Công nghệ chế tạo máy - Chương 9: Gia công bánh răng

 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
Ch−ơng 9 
 Gia công bánh răng 
 Bánh răng, bánh vít là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển động nhờ ăn 
khớp mà ta th−ờng thấy trong các loại máy móc. Sử dụng bánh răng có thể truyền đ−ợc 
chuyển động quay giữa các trục song song nhau, chéo nhau hoặc vuông góc với nhau. 
 Gia công bánh răng là một công việc khó vì vừa phải đảm bảo cho đ−ợc các chỉ 
tiêu kỹ thuật vừa phải kinh tế. Chọn ph−ơng pháp gia công bánh răng phụ thuộc vào 
vật liệu, độ chính xác và kết cấu của bánh răng, yêu cầu về khả năng truyền tải và các 
chỉ tiêu kinh tế. 
 Có nhiều ph−ơng pháp gia công bánh răng, bánh vít nh−ng ở ch−ơng này chỉ 
trình bày ph−ơng pháp gia công bánh răng bằng cắt gọt. 
9.1- Phân loại 
 Dựa vào mặt kết cấu, bánh răng đ−ợc chia làm 3 loại: 
 - Bánh răng trụ (răng thẳng và răng nghiêng). 
 - Bánh răng côn (răng thẳng và răng xoắn). 
 - Bánh vít. 
 Dựa vào đặc tính công nghệ, bánh răng đ−ợc chia làm các loại sau: 
 - Bánh răng trụ và côn không có mayơ và có mayơ, lỗ trơn và lỗ then hoa. 
 - Bánh răng bậc lỗ trơn và lỗ then hoa. 
 - Bánh răng trụ, bánh răng côn và bánh vít dạng đĩa. 
 - Trục răng trụ và trục răng côn. 
 Hình 9.1- Các bộ truyền bánh răng, bánh vít 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
145
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
9.2- độ chính xác 
 Độ chính xác của bánh răng, bánh vít đ−ợc đánh giá theo tiêu chuẩn Nhà n−ớc 
TCVN, tiêu chuẩn này quy định 12 cấp chính xác khác nhau từ 1 ữ 12, trong đó cấp 1 
là chính xác nhất, cấp 12 là kém chính xác nhất. Thông th−ờng, trong thực tế chỉ dùng 
các cấp chính xác 3 ữ 11. 
 Độ chính xác của bánh răng, bánh vít đ−ợc đặc tr−ng bằng các chỉ tiêu sau đây: 
 - Độ chính xác động học: độ chính xác này đ−ợc đánh giá bằng sai số góc 
quay của bánh răng, bánh vít sau một vòng. Sai số này là do sai số của hệ thống công 
nghệ gây ra. 
 Độ chính xác này rất quan trọng đối với các truyền động có tính đến góc 
quay nh− truyền động phân độ của các máy cắt răng hoặc các cơ cấu đo đếm ... 
 - Độ ổn định khi làm việc: độ ổn định khi làm việc đ−ợc đánh giá bằng sai 
số chu kỳ tức là giá trị trung bình của sai số truyền động bằng tỷ số giữa sai lệch lớn 
nhất và số răng bánh răng. 
 Độ ổn định khi làm việc đặc tr−ng cho độ ổn định của tốc độ quay của 
bộ truyền động trong một vòng quay của bánh răng hoặc bánh vít. Dao động của tốc 
độ quay sẽ gây ra tải trọng động, rung động và tiếng ồn của bộ truyền. 
 Độ chính xác này rất quan trọng đối với bộ truyền lực làm việc với tốc 
độ lớn. 
 - Độ chính xác tiếp xúc: độ chính xác tiếp xúc đ−ợc đánh giá bằng vết tiếp 
xúc (diện tích và hình dáng) của prôfin răng theo chiều dài, chiều cao và đ−ợc biểu 
diễn bằng %. 
 Độ chính xác tiếp xúc ảnh h−ởng đến mức độ tập trung tải trọng trên các 
vùng khác nhau của bề mặt răng, ảnh h−ởng đến độ bền và tuổi thọ của bộ truyền. 
 Độ chính xác này rất quan trọng đối với các bộ truyền có tải trọng lớn 
và tốc độ thấp. 
 - Độ chính xác khe hở mặt bên: khe hở mặt bên là khe hở giữa các cạnh 
răng trong bộ truyền (bánh răng càng lớn thì khe hở mặt bên càng lớn). 
 Khe hở mặt bên đ−ợc xác định không phải bằng mức độ chính xác của 
bộ truyền mà bằng công dụng và điều kiện sử dụng của nó. Ví dụ, với các bộ truyền có 
tính đến góc quay cần có khe hở mặt bên nhỏ, còn với các bánh răng trong các turbin 
tốc độ cao lại cần có khe hở mặt bên lớn. 
 Xuất phát từ đó, ng−ời ta quy định 4 cấp khe hở mặt bên của bộ truyền 
nh− sau: 
 + Khe hở bằng 0. 
 + Khe hở nhỏ. 
 + Khe hở trung bình. 
 + Khe hở lớn. 
