2025-11-14
Bánh răng, là thành phần cốt lõi của truyền động cơ khí, hoạt động như các “khớp nối” trong hệ thống công nghiệp, đảm nhận các trách nhiệm quan trọng về truyền lực, điều chỉnh tốc độ và thay đổi hướng. Trong gia đình bánh răng rộng lớn, bánh răng thẳng, bánh răng nghiêng và bánh răng côn là ba loại được ứng dụng rộng rãi nhất, mỗi loại được phân biệt bởi thiết kế cấu trúc độc đáo của nó. Mặc dù thoạt nhìn đều là ‘bánh xe có răng,’ chúng thể hiện sự khác biệt đáng kể về hiệu quả truyền động, khả năng chịu tải và độ ổn định khi vận hành. Việc lựa chọn chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tối đa của thiết bị cơ khí.
Đặc điểm xác định của bánh răng thẳng là các răng chạy song song với trục của bánh răng, với bề mặt răng phẳng và biên dạng răng thân khai. Thiết kế cấu trúc của chúng cực kỳ tối giản. Việc sản xuất chỉ yêu cầu cắt dọc theo hướng trục bằng máy phay răng hoặc máy tạo hình, loại bỏ nhu cầu điều chỉnh góc phức tạp. Cấu trúc đơn giản này giúp đơn giản hóa việc sản xuất bánh răng, giảm chi phí và cho phép các yêu cầu về độ chính xác tương đối thoải mái liên quan đến khoảng cách tâm trong quá trình lắp đặt. Nó là thành viên ‘phổ biến’ nhất trong gia đình bánh răng.
Bánh răng trụ nghiêng có các răng nghiêng một góc xoắn nhất định (thường là 8°–20°) so với trục, tạo ra bề mặt răng xoắn. Thiết kế nghiêng này không chỉ là thừa; nó về mặt cấu trúc làm tăng hiệu suất truyền động bằng cách tăng chiều dài tiếp xúc răng. Trong quá trình gia công, góc dụng cụ phải được điều chỉnh theo góc xoắn và cả bánh răng ‘tay trái’ và ‘tay phải’ phải được thiết kế để chống lại các lực dọc trục. Do đó, cả độ phức tạp và chi phí sản xuất đều vượt quá bánh răng thẳng.
Các răng của bánh răng côn được phân bố dọc theo một bề mặt hình nón, với hướng răng hướng từ đỉnh về phía đáy. Khi hai bánh răng ăn khớp, các trục của chúng giao nhau ở góc 90° (hoặc các góc khác). Đặc điểm cấu trúc đặc biệt nhất của chúng nằm ở khả năng ‘truyền động không gian’ – không chỉ truyền lực mà còn thay đổi hướng truyền. Trong quá trình gia công, phải đảm bảo sự ăn khớp chính xác của các biên dạng răng hình nón, đòi hỏi độ chính xác của máy công cụ cực kỳ cao. Điều này làm cho chúng trở thành loại khó sản xuất nhất trong ba loại bánh răng.
Tận dụng sự đơn giản và chi phí thấp của chúng, bánh răng trụ thẳng được sử dụng rộng rãi trong máy móc thông thường, nơi hoạt động êm ái không phải là ưu tiên hàng đầu. Ví dụ bao gồm các cơ chế truyền động trong máy giặt gia dụng và quạt điện, bộ giảm tốc nhỏ, dụng cụ cầm tay (chẳng hạn như cờ lê và hộp số), cũng như máy móc nông nghiệp và thiết bị công nghiệp nhẹ hoạt động ở tốc độ trung bình-thấp dưới tải trọng nhẹ. Trong lĩnh vực ô tô, bánh răng thẳng đã từng được sử dụng trong bánh răng truyền động tốc độ thấp, nhưng phần lớn đã được thay thế bằng bánh răng nghiêng do lo ngại về tiếng ồn.
Do độ êm ái ở tốc độ cao và khả năng chịu tải lớn, bánh răng trụ nghiêng đã trở thành lựa chọn cốt lõi cho máy móc cao cấp. Ví dụ bao gồm: hộp số ô tô (bánh răng tốc độ cao), truyền động trục khuỷu động cơ, hộp số tuabin gió, truyền động trục chính máy công cụ và hệ thống điện của đường sắt cao tốc và tàu biển. Trong các thiết bị công nghiệp hạng nặng, chẳng hạn như máy móc khai thác mỏ và bộ giảm tốc nhà máy luyện kim, bánh răng nghiêng đáp ứng hiệu quả các yêu cầu truyền lực trong điều kiện vận hành phức tạp.
Ưu điểm cốt lõi của bánh răng côn nằm ở khả năng ‘truyền động lái’ của chúng, khiến chúng phù hợp chủ yếu cho các ứng dụng yêu cầu thay đổi hướng truyền động. Ví dụ bao gồm: vi sai ô tô (cho phép truyền động vuông góc giữa bánh trái và bánh phải), hộp số chính của máy bay trực thăng (chuyển đổi công suất động cơ ngang thành công suất rôto dọc), cơ chế cấp liệu máy công cụ, hệ thống lái trong máy móc xây dựng (chẳng hạn như máy xúc và cần cẩu) và cơ chế truyền động trong thang máy và thang cuốn.
Nguyên tắc cốt lõi để lựa chọn loại bánh răng là ‘phù hợp với ứng dụng’:
Đối với các ứng dụng đơn giản, chi phí thấp, tốc độ trung bình đến thấp, tải trọng nhẹ với hướng truyền song song: ưu tiên bánh răng thẳng.
Đối với các ứng dụng tốc độ cao, tải trọng nặng, tiếng ồn thấp với hướng truyền song song: chọn bánh răng nghiêng.
Khi hướng truyền phải được thay đổi (ví dụ: truyền động dọc) và tải trọng trung bình đến nặng được đáp ứng: bánh răng côn là điều cần thiết.
Ngoài ra, các yếu tố bổ sung cần được xem xét:
- Đối với thiết bị đòi hỏi hiệu quả đặc biệt (ví dụ: hệ thống truyền động xe năng lượng mới), bánh răng thẳng hoặc nghiêng chứng minh là phù hợp hơn.
- Khi các ràng buộc về không gian đòi hỏi sự thay đổi hướng (ví dụ: khớp robot), bánh răng côn tạo thành lựa chọn khả thi duy nhất.
Liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào
