Ưu nhược điểm của cơ cấu lái bánh răng - thanh răng

Bạn là người am hiểu về lĩnh vực, chắc hẳn bạn đều biết bộ đôi “ bánh răng- thanh răng” trong các loại máy cơ khí. Trong bài viết này chúng tôi sẽ cùng bạn tìm hiểu kĩ hơn về bộ phận này về vai trò, cấu tạo và hoạt động của nó trong bộ phận của động cơ.

Bánh răng, thanh răng là gì?

Đây là 2 linh kiện quan trọng trong hệ thống truyền lực và dẫn động của máy móc trong lĩnh vực cơ khí. Trước khi có cái nhìn tổng quan về bộ truyền bánh răng thanh răng, chúng ta đi tìm hiểu một cách cụ thể hơn về 2 linh kiện này.

• Bánh răng là bộ phận không thể thiếu vận hành cơ bản của động cơ, nó có hình dạng là một hình trụ có bán kính lớn cùng với các răng cưa bao bọc bên ngoài. Bánh răng được sử dụng theo cặp, có thể từ 2-3, 4 cặp, chúng khớp các rãnh bánh răng với nhau tạo lên việc tạo ra lực truyền động và phân phối tốc độ của động cơ.

• Thanh răng là loại kim loại thẳng, có răng và kích thước các rãnh răng ăn khớp với bánh răng, để tạo thành chuyển động hình tròn.

Vậy bánh răng, thanh răng là gì?
Nó là hai bộ phận không thể tách rời trong hệ thống dẫn động của một động cơ. Có thể nói hai bộ phận này “tuy 2 mà là 1”, có mối liên hệ mật thiết với nhau. Cả hai linh kiện này được chế tạo rất chi tiết và công phu, chính vì vậy được thiết kế bộ truyền thanh răng bánh răng trong các  thiết bị máy móc như: máy cưa, máy khoan, máy mài, máy tiện, máy CNC… và thiết bị quan trọng trong hệ thống lái oto.

Đặc điểm cơ cấu và nguyên lý hoạt động

Cơ cấu bánh răng thanh răng

Bánh răng thanh răng có 2 loại: Bánh răng – thanh răng thẳng và bánh răng – thanh răng chéo. Hệ thống bánh răng thanh răng được sử dụng trong các truyền động trong các động cơ máy tự động hóa giống như vitme. Ưu điểm của hệ thống bánh răng thanh răng là giá rẻ, dễ sử dụng.

Bộ truyền bánh răng thanh răng phụ thuộc vào cấu tạo của máy, có các bộ truyền bánh răng cơ bản như: Bánh răng quay- thanh răng tịnh tiến, bánh răng vừa quay vừa tịnh tiến- thanh răng cố định, bánh răng cố định- thanh răng vừa quay vừa tịnh tiến.

Nguyên lí hoạt động

Bánh răng thanh răng hoạt động theo nguyên lí biến đổi từ chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến. Bánh răng và thanh răng kết hợp với nhau sẽ tạo ra sự chuyển động ăn khớp theo dạng khép cứng vào nhau mà không gây ra độ trơn trượt. Điều này cho phép truyền động cơ một lực vừa đủ và đảm bảo độ chính xác cho cả hệ thống.

Bánh răng quay 1 vòng làm thanh răng đi πmZ. Trong đó:

• m là mô đun của thanh răng theo phương chuyển động của thanh răng trong mặt phẳng vuông góc với trục quay của bánh răng chuyển động
  
• Z là số răng của bánh răng

Bộ truyền thanh răng có hình dạng thẳng ngoặc nghiêng. Đối với bộ thanh răng thẳng góc nghiêng của răng trên thanh răng và thanh răng buộc phải bằng nhau, Đồng thời, về chiều xoắn của răng trên bánh răng và thanh răng, bạn cần chú ý để chúng được ăn khớp với nhau
Có thể nói bánh răng thanh răng là bộ truyền biến đổi chuyển động quan trọng trong một động cơ. Độ chính xác trong biến đổi chuyển động là vô cùng quan trọng , tỉ lệ truyền động của hệ thống này đạt ở mức cao.

Tìm hiểu về hệ thống lái bánh răng thanh răng trong động cơ ô tô

Có bao giờ bạn thắc mắc về việc hướng lái của chiếc xe ô tô phụ thuộc vào đâu không?  Đó là nhờ vào sự hoạt động hiệu quả của hệ thống lái ô tô. Trong phần này, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu và nghiên cứu hệ thống lái ô tô  trên nguyên lí hoạt động của cơ cấu lái bánh răng thanh răng nhé!

Cấu tạo của hệ thống lái bánh răng thanh răng

Có cấu tạo đơn giản bao gồm: một bánh răng và kim loại được nối trực tiếp với nhau, sau đó được nối với nhau bằng thanh nối giữa 2 đầu bánh răng.

Nguyên lý hoạt động

Bánh răng nối trực tiếp với trục lái, nếu chuyển động xoay vòng thì bánh răng sẽ được quay theo chiều thuận vòng xoay và đến được thanh răng. Khi đó bánh răng và thanh răng tạo thành một cặp thống nhất, kết hợp với nhau ăn ý giữa các khớp của hệ thống. Ngoài vai trò hỗ trợ việc chỉnh lái thì cơ chế này còn có tác dụng giảm tốc và tăng lực giúp bánh xe chuyển hướng dễ dàng.

