merged pdfs pdf 16122022 1 1 2 4 BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT (Wormgear Drives) 2 1 VẤN ĐỀ CHUNG a Giới thiệu o Truyền chuyển động giữa 2 trục chéo nhau (chéo 900) o Trục vít là bánh dẫn 16122022.Vận tốc vòng TV và BV tại điểm tx có phương vuông góc Vận tốc trượt lớn Tổn thất công suất hiệu suất bộ truyền thấp
16/12/2022 2.4 BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT (Wormgear Drives) 1 VẤN ĐỀ CHUNG a Giới thiệu o Truyền chuyển động trục chéo (chéo 900) o Trục vít bánh dẫn 16/12/2022 P , T1 P , T2 o Vận tốc vịng TV BV điểm t/x có phương vng góc Vận tốc trượt lớn Tổn thất cơng suất hiệu suất truyền thấp b Phân loại o Theo mặt chia: TV trụ, TV Globoid (trục vít lõm) o Theo dạng răng: TV Archimede, TV Convolute, TV thân khai Cạnh thẳng tiết diện dọc Đường Archimede tiết diện ngang Trục vít Archimede 16/12/2022 Cạnh thẳng tiết diện tiếp tuyến trụ sở Đường thân khai tiết diện ngang Trục vít thân khai Cạnh thẳng tiết diện pháp tuyến với đường ren Xoắn convolute tiết diện ngang Trục vít Convolute o Ưu điểm: • TST lớn – 63 (có thể đến 120) • Làm việc êm, k/t gọn • Có khả tự hãm (khi bánh vít dẫn) o Nhược điểm: • Hiệu suất thấp (70~80%) • Sinh nhiệt trượt, phải có biện pháp nhiệt • Vật liệu chế tạo bánh vít đắt tiền • Phạm vi sử dụng: P < 50÷60 kW, u = 20-60 16/12/2022 Thơng số hình học chủ yếu góc nghiêng BV; góc nâng ren TV, hay dùng góc profin TV Góc ăn khớp: = bước TV; bước xoắn = = ; BV p: pr = p Mối TV (z1) dùng: 1, 2, 4; z2 = u.z1 ≥ 28 BV: m (m/p mút); mn = m.cos (m/p pháp) 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 h/s đường kính TV: q = d1/m d1 = dw1; d2 = dw2 không dịch chỉnh Nếu dịch dao: x1 = - x2; -1≤ ≤1 16/12/2022 ℎ∗ : h/s chiều cao đỉnh C*: khe hở chân đ/k đỉnh chân: da1 = d1 + 2ℎ∗ m; df1 = d1 + 2ℎ∗ m với (ℎ∗ = ℎ∗ + C*); ℎ∗ = 1; k/c trục: =( ∗ = 0,2 + )/2 = + /2 • Chọn: 40; 50; 63; 100; 125; 160; 180; 200; 225; 250; 280… ; : dày đỉnh chân B1: chiều dài cắt TV, B2: chiều rộng vành BV B2 = 0,75da1 (nếu z1 = 1, 2); B2 = 0,67da1 (nếu z1 = 4) Góc ôm BV-TV: 90 ≤ ≤ 120 , ≈ /( − 0,5 ) Động học truyền động trục vít a Vận tốc dài: = b Vận tốc trượt = 19100 = 6.10 6.10 + c Tỉ số truyền = = = Vs nhỏ z2 = u.z1 nhỏ k/t truyền gọn 10 16/12/2022 Tải trọng ứng suất o Lực vòng lực pháp: = ; = = Lực tác dụng mặt o h/s tải trọng: K = KH = KF = Kv Kv: h/s tải trọng động; : h/s phân bố tải không mặt o Ứng suất: : ứ/s tiếp xúc mặt : ứ/s uốn chân 11 Lực tác dụng lên trục ổ o Lực vịng: = = góc ma sát ( + ) o Lực hướng tâm Fr: = = o Lực dọc trục Fa: = = / =2 / =2 / Chiều