Trong đó, bộ truyền có khe hở trung bình đ−ợc sử dụng rộng rãi nhất. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
146
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
9.3- vật liệu chế tạo 
 Việc chọn vật liệu để chế tạo bánh răng phụ thuộc vào điều kiện làm việc của 
chúng. Mỗi một loại vật liệu đều thỏa mãn những yêu cầu riêng, đặc biệt là dùng cho 
chế tạo ôtô, máy kéo, máy bay, các máy công cụ... 
 - Các bánh răng truyền lực th−ờng đ−ợc chế tạo bằng thép hợp kim Crôm 
nh− 15Cr, 15CrA, 20CrA, 40Cr, 45Cr; Crôm - Niken và Crôm - Môlipden nh− 40CrNi, 
35CrMoA, 18CrMnTi. 
 - Các bánh răng chịu tải trọng trung bình và nhỏ đ−ợc chế tạo bằng thép C 
chất l−ợng tốt nh− C40, C45 và gang. 
 - Các bánh răng làm việc với tốc độ cao mà không gây tiếng ồn đ−ợc làm từ 
chất dẻo, vải ép, da ép. 
 - Với tiến bộ của ngành luyện kim, ngày nay ng−ời ta có thể chế tạo bánh 
răng từ vật liệu kim loại bột. 
9.4- ph−ơng pháp chế tạo phôi 
 Chọn ph−ơng pháp chế tạo phôi phụ thuộc vào hình dáng và kích th−ớc của chi 
tiết, vật liệu và công dụng của nó, sản l−ợng hàng năm cùng các yếu tố khác. 
- Trong sản xuất lớn, phôi bánh răng thép th−ờng là phôi rèn. 
 - Trong sản xuất nhỏ, đơn chiếc ng−ời ta th−ờng dùng phôi thanh. 
 - Bánh răng, bánh vít có kích th−ớc quá lớn, phôi đ−ợc chế tạo bằng ph−ơng 
pháp đúc. Những bánh răng, bánh vít có đ−ờng kính lỗ > 25 mm và chiều dài lỗ nhỏ 
hơn hai lần đ−ờng kính thì ng−ời ta tạo lỗ khi rèn hoặc đúc. 
 - Với bánh răng đ−ợc chế tạo từ kim loại bột thì phôi chính là kim loại bột. 
9.5- Nhiệt luyện 
 Do yêu cầu làm việc, răng bánh răng phải có độ cứng và độ bền, còn lõi bánh 
răng thì yêu cầu phải dẻo, dai để đảm bảo độ bền uốn của răng khi chịu tải va đập, vì 
vậy cần phải có chế độ nhiệt luyện thích hợp. 
 - Đối với nhóm bánh răng có độ rắn của mặt răng HB ≤ 350, việc gia công 
chính xác bánh răng sau khi đã nhiệt luyện vì độ rắn t−ơng đối thấp. Lúc này không 
cần phải qua các nguyên công chỉnh sửa đắt tiền nh− mài, mài nghiền... 
 Chế độ nhiệt luyện th−ờng là tôi cải thiện (thép C chất l−ợng tốt, thép hợp 
kim); th−ờng hoá (thép C chất l−ợng th−ờng CT51, CT61 hoặc thép C chất l−ợng tốt). 
 - Đối với nhóm bánh răng có độ rắn của mặt răng HB ≥ 350, bánh răng 
đ−ợc gia công tr−ớc rồi mới nhiệt luyện. Lúc này bánh răng có độ bền cao, khả năng 
tải lớn nh−ng cần phải gia công lại sau nhiệt luyện để khắc phục những biến dạng do 
nhiệt luyện gây ra. 
 Với bánh răng có môđun và kích th−ớc nhỏ th−ờng đ−ợc tôi thể tích. Tuy 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
147
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
nhiên, ph−ơng pháp này làm tăng độ bền nh−ng lại làm giảm độ dẻo, dai của lõi răng 
nên bây giờ th−ờng dùng thấm than, thấm Ni, thấm Cyanua thay cho tôi thể tích. 
 Với bánh răng có môđun và kích th−ớc lớn th−ờng dùng tôi cao tần. Tôi cao 
tần tức là dùng dòng điện có tần số cao (có thể lên đến 20.000 Hz) để đốt nóng bề mặt 
rồi làm nguội nhanh, lúc này lõi bánh răng ch−a kịp nóng nên vẫn đảm bảo đ−ợc độ 
dẻo, dai ban đầu còn bề mặt răng thì độ bền, độ cứng đ−ợc tăng lên rất cao, độ bóng bề 
mặt không giảm nhiều, biến dạng bé... Tuy nhiên, tôi cao tần có giá thành rất cao nên 
th−ờng chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối. Ngoài ra, ng−ời ta còn dùng 
các ph−ơng pháp gia công bề mặt răng bằng năng l−ợng cao nh− tia laser, plasma... 
9.6- yêu cầu kỹ thuật 
 Ngoài các yêu cầu về độ chính xác khi cắt răng, quy trình công nghệ chế tạo 
bánh răng cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau đây: 
 - Độ không đồng tâm giữa mặt lỗ và đ−ờng tròn cơ sở (vòng chia) nằm 
trong khoảng 0,05 ữ 0,1 mm. 
 - Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ nằm trong khoảng 0,01 ữ 
0,015 mm trên 100 mm đ−ờng kính. 
 - Mặt lỗ và các cổ trục của trục răng đ−ợc gia công đạt độ chính xác cấp 7, 
độ nhám bề mặt Ra = 1,25 ữ 0,63. 
