Tiêu chuẩn TCVN 12133:2017 Hệ thống độ chính xác của bánh răng côn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12133:2017

ISO 17485:2006

BÁNH RĂNG CÔN - HỆ THỐNG ĐỘ CHÍNH XÁC THEO ISO

Bevel gears - ISO system of accuracy

 

Lời nói đầu

TCVN 12133:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 17485:2006.

TCVN 12133:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 60 Bánh răng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

BÁNH RĂNG CÔN - HỆ THỐNG ĐỘ CHÍNH XÁC THEO ISO

Bevel gears - ISO system of accuracy

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này xác lập một hệ thống phân loại dùng để truyền đạt các thông số độ chính xác hình học của các bánh răng côn chưa được lắp trong truyền động, các bánh răng hypoit và các cặp bánh răng côn. Tiêu chuẩn định nghĩa các thuật ngữ về độ chính xác của răng bánh răng và quy định cấu trúc của hệ thống cấp chính xác của bánh răng côn và các giá trị cho phép của hệ thống cấp chính xác này.

Tiêu chuẩn này cung cấp cho nhà sản xuất bánh răng và khách hàng một tài liệu tham chiếu cùng có lợi về hệ thống dung sai bánh răng côn thống nhất. Mười cấp chính xác được định nghĩa, được đánh số từ 2 đến 11 theo thứ tự độ chính xác giảm dần. Các công thức về dung sai và các phạm vi có hiệu lực của chúng được đưa ra trong 5.4 cho độ chính xác đã quy định của bộ truyền bánh răng côn. Nói chung, các dung sai này bao phủ các phạm vi sau:

1,0 mm ≤ m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

Trong đó:

d_T là đường kính quy định dung sai;

m_mn là môđun pháp trung bình;

z là số răng.

Về các phương pháp đo yêu cầu và tùy chọn, xem Điều 6. Vì các dung sai được tính toán từ các kích thước thực của một bánh răng côn cho nên không đưa ra các bảng dung sai. Để cung cấp bản mô tả ngắn gọn, Phụ lục A giới thiệu các giá trị và biểu đồ về dung sai như một ví dụ.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các bộ phận cơ cấu bánh răng kín, bao gồm các hộp giảm tốc hoặc tăng tốc, các động cơ tích hợp với cơ cấu bánh răng, các hộp giảm tốc lắp trên trục, các thiết bị cao tốc hoặc các cơ cấu bánh răng khác được chế tạo cho một công suất, tốc độ, tỷ số truyền hoặc ứng dụng đã cho.

Thiết kế bánh răng côn nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này. Việc sử dụng các cấp chính xác để xác định chất lượng sử dụng của bánh răng đòi hỏi phải có kinh nghiệm rộng lớn với các ứng dụng riêng. Vì vậy, người sử dụng tiêu chuẩn này cần lưu ý tới việc áp dụng trực tiếp các giá trị dung sai cho vận hành theo dự định của các bánh răng tháo rời khi chúng được lắp ráp vào truyền động.

Các giá trị dung sai cho các bánh răng côn nằm ngoài các giới hạn đã công bố trong tiêu chuẩn này cần được xác lập bằng xác định các yêu cầu riêng của ứng dụng. Yêu cầu này đòi hỏi phải lập ra một dung sai khác so với dung sai được tính toán theo các công thức trong tiêu chuẩn này.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thi áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

ISO 1122-1:1998, Vocabulary of gear terms - Part 1: Definitions related to geometry (Từ vựng của các thuật ngữ bánh răng - Phần 1: Định nghĩa liên quan đến hình học);

ISO 23509, Bevel and hypoid gear geometry (Hình học của bánh răng côn và bánh răng hypoit).

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong ISO 1122-1, ISO 23509 và các thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu sau.

Một số ký hiệu và thuật ngữ cho trong tiêu chuẩn này có thể khác các ký hiệu và thuật ngữ sử dụng trong các tài liệu và tiêu chuẩn khác. Người sử dụng tiêu chuẩn này nên sử dụng các ký hiệu, thuật ngữ và định nghĩa như đã nêu ra ở đây.

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1.1

Sai lệch phân độ, F_x (index deviation, F_x)

Độ dịch chuyển của bất cứ sườn (prôfin) răng nào so với vị trí lý thuyết của nó, có liên quan đến sườn răng chuẩn.

3.1.2

Môđun pháp trung bình, m_mn (mean normal module, m_mn)

Tỷ số giữa đường kính vòng chia trung bình tính bằng milimet và số răng trong mặt phẳng pháp tuyến ở khoảng cách côn trung bình.

(1)

Trong đó:

d_m là đường kính vòng chia trung bình;

z là số răng của bánh răng;

β_m là góc đường xoắn vít trung bình;

R_m là khoảng cách côn trung bình;

R_e là khoảng cách côn ngoài; và

m_et là môđun ngang ngoài.

3.1.3

Bánh răng chuẩn (bánh răng kiểm) (reference gear)

Bánh răng có độ chính xác đã cho được thiết kế riêng cho ăn khớp và bánh răng được kiểm tra về sai lệch kết hợp và thử nghiệm vết tiếp xúc.

3.1.4

Sai lệch độ đảo tổng, F_r (total runout deviation, F_r)

Hiệu giữa khoảng cách lớn nhất và khoảng cách nhỏ nhất tới côn chia của một mẫu kiểm tra (bi hoặc con lăn côn) được đặt liên tiếp ở mỗi rãnh rưng, với mẫu kiểm tra tiếp xúc với cả hai sườn răng bên phải và bên trái ở giữa chiều cao răng gần với vòng tròn quy định sai.

CHÚ THÍCH: Dung sai được quy định trong 5.4.4.

3.1.5

Sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng, f_is (tooth mesh component single-flank composite deviation, f_is)

Giá tri của sai lệch kết hợp của ăn khớp một sườn răng lớn nhất trên bất cứ một bước răng nào (360°/z), sau khi loại bỏ thành phần dài hạn (hiệu ứng hình sin của độ lệch tâm), trong quá trình thử kết hợp ăn khớp một sườn răng khi bánh răng quay đi một vòng.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này quy định chiều dung sai cho sai lệch kết hợp thành phần của ăn khớp một sườn răng dọc theo cung vòng tròn có đường kính quy định dung sai trong một mặt cắt ngang. Dung sai được quy định trong 5.4.5.

3.1.6

Sai lệch kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng, F_is (total single-flank composite deviation. F_is)

Sai lệch tổng được đo từ giá trị nhỏ nhất tới giá trị lớn nhất, trong quá trình thử kết hợp sự ăn khớp một sườn răng, khi bánh răng quay đi một vòng.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này quy định chiều dung sai cho sai lệch kết hợp tổng của ăn khớp một sườn răng dọc theo cung vòng tròn trên có đường kính quy định dung sai trong một mặt cắt ngang. Xem Phụ lục B. Dung sai được quy định trong 5.4.6.

3.1.7

Sai lệch bước răng đơn, f_pt (single pitch deviation, f_pt)

Độ dịch chuyển của bất cứ sườn răng nào so với vị trí lý thuyết của nó có liên quan tới sườn răng tương ứng của một răng liền kề, được đo bằng một mẫu kiểm tra từ một điểm trên một sườn răng tới một điểm trên sườn răng liền kề, trên cùng một vòng tròn đo.

Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH 1: Sự khác biệt là do dấu đại số của giá trị đo. Như vậy, điều kiện trong đó vị tri của sườn răng thực gần sườn răng liền kề hơn so với vị trí lý thuyết có thể được xem là một sai lệch âm (-). Điều kiện trong đó vị trí của sườn răng thực xa sườn răng liền kề hơn so với vị trí lý thuyết có thể được xem là một sai lệch dương (+).

CHÚ THÍCH 2: Tiêu chuẩn này quy định chiều dung sai của phép đo đối với sai lệch bước răng đơn dọc theo dây cung vòng tròn có đường kính quy định dung sai trong mặt cắt ngang. Dung sai được quy định trong 5.4.2.

CHÚ DẪN:

1 Vị trí của sườn răng lý thuyết

2 Vị trí của sườn răng thực

3 Bước vòng lý thuyết

4 Vòng tròn đo

Hình 1 - Sai lệch bước răng

3.1.8

Đường kính quy định dung sai, d_T (tolerance diameter, d_T)

Đường kinh tại đó khoảng cách côn trung bình, R_m và điểm giữa của chiều cao làm việc của răng giao nhau.

Xem Hình 2.

CHÚ THÍCH: Điểm giữa chiều cao làm việc trung bình của răng là một nửa chiều cao ăn khớp của hai bánh răng tại khoảng cách côn trung bình. Có thể xác định giá trị của d_T theo các công thức (2) hoặc (3).

dT1 = dm1 + 2(0,5hmw - ham2)cosδ1 = dm1 + (ham1 - ham2)cosδ1	(2)
dT2 = dm2 + 2(0,5hmw - ham2)cosδ2 = dm2 + (ham2 - ham1)cosδ2	(3)

Trong đó:

d_m1,2 là đường kính vòng chia trung bình (bánh răng bé, bánh răng lớn);

h_mw là chiều cao làm việc trung bình của răng;

h_am1,2 là chiều cao đầu răng trung bình;

δ_1,2 là góc côn chia (bánh răng bé, bánh răng lớn).

Có thể thu được các giá trị này từ các phiếu gia công tóm tắt hoặc bằng các tính toán đã chỉ ra trong ISO 10300 hoặc trong ISO 23509.

Hình 2 - Đường kính quy định dung sai

3.1.9

Sai lệch bước răng tích lũy tổng, F_p (total cumulative pitch deviation, F_p)

Hiệu đại số lớn nhất giữa bất cứ hai giá trị sai lệch phân độ nào đối với một sườn răng quy định (trái hoặc phải), không có sự phân liệt về chiều hoặc dấu đại số của các giá trị sai lệch này.

Xem Hình 3.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này quy định chiều dung sai của sai lệch bước răng tích lũy tổng là dọc theo cung vòng tròn có đường kính quy định dung sai trong mặt cắt ngang. Dung sai được quy định trong 5.4.2.

CHÚ DẪN:

F_x = Sai lệch phân độ

f_pj = Sai lệch bước đơn

F_p = Sai lệch bước răng tích lũy tổng

z = Số răng

Hình 3 - Dữ liệu của bánh răng từ một thiết bị dò đơn

3.1.10

Sai số truyền động, θ_e (transmission error, θ_e)

Sai lệch vị trí của bánh răng lớn đối với một vị trí góc đã cho của bánh răng bé so với vị trí mà bánh răng lớn có thể đạt được nếu các bánh răng có các thông số hình học chính xác.

CHÚ THÍCH: Thảo luận về sai số truyền động và các sai lệch kết hợp của ăn khớp một sườn răng được giới thiệu trong Phụ lục B.

3.2  Thuật ngữ cơ bản và ký hiệu

Thuật ngữ và ký hiệu sử dụng trong tiêu chuẩn này được liệt kê bằng ký hiệu theo thứ tự chữ cái trong Bảng 1 và bằng thuật ngữ theo thứ tự chữ cái trong Bảng 2. Tuy nhiên, để truyền đạt được lượng thông tin tối đa, tên của một số các thuật ngữ đã được sắp xếp lại để tập hợp thành nhóm các đặc tính chính.

Bảng 1 - Bảng ký hiệu được liệt kê bằng ký hiệu theo thứ tự chữ cái

Ký hiệu	Thuật ngữ	Được sử dụng trước tiên (điều/hình)
dm1,2	Đường kính vòng chia trung bình (bánh răng bé hoặc bị dẫn)	3.1.8
dT	Đường kinh quy định dung sai	1
Fis	Sai lệch kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng	3.1.6
FisT	Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng	5.4.6
Fp	Sai lệch tích lũy tổng bước răng	3.1.9
FpT	Dung sai bước răng tích lũy tổng	5.4.3
Fr	Sai lệch độ đảo tổng	3.1.4
FrT	Dung sai độ đảo	5.4.4
Fx	Sai lệch phân độ	3.1.1
Fis	Sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng	3,1.5
Fis(design)	Sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng thiết kế	5.4.5
fisT	Dung sai kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng	5.4.5
fpt	Sai lệch bước răng đơn	3.1.7
fptT	Dung sai bước răng đơn	5.4.2
ham	Chiều cao đầu răng trung bình	3.1.8
hmw	Chiều cao làm việc trung bình của răng	3.1.8
met	Mođun ngang ngoài	3.1.2
mmn	Mođun pháp trung bình	1
Re	Khoáng cách côn ngoài	3.1.2
Ri	Khoảng cách côn trong	Hình 1
Rm	Khoảng cách côn trung bình	3.1.2
z1,2	Số răng (bánh răng bé hoặc bị dẫn)	1
βm	Góc đường xoắn vít trung bình	3.1.2
δ1,2	Góc côn chia (bánh răng bé hoặc bánh răng lớn)	3.1.8
θe	Sai số truyền động	3.1.10
Ký hiệu đặc trưng cho chỉ số dưới dòng
Ký hiệu	Thuật ngữ
m	Trung bình
T	Dung sai
1	Bánh răng bé
2	Bánh răng lớn

Bảng 2 - Bảng ký hiệu được liệt kê bằng thuật ngữ theo thứ tự chữ cái

Ký hiệu	Thuật ngữ	Được sử dụng trước tiên (điều/hình)
ham	Chiều cao đầu răng trung bình	3.1.8
hmw	Chiều cao làm việc trung bình của răng	3.1.8
fptT	Dung sai bước răng đơn	5.4.2
FrT	Dung sai độ đảo	5.4.4
fisT	Dung sai kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng	5.4.5
FisT	Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng	5.4.6
FpT	Dung sai bước răng tích lũy tổng	5.4.3
dT	Đường kính quy định dung sai	3.1.8
dm1,2	Đường kính vòng chia trung bình (bánh răng bé hoặc bị dẫn)	3.1.8
δ1,2	Góc côn chia (bánh răng bé hoặc bị dẫn)	3.1.8
βm	Góc đường xoắn vít trung bình	3.1.2
Re	Khoảng cách côn ngoài	1
Ri	Khoảng cách côn trong	Hình 1
Rm	Khoảng cách côn trung bình	3.1.2
met	Môđun ngang ngoài	3.1.2
mmn	Môđun pháp trung bình	3.1.2
fpt	Sai lệch bước răng đơn	3.1.7
fis	Sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng	3.1.6
fis(design)	Sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng thiết kế	5.4.5
Fis	Sai lệch kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng	3.1.6
Fx	Sai lệch phân độ	3.1.1
Fr	Sai lệch độ đảo tổng	3.1.4
Fp	Sai lệch tích lũy tổng bước răng	3.1.8
θe	Sai số truyền động	3.1.10
z1,2	Số răng (bánh răng bé hoặc bị dẫn)	1
hmw	Chiều cao làm việc trung bình của răng	3.1.8

4  ứng dụng của hệ thống phân loại

4.1  Quy định chung

Hệ thống phân loại là một mã số nhận biết dung sai của cấp chính xác cho một bánh răng cụ thể.

