KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Só07/2021
Nghiên cứu đánh giá các sai số chế tạo
của bộ truyền bánh răng côn xoắn hypoid gia công trên máy phay răng CNC Klingelnberb C27
■ KS. NGUYỄN ĐỨC LỌNG; ThS. NCS. ĐINH HOÀNG THỤY; PGS. TS. PHẠM QUỐC HOÀNG ThS. PHẠM VÃN TUÂN; ThS. NGUYỄN VÃN ĐỨC; TS. Đỗ TIÊN LẬP; Ths. TRẤN THÀNH LAM
Học viện Kỹ thuật Quân sự
■ KS. NGUYỀN VÃN THƯ Công ty TNHH MTV Cơ khíZ179
TÓM TẮT: Bộ truyềnbánhrănghypoid trong cầu chủ động xe tải đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng lớn đến độ ồn, độ ổn định truyềnđộng,tuổi thọ làm việc của cầu xe. Bài báocông bố kết quả nghiên cứu chế tạo các cặp bánh răng hypoid trên máy phay CNC Klingelnberb C27 và đánh giá độ chính xác hình học, sai số chế tạo và khả năng làm việc bằng cách kiểmtra trên máyđo CNCKlingelnberb P26 vàrà vết tiếpxúc. Kết quả kiểmtra cho thấy sai số hình học, các sai số chế tạo của bánh răng hypoid trên máy Klingelnberg C27 đạt độ chính xác yêu cầu và cao hơn1-2cấp so với cáckết quả nghiên cứu trước đây, diện tích vết tiếp xúctăng lên từ 10 - 20%. Nghiên cứu cho thấy có thể chế tạo được cặp bánh răng hypoidcho cầu chủ động xe tải có tải trọng từ2 - 2,5 tấn đảm bảo độ chính xác động học, độ chính xác làmviệcêmvà mứcchínhxác tiếpxúc.
TỪ KHÓA: Bánh răng hypoid, sai số chế tạo, Klingelnberb C27, Klingelnberb P26.
ABSTRACT: The hypoid gear transmission in the truck drive active axle plays an important role and greatly affects the impactlevel, transmission stability, and working life of the axle. This article presents the results of research on manufacturing hypoid gear pairs on the Klingelnberb C27 CNC milling machine. The geometric accuracy, fabrication error and workability are evaluated by testing on the Klingelnberb P26 CNC measuring machine. The results show that the geometrical errors, manufacturing errors of hypoid gears on the Klingelnberg C27 machine reached the required accuracy and were 1-2 levels higher than previous research results exposure increased by10 - 20%. It is possible to manufacture a pair of hypoid gears for truck drive axles with a load capacity from 2 to 2.5 tons to ensure kinematic accuracy, smooth working and contactaccuracy.
KEYWORDS: Hypoid gear, fabricating error, Klingelnberb C27, Klingelnberb P26.
1.
ĐẶTVẤNĐẼ
Bộ truyền bánh răng côn xoắn hypoid (Z2/Z1 = 37/9) trong cầu chủ động xe tải có tải trọng từ 2 đến 2,5 tấn (Hình 1.1) làm việc trong điểu kiện khắc nghiệt, chịu tải trọng lớn, tải va đập và biến đổi liên tục nên có yêu cầu cao vể cơ tính và độ chính xác chế tạo.
Hình 1.1: Bộ truyền bánh răng hypoid trong cẩu xe Do điều kiện trang thiết bị công nghệ, việc chế tạo và đánh giá các sai số chế tạo cặp bánh răng này ở nước ta gặp nhiều khó khăn. Theo [2], chất lượng các bánh răng hypoid
chế tạo ở trong nước mới chỉ đạt cấp chính xác 7 - 8, thậm chí chỉ đạt cấp 9 và vết tiếp xúc đạt khoảng 50 - 60%, thấp hơn so với yêu cầu của các cặp bánh răng có yêu cầu làm việc êm nhưcặp bánh răng hypoid trong cầu chủ động ô tô tải có tải trọng từ 2 - 2,5 tấn.