 - Các bề mặt khác đ−ợc gia công đạt cấp chính xác 8 ữ 10, độ nhám bề mặt 
Rz = 40 ữ 10. 
 - Sau nhiệt luyện đạt độ cứng 55 ữ 60 HRC, chiều sâu thấm C là 1 ữ 2 mm; 
các bề mặt không gia công độ cứng th−ờng đạt 180 ữ 280 HB. 
9.7- Tính công nghệ trong kết cấu 
 Khi thiết kế bánh răng phải chú ý đến kết cấu bề mặt nh−: 
 - Hình dáng lỗ phải đơn giản vì nếu phức tạp ta phải dùng máy Rơvônve 
hoặc máy bán tự động để gia công, sẽ không kinh tế. 
 - Mặt ngoài của bánh răng phải đơn giản, bánh răng có tính công nghệ cao 
nhất là khi hình dáng mặt ngoài phẳng, không có mayơ. 
 - Nếu bánh răng cần có mayơ thì nên để mayơ nằm về một phía lúc đó ta có 
thể gá đ−ợc hai chi tiết cùng một lúc để gia công, tăng đ−ợc năng suất. 
 - Bề dày của mặt bên phải đủ để tránh biến dạng khi nhiệt luyện. 
 - Hình dáng, kích th−ớc các rãnh (nếu có) phải thuận tiện cho việc thoát dao. 
 - Kết cấu bánh răng phải tạo điều kiện cho việc gia công bằng nhiều dao 
cùng một lúc. 
 - Các bánh răng bậc nên có cùng một môđun để thuận tiện cho việc gia 
công, giảm đ−ợc thời gian thay dao, tăng năng suất. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
148
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
9.8- chuẩn định vị 
 Tùy theo kết cấu, sản l−ợng và độ chính xác yêu cầu mà ta chọn chuẩn cho 
thích hợp: 
 - Khi gia công bánh răng có lỗ, dù là bánh răng trụ, côn, bánh vít thì chuẩn 
tinh thống nhất là mặt lỗ. Ngoài lỗ ra, ng−ời ta còn chọn thêm mặt đầu làm chuẩn, lúc 
đó mặt lỗ và mặt đầu phải gia công trong một lần gá để đảm bảo độ vuông góc giữa 
mặt đầu và tâm lỗ. 
 Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, ở nguyên công đầu tiên ng−ời ta 
th−ờng dùng một mặt đầu và mặt ngoài của bánh răng làm chuẩn thô. Sau khi nhiệt 
luyện, khi cần mài lại lỗ ng−ời ta phải dùng vành răng để định vị bằng vòng lăn. 
 Nh− vậy, trong những tr−ờng hợp gia công bánh răng có lỗ, chuẩn định 
vị có thể là tất cả các bề mặt. 
 - Đối với các loại trục răng, chuẩn lắp ráp là bề mặt cổ trục. Vì vậy, phôi 
của các loại bánh răng này đ−ợc gia công nh− các trục bậc và chuẩn định vị có thể là 
mặt đầu, cổ trục và hai lỗ tâm. 
9.9- quy trình công nghệ tr−ớc khi cắt răng 
 Quy trình công nghệ gia công phôi tr−ớc khi cắt răng bao gồm các nguyên công 
nh− sau: 
 - Gia công thô mặt lỗ. 
 - Gia công tinh mặt lỗ. 
 - Gia công thô mặt ngoài. 
 - Gia công tinh mặt ngoài. 
 Ngoài ra, nếu cần còn có thêm các nguyên công nh− khoan lỗ, phay rãnh then, 
then hoa trên trục răng hoặc làm ren... 
 - Khi sản l−ợng nhỏ, việc gia công phôi tr−ớc khi cắt răng đ−ợc thực hiện 
trên máy tiện. Lỗ bánh răng cần phải doa vì yêu cầu phải có độ chính xác cao. 
 - Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, th−ờng dùng ph−ơng pháp 
chuốt để gia công lỗ, kể cả lỗ có rãnh then, then hoa. Trong tr−ờng hợp này, tr−ớc khi 
chuốt th−ờng đ−ợc khoan hoặc khoét trên máy khoan đứng; các nguyên công khác chỉ 
đ−ợc gia công sau khi chuốt lỗ bởi vì ph−ơng pháp chuốt có thể đạt đ−ợc độ chính xác 
kích th−ớc rất cao nh−ng độ chính xác về vị trí t−ơng quan của mặt lỗ với mặt khác lại 
khá thấp. 
 Các mặt ngoài đ−ợc gia công trên máy tiện bán tự động hoặc trên dây 
chuyền tự động. 
 - Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, th−ờng gia công chuẩn bị tr−ớc khi 
cắt răng trên các máy tiện và các máy rơvônve. 
 - Các bánh răng có đ−ờng kính > 500 mm th−ờng đ−ợc gia công chuẩn bị 
tr−ớc khi cắt răng trên máy tiện đứng. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
149
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
9.10- Các ph−ơng pháp gia công răng 
 Bánh răng là chi tiết quan trọng, có độ bền và tuổi thọ cao. Thông th−ờng, răng 
của bánh răng có biên dạng là đ−ờng thân khai. 
