Đối với bánh răng côn xoắn hệ Gleason thì đường kính đỉnh răng là một thông số quan trọng vì nó được dùng làm chuẩn để tính các thông số khác như góc đỉnh răng, vị trí tâm ảo của vành răng và vì vậy quy định vị trí của vành răng trên bánh răng.
Ngoài ra khi đo thông số chiều cao răng chúng ta cũng dùng chuẩn đo là đường kính đỉnh răng nên có sai số đường kính răng dẫn đến rất nhiều sai số khác ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng ăn khớp của bánh răng.
3.1.2. Góc côn đỉnh răng.
Đây là một thông số hình học quan trong của bánh răng côn xoắn vì như đã nói, đối với bánh răng côn xoắn chuẩn được tính là đường kính đỉnh răng, nên góc đỉnh răng sẽảnh hưởng đến đường kính đầu nhỏ của răng do đó ảnh hưởng đến khe hởăn khớp của cặp bánh răng. Sai số của thông số này sẽảnh hưởng đến chất lượng của bộ truyền. Khi sai lệch dương sẽ dễ gây nên việc kích chân răng dễn đến các bề mặt đối tiếp khó hoặc không tiếp xúc. Nếu sai lệch âm sẽ làm cho đầu nhỏ của răng không đủ chiều cao răng nên độ bền của răng không đảm bảo.
3.1.3. Góc côn chân răng.
Cũng như góc côn đỉnh răng, góc côn chân răng có ảnh hưởng trực tiếp hơn vì nó là một trong những tham số dùng để điều chỉnh góc lệch của đầu mang bánh răng so với đầu dao. Sai số của góc này sẽ ảnh hưởng tới vị trí của bề mặt ăn khớp của bộ truyền do đó ảnh hưởng tới chất lượng của bộ truyền. Trong gia công bánh răng côn xoắn góc côn chân răng là một thồng số dùng trực tiếp trong việc điều
chỉnh máy gia công đó là góc lệch φ của giá lắp phôi so với giá lắp dao. Chính vì có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng của bánh răng nên trong khi điều chỉnh thông số máy chúng ta cần phải quan tâm điều chỉnh chính xác.
3.2 . THÔNG SỐĐIỀU CHỈNH MÁY GIA CÔNG. 3.2.1. Góc lệch tâm. 3.2.1. Góc lệch tâm.
Cùng với hai thông số nữa là góc và khoảng cách trục A, góc lệch tâm ε xác định vị trí tương đối của dao và phôi bánh răng. Chính vì vậy nó ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình tạo hình bề mặt răng. Trong quá trình gia công, thông số này dùng để điều chỉnh vị trí vết tiếp xúc của răng. Thông qua việc thay đổi giá trị của ε sẽ làm cho dao cắt vào những vị trí khác nhau trên phôi, tức là điều chỉnh vị trí của biên dạng răng và cải thiện vết tiếp xúc theo yêu cầu.
Trong quá trình phay răng, bao giờ dao cắt trong sẽ cắt phía lồi của bánh răng còn dao cắt ngoài sẽ cắt phía lõm của răng.Việc điều chỉnh giá trị của góc lệch tâm ε luôn cắt vào hai phần của biên dạng răng đồng thời là: hoặc là phần đầu phía lồi và phần đuôi phía lõm khi ta tăng giá trị của ε hoặc là phần đuôi phía lồi và phần đầu phía lõm khi ta giảm gí trị của ε. Dựa vào đó mà chúng ta biết được khi điều chỉnh cắt phần nào của răng để cải thiên vết tiếp xúc.
3.2.2. Khoảng cách trục A.
A là khoảng cách từđỉnh côn ảo đến bề mặt chuẩn của máy, nó quy định vị trí của toàn bộ bề mặt răng theo chiều trục trên bánh răng. Thông số này ảnh hưởng trực tiếp tới kích thước của bánh răng.
Nhưđã nói trên A sẽ là một trong những thông số vị trí tương đối của phôi và dao nên nó trực tiếp ảnh hưởng tới vị trí của biên dạng răng theo chiều trục của bánh răng. Nếu giá trị của A tăng lên có nghĩa là biên dạng vành răng bị đẩy về phần côn nhỏ (phía đầu) của bánh răng và ngược lại nếu gia trị của A giảm thì biên dạng vành răng của bánh răng sẽ bịđẩy về phía côn lớn (phía đuôi) của bánh răng. Biết được tính chấn này chúng ta có thể điều chỉnh nếu mong muốn trong quá trình gia công bánh răng côn xoăn.
