GIÁO TRÌNH PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

BÀI 1: THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNGTHẲNG Mã chương/Bài: Giới thiệu: Mục tiêu: - Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng.. - Xác định được các thông số động học cơ bản

GIÁO TRÌNH PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

MỤC LỤC

2 Bài 1: Thông số động học của bánh răng trụ răng thẳng 09

3 Bài 2: Phay bánh răng trụ răng thẳng 19

BÀI 1: THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG

THẲNG

Mã chương/Bài:

Giới thiệu:

Mục tiêu:

- Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng.

- Xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng.

- Phân biệt được dao phay học phần và dao phay lăn răng, dao xọc răng.

- Chọn được dao phay học phần khi gia công bánh răng trụ răng thẳng.

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.

Nội dung chính:

1 Khái quát về các phương pháp gia công răng

1.1 Phương pháp gia công bao hình

1.2 Phương pháp gia công chép hình

2 Các thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng

3 Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng

4 Dao phay mô đun

4.1 Cấu tạo, phân loại

4.2 Phương pháp chọn dao phay học phần khi phay bánh răng thẳng

BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG Giới thiệu:

Mục tiêu:

- Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng.

- Phân tích được phương pháp phay trên máy phay đứng, ngang.

- Chọn được chế độ cắt khi phay.

- Lựa chọn được dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ gá phù hợp.

- Tính toán và lắp được bộ bánh răng thay thế khi phân độ vi sai.

- Vận hành thành thạo máy phay để phay bánh răng trụ răng thẳng đúng qui trình qui phạm, răng đạt cấp chính xác 8-6, độ nhám cấp 4-5, đạt yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian qui định, đảm bảo an toàn cho người và máy.

- Giải thích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục.

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.

Nội dung chính:

1 Yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng

2 Tính toán phân độ

3 Phương pháp phay bánh răng trụ răng thẳng.

3.1 Gia công trên máy phay ngang vạn năng

3.1.1 Gá lắp, điều chỉnh đầu phân độ

3.1.2 Gá lắp, điều chỉnh phôi

3.1.3 Gá lắp, điều chỉnh dao

3.1.4 Điều chỉnh máy

3.1.5 Cắt thử và đo

3.1.6 Tiến hành gia công

3.2 Gia công trên máy phay đứng vạn năng

3.2.1 Gá lắp, điều chỉnh đầu phân độ

3.2.2 Gá lắp, điều chỉnh phôi

3.2.3 Gá lắp, điều chỉnh dao

3.2.4 Điều chỉnh máy

3.2.5 Cắt thử và đo

3.2.6 Tiến hành gia công

4 Dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp đề phòng

5 Kiểm tra sản phẩm

6 Vệ sinh công nghiệp

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

Mục tiêu:

- Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng

- Xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng

- Phân biệt được dao phay mô-đun và dao phay lăn răng, dao xọc răng

- Chọn được dao phay mô-đun khi gia công bánh răng trụ răng thẳng

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cựcsáng tạo trong học tập

Nội dung chính:

1 Khái quát về các phương pháp gia công răng.

Bánh răng là chí tiết rất quan trọng tròng truyền động kỹ thuật Thôngthường bánh răng có biên dạng đường thân khai Về nguyên lý tạo răng, có thểchia làm 2 phương pháp gia công: Phương pháp gia công định hình và phươngpháp gia công bao hình

1.1 Phương pháp gia công bao hình.

Phương pháp này thực hiện theo nguyên lý ăn khớp của 2 bánh răng hoặcmột bánh răng và một thanh răng, trong đó một là dụng cụ cắt một là chi tiết giacông

Là phương pháp cắt răng mà dụng cụ cắt không cần có biên dạng lưỡi cắt làrãnh răng Quá trình cắt diễn ra liên lục, khi cắt dụng cụ cắt sẽ lăn tương đối trênvành của bánh răng gia công và khi đó quĩ tích của đường bao của dụng cụ cắt làprofin thân khai của bánh răng

Phay lăn răng: phay lăn răng là phương pháp phay bánh răng theo nguyên

không cần thiết bị đổi chiều phức tạp, không cần cơ cấu phân độ, do vậy tất cảthời gian phục vụ có liên quan đến công việc đó bị loại trừ, nâng cao được năngsuất.

