lời nói đầu
Trong vài thâp niên gần đây ngành công nghệ thông tin đã có những bớc phát
triển nhảy vọt với những thành tựu rực rỡ. Nó đã trở thành công cụ đắc lực trong
nghiên cứu khoa học cũng nh sản xuất cuả các ngành kinh tế quốc dân.
ở Việt Nam công nghệ tin học đã xâm nhập vào mọi lĩnh vực trong đời sống xã
hội.Việc ứng dụng công nghệ tin học trong nghiên cứu khoa học đợc nhiều
ngành áp dụng, ngành cơ khí cũng là một trong số đó.
Một trong những ứng dụng mà xu hớng nghiên cứu và phát triển hiện đại đó là
mô hình và mô phỏng. Hầu hết các quá trình nghiên cứu, khi đã biết đợc các quy
luật có ảnh hởng đều có thể dùng máy tính để mô phỏng quá trình hoạt động
nhằm rút ra đợc kết luận cụ thể mà không cần phải chi phí nhiều.
Đề tài này là một trong những ứng dụng của mô phỏng nhằm nghiên cứu hình
dạng hình học của biên dạng răng thân khai.
I. Tên đề tài
ứng dụng đồ hoạ cao cấp trong việc nghiên cứu ảnh hởng
của các sai số đến hình dạng hình học trong gia công
răng THÂN KHAI
II. Nội dung thực hiện
Bản luận án này sẽ nghiên cứu các sai số xảy ra với biên dạng răng thân khai dựa
trên một số điều kiện nh sau:
Nguyên lý gia công răng thân khai: Căn cứ vào phơng pháp gia công hiện đang
đợc sử dụng phổ biến tại Việt Nam thì có thể chia ra làm 2 nguyên lý chính là
chép hình và bao hình.
Sử dụng mô hình thiết kế Solid Modelling để mô phỏng lại quá trình gia công
răng theo 2 nguyên lý trên.
III. Hớng nghiên cứu
Tìm hiểu nguyên lý gia công bánh răng theo phơng pháp chép hình bằng dao
phay đĩa mô đun trên máy phay ngang.
Tìm hiểu nguyên lý gia công bánh răng theo phơng pháp bao hình bằng dao phay
lăn răng trên máy phay lăn răng.
Tìm hiểu các sai số trong gia công bánh răng, trong đó đi sâu tìm hiểu những sai

-Bánh vít
Trong bánh răng trụ răng thẳng lại có nhiều loại profin khác nhau nh : thân khai,
xiclôid, novikop ...
Tuy nhiên trong phạm vi đề tài ta chỉ tiến hành nghiên cứu bánh răng trụ răng
thăng với profin răng là thân khai.
2.độ chính xác:
Độ chính xác của bánh răng đợc đánh giá theo tiêu chuẩn nhà nớc TCNN.
Theo tiêu chuẩn này, bánh răng đợc chia ra làm 12 câp chinh xác, kí hiệu theo
thứ tự bàng các con số 1, 2, 3 ,...12.Trong đó cấp chính xác 1 là cao nhất cấp
chính xác 12 là thấp nhất. Trong tiêu chuẩn không ghi dung sai cuả các cấp 1, 2
và 12, trong thực tế chỉ dùng các cấp chính xác 3 đến 11
Đối với mỗi cấp chính xác, tiêu chuẩn còn nêu ra các chỉ tiêu để đánh giá độ
chính xác của bánh răng. Những chỉ tiêu đó là:
a. Độ chính xác truyền động:
Độ chính xác này đợc đánh giá bằng sai số góc quay của bánh răng sau một
vòng. Sai số này xuât hiện do sai số của hệ thống công nghệ .Ngoài ra độ chính
xác truyền động còn đợc đánh giá bằng sai số bớc vòng và sai lệch khoảng
pháp tuyến chung.
b. Độ ổn định khi làm việc :
Độ ổn định khi làm việc ảnh hởng trực tiếp đến độ ồn khi làm việc và tuổi
thọ của bánh răng. Độ ổn định khi làm việc đợc đánh giá và bằng sai số chu
kỳ(là giá tri trung bình của sai số truyền động bằng tỉ số giữa sai lệch lớn nhất và
số răng của bánh răng). Độ ổn định khi làm việc đợc đánh giá bằng sai lêch bớc
cơ sở.
c. Độ chính xác tiếp xúc:

Độ chính xác tiếp xúc đợc đánh giá bằng vết tiếp xúc của profin răng theo
chiều dài, chiều cao và đợc biểu diễn bằng %.
d. Độ chính xác khe hở cạnh răng:
Chỉ tiêu này quy định 4 loại khe hở cạnh răng:

tính cắt gọt. Độ cứng cần đạt là 220- 2800 HB .
Sau khi cắt răng, bánh răng đợc nhiệt luyện bằng nhiều phơng pháp khác nhau.
Đối với bánh răng môđun và kich thớc nhỏ thờng đợc tôi thể tich, còn bánh răng
có môđun và kích thớc lớn thờng đợc tôi bằng dòng điện có tần số cao .
Phơng pháp tôi bằng dòng điện có tần số cao có nhiều u điểm nh dễ điều chỉnh
chiều sâu lớp thấm tôi, biến dạng bé, độ bóng bề mặt khong giảm nhiều. Tuy
nhiên vốn đầu t ban đầu vào thiết bị cao, mỗi vòng răng phải có vòng nung khác
nhau nên không thích hợp với sản xuất nhỏ đơn chiếc.
6.Yêu cầu kỹ thuật khi chế tạo bánh răng :
Ngoài các yêu cầu về độ chính xác khi cắt răng, quy trình công nghệ chế tạo
bánh răng cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau đây :
- Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đờng tròn cơ sở nằm trong
khoảng
0,05 - 0,1.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ (hoặc trục ) nằm trong khoảng
0,01 - 0,015 mm trên 100 mm đờng kính .
- Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng đợc gia công đạt chính xác cấp 7 .
- Độ nhám của các bề mặt trên đạt Ra = 1,25 - 0,36 .
- Sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng 55 - 600 HRC . Độ sâu khi thấm cacbon là 1
- 2 mm .
- Độ cứng các bề mặt không gia công thờng đat 180 - 280 HB .
7. Tính công nghệ trong kết cấu :
Bánh răng cũng nh mọi chi tiết khác, kết cấu của chúng ảnh hởng trực tiếp đến
năng suất và chất lợng gia công, ảnh hởng đến độ bền khi làm việc. Vì vậy ngay
từ khi thiết kế phải chú ý đến kết cấu nh :
- Hình dáng lỗ phải đơn giản, vì nếu hình dáng lỗ phức tạp ta phải dùng máy
rơvônve hoặc máy bán tự động để gia công .
- Mặt ngoài của bánh răng phải đơn giản, bánh răng phải có tính công nghệ
cao nhất là khi hình dáng mặt ngoài phẳng, không có may ơ.
- Nếu có may ơ thì may ơ phải nằm về một phía, vì nếu mayơ nằm ở cả hai



chơng 2: phơng pháp phay định hình băng dao phay đĩa
môđun
1.Nguyên lý gia công
Phay răng bằng phơng pháp định hình đợc tién hành bằng dao phay định hình mà
profin của nó phù hợp với profin của rãnh răng .Sau khi phay xong một rãnh răng
vật đợc quay đi một bớc với góc =360/ z (z là số răng của bánh răng gia công )
và rãnh răng tiếp theo lại đợc phay.
Phơng pháp này đợc sử dụng nhiều khi dùng máy phay vạn năng có trang bị
dụng cụ chia độ .Khi gia công vật đợc gá vào ụ phân độ đặt trên bàn máy và đợc
điều chỉnh ở độ cao sao cho rãnh răng có chiều sâu theo yêu cầu .
Khi phay bánh răng trụ răng thẳng dao và vật có vị trí tơng đối nh hình1.Để cắt
hết chiều dày của bánh răng, bàn máy mang ụ phân độ cùng với chi tiết phải thực
hiện chạy dao dọc trục của bánh răng.
Phơng pháp gia công định hình đơc sử dụng trong các nhà máy nhỏ hoặc sửa
chữa ,ở đó số lợng bánh răng cần phay không nhiều và răng của chúng không
cần chính xác cao .Phơng pháp này còn đợc dùng khi sản xuất bánh răng có đờng kính và môđun lớn mà các phơng pháp khác không thc hiện đợc.
Tuy nhiên phơng pháp định hình đạt đợc độ chính xác thấp và có kho khăn
trong việc điều chỉnh chính xác vị trí tong đối giữa dao và vật.Vi vậy bánh răng
sản xuất bằng phơng pháp này chỉ đạt cấp chính xác 7-8 và đợc dùng cho bộ
truyền động có tốa độ thấp không lớn hơn 5m/ s.
Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối đối với những bánh răng có môđun
lớn phơng pháp phay định hình dùng để gia công phá (giảm bớt lợng d cho gia
công tinh ) . Trong trờng hợp này không cần chế tạo dao phay môđun có biên
dạng thân khai mà chỉ cần chế tạo dao có dạng cung tròn.
2. dao phay môđun :
Dao phay môđun đợc chế tạo với các răng hớt lng có kết cấu liền răng với thân
hoặc ghép răng. Các răng của dao có profin thân khai hay hình thang . Dao dùng
để gia công thô hoặc tinh bánh răng.