4.2  Phân loại cấp chính xác

4.2.1  Quy định chung

Tiêu chuẩn này đưa ra mười cấp chính xác được đánh số từ 2 đến 11.

Cấp chính xác 2 có dung sai nhỏ nhất; cấp chính xác 11 có dung sai lớn nhất. Các cấp chính xác này được sắp xếp theo một cấp số hình học đều của các dung sai (xem 5.2).

4.2.2  Đánh giá độ chính xác của bánh răng

Độ chính xác của bánh răng được đánh giá bằng so sánh các sai lệch đo được với các giá trị bằng số tính toán theo các công thức trong 5.4. Nên thực hiện các phép đo so với một đường trục chuẩn. Để có thêm thông tin về định nghĩa một đường trục chuẩn, xem ISO/TR 10064-3.

Cấp chính xác được xác định cho các thông số quy định trong Bảng 4; cấp chính xác tổng là cấp chính xác lớn nhất trong các cấp chính xác riêng này. Cần lưu ý rằng có thể quy định các cấp chính xác khác nhau cho các thông số khác nhau nếu có yêu cầu của các ứng dụng riêng.

Ngoài ra, nếu không đo được các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng thì nên kiểm tra bổ sung vết tiếp xúc và chiều dày răng để xác minh bánh răng đáp ứng được mục đích yêu cầu. Các yêu cầu về vết tiếp xúc nên được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp trước khi chế tạo. Để có thêm thông tin về vấn đề này, tham khảo ISO/TR 10064-6.

4.2.3  Bảng ví dụ về dung sai

Phụ lục A đưa ra các bảng ví dụ về dung sai chỉ dùng cho mục đích tham khảo.

4.3  Chiều của dung sai

Chiều của dung sai được quy định trong Điều 3. Chiều của dung sai có thể theo chiều pháp tuyến với bề mặt răng, nghiêng theo một góc nào đó hoặc dọc theo cung của một vòng tròn đã quy định. Nếu chiều đo và chiều của dung sai khác nhau thì giá trị đo được phải được hiệu chỉnh theo chiều của dung sai.

Khi chiều của dụng cụ đo của phép đo là chiều pháp tuyến và chiều của dung sai khác với chiều pháp tuyến thì các giá trị đo phải được tăng lên trước khi phân tích và so sánh theo các dung sai. Hệ số cho phép điều chỉnh nảy thường là cosin của góc giữa chiều pháp tuyến và chiều quy định của dung sai.

4.4  Đặc tính bổ sung

Trong một số ứng dụng, có thể có các đặc tính bổ sung cần có các dung sai để bảo đảm đặc tính thỏa mãn. Ví dụ như, nếu các dung sai dạng răng, dung sai sườn răng, dung sai chiều dày răng hoặc các dung sai cho gia công tinh bề mặt là cần thiết cho các ứng dụng chuyên dùng thì các dung sai này cần được quy định trên các bản vẽ hoặc điều kiện kỹ thuật cho đặt hàng. Một số phương pháp dùng để đo các đặc tính này được thảo luận trong ISO/TR 10064-6.

5  Dung sai

5.1  Giá trị dung sai

Các giá trị dung sai cho từng hạng mục dùng để bảo đảm độ chính xác được tính toán theo các công thức cho trong 5.4 và được biểu thị trên các vi kế (pan me). Các giá trị nằm ngoài các giới hạn của các công thức không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này và không được dùng cho tính toán ngoại suy. Các dung sai riêng cho các bánh răng này phải được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

Giả thiết là dụng cụ đo đã được hiệu chuẩn có độ chính xác thích hợp được sử dụng trong một môi trường thích hợp. Xem ISO/TR 10064-5.

Chiều của dung sai và đường kính đo được định nghĩa trong Điều 3.

5.2  Hệ số phân cấp

Hệ số phân cấp giữa hai cấp chính xác liền kề là . Các giá trị của cấp cao hơn tiếp sau (hoặc thấp hơn liền kề) được xác định bằng cách nhân (hoặc chia) với . Giá trị yêu cầu cho bất cứ cấp chính xác nào có thể được xác định bằng cách nhân giá trị tính toán đã làm tròn cho cấp 4 với , trong đó B là số của cấp chính xác yêu cầu.

5.3  Quy tắc làm tròn

Các giá trị tính toán theo các công thức trong 5.4 phải được làm tròn như sau:

- Nếu lớn hơn 10 μm, làm tròn tới số nguyên gần nhất;

- Nếu là 10 μm hoặc nhỏ hơn, và lớn hơn 5 μm, làm tròn tới 0,5 μm gần nhất;

- Nếu là 5 μm hoặc nhỏ hơn, làm tròn tới 0,1 μm gần nhất.

5.4  Công thức tính dung sai

5.4.1  Quy định chung

Tất cả các dung sai được xác định trong mặt cắt ngang tại đường kính quy định dung sai.

5.4.2  Dung sai bước răng đơn, f_ptT

Dung sai của sai lệch bước răng đơn áp dụng cho giá trị tuyệt đối của giá trị đo dương hoặc âm. Dung sai bước răng đơn tuyệt đối, f_ptT phải được tính toán theo công thức (2):

(2)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau:

Các cấp chính xác 2 đến 11:

1,0 mm ≤ m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

5.4.3  Dung sai bước răng tích lũy tổng, F_pt

Dung sai bước răng tích lũy tổng, F_pT phải được tính toán theo công thức (3):

(3)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau:

Các cấp chính xác 2 đến 11:

1.0 mm ≤ m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

5.4.4  Dung sai độ đảo, F_rT

Dung sai độ đảo, F_rT, được tính toán theo công thức (4):

(4)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau:

Chi đối với các cấp chính xác 4 đến 11:

1,0 mm ≤ 50 m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

5.4.5  Dung sai kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng, f_isT

5.4.5.1  Quy định chung

Có thể xác định thành phần ăn khớp răng kết hợp trong ăn khớp một sườn ràng bằng một trong ba phương pháp theo thứ tự độ chính xác giảm dần: Phương pháp A, B hoặc C.

5.4.5.2  Phương pháp A

Việc xác định giá trị trung bình của thành phần ăn khớp răng kết hợp trong ăn khớp một sườn răng và khả năng biến đổi của nó trong thiết kế và chế tạo được triển khai khi sử dụng kinh nghiệm áp dụng, thử nghiệm khả năng chịu tải hoặc cả hai biện pháp này để xác định các giá trị yêu cầu. Các giá trị này không tính đến cấp chất lượng.

5.4.5.3  Các phương pháp B và C

Biên độ đỉnh tới đỉnh của thành phần ngắn hạn (được lọc thông cao) của sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng được sử dụng để xác định thành phần ăn khớp răng. Biên độ đỉnh-tới-đỉnh cao nhất không được lớn hơn f_isTmax và biên độ đỉnh-tới-đỉnh thấp nhất không được nhỏ hơn f_isTmin. Biên độ đỉnh-tới-đỉnh là độ chênh lệch giữa điểm cao nhất và điểm thấp nhất của đường cong chuyển động trong phạm vi một bước răng của bộ truyền bánh răng côn được đo.

