Tổng quan
Một bộ truyền động bánh vít bao gồm
một con sâu và một bánh vít, dùng để truyền chuyển động và công suất giữa các trục giao nhau, thường có góc giao nhau là 90 độ. Trong các bộ truyền động bánh răng trục vít nói chung, trục vít là bộ phận dẫn động.
Nhìn bề ngoài, con sâu giống như một cái bu-lông, trong khi bánh giun trông giống một bánh răng trụ xoắn ốc.
Trong quá trình hoạt động, răng bánh giun trượt và lăn dọc theo bề mặt xoắn ốc của giun.
Trục vít là một bánh răng có một hoặc nhiều răng xoắn ăn khớp với bánh vít để tạo thành cặp bánh răng trục giao nhau. Bề mặt sân của nó có thể là hình trụ, hình nón hoặc hình xuyến.
Có bốn loại: sâu Archimedean, sâu không liên quan, sâu-hình thẳng bình thường và sâu hình trụ-hình nón.
Giống như các luồng, sâu có thể thuận tay-thuận tay phải hoặc thuận tay trái-, lần lượt được gọi là sâu-tay phải và sâu tay trái-.
Để cải thiện sự tiếp xúc của răng, bánh vít được tạo thành hình vòng cung dọc theo chiều rộng của răng, bao quanh một phần của sâu. Điều này có nghĩa là bánh răng sâu ăn khớp thông qua tiếp xúc đường thẳng chứ không phải tiếp xúc điểm.
Nhược điểm của bộ truyền động bánh răng xoắn:
✦ Do hai trục vuông góc và vận tốc đường bước của hai bánh răng vuông góc nên tốc độ trượt tương đối rất cao dẫn đến sinh nhiệt và mài mòn.
✦ Hiệu suất thấp, thường từ 0,7 đến 0,8; bánh răng trục vít có cơ chế tự khóa-thậm chí còn có hiệu suất thấp hơn, thường dưới 0,5.
04. Công thức tính bánh răng giun và trục vít
1. Tỷ số truyền=Số răng bánh răng giun ÷ Số ren giun
2. Khoảng cách tâm=(Đường kính bước bánh răng giun + Đường kính bước răng giun) 2
3. Đường kính bước bánh răng giun=(Số răng + 2) × Mô-đun
4. Đường kính bước bánh răng giun=Mô-đun × Số răng
5. Đường kính bước giun=Đường kính ngoài giun - 2 × Mô-đun
6. Dây dẫn sâu=π × Mô-đun × Số lượng luồng
7. Góc xoắn (Góc dẫn) tanB=(Mô-đun × Số lượng ren) ` Đường kính bước ren
8. Worm Lead=π × Mô-đun × Số lượng luồng
9. Mô-đun=Đường kính vòng tròn / Số răng
Số lượng ren trong một con sâu: Con sâu-có một sợi (chỉ có một đường xoắn ốc trên con sâu, tức là một vòng quay của con sâu tương ứng với một vòng quay của răng của bánh răng sâu); Giun -có ren kép (hai vòng xoắn trên trục vít, tức là một vòng quay của trục vít tương ứng với hai vòng quay của bánh răng trục vít). Mô-đun đề cập đến kích thước của vòng xoắn trên vít; mô-đun càng lớn thì chuỗi xoắn càng lớn.
Hệ số đường kính đề cập đến độ dày của vít.
Mô-đun: Vòng tròn bước của bánh răng là tham chiếu để thiết kế và tính toán kích thước của các bộ phận khác nhau của bánh răng. Chu vi của đường tròn sân=πd=zp, do đó đường kính của đường tròn sân là d=zp/π. Vì π là một số vô tỷ trong công thức trên nên không thuận tiện cho việc định vị đường tròn cao độ làm tham chiếu. Để thuận tiện cho việc tính toán, sản xuất và kiểm tra, tỷ lệ p/π được xác định một cách giả tạo dưới dạng một giá trị số đơn giản và tỷ lệ này được gọi là mô-đun, ký hiệu là m.
05 Loại Ổ Đĩa Worm Gear
Theo hình dạng của sâu, giun có thể được chia thành các bộ truyền động bánh răng giun hình trụ, bộ truyền động bánh răng giun hình xuyến và bộ truyền động bánh răng giun hình nón. Trong số đó, bộ truyền động bánh răng trụ được sử dụng rộng rãi nhất.
Bánh răng giun hình trụ thông thường thường được gia công trên máy tiện bằng cách sử dụng dụng cụ cắt có lưỡi cắt tạo thẳng. Tùy thuộc vào vị trí lắp của dụng cụ và loại dụng cụ được sử dụng, có thể thu được bốn loại bánh răng trục vít có cấu hình răng khác nhau trong mặt cắt-vuông góc với trục: bánh răng trục vít liên quan (loại ZI), bánh răng trục vít Archimedean (loại ZA), bánh răng trục vít hình trụ-thẳng thông thường (loại ZN) và bánh răng trục vít hình trụ-hình nón (loại ZK).
Bánh răng sâu không liên tục (loại ZI) – Mặt phẳng lưỡi cắt tiếp xúc với trụ đáy của sâu và các răng mặt cuối không liên tục. Thích hợp cho tốc độ cao hơn và công suất cao hơn.
Bánh răng sâu Archimedean (loại ZA) – Biên dạng răng vuông góc với mặt phẳng trục là đường xoắn ốc Archimedean, còn biên dạng răng trong mặt phẳng đi qua trục là một đường thẳng. Gia công đơn giản nhưng độ chính xác thấp hơn. (Bánh răng trục thẳng-có biên dạng).
Bánh răng trục vít có biên dạng thẳng-bình thường (loại ZN) – Có thể được mài bằng một bánh mài cải tiến, tương đối đơn giản với máy, thường được sử dụng cho các bánh răng trục vít khởi động nhiều-, với hiệu suất truyền động lên tới 0,9.
Giun hình trụ bao bọc hình nón (ZK) – Đây là một loại sâu xoắn ốc phi tuyến tính-. Nó không thể được gia công trên máy tiện; nó chỉ có thể được xay trên máy phay và nghiền trên máy mài. Loại sâu này dễ mài, có độ chính xác cao nên ngày càng được sử dụng rộng rãi.
06 Quy Trình Gia Công Giun Kim Loại
1. Xác định vật liệu của phôi
⑴ Khả năng gia công tuyệt vời, đạt độ bóng bề mặt tốt và ứng suất dư bên trong thấp, giảm thiểu mài mòn dụng cụ.
⑵ Độ bền kéo thường không nhỏ hơn 588 MPa.
⑶ Khả năng xử lý nhiệt tốt, độ cứng tốt, không dễ bị nứt trong quá trình làm nguội, cấu trúc vi mô đồng nhất, biến dạng xử lý nhiệt nhỏ và độ cứng cao, do đó đảm bảo khả năng chống mài mòn và ổn định kích thước của sâu.
⑷ Độ cứng vật liệu đồng nhất và cấu trúc kim loại phù hợp với tiêu chuẩn. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm: T10A, T12A, 45, 9Mn2V, CrMn, v.v.. 9Mn2V có khả năng xử lý và độ ổn định tốt nhưng độ cứng kém. Ưu điểm của nó là biến dạng nhỏ sau khi xử lý nhiệt, khiến nó phù hợp để sản xuất các bộ phận có độ chính xác cao-, nhưng dễ bị nứt và khả năng xử lý mài kém. Độ cứng của sâu cao hơn làm tăng khả năng chống mài mòn, nhưng khó mài trong quá trình sản xuất.
2. Lựa chọn mốc định vị gia công
Dữ liệu định vị giun: Về mặt cấu trúc, giun có hai dạng: giun được trang bị và giun tích hợp. Giun được lắp sử dụng lỗ bên trong làm mốc gia công, do đó, lỗ bên trong phải được gia công chính xác trước, sau đó đường kính ngoài và cổ trục đỡ phải được gia công bằng cách sử dụng lỗ bên trong làm mốc. Gia công ren cũng sử dụng lỗ bên trong làm mốc chuẩn, do đó cần có trục gá. Nói chung, yêu cầu về độ chính xác của lỗ bên trong đối với sâu lập chỉ mục chính xác là rất cao và một số yêu cầu mài để đảm bảo độ chính xác.
Nói chung, độ chính xác của lỗ bên trong của sâu chỉ số chính xác không được thấp hơn Cấp 1, độ nhám bề mặt không thấp hơn 0,12 và độ lệch mặt cuối của lỗ bên trong không nhỏ hơn 0,005mm. Khi gia công bánh răng trục vít gắn trên trục gá, trước tiên phải kiểm tra độ đảo hướng tâm của vai ở cả hai đầu để đảm bảo nó nằm trong dung sai quy định. Việc kiểm tra này phải được thực hiện sau mỗi lần vận hành tiếp theo. Tương tự, trong quá trình lắp bánh răng trục vít, phải kiểm tra độ đảo hướng tâm của vai ở cả hai đầu. Độ chính xác của trục gá phải bằng hoặc cao hơn độ chính xác của trục ăn khớp với bánh răng trục vít.