phụ thuộc chiều bề mặt làm việc 12 16/12/2022 Kết cấu trục vít – bánh vít Trục vít chế tạo liền trục BV liền khối BV ghép BV đúc vành vào mayo Vật liệu vành răng: thường kim loại màu, hợp kim màu có f với thép thấp 13 Tính trục vít – bánh vít 7.1 Các dạng hỏng tiêu tính o Dính xước bề mặt: kim loại chảy dẻo bứt dính vào mặt ren TV, tạo vấu cào xước mặt BV o Mòn TV, BV: trượt lớn, bôi trơn không đầy đủ o Biến dạng mặt BV: ứ/s tiếp xúc lớn, vận tốc thấp o Gãy BV: tải, mỏi, ứ/s uốn chân lớn o Tróc rỗ mặt TV, BV: vật liệu đồng chống dính cao, ứ/s thấp, bơi trơn tốt o Kẹt nhiệt o TV cong: trục dài, lực dọc trục lớn 14 16/12/2022 Chỉ tiêu tính o Tính tốn truyền TV-BV theo: : Tính theo bền tiếp xúc ≤ ≤[ ]: Tính theo bền uốn ≤ : Tính theo độ ổn định thân TV ≤ [ ]: Tính theo điều kiện chịu nhiệt ≤[ ≤[ ] ] : Kiểm nghiệm tải tiếp xúc : Kiểm nghiệm tải uốn 15 7.2 Tính theo sức bền tiếp xúc (Hetz) : Modun đàn hồi tđ : Cường độ tải trọng : Chiều dài tiếp xúc Ví dụ sử dụng: → = (*) 16 16/12/2022 Bài toán kiểm tra o Giả sử biết thơng số truyền, tải trọng, tuổi bền o Tính tiết diện nguy hiểm mặt BV điểm nằm vòng lăn theo ct (*) o Xác định [ o So sánh: ] BV [ ] 17 Bài toán thiết kế o Chọn vật liệu pp nhiệt luyện, xác định [ o Giả sử thoả ] Tính khoảng cách trục aw: (chú ý thay ) Tại cần tính aw để đảm bảo diện tích tiếp xúc? 18 16/12/2022 7.3 Tính theo sức bền uốn ≤ o Modun pháp: o Hệ số dạng YF2tính theo z2td: chọn dựa vào vật liệu chế tạo, cách đúc, số chu kỳ tải o tương đương, độ cứng mặt TV 19 Bài tốn kiểm tra o Giả sử biết thơng số truyền, tải trọng, tuổi bền o Xác định [ ] BV o Xác định hệ số dạng YF2 o Tính o So sánh: [ ] 20 10 16/12/2022 Bài toán thiết kế o Chọn vật liệu pp nhiệt luyện, xác định o Tính YF, KF o Giả sử thoả Tính modun m: Chú ý tính lấy theo tiêu chuẩn Tính Tại cần tính m để đảm bảo sức bền uốn? 21 7.4 Tính theo điều kiện chịu nhiệt o Phương trình cân nhiệt: KT = – 17,5 W/m2.C hệ số toả nhiệt t1: nhiệt độ dầu; t0 nhiệt độ khơng khí, 0C A diện tích nhiệt hộp, m2 , (≈ 20 ) = 0,25 hệ số thoát nhiệt qua đáy hộ xuống bệ máy TH nguội tự nhiên = + [ − 1000 1(1 − ) 1+ + ] TH nguội có quạt KTq, hệ số nhiệt mặt quạt, Aq diện tích quạt, giảm nhiệt làm việc ngắt quãng hệ số 22 11 16/12/2022 Nếu không thoả ≤ [ ] (750 – 900) Chọn lại dầu bơi trơn có [ ] cao Tăng diện tích tản nhiệt A Tăng KT quạt gió, phun nước Điều kiện đặc biệt dùng thiết bị làm mát giảm t0 23 7.5 Tính theo điều kiện ổn định o Kiểm tra độ cứng trục vít chịu nén dọc trục l1 ≤ 25.df1 ≤ o Nếu không thoả: Giảm khoảng cách ổ đỡ Tăng đường kính