 Về nguyên lý tạo răng, có thể chia thành hai ph−ơng pháp gia công là ph−ơng 
pháp định hình và ph−ơng pháp bao hình. 
 - Ph−ơng pháp định hình là ph−ơng pháp cắt răng mà dụng cụ cắt có biên 
dạng l−ỡi cắt là rãnh răng. Quá trình cắt răng không liên tục, khi cắt thì cắt từng rãnh 
răng một, sau đó phân độ để gia công tiếp rãnh răng khác. 
 - Ph−ơng pháp bao hình là ph−ơng pháp cắt răng mà dụng cụ cắt không 
cần có biên dạng l−ỡi cắt là rãnh răng. Quá trình cắt răng diễn ra liên tục, khi cắt dụng 
cụ cắt sẽ lăn t−ơng đối trên vành của bánh răng gia công và khi đó quỹ tích các đ−ờng 
bao của dụng cụ cắt là prôfin thân khai của răng bánh răng gia công. 
 9.10.1- Gia công bánh răng trụ 
 a) Gia công theo ph−ơng pháp định hình 
 c Phay định hình 
 Phay răng bằng ph−ơng pháp định hình đ−ợc tiến hành bằng dao phay định hình 
mà prôfin của nó phù hợp với prôfin của rãnh răng. 
 * Răng thẳng: 
 Dao phay định hình dùng để gia công bánh răng là dao phay đĩa môđun (hình a) 
hoặc dao phay ngón môđun (hình b). 
n
s
a) b) 
n 
s 
Hình 9.2- Gia công bánh răng trụ bằng dao phay định hình 
 Ph−ơng pháp này đ−ợc sử dụng nhiều trên máy phay vạn năng có trang bị dụng 
cụ phân độ. Khi gia công, chi tiết đ−ợc gá vào ụ phân độ, dao đ−ợc gá sao cho đ−ờng 
kính ngoài (dao phay đĩa môđun) hoặc mặt đầu (dao phay ngón) trùng với đ−ờng sinh 
cao nhất của chi tiết. Sau đó, điều chỉnh dao ở độ cao sao cho rãnh răng có chiều sâu 
theo yêu cầu (tùy theo môđun răng gia công). Tiến hành gia công. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
150
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 Gia công xong một răng thì dùng đầu phân độ để quay chi tiết một góc 3600/z 
(với z là số răng cần gia công) rồi tiếp tục gia công răng tiếp theo, cứ thế cho đến hết. 
 * Răng nghiêng: 
 Khi phay bánh răng trụ răng nghiêng, việc gá dao và chi tiết cũng nh− phân độ 
để cắt hết các răng giống nh− với răng thẳng, chỉ khác một điều là phải quay bàn máy 
đi một góc β phù hợp với góc nghiêng của răng. 
 Để tạo đ−ợc răng nghiêng cần thực hiện đồng bộ chạy dao của bàn máy và 
chuyển động quay của đầu phân độ bằng cách nối trục vitme bàn máy thông qua bộ 
bánh răng thay thế với trục truyền động của đầu phân độ. 
 Khi quay bàn máy 
cần chú ý chiều nghiêng 
của răng trên chi tiết: 
đối với răng nghiêng trái 
thì bàn máy quay theo 
chiều đồng hồ khi nhìn 
từ trên xuống (nh− hình 
bên) và khi răng nghiêng 
phải thì quay bàn máy 
ng−ợc chiều đồng hồ. 
β 
Hình 9.3- Sơ đồ gia công bánh trụ răng nghiêng
 * Răng chữ V: 
 Ph−ơng pháp phay định hình cũng có thể gia công đ−ợc bánh răng trụ răng hình 
chữ V liên tục có góc nhọn. 
 Cắt loại răng liên tục góc vê tròn này đ−ợc 
thực hiện bằng dao phay ngón trên máy phay 
vạn năng có cơ cấu phân độ và đảo chiều quay 
của bánh răng trong quá trình chạy dao dọc 
(t−ơng tự nh− răng nghiêng nh−ng phải làm hai 
lần) hoặc gia công trên máy bán tự động 
chuyên dùng. Góc nhọn đ−ợc vê tròn có bán 
kính đúng bằng bán kính của dao phay ngón. 
Hình 9.4- Phay bánh răng trụ 
chữ V bằng dao phay ngón 
 Đặc điểm của phay định hình: 
 - Đạt độ chính xác thấp (cấp 7, 8); khó khăn trong việc điều chỉnh chính 
xác vị trí t−ơng đối giữa dao và vật. Năng suất thấp nh−ng lại t−ơng đối đơn giản. 
 - Th−ờng là sản xuất bánh răng cho bộ truyền tốc độ thấp (< 5 m/s). Trong 
sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, đối với những bánh răng có môđun lớn, ph−ơng 
pháp này chỉ dùng để gia công phá. 
 - Dao phải có biên dạng rãnh răng, tuy nhiên rãnh răng lại thay đổi theo 
môđun và số răng. Do vậy, để đảm bảo tính kinh tế, dao phay định hình đ−ợc sản xuất 
theo bộ 8, 15 hoặc 26 con với cùng môđun và góc ăn khớp. Mỗi dao dùng để sản xuất 
một loại bánh răng trong phạm vi s ...  Tr−ờng Đại học Bách khoa 
170
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 * Bào răng bao hình: 
 Bào răng bao hình th−ờng đ−ợc sử dụng để gia công các bánh răng côn có 
môđun nhỏ. 
