chương 1. Qua đó ứng dụng kết quả đã nghiên cứu để gia công BRCG Z11-16 m8 và đánh giá chất lượng sản phẩm thông qua các lý thuyết đã nghiên cứu trong chương 2. Kết luận của chương là sự khẳng định tính đúng đắn của quy trình thiết kế và chế tạo BRCG trên máy phay CNC 3 trục, từ đó đề xuất phương án kiểm soát chất lượng và nâng cao năng suất gia công khi gia công BRCG trên máy phay CNC 3 trục. Chương 4: Ứng dụng lý thuyết quy hoạch thực nghiệm để xác định mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ (S, F, z) đến độ nhấp nhô tế vi (Ra), sai lệch hình dạng profile răng (ff) và kích thước vết tiếp xúc (be, he) trong gia công BRCG trong phạm vi nghiên cứu.
Qua đó làm cơ sở để xử lý xung đột về lợi ích giữa thời gian gia công và chất lượng vết tiếp xúc bằng bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu. Kết quả nghiên cứu 3 của chương là dữ liệu thông số công nghệ để gia công tinh BRCG Z11-16 m8 khi có yêu cầu về các thông sô kỹ thuật. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu của luận án là kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết để thu thập các thông tin khoa học trên cơ sở các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học đã được công bố và sử dụng các tư duy khoa học để rút ra những luận điểm khoa học cần thiết cho luận án. Cùng với đó là phương pháp nghiên cứu thực tiễn để làm rõ bản chất cũng như chứng minh các quy luật đã được đưa ra trong các giả thuyết.
Sử dụng các công cụ toán học kết hợp tin học và kết quả thực nghiệm để xây dựng các mối quan hệ giữa các yếu tố, tìm ra các quy luật biến đổi. - Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu về truyền động BRCT, từ đó lựa chọn 1 loại bánh răng có khả năng tải lớn là BRCG để làm đối tượng nghiên cứu. Việc nghiên cứu tập trung chủ yếu là sự ảnh hưởng của các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chế tạo BRCG và các giải pháp đảm bảo vết tiếp xúc của bộ truyền. - Sau đó đề tài sử dụng phương pháp thực nghiệm khoa học chủ động tác động vào các yếu tố công nghệ gia công một cách có hệ thống, thu thập thông tin đối tượng để rút ra kết luận bổ ích cho việc lựa chọn thông số gia công phù hợp với từng trường hợp cụ thể trong phương pháp bám biên bề mặt trên máy phay CNC 3 trục.
- Các thực nghiệm được thực hiện với các trang thiết bị hiện có tại Việt Nam như: Trung tâm gia công kỹ thuật số SUPER TONADO HCMC-11000 của Đài Loan, máy mài răng CNC NILES ZE800 của Đức, máy cà vết 5A725 của Nga tại công ty cổ phần cơ khí Hồng Lĩnh. Máy đo độ nhấp nhô tế vi SurftestSJ-301 của Nhật tại phòng đo lường công ty Z117 – Bộ Quốc phòng. Các kết quả trên được thu thập, đo kiểm và tính toán theo lý thuyết đo lường và quy hoạch thực nghiệm. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG 1.
Vị trí truyền động bánh răng côn răng thẳng Hình 1.1 Phân loại bánh răng dựa vào vị trí trục Truyền động BRCT là dạng truyền động đơn giản nhất trong truyền động bánh răng côn, bộ truyền BRCT thường được sử dụng để truyền chuyển động và momen giữa 2 trục giao nhau, thông thường góc hợp trục () của 2 trục này là 900. BRCT được sử dụng nhiều trong các dạng truyền động có tốc độ thấp và chịu tải trọng tĩnh. Ngày này bộ truyền BRCT thường được sử dụng rộng rãi trong các ngành hàng không vũ trụ, chế tạo máy, xây dựng, nông nghiệp, hàng hải,… [1÷5].1 chỉ cho chúng ta thấy các dạng truyền động bánh răng khác nhau dựa trên cơ sở sự sắp xếp của các trục. Sơ đồ cũng cho chúng ta thấy được rằng so với các dạng bánh răng côn hypoid thì BRCT có vận tốc trượt bé hơn do đó nhiệt và ma sát trượt sinh ra sẽ bé hơn so với các bộ truyền khác tuy nhiên BRCT có các hạn chế là khả năng tiếp xúc sẽ thấp hơn, hiệu suất làm việc bé hơn và kích thước giới hạn của bánh nhỏ (Pinion) sẽ nhỏ hơn [6].
a) Bánh răng côn răng thẳng b) Bánh răng côn răng cong c) Bánh răng côn Zerol d) Bánh răng côn Hypoid Hình 1.2 Các dạng bánh răng côn 5 Dựa vào nguyên lý tạo hình bề mặt răng mà BRCT được coi là một trong bốn dạng truyền động chính của truyền động bánh răng côn, bao gồm: BRCT, bánh răng côn răng cong (côn xoắn), bánh răng côn Zerol và bánh răng côn hypoid. Trong đó BRCT về cơ bản có phương pháp tạo hình giống với bánh răng trụ thẳng khi có đường sinh của bề mặt răng là đường thẳng và được tạo thành khi dụng cụ cắt chuyển động đi qua đỉnh chung của bánh răng được cắt và dao cắt (hình 1. Bánh răng côn răng cong có bề mặt răng được sinh ra ngoài chuyển động cắt thẳng về tâm còn có chuyển động bao tròn bề mặt (hình 1. Bánh răng côn Zerol là một dạng đặc biệt của bánh răng côn răng cong khi có góc xoắn bằng 0o (hình 1.
