THIẾT KẾ QUY TRÌNH SỬA CHỮA BÁNH RĂNG HỘP SỐ THEN KÉO Z42

PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ BÁNH RĂNG

1. Định nghĩa:

Cơ cấu bánh răng là cơ cấu ăn khớp cao dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục với tỉ số truyền xác định nhờ sự ăn khớp của các khâu có răng, các khâu ấy được gọi là bánh răng.

Truyền động bánh răng được sử dụng hầu hết trong các loại máy. Nó thực hiện truyền chuyển động quay giữa các trục, hoặc biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến và ngược lại.

2. Phân loại công dụng của truyền động bánh răng:

Công dụng chung của truyền động bánh răng:

- Bánh răng, bánh vít là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển động mà chúng ta thường thấy trong nhiều loại máy khác nhau. Với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu của sữa chữa thay thế, các loại chi tiết này ngày càng được sản xuất nhiều hơn. Ở nhiều nước người ta đã xây dựng nhà máy, phân xưởng chuyên sản xuất bánh răng, bánh vít với trình độ cơ khí hóa và tự động hóa cao.

- Truyền động bánh răng được sử dụng rộng rãi vì chúng có những ưu điểm như khả năng truyền lực lớn, đảm bảo tỉ số truyền chính xác, hiệu suất truyền động cao, tỉ số truyền lực lớn v.v…

- Trong các loại máy như: Máy công cụ, máy nông nghiệp, ôtô, động cơ đốt trong, cần trục v.v… Truyền động bánh răng là những cơ cấu quan trọng.

- Phạm vi tốc độ và khả năng truyền chuyển động của bộ truyền bánh răng rất lớn.Các hộp giảm tốc của bánh răng có khả năng truyền công suất hàng chục km. Tốc độ vòng quay của các bánh răng trong các cơ cấu truyền chuyển động có thể đạt tới 150 m/s. Bánh truyền chuyển động quay được gọi là bánh chủ động, bánh được truyền chuyển động quay gọi là bánh bị động (chỉ xét cho một cặp bánh ăn khớp).

- Sử dụng bộ truyền bánh răng có thể truyền được chuyển động giữa các trục chéo nhau, vuông góc nhau, hoặc song song với nhau.

- Tùy thuộc vào hình dạng của bánh răng người ta chia ra các loại sau : Truyền động bánh răng trụ, bánh răng côn, bánh răng nghiền, truyền động trục vít bánh vít v.v…

- Theo dạng ăn khớp prôphin răng được chia thành hai loại :

                + An khớp thân khai: Là loại ăn khớp tiêu chuẩn và được sử dụng nhiều nhất.

                + An khớp không thân khai bao gồm: An khớp nôvikov, ăn khớp xiclôit, ăn khớp chốt.

        Phân loại bánh răng : Bánh răng được chia làm ba loại sau :

• Bánh răng trụ (răng thẳng và răng nghiêng).
• Bánh răng côn (răng thẳng và răng xoắn).
• Bánh vít.

3. Truyền động bằng bánh răng trụ :

- Truyền động bánh răng hình trụ được dùng để quay các trục song song với nhau.Dựa theo hình dạng của răng có ba loại truyền động sau: Truyền động bánh răng hình trụ răng thẳng, truyền động bánh răng hình trụ răng nghiêng, truyền động bánh răng chữ V.

- Dựa theo hướng nghiêng của răng bánh răng hình trụ răng nghiêng chia ra hai loại: Nghiêng trái và nghiêng phải, trong một cặp ăn khớp các hướng nghiêng của chúng ngược nhau. Bộ truyền bánh răng nghiêng cho phép làm việc êm hơn, tăng khả năng truyền lực. Nhược điểm của bộ truyền bánh răng ngiêng là sinh ra lực dọc trục trong khi bánh răng trụ răng nghiêng chế tạo phức tạp hơn bánh răng trụ răng thẳng.

- Bộ truyền bánh răng chữ V vẫn giữ được các ưu điểm trên, bên cạnh đó còn khắc phục được nhược điểm của bộ truyền bánh răng nghiêng là triệt tiêu lực dọc trụctuy nhiên việc chế tạo lại phức tạp hơn.

Các dạng truyền động bánh răng theo công dụng: Tùy theo công dụng của truyền động người ta chia ra truyền vận tốc, động lực, truyền động số, truyền động có công dụng khác.

