Bánh Răng Trụ Là Gì? Phân Loại - Thiết Kế Và Ứng Dụng

Bánh răng trụ thẳng là một thành phần răng hình trụ được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp để truyền chuyển động cơ học và điều khiển tốc độ, công suất và mô-men xoắn. Những bánh răng đơn giản này không đắt, bền, đáng tin cậy và cung cấp truyền động tích cực tốc độ liên tục để tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động công nghiệp hàng ngày.

Bánh Răng Trụ Thẳng Là Gì?

Bánh răng trụ thẳng là loại bánh răng đơn giản nhất. Chúng bao gồm một hình trụ hoặc đĩa với các răng chiếu xuyên tâm. Mặc dù các răng không thẳng, thường có hình dạng đặc biệt để đạt được tỷ số truyền động không đổi chủ yếu là vô tính nhưng ít gặp xoáy thuận, mép của mỗi răng thẳng và song song với trục quay.

Bánh răng trụ thẳng là loại bánh răng thông thường dễ hình dung nhất truyền chuyển động giữa hai răng song song và đồng phẳng và răng thẳng và song song với trục. Bánh răng trụ là một trong những loại bánh răng chính xác phổ biến nhất.

Các bánh răng này có cấu tạo đơn giản gồm các răng thẳng, song song được định vị xung quanh chu vi của thân bánh răng với lỗ khoan ở giữa ăn khớp với trục.

Trong nhiều biến thể, bánh răng được gia công với một trục làm dày thân bánh răng xung quanh lỗ khoan mà không làm thay đổi bề mặt bánh răng. Lỗ trung tâm cũng có thể được khoan để bánh răng thúc khớp với trục quay hoặc trục có then hoa.

Vì hình dạng của chúng, chúng được xếp vào loại bánh răng trụ. Vì bề mặt răng của bánh răng song song với trục của trục được lắp nên không tạo ra lực đẩy theo hướng trục.

Do chế tạo đơn giản, các bánh răng này cũng có thể được sản xuất với độ chính xác cao. Mặt khác, bánh răng thúc có một nhược điểm là nếu các răng của bánh răng thúc có biên dạng bất định và lưới một răng tại một thời điểm.

Hình dạng không thuận có nghĩa là bánh răng thúc chỉ tạo ra lực hướng tâm chứ không phải lực dọc trục, nhưng phương pháp ăn khớp răng lại gây ra tải trọng lớn cho các răng bánh răng và độ ồn lớn. Bánh răng có nhiều răng hơn được gọi là “bánh răng” và bánh răng có ít răng hơn được gọi là “bánh răng”. Vì lý do này, bánh răng thúc đẩy thường được sử dụng cho các ứng dụng tốc độ thấp hơn, mặc dù chúng có thể được sử dụng ở hầu hết mọi tốc độ.

Các Loại Bánh Răng Trụ Thẳng

Có hai loại bánh răng thúc chính như mô tả bên dưới:

1. Bánh răng ngoài là bánh răng có răng cắt bên ngoài hình trụ. Hai bánh răng bên ngoài lưới và quay ngược chiều nhau.
2. Bánh răng trong là bánh răng có răng cắt ở mặt trong của hình trụ. Một bánh răng bên ngoài nằm trong bánh răng bên trong và các bánh răng quay cùng chiều. Do các trục gần nhau hơn nên cụm bánh răng bên trong nhỏ gọn hơn cụm bánh răng bên ngoài. Bánh răng trong được sử dụng chủ yếu cho bánh răng hành tinh.

Thuật Ngữ Bánh Răng Trụ Thẳng

Các thuật ngữ sau đây có liên quan đến khi chúng ta gia công bánh răng trụ thẳng:

1. Addendum: Chiều cao của răng vượt ra ngoài vòng tròn cao độ.
2. Backlash: Khe hở giữa hai răng giao phối của các bánh răng riêng biệt.
3. Chordal thickness: Độ dày răng được đo dọc theo một hợp âm chạy qua các điểm mà vòng tròn cao độ cắt ngang mặt cắt răng.
4. Chordal addendum: Khoảng cách giữa hợp âm đi qua các điểm mà vòng tròn cao độ cắt ngang mặt răng và đầu răng.
5. Base circle: Một đường tròn lý thuyết được sử dụng để tạo ra đường cong bất biến khi tạo biên dạng răng.
6. Center distance: Khoảng cách giữa hai bánh răng, được đo từ tâm trên trục của một bánh răng đến trục tâm của bánh răng phối ghép. Điều này có thể được xác định gần như bằng cách lấy bán kính của mỗi bánh răng thúc của bánh răng thúc và cộng chúng lại.
7. Circular pitch: Phép đo chiều dài cung tròn cao độ từ một điểm trên răng đến cùng điểm trên răng bên cạnh.
8. Circular thickness: Độ dày của răng tại đường tròn bước răng.
9. Clearance: Khoảng trống giữa một đường kính nhỏ của bánh răng và đường kính chính của bánh răng phối ghép.
10. Dedendum: Độ sâu của răng giữa vòng tròn bước và đường kính nhỏ. Nói chung là lớn hơn phụ lục của thiết bị giao phối để cung cấp giải phóng mặt bằng.
11. Diametral pitch: Tỷ lệ giữa số răng với đường kính bước răng.
12. Fillet: Bán kính nhỏ nối hình răng với vòng tròn chân răng.
13. Module: Tỷ số giữa đường kính tham chiếu của bánh răng chia cho số răng. Mô-đun là số liệu tương đương với bước đường kính.
14. Outside diameter: Đường kính của đường tròn phụ của đường tròn cùng với các điểm ngoài cùng của răng của bánh răng cựa. Phép đo này là đường kính chính của bánh răng.
15. Pinion: Bánh răng có kích thước nhỏ hơn trong bất kỳ cặp lưới nào.
16. Pitch circle: Đường tròn bắt nguồn từ một loạt các răng và một đường kính phân chia nhất định. Vòng tròn trong đó khoảng cách hoặc biên dạng răng được thiết lập từ đó tỷ lệ răng được tạo ra. Tốc độ của bánh răng được đo ở đây.
17. Pitch diameter: Là đường kính của đường tròn cao độ. Tốc độ góc của bánh răng thúc được đo ở đây. Đây cũng là một thành phần quan trọng trong việc xác định khoảng cách trung tâm giữa các bánh răng thúc đẩy giao phối.
18. Pitch point: Điểm tiếp tuyến của các đường tròn cao độ của một cặp bánh răng giao phối.
19. Pressure angle: Góc tại điểm phân chia giữa đường áp suất, là đường tác dụng và đường vuông góc với đường tâm. Và mặt phẳng là tiếp tuyến của mặt phân chia.
20. Đường kính chân răng: Đường kính ở chân răng.
21. Root Diameter: Tỷ lệ số răng trên các bánh răng giao phối.
22. Root Circle: Vòng tròn đi qua đáy của khoảng trống răng.
23. Velocity ratio: Tỷ số giữa số vòng quay bánh răng đầu vào và số vòng quay bánh răng đầu ra trong một khoảng thời gian xác định.
24. Whole depth: Chiều cao của răng từ đường kính lớn đến đường kính nhỏ của bánh răng.
25. Working Depth: Độ sâu mà răng mở rộng vào khoảng trống giữa các răng trên bánh răng giao phối.

Thiết Kế Bánh Răng Trụ Thẳng

Vì các răng song song với trục của trục, bánh răng trụ chỉ được sử dụng khi các trục song song. Biên dạng của răng bánh răng có dạng một đường cong bất biến và được giữ nguyên trên toàn bộ chiều rộng của bánh răng. Bánh răng trụ tác dụng tải trọng hướng tâm lên trục.

Thiết kế và cấu tạo của một bộ phận bánh răng thúc đẩy ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của nó. Để thực hiện công việc một cách hiệu quả và hiệu quả, chúng phải được làm từ vật liệu chất lượng cao và có kích thước chính xác. Kích thước của mỗi tính năng là một phần không thể thiếu trong cách hoạt động của một bánh răng cụ thể.

Do đó, khi một chuyên gia trong ngành cần một thiết kế bánh răng trụ thẳng mới hoặc bánh răng trụ thay thế. Bạn bắt buộc phải nắm rõ các điều khoản cho từng bộ phận truyền động và kích thước tương ứng của chúng để đảm bảo tính rõ ràng và chính xác khi sản xuất hoặc đặt hàng.

Quy trình thiết kế của bánh răng trụ thẳng:

• Bước 1: – Lưu ý tốc độ ngoại vi (V = πDN / 60) Tốc độ ngoại vi sẽ giống nhau đối với bánh răng & bánh răng o Nếu không thể tìm thấy tốc độ ngoại vi, chúng ta có thể quyết định bất kỳ giá trị nào trong khoảng từ 3 đến 15
• Bước 2: – Ghi xuống vật liệu o cho vận tốc thấp quyết định gang & thép cấp thấp cho vận tốc cao o Ghi xuống và BHN từ một vật liệu nhất định
• Bước 3: – Tải trọng truyền thiết kế F = 1000 * P * C / V
• Bước 4: – Phương trình Lewi, chúng ta cần tính toán môđun từ phương trình trên o Đầu tiên từ bánh răng & bánh răng cái nào có giá trị nhỏ của chỉ đó chúng ta sẽ áp dụng phương trình Lewi. Trong trường hợp số lượng răng không được
• Y = 0,29 (20 độ) Y = 0,35 (độ cao 20 độ) Y = 0,25 (14,5 độ) f = Chiều rộng khuôn mặt, Phương trình Lewi cho điều kiện động
• Bước 5: – Tính toán các đặc tính của bánh răng nếu được yêu cầu
• Bước 6: – Tính tải động bằng phương trình Buckingham
• Bước 7: – Tìm ra yếu tố yếu hơn từ bánh răng và bánh răng
• Bước 8: – Tính cường độ chùm tia cho phần tử yếu hơn
• Bước 9: – Tính toán độ bền mòn (FW)

Ứng Dụng Của Bánh Răng Trụ

Bánh răng trụ có nhiều ứng dụng:

• Bánh răng trụ cũng được sử dụng để tăng hoặc giảm tốc độ của một vật thể.
• Bánh răng trụ có thể được sử dụng để tăng hoặc giảm mô-men xoắn hoặc công suất của một vật cụ thể.
• Bánh răng trụ được sử dụng để truyền chuyển động và lực từ trục này sang trục khác trong một cơ cấu cơ khí. Với mục đích này, bánh răng trụ được sử dụng trong máy giặt, máy trộn, máy sấy quần áo, máy xây dựng, máy bơm nhiên liệu và nhà máy.
• Trong các nhà máy điện, cái gọi là “đoàn tàu” bánh răng trụ được sử dụng để chuyển đổi một dạng năng lượng như năng lượng gió hoặc năng lượng nước thành năng lượng điện.
• Bánh răng trụ được sử dụng rộng rãi trong động cơ máy bay, tàu hỏa, xe đạp, máy nghiền bi và máy nghiền khi tiếng ồn không phải là vấn đề.
• Một số ứng dụng công nghiệp điển hình bao gồm hộp giảm tốc, hệ thống băng tải, bộ giảm tốc, động cơ, hệ thống vận chuyển cơ khí, máy bơm bánh răng, động cơ và công cụ gia công.

Ưu Điểm Của Bánh Răng Trụ

• Tính đơn giản : Bánh răng trụ có thiết kế đơn giản, nhỏ gọn giúp dễ dàng thi công và lắp đặt ngay cả trong những không gian hạn chế hoặc chật chội.
• Bộ truyền động tốc độ không đổi : Các bánh răng này tăng hoặc giảm tốc độ trục với độ chính xác cao ở tốc độ không đổi.
• Độ tin cậy : Bánh răng trụ không có khả năng bị trượt trong quá trình vận hành và có nguy cơ bị hỏng sớm.
• Hiệu quả về chi phí: Sự đơn giản trong thiết kế của chúng cho phép khả năng sản xuất cao hơn, làm cho chúng tiết kiệm chi phí hơn khi sản xuất và mua hàng.
• Hiệu quả : Hệ thống bánh răng trụ có hiệu suất truyền lực từ 95% đến 99% và có thể truyền một lượng lớn công suất với tổn thất công suất tối thiểu trên một số bánh răng.
• Các bánh răng này thích hợp với hệ thống truyền động vì chúng có hiệu suất truyền lực cao hơn.
• Một bánh răng trụ được chế tạo với các răng thẳng và song song với trục của bánh răng. Loại bỏ các vấn đề về lực đẩy dọc trục khi lắp đặt ổ bi.
• Bánh răng xoắn hiệu quả hơn bánh răng xoắn có cùng kích thước.
• Chúng rất đáng tin cậy và cung cấp tốc độ không đổi.
• Bánh răng trụ cũng được coi là một thành viên của bánh răng dương vì chúng không có trượt.

Câu Hỏi Thường Gặp.

Bánh răng trụ là gì?

Bánh răng trụ là một bánh răng có răng chiếu ra ngoài từ bề mặt hình trụ. Hai bánh răng thúc được sử dụng để truyền lực giữa các trục song song. Trong bánh răng trụ, cạnh của mỗi răng song song với trục quay và chúng lưới với nhau khi chúng được lắp vào các trục song song.

Các loại bánh răng trụ gồm những loại nào?

Có hai loại bánh răng trụ chính: bên ngoài và bên trong. Bánh răng ngoài có các răng được cắt ở mặt ngoài của hình trụ. Hai bánh răng bên ngoài lưới vào nhau và quay ngược chiều nhau. Ngược lại, bánh răng bên trong có các răng được cắt trên bề mặt bên trong của hình trụ.

Sự khác biệt giữa bánh răng trụ thẳng và bánh răng xoắn là gì?

Một bánh răng thúc có thể được nhận biết bằng răng của nó. Các răng nhô ra hướng tâm và song song với trục bánh răng. Các răng của bánh răng trụ chính xác vuông góc với các bề mặt phẳng của nó. Tuy nhiên, các răng của bánh răng xoắn được cắt một góc so với mặt của bánh răng.

Ứng dụng của bánh răng trụ là gì?

Bánh răng trụ thường được xem là tốt nhất cho các ứng dụng yêu cầu giảm tốc độ và nhân mô-men xoắn, chẳng hạn như máy nghiền bi và thiết bị nghiền. Ví dụ về các ứng dụng tốc độ cao sử dụng bánh răng trụ mặc dù độ ồn cao của chúng bao gồm các thiết bị tiêu dùng như máy giặt và máy xay sinh tố.