộ truyền đai
280
100


qua hộp tốc độ có 4 tỷ số truyền
88

22
,
73
37
,
81
29
,
64
46
(trục II) qua cơ cấu
thanh truyền tay quay thanh răng có môđun m =3, 25 ăn khớp với bánh răng Z26 (trục
III) và dến bánh răng ăn khớp thanh răng Z26, m =3,25 là trục chính mang dao xọc chuyển
động tịnh tiến khứ hồi.
Phơng trình cân bằng động học của xích chuyển động chính đợc viết nh sau:






=
=
=
=
=

phhtkn
phhtkn
phhtkn
phhtkn
/369
/253
/178
/125
64
46

73
37
81
29
88
22
.0,985.
280
100
1420.
4
3
2
1
(8.13)
Để có thể chọn số hành trình kép của dao xọc, tính số hành trình kép của dao theo công thức:
n =
L
V
2
1000
(8.14); Trong đó L là chiều dài của hành trình gia công, L = b + c
b là chiều dày phôi, c là khoảng vợt quá của dao, vận tốc cắt V(tra bảng)
130
Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
b)Xích chia độ (bao hình Q
1
, Q
2
)

Chuyển động quay chia độ của bàn máy xuất phát từ trục VIII, qua các bánh răng côn 30
- 30, trục IX, các bánh răng côn 30-30, trục X, các bánh răng thay đổi của chạc chia độ
d
c
.
b
a
, trục XI và bộ truyền trục vít bánh vít
240
1
. Để hoà hợp các chuyển động của dao và
của phôi thì khi dao quay 1 răng (
d
z
1
vòng) phôi cũng phải quay (
z
1
vòng).
1vòng quay của dao ->
f
D
Z
Z
vòng quay của bàn máy mang phôi), z
f
: là số răng của bánh răng
gia công.
Phơng trình cân bằng động học của xích chia độ:
f

D
Z
Z
240
1
.
d
c
.
b
a
.
30
30
.
30
30
.
1
100
.1
=
Công thức điều chỉnh chạc chia độ đợc viết nh sau:
f
d
Z
Z
2,4.
d
c

.
b
a
=
(8.15)
c)Xích chuyển động quay (chạy dao vòng) của dao.
Xích chạy dao vòng dùng để điều chỉnh lợng chạy dao vòng s
1
cho mỗi hành trình kép
của dao xọc. Lợng chạy dao vòng đợc tính bằng mm trên vòng tròn chia răng của dao xọc
khi dao xọc thực hiện một hành trình kép.
Khi gia công thô lợng chạy dao vòng có thể lấy lớn (S
1
= 0,25 0,38 mm/htk), khi gia
công tinh lấy trị số nhỏ (S
1
= 0, 1 0,2 mm/htk)
Từ trục II qua các bánh xích 28-28 chuyển động quay đợc truyền cho trục IV. Tiếp theo
đó, qua bộ truyền trục vít - bánh vít 3-23 chuyển động quay đợc truyền cho trục VI, qua các
bánh răng côn 28-42, tới trục VII của chạc chạy dao vòng.
Xích thực hiện theo sơ đồ: trục chính dao xọc-> cơ cấu bánh răng - thanh răng m =3,25
x 26 -> trục III -> cơ cấu thanh truyền tay quay -> II -> truyền động xích
28
28
-> trục IV ->
cơ cấu trục vít bánh vít
23
3
-> V -> cơ cấu đảo chiều bánh răng côn
42

28
-> đóng ly hợp
vấu M1 -> chạc chạy dao vòng
1
1
b
a
-> VII -> cơ cấu trục vít bánh vít
100
1
Phơng trình cân bằng động học của xích chạy dao vòng nh sau:
1d
1
1
S.m.Z.
100
1
.
b
a
.
42
28
.
23
3
.
28
28
1.