• Truyền tốc độ: Bộ truyền động này thường được sử dụng ở máy bay, hộp giảm tốc của tuabin và các cơ cấu khác.
• Truyền động lực: Bộ truyền động này thường được sử dụng để truyền lực lớn trong các máy cán, ôtô tải, máy kéo.
• Truyền động số: Truyền động số đảm bảo chính xác góc quay giữa bánh răng chủ động và bị động. Truyền động này được sử dụng trong các máy gia công chính xác.
• Truyền động có công dụng chung: Truyền động này thường có vận tốc và tải trọng nhỏ, nó được dùng rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Tùy theo vận tốc truyền động nó được chia ra:
• Truyền động rất chậm:   ≤5m/s
• Truyền động chậm:        0.5-3m/s
• Truyền động trung bình 3-15m/s
• Truyền động cao            >15m/s

Đặc tính của truyền động bánh răng: Đặc tính cơ bản của truyền động bánh răng là tỉ số truyền. Tỉ số truyền cho biết sự tương quan giữa vận tốc của cặp bánh răng ăn khớp. Tỉ số truyền được kí hiệu là I và được xác định theo công thức sau :

i = Z2/Z1

Trong đó :              Z1 là số răng bánh dẫn.

                              Z2 là số răng bị dẫn.

PHẦN II : ĐẶC ĐIỂM HƯ HỎNG – BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

1. Xác định nguyên nhân hư hỏng:

Dựa vào chức năng làm việc của hộp số xe hơi, ta có thể xác định hư hỏng của các bánh răng gồm các dạng hư hỏng như : răng bị gãy, răng bị tróc rổ bề mặt, răng bị dính, răng bị mòn. Nhưng trong bộ truyền các bánh răng truyền với vận tốc lớn nên làm cho bộ truyền nóng lên, nhiệt sinh ra nhiều lớp dầu bôi trơn giữa các bánh răng bị phá hỏng. Do đó hiện tượng gãy và mòn răng xảy ra nhiều hơn.

Ta không xét đến hiện tượng mòn tróc rổ bề mặt, mà chỉ xét đến hiện tượng mòn gãy-mẻ răng, tróc bề mặt răng.Hiện tượng gãy răng thường xảy ra đối với những bộ truyền bôi trơn không tốt, dầu bôi trơn bị bẩn hoặc trong các bộ truyền lắp ghép không chính xác, hoặc lúc đóng và mở máy, làm cho hộp số hoạt động không còn tốt nữa, hoặc sang số mà có tiếng ồn to. Do đó ta phải tiến hành sửa chữa.

2. Phân tích nguyên nhân hư hỏng :
   1. Răng mòn nhanh :

Đây là dạng hỏng thường xảy ra trong các bộ truyền bôi trơn không tốt, chế độ chăm sóc bảo dưỡng bôi trơn không định kỳ, dầu bôi trơn bẩn. Do trong các bộ truyền hở không có thiết bị che chắn làm bụi, hạt mài lọt vào giữa hai mặt răng ăn khớp. Do ảnh hưởng của môi trường xung quanh, cũng gây ra hiện tượng mòn nhanh, chế độ ăn khớp giảm, gây ồn.

Hiện nay chưa có phương pháp xác định độ mòn và tính toán độ mòn vì hiện tượng mòn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mang tính chất ngẫu nhiên nên khó xác định, hiện tượng mòn thường được kiểm tra bằng sự ăn khớp giữa hai bánh răng bằng bột màu. Khi bánh răng vượt quá giới hạn mòn, không thể sử dụng được thì tiến hành sửa chữa.

Để giảm độ mòn có thể tăng độ rắn và độ nhẵn bề mặt răng, phải có thiết bị che chắn, dùng dầu bôi trơn hợp lý.

2. Gãy răng – mẻ răng :

Là dạng hỏng rất nghiêm trọng không những làm bộ truyền mất đi khả năng làm việc mà có khi còn phá hỏng các chi tiết khác.

        Răng bị gãy do các nguyên nhân :

• Do quá tải hoặc sự ăn khớp quá đột ngột giữa các bánh răng.
• Do răng bị quá tải khi làm việc, răng bị vấp vào vật lạ hay răng được chế tạo bằng vật liệu không đảm bảo.
• Do chế tạo và láp ráp không đúng, kết cấu bộ truyền không hợp lý.
• Do các vật nhỏ lọt vào các bánh răng khi bánh răng truyền động làm mẻ răng, hoặc các chi tiết khác bị quá tải. Nhưng hầu hết các vết gãy do quá tải, mỏi, hoặc vật liệu dòn, chế tạo lắp ghép không chính xác… Răng gãy thường do ứng suất gây nên vết gãy thường bắt đầu ở góc lượn là nơi tập trung ứng suất lớn nhất.

Để tránh hiện tượng gãy, khi tính toán phải tính theo sức bền mỏi uốn, khi làm việc quá tải phải kiểm tra ứng suất quá tải. Mặc khác phải tăng modun, dùng phương pháp nhiệt luyện để tăng bền, giảm tập trung ứng suất ở chân răng bằng cách tăng ứng suất góc lượn chân răng.

Trong trường hợp gãy nhiều răng thì tiến hành sửa chữa bằng phương pháp hàn và cấy răng hoặc thay bánh răng mới.