3.2.3 Tỷ số truyền các cặp bánh răng bao hình.
Các cặp bánh răng bao hình kết hơp với góc bao hình Q sẽ quy định đến độ vê của răng. Do có sự thống nhất giữa tốc độ chạc bao hình và chạc chia độ mà gia công nên một vành răng đúng. Tỷ số truyền này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng tới lượng vi chỉnh các bề mặt đối tiếp. Sai số của nó sẽ làm cho bề mặt đối tiếp bị biến dạng và cho chất lượng vết tiếp xúc kém. Giữa chạc bao hình và chạc chia độ cần thống nhất về bánh răng bỏ qua trong quá trình gia công. Nghĩa là một khi đã chọn giá trị của bánh răng bỏ qua chạc chia độ thì phải lấy giá trị này để tính cho chạc bao hình.
3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ TỚI CHẤN LƯỢNG CỦA BÁNH RĂNG CÔN XOẮN. BÁNH RĂNG CÔN XOẮN.
3.3.1. Ảnh hưởng của thông số hình học máy gia công đến chất lượng của bánh răng côn xoắn. của bánh răng côn xoắn.
Trong bất cứ một nghành công nghiệp nào thì thiết bị là vô cùng quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm được sản xuất ra. Với bánh răng côn xoắn cũng vậy, chất lượng máy gia công có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bánh răng. Đối với công nghiệp chế tạo bánh răng côn xoắn ở nước ta hiện nay do lượng máy móc thiết bi còn mỏng về số lượng và chất lượng máy còn rất kém do chủ yếu các máy nhập từ Liên Xô cũ từ những năm 1970 nên khả năng gia công được các sản phẩm chất lượng cao là một điều hết sức khó khăn.
Một số yếu tố máy gia công ảnh hưởng tới chất lượng bánh răng côn xoắn là: - Độ rơ của cổ máy của đài lắp dao cũng như gá lắp phôi làm ảnh hưởng trực
tiếp tới độ đảo vành răng. Nếu độ đảo này quá lớn thì không thể điều chỉnh vết tiếp xúc như đã trình bày ở trên được và điều này có nghĩa là chúng ta không thể gia công được các bánh răng có chất lượng cao.
- Độ chính xác của các du –xích: cũng như bất kỳ một máy nào khác máy phay hay máy tiện, nếu du – xích không chính xác thì không thể điều chỉnh máy chính xác được và không có được sản phẩm như mong muốn được.
- Độ chính xác của các chạc lắp bánh răng thay thế và chếđộ lắp ráp các bánh răng thay thế của chạc chia độ và chạc bao hình cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bánh răng gia công . Đây là một vấn đề không phức tạp và khó khăn để khắc phục, nhưng chúng ta không quan tâm đến các yếu tốđơn giản này cũng có thể dẫn đến những hậu quả xấu.
- Và một vấn đề không thể thiếu được là ảnh hưởng nhiều nhất tới chất lượng bánh răng là thông số dao. Độ mòn của dao sẽ gây sai số về bề mặt bao hình. Các góc cắt hay lượng mở của dao sẽ gây nên bề mặt không đúng hoặc không chính xác ảnh hưởng đến các thông sốăn khớp của bánh răng.
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt luyện đến chất lượng bánh răng côn xoắn.
Ngoài các thông số hình học của răng và thông số máy gia công awnhr hưởng trực tiếp đến chất lượng bánh răng trong quá trình sử dụng, nhiệt luyện là một yếu tố cực kỳ quan trọng ảnh hưởng đến tuội thọ của bánh răng. Mặc dù chất lượng gia công bánh răng là rất tốt đi chăng nữa nhưng nếu nhiệt luyện tồi thì bánh răng cũng không sử dụng được hoặc tuổi thọ không đảm bảo.
Không chỉđối với bánh răng mà đối với các chi tiết cơ khí nói chung thì nhiệt luyện đóng một vai trò rất quan trọng đối với chất lượng của các chi tiết máy. Sở dĩ các chi tiết máy nhập ngoại tốt hơn so với sản xuất trong nước theo tôi phần đa cũng chỉ vì công nghệ nhiệt luyện của họ tiên tiến hơn chúng ta. Đối với việc gia công chúng ta cũng có thể nhập máy móc, dây chuyền sản xuất tiên tiến và hoàn toàn gia công được các chi tiết chất lượng cao.