=

mm/htk
ở đây m là môđun của bánh răng gia công hoặc của dao (mm)
z
đ
- số răng dao xọc.
S
1
-lợng chạy dao vòng (mm/htk của dao)
Công thức điều chỉnh chạy dao vòng :
d
1
1
1
m.z
366.S
b
a
=
Quan hệ giũa a
1
, b
1
theo máy chuẩn đợc chọn theo bảng ứng với lợng chạy dao vòng S
mm/htk nh sau :
Lợng chạy dao vòng S
1
0,44 0,35 0,3 0,24 0,21 0,17
số răng a

1
55 50 47 42 39 34
số răng b
1
34 39 42 47 50 55
131
Hình 8.3. Sơ đồ động máy xọc 514
Phạm Quốc Điệp - Máy công cụ I
d)Xích chạy dao hớng kính
Xích chạy dao hớng kính dùng để chạy dao hớng kính s cho đến hết chiều sâu chân
răng. Sau đó chuyển động chạy dao hớng kính sẽ ngừng và dao xọc tiếp tục gia công cho
tới khi kết thúc quá trình gia công
Lợng chạy dao hớng kính đợc tính bằng mm/htk, khi dao xọc thực hiện một hành trình
kép. Chu kỳ làm việc của xích này do cam 46 thực hiện. Xích chạy dao hớng kính theo sơ đồ
: Trục chính dao xọc -> thanh răng bánh răng 3,25 x 26 -> trục III -> cơ cấu thanh răng
tay truyền - tay quay -> trục II -> cơ cấu xích
28
28
-> trục IV chạc chạy dao hớng kính
2
2
b
a
->
cặp bánh răng côn
48
24
-> trục XII -> trục vít bánh vít
40
1

-> đóng ly hợp M2 -> trục vít
bánh vít
40
2
và cuối cùng là cam tỳ vào con (47). Con lăn đợc lắp trên trục vít me có t
x
=
6mm. Vít me này quay trong đai ốc của bánh răng côn Z=30 cố định trong bàn trợt của đầu
trục chính.
Khi dao xọc thực hiện một hành trình kép tức trục II quay 1 vòng thì phơng trình
truyền động của xích chạy dao hớng kính là :
1 vòng .
S .T
40
2
.
40
1
.
48
24
.
d
c
.
b
a
.
28
28

1
1
1
1
=
(mm/htk) (8.17)
ở đây: T- bớc nâng của cam (mm), S là lợng chạy dao hớng kính
Trong máy xọc răng 514, cam thực hiện chạy dao hớng kính khi xích phân độ quay
cam
4
1
vòng, tức là 90
0
. Khi quay 90
0
, cam có độ nâng h=19,2mm thì T=
90
360.2,19
(mm).
Thay T vào (8.17) ta có công thức điều chỉnh chạc chạy dao hớng kính nh sau:
2
2
b
a
=
048,0
S
(8.18)
Quan hệ giữa a
2

, b
2
theo máy chuẩn đợc chọn theo bảng ứng với lợng chạy dao hớng
kính S mm/htk nh sau :
Lợng chạy dao S 0,024 0,048 0,095
số răng a
1
25 40 50
số răng b
1
50 40 25
Căn cứ theo kích thớc và lợng d của phôi, có thể dùng cam một lần ăn dao, hai hoặc ba
lần ăn dao. Sau khi cam đã quay một góc 90
0
, dao xọc đã ăn hết chiều sâu răng (nếu dùng
cam một lần ăn dao), hoặc ăn dao sơ bộ với một phần chiều sâu của răng (nếu cam nhiều lần
ăn dao) thì bộ ly hợp vấu M2 sẽ tự động mở ra và cơ cấu con cóc 4 bắt đầu làm việc, khi đó
cam sẽ nhận chuyển động không liên tục từ cơ cấu cóc chuyển tới.
e) Xích cơ cấu đếm và tự động dừng máy khi cắt xong bánh răng
Sau khi cắt xong chiều sâu răng xích chạy dao hớng kính tự động cắt đờng truyền và xích
cơ cấu đếm sẽ nối liên chuyển động quay tròn của phôi đến cam, để đảm bảo cho phôi luôn
đợc cắt với chiều sâu không đổi h. Nếu dùng cam một lần ăn dao, xích chạy dao hớng kính
tiến hành trong khoảng thời gian ứng với
3
1
vòng quay của phôi. Sau đó xích cơ cấu đếm
làm việc phôi quay đợc 1 vòng.
Xích đợc thực hiện theo sơ đồ: bánh lệch tâm 50 -> thanh kéo 17 -> cơ cấu con cóc 48
bánh cóc 48 ->trục vít bánh vít
20

2
và cuối cùng là cam XVII
f) Xích chạy dao nhanh
132