Bài giảng Chi tiết máy - Chương 7: Truyền động trục vít – bánh vít - Phan Tấn Tùng

Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng Chương 7 TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT – BÁNH VÍT 1. Khái niệm chung Công dụng: truyền động trụcvíttruyền chuyển động giữa2 trục vuông góc nhau 1 (không cắt nhau) Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng Phân loại: • Theo dạng mặtchia: trụcvíttrụ, trục vít lõm • Theo hình dạng ren: trục vít Archimede, trục vít Convolute, trục vít thân khai Trục vít Archimede Trục vít trụ • Theo số mốiren: mộtmối ren, nhiềumốiren 2 1 mối ren 2 mốiren 3 mốiren Trụcvítlõm Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng Ưu điểm; • Tỉ số truyềnlớn • Làm việcêm • Có khả năng tự hãm Nhược điểm: • Hiệusuấtthấp(70~80%) • Sinh nhiệtnhiều nên phài có biện pháp thoát nhiệt • Vậtliệuchế tạobánhvítđắttiền 3 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 2. Thông số hình học Trụcvít •bướcrenp • mô đun dọc m (tiêu chuẩn trang74) Dãy 1: 1 1.25 1.6 2 2.5 3.15 4 5 6.3 8 10 12.5 16 20 25 Dãy 2: 1.5 3 3.5 6 7 12 • số mốirenZ1 (từ 1 đến4) • hệ sốđường kính q (tiêu chuẩnbảng 7.2) • đường kính vòng chia trụcvít d1 = m.q • bướcxoắn ốc S = p.Z 1 Z1 tanγ = 4 • góc nâng ren q Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng Bánh vít •bướcrăng (bước ngang) p • mô đun ngang m (tiêu chuẩn trang74) • số răng Z2 • đường kính vòng chia bánh vít d2 = mZ2 •góc nghiêng răng β với β = γ • khoảng cách trục d + d m(Z + q) a = 1 2 = 2 2 2 5 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 3. Động họcbộ truyềntrụcvít 3.1 Vậntốcdài Trụcvít π d1 n1 v1 = 6.104 Bánh vít π d2 n2 v2 = 6.104 3.2 Vậntốctrượt mn v = 1 Z 2 + q2 s 19100 1 3.3 Tì số truyền n1 Z2 d2 u = = = 6 n2 Z1 d1 tanγ Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 4 Lựctácdụng và tảitrọng tính 4.1 Lựctácdụng Lực ănkhớp Fn đượcphântíchthành3 lực theo 3 phương vuông góc nhau. Lực vòng Ft có phương vuông góc trục (không cắttrục) 2T1 Ft1 = Fa2 = d1 Lựchướng tâm Fr có phương vuông góc trục Fr1 = Fr2 = Ft2 tanα Lựcdọctrục Fa có phương song song trục 2T2 với T2 = u.η.T1 Fa1 = Ft2 = d2 Ft2 7 Lực ănkhớp F Fn = n cosα cosγ Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng Chiềucủa các lực: • LựcFt : trên trụcvítngược chiều quay, trên bánh vít cùng chiều quay • LựcFr : luôn luôn hướng vào đường tâm trụcbánh răng • LựcFa : luôn luôn hướng ngượcvớilực Ft 8 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 4.2 Tảitrọng tính Tảitrọng tính (dùng để tính toán) bao gồmtảitrọng danh nghĩavàtải trong phụ phát sinh trong quá trình ănkhớp Pt=KPdn hoặc Tt=KTdn hoặc Ft=KFdn Khi tính ứng suấttiếpxúcvàứng suấtuốn K=KH= KF=Kβ KV Với Kβ, : hệ số tập trung tảitrọng (trang 283) KV : hệ số tảitrọng động (bảng 7.6) 9 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 5. Vậtliệu và nhiệtluyệntrụcvítbánhvít Yêu cầu: độ bền cao, độ cứng cao,hệ số ma sát bé, rẽ tiền Vậtliệu: Trụcvít: thường chọn thép (cácbon, hợpkim) Nhiệtluyện: thường hoá, tôi cảithiện (HB<350) tôi thể tích, tôi bề mặt, thấm than, nitơ (HB>350) Bánh vít: chọntheovậntốctrượt • vs < 2m/s : gang xám • 2 m/s ≤ vs ≤ 5 m/s: đồng thanh nhôm sắt • vs > 5 m/s: đồng thanh thiếc 10 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 6 Hiệusuấtcủabộ truyềntrụcvítbánhvít Hiệusuấtkhitrụcvítdẫn động Có thể chon sơ bộ tanγ ⎛ u ⎞ η = η = 0.9⎜1− ⎟ tan(γ + ρ') ⎝ 200 ⎠ Với γ là góc nâng ren trên trụcvít ρ’ là góc ma sát thay thế Nếu xét đếntổn hao công suất do khuấydầu tanγ η = (0.9 ÷ 0.95) tan(γ + ρ') Hiệusuất khi bánh vít dẫn động (ít sử dụng) tan(γ − ρ') η = tanγ 11 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 7 Dạng hỏng và chỉ tiêu tính Do có vậntốctrượtlớn và sinh nhiệtnhiềunêndạng hỏng cơ bảncủa bộ truyềntrục vít bánh vít là: • Dính răng „ Mòn răng 12 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 8 Tính bộ truyềntrụcvít 8.1 Tính theo ứng suấttiếpxúc Công thứcthiếtkế Khoảng cách trục 2 ⎛ q ⎞ ⎛ 170 ⎞ K T a ≥ ⎜1+ ⎟ ⎜ ⎟ H 2 w ⎜ Z ⎟3 ⎜ σ ⎟ ⎛ q ⎞ ⎝ 2 ⎠ ⎝ []H ⎠ ⎜ ⎟ ⎝ Z2 ⎠ Công thứckiểmtra 480 KHT2 σ H = ≤ []σ H d2 d1 13 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 8.2 Tính theo ứng suấtuốn Công thứcthiếtkế 1.5Y K T m ≥ 3 F F 2 Z2q[]σ F Công thứckiểmtra 1.5YF K FT2 σ F = 3 ≤ []σ F Z2qm 8.3 Tính nhiệt Phương trình cân bằng nhiệt 1000P1(1−η) = KT (t1 − t0 )A(1+ψ ) Nhiệt độ dầubôitrơn 1000P1(1−η) t1 = t0 + ≤ [t1] KT A(1+ψ ) 14 Chi tiết máy TS Phan Tấn Tùng 9 Trình tự thiếtkế Thông số ban đầu: công suấtP1, số vòng quay trụcdẫnn1, tỉ số truyềnu, điềukiện làm việc. 1. Chọnvậtliệutrêncơ sở dựđoán vậntốctrượt 2. Xác định ứng suất cho phép 3. Chọnsố mốirenZ1, tính số răng Z2 4. Chọnsơ bộ hiệusuất 5. Tính khoảng cách trục 6. Xác định kích thướccủabộ truyền 7. Kiểm nghiệmvậntốctrượt(so sánhvớibước1) 8. Kiểm nghiệm ứng suấtuốn 9. Kiểm nghiệm độ cứng trụcvít 10. Tính nhiệt–Chọndầubôitrơn HẾT CHƯƠNG 7 15