Then hoa (spline) là mối ghép trục – mayơ dùng nhiều răng liền khối cắt thẳng trên trục thay cho một thanh then rời. Mô-men chia đều cho tất cả các răng nên tải lớn hơn hẳn then bằng, và chi tiết vẫn trượt được dọc trục. Hai biên dạng chính: răng chữ nhật và răng thân khai.
Nội dung thuộc chuyên trang Thiết kế – chế tạo máy của cokhi.net, viết ở góc nguyên lý và tiêu chuẩn.
Then hoa khác then bằng ở đâu
Điểm khác căn bản không nằm ở hình dáng mà ở số mặt chịu lực. Một mối ghép then bằng truyền toàn bộ mô-men qua hai mặt bên của một thanh then duy nhất; then hoa chia mô-men đó cho 6, 8 hay 10 răng. Hệ quả kéo theo ba điều:
- Khả năng tải cao hơn ở cùng đường kính trục, vì diện tích chịu dập lớn hơn nhiều.
- Đồng tâm tốt hơn, vì các răng phân bố đều quanh chu vi thay vì lệch về một phía.
- Trượt dọc trục êm hơn khi đang tải — lý do then hoa là giải pháp mặc định cho trục các-đăng, trục hộp số và trục lấy công suất.
Đổi lại, then hoa đắt hơn: rãnh trên trục phải phay hoặc cán nhiều răng, còn lỗ mayơ phải chuốt bằng dao chuốt riêng cho từng cỡ. Với mô-men vừa phải và sản lượng nhỏ, then bằng vẫn là lựa chọn kinh tế hơn.
Ký hiệu N × d × D và hai dãy nhẹ – trung
Một trục then hoa răng chữ nhật được định danh bằng ba số: số răng N, đường kính trong d (đường kính chân răng, cũng là đường kính trục còn lại) và đường kính ngoài D (đỉnh răng). Ví dụ 8 × 42 × 46 nghĩa là 8 răng, đường kính trong 42 mm, đường kính ngoài 46 mm.
Tiêu chuẩn ISO 14 chia thành dãy nhẹ và dãy trung: cùng một đường kính trong d, dãy trung có đường kính ngoài lớn hơn — răng cao hơn, chịu tải lớn hơn.
| Đường kính trong d (mm) | Dãy NHẸ — N × d × D | B | Dãy TRUNG — N × d × D | B |
|---|---|---|---|---|
| 11 | (không có trong dãy nhẹ) | — | 6 × 11 × 14 | 3 |
| 13 | (không có trong dãy nhẹ) | — | 6 × 13 × 16 | 3,5 |
| 16 | (không có trong dãy nhẹ) | — | 6 × 16 × 20 | 4 |
| 18 | (không có trong dãy nhẹ) | — | 6 × 18 × 22 | 5 |
| 21 | (không có trong dãy nhẹ) | — | 6 × 21 × 25 | 5 |
| 23 | 6 × 23 × 26 | 6 | 6 × 23 × 28 | 6 |
| 26 | 6 × 26 × 30 | 6 | 6 × 26 × 32 | 6 |
| 28 | 6 × 28 × 32 | 7 | 6 × 28 × 34 | 7 |
| 32 | 8 × 32 × 36 | 6 | 8 × 32 × 38 | 6 |
| 36 | 8 × 36 × 40 | 7 | 8 × 36 × 42 | 7 |
| 42 | 8 × 42 × 46 | 8 | 8 × 42 × 48 | 8 |
| 46 | 8 × 46 × 50 | 9 | 8 × 46 × 54 | 9 |
| 52 | 8 × 52 × 58 | 10 | 8 × 52 × 60 | 10 |
| 56 | 8 × 56 × 62 | 10 | 8 × 56 × 65 | 10 |
| 62 | 8 × 62 × 68 | 12 | 8 × 62 × 72 | 12 |
| 72 | 10 × 72 × 78 | 12 | 10 × 72 × 82 | 12 |
| 82 | 10 × 82 × 88 | 12 | 10 × 82 × 92 | 12 |
| 92 | 10 × 92 × 98 | 14 | 10 × 92 × 102 | 14 |
| 102 | 10 × 102 × 108 | 16 | 10 × 102 × 112 | 16 |
| 112 | 10 × 112 × 120 | 18 | 10 × 112 × 125 | 18 |
Nguồn: bảng ISO 14 — Straight-sided splines for cylindrical shafts with internal centering, RoyMech: https://roymech.org/Useful_Tables/Keyways/Spline — tra ngày 26/08/2026. Bản gốc tiêu chuẩn: ISO 14:1982 (https://www.iso.org/standard/3596.html). Miền dung sai của d, D, B theo từng kiểu lắp: đang cập nhật — tra bản gốc ISO 14, ⛔ không suy từ bảng kích thước danh nghĩa này.
Tên đầy đủ của ISO 14 có cụm "internal centering" — tức tiêu chuẩn này định tâm mayơ theo đường kính trong d. Đây là điểm dễ bỏ sót khi đọc bản vẽ: bề mặt định tâm là mặt chân răng, nên chính mặt đó mới cần dung sai chặt, còn đường kính ngoài D thì không.