Độ chính xác của bộ truyền bánh răng hypoid được đánh giá thông qua: mức chính xác động học, mức chính xác làm việc êm, mức chính xác vết tiếp xúc, mức chính xác khe hở sườn răng [3]. Theo [4], các chỉ tiêu mức chính xác của bộ truyền bánh ràng hypoid: Sai số bước răng (fu), sai số khoảng cách răng (f ), sai số tổng bước răng tích lũy, sai số độ đảo vành răng (Fr), sai số độ dao động bước (R ), sai số độ dày răng (Rs), sai số profile của răng... được thể hiện như trong Hình 1.2.
Hình 1.2: Các chì tiêu đánh giá độ chính xác bộ truyền bánh răng hypoid
Đối với bánh răng thường xuất hiện các dạng sai số hình học vi mô (Hình 1.3) [5] cơ bản như sau:
- Sai số vị trí: Lỗi bước từng răng (fu), lỗi bước tích lũy và độ đảo vành răng (Fr).
- Sai số hình dáng: Sai số đường dẫn (sai số biên dạng đường dẫn, sai số độ dốc biên dạng đường dẫn).
- Sai số biên dạng: Sai số biên dạng và sai số độ dốc biên dạng.
Hình 1.3: Các dạng sai số chế tạo bánh răng hypoid Các sai số vị trí ảnh hưởng đến khả năng truyền động và mức chính xác động học của bộ truyền. Các sai số đường dẫn ảnh hưởng đến khả năng chịu tải và mức chính xác vết tiếp xúc của bộ truyền. Các sai số biên dạng ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn, mức chính xác làm việc êm của bộ truyền bánh răng hypoid [5].
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tiến hành chế tạo 6 bộ bánh răng hypoid trên máy máy phay lăn răng CNC Klingelnberg C27 và đo kiểm trên máy chuyên dụng kiểm tra bánh răng Klingelnberg P26, mới được trang bị tại Nhà máy Cơ khí Z179 nhằm phân tích, đánh giá các sai số chế tạo và dự đoán khả năng làm việc của bộ truyền bánh răng hypoid, phục vụ mục đích nội địa hóa cụm cầu chủ động xe tải có tải trọng 2 - 2,5 tấn.
2. GIA CÔNG THỰC NGHIỆM 2.1. Thiết bị và vật liệu gia công
Thiết bị gia công và kiểm tra: Sử dụng máy phay lăn răng côn xoắn CNC Klingelberg C27 (Hình 2.1), máy đo CNC Klingelberg P26 (Hình 2.2) và máy kiểm tra ăn khớp và rà vết tiếp xúc.
Vật liệu chê tạo bánh răng là thép 12XH2MA với thành phần hóa học như Bảng 2.1:
Báng 2.1. Thành phẩn hóa học thép 12XH2MA (TOCT 4543-2016) I _______ ______Thành phần hóa học, %________ __________ ______________
c Si Mn Ni s p Cr Mo Tu Fe
0,09 - 0,16' 0,17 - 0,37 'Õ.5 - 0.8 1,25-1,65 0,025 0,025 0,6 - 0,9 0,15-0,25 0,3 Còn lại
Hình 2.1: Máy phay răng CNC Klingelberg C27
Hình 2.2: Máy đo CNC Klingelberg P26
2.2. Thông sô' tính toán và công nghệ chê' tạo bánh răng
Trong tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng hypoid, chúng ta phải tính toán các thông số cơ bản của bánh răng như sau (Hình2.3a) [6],
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Só07/2021
Kết quả tính toán các thông số cơ bản được thể hiện trong Bảng 2.2. Các thông số của bánh răng sau khi tính toán thiết kê được nhập vào máy phay răng CNC Klingelberg C27 như Hình 2.3b và Hình 2.3c.
