Bánh răng côn

Bánh răng côn là gì?

Bánh răng côn (bevel gear) là loại bánh răng có bề mặt răng được gia công trên mặt nón, dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt nhau, thường ở góc 90°.
Khác với bánh răng trụ, bánh răng côn có đường kính vòng chia giảm dần từ ngoài vào trong, giúp thay đổi hướng quay một cách mượt mà.

Trong ngành cơ khí, bánh răng côn được sử dụng rộng rãi trong hộp số, bộ vi sai ô tô, máy công cụ, thiết bị nâng hạ và nhiều hệ thống truyền động công nghiệp.

Cấu tạo

Một bánh răng côn cơ bản bao gồm:

• Vành răng: Phần gia công biên dạng răng trên mặt nón.

• Lỗ tâm hoặc trục gá: Kết nối với trục truyền động.

• Mặt bích/thân bánh răng: Tạo độ cứng vững và truyền lực từ trục đến răng.

• Đỉnh và chân nón: Xác định hình học bánh răng.

Thông số kỹ thuật quan trọng:

• Môđun (m)

• Số răng (Z)

• Góc côn (Pitch cone angle)

• Chiều cao răng (h)

• Góc ăn khớp (thường 20° theo ISO)

Nguyên lý hoạt động

Bánh răng côn hoạt động dựa trên nguyên tắc ăn khớp giữa các răng nằm trên mặt nón.
Khi bánh chủ động quay, răng của nó đẩy răng bánh bị động, truyền mô-men xoắn và thay đổi hướng quay.

Phân loại

Bánh răng côn thẳng

• Răng thẳng, dễ gia công, giá thành thấp.

• Phù hợp tốc độ thấp, tải nhẹ.

Bánh răng côn xoắn

• Răng cong, ăn khớp êm, chịu tải cao.

• Dùng cho tốc độ cao, yêu cầu giảm ồn.

Bánh răng côn hypoid

• Trục truyền lệch nhau, không giao nhau.

• Ứng dụng trong bộ vi sai ô tô, giúp vận hành êm và tăng mô-men.

Bánh răng côn Zerol

• Răng cong nhưng góc nghiêng răng bằng 0°, tính năng giữa răng thẳng và răng xoắn.

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm:

• Truyền động giữa trục cắt nhau (thường 90°).

• Hiệu suất cao (97%).

• Có thể truyền mô-men lớn.

• Độ bền cao, tuổi thọ dài.

Nhược điểm:

• Gia công phức tạp, cần máy chuyên dụng.

• Yêu cầu lắp ráp chính xác.

• Giá thành cao hơn bánh răng trụ.

Ứng dụng 

• Bộ vi sai ô tô (Differential Gear)

• Hộp số máy công cụ

• Hệ thống nâng hạ

• Máy cán thép

• Thiết bị khai thác mỏ

• Ngành hàng hải – truyền động trục chân vịt

Vật liệu chế tạo

• Thép hợp kim tôi – ram: 20CrMnTi, 40Cr, 17CrNiMo6 – chịu tải cao.

• Gang xám: Tốc độ thấp, tải nhẹ.

• Thép không gỉ: Môi trường ẩm, ăn mòn.

• Nhựa kỹ thuật: Giảm ồn, tải nhẹ.

Xử lý nhiệt: Thấm carbon, tôi cảm ứng để đạt độ cứng bề mặt 58–62 HRC.

Quy trình gia công

1. Tạo phôi – đúc hoặc rèn.

2. Gia công thô – tiện, phay mặt nón.

3. Gia công răng – phay răng côn Gleason/Klingelnberg.

4. Xử lý nhiệt – thấm carbon, tôi, ram.

5. Mài răng – đạt cấp chính xác 6–7 theo ISO 1328.

6. Kiểm tra – đo mô-đun, biên dạng, độ đảo.

Tiêu chuẩn sản xuất bánh răng côn

• ISO 1328-1 – Tiêu chuẩn độ chính xác bánh răng côn.

• AGMA 2003-C10 – Tiêu chuẩn Mỹ.

• JIS B 1704 – Tiêu chuẩn Nhật.

Cách chọn bánh răng côn phù hợp

• Xác định tỷ số truyền cần thiết.

• Lựa chọn loại răng phù hợp tải và tốc độ.

• Chọn vật liệu theo môi trường làm việc.

• Yêu cầu độ chính xác theo ứng dụng.

• Tham khảo đơn vị gia công uy tín.

Xu hướng công nghệ mới

• CNC 5 trục – gia công nhanh, chính xác cao.

• Mài răng côn siêu chính xác – giảm ồn, tăng tuổi thọ.

• Mô phỏng 3D – tối ưu thiết kế trước khi sản xuất.

• Vật liệu mới – hợp kim nhẹ, composite chống ăn mòn.