Các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của dung sai kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng f_isT đối với một cặp bánh răng phải được tính toán theo các công thức (5) và (6) hoặc theo cách khác, các công thức (5) và (7):

(5)

Giá trị của f_isTmin là giá tri lớn hơn của các giá trị sau:

hoặc	(6)
fisTmin = 0	(7)

Nếu giá trị của f_isTmin là âm, sử dụng f_isTmin = 0. Phạm vi áp dụng được hạn chế như sau:

Các cấp chính xác 2 đến 11

1,0 mm ≤ m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

Nếu dụng cụ đo đọc các đơn vị theo góc, nên chuyển đổi theo đơn vị micromet của vi kế ở đường kinh quy định dung sai, d_T.

Có thể xác định giá trị của f_is(design) bằng phương pháp B hoặc C.

Phương pháp B: Dung sai thiết kế cho sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng f_is(design) đối với các công thức (5) đến (7) nên được xác định có sự phân tích thiết kế ứng dụng và các điều kiện kiểm. Nên quan tâm đến sự lựa chọn giá trị thiết kế sao cho có tính đến các ảnh hưởng như sự thay đổi trong lắp đặt, sự thay đổi của dạng sườn răng và tác dụng của các tải trọng làm việc, về thông tin bổ sung, xem Phụ lục B.

Phương pháp C: Khi không có giá trị thiết kế và phân tích thử nghiệm cho sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng áp dụng được, f_is(design) thi nên xác định giá trị này theo công thức (8):

fis(design) = q mmn + 1,5

(8)

Bảng B.1 giới thiệu các giá trị được đề nghị sử dụng cho thông số q.

5.4.6  Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng, F_isT

Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp một sườn răng, F_isT phải được tính toán theo công thức (9):

fisT = FpT + fisTmax

(9)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau, nếu quy định F_isT.

Các cấp chính xác 2 đến 11:

1,0 mm ≤ m_mn ≤ 50 mm

5 ≤ z ≤ 400

5 mm ≤ d_T ≤ 2500 mm

6  Áp dụng các phương pháp đo

6.1  Phương pháp đo

Tiêu chuẩn này cung cấp các dung sai được phân cấp và các phương pháp đo cho các bánh răng chưa được lắp ráp trong truyền động. Điều này trình bày các phương pháp đo khuyến nghị.

Một số xem xét về thiết kế và ứng dụng có thể đảm bảo cho phép đo và tài liệu thường không sẵn có trong các quá trình chế tạo tiêu chuẩn. Các yêu cầu riêng phải được công bố trong các tài liệu theo hợp đồng.

Có thể đo các thông số hình học của bánh răng bằng một số phương pháp xen kẽ nhau như đã chỉ ra trong Bảng 3. Việc lựa chọn phương pháp riêng biệt phụ thuộc vào độ lớn của dung sai, cỡ kích thước của bánh răng, số lượng sản xuất, thiết bị sẵn có, độ chính xác của phôi bánh răng và chi phí cho các phép đo. Có thể quy định các cấp chính xác khác nhau cho các chi tiết khác nhau.

Nhà sản xuất hoặc khách hàng có thể mong muốn đo một hoặc nhiều yếu tố hình học của một bánh răng để kiểm tra xác minh cấp chính xác của bánh răng này. Tuy nhiên, một bánh răng được quy định tuân theo một cấp chính xác phải đáp ứng tất cả các yêu cầu về dung sai riêng áp dụng cho cấp chính xác riêng biệt. Ngoài ra, nếu có quy định, phải đo chiều dày răng hoặc vết tiếp xúc hoặc dạng răng phù hợp với các Bảng 3 và 4. Trừ khi có quy định khác, tất cả các giá trị đo phải được thực hiện và đánh giá tại đường kính quy định dung sai, d_T.

Thông thường, các dung sai áp dụng cho cả hai mặt bên của các răng trừ khi chỉ quy định cho một mặt bên là mặt bên chịu tải của răng. Trong một số trường hợp, mặt bên chịu tải có thể được quy định có độ chính xác cao hơn mặt bên không chịu tải hoặc mặt bên chịu tải nhỏ nhất, nếu thích hợp, thông tin này phải được quy định trên bản vẽ kỹ thuật của bánh răng.

Khi có quy định của tiêu chuẩn này, trừ khi có quy định khác, nhà sản xuất phải lựa chọn

- Phương pháp đo được sử dụng trong số các phương pháp có thể áp dụng được quy định trong tiêu chuẩn này và được tóm tắt trong Bảng 4;

- Mẫu đo của thiết bị được sử dụng bởi phương pháp đo đã lựa chọn với điều kiện là đã được hiệu chuẩn đúng; và

- Số răng được đo với điều kiện là các răng này có khoảng gián cách bằng nhau và đáp ứng số lượng tối thiểu mà phương pháp đo đã yêu cầu như đã tóm tắt trong Bảng 3.

6.2  Phương pháp kiểm soát phép đo được khuyến nghị

Không có phương pháp đo riêng biệt hoặc tài liệu được xem là bắt buộc, trừ khi có sự thỏa thuận riêng giữa nhà sản xuất và khách hàng. Khi các ứng dụng đòi hỏi phải có các phép đo vượt ra ngoài các phép đo được khuyến nghị trong tiêu chuẩn này thì nên có sự thương lượng đặc biệt trước khi chế tạo bánh răng.

Các phương pháp kiểm soát phép đo được khuyến nghị cho mỗi cấp chính xác và loại phép đo được liệt kê trong các Bảng 3 và 4.

6.3  Lọc các dữ liệu đo

Bất cứ bề mặt răng nào cũng sẽ biểu lộ ra một phổ rộng các sai lệch của dạng sườn răng đã quy định. Phổ sai lệch này bao gồm, tại một đầu cực, các sai lệch dài hạn như sai lệch góc của đường xoắn vít. Tại đầu cực kia của phổ sai lệch là các độ mấp mô ngắn hạn như nhám bề mặt. Phép đo và kiểm tra dạng sườn răng và nhám bề mặt ngắn hạn không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này. Xem ISO/TR 10064-4 và ISO/TR 10064-6.

Dung sai thành phần ăn khớp răng của sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng đòi hỏi phải qua lọc để xác định.

6.4  Kiểm tra vết tiếp xúc của răng

Kiểm tra vết tiếp xúc của răng với một bánh răng đối tiếp hoặc bánh răng chuẩn là phương pháp kiểm tra dùng cho các bánh răng đã lắp trong truyền động hoặc các bánh răng lắp trên máy thử bánh răng. Phép kiểm này chỉ ra tính tương thích của các hình dạng răng, cả độ nhấp nhô của sườn răng và độ nhấp nhô theo chiều dài răng. Phép kiểm cũng đánh giá phần bề mặt răng thường tiếp xúc với bề mặt răng của bánh răng đối tiếp. Với kỹ thuật này có thể quan sát các vùng tiếp xúc bằng cách phủ lên các răng một lớp hợp chất đánh dấu rất mỏng và cho các bánh răng ăn khớp với nhau. Có thể đánh giá tính tương hợp bằng vị trí và cỡ kích thước của vùng tiếp xúc. Không cần thiết phải chỉ ra hình dạng răng thích hợp cho các điều kiện có tải. Tiêu chuẩn này không đề cập đến mối liên quan giữa các vết tiếp xúc của răng với các cấp chính xác của bánh răng.

