Sự khác biệt giữa bánh răng côn thẳng và bánh răng côn xoắn ốc

Sơ lược về bánh răng

Máy công cụ có thể được định nghĩa là một cụm cơ cấu có thể thực hiện một số nhiệm vụ nhất định bằng cách mở rộng năng lượng. Các cơ chế như vậy được điều khiển bởi năng lượng cơ học, sinh ra từ mô-men xoắn quay. Động cơ chính (chẳng hạn như động cơ điện, tua bin, v.v.) thường cung cấp năng lượng cơ học và sau đó nó được truyền đến bộ phận máy với sự trợ giúp của các bộ truyền động cơ học. Có bốn bộ truyền động cơ học, đó là bộ truyền động bánh răng, bộ truyền động dây đai, bộ truyền động xích và bộ truyền động dây cáp.

Bộ truyền động bánh răng truyền chuyển động và công suất từ ​​trục điều khiển đến trục dẫn động bằng sự ăn khớp của các răng. Nó là một bộ truyền động cứng do không có bất kỳ phần tử linh hoạt trung gian nào. Nó có thể truyền tải năng lượng đến công suất lớn mà không bị trượt (truyền động dương) cơ bản được ưu tiên cho việc truyền lực ở khoảng cách nhỏ.

Có bốn loại bánh răng cơ bản: bánh răng trụ, bánh răng xoắn ốc, bánh răng côn và bánh răng trục vít. Bánh răng trụ và bánh răng xoắn được sử dụng cho trục song song. Tuy nhiên, bánh răng trụ có răng thẳng song song với trục bánh răng; trong khi đó, bánh răng xoắn có răng ở dạng xoắn ốc được cắt trên trụ bước. Dạng răng xoắn ốc này mang lại những ưu điểm nhất định như nhận tải trọng dần dần lên răng, ít rung, ít ồn, ít mài mòn,… Có thể ứng dụng một cặp bánh răng côn để truyền chuyển động và công suất giữa các trục giao nhau (thường là vuông góc). Trong khi đó, bố trí bánh răng trục vít có thể áp dụng cho các trục không song song và không giao nhau. Có nhiều loại bánh răng côn khác nhau, chẳng hạn như bánh răng côn thẳng, bánh răng côn xiên, bánh răng mặt, bánh răng xoắn ốc, bánh răng hypoid, bánh răng vương miện, bánh răng zerol, v.v. Mỗi loại có tính năng khác nhau và phù hợp với từng loại ứng dụng cụ thể.

Phân biệt bánh răng côn thẳng và bánh răng côn xoắn ốc

Răng của bánh răng côn có thể có dạng thẳng hoặc dạng xoắn ốc; tuy nhiên, cả hai đều chỉ áp dụng được cho các trục giao nhau. Như tên cho thấy, ở bánh răng côn có răng thẳng , răng thẳng như bánh răng trụ nhưng được cắt dọc theo trục bánh răng để duy trì độ nghiêng. Do sự tiếp xúc đột ngột giữa các răng của hai bánh răng ăn khớp nên răng chịu tải trọng va đập. Điều này dẫn đến rung động và tiếng ồn. Bánh răng côn mặt và bánh răng côn xiên cũng có răng thẳng. Bánh răng xoắn ốc có răng xoắn mang lại những lợi ích tương tự so với bánh răng côn răng thẳng cũng như bánh răng xoắn ốc mang lại lợi ích tương tự so với bánh răng trụ. Ở đây răng có hình dạng xoắn ốc và do đó dần dần tiếp xúc với nhau trong quá trình tiếp xúc. Vì vậy, nó mang lại khả năng vận hành êm ái, không rung và yên tĩnh. Tuy nhiên, nó tạo ra lực đẩy lớn lên vòng bi. Bánh răng hypoid cũng có răng xoắn ốc. Sự khác biệt khác nhau giữa bánh răng côn thẳng và bánh răng côn xoắn ốc được đưa ra dưới đây ở dạng bảng.