Xọc răng: Xọc răng là một phương pháp cắt bao hình, ở đây dao xọc códạng bánh răng (hình chậu) hay dao có dạng thanh răng (hình lược)

* Xọc răng bằng dao xọc dạng bánh răng: Phương pháp này có thể gia côngbánh răng thẳng, răng nghiêng, bánh răng bậc mà khoảng cách giữa các bậc nhỏ

và đặc biệt để sản xuất bánh răng ăn khớp trong

Về bản chất, dụng cụ cắt là mộtbánh răng mà mặt đầu được tạothành mặt trước còn các mặt bêntạo thành các mặt sau của lưỡi cắt.Trong quá trình gia công, dụng cụcắt chuyển động cắt theo hướngdọc trục của bánh răng và cùng vớichi tiết có chuyển động quay cưỡngbức

Đặc điểm của xọc răng:

- Phương pháp này đạt được độ chính xác tương đối cao do dao dễ chế tạochính xác Độ bóng bề mặt tốt vì phôi được cắt liên tục theo chiều dài của răng

- Là phương pháp duy nhất có thể gia công bánh răng có khoảng cách bậcnhỏ, bánh răng trong

- Do có chuyển động tịnh tiến khứ hồi nên phát sinh lực quán tính, sẽ gây

va đập, vì thế không tăng được vận tốc cắt nên năng suất không cao

- Khi cắt răng nghiêng thì dao khó chế tạo và cần có bạc dẫn chuyên dùng

1.2 Phương pháp gia công chép hình.

Phay định hình

Phay răng bằng phương pháp định hình được tiến hành bằng dao phay địnhhình mà prôfin của nó phù hợp với prôfin của rãnh răng

* Răng thẳng: Dao phay định hình dùng để gia công bánh răng là dao phay

đĩa môđun (hình a) hoặc dao phay ngón môđun (hình b).

Gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình

Phương pháp này được sử dụng nhiều trên máy phay vạn năng có trang bịdụng cụ phân độ Khi gia công, chi tiết được gá vào ụ phân độ, dao được gá saocho đường kính ngoài (dao phay đĩa môđun) hoặc mặt đầu (dao phay ngón)trùng với đường sinh cao nhất của chi tiết Sau đó, điều chỉnh dao ở độ cao saocho rãnh răng có chiều sâu theo yêu cầu (tùy theo môđun răng gia công) Tiếnhành gia công

Gia công xong một răng thì dùng đầu phân độ để quay chi tiết một góc3600/z (với z là số răng cần gia công) rồi tiếp tục gia công răng tiếp theo, cứ thếcho đến hết

Đặc điểm của phay định hình:

- Đạt độ chính xác thấp (cấp 7, 8); khó khăn trong việc điều chỉnh chínhxác vị trí tương đối giữa dao và vật Năng suất thấp nhưng lại tương đối đơngiản

- Thường là sản xuất bánh răng cho bộ truyền tốc độ thấp (< 5 m/s) Trongsản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, đối với những bánh răng có môđun lớn,phương pháp này chỉ dùng để gia công phá

- Dao phải có biên dạng rãnh răng, tuy nhiên rãnh răng lại thay đổi theomôđun và số răng Do vậy, để đảm bảo tính kinh tế, dao phay định hình được sảnxuất theo bộ 8, 15 hoặc 26 con với cùng môđun và góc ăn khớp Mỗi dao dùng

để sản xuất một loại bánh răng trong phạm vi số răng nhất định và có hình dángrăng gần đúng

2 Các thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng.

2.1 Mô-đun

Môđun là đại lượng đặc trưng cho bánh răng ăn khớp, là độ dài xác địnhđược nhỏ hơn bước răng lần, ta sẽ được một yếu tố gọi là môđun (m) cũngtính bằng đơn vị mm

