Cơ khí chế tạo máy - Chương 7: Truyền động trục vít – bánh vít

CHƯƠNG 7 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT – BÁNH VÍT Mục tiêu Cấu tạo, phân loại trục vít – bánh vít Thông số hình học Thông số động học, động lực học Tính toán bộ truyền 1 7.1 Cấu tạo, phân loại, phạm vi sử dụng 2  Truyền động trục vít – bánh vít truyền 2 trục chéo nhau 3  Phân loại Tùy hình dạng mặt chia trục vít Trục vít trụ Trục vít Globoid 4 Tùy hình dạng ren trục vít Archimède Convolute Thân khai 5 Tùy số mối ren trục vít Trục vít một mối ren Trục vít nhiều mối ren Z1max =6 6 Ưu điểm Tỷ số truyền khá rộng (8 đến 100) Truyền động êm, ít gây tiếng ồn Có khả năng tự hãm, độ chính xác cao Khuyết điểm Hiệu suất thấp 0,92, tự hãm 0,85 Giá thành đắt 7 Phạm vi sử dụng Bộ truyền công suất bé, trung bình Cơ cấu phân độ Các máy nâng (tự hãm) 8 7.2 Thông số hình học Trục vít 9 Bánh vít 10 Góc biên dạng ren  200 Bước ren trục vít p=m Môđun dọc trục vít m=p/ Hệ số đường kính q q=d1/m Số đầu mối ren, răng Z1, Z2(>=28) Chiều cao đầu ren ha=m Chiều cao chân ren hf=1,2m 11 Đường kính vòng chia d1=mq; d2=mz2 Đường kính vòng đỉnh da=d+2m Đường kính chân df=d-2,4m Bước xoắn pz1=z1.q Góc nâng tg=z1/q Khảng cách trục aw=0,5(d1+d2) Góc ôm trục vít sin=b2/(da1-0,5m) 12 7.3 Thông số động học, động lực học Thông số động học Bánh vít Tỷ số truyền 1 2 2 1 n Z u n Z   Vận tốc vòng 1 11 . . 60000 d n V   2 2 2 . . 60000 d n V   13 Vận tốc trượt 12 2 1 1 2 . . cos 19500 2 2 1 s m n Z qV V V V       14 Hiệu suất bộ truyền  ' tg tg       Kể mất mát do khuấy dầu     0,9 0,95 ' tg tg        ’ : góc ma sát thay thế  ' 'arctg f  15 Động lực học 2 1. .T T u 16 1 1 2 1 2. t a T F F d   2 2 1 2 2. t a T F F d   2 cos .cos t n F F    2 1 2 2 . . cos t r r t F tg F F F tg        1 2. 't tF F tg    17 7.4 Vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít  Trục vít  Bánh vít Thép C45: tôi bề mặt  (4048)HRC Thép 20, 15: thấm than Nếu Vs>5m/s : đồng thanh thiếc Nếu 2m/s<Vs<5m/s: đồng thanh không thiết Nếu Vs<2m/s : gang xám, gang biến tính 18 7.5 Các dạng hỏng, chỉ tiêu tính toán Dính Mòn Tróc rỗ bề mặt 19 7.5.1 Ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc Bánh vít chế tạo đồng thanh thiếc (b < 300 Mpa) vHLbH CK )9,076,0(][  b:: giới hạn bền kéo (T285) Cv:: hệ số xét ảnh hưởng vs (T285) KHL:: hệ số tuổi thọ 20 Hệ số tuổi thọ 8 710 HE HL N K  ii N i i HE tn T T N          1 4 2 260 NHE: số chu kỳ làm việc tương đương Nếu NHE2,6.10 8  NHE=2,6.10 8 ni, T2i, ti: số vòng quay, môment xoắn, thời gian làm việc T2i: môment lớn nhất 21 Bánh vít chế tạo đồng thanh không thiếc (b > 300 Mpa) sH v25)300276(][  sH v35)200...176(][  Bánh vít chế tạo bằng gang 22 Ứng suất uốn Bánh vít đồng thanh, quay 1 chiều 9 610 )08,025,0(][ FE bchF N   ch, b:: giới hạn chảy, bền (T285) ii N i i HE tn T T N          1 4 2 260 23 NHE: số chu kỳ làm việc tương đương Nếu NHE2,6.10 8  NHE=2,6.10 8 Nếu NHE10 6  NHE=10 6 ni, T2i, ti: số vòng quay, môment xoắn, thời gian làm việc T2i: môment lớn nhất 24 Bánh vít làm bằng gang Bánh vít quay 1 chiều Bánh vít quay 2 chiều   0,12F bF    0,075F bF  bF: giới hạn bền uốn 25 7.5.2 Tính toán theo độ bền tiếp xúc  2 2 1 .480 H H H T K d d    Ứng suất tiếp xúc (kiểm nghiệm) K: hệ số tập trung tải trọng K: hệ số tải trọng động KH: hệ số tải trọng tính .HK K K  26 Thiết kế aw theo ứng suất tiếp xúc     2 23 2 2 .170 1 / H w H T Kq a Z q Z              m: môđun 2 2 wam Z q   27  2 2 2 1, 2. . . . . F F F F T Y K d b m    Ứng suất tiếp uốn (kiểm nghiệm) 7.5.3 Tính toán theo độ bền uốn YF: hệ số dạng răng (z tương đương) 2 3cos Z Z   28 Thiết kế m theo ứng suất uốn   2 3 2 1,5. . . . . F F F T Y K m z q    2 3 2 1,5. . . . . F F F F T Y K z q m    Ứng suất tiếp uốn 29 7.5.4 Tính toán nhiệt Nhiệt độ dầu bôi trơn khi làm việc      10 1000. 1 . . 1T P t t t K A        t0: nhiệt độ môi trường KT: hệ số thoát nhiệt A: diện tích bề mặt thoát nhiệt : hệ số thoát nhiệt bệ máy 30 7.6 Trình tự thiết kế bộ truyền 1. Xác định tỷ số truyền u=1/ 2 2. Dự đoán vs (5.12)chọn vật liệu trục vít, bánh vít, pp chế tạo, nhiệt luyện, cấp chính xác. 3. Tính ứng suất cho phép [H], [F] 4. Chọn Z1, q. Tính Z2  tính chính xác u 5. Chọn sơ bộ  (5.15) 6. Tính aw theo ứ/s tiếp xúc, m theo ứ/s uốn (chọn m theo tiêu chuẩn)  tính lại aw 31 7. Xác định kích thước bộ truyền 8. Kiểm nghiệm vận tốc trượt (5.11), hệ số tải trọng (T283), hiệu suất (5.14) 9. Tính lại [H] với vs tìm được (không vượt 5%) 10. Xác định zv2 tương đương  chọn hệ số YF2 kiểm nghiệm ứng suất uốn (5.34) 11. Tính toán nhiệt (5.37) 12. Chọn dầu bôi trơn (T295)