Quá khứ và hiện tại của Gears được giải thích trong một bài báo
Quá khứ và hiện tại của Gears được giải thích trong một bài báo
Ngay từ năm 350 trước Công nguyên, triết gia Hy Lạp nổi tiếng Aristotle đã ghi lại thông tin về bánh răng trong các tác phẩm của mình. Khoảng năm 250 trước Công nguyên, nhà toán học Archimedes đã giải thích việc sử dụng bánh răng tua-bin trong máy nâng trong các tác phẩm của mình. Tàn tích của các bánh răng có niên đại từ thời cổ đại được bảo tồn trong tàn tích Đồng hồ nước Ktesibios ở Iraq ngày nay.
Bánh răng cũng có lịch sử lâu đời ở Trung Quốc, với các ghi chép cho thấy chúng được sử dụng sớm nhất là vào khoảng 400-200 năm trước Công nguyên. Các bánh răng bằng đồng được khai quật ở Sơn Tây, Trung Quốc, có niên đại từ thời kỳ đó, đại diện cho những bánh răng lâu đời nhất được biết đến. Xe dẫn hướng được phát hiện trong các hiện vật cổ của Trung Quốc phản ánh cơ chế cốt lõi của thiết bị cơ khí dựa trên hệ thống bánh răng, thể hiện những thành tựu về khoa học và công nghệ cổ đại. Trong thời kỳ Phục hưng Ý vào cuối thế kỷ 15, nhà đa tài Leonardo da Vinci đã để lại dấu ấn không thể phai mờ không chỉ trong văn hóa nghệ thuật mà còn trong lịch sử công nghệ bánh răng. Hơn 500 năm sau, bánh răng vẫn giữ nguyên nguyên mẫu được phác thảo trong thời kỳ đó. Mãi đến cuối thế kỷ 17, người ta mới bắt đầu nghiên cứu hình dạng răng chính xác để truyền chuyển động. Sau cuộc cách mạng công nghiệp vào thế kỷ 18, hộp số ngày càng trở nên phổ biến ở châu Âu. Sự phát triển đầu tiên tập trung vào các bánh răng không liên quan và sau đó là các bánh răng xoắn ốc. Đến đầu thế kỷ 20, bánh răng xoắn ốc đã chiếm ưu thế trong các ứng dụng thực tế. Những phát triển tiếp theo bao gồm bánh răng xoắn, bánh răng cung tròn, bánh răng côn và bánh răng xoắn ốc.
Công nghệ bánh răng hiện đại đã đạt đến các thông số kỹ thuật vượt trội: mô-đun bánh răng từ 0,004 đến 100 mm, đường kính bánh răng từ 1 mm đến 150 mét, truyền tải điện lên tới 100.000 kilowatt, tốc độ quay lên tới 100.000 vòng/phút và tốc độ chu vi cao nhất đạt tới 300 mét. môi giây.
Trên bình diện quốc tế, các thiết bị truyền động điện đang phát triển theo hướng thu nhỏ, vận hành tốc độ cao và tiêu chuẩn hóa. Một số tính năng trong thiết kế bánh răng bao gồm ứng dụng các bánh răng đặc biệt, phát triển các thiết bị bánh răng hành tinh và nghiên cứu về cơ cấu bánh răng có độ rung thấp, tiếng ồn thấp.
Bánh răng có nhiều loại, thường được phân loại dựa trên hướng của trục bánh răng. Chúng thường được chia thành ba loại: bánh răng có trục song song, bánh răng có trục giao nhau và bánh răng có trục không giao nhau.
Bánh răng trục song song: Loại này bao gồm bánh răng trụ, bánh răng xoắn ốc, bánh răng trong, thanh răng và thanh răng xoắn ốc.
Bánh răng có trục giao nhau: Ví dụ bao gồm bánh răng côn thẳng, bánh răng côn xoắn ốc và bánh răng côn không độ.
Bánh răng có trục không giao nhau: Loại này bao gồm các bánh răng xoắn ốc không giao nhau, bánh răng trục vít và bánh răng gần như hypoit. Hiệu suất được liệt kê trong bảng trên thể hiện hiệu suất truyền động, không bao gồm các tổn thất như tổn thất từ vòng bi và bôi trơn. Các bánh răng trong cặp bánh răng có trục song song và trục giao nhau thường liên quan đến việc lăn, với độ trượt tương đối tối thiểu, mang lại hiệu suất cao. Ngược lại, các bánh răng không có trục giao nhau, chẳng hạn như bánh răng xoắn ốc không giao nhau và bánh răng trục vít, dựa vào độ trượt tương đối để đạt được khả năng truyền lực, dẫn đến ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, gây ra sự suy giảm so với các bánh răng khác. Hiệu suất bánh răng đề cập đến hiệu suất truyền động trong điều kiện lắp ráp bình thường. Nếu lắp đặt không đúng, đặc biệt trong trường hợp khoảng cách trong cụm bánh răng côn không chính xác dẫn đến sai số tại điểm giao nhau côn, hiệu suất có thể giảm đáng kể.