 Ph−ơng pháp này có tính vạn năng cao, đảm bảo chất l−ợng gia công bằng dụng 
cụ đơn giản, rẻ tiền. Tuy nhiên, vì năng suất thấp, do đó nó chỉ đ−ợc dùng trong sản 
xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. 
 Trong quá trình cắt, bánh răng gia công và bánh dẹt sinh ăn khớp với nhau. Các 
dao bào răng thực chất là một răng của bánh dẹt sinh, còn l−ỡi cắt thẳng của dao là các 
phía của các răng kề nhau của bánh dẹt sinh. 
 Máy bào răng cổ điển Bilgram Reinecker đ−ợc coi là loại máy bao hình gia 
công bánh răng lâu đời nhất. Hiện nay, tuy không còn đ−ợc sử dụng để gia công nữa 
nh−ng nhờ vào nó ta dễ nhận thực đ−ợc nguyên lý gia công bánh răng côn răng thẳng 
bằng ph−ơng pháp bao hình. 
1 
2
3
4
5
6
8
9 
K
K
K-K 
5 
6 
10 
7
Hình 9.38- Sơ đồ nguyên lý của máy bào răng Bilgram Reinecker 
 - Trục vít 1 truyền chuyển động quay cho giá 3 qua bánh vít 2, giá 3 mang 
cả trục 4 quay quanh tâm của nó. Cam 5 là một nửa hình elip đ−ợc hai băng thép 10 
giữ cho luôn luôn tiếp xúc với mặt phẳng 6 và chỉ có thể lăn không tr−ợt trên đó. Cam 
5 giữ vai trò nh− một mặt nón có góc đỉnh đúng bằng nón chia của bánh răng gia công 
8. Khi trục 4 quay quanh trục của giá 3 buộc cam 5 phải lăn không tr−ợt trên mặt 6 
làm cho bánh răng gia công 8 vừa quay trục của nó vừa quay quanh trục của giá 3. 
Nh− vậy, bánh răng gia công 8 đã thực hiện đúng chuyển động ăn khớp với bánh dẹt 
sinh 9 t−ởng t−ợng đứng yên. Dao 7 chỉ có chuyển động tới lui để cắt gọt, quỹ đạo của 
l−ỡi cắt chính là một cạnh răng của bánh dẹt sinh t−ởng t−ợng 9. 
 - Ph−ơng pháp này mỗi lần gia công đ−ợc một cạnh bên của răng, gia công 
xong, ng−ời ta tiến hành phân độ để gia công tiếp cạnh bên của răng tiếp theo. Khi đã 
gia công xong cạnh bên của tất cả các răng, để gia công các cạnh bên đối diện của các 
răng, bánh răng gia công vẫn đ−ợc gá đặt nh− cũ nh−ng dao sẽ đ−ợc thay bằng dao 
khác có l−ỡi cắt ng−ợc với l−ỡi cắt ban đầu. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
171
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 Vì mỗi lần chỉ cắt một bên cạnh răng nên bào một dao cho năng suất thấp. 
Do vậy để năng cao năng suất, ngày nay ng−ời ta th−ờng dùng ph−ơng pháp bào bằng 
hai dao với dao vừa có chuyển động cắt, vừa có chuyển động bao hình do giá dao lắc 
l− quay quanh trục của nó; còn chi tiết chỉ quay quanh trục của nó. 
Hình 9.40- Kết cấu của đầu dao.
Hình 9.39- Sơ đồ bào bao hình bằng hai dao. 
 Khi cắt, mỗi dao cắt một cạnh bên của răng và hai dao luôn chạy ng−ợc chiều 
nhau để khử quán tính. Giá dao (có bánh dẹt sinh t−ởng t−ợng) chỉ quay lắc l− vì nếu 
quay toàn vòng thì cần thêm một bàn dao nữa, sẽ rất phức tạp. 
 b) Gia công bánh răng côn răng cong 
 Bánh răng côn răng cong đ−ợc sử dụng nhiều vì những tính chất nổi trội nh− 
khả năng truyền mômen xoắn lớn, truyền động êm, ít ồn, hệ số trùng khớp cao, có thể 
đạt đ−ợc tỷ số truyền lớn với không gian t−ơng đối bé. Tuy nhiên, bánh răng côn răng 
cong lại có lực chiều trục lớn (hơn bánh răng côn răng thẳng). 
 Về mặt chế tạo bánh răng côn răng cong đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp 
chuyên dùng nh−ng do có thể cắt đ−ợc liên tục nên năng suất đạt đ−ợc cao. 
 Nếu trên bánh dẹt sinh có một vòng tròn bán kính Ra luôn luôn lăn không tr−ợt 
với một vòng tròn bán kính rs trên đầu dao thì quỹ đạo chuyển động t−ơng đối của một 
l−ỡi cắt sẽ vạch trên bánh dẹt sinh một đ−ờng cong: 
 - Khi rs = 0, ta có đ−ờng cung tròn, hay sẽ đ−ợc bánh răng côn dạng cung 
tròn (còn gọi là răng hệ Gleason). Loại này có chiều cao răng thay đổi. 
