Các Ví Dụ Bánh Răng Giáo Dục 1

Loạt Mẫu Cơ Khí Giáo Dục Của Tôi

Đây là một trong những mẫu cơ khí giáo dục của tôi trên đế 80mm x 80mm. Bạn có thể tìm thấy tất cả các mẫu trong bộ sưu tập này => https://www.f3d.vn/profile/osamutake_3341417

Bộ này

Bộ mẫu lần này bao gồm:

• Bánh răng trụ (Spur gear)

• Bánh răng nghiêng (Helical gear)

• Thanh răng và Bánh răng (Rack & Pinion)

• Bánh răng trong (Internal gear)

• Bánh răng trục vít (Screw gear)

• Bánh răng nón (Bevel gear)

• Trục vít và Bánh răng trục vít (Worm and Worm wheel)

• Bánh răng vành khuyên (Crown gear)

Video Giới Thiệu

Mô Tả Ngắn

Bánh răng trụ (Spur gear) là loại bánh răng đơn giản và phổ biến nhất, được dùng để truyền chuyển động quay và công suất giữa hai trục song song. Nó có hình dạng trụ, với các răng thẳng và song song với trục. Khi một bánh răng quay, nó làm bánh răng kia quay theo chiều ngược lại. Số lượng răng quyết định tỉ lệ tốc độ giữa hai bánh răng. Nếu một bánh răng có nhiều răng hơn, nó sẽ quay chậm hơn nhưng có mô-men xoắn lớn hơn. Mẫu này thể hiện loại bánh răng trụ phổ biến nhất, gọi là "bánh răng thân khai (involute gear)". Hồ sơ răng của nó bao gồm đường cong thân khai ở mặt ngoài và đường cong epitrochoid ở gần chân răng. Những hình dạng này được tạo ra tự nhiên khi bánh răng được cắt bằng dụng cụ cắt hình thanh răng. Do đó, bánh răng trụ thân khai dễ sản xuất và rẻ tiền. Chỉ phần thân khai của mỗi răng được sử dụng để truyền chuyển động giữa các bánh răng. Phần epitrochoid không tiếp xúc với bánh răng kia. Khi số lượng răng ít, hình dạng răng được cắt sâu gần chân răng như thấy ở bánh răng nhỏ hơn trong mẫu này. Cái này gọi là "undercut" (cắt chân răng), và nó giúp ngăn răng va chạm với bánh răng khác nhưng cũng làm răng mỏng và yếu hơn. Bánh răng trụ đơn giản, hiệu quả và được sử dụng rộng rãi trong máy móc, như đồng hồ, xe cộ và thiết bị công nghiệp.

Bánh răng nghiêng (Helical gear) có thể coi là "bánh răng trụ xoắn". Hai bánh răng nghiêng ăn khớp với nhau có cùng góc nghiêng, nhưng theo hướng ngược nhau (một phải, một trái). Chính xác hơn, một bánh răng nghiêng tiêu chuẩn được định nghĩa sao cho độ rộng và góc răng "tiếp tuyến" của nó giống với bánh răng trụ tiêu chuẩn. Do đó, hình ảnh xem "tiếp tuyến trục" của bánh răng nghiêng cho thấy răng dày hơn so với bánh răng trụ cùng kích thước. Do các răng ăn khớp dần dọc theo đường xoắn, sự tiếp xúc và tách xảy ra dần dần dọc theo trục. Điều này mang lại sự ăn khớp mượt mà hơn và hoạt động êm hơn so với bánh răng trụ. Mặt khác, sự tiếp xúc xiên góc cũng tạo ra lực đẩy dọc trục, cần được hấp thụ hoặc hỗ trợ bởi ổ bi hoặc các cấu trúc hỗ trợ phù hợp khác. Do hoạt động êm ái và mượt mà, bánh răng nghiêng thường được sử dụng trong ô tô và máy móc công nghiệp.

Thanh răng (Rack) có thể coi là một bánh răng trụ có bán kính vô hạn. Hồ sơ răng của nó có hình thang chính xác, bao gồm các đường thẳng ngoại trừ phần chân răng không tiếp xúc với bánh răng kia. Thanh răng có thể ăn khớp với một bánh răng trụ tiêu chuẩn, gọi là "bánh răng nhỏ (pinion)". Trên thực tế, bánh răng trụ tiêu chuẩn thường được sản xuất bằng cách cắt vật liệu hình trụ bằng dụng cụ cắt hình thanh răng, với đầu nhọn được kéo dài ra để tạo khoảng hở chân răng. Cơ cấu thanh răng và bánh răng được sử dụng để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng, như thấy trong hệ thống lái và máy công cụ.