--- F --- H
a) - Thông số bộ truyền bánh răng hypoid
Bảng 2.2. Bảng thông số cơ bán của cặp bánh răng hypoid Chú
thích Thõng số Ký
hiệu Đơn
vị
Bánh ráng chủ động
Bánhrăng bị động
SỐ răng z 9 37
Mô-đun pháp
tuyến trungbình m mm 4,3564
M Khoảng hypoit a mm 20,00
Hướng xoắn Trái Phải
Góc xoắn pm độ 45,000 33,549
K Góc cônđỉnh d, độ 20,8861 74,9899
p Góc côn chia d„ độ 15,7408 73,9558
J Góc côn đáy d, độ 14,7112 68,7249
Gócáp lực độ 18,7401 21,2599 21,2599 18.7401
N,D Cựlytâm A,r mm 115,800 58,380
F Đường kínhngoài d„ mm 81,43 228,80
L Chiều rộngrăng b mm 39,66 36,00
Chiềucao toànrăng h. mm 11,20 11,20
Chiều cao răng
kiểm tra hx mm 8,968 9,060
Bểrộngrăng
kiểm tra sx mm 7,394 6,619
R Chiểu dài pháp
tuyến chung lw mm 41,00 40,00
Thông số công nghệ chê tạo được lấy theo khuyên cáo của hãng Klingelberg (vc= 170 m/phút), hình ảnh gia công được thể hiện trên các Hình 2.4 và Hình 2.5.
b) - Thông số bánh răng chủ động Z9
c) - Thông số bánh răng bị động Z37
Hình 2.3: Thông số bộ truyền bánh răng hypoid Hình 2.4: Thông số công nghệ gia công chế tạo bánh răng
Hình 2.6: Kiểm tra các thông số của bánh răng
Hình 2.7: Kiểm tra vết tiếp xúc Hình 2.5: Gia công chê'tạo bánh răng trên máy C27
2.3. Phương pháp kiểm tra
Các bánh răng sau khi gia công chê' tạo được kiểm tra trên máy đo CNC Klingelberg P26 và máy rà vết tiếp xúc như Hình 2.6 và Hình 2.7.
Mỗi thông số hình học của bánh răng sẽ đo tại 3 răng rồi lấy kết quả trung bình (răng số 1,4, 7 đối với bánh răng chủ động Z9 và 1, 13, 25 đối với bánh răng bị động Z37) như Hình 2.8 và kiểm tra các sai số động học của tất cả các răng như Hình 2.9.
Drawing number . : 9- 37-228 Duplex wi Date/Measurement 14.12.20 14:59/35
Order no : 14-12 - 20-Z9-9 Customer :
Operator : HVKTQS-Z9-9- 14 - 12-20 Measuring device P26-295875 Part name .: 9:37-228 Duplex with AR Comment :
Drawing number : 937-228 Duplex wit Date/Measurement 14.12.20 09:20/31 Order no. : 14-12-2020-10 Customer ...:
Operator : HVKTQS-10-14-12- 20 Measuring device P26-295875 Part name : 9 37-228 Duplex with AR Comment ...:
AVERAGE (TOOTH 1,4,7)
ROOT 0.
O ru Ò ựị ọ I
ỉ (_>
5
Parameter 1 Nominal 1 Actual
..1 _________ --- -
1 Dev. 1 1 - - ____
1 Tol. 1 u.Tol.
...1. lunit
Sum ofSquared i 3814.4 I i ipm‘2
norm.chor.thickness 1 7.3941 7.405 1 0.011 1 1 Imm
<E3; R*29.587; Z-22293) 1 1 1 1 1 Imm
Mounting distance 1 115.80001115.8000 1 0.00001 1 Irani
Tooth height 1 8.9681 6.973 1 0.0051 1 Irani
tipcone angle 120’ 53'10 1 20 5948 06'38' 1 1 1 DEGREE
root cone angle ... ...-_______|_....
114’ 58 56 114
__|...1- 5910 io" 00 15' 1
___1 1 1 DEGREE
1
Parameter 1 Dev.
...---
1 l.Tol. 1 u -.1... --
. Tol . 1 -
Dev. 1 ...1
l.Tol. 1 u.Tol.
