Đai răng hình cung: Ưu điểm và thiết kế truyền động
Đai răng hình cung giúp truyền động êm, chính xác và giảm rung hiệu quả. Bài viết nêu rõ ưu điểm kỹ thuật và cách thiết kế chuẩn. Nội dung phù hợp doanh nghiệp chọn đai truyền động.
Trong các hệ truyền động công nghiệp hiện đại, đai răng hình cung được sử dụng rộng rãi nhờ đặc tính ăn khớp chính xác và ổn định. So với các loại đai truyền thống, dòng đai này mang lại hiệu suất cao và giảm đáng kể rung động trong quá trình làm việc. Việc hiểu rõ ưu điểm và cơ chế truyền động của đai răng hình cung giúp doanh nghiệp chọn đúng loại đai phù hợp với nhu cầu sản xuất.
Ưu điểm của đai răng hình cung
Trong các hệ truyền động công nghiệp hiện đại, đai răng hình cung được sử dụng rộng rãi nhờ đặc tính ăn khớp chính xác và ổn định. So với các loại đai truyền thống, dòng đai này mang lại hiệu suất cao và giảm đáng kể rung động trong quá trình làm việc. Việc hiểu rõ ưu điểm đai răng hình cung giúp doanh nghiệp chọn đúng loại đai phù hợp với nhu cầu sản xuất.
Dựa vào hình dạng răng, đai răng đồng bộ chia thành hai loại chính: đai răng hình thang và đai răng hình cung. Đai răng hình thang có xu hướng tập trung ứng suất tại chân răng. Khi đường kính puli nhỏ, răng dễ biến dạng, làm giảm độ ăn khớp, gây tiếng ồn và rung động. Ngược lại, đai răng hình cung phân bố đều ứng suất, ăn khớp ổn định, giảm tiếng ồn và rung, phù hợp cho cả truyền động chính lẫn cấp phôi trong các trung tâm gia công.
Thiết kế truyền động bằng đai răng hình cung
Sau khi nắm được các ưu điểm về hiệu suất, ta cần xem xét chi tiết các yếu tố thiết kế ảnh hưởng đến truyền động.
Thiết kế truyền động đai răng gồm 3 bước: thiết kế đơn giản, tính toán hình học và kiểm tra độ bền. Với truyền động yêu cầu cao, nếu đã xác định sẵn khoảng cách trục và mô đun thì có thể bỏ qua bước đầu tiên. Sau đó, các thông số cơ bản như bước răng, đường kính vòng chia sẽ được tính toán dựa theo điều kiện công suất và tốc độ. Đặc biệt, trong bước cuối, các bài kiểm tra ứng suất tiếp xúc và uốn sẽ giúp đảm bảo độ bền. Truyền động răng cung đòi hỏi độ chính xác cao ngay từ khâu thiết kế để tránh sai lệch ăn khớp khi vận hành thực tế.
Hình 1. Thiết kế truyền động của đai răng hình cung
Cấu trúc truyền động bánh răng đơn cung
Khi thiết kế đã được xác lập, việc kiểm tra độ bền của răng là bước quan trọng không thể bỏ qua.
Ở dạng bánh răng đơn cung, răng lồi của bánh nhỏ có biên dạng làm việc ngoài vòng chia, còn răng lõm của bánh lớn nằm trong vòng chia. Nhờ bán kính cung răng lớn hơn, hai bề mặt răng tiếp xúc tại một điểm tức thời và tách ra, tạo nên đặc điểm truyền động điểm chạm. Sau giai đoạn chạy-in, vùng tiếp xúc răng được mở rộng theo chiều cao răng, giúp nâng cao khả năng truyền lực. Đây là cấu trúc truyền động chỉ phù hợp cho tải vừa, vận tốc trung bình, do giới hạn tiếp xúc vẫn là điểm.
Truyền động bánh răng song cung – hướng phát triển mới
Không chỉ ở đai truyền động, các dạng bánh răng đơn cung cũng đóng vai trò trong cơ chế ăn khớp.
Ở dạng song cung, răng chủ động dùng phần lõm đẩy răng bị động, sau đó chuyển sang phần lồi để tiếp tục đẩy, tạo hai điểm tiếp xúc lý thuyết. Sau khi chạy-in, bề mặt răng hình thành hai đường tiếp xúc rõ rệt, giúp đạt trạng thái truyền động răng cung ổn định, giảm rung và tiếng ồn. Ngoài ra, do chân răng dày hơn, tải trọng truyền được tăng trên 30% so với bánh đơn cung. Đặc biệt, cả hai bánh răng có thể dùng cùng một dao phay răng, giúp tối ưu chi phí sản xuất.
Kết luận
Đai răng hình cung là giải pháp lý tưởng cho các hệ thống truyền động cần hiệu suất cao, độ chính xác lớn và độ bền vượt trội. Với khả năng giảm rung động, chống trượt và vận hành êm ái, loại đai này ngày càng được tin dùng trong cả truyền động chính và truyền động cấp phôi. Tuy yêu cầu lắp đặt và sản xuất có phần khắt khe hơn, nhưng lợi ích mang lại hoàn toàn xứng đáng với chi phí đầu tư. Do đó, trong các ứng dụng tốc độ cao và tải lớn, đai răng hình cung sẽ tiếp tục là xu hướng dẫn đầu trong giải pháp truyền động công nghiệp.