Bánh răng trong (Internal gear) trông rất khác với bánh răng "ngoài" (external) tiêu chuẩn. Răng của nó mọc từ chu vi ngoài vào trong trung tâm. Tuy nhiên, nếu bạn nhìn vào hình dạng của phần rỗng, bạn có thể thấy rằng bánh răng trong có thể coi là một đĩa có "lỗ hình bánh răng". Điều này hoàn toàn chính xác - hình dạng của lỗ giống hệt hình dạng bánh răng ngoài có cùng số răng. Bánh răng trong ăn khớp với một bánh răng ngoài được đặt bên trong nó. Loại cặp bánh răng này thường được sử dụng trong , hoạt động như bộ giảm tốc nhỏ gọn.

Bánh răng trục vít (Screw gear) bao gồm hai bánh răng nghiêng có trục ở vị trí chéo nhau. Mẫu này có hai bánh răng dày nhưng, về lý thuyết, các răng ăn khớp chỉ tiếp xúc tại một điểm duy nhất. Do đó, bánh răng trục vít không phù hợp cho các ứng dụng chịu tải nặng. Góc nghiêng của hai bánh răng ăn khớp trong cặp bánh răng trục vít có thể khác nhau về giá trị nhưng chúng phải cùng chiều xoắn - đều là xoắn phải hoặc đều là xoắn trái. Bánh răng trục vít được sử dụng khi các trục không song song cũng không giao nhau, và khi cần truyền động nhẹ nhàng, êm ái - ví dụ, trong các thiết bị đo hoặc máy móc nhỏ.

Trục vít (Worm) có thể coi là một thanh răng được quấn xoắn quanh một hình trụ. Mẫu này thể hiện trục vít đơn, chỉ có một răng liên tục quanh hình trụ.

Bánh răng trục vít (Worm wheel) đôi khi trông giống bánh răng nghiêng. Tuy nhiên, như thể hiện trong mẫu này, nó thực sự được tạo ra bằng cách cắt vật liệu hình đĩa bằng dụng cụ cắt hình trục vít. Kết quả là, hình dạng răng của bánh răng trục vít khác với bánh răng nghiêng tiêu chuẩn. Cặp trục vít và bánh răng trục vít cung cấp tỉ lệ truyền động rất lớn. Vì điều này, việc truyền chuyển động thường là một chiều - trục vít có thể dẫn động bánh răng trục vít nhưng bánh răng trục vít không thể dẫn động trục vít. Đặc tính tự khóa này làm cho bánh răng trục vít hữu ích trong máy nâng, băng tải và cơ cấu lái, nơi cần ngăn chặn chuyển động lùi.

Bánh răng nón (Bevel gear) có bề mặt tham chiếu hình nón, với các đỉnh trùng nhau. Hồ sơ răng của chúng trông tương tự như bánh răng trụ tiêu chuẩn. Tuy nhiên, nói chính xác, răng của bánh răng nón không được tạo thành từ các đường cong thân khai phẳng như bánh răng trụ, mà từ các đường cong thân khai "hình cầu". Như thể hiện trong mẫu này, khi được thiết kế đúng cách, hai trục của hai bánh răng nón ăn khớp có thể giao nhau ở bất kỳ góc nào, mặc dù góc vuông là phổ biến nhất. Bánh răng nón được sử dụng để truyền chuyển động giữa các trục giao nhau, phổ biến nhất là ở góc 90 độ, như trong https://www.f3d.vn/3d-model/171542-mo-hinh-giao-duc-banh-rang-vi-sai

và máy công cụ.

Bánh răng vành khuyên (Crown gears), còn gọi là bánh răng mặt (face gears), có thể ăn khớp với bánh răng trụ tiêu chuẩn. Vì vận tốc chu vi thay đổi theo bán kính, hồ sơ răng của bánh răng vành khuyên cũng thay đổi theo bán kính. Như thể hiện trong mẫu này, bề mặt trên của mỗi răng có hình dạng kim cương. Chỉ phần ngoài - từ các đỉnh bên của hình kim cương - có thể ăn khớp với bánh răng nhỏ. Phần bên trong không tiếp xúc với bánh răng nhỏ. Bánh răng vành khuyên được sử dụng để truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau ở góc vuông, ví dụ trong cơ cấu thiết bị đo và truyền động nhẹ. So với bánh răng nón, nó không yêu cầu căn chỉnh chính xác bánh răng nhỏ dọc theo trục. Trong mẫu này, bánh răng nhỏ mỏng hơn có thể di chuyển tự do dọc theo trục, và bạn có thể quan sát thấy nó ăn khớp hoàn hảo bất kể vị trí nào.

Hộp Tiêu Chuẩn Trọng Lượng Nhẹ

Một

hộp tiêu chuẩn cho mục đích cá nhân được bao gồm trong mẫu này.

Một

phiên bản cao cấp có sẵn dưới dạng một mẫu riêng biệt.
    =>

Tất cả tám ví dụ bánh răng có trong mẫu này đều có thể vừa trong một hộp duy nhất.
Lưu ý rằng bánh răng vành khuyên và bánh răng nón được đặt đối diện nhau để tiết kiệm không gian.

Nắp Hộp Có Khe/Gờ

Tôi cung cấp hai loại nắp hộp.