3 Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng

a) Kiểm tra độ đều của răng:

Pan me đặc biệt đo độ đều của răng Dùng calíp giới hạn, hoặc thước cặp, hoặc pan me đặc biệt Kích thướcmiệng đo a được xác định như sau (với răng có góc ănh khớp góc )

a = m (1,476065+0,013996Z)

Trong đó: a - kích thước một số bánh răng( chưa mòn )

z - số răng của bánh răng

m - mođun của răng

k - Hệ số tra của bảng 4 (trong đó n là số răng trongphạm vi a)

Bảng 3a: Hệ số k để kiểm tra độ đều của bước răng

3579

11131517

Ví dụ: kiểm tra một bánh răng có 49 răng, môđun 2,5 và góc ăn khớp là 20o

Kích thước miệng đo a của thước cặp được xác định như sau:

Với z = 49 ta có n = 9 k = 11;

a - 2,5 (1,476065 11 ) + (0,013969 ) = 42,306mmm

b) Kiểm tra chiều dày của bánh răng:

Thường dùng loại thước cặp đo răng mỏ của thước cặp kẹp vào sườn răngvới độ sâu h(chiều cao của răng) đo dây cung tương ứng với chiều dày của răng

ở vòng tròn nguyên bản Độ chính xác đạt tới 0,02mm Kết quả đo được phảiqua một phép tính nhỏ sau đây để tìm ra đáp số (lấy tới số lẻ thứ 2 là đủ ) :

h, = m a

T = m b

Trong đó : m - môđun của răng

a, b - hệ số tra của bảng

Kiểm tra chiều dày răng

Ví dụ : Bánh răng có 20 răng, môđun = 5 Kích thước kiểm tra là:

1,56631,56751,56861,5694

26 - 34

35 - 54

55 - 134

> 134 và tanhrăng

1,02371,01761,01121,0047

1,56981,57021,57061,5707

4 Dao phay mô-đun.

Dao phay môđun dạng đĩa Dao phay môđun dạng trụ

4.1 Cấu tạo, phân loại.

Tùy theo phương pháp gia công mà có dao phay khác nhau Đối với phươngpháp định hình thì có dao phay đĩa môđun hoặc ngón môđun, hầu hết chúngthường làm bằng thép gió

Đối với phương pháp bao hình thì dao phay nó có hình dạng răng lược cónhiều lưỡi cắt hơn cũng thường làm bằng thép gió Gồm có dao phay trục vít( phay lăn răng), dao xọc dạng bánh răng(Xọc răng), dao xọc dạng răng lược

4.2 Phương pháp chọn dao phay mô-đun khi phay bánh răng thẳng.

Dao phay bánh răng là dao phay rãnh định hình với dạng các đường congthân khai, thường được gọi là dao phay môđun

Khi gia công trên máy phay ngang, dùng dao phay môđun dạng đĩa Khi giacông trên máy phay đứng, dùng dao phay môđun hình trụ Kích thước và hìnhdạng lưỡi dao phụ thuộc vào môđun (m) và số răng (Z) của bánh răng cần phay.Muốn đạt hình dạng răng thật đúng, mỗi môđun và mỗi số răng đòi hỏi một daoriêng Như vậy cần tới rất nhiều dao, tốn kém và quản lý phức tạp Người ta quyđịnh mỗi dao dùng chung cho vài số răng khác nhau nhưng cùng môdun, cụ thểmỗi môdun chỉ cần một bộ gồm 8 dao, 15 dao hoặc nhiều nhất là 26 dao, tùytheo độ chính xác cần đạt, thông thường với m > 8mm, chỉ cần dùng bộ 8 daogồm các dao theo bảng 1

Khi phay răng thô chỉ cần dùng bộ 3 dao:

- Dao phay A khi phay bánh răng có Z=12 - 20 răng

- Dao phay B khi phay bánh răng có Z= 21 – 54 răng

- Dao phay C khi phay bánh răng có Z = 55 răng trở lên

Số hiệu dao phay được khắc rõ trên thân dao để dễ phân biệt Dao phaymôđun dạng đĩa bao giờ cũng hớt lưng để khi mòn chỉ cần mài mặt trước củarăng, giữ nguyên được biên dạng lưỡi cắt vật liệu làm dao thường là thép hợpkim dụng cụ hoặc thép gió toàn thân Với dao cỡ lớn, có thể gắn lưỡi hợp kimcứng (năng suất tăng ít nhất gấp đôi so với dao thép gió)

Khi dùng dao gắn hợp kim cứng, máy phay phải cứng vững, có đủ côngsuất và có tốc độ cao Thường máy phay thông dụng chưa đảm bảo tốt các điềukiện đó

Bảng 1 Bộ dao phay môđun 8 dao

Số hiệu dao phay Số răng (Z) của bánh răng gia công

-5 26 34

-8 135 - trở lên và sử dụng khi phay thanh răng

Bảng 2 Bộ dao phay môdun 15 dao

Số hiệu Số răng Z Số hiệu Số răng Z

4) Trình tự công việc phay bánh răng trụ như thế nào?

5) Thế nào là răng điều chỉnh? Cách điều chỉnh răng như thế nào?6) Khi nào thì chia vi sai? Để thực hiện được một bài toán chia vi cầnphải thực hiện mấy bước? Đó là những bước nào?

7) Khi phay răng thẳng trên bánh răng trụ có thể sảy ra các dạng saihỏng gì? Nguyên nhân và cách khắc phục là gì?

8) Cách kiểm tra độ đều của bước răng và kiểm tra chiều dày của răngnhư thế nào?

9) Hãy giải thích vì sao góc nửa đỉnh răng

2



= 200?

BÀI 2 PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG Mục tiêu:

- Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng

- Phân tích được phương pháp phay trên máy phay đứng, ngang

- Chọn được chế độ cắt khi phay

- Lựa chọn được dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ gá phù hợp

- Tính toán và lắp được bộ bánh răng thay thế khi phân độ vi sai

trình qui phạm, răng đạt cấp chính xác 8-6, độ nhám cấp 4-5, đạt yêu cầu kỹthuật, đúng thời gian qui định, đảm bảo an toàn cho người và máy.

- Giải thích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tíchcực sáng tạo trong học tập

Nội dung chính:

1 Yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng.

- Răng có bền mỏi tốt

- Răng có độ cứng cao, chóng mòn tốt

- Tính truyền động ổn định, không gây ồn

- Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao

2 Tính toán phân độ

Cấu tạo ụ phân độ

Vỏ đầu phân độ (thân)

Đĩa 2: Có các vòng lỗ là: 21, 23, 27, 29, 31, và 33

Đĩa 3: Có các vòng lỗ là: 37, 39, 41, 43, 47, và 49

Do cấu tạo của đầu phân độ, khi trục vít một đầu mối ăn khớp với bánh vít

40 răng Nên khi trục vít quay được một vòng thì bánh vít quay được một răng,nghĩa là: khi trục vít quay được 2 vòng thì bánh vít quay được 2 răng tươngđương với 1/40 vòng Vậy ta có tỷ số truyền động là:

- n : Là số vòng quay của tay quay đầu phân độ

- 40 : Là đại lượng đặc trưng cho đầu phân độ (được thể hiện bằng số răngbánh vít.)

- Z: Là số phần cần chia

Ví dụ 1: Để chia đường tròn ra 4 phần đều nhau.