3. Tróc bề mặt làm việc của răng :

Đây là dạng hư hỏng trên bề mặt răng, thường xảy ra trên các bộ truyền kín, không có bụi rơi vào, dầu bôi trơn tốt và đầy đủ. Trong các bộ truyền ít được bôi trơn hoặc bôi trơn không đầy đủ như bộ truyền hở thì hiện tượng tróc thường không xảy ra, vì bề mặt bị mài mòn trước khi xuất hiện vết nứt, tróc bề mặt, do vật liệu bánh răng bị mỏi vì làm việc lâu với tải trọng lớn, bề mặt làm việc của răng bị quá tải cục bộ.

   d.   Xước bề mặt làm việc của răng :

Do thiếu dầu bôi trơn các bánh răng khi làm việc, nên sinh ra ma sát khô làm xước bề mặt răng.

Để giảm xước bề mặt, cần chế độ bôi trơn hợp lý.

   đ.   Răng bị dính :

Thường xảy ra ở các bộ truyền chịu tải trọng lớn, vận tốc cao, tại chỗ ăn khớp nhiệt độ sinh ra cao, màng dầu bôi trơn bị phá vỡ, làm cặp ăn khớp tiếp xúc nhau do áp suất nhiệt độ cao cặp răng dính vào nhau, khi chúng chuyển động những mảnh kim loại nhỏ sẽ đứt khỏi bánh răng này và bám vào bánh răng kia, cho bề mặt răng gồ ghề, dạng răng bị méo mó. Dính thường xảy ra ở các bánh răng cùng vật liệu và không tôi cứng.

Để tránh hiện tượng răng bị dính cần tăng độ nhẵn và độ rắn bề mặt răng, dùng thêm dầu chống dính và chế độ bôi trơn đầy đủ.

Ngoài ra bánh răng còn có các hư hỏng khác : có vết nứt ở vành bánh răng, nan hoa và mayơ, bề mặt lỗ hoặc then trong mayơ bị ép vỡ, then hoa và các chỗ lượn mặt đầu bị răng vỡ.

PHẦN III : PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN CỤ THỂ

1. Các phương án sửa chữa :
   1. Phương pháp hàn đắp :

Là phương án sử dụng nhiều và quá trình phục hồi nhanh nhưng hiệu quả không cao. Phương án này dùng sửa chữa các chi tiết gãy, nứt, vỡ mảnh kim loại được nung nóng đến trạng thái dẻo hoặc lỏng khi được nối ghép bằng hàn. Phương án này chỉ sử dụng tùy theo nhu cầu làm việc của từng nhà máy vì giá rẻ, thời gian phục hồi chi tiết nhanh.

2. Phương án ghép răng :

Có hai cách để lựa chọn, là ghép răng bằng phương pháp hàn và ghép răng bằng phương pháp hàn vít. Đây là phương án có thể tiết kiệm thời gian, ít tốn kém nhưng hiệu quả cao.

3. Phương pháp mạ phun :

Là phương án ít dùng nhất vì giá thành mạ phun rất đắt chỉ dùng cho những bánh răng có độ chính xác cao và nhỏ không thể nào gia công cơ được ta mới tiến hành mạ phun.

4. Phương án chế tạo bánh răng mới :

Đây là phương án tốt nhất và hiệu quả nhất khi chi tiết không còn khả năng sửa chữa. Nhược điểm của phương án này là giá thành đắt, gia công tốn nhiều thời gian, ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của máy.

5. Bảng tiến trình công nghệ :

BẢNG TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA BÁNH RĂNG Z42 BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐẮP

............................................................

Đồ án môn học là điều kiện tốt để đánh giá kiến thức đ học v để cũng cố và tích lũy thêm kinh nghiệm về mặt kỹ thuật cho mỗi học sinh sau thời gian học tập. Do thời gian học tập có hạn cho nên quí thầy cô không thể truyền đạt hết những kinh nghiệm quí báu của mình cho cc em học sinh. Vì vậy trong qu trình lm bi chng em khơng thể trnh được những sai sót. Nhưng dưới sự hướng dẫn tận tình của quí thầy cơ nn chng em cũng hồn thnh được bài tập của mình v rt ra những bi học trong qu trình lm bi.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy

TAI LIỆU THAM KHẢO

1.DUNG SAI LẮP GHP

     Ninh Đức Tốn

2.SỔ TAY CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MY TẬP 1,2

     Nguyễn Đắc Lộc-Lê Văn Tiến-Ninh Đức Tốn- Trần Xuân Việt

3.VẼ KỸ THUẬT

     Trần Hữu Quế

4.CHI TIẾT MY

     Nguyễn Trọng Hiệp-Nguyễn Văn Lẫm

5.CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ

     Nguyễn Ngọc Đào-Hồ Viết Bình- Trần Thế San

6.VẬT LIỆU CƠ KHÍ

     Hồng Tng

7.HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

     Nguyễn Đắc Lộc- Lưu Văn Nhang

8.MY CẮT KIM LOẠI

V VĂN CƯỜNG

9. ATLAS ĐỒ GÁ

     TRẦN VĂN ĐỊCH