Bảng: Sự khác biệt giữa bánh răng côn thẳng và bánh răng côn xoắn ốc

So sánh chi tiết sự khác biệt

Định hướng răng: Bánh răng côn có thể có răng thẳng hoặc răng xoắn ốc. Khi các răng của bánh răng côn thẳng nhưng nghiêng đến mức hội tụ về một điểm đỉnh chung thì bánh răng đó được gọi là bánh răng côn thẳng. Hai bánh răng như vậy chỉ được lắp trên các trục giao nhau. Một biến thể của bánh răng côn thẳng, được gọi là bánh răng côn xiên, có thể được sử dụng cho các trục không song song và không giao nhau. Mặt khác, khi răng được cắt theo dạng xoắn ốc trên phôi bánh răng côn sao cho các đường cong xoắn ốc hội tụ tại một điểm đỉnh duy nhất thì nó được gọi là bánh răng côn xoắn ốc. Một cặp bánh răng côn xoắn ốc ăn khớp phải được lắp trên các trục giao nhau; Ngoài ra, bánh răng hypoit (cũng có răng xoắn ốc) có thể được sử dụng cho các trục không song song và không giao nhau.

Tình huống tiếp xúc: Bộ truyền động bánh răng là một loại bộ truyền động ăn khớp cứng cho biết các răng của hai bánh răng ăn khớp tiếp xúc trực tiếp để truyền chuyển động và công suất từ ​​trục này sang trục khác. Bất kể loại bánh răng nào, các răng song song với trục bánh răng đều tiếp xúc đột ngột. Điều này xảy ra trong trường hợp bánh răng trụ cũng như bánh răng côn thẳng. Ở đây điểm tiếp xúc luôn là một đường có chiều dài bằng chiều rộng mặt của răng. Mặt khác, răng của hai bánh răng côn xoắn ốc tiếp xúc dần dần với nhau, giống như trường hợp bánh răng xoắn ốc. Ở đây sự tương tác bắt đầu bằng một điểm và dần dần trở thành một đường thẳng và cuối cùng tách ra thành một điểm.

Tải trọng va đập và hậu quả của nó: Do tiếp xúc đột ngột, các răng của bánh răng côn thẳng chịu va đập hoặc tải trọng va đập. Nó cũng gây ra tiếng ồn và độ rung đáng kể. Sự rung động này đôi khi đặt ra giới hạn về tốc độ vận hành tối đa cũng như khả năng truyền tải điện. Mặt khác, răng của bánh răng côn xoắn ốc chịu tải trọng từ từ, điều này ít gây hại hơn nhiều. Do đó, hoạt động của chúng trơn tru và yên tĩnh, ngay cả ở tốc độ cao.

So sánh chi phí: Chế tạo phức tạp dẫn đến giá thành bánh răng côn xoắn ốc cao. Với cùng chất liệu, kích thước và dung sai, bánh răng xoắn ốc có giá thành gấp 1,2 – 1,5 lần so với bánh răng côn thẳng. Chênh lệch chi phí tăng lên khi kích thước bánh răng nhỏ do khó khăn trong sản xuất. Yêu cầu độ hoàn thiện cao cũng có thể dẫn đến chênh lệch giá lớn hơn.

Lực đẩy: Hai bánh răng ăn khớp luôn tác dụng lực lên các ổ trục lắp trục. Dựa trên hướng của răng, lực này có thể là hướng tâm hoặc hướng trục hoặc cả hai. Ví dụ, các răng thẳng song song với trục bánh răng (như ở bánh răng trụ) chỉ tạo ra tải hướng tâm; trong khi đó, răng xoắn ốc (như trong bánh răng xoắn ốc) tạo ra cả hai loại lực. Bánh răng côn thẳng cũng như bánh răng côn xoắn ốc tạo ra cả tải trọng hướng tâm và lực đẩy; tuy nhiên, lực đẩy (trục) trong bánh răng côn xoắn ốc tương đối cao hơn do nó gây ra từ hai nguồn.