Bánh răng côn hypoid có nguyên lý gần giống bánh răng côn xoắn, tuy nhiên biên dạng của bề mặt răng được chế tạo để 2 trục truyền động không giao nhau (hình 1. Phân loại bánh răng côn răng thẳng Tùy vào từng tiêu chí mà việc phân loại BRCT có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau, trong đó yếu tố cấu tạo là yếu tố thường được chọn làm tiêu chí để phân loại BRCT [4]. Dựa theo những yếu tố cấu tạo việc phân loại BRCT sẽ được xây dựng trên những dấu hiệu sau đây: Dựa vào mặt chuẩn sử dụng: BRCT có mặt chuẩn lỗ (hình 1.3a) và BRCT có mặt chuẩn trục (hình 1. Đối với các bánh răng liền trục người ta thường chọn mặt chuẩn là các mặt trục.
a) BRCT chuẩn lỗ b) BRCT chuẩn trục Hình 1.3 Các loại BRCT với vị trí mặt chuẩn Dựa vào mặt chuẩn đảm bảo lắp ghép: Tiêu chí này dựa vào điều kiện kỹ thuật đảm bảo sự tiếp xúc trong quá trình ăn khớp của các BRCT. Để đảm bảo sự ăn khớp đúng trong lắp ghép BRCT thường sử dụng các mặt đầu của kết cấu bánh răng, do đó khi dựa vào tiêu chí này chúng ta sẽ có 2 loại BRCT là: bánh răng có chuẩn theo mặt đầu của mayơ (hình 1.4a) và bánh răng có chuẩn theo mặt đầu của vành răng (hình 1.4b) a) BRCT chuẩn mặt đầu mayơ b) BRCT chuẩn mặt đầu vành răng Hình 1.4 Các loại BRCT với vị trí mặt chuẩn lắp ghép đúng Dựa vào hình dáng của đường kính cực đại: Thông thường đường kính lớn nhất của một BRCT sẽ có đường kính đỉnh tại mặt phẳng vuông góc với đường sinh ở đáy 6 lớn (hình 1.5a), tuy nhiên để công việc chế tạo phôi và lắp ghép khi sử dụng dễ dàng hơn kính thước đỉnh răng De của bánh răng sẽ được hiệu chỉnh theo hai cách: Gia công một đoạn trụ dài (thông thường chiều dài đoạn trụ là 2mm) để gia công tiện phôi bánh răng được dễ hơn (hình 1.5b); Gia công tù một đoạn để tiện lợi khi lắp ráp bánh răng (hình 1. a) BTCT b) BRCT trụ dài c) BRCT tù đầu Hình 1.5 Hình dạng vành răng của BRCT Dựa vào kết cấu hai đầu răng: Dựa vào kết cấu tại đỉnh và đáy răng của BRCT mà chúng ta phân làm 2 loại: bánh răng côn răng thẳng không có gờ chặn (hình1.6a) và bánh răng côn răng thẳng có gờ chặn (hình 1.6b) a) BRCT không gờ chặn b) BRCT có gờ chặn Hình 1.6 BRCT có gờ và không có gờ chặn bánh răng côn răng thẳng có gờ chặn (BRCG) chính là đối tượng nghiên cứu của luận án 1. Đặc trưng bánh răng côn răng thẳng có gờ chặn Hiện nay, khi sử dụng truyền động BRCT trong các thiết bị có tải trọng lớn thì các nhà thiết kế thường sử dụng kết cấu BRCT có gờ chặn như trên hình 1.
Với kết cấu gờ chặn ở cuối và đầu răng, BRCG có khả năng tải tốt hơn BRCT có kết cấu truyền thống ở cùng thông số, trong các nghiên cứu của mình Ligata.H đã chứng minh được rằng với kết cấu có gờ chặn, bộ truyền BRCT có thể giảm sự phá hủy bởi ứng suất uốn từ 8% đến 10% [10]. Tuy nhiên dạng bánh răng này lại tồn tại hai nhược điểm lớn là: Không thể chế tạo được bằng các phương pháp gia công răng truyền thống như: phay định hình, gia công theo dưỡng, bào răng,…mà không để xảy ra hiện tượng phá hủy kết cấu gờ chặn hai đầu Bề mặt răng sẽ dễ bị phá hủy bởi hiện tượng tróc rỗ bề mặt, nguyên nhân là do có kết cấu gờ chặn sẽ làm cho dung dịnh bôi trơn khó thoát ra khỏi bề mặt răng hơn (hình 1.7 Hiện tượng tróc rỗ bề mặt trên BRCG 1. Các dạng truyền động Tùy thuộc vào góc hợp trục của bánh chủ động và bánh bị động mà chúng ta có thể phân làm bốn dạng truyền động cho BRCT khác nhau: Truyền động vuông góc (góc hợp trục = 900), truyền động góc tù (# 900), truyền động ăn khớp trong và truyền động thanh răng tròn. a) Truyền động vuông góc b) Truyền động góc tù c) Truyền động ăn khớp trong d) Truyền động thanh răng tròn Hình 1.8 Các dạng truyền động BRCT - Truyền động góc vuông (hình 1.2) - Truyền động góc tù (hình 1.sin(180 ) o sin(180 ) o tg1 ; tg2 (1.cos(180 ) o i12 cos(180o ) - Truyền động bằng các bánh răng côn ăn khớp trong (hình 1.cos(180 ) o cos(180o ) i12 - Truyền động thanh răng tròn (hình 1.