...1...
lunit . 1...
1-0’ 06'30 I lo’01'04' I Pressure Angle
SpiralAngle
1-0’07'31 lo’oi'll’
DEGREE DEGREE
I s• <•!.2) 2 mm
o Parameter 1 Nominal1... Actual 1 Dev.
1...
l.Tol. 1 u.Tol.
...1... .1...lunit
<0 Sumof Squared i 3306.5 i |pra*2
Mnorm.chor.thickness 1 6.619 6.459 1 -0.160 1 Irani
(E4;R=95-720; z=28-182> 1 1 1 Imm
o Mountingdistance 1 58.3800 58.3800 1 0-0000 1 Imm
in Tooth height ị 9.060 9.283 1 0.223 1 Imm
tipcone angle 1 74’ 59'23 74’57'48 1-0’01 34 1 1 DEGREE 1 root... ......cone angle 1...
168’4656"
1...
6 8’4727 Io’00 31’
1... 1 1 DEGREE
concave in Parameter ...j._...1 Dev. 1 l.Tol.
1...
u.Tol. 1 Dev. 1 ...
l.Tol. 1 u.Tol. lunit
7 Pressure Angle 1-0’01'24 i 1 -0’03'34 1 1 DEGREE
-Spiral Angle 1-0’01 23 1 lo’ 01'02' 1 1 DEGREE
I
Ia) - Thông số hình học bánh răng Z9 (bộ số 02) b) - Thông số hình học bánh răng 237 (bộ số 02) Hình 2.8: Kết quả đo các thông số hình học bánh răng (bộ số 02)
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Só 07/2021
Tooth to Tooth
___________________________ ■ - '—- —
Tooth to Tooth Spacing fpi. Left Side (concave.Tooth)
Measurement NO 35 I Com : operator HWTQS-Z9-9-J4-12-20 □ate 14.12.2020 14:59 Part Name 9 37-229 Duplex with Afi NO.of Teeth 9 Pitch diameter 55 4481mm Part NO. 9-37-229 Duplex with AflCON16 H Module 4 3564 mm Spiral Angle 45.0000
Order NO 14-12-20-Z9-9 Number of rows/columns : 5/9
Cust /Mac fl NO : Pitch point row/column : E3
J 20 pn L
500 ;1
Tooth to Tooth Accumulative Fpi, LeftSide (concave.Tooth)
i
s I
J 20 um I I
500 :1
Tooth to Tooth Spacing fpi. Right Sioe (convex.Tooth)
i
z 0.
to
ậ o si
Ị 20 PI>
500 1
Tooth to ToothAccumulative Fpi.Right Side (convex.Tooth)
Kết quả các thông số hình học chính được tổng hợp và thể hiện như trong Hình 3.1.
Thông số hình học bánh răng chủ động Z9 50.000
40.000
•c 35.000
= 30.000 25.000
* 20.000 15.000 10.000 5.000
„ . Í 0.000
Thông so Bảnh ring 1 Bánh răng 2 Bánh răng 3 Bánh răng 4 Bánh răng 5 Banh ráng 6 Trung binh
—0a (20.886°) 20.946 20.997 20.938 20.978 20.903 20.898 20.943
—of (14.982°) 14.987 14.986 14.989 14.974 14.998 14.984 14.986
—hx (8.968 mm) 9.017 8.973 8.966 8.981 9.003 8.973 8.986
sx (7.394 mm) 7395 7.405 7.387 7.396 7.402 7.409 7.399
—at (18.7401°) 18.616 18.538 18.704 18.631 18.642 18.642 18.629
—Pmt(45.000°) 45.015 44.987 44.996 45.015 45.029 45.000 45.007
—ap (21-260°) 21.059 20.991 21.234 21.135 21.122 21.143 21.114
—Pmp (45.000°) 45.026 45.034 45.011 45.020 45.030 45.010 45.022
Thông Số hình học bánh răng bj động Z37 80.000
70 000 60.000
I“- --- ,
3 50.000 '2 40.000
500 :1 Normalpltch/CW
DIN 3965
Left Side(concave) Right Side (convex) ActualQual. Perm. Oual. Actualdual. Perm. Dual
Max. T. s Index Error fp max 8.4 5 17.0 7 16.2 7 17.0 7
Max. Tooth Spacing Error fu max 12.9 6 21 0 7 17.3 7 21.0
RangeofPitch Error Ro 145 20.8
T. s Total Index Error Fp 16.6 4 57.0 7 17.4 4 57.0 7
T. s.TotalIndex Error overCF Fp z/s 8.4 16.2
calculated Run Qutinot acc . to DIN) 142 4 43.0 7 16.2 5 43.0
RunoutTest
a) - Sai số động học bánh răng Z9 (bộ số 02)
Measurement No 31 Icon
Part Name_______9.37-229 Duplex ■lth tn________
Part No,________ 937-226 Duplex with AfiCQN16-7.5 Order NO________14-12-2020-10__________________
Oust/Mach. NO.