Giải: Để thực hiện chia 4 phần đều nhau ta áp dụng công thức:

.Thay số vào ta có:

Ở đây 6 số vòng chẵn, còn là phần lẽ Ta sử dụng đĩa chia để chia hếtcho 3 là: 15,18, 21, 27, 33

Nếu sử dụng đĩa 1 có vòng lỗ là 15 thì ta có: 10 trên 15 ở đây 10 là số lỗ,

15 là số vòng lỗ Như vậy muốn chia 6 phần đều nhau thì ta quay tay quay đimột khoảng bằng:

3 Phương pháp phay bánh răng trụ răng thẳng.

3.1 Gia công trên máy phay ngang vạn năng

Để gia công bánh răng trụ răng thẳng trên máy phay ngang vạn năng thi cần

có ụ phân độ, ụ chống tâm, các đĩa chia và bộ bánh răng thay thế ( phay vi sai)

3.1.1 Gá lắp, điều chỉnh đầu phân độ

Bước 1: Gá ụ phân độ lên bàn máy phay

Bước 2: Gá ụ chống tâm lên bàn máy phay

Bước 3: Kiểm tra độ không đồng tâm của ụ phân độ và ụ chống tâm (tùytheo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ gia công) nhưng tốt nhất là 0.01/100mm chiềudài

Bước 4: Kiểm tra độ cao tâm

Bước 5: Điều chỉnh số vòng và số lỗ tay quay

Chú ý: Để thực hiện bước này cần búa cao su, đồng hồ so.

3.1.2 Gá lắp, điều chỉnh phôi

Bước 1: Gá phôi lên 2 mũi tâm

Bước 2: Xiết chặt tốc kẹp đảm bảo phôi bánh răng không bị xoay trong quátrình gia công

3.1.3 Gá lắp, điều chỉnh dao.

Bước 1: Gá dao phay lên trục chính (trục ngang)

Bước 2: Chỉnh dao nằm ở giữa gối đỡ nhằm đảm bảo đủ cứng vững

3.1.4 Điều chỉnh máy.

Bước 1: Mở nguồn, kiểm tra an tòan trên máy

Bước 2: Chỉnh chiều cắt gọt hợp lý, chọn tốc độ cắt n trục chính phù hợpvới vật liệu phôi và vật liệu làm dao

Bước 3: Chỉnh bước tiến bàn máy

Bước 4: Kiểm tra động cơ bơm nước làm trơn nguội

Bước 5: Lấy tâm phôi

3.1.5 Cắt thử và đo.

Bước 1: Mở máy quay chiều cắt gọt

Bước 2: Nâng bàn máy cho dao vừa chạm phôi

Bước 3: Quay bàn máy lùi ra cách phôi 3 đến 5 mm

Bước 4: Nâng bàn 1 mm, quay bàn máy chạm phôi

Bước 5: Phân độ cắt thử rãnh thứ 2

Bước 6: Cứ như bước 5 cho đến hết số răng

3.1.6 Tiến hành gia công.

Bước 1: Mở máy quay chiều cắt gọt

Bước 2: Quay bàn máy lùi ra cách phôi 3 đến 5 mm

Bước 3: Nâng bàn máy lấy chiều sâu cắt

Bước 4: Quay tay quay di chuyển cho dao cắt hết chiều dài phôi

Bước 5: Phân độ cắt thử rãnh thứ 2

Bước 6: Cứ như bước 5 cho đến hết số răng

3.2 Gia công trên máy phay đứng vạn năng

Phương pháp nay dao phay có má dao nằm song song với bàn máy, hay nóicách khác dao được gá trên trục đứng của máy

3.2.1 Gá lắp, điều chỉnh đầu phân độ

Bước 1: Gá ụ phân độ lên bàn máy phay

Bước 2: Gá ụ chống tâm lên bàn máy phay

Bước 3: Kiểm tra độ không đồng tâm của ụ phân độ và ụ chống tâm ( tuytheo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ gia công) nhưng tốt nhất là 0.01/100mm chiềudài

Bước 4: Kiểm tra độ cao tâm

Bước 5: Điều chỉnh số vòng và số lỗ tay quay

3.2.2 Gá lắp, điều chỉnh phôi

Bước 1: Gá phôi lên 2 mũi tâm

Bước 2: Xiết chặt tốc kẹp đảm bảo phôi bánh răng không bị xoay trong quátrình gia công

3.2.3 Gá lắp, điều chỉnh dao.

Bước 1: Gá dao phay lên trục đứng

Bước 2: Chỉnh tâm dao và tâm phôi

3.2.4 Điều chỉnh máy.