Bánh răng sâu tích hợp sử dụng lỗ trung tâm làm mốc gia công. Yêu cầu đối với lỗ trung tâm rất cao; nó phải có một đầu thon để đảm bảo bề mặt hoàn thiện và diện tích tiếp xúc. Lỗ trung tâm phải được kiểm tra và sửa chữa trước mỗi thao tác. Tạp chí hỗ trợ phải đảm bảo tính đồng trục với lỗ trung tâm và độ chính xác hình học của chính nó. Trước các hoạt động bán tinh và hoàn thiện, phải kiểm tra độ đảo hướng tâm, độ đảo hướng tâm và độ đảo dọc trục của mặt cuối của trụ đỡ để đảm bảo chúng nằm trong dung sai.
Khi chọn mốc chuẩn, cần tập trung vào việc đảm bảo đủ dung sai cho từng bề mặt được gia công sao cho kích thước và vị trí giữa mốc chuẩn chưa gia công và bề mặt được gia công phù hợp với yêu cầu bản vẽ.
Việc lựa chọn một mốc thời gian thô phải đáp ứng các yêu cầu sau:
(1) Dữ liệu thô phải dựa trên bề mặt gia công. Điều này nhằm đảm bảo tính chính xác của mối quan hệ vị trí giữa các bề mặt được gia công và không được gia công. Nếu phôi có một số bề mặt không cần gia công, bề mặt có yêu cầu độ chính xác vị trí cao nhất so với bề mặt được gia công phải được chọn làm mốc thô. Điều này nhằm mục đích đạt được độ dày thành đồng đều, hình dạng đối xứng và ít thao tác kẹp hơn.
⑵ Chọn một bề mặt quan trọng có dung sai gia công đồng đều làm mốc thô.
⑶ Chọn bề mặt có dung sai gia công nhỏ nhất làm mốc thô. Điều này đảm bảo rằng bề mặt có đủ dung sai gia công.
⑷ Chọn bề mặt phẳng, nhẵn có diện tích đủ lớn làm mốc thô để đảm bảo định vị chính xác và kẹp đáng tin cậy. Không nên chọn các bề mặt có cổng, gờ, gờ hoặc các cạnh thô làm mốc thô và phải được gia công trước-nếu cần.
⑸ Tránh sử dụng lại mốc chuẩn thô, vì hầu hết các bề mặt chuẩn thô đều không đều và việc sử dụng lặp đi lặp lại sẽ gây khó khăn cho việc đảm bảo độ chính xác về vị trí giữa các bề mặt bên ngoài.
Tuân theo các nguyên tắc lựa chọn của mốc chuẩn, việc kẹp vòng tròn bên ngoài và gia công hầu hết bề mặt trong một thao tác kẹp đảm bảo độ đồng trục của vòng tròn bên ngoài và lỗ bên trong, cũng như độ vuông góc của mặt cuối với trục.
Lộ trình gia công bánh răng kim loại
⑴ Bánh răng sâu tích hợp chưa được gia cố
Chuẩn bị vật liệu – Chuẩn hóa – Tiện thô – (Ủ) – Tiện bán hoàn thiện đường kính ngoài, tiện thô của bề mặt xoắn ốc – Lão hóa nhân tạo – Tiện hoàn thiện (mài mịn) mặt trong – Chèn rãnh – Tiện bán hoàn thiện bề mặt xoắn ốc – Kẹp (sửa chữa các răng không hoàn chỉnh) – Mài bán tinh đường kính ngoài – Mài mịn bề mặt xoắn ốc – Lão hóa nhiệt độ-thấp – Mài lỗ trung tâm – Tinh mài đường kính ngoài – Mài mịn bề mặt xoắn ốc
⑵ Bánh răng sâu tích hợp được cacbon hóa và làm nguội
Rèn – Ủ – Tiện thô – Bình thường hóa – Tiện -bán hoàn thiện đường kính ngoài và bề mặt xoắn – Kẹp (sửa chữa các răng không hoàn chỉnh) – Thấm cacbon – Tiện hoàn thiện đường kính ngoài (loại bỏ các bộ phận không cần cacbon hóa) – Làm nguội và tôi luyện – Mài lỗ tâm – Tiện ren buộc – Rãnh phay – Mài bán-tinh đường kính ngoài – Mài bán{2}} bề mặt xoắn ốc – Lão hóa ở nhiệt độ-thấp – Mài lỗ trung tâm – Mài mịn vòng ngoài và mặt cuối – Mài mịn bề mặt xoắn ốc
Gia công phôi vật liệu: Theo yêu cầu tiêu chuẩn, phôi phải trải qua quá trình xử lý rèn để có được cấu trúc sợi kim loại tốt.
Tiện thô: Đảm bảo độ đồng trục và cho phép gia công hoàn thiện phù hợp.