Tooth to Tooth
Operator HVKTQS-10-14-12-20 No.of Teeth 37___________
Module 4.3564 mm
□ate 14.12.202009:20 Pitch diameter 193.4121mm Spiral Angle 33.5486
Tooth to Tooth Spacing fpi. Left Side(convex.Tooth) Number of rows/columns Pitchpoint row/column : E4
7/9
+ị 20 1—1
1 n --- — FL
500 : 1
Tooth to Tooth Accumulative Fpi. Left Sloe (convex,Tooth)
S I ậ
?
5
vị
ạ<
ẫ m ậ o
8 ị
DuplexwithARCON16-7.5 Ị201»
30.000
10.000 Thõng số 0 000
Bánh răng 1 Bánh răng 2 Bánh răng 3 Bánh răng 4 Banh rang 5 Bánh răng 6 Trung binh
—õa (74.9899°) 74.954 74.963 74.954 74.946 74.956 74.963 74.956
—õf (68.7249°) 68.773 68.791 68.773 68.774 68.775 68.791 68.779
hx (9.060 mm) 9.308 9.283 9.308 9.294 9.291 9.283 9.295
sx (6.619 mm) 6.674 6.459 6.671 6.473 6.469 6.459 6.534
—at (21.260°) 21.279 21.226 21.238 21.250 21.247 21.195 21.239
—Pmt (33.549°) 33.845 33.522 33.526 33.551 33.552 33.579 33.596
—ap( 18.740°) 18.749 18.689 18.681 18.782 18.814 18.797 18.752
—0mp (33.549°) 33.540 33.544 33.566 33.592 33.594 33.542 33.563
Hình 3.1: Kết quả đo các thông sô'hình học bánh răng Kết quả các chỉ tiêu độ chính xác động học được tổng hợp và thể hiện trong Hình 3.2.
