Chương 11 truyền động trục vít

Chương 11 Nội dung 11.1 Khái niệm chung 11.2 Cơ học truyền động trục vít 11.3 Tính truyền trục vít Chương 11 11.1 Khái niệm chung Giới thiệu truyền trục vít Truyền chuyển động trục vng góc or chéo khơng gian Trục vít dẫn 1: d1 làm liền trục dẫn I; n1; C/suất truyền động P1; Mơmen xoắn T1 Bánh vít bị dẫn 2: d2 lắp trục bị dẫn II; n2; C/suất truyền động P2; Mơmen xoắn T2 Bộ truyền trục vít - bánh vít Trên trục vít có đường ren (răng trục vít), bánh vít có bánh răng, truyền động ren trục vít ăn khớp với bánh vít Nguyên tắc làm việc: Trục quay I quay với n1, ren trục vít ăn khớp với ren bánh vít, đẩy bánh vít chuyển động, làm bánh vít quay, kéo trục II quay với n Chương 11 11.1 Khái niệm chung 11.1.1 Phân loại, ưu nhược điểm truyền trục vít Bộ truyền trục vít trụ: trục vít có dạng hình trụ trịn xoay, đường sinh thẳng Bộ truyền trục vít Glơbơit (Bộ truyền trục vít lõm): trục vít hình trụ trịn, đường sinh cung trịn Bộ truyền trục vít Acsimet: m/phẳng chứa đ/tâm trục vít biên dạng ren đoạn thẳng, m/phẳng vng góc với đ/tâm biên dạng ren đường xoắn Acsimet Bộ truyền trục vít thân khai: Bộ truyền trục vít cơnvơlút: Trục vít Acsimet Chương 11 11.1 Khái niệm chung 11.1.2 Các thông số hình học chủ yếu truyền trục vít * Mơđun bánh vít:m, mm; x/định mặt phẳng pháp mn=m.cosβ; m/phẳng mút m, lấy theo dãy số tiêu chuẩn: m =1; 1,25; (1,5); 1,6; 2; 2,5; (3); (3,5); 4; 5; (6); 6,3; (7); 8; 10; 12,5; 16; (18); 20; 25 * Đ/kính vịng trịn chia d1 =mq, d2 =a.z2, mm * Đ/kính vịng trịn lăn dw1 = d1, dw2 =d2, mm * Đ/kính vịng trịn đỉnh ren da1,đỉnh da2, mm * Đ/kính vịng trịn chân df1, df2, mm * Đ/kính vịng trịn lớn da2max, mm * Khoảng cách trục aw =(d1 +d2)/2 = (q+z2)/m/2 (mm): k/cách tâm trục vít bánh vít * Chiều dài phần cắt ren trục vít(chiều rộng trục vít) B ; chiều rộng vành bánh vít B2 , mm Chương 11 11.1 Khái niệm chung 11.1.3 Kết cấu trục vít, bánh vít Kết cấu trục vít làm liền trục Trục vít làm thép, chế tạo liền với trục dẫn đ/kính chân ren trục vít nhỏ so với trục Kết cấu bánh vít thơng dụng Bánh vít lắp ghép từ hai phần: Vành bánh vít hợp kim đồng để giảm ma sát may thép gang để chịu tải trọng TH đặc biệt: bánh vít nhỏ chế tạo bánh vít liền khối hợp kim đồng or bánh vít lớn, chế tạo liền khối gang Chương 11 11.2 Cơ học truyền động trục vít 11.2.1 Vận tốc, tỷ số truyền hiệu suất truyền trục vít Số vịng quay trục vít: n1 , bánh vít n2 (v/p) Cơng suất trục dẫn: P1 , bị dẫn P2 (kW) Mômen xoắn trục dẫn: T1 , bị dẫn T2 (Nmm) Tỷ số truyền u : u = n1 /n2 = z2 /z1 Hiệu suất truyền động η : η = P2 /P1 Hiệu suất truyền trục vít bánh vít: η = tgγ /tg(γ +ϕ) ϕ : góc ma sát mặt tiếp xúc ren Nếu có tổn hao cơng suất khuấy dầu, η = 0,98.tgγ /tg(γ +ϕ) Vận tốc vòng bánh dẫn v1 , bị dẫn v2, (m/s) Bộ truyền trục vít vận tốc trượt lớn : vtr = v1 /cosγ Chương 11 11.2 Cơ học truyền động trục vít 11.2.2 Tải trọng ứng suất truyền trục vít Tải trọng danh nghĩa truyền trục vít: cơng suất P or mơ men xoắn T1 ; T2 ghi nhiệm vụ thiết kế Để kể đến tải trọng động thêm vào công thức Lực tác dụng mặt tính tốn hệ số tải trọng động Kv bánh Để kể đến tập trung tải trọng lên phần thêm vào hệ số Kβ (hệ số kể đến phân bố tải không chiều dài răng) Tải trọng tác dụng lên gây nên ứng