5
26-34

6
35-54

7
55-134

8
135-


Năng suất và tuổi bền của những dao phay này thấp là do đờng kính ngoài của
dao phay nhỏ nên số dăng dao ít , góc trớc bằng không , góc sau ở hai bên răng
dao rất nhỏ
.Dao phay đĩa cắt răng đợc thiết kế tơng tự nh dao phay thông
thờng H2.
3.Máy phay nằm ngang :
Máy phay là một trong những loại máy chiếm tỉ trọng lớn trong nhà máy cơ
khí. Thờng cứ 100 máy công cụ thì có chừng 10 máy phay. Việc phát triển máy
phay chuyên dùng và những trung tâm phay - doa - khoan có tầm quan trọng đặc
biệt. Nhà máy chế tạo máy công cụ của ta đã sản xuất ra nhiều loại máy phay
vặn năng P 623 , P 613 . . .
Máy phay thuộc cấu trúc động đơn giản nhóm T. Phần tạo hình của máy phay
do dạng hình học dao phay quyết định. Dao phay có nhiều lỡi cắt tiếp xúc đờng
với bề mặt gia công. Cấu trúc động học của máy gồm hai nhóm chuyển động
đơn giản. Nhóm chuyển động tốc độ cắt v(Q1) và nhóm chuyển động chạy dao s
(T2). Do đó có các nguồn động lực riêng truyền dẫncho từng nhóm động học.

có thể phân độ gián đoạn và liên tục có nghĩa là phân độ xong phôi vẫn còn
chuyển động với máy hoặc có thể phân độ liên tục để gia công cam .. .
Lắp ụ phân độ trên máy phay nằm ngang, thẳng đứng, máy xọc thờng . . .
Có thể gia công đợc các vật nh : trục then hoa, lỗ then hoa, bánh răng thẳng,
bánh răng nghiêng, cam . ụ phân độ có loại đơn giản và loại vạn năng .
H3
ở hình H3a là loại phân độ trực tiếp tuỳ theo phần chia trên đĩa mà chia các
phần trên phôi .
Loại này sai số của đĩa chính là sai số của phôi gia công .


ở hình H3b là loại phân độ vi sai. Cần phân độ trên vòng tròn, nhng đĩa phân độ
không khớp với độ chia yêu cầu, do đó phải tính lắp thêm bánh răng thay thế A,B
. Mỗi lần phân độ phôi sẽ nhận đợc hai chuyển động : tay quay quay từ lỗ 0 1
truyền cho phôi quay, đồng thời khi phôi quay sẽ truyền lại qua cặp bánh răng A,
B làm đĩa phân độ quay lỗ của đĩa chuyển đến vị trí 1, do đó tay quay không
cắm ở vị trí 1 mà phải quay thêm một góc tới cắm vào vị trí 1, nên thực tế phôi
sẽ quay phân độ tơng ứng với góc + của đĩa phân độ.

4. Các sai số thờng gặp:
a. Sai số do phân độ:
Đây là sai số thờng gặp trong gia công bằng phơng

chơng 3: phơng pháp cắt răng theo nguyên lý bao hình
bằng dao phay lăn răng
1. Nguyên lý gia công:
Nguyên lý bao hình phát biểu nh sau :
Phơng pháp bao hình gia công bánh răng là nhắc lại sự ăn khớp truyền động cỡng bức theo kiểu các bộ truyền bánh răng - bánh răng hay bánh răng - thanh
răng mà trong đó có một đóng vai trò của dao một đóng vai trò phôi .
Phay răng bằng phơng pháp lăn bao hình là phơng pháp sản xuất răng phổ biến