 - Khi rs ≠ 0, ta có đ−ờng cong epixicloid, hay sẽ đ−ợc bánh răng côn dạng 
epixicloid (còn gọi là răng hệ Mammano). Loại này có chiều cao răng không đổi. 
 - Khi rs = ∞, ta có đ−ờng thân khai, hay sẽ đ−ợc bánh răng côn dạng cung 
thân khai (còn gọi là răng hệ Klingelnberg). 
 c Gia công bánh răng dạng cung tròn 
 Hiện nay, loại bánh răng côn dạng cung tròn đ−ợc sử dụng phổ biến. Gia công 
loại này đ−ợc thực hiện trên máy Gleason bằng ph−ơng pháp bao hình với đầu dao 
phay. Nguyên lý làm việc của máy dựa trên sự ăn khớp (hay lăn) giữa bánh dẹt sinh 
với bánh răng gia công. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
172
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
Chi tiết
Ra
Bánh dẹt sinh
Dao
O 
nct
nbds
nd 
Hình 9.41- Sơ đồ gia công bánh răng côn răng dạng cung tròn 
 Khi gia công, đầu dao gồm nhiều dao có dạng hình thang đ−ợc lắp trên một 
vòng tròn, th−ờng đ−ợc bố trí một l−ỡi cắt phía ngoài, một l−ỡi cắt trong liên tiếp nhau. 
Các l−ỡi cắt đóng vai trò một răng của bánh dẹt sinh ở vị trí cắt. 
 Chi tiết đ−ợc lắp trên trục chính máy và đỉnh nón chia của chi tiết đ−ợc gá đặt 
trùng với đỉnh của bánh dẹt sinh. 
 Chuyển động quay của đầu dao và số dao trên đó không bị ràng buộc bởi một tỷ 
số truyền nào cả mà chỉ phụ thuộc vào các yếu tố cắt gọt. 
 Tr−ớc lúc bắt đầu làm việc, 
vật đ−ợc dịch chuyển h−ớng kính 
để lấy chiều sâu rãnh răng. Ngoài 
chuyển động quay quanh trục của 
mình để tạo vận tốc cắt, đầu dao 
còn đ−ợc quay cùng với đĩa gá 
thực hiện chuyển động ăn khớp 
của bánh dẹt sinh với chi tiết gia 
công. Mặt phẳng đầu răng của dao 
phải tiếp xúc với mặt nón chân 
răng của chi tiết và lăn không tr−ợt 
trên nhau, cho nên giữa chuyển 
động lắc l− của đầu máy (chuyển 
động ăn khớp của bánh dẹt sinh) 
với chuyển động của chi tiết phải 
thoả mãn tỷ số truyền thích hợp. Hình 9.42- Gia công báng răng côn cung tròn.
 Dạng răng cung tròn là loại bánh răng côn duy nhất có thể tiến hành mài biên 
dạng đ−ợc. Nguyên lý gia công khi mài cũng giống nh− khi cắt răng. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
173
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 d Gia công bánh răng dạng epixicloid 
 Gia công răng côn dạng epixicloid đ−ợc tiến hành trên máy Oerlikon với năng 
suất cao vì kết cấu máy và đầu dao cho phép gia công liên tục và đồng thời trên tất cả 
các răng bằng sự lăn của dao và chi tiết gia công nh− khi phay lăn răng bánh răng trụ. 
 Vì đ−ờng epixicloid là đ−ờng đ−ợc tạo nên từ 
một điểm trên một vòng tròn lăn không tr−ợt trên 
một đ−ờng cong, do đó để gia công răng có dạng 
đ−ờng epixicloid thì việc gá đặt giống nh− gia công 
răng dạng cung tròn chỉ khác ở việc bố trí các l−ỡi 
cắt trên đầu dao quay. 
 Các l−ỡi cắt đ−ợc bố trí trên đầu dao (là một đĩa 
phẳng) theo dạng đ−ờng Archimede, ứng với một 
đ−ờng Archimede là một dao (từ 3 ữ 5 l−ỡi cắt) tạo 
thành một răng thanh răng. Có thể dùng một dãy dao 
Hình 9.43- Sơ đồ bố trí dao. 
hoặc nhiều dãy dao (th−ờng từ 2 ữ 9 dãy). 
 Khi gia công, dụng cụ cắt và bánh răng gia công phải thực hiện sự ăn khớp của 
bánh răng côn với bánh dẹt sinh t−ởng t−ợng. 
Dao
Bánh dẹt sinh
Ra 
Od rs 
Hình 9.44- Sơ đồ nguyên lý tạo h−ớng răng. Hình 9.45- Gia công răng côn cung epixicloid.
 Cũng giống nh− ph−ơng pháp gia công dạng cung tròn, bánh dẹt sinh đ−ợc thay 
bằng đĩa gá quay với tốc độ nd mà trên đó có đặt đầu dao phay quay với tốc độ v với 
tâm quay lệch so với tâm của đĩa gá. 
 Prôfin răng của bánh dẹt sinh chính là prôfin răng dao, nó có dạng hình thang 
và mặt bên của răng tạo ra đ−ờng xycloid kéo dài. 
 Góc của côn chia cũng t−ơng tự nh− góc côn của chân răng và đỉnh răng, có 
nghĩa là với ph−ơng pháp này sẽ tạo ra răng có chiều cao không đổi. 