Xử lý nhiệt (HRC28-32), tiện bán tinh: cho phép dư thừa gia công tinh 0,5 mm cho mỗi bộ phận trong quá trình tiện bán tinh. Xoay phần giun và các rãnh đỡ ở cả hai đầu theo thông số kỹ thuật yêu cầu. Việc tiện thô bằng cách sử dụng phương pháp cắt lớp hoặc cắt đáy đều được chấp nhận.
Đo dung sai ở đường kính-giữa. Khoảng cho phép quay bán hoàn thiện-cung cấp nền tảng tốt cho việc hoàn thiện tốt.
Hoàn thiện-tốc độ thấp khi tiện hoàn thiện ba mặt theo thông số kỹ thuật bắt buộc: Dụng cụ phải sắc bén và độ nhám của lưỡi cắt phải tốt, đảm bảo hoàn thiện mịn ở mỗi mặt. Hoàn thiện việc xoay tất cả các bộ phận theo thông số kỹ thuật yêu cầu để đảm bảo độ đồng trục.
Nếu một con sâu hình trụ thông thường được gia công trên máy tiện sử dụng lưỡi cắt thẳng, tùy thuộc vào vị trí lắp đặt dụng cụ, con sâu thu được có thể được phân loại là con sâu Archimedean (ZA), con sâu không liên quan (ZI) hoặc con sâu tiết diện thẳng bình thường (ZN), v.v. Con sâu ZA Archimedean: Mặt phẳng lưỡi cắt của dụng cụ tiện đi qua trục con sâu và con sâu được cắt với góc lưỡi cắt là 2 =40 độ . Sâu thu được có mặt cắt răng thẳng trong mặt phẳng trục và mặt cắt bình thường của mặt cắt răng là một đường cong lồi ra ngoài. Đường cong biên dạng răng ở mặt cuối là một đường xoắn ốc Archimedean, do đó có tên là sâu Archimedean. Loại sâu này tương đối dễ gia công và đo lường nên được sử dụng rộng rãi.
Tuy nhiên, việc gia công trở nên khó khăn khi góc dẫn quá lớn. Rất khó để mài các biên dạng răng chính xác bằng đá mài, dẫn đến độ chính xác và hiệu quả truyền động thấp hơn.
ZI Involute worm: Mặt phẳng lưỡi cắt của dụng cụ tiện tiếp xúc với trụ đáy của sâu. Con sâu thu được có đường cong biên dạng lồi trong mặt phẳng trục và biên dạng răng ở mặt cuối vuông góc với trục là một đường cong không liên quan, do đó có tên là sâu liên quan. Loại sâu này có thể được nối đất, mang lại độ chính xác và hiệu suất truyền cao hơn, phù hợp cho sản xuất hàng loạt và truyền-công suất cao, tốc độ-chính xác cao.
Trục sâu định hình thẳng thông thường ZN: Khi góc dẫn trục vít lớn, để có được góc nghiêng và góc hở hợp lý cho dụng cụ cắt, mặt phẳng lưỡi cắt của dụng cụ cắt được đặt trên mặt phẳng bình thường của trục vít trong quá trình tiện. Vết cắt sâu theo cách này có mặt cắt răng thẳng trên mặt cắt bình thường, do đó có tên là sâu mặt cắt thẳng bình thường. Đường cong biên dạng răng ở mặt cuối vuông góc với trục là một đường cong không xoắn mở rộng, do đó nó còn được gọi là một đường cong không xoắn mở rộng. Loại sâu này có hiệu suất cắt tốt, có lợi cho việc gia công sâu nhiều-khởi động và có thể được mài bằng bánh mài, thường được sử dụng trong các ổ sâu chính xác-khởi động nhiều trên máy công cụ. Với những tiến bộ về công nghệ và yêu cầu về sản phẩm, cần phải tăng thêm tốc độ cắt, tạo ra điểm nghẽn trong phương pháp tiện, dẫn đến sự phát triển của phay quay. Điều này liên quan đến việc sử dụng dụng cụ cắt quay để tăng tốc độ cắt (lên tới 400 mét mỗi phút), trong khi phôi không cần quay ở tốc độ cao.
Phương pháp nghiền xoáy cho giun được chia thành hai loại: nghiền xoáy trong và phay ngoài.
Lốc xoáy bên trong: Chu vi phôi tiếp tuyến bên trong với chu vi răng dao cắt (bánh răng sâu bên trong đầu dao cắt). Độ chính xác lên tới DIN7 Ra0.8. Lốc xoáy ngoài: Chu vi phôi tiếp tuyến bên ngoài với chu vi răng dao cắt (bánh răng sâu bên ngoài đầu dao cắt). Độ chính xác lên tới DIN6 Ra0.4.
