Tư vấn thông số hình học của bánh răng côn

Trong hệ thống truyền động cơ khí, bánh răng côn là chi tiết đòi hỏi yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về độ chính xác trên bản vẽ chế tạo. Bài viết này sẽ tổng hợp chi tiết các thông số hình học của bộ truyền bánh răng côn răng thẳng cắt nhau một góc 90^o và quy ước vẽ kỹ thuật chuẩn xác nhất.

1. Bản Chất Hình Học Của Bộ Truyền Bánh Răng Côn

**Bánh răng côn có 2 loại: bánh răng côn thẳng và bánh răng côn răng xoắn**

Bộ truyền bánh răng côn được sử dụng để truyền chuyển động và mô-men xoắn giữa hai trục cắt nhau. Trong trường hợp phổ biến nhất, góc cắt giữa hai trục bằng $90^\circ$ .

Do răng của bánh răng côn được hình thành trên mặt nón, kích thước tiết diện răng và mô-đun (M) sẽ thay đổi liên tục dọc theo chiều dài răng (nhỏ dần khi tiến về phía đỉnh nón). Để thuận tiện cho việc tính toán, thiết kế và đo lường khi gia công, người ta quy ước:

Tất cả các giá trị tiêu chuẩn của mô-đun ( m_e), đường kính vòng chia ( $d_e$ ), chiều cao răng (h_e)… đều được lấy theo mặt đáy lớn của hình côn chia.

Dựa theo đặc điểm cấu tạo và hình thể răng, bánh răng côn được chia làm 3 loại cơ bản:

Bánh răng côn răng thẳng (Straight bevel gear)
Bánh răng côn răng xoắn (Spiral bevel gear)

Bánh răng côn được chia làm 2 mẫu cơ bản theo đặc điểm cấu tạo cũng như đặc điểm hình thể có các răng thẳng, răng xoắn, răng nghiêng.

2. Công Thức Tính Thông Số Hình Học Bánh Răng Côn Răng Thẳng

Tiếp đây là các thông số của bánh răng côn răng thẳng

– Đường kính vòng chia: de = me z

– Chiều cao răng: he = 2,2 me. Chiều cao răng được quy định theo đường vuông góc với đường sinh của mặt côn chia, đường vuông góc này là đường sinh của mặt côn phụ.

– Chiều cao đỉnh răng: ha = me.

– Chiều cao chân răng: hf = 1,2 me.

Góc đỉnh hình côn chia (δ): nếu hai bánh răng côn ăn khớp có trục vuông góc thì tổng hai góc ñỉnh hình côn chia δ1 và δ2 của hai mặt côn chia bằng 90^o và chúng ñược tính như sau:

– Đường kính vòng đỉnh: dae = de + 2haecosδ = me (z + 2cosδ)

– Đường kính vòng đáy: dfe = de – 2hfecosδ = me (z – 2,4cosδ)

– Chiều dài răng: b thường lấy bằng Re/3 (Re là chiều dài đường sinh mặt côn chia).

3. Quy Ước Vẽ Kỹ Thuật Bánh Răng Côn (Theo Tiêu Chuẩn TCVN/ISO)

Về cơ bản, quy ước vẽ bánh răng côn tương tự như bánh răng trụ nhưng cần lưu ý các đường sinh nón đặc thù:

Trên mặt phẳng hình chiếu vuông góc với trục bánh răng:

Nét liền đậm: Dùng để vẽ đường tròn đáy bé (vòng trong) và đường tròn đỉnh của đáy lớn (vòng ngoài cùng).
Nét chấm gạch mảnh: Dùng để vẽ vòng chia của đáy lớn.

Trên hình chiếu song song với trục bánh răng ( hình chiếu đứng/ hình cắt ):

Đường sinh đỉnh răng: Vẽ bằng nét liền đậm.
Đường sinh chia: Vẽ bằng nét chấm gạch mảnh.
Đường sinh đáy răng: Không vẽ trên hình chiếu thông thường. Tuy nhiên, nếu thực hiện hình cắt (mặt phẳng cắt qua trục) thì đường sinh đáy răng phải được vẽ bằng nét liền đậm.

Quy ước vùng ăn khớp của cặp bánh răng côn:

Đối với cặp bánh răng côn răng thẳng hoặc răng nghiêng ăn khớp vuông góc, quy ước vẽ vùng ăn khớp tương tự như cặp bánh răng trụ.
Tại vùng răng ăn khớp, đường sinh chia của hai bánh phải trùng nhau (vẽ bằng nét chấm gạch mảnh). Nét đỉnh răng của bánh răng chủ động (bánh nhỏ) sẽ che khuất một phần răng của bánh bị động.