suất tiếp xúc σH mặt ứng suất uốn σF tiết diện chân (σHmax tâm ăn khớp) σH thay đổi theo chu trình mạch động truyền làm việc chiều σF thay đổi theo chu trình đối xứng truyền làm việc chiều Chương 11 11.2 Cơ học truyền động trục vít 11.2.3 Lực tác dụng lên trục ổ mang truyền trục vít Lực tiếp tuyến Ft : Quan hệ Ft1 Ft2 : ϕ : góc m/sát b/mặt t/xúc ren trục vít bánh vít Lực hướng tâm Fr : Lực tác dụng lên trục ổ truyền trục vít Fr1 = Fr2 = Ft2 tgα /cosγ Lực dọc trục Fa : Fa1 = Ft2 = 2T2 /d2 Lực Fa1 tác dụng lên trục vít có giá trị Fa2 = Ft1 = 2T1 /d1 lớn, dễ làm trục vít ổn định Chương 11 11.3 Tính truyền trục vít 11.3.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn truyền trục vít Dính xước bề mặt Do ứ/suất lớn, t0 cao làm v/liệu chỗ t/xúc đạt đến trạng thái chảy dẻo, k/loại bị bứt dính lên mặt ren, tạo thành vấu cào xước mặt bánh vít Mịn bánh vít ren trục vít Do v/tốc trượt lớn,a/suất t/bình cao,bơi trơn k0 đầy đủ, v/liệu có tính thấp Biến dạng mặt Do truyền có áp suất mặt tiếp xúc lớn, vận tốc làm việc thấp Gẫy bánh vít Do tải or bị mỏi, ứ/suất uốn tiết diện chân > giá trị cho phép Tróc rỗ mặt Do làm Cu có độ bền chống dính cao, σH nhỏ bơi trơn đầy đủ Kẹt ổ Trục vít bị uốn cong Chương 11 11.3 Tính truyền trục vít 11.2.2 Tính theo độ bền tiếp xúc độ bền uốn bánh vít * Kiểm tra điều kiện bền Theo độ bền tiếp xúc σΗ2 ≤ [σH2] σH2 : ứ/suất tiếp xúc điểm nguy hiểm mặt [σH2]: ứ/suất tiếp xúc cho phép mặt bánh vít Theo độ bền uốn σF2 ≤ [σF2] σF2: ứ/suất uốn thời điểm ng/hiểm t/diện c/ b/vít [σF2]: ứ/suất uốn cho phép b/vít, tính theo sb mỏi Chương 11 11.3 Tính truyền trục vít 11.2.2 Tính theo độ bền tiếp xúc độ bền uốn bánh vít * Tính truyền trục vít theo sức bền tiếp xúc - Ứng suất tiếp xúc sinh mặt răng: E = 2.E1.E2/(E1+E2) mơđun đ/hồi t/đương v/liệu trục vít bánh vít, MPa E1 ; E2 :môđun đàn hồi v/liệu trục vít bánh vít cường độ tải trọng đường t/xúc răng, N/mm KHv : h/số kể đến tải trọng động dùng để tính ứ/suất t/xúc, KHβ :h/số kể đến phân bố tải k0 chiều dài Bán kính cong t/đương hai bề mặt điểm tiếp xúc ρ1 bán kính cong biên dạng ren trục vít, ρ1 = ∞ ρ2 bán kính cong điểm bánh vít, ρ2 = d2.sinα/(2cosγ ) => - Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] xác định thực nghiệm Chương 11 11.3 Tính truyền trục vít 11.2.2 Tính theo độ bền tiếp xúc độ bền uốn bánh vít Bài tốn kiểm tra bền Tính σH sinh điểm nguy hiểm mặt bánh vít Xác định [σH2] bánh vít So sánh giá trị σH ; [σH2] kết luận Bài toán thiết kế Chọn vật liệu cách nhiệt luyện xác định [σH2] Giả sử σH ≤ [σH2] thỏa mãn, với d1 = m.q; d2 =m.z2; m = 2aw/(q+z2), tính được: Trình tự thiết kế truyền trục vít (xem tài liệu) .. .Chương 11 Nội dung 11. 1 Khái niệm chung 11. 2 Cơ học truyền động trục vít 11. 3 Tính truyền trục vít Chương 11 11.1 Khái niệm chung Giới thiệu truyền trục vít Truyền chuyển động trục vng... v2, (m/s) Bộ truyền trục vít vận tốc trượt lớn : vtr = v1 /cosγ Chương 11 11.2 Cơ học truyền động trục vít 11. 2.2 Tải trọng ứng suất truyền trục vít Tải trọng danh nghĩa truyền trục vít: cơng suất... Acsimet Bộ truyền trục vít thân khai: Bộ truyền trục vít cơnvơlút: Trục vít Acsimet Chương 11 11.1 Khái niệm chung 11. 1.2 Các thông số hình học chủ yếu truyền trục vít * Mơđun bánh vít: m, mm;