Nguyên lý hoạt động
Bánh răng truyền lực nhờ áp lực pháp tuyến giữa các bề mặt răng ăn khớp. Profil răng thân khai được dùng phổ biến vì đảm bảo tỷ số truyền không đổi trong suốt quá trình ăn khớp, ngay cả khi khoảng cách tâm có sai lệch nhỏ so với thiết kế. Mô-men truyền qua bánh răng đi kèm với lực hướng kính và lực tiếp tuyến tác dụng lên trục — đây là cơ sở để tính toán ổ đỡ và kết cấu vỏ hộp.
Hiệu suất truyền động của cặp bánh răng phụ thuộc vào chất lượng gia công, độ nhớt dầu bôi trơn và hệ số ma sát bề mặt. Bánh răng nghiêng có tải trọng phân bố đều hơn răng thẳng nên chạy êm, nhưng sinh thêm lực dọc trục cần bù bằng ổ chặn phù hợp.
Phân loại theo bố trí trục
- Trục song song: dùng bánh răng trụ răng thẳng hoặc răng nghiêng. Răng thẳng dễ chế tạo, phù hợp tải trọng thấp và vận tốc vừa. Răng nghiêng tải được lớn hơn và chạy êm ở vận tốc cao.
- Trục cắt nhau: dùng bánh răng côn. Góc giữa hai trục thường là 90°, nhưng có thể thiết kế góc khác tùy kết cấu.
- Trục chéo nhau: dùng cặp trục vít – bánh vít khi cần tỷ số truyền lớn trong không gian nhỏ gọn, hoặc bánh răng xoắn chéo cho tải nhẹ.
Ngoài ra còn phân loại theo module (kích cỡ răng), số răng, và dạng biên dạng đặc thù như răng cung tròn Novikov.
Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
Vật liệu là yếu tố quyết định tuổi bền. Với tải trọng trung bình, Thép C45 thường hóa hoặc tôi cải thiện đủ dùng. Khi chịu tải cao và va đập, nên chọn thép hợp kim kết hợp Thấm cacbon để đạt lớp bề mặt cứng chịu mài mòn trong khi lõi vẫn dẻo dai.
Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế và vận hành:
- Bôi trơn: lựa chọn dầu đúng độ nhớt theo vận tốc vòng; bôi trơn ngâm dầu cho hộp số kín, bôi trơn cưỡng bức cho truyền động tốc độ cao.
- Khe hở ăn khớp: quá nhỏ gây kẹt khi nhiệt độ tăng, quá lớn gây va đập và tiếng ồn.
- Cấp chính xác: chọn cấp chính xác gia công phù hợp yêu cầu vận tốc và độ ồn cho phép; tăng cấp chính xác đồng nghĩa tăng chi phí đáng kể.
- Kiểm tra định kỳ: theo dõi mức dầu, nhiệt độ vỏ hộp và tiếng ồn bất thường là cách phát hiện sớm mài mòn hoặc hư hỏng răng.