 Trong quá trình gia công, ngoài chuyển động ăn khớp, đầu dao không quay độc 
lập nh− khi cắt răng dạng cung tròn mà có mối liên hệ với chuyển động quay của bánh 
răng gia công qua xích phân độ. 
 e Gia công bánh răng dạng thân khai 
 Gia công bánh răng côn có răng dạng thân khai đ−ợc thực hiện trên máy 
Klingelberg bằng một dao phay lăn đặc biệt. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
174
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 Dao phay lăn có dạng côn, răng của dao đ−ợc phân bố trên đ−ờng xoắn vít côn 
mà b−ớc của nó trên đ−ờng côn chia là không đổi. Rãnh thoát phoi tạo nên mặt tr−ớc 
của dao, mặt bên và đỉnh răng đ−ợc mài tạo thành góc sau nh− dao phay lăn trục vít. 
 Tuy b−ớc của dao không đổi nh−ng góc nâng của ren lại thay đổi, do đó mặt gia 
công không có biên dạng thân khai suốt cả chiều dài bánh răng mà biên dạng thực tế 
có dạng paloid. Vì thế, loại bánh răng này còn đ−ợc gọi là bánh răng côn paloid. 
O 
nd
nct
Bánh dẹt sinh
Dao
nbds
Hình 9.46- Sơ đồ gia công bánh răng côn răng dạng thân khai
 Ph−ơng pháp này dựa trên nguyên lý ăn khớp của dụng cụ và bánh dẹt sinh 
t−ởng t−ợng mà bánh này tạo nên với đĩa gá lắc l− của máy. 
 Dao đ−ợc gá trên đĩa gá mà trục quay của nó trùng với trục quay của bánh dẹt 
sinh. Trục của bánh răng gia công và bánh dẹt sinh t−ởng t−ợng cắt nhau trong mặt 
phẳng chia của bánh dẹt sinh. Đ−ờng sinh nón chia của dao nằm trên mặt phẳng chia 
của bánh dẹt sinh. Dao lăn trên bánh dẹt sinh và thực hiện thêm chuyển động quay 
cùng đĩa gá xung quanh trục của nó. 
 Để l−ỡi cắt tạo nên hình bao lên bánh răng gia công, giá mang đầu dao còn phải 
mang chuyển động quay chậm từ vị trí bắt đầu đến vị trí kết thúc với một góc quay gọi 
là góc bao hình. 
 Với mỗi trị số môđun pháp tuyến và với mỗi góc ăn khớp, khi gia công cần có 
một dao phay riêng. Nh− vậy, khi gia công một cặp bánh răng côn răng thân khai ăn 
khớp với nhau cần phải có hai dao, một dao xoắn phải để cắt bánh răng xoắn trái và 
một dao xoắn trái để cắt bánh răng xoắn phải. 
 Răng của bộ truyền đ−ợc sản xuất có chiều dày bằng nhau, gia công liên tục. 
 9.10.3- Gia công bánh vít 
 Khi gia công bánh vít, dụng cụ cắt trong mọi tr−ờng hợp đều đóng vai trò trục 
vít ăn khớp với bánh vít đ−ợc cắt. Về mặt kết cấu, dụng cụ cắt hoàn toàn giống trục vít 
sẽ ăn khớp với bánh vít gia công khi làm việc, chỉ khác là đ−ờng kính ngoài của dụng 
cụ cắt lớn hơn đ−ờng kính ngoài của trục vít một l−ợng bằng khe hở h−ớng kính. 
 Gia công bánh vít đ−ợc thực hiện trên máy phay lăn răng bằng dao phay lăn 
hoặc trên máy phay ngang bằng dao quay. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
175
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
 a) Gia công bánh vít bằng dao phay lăn 
 c Tiến dao h−ớng kính 
 Khi gia công bánh vít theo ph−ơng pháp tiến dao h−ớng kính, cần gá đặt sao 
cho đ−ờng kính của dao phay lăn nằm trong mặt phẳng đối xứng của bánh vít. 
 Khi cắt, dao quay tròn, chi tiết cũng quay 
tròn; hai chuyển động này theo một tỷ số 
truyền xác định. 
 Chuyển động chạy dao h−ớng kính đ−ợc 
dao (hoặc chi tiết) thực hiện cho đến khi dao 
có vị trí t−ơng ứng vị trí của trục vít ăn khớp 
với bánh vít. L−ợng tiến dao S = 0,55 ữ 1 mm/ 
vòng quay chi tiết. 
 Khi cắt hết chiều sâu răng, chi tiết quay 1 
ữ 2 vòng nữa để nâng cao độ chính xác răng. 
 Ph−ơng pháp này cho phép đạt năng suất cao vì hành trình ngắn nh−ng có 
nh−ợc điểm là độ nhám bề mặt thấp, bị cắt lẹm do góc nghiêng ở đỉnh chi tiết không 
giống góc xoắn của dao. 
 Vì có hiện t−ợng cắt lẹm nên khi góc nâng trục vít lớn hơn 
6 ữ 80 thì không cho phép dùng ph−ơng pháp này để gia công 
lần cuối. 
 Trong thực tế, khi không có dao phay lăn bánh vít thì có 
thể dùng dao phay lăn bánh răng, lúc này bánh vít đ−ợc gia 
công sẽ có sai số lớn (dao phay lăn có đ−ờng kính càng lớn so 
với trục vít thì sai số gia công bánh vít càng lớn). 