Một là nắp trống đơn giản. Dễ dàng đặt lên hộp.

Tôi vừa mới thêm loại còn lại, có khe hoặc gờ để giữ đế các mẫu trong hộp một cách ổn định. Nó cũng hữu ích như một giá đỡ tạm thời để trưng bày các mẫu đã in.

In Ấn

• Sử dụng các mẫu có tên _**???-printable.stl**_ để in**.**
  Các mẫu có tên _**???-assembled.stl**_ chỉ được cung cấp để thể hiện cách chúng nên được lắp ráp.
   

• Sử dụng PETG đã sấy khô tốt để có độ chính xác kích thước tốt hơn.

• Sử dụng chiều cao lớp 0.1 mm hoặc 0.08 mm để có bề mặt mịn hơn.

• Sử dụng tốc độ in chậm cho các phần nhô.

• Chọn vị trí đường nối "Ngẫu nhiên" (Random) để có độ xoay mượt mà hơn.

• Hướng in:

  • Các trục dài của trục vít và bánh răng nhỏ cho bánh răng vành khuyên nên được in ở vị trí đứng. Thêm viền (brims) cho chúng để in an toàn hơn.
  • Đặt trục vít sao cho mặt cắt phẳng dọc trục hướng xuống.
  • Trục ngắn cho bánh răng nón cũng nên được in ở vị trí đứng.

Tất cả các bộ phận bánh răng có thể được sắp xếp trong phạm vi 198mm x 198mm.

 
Tất cả các đế có thể được sắp xếp trong phạm vi 244mm x 244mm.

• Đối với hộp, chúng ta không cần độ chính xác cao.
  • Chiều cao lớp 0.2 mm hoặc thậm chí 0.28 mm sẽ phù hợp cho hộp.
  • Có thể sử dụng PLA cho hộp.
  • Nếu bạn tăng độ rộng đường in lên 0.8 mm, bạn có thể giảm đáng kể thời gian in.

Dũa và Chà Nhám

Đôi khi, bánh răng gặp phải hiệu ứng "chân voi" (elephant foot) và/hoặc hiệu ứng "chỉ thừa" (stringing), dẫn đến việc lắp quá chặt vào trục (chúng được thiết kế với khoảng hở xuyên tâm là 0.15 mm).

Nếu bạn thấy bề mặt trục bị nhám do chỉ thừa, hãy chà nhám chỗ nhám bằng một mảnh giấy nhám nhỏ.

Bạn cũng có thể muốn dũa nhẹ các cạnh dọc của thanh răng.

Nếu bạn cảm thấy bánh răng không quay mượt mà do hiệu ứng chân voi, hãy làm rộng lỗ một chút bằng cách sử dụng dũa tròn mỏng.

Nếu không có những vấn đề này, bánh răng sẽ quay rất mượt mà với ma sát tối thiểu.

Lắp Ráp

Không cần keo trừ trục vít.

• Trục vít: Nếu bạn cảm thấy trục của trục vít quá lỏng, hãy dán chúng bằng keo siêu dính.

• Thanh răng và bánh răng nhỏ: Lắp thanh răng vào trước, sau đó mới lắp bánh răng nhỏ.

• Bánh răng trong: Lắp bánh răng trong trước, sau đó mới đến các bánh răng nhỏ khác.

• Bánh răng nón: Lắp trục cho bánh răng nhỏ nhất sau cùng.

• Bánh răng vành khuyên: Bánh răng nhỏ mỏng hơn có thể di chuyển dọc theo trục. Hãy ngạc nhiên khi thấy bánh răng nhỏ ăn khớp hoàn hảo bất kể vị trí nào dọc theo trục.

Các Mẫu Giáo Dục Khác

Bạn có thể cũng sẽ quan tâm đến các mẫu cơ cấu cơ khí mà tôi đã xuất bản.

Tìm chúng trong bộ sưu tập này:
https://www.f3d.vn/profile/osamutake_3341417

Chúc bạn in vui vẻ!

Lời Cảm Ơn

Tôi đến với bánh răng là nhờ vào các bài viết

và video YouTube

tuyệt vời của

K.$uzuki. Nhiều cơ cấu được thể hiện trong loạt bài này đến từ phần giới thiệu trên trang web của ông ấy

. Ông ấy cũng tự làm các mẫu bánh răng xuất sắc

. Loạt bài này sẽ không tồn tại nếu không có nguồn cảm hứng từ ông ấy.

Tôi đã học được rất nhiều về chi tiết kỹ thuật thiết kế hồ sơ răng bánh răng từ trang web Haguruma-No-Hanashi

. Tôi thực sự biết ơn về điều đó.

Cập Nhật

• 2025-10-18

  • Thêm nắp hộp có khe/gờ.

• 2025-10-07

  • Thêm các tệp STL có thể in để dễ in hơn.
  • Đổi tên các tệp STL đã lắp ráp để rõ ràng hơn.