Sai số động học mặt lồi bánhràng chủ động Z9
0.0
Bánh răng Bánh răng Bánh răng Trung Bánh rãng Bánh răng Bánh răng
Thông số 1 2 3 4 5 6 bình
—fpmax(17 um) 13.1 8.4 9.7 15.1 9.3 13.6 11.5
-*-fu max (21 |im) 17.2 12.9 14.2 19.1 14.2 17.2 15.8
—Rp 21.2 14.5 17.1 19.7 16.4 25.5 19.1
Fp (57 pm) 25.4 16.6 24.2 20.7 23.2 31.8 23.7
—Fp z/8 16.1 8.4 12.7 15.1 13.3 26.6 15.4
—Cal R/O (43 um) 21.0 14.2 20.2 18.3 19.7 28.6 20.3
Saisố động học mặt lõm bánh răng chủ độngZ9
25
b) - Sai số động học bánh răng Z37 (bộ số02) Hình 2.9: Kết quả kiểm tra sai số động học bánh răng Z9
và Z37 (bộ số02)
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả kiểm tra các thông số hình học và các chi tiêu mức chính xác động học
0
Thông số Bánh răng
1
Bánh răng 2
Bánh rãng 3
Bánh răng 4
Bánh răng 5
Bánh răng 6
Trung bình
-*“fpmax(17 |xm) 8.3 16.2 12.1 6.1 7.4 9.8 10.0
—fumax (21 um) 13.4 17.3 8.8 11.7 8.4 10.7 11.7
-Rp 15.4 20.8 18.1 11.9 13.8 19.7 16.6
Fp (57 pm) 10.8 17.4 14.4 12.4 11.9 18.0 14.2
-*-Fpz/8 8.3 16.2 14.1 12.3 9.4 11.8 12.0
—Cal R/O (43 um) 9.3 16.2 16.8 8.7 8.6 17.5 12.9
Sai sô động học mặt lôi bánh răng bị động Z37 45.0
5.0
Thông số Bánh răng
1
Bánh răng 2
Bánh răng 3
Bánh răng 4
Bánh răng 5
Bánh răng 6
Trung bình
■*“fp max (18 (im) 19.1 17.7 15.2 13.8 19.0 19.6 17.4
—fu max (23 |im) 22.6 33.5 16.6 16.3 23.1 24.8 22.8
—Rp 26.4 35.5 39.4 36.3 37.4 30.4 34.2
Fp (67 Ịim) 29.4 29.6 34.6 29.0 37.5 39.6 33.3
-•-Fp z/8 33.0 10.8 28.0 26.5 27.7 34.6 26.8
—Cal R/O (49 pm) 16.2 15.0 11.3 16.1 18.0 23.8 16.7
Sai số động học mặt lõm bánh răng bị động Z37 30
Thông số Bánh răng Bánh răng Bánh răng Bánh răng Bánh răng Bánh răng Trung
1 2 3 4 5 6 binh
—“fp max (18 pm) 10.6 9.6 12.5 14.2 16.1 15.9 13.2
—fij max (23 pm) 12.5 11.3 14.1 12.4 18.9 15.5 14.1
— Rp 16.4 15 12.3 15.0 18.3 17.4 15.7
Fp (67 pm) 22.7 24.1 21.8 25.2 24.2 23.5 23.6
Fp z/8 15 14.1 16.0 16.7 19.3 13.6 15.8
—Cal R/O (49 pm) 19.3 22.3 19.6 24.2 22.8 21.9 21.7
Bánh răng
chủ động Z9 Mặt lói Mặt lõm Bánh răng bị
đôngZ37 Mặt lói Mặt lôm Thông
số ccx
___ -LMax Thực te ccx Thưc
te ccx Thông
SỐ ccx Max Thực te ccx Thưc té ccx
fp max 7 17 11,5 6 10,0 6 fp max 7 18 17,4 7 13,2 7
fu max 7 21 15,8 7 11,7 6 fu max 7 23 22,8 7 14,1 6
Rp 19,1 16,6 Rp 34,2 15,7
Fp 7 57 23,7 5 14,2 4 Fp 7 67 33,3 5 23,6 4
Fpz/8 15,4 12,0 Fpz/8 26,8 15,8
Fr 7 43 20,3 5 12,9 4 Fr 7 49 16,7 5 21,7 6
Hình 3.2: Kết quả sai số động học bánh răng Z9 và Z37 Kết quả đo (giá trị trung bình) của các thông số hình học bộ truyền bánh răng hypoid được thể hiện trong Bảng 2.2.
Bảng 3.1. Thông số hình học của bộ truyền bánh răng hypoid Thông số Đom vị Bánh răng chủ động Z9 Bánh răng bị động Z37
Thiết ké Thực té Sai sổ Thiết kế Thực tế Sai số
ỗa độ 20,866 20,943 0,077 74,990 74,956 -0,034
ỗf độ 14,982 14,986 0,004 68,725 68,779 0,054
h’
mm 8,968 8,986 0,018 9,060 9,295 0,235
SY mm 7,395 7,399 0,004 6,619 6,535 -0,084
°. độ 18,740 18,629 0,111 21.260 21.239 -0,021
P™ độ 45,000 45,007 0,007 33,549 33,596 0,047
_____ độ 21,260 21,114 -0,146 18,740 18 752 0 012
____ độ 45,000 45,022 0,022 33,549 33,563 0,014
3.2. Kết quà kiểm tra sai lệch profile và vết tiếp xúc Kết quả kiểm tra sai lệch profile của các răng được thể hiện trong Hình 3.3.