Tùy thuộc vào từng bộ bánh răng cụ thể mà vật liệu chế tạo có thể thay đổi và vì vậy chếđộ nhiệt luyện cũng khác nhau. Hiện nay ở Việt Nam chúng ta thường sử dụng các loại thép chủ yếu để chế tạo bánh răng côn xoăn như thép C45, thép thấm các bon SCM420 hay thép 45X. Thép thấm có nhiều loại nhưng thông dụng nhất là thép 20X ( hay còn gọi là SCM420). Các yêu cầu cơ bản đối với công nghệ nhiệt luyện là:
- Bề dày lớp thấm.
- Độ cong vênh do nhiệt luyện (độđảo vành răng).
Thông số khó kiểm soát và là vấn đề của ngành nhiệt luyện hiện nay là giải quyết độ cong vênh do nhiệt luyện. Độ cong vênh này ảnh hưởng đến độ êm ăn khớp của bánh răng và tuổi thọ của chúng. Ngày nay người ta có gắng khống chếđộ biến dạng này thông qua việc thấm chân không nhưng cũng không giải quyết được triệt đểđộ cong vênh do nhiệt luyện.
3.4 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BÁNH RĂNG CÔN XOẮN.
Khác với bánh răng trụ, do cấu tạo của bánh răng côn xoắn mà việc kiểm tra các thông số của nó cũng có những nét đặc thù. Hơn nữa công việc kiểm tra chất lượng của bánh răng côn xoắn cũng rất phức tạp và khó định tính.
Hai thồng số cơ bản nhất để xác định kích thước răng là chiều cao đo và , bề dày đo và . Hai thông số này là hai thông số kiểm tra để xác định độ lớn của mặt cắt ngang tại đỉnh côn của bánh răng. Việc đo hai thông số này chỉ dùng một thước cặp hai thang chia độ là có thểđo được.
Ngoài ra, với bánh răng côn xoắn chúng ta thường kiểm tra các thông số sau đây để xác định chất lượng bánh răng:
3.4.1. Kiểm tra chất lượng vết tiêp xúc của cặp bánh răng.
Việc đo lường các thông số hình học của bánh răng côn xoắn hết sức phức tạp và khó khăn. Với các thiết bịđo lường hiện nay không cho phép kiểm tra được toàn bộ các thông số của bánh răng côn xoắn. Một phương pháp rất phổ biến hiện nay là kiểm tra vết tiếp xúc trên máy rà của Nga.
Thực tế cho thấy vết tiếp xúc của cặp bánh răng có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng bánh răng trong quá trình sử dụng. Việc kiểm tra vết tiếp xúc là một việc bắt buộc phải thực hiện mỗi khi gia công bất kỳ một bánh răng nào.
Đối với mỗi cặp bánh răng côn xoắn khi gia công thường gia công bánh lớn trước sau đó chỉnh bánh nhỏđể đạt được vết tiếp xúc mong muốn. Bởi vì việc điều chỉnh đối với bánh nhỏ thực hiện dễ hơn và mất hết thời gian. Do số răng ít nên để gia công được một lượt tất cả các răng sẽ nhanh hơn và việc gá lắp cũng đơn giản
và nhẹ nhàng.
Để kiểm tra và điều chỉnh vết tiếp xúc, ta thường tiến hành như sau: Đầu tiên gia công bánh răng lớn đạt các thông số răng mong muốn về chiều dày răng tương ứng với chiều cao đo đã thiết kế và chưa quan tâm nhiều tới vết tiếp xúc. Sau đó tiến hành gia công bánh nhỏ, ban đầu chỉ gia công đến một kích thước gần với kích thước mong muốn và tiến hành kiểm tra vết tiếp xúc trên máy rà vết. Nếu vết tiếp xúc tốt (đạt 60% bề mặt răng trở lên) thì tiếp tục gia công đến kích thước mong muốn về bề dày răng và kiểm tra lại. Thường thì vết tiếp xúc cuối cùng sẽ giống như vết đã kiểm tra lần trước vì chúng ta không tiến hành điều chỉnh bất kỳ thông số nào của máy gia công. Còn trong trường hợp vết tiếp xúc không tốt thì chúng ta phải tiến hành quan sát xem phần nào của răng ăn khớp tốt, phần nào chưa tốt. Việc điều chỉnh vết ăn khớp sẽ căn cứ vào vị trí vết tiếp xúc qua việc kiểm tra. Nếu vết tiếp xúc nằm ở phần nào của răng thì chúng ta sẽđiều chỉnh máy để cắt bớt vật liệu ở phần đó nhằm mục đích tạo cho các phần khác của răng có thể tiếp xúc. Do mỗi lần chúng ta chỉ điều chỉnh một lượng rất nhỏ (tùy vào từng trường hợp cụ thể nhưng thường chỉ 0.05 – 0.1 mm). Và chúng ta lại kiểm tra lại cho đến khi đạt được vết tiếp xúc mong muốn.