Mối liên hệ giữa vòng quay của dao phay và bánh răng gia công đợc thực hiện
nhờ các bánh răng thay thế của máy.
Những bánh răng môđun nhỏ thì phay bằng một lần cắt, bánh răng có môđun lớn
thì phải phay bằng một số lần cắt.
Cho đến nay phần lớn các máy phay lăn đều làm việc bằng phơng pháp phay
nghịch vì cắt êm ít gây va đập, ít làm gẫy vỡ dao.
Những máy phay lăn mới đợc cải biến cho phơng pháp phay thuận, ở máy phay
này dao có vị trí đầu tiên ở dới vật và chạy dao từ dới lên. Với phơng pháp này
cho phép nâng cao tốc độ cắt lên 20-40% và lợng chạy dao lên 80%.
Các dao phay có đờng kính lớn hơn, đảm bảo hiệu quả cắt lớn hơn, chất lợng bề
mặt răng tốt hơn và độ chính xác cao hơn. Khi cắt có thể tiến dao theo hớng trục
(H7a) hoặc ban đầu tiến theo hớng kính sau đó mới tiến theo hớng trục bánh
răng(H7b). Theo cách thứ hai có thể rút ngắn hành trình cắt một đoạn bằng l
chính bằng đoạn ăn tới hay chuẩn bị cắt của dao.
2. dao phay lăn răng:


Dao phaylăn răng dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài và một phần cho
bánh răng ăn khớp trong. Dạng profin răng dao phụ thuộc vào dạng profin răng
của bánh răng gia công có thể là thân khai, xicloit . . .
Về mặt kết cấu ngời ta phân ra dao phay lăn nguyên khối, trong đó dao phay đợc
chế tạo bằng một phôi hoàn chỉnh, và dao phay ghép, ở đây chỉ các răng dao là
đợc chế tạo bằng vật liệu cắt. Dao phay ghép đợc chế tạo để cắt những bánh răng
có môđun lớn (trên 10 mm).
Dựa vào số đầu mối ngời ta phân ra dao phay một đầu mối và dao phay nhiều
đầu mối.
Quá trình hình thành profin của răng bánh răng bằng dao phay lăn tơng tự nh
quá trình ăn khớp của bánh răng gia công với trục vít (trục vít có thể coi nh bánh
răng nghiêng với số răng bằng số đầu mối của trục vít). Để tạo ra mặt trớc của
răng và lỡi cắt ngời ta làm các rãnh dọc, thờng là các rãnh xoắn trên dao phay,

cấp C. Dao phay chính xác cấp C không cần mài răng.
Độ chính xác cần thiết chế tạo dao phay lăn cho bánh răng đợc quy định theo
OCT 9324-60.


Khi chế tạo, kiểm tra, mài sắc, sau khi mòn thì độ chính xác định vị và gá đặt có
mọt ý nghĩa lớn. Độ chính xác này phụ thuộc vào độ chính xác về kích thớc và
độ thẳng của lỗ.
Đối với dao phay cấp chính xác AA sai số đờng kính lỗ không vợt quá 0,7A; đối
với dao phay cấp chính xác A và B thì trong giới hạ A; đối với dao phay cấp C thì
trong giới hạn A.
Độ chính xác chế tạo các phần tử khác nhau của kết cấu dao phay có ảnh hởng
đế độchính xác bánh răng. Prôfin răng của bánh răng đợc tạo nên bởi các lỡi cắt
của dao phay. Các lỡi cắt phải có hình dạng đúng và phải có sự bố trí hình dáng
tơng quan phù hợp với yêu cầu. Vỉtí tơng đối giữ lỡi cắt so với trục cũng có một
ý nghĩa quan trọng. ở dao phay mới cũng nh dao phay đã mài sắc lại, lỡi cắt phải
nằm trên mặt phẳng của trục vít cơ bản. Sự xê dịch của chúng khỏi bề mặt của
trục vít cơ bản sẽ gây ra sai số về prôfin và về các kích thớc răng của bánh răng
gia công.
Kiến nghị dùng một trong ba nhóm kiểm tra sau đây (OCT 9324-60) để kiểm tra
độ chính xác dao phay lăn răng. Cả ba nhóm đều tiến hành kiểm tra các thành
phần sau đây:
-Độ lệch chiều dày răng s.
-Độ lệch của mặt trớc so với mặt hớng kính r.
-Độ đảo hớng kính của gờ ab.
-Độ đảo mặt đầu của thành gờ tokp
Ngoài ra nếu dùng phơng pháp thứ nhất thì phải kiểm tra các thành phần sau
đây:
-Sai số ăn khớp
-Sai số bớc rãnh vít thoát phoi