Cách thiết kế bánh răng trụ rèn

Trước khi bắt đầu thiết kế bánh răng trụ của riêng mình, bạn cần hiểu các thành phần chính của nó. Trong số đó có phần rèn, rãnh then, khớp nối, vít định vị và các loại khác. Hiểu được sự khác biệt giữa các loại bánh răng trụ này là điều cần thiết để đưa ra quyết định sáng suốt. Để tìm hiểu thêm, hãy tiếp tục đọc. Ngoài ra, đừng ngần ngại liên hệ với tôi để được hỗ trợ! Dưới đây là một số mẹo và thủ thuật hữu ích để thiết kế bánh răng trụ. Hy vọng chúng sẽ giúp bạn thiết kế được bánh răng trụ trong mơ của mình.

Rèn bánh răng trụ

Rèn bánh răng trụ là một trong những quy trình quan trọng nhất trong sản xuất các bộ phận truyền động ô tô. Quy trình sản xuất phức tạp và bao gồm nhiều bước, chẳng hạn như làm cứng phôi, rèn nóng, ủ, phosphat hóa và xà phòng hóa. Vật liệu được sử dụng cho bánh răng trụ thường là 20CrMnTi. Quy trình được hoàn thành bằng cách áp dụng phương pháp ép đùn liên tục với các khuôn được thiết kế cho chiều dài dải định cỡ L và độ dày góc tách T.
Quá trình rèn bánh răng trụ cũng có thể sử dụng polyacetal (POM), một loại nhựa cứng thường được dùng để sản xuất bánh răng. Vật liệu này dễ tạo hình và định hình, và sau khi tôi cứng, nó cực kỳ cứng chắc và có khả năng chống mài mòn cao. Một số kim loại và hợp kim được sử dụng để chế tạo bánh răng trụ, bao gồm thép rèn, thép không gỉ và nhôm. Dưới đây là các loại vật liệu khác nhau được sử dụng trong sản xuất bánh răng cùng với ưu điểm và nhược điểm của chúng.
Kích thước răng của bánh răng trụ được đo bằng mô-đun, hay m. Mỗi con số biểu thị số răng trong bánh răng. Khi số răng tăng lên, kích thước của nó cũng tăng lên. Nói chung, số răng càng nhiều thì mô-đun càng lớn. Bánh răng có mô-đun cao có góc áp lực lớn. Điều quan trọng cần nhớ là bánh răng trụ phải có cùng mô-đun với bánh răng mà chúng dùng để dẫn động.

bánh răng trụ vít định vị

Một ngành công nghiệp hiện đại không thể hoạt động nếu thiếu các bánh răng trụ có vít định vị. Loại bánh răng này có hiệu suất cao và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Thiết kế của chúng liên quan đến việc tính toán tốc độ và mô-men xoắn, cả hai đều là những yếu tố quan trọng. Ví dụ, mô hình MEP xem xét sự thay đổi độ cứng của một cặp răng dọc theo đường đi của nó. Kết quả được sử dụng để xác định loại bánh răng trụ cần thiết. Dưới đây là một số lời khuyên để lựa chọn bánh răng trụ:
Loại A. Loại bánh răng này không có trục trung tâm. Bản thân bánh răng phẳng với một lỗ nhỏ ở giữa. Bánh răng vít định vị thường được sử dụng cho các ứng dụng nhẹ không tải. Độ dày kim loại có thể dao động từ 0,25 mm đến 3 mm. Bánh răng vít định vị cũng được sử dụng cho các máy móc lớn cần độ bền cao. Bài viết này giới thiệu về các loại bánh răng trụ khác nhau và sự khác biệt giữa chúng.
Bánh răng trụ có chốt định vị. Loại bánh răng này thường được nối với trục bằng chốt định vị, chốt lò xo hoặc chốt lăn. Chốt được khoan với đường kính chính xác để vừa khít vào bên trong bánh răng, đảm bảo không bị lỏng. Bánh răng trụ có chốt định vị có dung sai cao, vì lỗ không đủ lớn để kẹp chặt hoàn toàn trục. Loại bánh răng này thường là loại đắt nhất trong ba loại.

bánh răng trụ có rãnh then

Trong ngành công nghiệp hiện đại ngày nay, hộp số bánh răng trụ được sử dụng rộng rãi để truyền tải năng lượng. Loại hộp số này mang lại hiệu suất tuyệt vời nhưng có thể dễ bị tổn thất năng lượng. Những tổn thất này phải được ước tính trong quá trình thiết kế. Một thành phần quan trọng của phân tích này là tính toán diện tích tiếp xúc (2b) của cặp bánh răng. Tuy nhiên, giá trị này không nhất thiết áp dụng cho mọi bánh răng trụ. Dưới đây là một số ví dụ về cách tính diện tích này. (Xem Hình 2)
Bánh răng trụ thẳng có đặc điểm là răng song song với trục và trục quay, và vận tốc đường kính răng lên đến 25 m/s được coi là cao. Ngoài ra, chúng hiệu quả hơn bánh răng xoắn cùng kích thước. Không giống như bánh răng xoắn, bánh răng trụ thẳng thường được coi là bánh răng thuận. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng mà việc kiểm soát tiếng ồn không phải là vấn đề cần quan tâm. Tính đối xứng của bánh răng trụ thẳng làm cho chúng đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ không đổi.
Ngoài việc sử dụng bánh răng trụ xoắn ốc để truyền động, bánh răng cũng có thể có hình dạng răng tiêu chuẩn. Khác với bánh răng xoắn ốc, bánh răng trụ có hình dạng răng đường cong thân khai có chân răng dày, giúp ngăn ngừa mài mòn răng. Những bánh răng này dễ dàng được chế tạo bằng các công cụ sản xuất thông thường. Hình dạng đường cong thân khai là lựa chọn lý tưởng cho sản xuất quy mô nhỏ và là một trong những loại bánh răng trụ phổ biến nhất.