Bảng 3 - Số lượng tối thiểu của các phép đo

Thiết kế phương pháp	Phương pháp đo điển hình	Số lượng tối thiểu của phép đo
Kiểm thành phần
Sai lệch bước răng đơn (SP)	Hai đầu đo	Tất cả các ràng
	Một đầu đo	Tát cả các răng
Sai lệch tích lũy tổng (AP)	Hai đầu đo	Tất cả các răng
	Một đầu đo	Tất cả các răng
Độ đảo (RO)	Đầu dò bi	Tát cả các răng
	Một đầu đo - phân độ	Tất cả các răng
	Hai đầu đo -180°	Tất cả các răng
	Hoạt động kết hợp của hai sườn răng	Tất cả các răng
Dạng răng (TF)	Phần mềm chuyên dùng CMM hoặc CNC®	3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
Kiểm kết hợp
Vết tiếp xúc của răng (CP)	Máy thử lăn	Tất cả các răng
Một sườn răng (SF)	Máy thử một sườn răng	Tất cả các răng
	(Phụ lục B)
Cỡ kích thước
	Thước cặp đo răng	2 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
Chiều dày răng (TT)	Phần mềm chuyên dùng CMM	3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
	Máy thử lăn	3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
a Xem ISO/TR10064-6 để biết thêm các thảo luận của phương pháp này.

Bảng 4 - Cấp chính xác và phương pháp đo

Cỡ kích thước răng	Môđun ≥ 1,0 mma
Yêu cầu cơ bảnb,c	TT và (CP hoặc TF)c
Độ chính xác	Thấp	Trung bình	Cao
Cấp chính xácd	11-9	8-5	4-2
Yêu cầu tốl thiểub,e	RO	SP và RO	SP và AP
Các phương pháp khácb,e	(SP và AP) hoặc SF
a Đối với môđun < 1, xem Phụ lục C. b Các ký hiệu chữ cái sử dụng để nhận dạng phép đo tương tự như các ký hiệu được sử dụng trong Bảng 3. c Phải đo chiều dày răng và CP hoặc TF cho tất cả các cấp chính xác. d Kiểm tra tiếng ồn đòi hỏi phải có sự kết hợp tốt của dạng răng. Kiểm tra tốt TF, CP hoặc SF (thành phần ăn khớp răng) là cần thiết. Nên dùng phương pháp khác SP với (CP và TT). e Có thể dùng các phương pháp khác thay cho các phương pháp ít được chấp nhận nhất.

 

Phụ lục A

(Tham khảo)

Các bảng ví dụ về dung sai

A.1  Mục đích

Phụ lục này cung cấp các giá trị dùng làm ví dụ của dung sai quy định độ chính xác của truyền động bánh răng côn. Các Bảng A.1 và A.2 và các Hình A.1 và A.2 được xác định từ các công thức đã cho trong 5.4. Về các dung sai, các phạm vi ứng dụng cho đường kính, số răng và môđun, xem 5.4.

Bảng A1 - Dung sai bước răng đơn, f_ptT, cấp 4

Cỡ răng	Đường kính quy định dung sai, dT mm
Môđun mmn mm	100	200	400	600	800	1000	1500	2500
	fptT μm
1	5,5	6.0	6,5.	-	-	-	-	-
5	7,0	7,0	8,0	8,5	9,0	9,5	11	-
10	8.0	8,5	9.0	10	10	11	13	16
25	-	13	14	14	15	16	17	20
50	-	-	21	22	22	23	25	28

Bảng A2 - Dung sai bước răng tích lũy tổng, F_pT, cấp 4

Cỡ răng	Đường kính quy định dung sai, dT mm
Môđun mmn mm	100	200	400	600	800	1000	1500	2500
	FpT μm
1	22	23	29	-	-	-	-	-
5	23	26	31	36	41	45	58	-
10	25	27	32	37	42	47	60	85
25	-	32	37	42	47	52	64	89
50	-	-	44	49	54	59	72	97

CHÚ DẪN:

1 Môđun 1 mm 2 Môđun 5 mm

3 Môđun 10mm 4 Môđun 25 mm

 

Hình A.1 - Dung sai bước răng đơn, fptT, cấp 4

CHÚ DẪN:

1 Môđun 1 mm 2 Môđun 5 mm

3 Môđun 10mm 4 Môđun 25 mm

Hình A.2 - Dung sai bước răng tích lũy tổng, F_pT, cấp 4

 

Phụ lục B

(Tham khảo)

Phương pháp đo kết hợp một sườn răng

B.1  Mục đích

Phụ lục này được đưa ra dưới dạng tài liệu thảo luận về sai số (sai lệch) của truyền động bánh răng côn và cung cấp một giá trị mặc định của sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng, f_is(design). Với thử nghiệm ăn khớp một sườn răng, các bánh răng đối tiếp quay cùng ở khoảng cách lắp đặt quy định và độ thẳng hàng với chỉ một bộ sườn răng tiếp xúc. Cặp bánh răng nên có khe hở. Vì thử nghiệm ăn khớp một sườn răng của các bánh răng mô phỏng hoạt động trong ứng dụng của chúng cho nên các sai lệch của một cặp bánh răng được phát hiện bởi phép thử này sẽ có ích cho kiểm soát tiếng ồn của bánh răng và rung động của các cơ cấu bánh răng. Cũng có thể sử dụng thử nghiệm này để phát hiện ra các rãnh khuyết và ba via.

B.2  Kết cấu của thiết bị thử và dữ liệu thu được

Hình 1 giới thiệu hình vẽ sơ đồ của thiết bị thử một sườn răng. Các góc quay 01 và 02 được phát hiện bằng bộ cảm biến góc quay, như một dụng cụ mã hóa, được gắn vào trục bánh răng bé và trục của bánh răng lớn. Sai số truyền động, θ_e của cặp bánh răng được tính toán theo công thức (B.1):

(B.1)

CHÚ DẪN:

1 Dụng cụ mã hóa quay

2 Cơ cấu đọc

3 Tính toán sai số truyền động

4 Lọc

5 Biến đổi Fourier

Hình B.1 - Hình vẽ sơ đồ thiết bị thử ăn khớp một sườn răng

Số điểm đo tối thiểu được khuyến nghị cho đánh giá một thông số sườn răng là 30 điểm cho một răng. Sau đó các dữ liệu được lọc và được biến đổi theo chuỗi Fourier. Ví dụ về một dạng sóng truyền động chỉ ra trên Hình B.2 có dạng phức tạp do các sai lệch tích lũy của bánh răng bé và bánh răng lớn gây ra.

a  Bước răng

b  Một vòng quay của bánh răng bé

Hình B.2 - Ví dụ của sai số truyền động

Các sóng nhỏ trong phạm vi một bước răng do các sai lệch dạng răng gây ra. Hình B.3 giới thiệu các sóng sai lệch được lọc thông cao với chu kỳ bước răng tương đương với sự đa dạng của các sai lệch dạng răng. Ngoài ra, hình vẽ đã chỉ ra giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất của thành phần ăn khớp răng kết hợp trong ăn khớp một sườn răng f_ismin và f_ismax. Hình B.4 chỉ ra các sai lệch được biến đổi theo chuỗi Fourier. Có thể nhìn thấy các đỉnh nhọn ở tần số ăn khớp và tần số ăn khớp bậc 2. Các giá trị đỉnh này được gọi là sóng hài bậc 1 và sóng hài bậc 2 được sử dụng để đánh giá mức tiếng ồn của bánh răng.