Drawing number . : 9-37-228 Duplex wi Date/Measurenent : 14.12.20 14:59/35
Order no 14-12-20-29-9 Customer :
Operator ...: HVKTQS-Z9-9-14-12-20 Measuring device : P26-295875 Part name .. . : 9:37-228 Duplex with ARComment ... :
ROOT
a) - Sai lệch profile bánh răng chủ động Z9 (bộ số 02)
Drawing number . : 937-228 Duplex wit Date/Measurement : 14.12.20 05:20/31 Order no 14-12-2020-10 Customer...:
Operator . : HVKTQS-10-14-12 - 20 Measuringdevice : P26-295875 Partname . : :37-228 Duplex withAR Comment ...:
b) - Sai lệch profile bánh răng bị động Z37 (bộ số02) Hình 3.3: Sai lệch profile của bánh răng bộ số2
Kết quả đo (trung bình) của các sai số động học bộ truyền bánh răng hypoid được thể hiện trong Bảng 3.2.
Báng 3.2. Sai số động học bánh răng so với tiêu chuấn DIN 3965
Kết quả kiểm tra vết tiếp xúc của bộ truyền bánh răng hypoid thể hiện trong Hình 3.4.
a) - Bánh răng bị động Z37
b) - Bánh răng bị động Z37
Hình 3.4: Kết quá kiếm tra vết tiếp xúc của cặp bánh răng hypoiơ 3.3. Thào luận
Từ kết quả kiểm tra trên Bảng 3.1 cho chúng ta thấy, các thông số hình học (lấy giá trị trung bình) của bộ bánh răng sau khi chế tạo có sai lệch khá nhỏ so với thông số thiết kế của bánh răng (đa số sai lệch ở dạng 10‘2 mm), các sai lệch
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
Só07/2021
này nằm trong giới hạn. Có thể thấy các sai lệch vể thông số hình học được kiểm soát và bộ truyến bánh răng côn xoắn hypoid đảm bảo được yêu cầu về đặc tính ãn khớp và khả năng truyền động.
Kết quả kiểm tra các sai só động học của bánh răng trên Bảng 3.2 cho thấy sai lệch bước răng đơn f max, sai lệch khoảng cách răng f max, sai lệch độ dao động bước răng R , sai lệch tích lũy bước răng Fp, sai lệch thay đổi chiều dài bước Fp z/8, sai lệch độ đảo hướng kính của răng Fr của cả 6 bộ bánh răng côn xoắn đều đạt yêu cầu với cấp chính xác 7 (theo tiêu chuẩn DIN 3965). Một số thông số động học của bánh răng đạt cấp 5, cấp 6. Như vậy, chất lượng cặp bánh răng hypoid chế tạo trên máy Klingelberg C27 với công nghệ đã chọn tót hơn so với trên máy truyền thống, đa số các chỉ tiêu đểu cao hơn 1 đến 2 cấp chính xác. Các sai số f max, FF. có giá trị đểu nhau ở cả mặt lồi và mặt lõm và đều nằm trong giới hạn độ chính xác 6 - 7, có thế khắng định cặp bánh răng đạt độ chính xác động học; các sai số Rp, fu max, Fp z/8 có giá trị nhỏ, nằm trong giới hạn cấp 5-6, điều này cho thấy cặp bánh răng côn xoắn hypoid đảm bảo tiêu chí làm việc êm.
