Các thông số ảnh hưởng biên dạng răng

Số	Thuật Ngữ
1.	Đường tròn đỉnh (Tip circle)
2.	Đường tròn tham chiếu (Reference circle)
3.	Đường tròn cơ sở (Base circle)
4.	Đường tròn gốc (Root circle)
5.	Đường kính đỉnh (Tip diameter)
6.	Đường kính tham chiếu (Reference diameter)
7.	Đường kính cơ sở (Base diameter)
8.	Đường kính gốc (Root diameter)
9.	Bổ sung (Addendum)
10.	Đơn bổ (Dedendum)
11.	Chiều sâu răng (Tooth depth)
12.	Chiều rộng mặt (Facewidth)
13.	Đường trung tâm (Center line)
14.	Khoảng cách giữa trung tâm (Center distance)
15.	Bước răng tham chiếu (Reference pitch)
16.	Điểm bước răng (Pitch point)
17.	Điểm giao cắt (Interference point)
18.	Lỏng lẻo (Backlash)
19.	Độ dài của đường tiếp xúc (Length of path of contact)

Các Tham Số Cơ Bản Cần Thiết Cho Thiết Kế Bánh Răng:

1. Mô-đun (Module) Mô-đun là kích thước của một răng bánh răng, được đo bằng milimét (mm). Vì mô-đun không thể được đo trực tiếp bằng thước kẹp hoặc thước đo, người thiết kế mới có thể cảm thấy rối bời khi đầu tiên tiếp xúc với mô-đun khi thiết kế bánh răng. Mô-đun là giá trị số được tính bằng cách chia đường kính bước răng cho số răng và được biểu diễn bằng công thức dưới đây:

m=zd​

Trong đó: $m$ là mô-đun, $d$ là đường kính bước răng, $z$ là số răng của bánh răng.

Giá trị của mô-đun được xác định bởi các số tiêu chuẩn. Các số tiêu chuẩn là giá trị số được sử dụng phổ biến khi sản xuất các sản phẩm công nghiệp. Theo tiêu chuẩn JIS B 1701:2017, các giá trị tiêu chuẩn của mô-đun cho bánh răng involute được thiết lập như sau. Việc sử dụng các giá trị trên dãy số I là được ưa chuộng. (Bảng 4-1)

Dãy Số (Series)	Giá Trị Mô-đun (mm)
I	0.25, 0.3, 0.4, 0.5
II	0.6, 0.7, 0.8, 0.9
III	1, 1.25, 1.5, 1.75, 2
IV	2.5, 3, 3.5, 4
V	5, 5.5, 6, 7, 8, 9, 10

Các giá trị mô-đun trong bảng trên thường được sử dụng trong thiết kế và sản xuất bánh răng theo tiêu chuẩn JIS B 1701-2017.

Giá trị mô-đun thay đổi tùy thuộc vào giá trị PV (Pressure-Velocity). Giá trị PV được tính bằng cách nhân áp suất tải trọng $P$ với vận tốc trượt $V$. Vì vậy, giá trị mô-đun cần được thiết lập lớn hơn khi tải trọng được áp dụng lên bánh răng và tốc độ quay của nó tăng lên. Ngược lại, giá trị mô-đun có thể được thiết lập nhỏ hơn khi tải trọng áp dụng lên bánh răng và tốc độ quay của nó giảm đi.

Việc chọn kích thước của mô-đun khi thiết kế bánh răng lần đầu tiên có thể rất khó khăn. Người thiết kế cần tiếp tục công việc thiết kế bằng cách điều chỉnh các giá trị tham số khác nhau bao gồm mô-đun và kiểm tra kích thước và độ bền.

Có hai cách để tạm thời xác định giá trị mô-đun.

1. Xác định giá trị mô-đun tạm thời dựa trên kinh nghiệm Hiểu biết về các mô-đun của các bánh răng được sử dụng trong các sản phẩm khác nhau giúp xác định giá trị mô-đun. VD:

• Đồng hồ đeo tay … khoảng 0.05 – 0.2
• Máy in và máy sao chụp trong văn phòng … khoảng 0.6 – 1.0
• Racks và pinion cho hệ thống lái xe ô tô … khoảng 1.75 – 2.5
• Hộp số cho ô tô … khoảng 1.5 – 3.0

2. Xác định giá trị mô-đun tạm thời từ một catalog của các bánh răng tiêu chuẩn thương mại Các catalog có các giá trị mô-men xoắn cho từng vật liệu hoặc mô-đun. Bạn có thể tham khảo các giá trị này để xác định giá trị mô-đun tạm thời.

Góc Áp Lực (Pressure Angle)

Góc áp lực là góc mà răng của bánh răng nghiêng so với đường pháp tuyến tính đến đường bước răng. (Hình 4-3) Thường thì, góc áp lực 20° được sử dụng. Tuy nhiên, đôi khi cũng có sử dụng góc áp lực 14.5° hoặc 17.5°. Khi góc áp lực lớn hơn, hố ga trở nên rộng hơn và độ bền được cải thiện.

Số Thứ Tự	Thuật Ngữ
1.	Chóp Răng (Addendum)
2.	Bề Mặt Răng (Tooth Surface)
3.	Phần Đuôi Răng (Dedendum)
4.	Đường Pháp Tuyến Tính Đến Đường Bước Răng (Normal Line to the Pitch Line)
5.	Góc Áp Lực (Pressure Angle)
6.	Bước Răng (Pitch)
7.	Đường Bước Răng (Pitch Line)

Số Lượng Răng (Number of Teeth)

Bạn cần xác định số lượng răng của một cặp bánh răng nằm lẫn nhau để tính tỷ lệ tốc độ như được giải thích trong bài viết thứ hai. Hãy chú ý đến số lượng răng tối thiểu (ngoại trừ bánh vít). Số lượng răng của bánh pinion cần được giảm đi càng nhiều càng tốt để tăng tỷ lệ giảm tốc hoặc tăng tỷ lệ. Tuy nhiên, đầu của công cụ loại rack có thể trùng với phần đuôi răng (dedendum) và đầu có thể đo lường phần đuôi răng nếu số lượng răng ít hơn một giá trị nhất định. (Hình 4-4)

“Phần đuôi răng trở nên mong manh và có thể gãy khi số lượng răng là 10…”

Điều này được gọi là “cắt chân răng” và răng hình nón hướng về phần đuôi răng được gọi là “undercut”. (Hình 4-5)

Giới hạn của số lượng răng để ngăn chặn sự “undercut” được xác định bằng công thức sau. Khi góc áp lực α = 20°, số lượng tối đa là 17.

Z=2/(sinα)^2​

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là bánh răng có “undercut” là không hữu ích. Thông thường, số lượng răng tối thiểu trong thực tế là 14.

Để ngăn chặn “undercut”, bạn có thể sử dụng “shift” (thay đổi khoảng cách giữa công cụ cắt bánh răng và bánh răng).

Do giới hạn về số lượng răng tối thiểu, đường kính của bánh pinion không thể quá nhỏ. Do đó, nếu bạn muốn tăng tỷ lệ giảm tốc, bánh răng nối sẽ trở nên lớn, và bạn cần phải tính đến không gian yêu cầu trong thiết kế của bạn.