Hình B.3 - Các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng được lọc thông cao

a) Bậc của biên độ tuyến tính tần số ăn khớp răng

b) Bậc của biên độ log tần số ăn khớp răng

Hình B.4 - Các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng được biến đổi theo chuỗi Fourier

B.3  Giải thích các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng

Các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng gồm có các sai lệch của dạng răng và bước răng. Trên Hình B.5, các đường elip chỉ ra tô pô của một dạng sườn răng kết hợp là sự cải tiến dạng răng tương đối giữa bánh răng bé và bánh răng lớn. Thông thường, các bánh răng côn được thiết kế để có kiểu tô pô bề mặt này hoặc dễ dàng tránh được sự tiếp xúc cạnh trong các điều kiện có tải. Đường nối các điểm A đến E biểu thị đường tiếp xúc giữa một cặp răng của một bộ truyền bánh răng côn xoắn. Tuy nhiên, ở các bánh răng thực tế, chỉ có các điểm từ B đến D được tiếp xúc do chuyển tiếp xúc từ dẫn hướng răng sang kéo các răng. Vì vậy đường từ B đến D là đường tiếp xúc thực tế.

CHÚ DẪN:

1 Đường tiếp xúc

2 Đường có chiều dài tiếp xúc tương đương với một bước răng

3 Đường đồng mức giảm số vòng quay

Hình B.5 - Cấu trúc của đường tiếp xúc

Hình B.6 minh họa hiệu ứng giảm bớt trong một thiết kế bánh răng côn điển hình. Các đường parabôn được gọi là các đường cong của chuyển động và biểu thị sự dịch chuyển quay, θ_e của bánh răng so với bánh răng bé, trong đó p là góc của một bước răng. Các điểm từ D đến E trùng với các điểm trên Hình B.5. Các đoạn của các đường cong chuyển động từ A đến B và từ D đến E biểu thị các vùng ở đó sự tiếp xúc được chuyển từ dẫn hướng răng sang kéo các răng. Đường cong chuyển động thực là đường cong được biểu thị bằng đường nét đậm.

Hình B.6 - Các đường cong chuyển động 1 đến 5 của các bánh răng không có sai lệch bước răng

Hình B.7 giới thiệu hai ví dụ của các đường cong chuyển động của bánh răng có các sai lệch bước răng. Trường hợp A chỉ ra ảnh hưởng của chỉ một răng có chiều dày lớn hơn như nhau trên mỗi mặt bên so với tất cả các răng còn lại. Đường tiếp xúc BD dài hơn BD trên Hình B.5 vì răng dày hơn này duy trì sự tiếp xúc lâu hơn. Trường hợp B chỉ ra tình trạng điển hình hơn ở đó có biểu đồ hình sin cho các sai lệch tích lũy bước răng của bánh răng gây ra các vùng tiếp xúc dài hơn rồi ngắn hơn.

Hình B.7 - Các đường cong chuyển động của các bánh răng có sai lệch bước răng

B.4  Dung sai kết hợp theo thiết kế trong ăn khớp một sườn răng

Với thử nghiệm ăn khớp một sườn răng, các bánh răng đối tiếp quay cùng nhau ở khoảng cách lắp đặt quy định của chúng, có khe hở và chỉ một mặt bên của sườn răng tiếp xúc trong điều kiện chịu tải nhẹ hoặc không tải. Các bánh răng côn thường được thử như các cặp bánh răng đối tiếp. Các bánh răng được mài rà trong các bộ truyền nên được thử và sử dụng như các cặp bánh răng đối tiếp. Có thể thử nghiệm các kiểu bánh răng côn khác với một bánh răng đối tiếp là bánh răng kiểm phù hợp.

Nên xác định giá trị của sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp thiết kế, f_is(design) có sự phân tích về thiết kế cho ứng dụng và điều kiện thử nghiệm (phương pháp B). Xem Bảng B.1.

Trong trường hợp không có giá trị phân tích thiết kế cho ứng dụng, nên xác định sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng thiết kế, f_is(design) theo công thức (10), trong đó hệ số q được liệt kê trong Bảng B.1 (Phương pháp C).

Chỉ có thử nghiệm ăn khớp một sườn răng không phải là phương pháp xử lý cho mọi vấn đề về bánh răng. Nên xem thử nghiệm ăn khớp một sườn răng như một công cụ trong một chiến lược tổng thể bảo đảm chất lượng sử dụng thích hợp chấp nhận được của các bánh răng côn.

B.5  Các giá trị điển hình

Để tránh các vấn đề về tiếng ồn hoặc ngăn ngừa sự hư hỏng sớm của bánh răng cần sử dụng các giá trị điển hình cho các thành phần ăn khớp răng được cho trong Bảng B.1.

Nhà thiết kế có trách nhiệm quy định các dung sai thích hợp. Hơn nữa, cần lưu ý rằng việc kiểm tra bằng mắt hình dạng của vết ăn khớp một sườn răng là cần thiết.

Bảng B.1 - Các giá trị điển hình về biên độ của các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng

Ứng dụng	Các giá trị điển hình về biên độ của các sai lệch kết hợp trong ăn khớp một sườn răng của thành phần ăn khớp răng μrad	Hệ số q
Ô tô khách	< 30	0,05
Ô tô tải	20 - 50	1,0
Công nghiệp	40 - 100	2 đến 2,5
Máy bay	40 - 200 (trung bình 80)	2,0

 

Phụ lục C

(Tham khảo)

Độ chính xác của các bánh răng côn môđun nhỏ

C.1  Mục đích

Phụ lục này cung cấp một hệ thống độ chính xác có liên quan đến các sai lệch kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng của các bánh răng nghiêng riêng lẻ và các bánh răng hyproit có môđun nhỏ hơn một. Phụ lục quy định cấu trúc thích hợp của hệ thống độ chính xác của bánh răng và các giá trị dung sai, đồng thời cũng cho phép sử dụng các phương pháp khác như thiết bị CNC hoặc các phép đo CMM khi có các mẫu kiểm tra nhỏ.

Hệ thống độ chính xác đo kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng có các phạm vi phân cấp khác so với các phạm vi phân cấp trong phần chính của tiêu chuẩn này. Ngoài ra, đường kính, số răng và các phạm vi môđun đều khác nhau.

Phụ lục này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong ISO 1122-1.

C.2  Phạm vi của các thông số

Hệ thống độ chính xác kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng gồm có chín cấp chính xác cho dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp hai sườn răng, FWT hoặc dung sai kết hợp răng - tới - răng trong ăn khớp hai sườn răng, f_idT, trong đó cấp 3 là cấp cao nhất và cấp 11 là cấp thấp nhất. Các công thức về dung sai và các phạm vi hiệu lực của chúng được cho trong C.4. Nói chung, các dung sai này bao phủ các phạm vi sau:

0,2 mm ≤ m_mn < 1,0 mm

5 ≤ z ≤ 300

5 mm ≤ d_T ≤ 300 mm

C.3  Phương pháp đo

Nhà sản xuất hoặc khách hàng có thể mong muốn đo một hoặc nhiều yếu tố hình học của một bánh răng để kiểm tra xác minh cấp chính xác của bánh răng này. Tuy nhiên, một bánh răng được quy định theo một cấp chính xác nào đó phải đáp ứng tất cả các yêu cầu riêng về dung sai áp dụng cho cấp chính xác riêng biệt và cỡ kích thước như đã cho trong các Bảng C.1 và C.2.