bánh răng trụ có khía

Khi xem xét các loại bánh răng trụ được sử dụng, điều quan trọng là phải lưu ý sự khác biệt giữa hai loại. Bánh răng trụ, còn được gọi là bánh răng thân khai, tạo ra mô-men xoắn và điều chỉnh tốc độ. Nó phổ biến nhất trong động cơ ô tô, nhưng cũng được sử dụng trong các thiết bị gia dụng hàng ngày. Tuy nhiên, một trong những nhược điểm đáng kể nhất của bánh răng trụ là tiếng ồn của chúng. Bởi vì bánh răng trụ chỉ ăn khớp từng răng một, chúng tạo ra lượng ứng suất và tiếng ồn lớn, khiến chúng không phù hợp cho việc sử dụng hàng ngày.
Biểu đồ phân bố ứng suất tiếp xúc thể hiện diện tích bề mặt của mỗi răng bánh răng và khoảng cách theo cả hướng trục và hướng biên dạng. Diện tích tiếp xúc lớn nằm ở phía tâm của bánh răng, điều này là do hình dạng vi mô của bánh răng. Giá trị l dương cho thấy không có sự lệch trục của các răng then hoa trên bề mặt tiếp xúc với mặt xoắn ốc. Điều ngược lại đúng với các giá trị l âm.
Sử dụng kỹ thuật giới hạn trên, Abdul và Dean đã nghiên cứu quá trình rèn các dạng bánh răng trụ. Họ giả định rằng biên dạng răng sẽ là một đường thẳng. Họ cũng đã kiểm tra áp suất rèn không thứ nguyên của một rãnh then. Bánh răng trụ có rãnh then thường được sử dụng trong động cơ, hộp số và máy khoan. Độ bền của bánh răng trụ và rãnh then chủ yếu phụ thuộc vào bán kính và đường kính răng của chúng.
bánh răng trụ bằng thép không gỉ SUS303 và SUS304

Bánh răng trụ bằng thép không gỉ được sản xuất bằng nhiều kỹ thuật khác nhau, tùy thuộc vào vật liệu và ứng dụng. Quy trình phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất chúng là cắt gọt. Các quy trình khác bao gồm cán, đúc và rèn. Ngoài ra, bánh răng trụ bằng nhựa được sản xuất bằng phương pháp ép phun, tùy thuộc vào số lượng sản xuất yêu cầu. Bánh răng trụ bằng thép không gỉ SUS303 và SUS304 có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm thép cacbon kết cấu S45C, gang xám FC200, kim loại màu C3604, nhựa kỹ thuật MC901 và thép không gỉ.
Sự khác biệt giữa bánh răng trụ bằng thép không gỉ 304 và 303 nằm ở thành phần hóa học của chúng. Hai loại thép không gỉ này có thiết kế chung, nhưng thành phần hóa học khác nhau. Trung Quốc và Nhật Bản sử dụng các ký hiệu SUS304 và SUS303, thể hiện mức độ khác nhau về thành phần của chúng. Cũng như hầu hết các loại thép không gỉ khác, hai loại này được sản xuất để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như bánh răng hành tinh và bánh răng trụ.

bánh răng trụ bằng thép không gỉ

Có một số yếu tố cần xem xét ở bánh răng trụ bằng thép không gỉ, bao gồm bước răng đường kính, số răng trên một đơn vị đường kính và vận tốc góc của răng. Tất cả các khía cạnh này đều rất quan trọng đối với hiệu suất của bánh răng trụ, và việc đo kích thước chính xác là điều cần thiết cho thiết kế và chức năng của bánh răng trụ. Những người trong ngành cần phải quen thuộc với các thuật ngữ được sử dụng để mô tả các bộ phận của bánh răng trụ, nhằm đảm bảo sự rõ ràng trong sản xuất và trong các đơn đặt hàng.
Bánh răng trụ là một loại bánh răng trụ chính xác với các răng song song được bố trí trên một vành. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như động cơ ngoài, tời, thiết bị xây dựng, thiết bị làm vườn, bộ truyền động tuabin, máy bơm, máy ly tâm và nhiều loại máy móc khác. Bánh răng trụ thường được làm từ thép không gỉ và có độ bền cao. Đây là loại bánh răng được sử dụng phổ biến nhất.
Bánh răng trụ bằng thép không gỉ có thể có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Bánh răng trụ bằng thép không gỉ thường được làm từ thép không gỉ SUS304 hoặc SUS303, được sử dụng vì khả năng gia công cao hơn. Sau đó, các bánh răng này được xử lý nhiệt bằng phương pháp nitriding hoặc cảm ứng bề mặt răng. Không giống như các bánh răng thông thường cần mài răng sau khi xử lý nhiệt, bánh răng trụ bằng thép không gỉ có tỷ lệ mài mòn thấp và khả năng gia công cao.

Biên tập bởi CX 18/04/2023