Ứng dụng của bộ truyền bánh răng thanh răng

Có vai trò quan trọng trong việc dẫn động của hệ thống truyền động cơ, chính vì vậy bộ truyền bánh răng thanh răng có vai trò quan trọng trong các thiết kế máy cơ khí và hệ thống lái nhờ những ưu điểm sau:

• Kích thước nhỏ, tải trọng lớn: Việc sử dụng bộ truyền này giúp người sử dụng  dễ dàng truyền động cơ cho các thiết bị mà không lo kích thước quá cồng kềnh
  
• Tỉ lệ truyền không thay đổi, độ chính xác cao giúp công việc đạt hiệu quả tốt hơn
  
• Tuổi thọ, độ bền cao phù hợp với các doanh nghiệp có thể tiết kiệm được chi phí, giúp đẩy nhanh hiệu quả làm việc. Nhờ có các tính năng này mà bộ truyền bánh răng thanh răng giúp các thiết bị máy hàn, ô tô, máy công nghiệp được hoạt động trơn tru hơn. Hiện nay bạn có thể đặt mua hệ thống bánh răng thanh răng rất dễ dàng và tiện lợi.

Hy vọng qua bài viết này, giúp bạn đọc hiểu hơn về bộ truyền bánh răng thanh răng và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Với những lợi ích và ưu điểm vượt trội mà  vì vậy, bộ truyền này được đưa vào hầu hết các máy móc công nghiệp và hệ thống động cơ ô tô. Đừng quên chia sẻ với chúng tôi về những kiến thức xung quanh hệ thống này nhé!

Hiện nay trên thị trường có 4 loại trợ lực lái được sử dụng trên ô tô đó là: Thủy lực( HPS), Điện tử( EPS), khí nén và chân không. Trong đó hệ thống trợ lực lái điện tử EPS được sử dụng phổ biến trên các dòng xe du lịch, xe con. Vậy Hệ thống lái EPS có những ưu, nhược điểm gì? Câu hỏi này sẽ được giải đáp ngay sau đây.

Hệ thống lái trợ lực điện tử EPS hoạt động nhờ cơ chế vận hành của bánh răng và thanh răng hay cơ chế trục vít- bánh vít. Những cơ cấu này đều là những cơ cấu đơn giản giúp cho việc di chuyển và điều khiển tay lái trở nên dễ dàng hơn.

Hệ thống trợ lực lái thủy lực thường được sử dụng trên các dòng xe được sản xuất hàng loạt trước đây. Với chi phí sản xuất và thay thế rẻ tuy nhiên kích thước lớn chiếm nhiều không gian do đó mà ngày nay hệ thống trợ lực lái này không còn được ưa chuộng nữa. Hiện nay phổ biến hơn cả là hệ thống lái trợ lực điện tử.

Những ưu điểm của hệ thống trợ lực lái điện tử

Hệ thống lái trợ lực điện tử được đánh giá là có khả năng tiết kiệm nhiên liệu từ 2 – 3%. Do hệ thống này sử dụng mô tơ điện để đẩy bánh răng, thanh răng của hệ thống lái khi có điều khiển đánh lái mà không sử dụng đến động cơ, nhờ đó mà có khả năng tiết kiệm nhiên liệu.

Hệ thống trợ lực lái điện tử được cấu tạo đơn giản chỉ gồm có các bánh răng, thanh răng nên việc sửa chữa cũng đơn giản hơn so với hệ thống trợ lực lái thủy lực.

Khi xe chạy ở tốc độ thấp thì việc điều khiển tay lái cũng nhẹ nhàng hơn so với các hệ thống trợ lực lái khác.

Khi xe chạy ở tốc độ cao thì tay lái trợ lực điện tử nặng hơn giúp cho người lái có cảm giác lái thật hơn nhờ đó mà mang đến cảm giác an toàn và ổn định cho xe.

Bên cạnh những ưu điểm trên thì hệ thống lái trợ lực điện tử cũng có những nhược điểm so với các hệ thống trợ lực lái khác.

Xem thêm: Trợ lực lái ô tô thường gặp những hư hỏng nào?

Những nhược điểm của hệ thống lái trợ lực điện tử EPS

Chi phí sửa chữa hệ thống trợ lực lái điện tử thường cao hơn so với sửa chữa hệ thống lái thủy lực.

Nhược điểm lớn nhất của hệ thống trợ lực lái điện tử được chỉ ra trong một cuộc thử nghiệm trên đường đua tốc độ cao. Khi vào khúc cua gấp thì lực quán tính của động cơ điện vẫn quay mặc dù điện đã ngắt. Điều này vẫn giống như hệ thống trợ lực lái thủy lực. Đây là điều cần phải được khắc phục ở cả hai hệ thống trợ lực lái này.

Bên cạnh đó, do được lập trình khá tinh vi nên quá trình hoạt động hệ thống trợ lực lái trở nên quá nhẹ, khiến cho người lái không có cảm giác lái thật, đôi khi người lái còn cảm thấy tiếng động của mô tơ trợ lực phát ra.

Mỗi loại trợ lực lái  đều có những ưu, nhược điểm khác nhau. Khi bạn lái xe có cảm giác khác thường thì nên kiểm tra bộ phận trợ lực lái và bảo dưỡng thường xuyên. Nếu hỏng hóc thì nên thay thế mới phụ tùng ô tô chính hãng để đảm bảo xe luôn hoạt động trơn tru và hiệu quả.