Bảng C.1 - Phương pháp đo

Cỡ răng	Cấp chính xác của bánh rănga	Phương pháp tối thiểu chấp nhận đượcb,c	Các phương pháp khácc,d
Môđun <1,0 mme	Tất cả	DF (CP và TT)	SF (CP và TT) hoặc SP. AP (TF và TT)f
a Kiểm tra tiếng ồn đòi hỏi phải có sự kết hợp tốt của dạng răng. Kiểm tra kỹ lưỡng TF, CP hoặc SF (răng-đến-răng) là cần thiết. Khuyến khích sử dụng phương pháp khác CP, SF và TT. b Các ký hiệu chữ cái sử dụng cho nhận dạng phép đo tương tự như các ký hiệu chữ cái quy định trong Bảng C.2. c Có thể sử dụng các phương pháp khác thay cho các phương pháp tối thiểu chấp nhận được. d Các giá trị của SP, AP hoặc SF được xác định theo các công thức cho trong Điều 5. e Được giới hạn bởi khả năng sẵn có các đầu dò nhỏ. f Đối với môđun ≥ 1,0 mm, xem Điều 6.

Bảng C.2 - số lượng tối thiểu của phép đo

Thiết kế phương pháp	Phương pháp đo điển hình	Số lượng tối thiểu các phép đo
Kiểm thành phần Dạng răng (TF) bằng các thiết bị đo bánh răng CMM hoặc CNC	Phần mềm chuyên dùnga CMM hoặc CNC	3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
Kiểm kết hợp Vết tiếp xúc của răng (CP) Ăn khớp hai sườn răng (DF) Ăn khớp một sườn răng (SF)	Máy thử lăn Máy thử ăn khớp hai sườn răng Máy thử ăn khớp một sườn răng	Tất cả các răng Tất cả các răng Tất cả các răng
Cỡ kích thước Chiều dày răng (TT)	Dưỡng đo răng   Phần mềm chuyên dùng CMM   Máy thử lăn	2 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau 3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau 3 răng có khoảng cách xấp xỉ bằng nhau
* Xem ISO/TR 10064-6 để biết thêm các thảo luận của phương pháp này.

C.4  Dung sai

C.4.1 Quy định chung

Các giá trị dung sai cho mỗi chi tiết dùng để đảm bảo độ chính xác được tính toán theo các công thức cho trong C.4.2 vá C.4.3.

Các giá trị nằm ngoài các giới hạn của các công thức không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này và không được dùng cho tính toán ngoại suy. Các dung sai riêng cho các bánh răng này phải được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

C.4.2 Dung sai kết hợp răng-tới-răng trong ăn khớp hai sườn răng, f_idT

Dung sai kết hợp răng-tới-răng trong ăn khớp hai sườn răng, f_idT, phải được tính toán theo công thức C.1:

(C.1)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau

Các cấp chính xác 3 tới 11:

0,2 mm ≤ m_mn ≤ 1,0 mm

5 ≤ z ≤ 300

5 mm ≤ d_T ≤ 300 mm

Giá trị của dung sai kết hợp răng-tới-răng trong ăn khớp hai sườn răng, f_idT phải được làm tròn phù hợp với 5.3.

Các dung sai kết hợp răng-tới-răng dựa trên cơ sở khoảng cách lắp đặt thay đổi trong phạm vi đường bao nhỏ nhất bao gồm tất cả các thay đổi về biên độ (360°/z). Đường bao này được xác định bằng cách thiết lập một dạng sóng trung bình của quỹ đạo và di chuyển dạng sóng này theo các chiều biên độ dương và âm để bao tất cả các đỉnh. Có thể thiết lập dạng sóng trung bình bằng tay hoặc bằng xử lý tín hiệu khi sử dụng phép điều chỉnh đa thức (lọc). Xem Phụ lục D.

C.4.3  Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp hai sườn răng, F_idT

Dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp hai sườn răng, F_idT phải được tính toán theo công thức (C.2).

(C.2)

Trong đó phạm vi áp dụng được hạn chế như sau

Các cấp chính xác 3 đến 11:

0,2 mm ≤ m_mn < 1,0 mm

5 ≤ z ≤ 300

5 mm ≤ d_T ≤ 300 mm

Giá trị của dung sai kết hợp tổng trong ăn khớp hai sườn răng, F_idT phải được làm tròn phù hợp với 5.3.

 

Phụ lục D

(Tham khảo)

Giải thích các dữ liệu kết hợp

D.1  Mục đích

Phụ lục này đưa ra sự so sánh giữa phương pháp đánh giá truyền thống và một phương pháp đánh giá mới được đề nghị của các dữ liệu kết hợp. Có thể áp dụng phương pháp mới cho các thử nghiệm kết hợp trong ăn khớp một sườn răng cũng như trong ăn khớp hai sườn răng. Mục đích của phương pháp mới là cung cấp thông tin hữu ích hơn cho các mục đích chẩn đoán và nâng cao chất lượng.

D.2  Giới thiệu

D.2.1  Tổng quan

Để có nhiều thông tin hơn về phương pháp thử kiểm tra kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng, xem Phụ lục C.

Để có nhiều thông tin hơn về phương pháp thử kiểm tra kết hợp trong ăn khớp một sườn răng, xem Phụ lục B.

D.2.2  Thông tin dạng biểu đồ

Các biểu đồ dữ liệu kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng được thiết lập chủ yếu gồm có thông tin về độ đảo và các sai lệch dạng răng.

Các biểu đồ dữ liệu kết hợp trong ăn khớp một sườn răng được thiết lập chủ yếu gồm có thông tin về sai lệch phân độ theo phương tiếp tuyến (sai lệch bước răng tích lũy tổng) và các sai lệch dạng răng.

D.2.3  Giải thích theo truyền thống

Các phép đo kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng đã được chấp nhận đối với sai lệch kết hợp tổng, F_i(old) và sai lệch kết hợp răng-tới-răng, F_i(old). Các sai lệch này đã được giải thích từ các biểu đồ như đã chỉ ra trên Hình D.1. Sai lệch kết hợp tổng đã được xác định là độ chênh lệch lớn nhất giữa điểm cao nhất đến điểm thấp nhất trên biểu đồ. Sai lệch kết hợp răng-tới-răng đã được xác định là độ thay đổi lớn nhất của bất cứ phần 360^o/z nào của biểu đồ.

Sự giải thích này đã được chấp nhận cho đánh giá chất lượng cuối cùng của bánh răng có liên quan đến ứng dụng cho một số mục đích. Tuy nhiên, nó không chỉ cho biết ở một mức độ nào đó bức tranh chân thực về các mục đích của chẩn đoán. Ví dụ như, nó không trợ giúp cho việc xác định khả năng phát ra tiếng ồn. Trong cố gắng đánh giá quá trình chế tạo, nó đã đưa ra bức tranh méo mó của dạng răng mà máy và dao cắt đang tạo ra.

Một vấn đề đối với sự phân tích này là sai lệch lớn nhất răng-tới-răng sẽ nằm dọc theo phần  đường cong độ đảo có độ dốc lớn nhất. Đặc điểm này có tác động làm méo biên độ của các dữ liệu có liên quan đến răng tương ứng.

Đối với cùng một chất lượng dạng răng và độ đảo, sai lệch răng-tới-răng có thể lớn hơn đối với một bánh răng có số răng nhỏ hơn là đối với các bánh răng có số răng lớn. Về so sánh, xem Hình D.2 a) và b).