chân TV df1 24 12 16/12/2022 7.6 Kiểm tra theo điều kiện tải o Kiểm tra theo sức bền tĩnh, tải thời gian ngắn: Hệ số tải 25 Chọn vật liệu ứng suất cho phép Trục vít Yêu cầu Dạng Vật liệu Nhiệt luyện Độ rắn < 3kW Archimede Covolute C30, C45, C50, C35CrCu Tôi cải thiện < 350 HB >3kW Thân khai (có mài) C40CR, 40CrNi, 12CrNi3Al, 20CrNi3Al, 30CrMnPbAl Tơi mặt ren 45-50 HRC P nhỏ - C35, C40, C45 Tôi cải thiện 300-350 HB Yêu cầu Bánh vít Vtr ≤ 5m/s Vật liệu Đồng (không thiếc): BCuAl9Fe4, BCuAl10Fe4Ni4 Đồng thau: LCu66Al6Fe3Mg2, LCu58Mg2Pb2 Vtr ≤ 5-12 m/s Đồng (ít thiếc): BCuSn6Zn6Pb3, BCuSn5Zn5Pb5 P nhỏ GX10, GX15, GX18, GX20 Vtr >12 m/s Đồng (nhiều thiếc): BCuSn10P1, BCuSn10NiP 26 13 16/12/2022 Ứng suất cho phép Vật liệu bánh vít Đồng thiếc Đồng không thiếc Vtr (m/s) < 300 MPa > 300 MPa Gang Vật liệu bánh vít Đồng Gang [ ] - [σH] = (0,75÷0,9).σb.KNH 0,5 250 MPa 210 MPa 160 MPa 120 MPa 0,5 120 MPa 110 MPa Chiều quay [ ] chiều [σF] = (0,25.σch + 0,08.σb).KNF chiều [σ F] = 0,16.σb.KNF chiều [σF] = 0,12.σbu chiều [σF] = 0,075.σbu 27 Ứng suất tiếp xúc uốn tải cho phép Vật liệu bánh vít Đồng thiết Đồng không thiếc Gang [ ] [ ] 4.σch 0,8.σch 4.σch 0,8.σch 1,5.[σH2] 0,6.σb 28 14 16/12/2022 Trình tự thiết kế truyền trục vít Đầu vào: P TV BV (hoặc mô men xoắn T), (hoặc n1 u), điều kiện làm việc Chọn vật liệu TV, pp nhiệt luyện Giả thiết trượt vs, chọn vật liệu BV, cấp xác chế tạo Xác định [ ], [ ] [ ], [ ] có tải; [Fa] [t] kiểm nghiệm ổn định nhiệt độ Chọn mối ren z1, tính z2 = u.z1, chọn hệ số đk trục vít q tiêu chuẩn Tính góc nâng γ = arctg(z1/q) Chọn sơ trọng K , hệ số tải Tính aw Tính m = 2.aw/(z 2+q) lấy theo chuẩn, tính mn = m.cosγ 29 Tính kích thước truyền: d1 = m.q; d = m.z2; Z1 B1 B2 ≥ (11+0,07.z2).m 0,75.da1 ≥ (12,5+0,09.z2).m 0,67.da1 Kiểm tra vtr Nếu sai khác 5%, cần chọn lại vtr_sb , tính lại Kiểm tra độ bền uốn, độ ổn định, nhiệt Khơng thoả phải chỉnh kích thước truyền Vẽ kết cấu Tính lực tác dụng lên trục ổ 30 15 ... trục ổ o Lực vịng: = = góc ma sát ( + ) o Lực hướng tâm Fr: = = o Lực dọc trục Fa: = = / =2 / =2 / Chiều phụ thuộc chiều bề mặt làm việc 12 16/ 12/ 2 022 Kết cấu trục vít – bánh vít Trục vít. .. k/c trục: =( ∗ = 0 ,2 + ) /2 = + /2 • Chọn: 40 ; 50; 63; 100; 125 ; 160; 180; 20 0; 22 5; 25 0; 28 0… ; : dày đỉnh chân B1: chiều dài cắt TV, B2: chiều rộng vành BV B2 = 0,75da1 (nếu z1 = 1, 2) ; B2... bánh vít Đồng thiết Đồng không thiếc Gang [ ] [ ] 4. σch 0,8.σch 4. σch 0,8.σch 1,5.[σH2] 0,6.σb 28 14 16/ 12/ 2 022 Trình tự thiết kế truyền trục vít Đầu vào: P TV BV (hoặc mô men xoắn T), (hoặc n1