Răng chữ nhật hay răng thân khai
| Bài toán của bạn | Biên dạng nên chọn | Vì sao |
|---|---|---|
| Truyền động phổ thông, xưởng gia công bằng máy phay và dao chuốt sẵn có | Răng chữ nhật (ISO 14) | Mặt bên phẳng nên dễ gia công, dễ kiểm bằng dụng cụ thông thường |
| Tải lớn, tải thay đổi hoặc va đập; trục làm việc gần giới hạn mỏi | Răng thân khai | Chân răng lượn cong nên hệ số tập trung ứng suất thấp hơn góc vuông |
| Xưởng đã có máy và dao cắt bánh răng | Răng thân khai | Cắt được bằng chính dao phay lăn và máy cắt bánh răng, không cần dao chuyên dụng |
| Chi tiết phải trượt dọc trục dưới tải (trục các-đăng, ly hợp) | Cả hai đều được, ưu tiên thân khai nếu tải nặng | Then hoa là loại mối ghép duy nhất trượt được mà vẫn giữ đồng tâm tốt |
Biên dạng thân khai chính là biên dạng răng của bánh răng — cơ chế hình học của nó trình bày ở bánh răng: góc áp lực và biên dạng thân khai.
Sự cố và lưu ý thực tế
- Mòn fretting ở then hoa lắp cố định. Then hoa vốn cho phép trượt; khi lắp cố định mà cụm rung, các răng vi trượt qua lại và mòn dạng bột đỏ. Đây là dạng hỏng đặc trưng của mối ghép nhiều điểm tiếp xúc, khác hẳn dạng dập của then bằng.
- Tải không chia đều cho mọi răng. Về lý thuyết mô-men chia đều, nhưng sai lệch bước và độ lệch tâm khiến vài răng chịu nhiều hơn. Vì thế then hoa được tính với hệ số kể đến phân bố tải không đều — xem cách đặt hệ số ở hệ số an toàn và ứng suất cho phép.
- Đường kính trong d mới là tiết diện thật của trục. Khi tính bền trục, lấy d chứ không lấy D — nhầm chỗ này là đánh giá thừa độ bền. Cách tính xem thiết kế trục theo độ bền.
- Nhiệt luyện làm biến dạng răng. Trục then hoa tôi bề mặt thường phải mài lại mặt định tâm sau nhiệt luyện; nền vật liệu xem vật liệu và nhiệt luyện trục.
- Ghi thiếu miền dung sai trên bản vẽ. Ký hiệu
8 × 42 × 46mới chỉ là kích thước danh nghĩa; thiếu miền dung sai thì xưởng không biết làm chặt hay lỏng. Cách đọc ký hiệu miền dung sai xem bảng tra dung sai lắp ghép trục – lỗ.
FAQ
Then hoa và then bằng khác nhau thế nào? Then bằng là một thanh rời đặt trong rãnh, truyền mô-men qua hai mặt bên của thanh đó. Then hoa là nhiều răng liền khối cắt thẳng trên trục, chia mô-men cho 6–10 răng nên chịu tải lớn hơn và giữ đồng tâm tốt hơn ở cùng đường kính trục.
Ký hiệu 8 × 42 × 46 nghĩa là gì? 8 răng, đường kính trong (chân răng) 42 mm, đường kính ngoài (đỉnh răng) 46 mm — theo dạng ký hiệu N × d × D của ISO 14.
Dãy nhẹ và dãy trung khác nhau ở đâu? Ở chiều cao răng. Cùng một đường kính trong d, dãy trung có đường kính ngoài D lớn hơn nên răng cao hơn và chịu được mô-men lớn hơn; dãy nhẹ gọn hơn, dùng khi tải vừa phải.
Khi nào nên dùng then hoa thay cho then bằng? Khi mô-men lớn so với đường kính trục, khi cần đồng tâm cao, hoặc khi chi tiết phải trượt dọc trục trong lúc đang truyền mô-men. Với tải vừa và sản lượng nhỏ, then bằng rẻ hơn.
Tính bền trục then hoa lấy đường kính nào? Lấy đường kính trong d — đó là tiết diện liên tục còn lại của trục. Lấy đường kính ngoài D sẽ đánh giá thừa độ bền.
Tài liệu tham khảo
- ISO 14:1982 — Straight-sided splines for cylindrical shafts with internal centering — Dimensions, tolerances and verification: https://www.iso.org/standard/3596.html
- Bảng tra ISO 14 dãy nhẹ và dãy trung, RoyMech: https://roymech.org/Useful_Tables/Keyways/Spline (tra 26/08/2026).
Nhãn minh bạch: Bài kiến thức nền do Ban Biên tập Kỹ thuật cokhi.net biên soạn. Sơ đồ là hình khái niệm, không theo tỉ lệ. Bảng kích thước dẫn theo ISO 14 từ tài liệu công khai, tra ngày 26/08/2026; miền dung sai ghi rõ "đang cập nhật" vì chưa tra được bản gốc.