Kết quả kiểm tra và đo diện tích vết tiếp xúc (Hình 3.4) cho thấy, trong điểu kiện chạy không tải diện tích tiếp xúc đạt 70 - 80% theo cả chiểu dài và chiều cao răng, sai lệch profile khá nhỏ. Giá trị vết tiếp xúc này cao hơn 10 - 20%
giá trị các cặp bánh răng chế tạo trước đây. Điểu này lẩn nữa khẳng định các sai số hình học nằm trong giới hạn và khả năng làm việc êm của cặp bánh răng chế tạo trên máy Klingelberg C27.
4. KẾT LUẬN
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo và kiểm tra, đánh giá chất lượng của bộ truyền bánh răng hypoid lắp trong cầu chủ động ô tô vận tải có tải trọng từ2- 2,5 tấn. Nhóm tác giả đã chế tạo thành công cặp bánh răng côn xoắn hypoid trên máy phay lăn răng CNC Klingelberg C27, với các tiêu chí sau:
Sai lệch hình học của các cập bánh răng sau chế tạo khá nhỏ so với tính toán, thiết kế. Các sai số vị trí sai lệch bước răng đơn fp max, sai lệch tích lũy bước răng Fp, sai lệch độ đảo hướng kính của răng Fr nằm trong giới hạn độ chính xác cập 7. Các sai lệch khoảng cách răng fu max, sai lệch độ dao động bước răng R , sai lệch thay đổi chiểu dài bước Fp z/8 nằm trong giới hạn độ chính xác cấp 5 - 6. Kiểm tra vết tiếp xúc khi không tải đạt diện tích 70 - 80% theo cả chiều dài và chiểu cao răng. Kết quả nghiên cứu có thể khẳng định cập bánh răng côn xoắn hypoid đã được chế tạo thành công, đạt độ chính xác cao hơn chế tạo truyền thống 1 - 2 cấp. Đảm bảo độ chính xác động học, khả năng làm việc êm và đủ các tiêu chí đối với cặp bánh răng hypoid cho cẩu chủ động xe tải có tải trọng 2 - 2,5 tấn. Đây là tiền đé quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo, tối ưu hóa các thòng số công nghệ để giảm độ phân tán độ chính xác đối với các thông số khác nhau.
của cặp bánh ràng hypoid xây dựng phần mềm tự động tính toán thiết kế bộ truyền bánh ràng côn cong dạng hypoid, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội.
[2] , Báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu đề án "Nghiên cứu thiết kế, chuẩn bị công nghệ và chế tạo, thử nghiệm câu xe chủ động ô tô vận tải có tái trọng từ2 tấn đến 2,5 tấn".
[3] , TCVN 1687:1986, Truyền động bánh ráng côn và hypoít-Dung sai.
[4] . DIN 3965:1986, Dung sai truyền động bánh răng hypoid.
[5] . Kapil Gupta, Neelesh Kumar Jain, Tajmir, Rudolph Laubscher (2017), Advanced Gear Manufacturing and Finishing, Int. J. Civ. Eng., 197-215.
[6] , Simon, V. (2007), Computer simulation of tooth contact analysis of mismatched spiral bevel gears, Meeh.
Mach. Theory, 365-381.
[7] , Shojaei, A., Tajmir, R., & Hirmand, M. (2015), Finite element modeling of incremental bridge launching and study, Int J. Civ. Eng., 112-125.
[8] . He, D., Ding, H„ & Tang, J. (2018), A new analytical identification approach to the tooth contact points considering, Meeh. Mach. Theory, 785-803.
[9] , Yimeng Fu,Y. z. (2020), Theoretical and Experimental Study on Contact Characteristics of Spiral Bevel Gears under Quasi-Static and Large Loading Conditions, Applied sciences, 10,5109.
Ngày nhận bài: 11/5/2021 Ngày chấp nhận đăng: 29/5/2021 Người phản biện: TS. Lê Văn Tạo
TS. Dương Xuân Biên
Tài liệu tham khảo [1]
, Nguyên, p. B. (2011), Nghiên cứu lý thuyết ân khớp