Hình 9.47- Lăn răng bánh vít
bằng tiến dao h−ớng kính
v S
 d Tiến dao tiếp tuyến 
 Khi gia công bánh vít bằng ph−ơng pháp lăn tiến dao tiếp tuyến, đ−ờng tâm của 
dao lăn đ−ợc gá đặt cách đ−ờng tâm của chi tiết một khoảng đúng bằng khoảng cách 
giữa tâm bánh vít và trục vít. 
S
v 
 Về mặt kết cấu, dao phay lăn trong 
tr−ờng hợp này gồm hai phần: 
 - Phần đầu hình côn để khi cắt chiều 
sâu cắt tăng không quá đột ngột, góc côn 
th−ờng 10 ữ 150. 
 - Phần sau có hình trụ để cắt tinh. 
 Khi cắt, dao quay tròn và tiến thẳng 
theo h−ớng tiếp tuyến với vòng lăn của 
bánh vít; còn chi tiết chỉ thực hiện chuyển 
động quay bao hình. Hình 9.48- Lăn răng bánh vít
bằng tiến dao tiếp tuyến
 Số vòng quay của dao và chi tiết 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
176
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 
chẳng những phải phù hợp với tỷ số truyền của cặp trục vít - bánh vít mà chi tiết còn 
có thêm chuyển động vi sai để bù lại l−ợng tiến dao theo h−ớng tiếp tuyến (giống nh− 
khi phay lăn răng bánh răng nghiêng). 
 Ph−ơng pháp này th−ờng dùng để gia công bánh vít có môđun m = 3 ữ 12 mm; 
l−ợng tiến dao tiếp tuyến S = 1,1 ữ 1,6 mm/ vòng quay chi tiết. Nói chung, ph−ơng 
pháp này có năng suất thấp nh−ng cũng th−ờng đ−ợc dùng vì dễ điều chỉnh khoảng 
cách tâm, độ bóng bề mặt răng cao và không có hiện t−ợng cắt lẹm. 
 e Tiến dao phối hợp 
 Ph−ơng pháp này phối hợp cả hai cách tiến dao trên nên khắc phục đ−ợc nh−ợc 
điểm của cả hai. 
 Với ph−ơng pháp này, ban đầu cắt thô bằng cách tiến dao h−ớng kính sẽ đạt 
đ−ợc năng suất cao. Sau khi đạt đ−ợc khoảng cách tâm của cặp ăn khớp trục vít - bánh 
vít thì bắt đầu tiến dao theo h−ớng tiếp tuyến để sửa đúng bề mặt gia công. Nh− vậy, 
chỉ cần dùng dao phay lăn hình trụ. 
 b) Gia công bánh vít bằng dao quay 
 Vì dao phay lăn quá đắt tiền nên trong sản xuất nhỏ ng−ời ta dùng dao quay. 
L−ỡi dao đ−ợc gắn trên trục dao quay tạo thành dao phay lăn một l−ỡi, biên dạng và 
kích th−ớc của l−ỡi dao phải giống hệt nh− một l−ỡi của dao phay lăn t−ơng ứng. Góc 
tạo thành bởi mặt tr−ớc của dao với đ−ờng tâm của trục dao phải bằng góc nâng của 
trục vít mà nó sẽ ăn khớp với bánh vít sau khi gia công. 
n 
S Khi cắt, dao có chuyển động quay tròn, chi 
tiết cũng có chuyển động quay tròn; hai chuyển 
động này theo một tỷ số truyền nh− bánh vít gia 
công xong ăn khớp với trục vít. Nghĩa là khi dao 
quay một vòng, chi tiết phải quay đ−ợc Zd răng, 
mà Zd đúng bằng số đầu ren của trục vít. 
 Để lăn hết s−ờn răng còn phải có chuyển 
động chạy dao tiếp tuyến và chi tiết phải có 
chuyển động quay thêm t−ơng ứng. Hình 9.49- Gia công bánh vít
bằng dao quay một l−ỡi Trục dao gá cách đ−ờng tâm của chi tiết một 
khoảng đúng bằng khoảng cách giữa trục vít và bánh vít khi làm việc. 
 ở đây chỉ cần một đ−ờng chuyển dao là cắt xong chi tiết. Khoảng chạy dao 
không lớn nh−ng vì số l−ỡi cắt quá ít (chỉ là 1) nên nếu muốn có độ nhám bề mặt biên 
dạng không quá lớn thì l−ợng chạy dao phải khá bé, vì vậy năng suất gia công sẽ thấp. 
 Để nâng cao năng suất và độ bóng bề mặt răng, ng−ời ta dùng hai hoặc ba dao. 
Các dao này đ−ợc lắp trên cùng một đ−ờng xoắn bằng đ−ờng xoắn của trục vít ăn khớp 
với bánh vít cần gia công. Dao tr−ớc cắt thô còn dao sau sẽ cắt tinh. Các dao tr−ớc có 
thể làm thành bậc thang (không cần có biên dạng chính xác) để phân phối l−ợng d− 
cho hợp lý. Với nhóm dao nh− vậy, l−ợng chạy dao có thể lớn hơn. 
L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
177