Hình D.1 - Biểu đồ thử kiểm tra kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng

a) Số răng nhỏ (thử kiểm tra kết hợp răng-tới-răng của bánh răng 12 răng)

Hình D.2 - Thử kiểm tra kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng

b) Số răng lớn (thử kiểm tra kết hợp răng-tới-răng của bánh răng 30 răng)

Hình D.2 (kết thúc)

D.2.4  Mối quan hệ giữa các dung sai

Do mối quan hệ giữa độ đảo và sai lệch răng-tới-răng này, trong một số trường hợp các dung sai cũ đã có các giá trị không thực sự thỏa đáng. Trong các tiêu chuẩn hiện có trước đây, dung sai răng-tới-răng có giá trị vào khoảng 1/2 đến 1/3 dung sai kết hợp tổng. Các dung sai mới đã được phát triển để điều chỉnh sự méo mó của các dữ liệu răng-tới-răng bằng độ đảo, đặc biệt là đối với số răng nhỏ. Như vậy, có độ chênh lệch lớn hơn giữa sai lệch kết hợp tổng và sai lệch kết hợp răng-tới-răng (F_idT = 0,1 đến 0,2 lần far). Yêu cầu này có thể thực hiện được bằng tách ly các sai lệch kết hợp răng-tới-răng khỏi độ đảo hoặc các sai lệch bước răng tích lũy tổng.

D.3  Phương pháp mới

Có thể thực hiện việc tách ly sai lệch răng-tới-răng khỏi sai lệch tổng bằng các kỹ thuật khác nhau. Phương pháp tốt nhất là một số dạng "lọc" điện tử. Điều này có thể thực hiện bằng sử dụng các mạch tương tự hoặc số hóa trên máy tính. Điều này đưa đến kết quả là các biểu đồ như thể hiện trên Hình D.3 a), b) và c). Nếu các phương pháp nêu trên không sẵn có trong hệ thống đo thì có thể thực hiện phép tính gần đúng rất có hiệu quả bằng tay.

Có thể giải thích một cách đơn giản bằng hình vẽ đường bao giới hạn trên và giới hạn dưới của các dữ liệu đo được. Đường bao giới hạn trên là thành phần dài hạn và khoảng cách thẳng đứng giữa đường bao giới hạn trên và đường bao giới hạn dưới là thành phần ngắn hạn, f_id hoặc f_is. Cách giải thích đơn giản của thử nghiệm kết hợp được giới thiệu trên Hình D.4.

Phương pháp cũng tách riêng thành phần dài hạn của các dữ liệu ra khỏi thành phần ngắn hạn. Đối với các thử nghiệm kiểm tra kết hợp trong ăn khớp hai sườn răng, thành phần dài hạn biểu thị độ đảo hướng tâm, F_r và thành phần ngắn hạn f_id biểu thị các sai lệch dạng răng. Đối với các thử nghiệm kiểm tra kết hợp trong ăn khớp một sườn răng, thành phần dài hạn biểu thị sai lệch bước răng tích lũy tổng, F_p và thành phần ngắn hạn, f_is biểu thị sai lệch dạng răng.

D.4  Chẩn đoán bổ sung

Phần lớn các tình huống có các sai lệch thành phần dài hạn sẽ có dạng hình sin như thể hiện trên các Hình D.3 và Hình D.4. Dạng sai lệch này do độ lệch tâm gây ra. Tuy nhiên, có các trường hợp trong đó các sai lệch dài hạn sẽ xuất hiện ở các bậc cao hơn như đã chỉ ra trên Hình D.5. Hiện tượng này có thể là do các sai lệch hình dạng như độ ôvan, độ méo tam giác v.v... gây ra. Đây là các sai lệch hình dạng phổ biến ở các bánh răng dạng vòng trong đó các biến dạng do nhiệt luyện xuất hiện tại vị trí của mỗi lỗ lắp bulông trong phôi bánh răng. Ngay cả thành phần ngắn hạn cũng có thể có các biến dạng do các sai lệch của dạng răng.

Có thể phân tích các sai lệch bậc cao hơn này bằng sử dụng các kỹ thuật phân tích Fourier như bộ phân tích biến đổi Fourier nhanh (FFT) hoặc bằng các kỹ thuật lọc số. Các sai lệch này cũng có thể được phân tích ở một mức độ nào đó bằng các kỹ thuật đơn giản khi sử dụng các đường bao giới hạn trên và giới hạn dưới như đã vẽ ở Hình D.5.

a) Sai lệch kết hợp tổng - Không qua lọc

b) Thành phần dài hạn - Được lọc thông thấp

Hình D.3 - Sai lệch kết hợp tổng (không qua lọc) với các thành phần dài hạn (được lọc thông thấp) và thành phần ngắn hạn (được lọc thông cao)

c) Thành phần ngắn hạn - Được lọc thông cao

Hình D.3 (kết thúc)

 

Hình D.4 - Giải thích thủ công của phép thử kiểm tra kết hợp

Hình D.5 - Các sai lệch phức tạp - Độ lệch tâm được loại bỏ

(một trên vòng quay của bánh răng)

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 1328-1:1995, Cylindrical gears - ISO system of accuracy - Part 1: Definitions and allowable values of deviations for corresponding flanks of gear teeth (Bánh răng trụ - Hệ thống độ chính xác theo ISO - Phần 1: Định nghĩa và các giá trị cho phép của các sai lệch - cho các sườn răng tương ứng của các răng)

[2] ISO 1328-2:1997, Cylindrical gears - ISO system of accuracy - Part 2: Definitions and allowable values of deviations relevant to radial composite deviations and runout information (Bánh răng trụ - Hệ thống độ chính xác theo ISO - Phần 2: Định nghĩa và các giá trị cho phép của các sai lệch có liên quan đến các sai lệch kết hợp hướng tâm và thông tin về độ đảo)

[3] ISO/TR 10064-3:1996, Gears - Code of inspection practice - Part 3: Recommendations relative to gear blanks, shaft centre distance and parallelism of axes (Bánh răng - Quy tắc cho quy trình kỹ thuật kiểm tra - Phần 3: Kiến nghị về các phôi bánh răng, khoảng cách tâm trục và độ song song của các trục)

[4] ISO/TR 10064-4:1998, Gears - Code of inspection practice - Part 4: Recommendations relative to surface texture and tooth contact pattern checking (Bánh răng - Quy tắc cho quy trình kỹ thuật kiểm tra - Phần 4: Kiến nghị về kiểm tra cấu trúc bề mặt và vết tiếp xúc của răng)

[5] ISO/TR 10064-5:2005, Gears - Code of inspection practice - Parts: Recommendations relative to evaluation of gear measuring instruments (Bánh răng - Quy tắc cho quy trình kỹ thuật kiểm tra - Phần 5: Kiến nghị về đánh giá các dụng cụ đo bánh răng)

[6] ISO/TR 10064-6, Gears - Code of inspection practice - Part 6: Bevel gear measurement methods (Bánh răng - Quy tắc cho quy trình kỹ thuật kiểm tra - Phần 6: Phương pháp đo bánh răng côn)

[7] ISO 10300-1:2001, Calculation of load capacity of bevel gears - Part 1: Introduction and general influencing factors (Tính toán khả năng chịu tải của bánh răng côn - Phần 1: Phần mở đầu và các hệ số ảnh hưởng chung)

[8] ANSI/AGMA 2008-C01, Assembling Bevel Gears (Lắp ráp bánh răng côn)

[9] ANSI/AGMA 2005-C96, Design Manual for Bevel Gears (Sổ tay thiết kế cho bánh răng côn)

[10] ANSI/AGMA 2010-A94, Measuring Instrument Calibration - Part 1, Involute Measurement (Hiệu chuẩn dụng cụ đo - Đo đường thân khai)

[11] ANSI/ASQC Z1.4-1993, Sampling Procedures and Tables for Inspection by Attributes (Quy trình lấy mẫu và các bảng kiểm tra các thuộc tính)