Trong thực tế gia công các trường hợp vết tiếp xúc không đúng có thể xẩy ra. Sự phân công không đúng của vùng tiếp xúc theo chiều dài răng dẫn đến tải trọng nằm ởđầu trong hoăc đầu ngoài của bánh răng làm giảm khả năng tải theo ứng suất uốn và điều đó đặc biêt quan trọng khi tâm tải trọng nằm ởđỉnh ngoài.
Trong trường hợp này tải trọng làm việc của bánh răng sẽ tập trung vào phần đầu nhỏ của răng và ứng suất tiếp xúc tại vùng này tăng cao, trong khi các phần khác không tiếp xúc lại không làm việc. Phần tiếp xúc sẽ bị phá hủy trước tiên, sau đó sẽ phá hủy các vùng lân cận.
Để phần chân côn có thể tiếp xúc chúng ta phải điều chỉnh máy để cắt đi phần vật liệu có vết tiếp xúc này, tạo điều kiện cho phần khác của răng được tiếp xúc.
2. Vết tiếp xúc nằm ở phía lõm đỉnh côn lớn.
Cũng tương tự như trường hợp vết tiếp xúc nằm ở phía lõm đỉnh côn nhỏ, nhưng có điều phần bị phá hủy trước tiên do tải trong tập trung là phần chân răng. Trong trường hợp này để tăng diện tích tiếp xúc của bánh răng chúng ta phải điều chỉnh máy để gia công xén đi phần vật liệu này.
Trong quá trình gia công cắt răng, do chuyển động bao hình của đài lắp dao mà dao luôn có xu hướng cắt từ phía lõm của đầu côn nhỏ đến phía lồi của đầu côn lớn và ngược lại từ phía lồi đầu côn nhỏ đến phía lõm đầu côn lớn nên việc điều chỉnh để gia công phía lõm đầu côn nhỏ của răng cũng giống như điều chỉnh để gia công phia lôi đầu lớn của răng. Nên điều chỉnh máy trong trường hợp này giống như trường hợp vết tiếp xúc về phía lõm đỉnh côn lớn.
Trong trường hợp này để gia công phần đầu nhỏ phía lồi chúng ta phải điều chỉnh máy giống như trường hợp (2) tức là phải giảm góc lệch tâm ε.
4. Vết tiếp xúc nằm ở phía lồi đỉnh côn lớn.
Cũng tương tự như cặp trường hợp (2) và (3), trường hợp (4) này cùng với trường hợp (1) làm thành một cặp tương đương, chúng ta có thểđiều chỉnh gia công bánh răng trong trường hợp này bằng cách giảm góc lệch tâm ε.
Việc điều chỉnh để gia công các phần này của răng chúng ta phải tăng hoặc giảm góc lệch tâm ε khoảng tương ứng từ 3- 15 phút. Nhiều khi trong thực tế gia
công bánh răng côn xoắn việc điều chỉnh góc theo thiết kế nhiều khi không chính xác và sai số 2-3 phút là chuyện có xẩy ra, điều này dẫn đến sai số vết tiếp xúc. Ngoài ra việc lắp ráp các cặp bánh răng thay thế bị rơ hoặc căng quá cũng ảnh ưởng tới vết tiếp xúc.
Việc xác định vết tiếp xúc hoàn toàn mang tính chủ qua, và việc xác định nó cũng không có đơn vị cụ thể mà chủ yếu dựa vào giác quan của người kiểm tra. Ngoài ra trong một số trường hợp người ta sử dụng phương pháp kẹp chì để đo khe hở của răng để xác định xem mức độ tiếp xúc của cặp bánh răng đối tiếp. Nhưđã đề cập ở trên, vết tiếp xúc là một thông số quan trọng nhất quyết định đến chất lượng bánh răng côn xoắn nói riêng và các loại bánh răng nói chung. Một