Chapter 9 Wormgear.pdf

Microsoft PowerPoint Chapter 9 WORMGEAR DRIVES 11/13/2023 1 13 Nov 23 1 CHAPTER 7 WORM GEAR DRIVES THEORY OF MACHINE AND MACHINE DESIGN DEPARTMENT OF EDUCATION AND TRAINNING HOCHIMINH CITY UNIVERSITY[.]

Trang 1

1

CHAPTER 7: WORM-GEAR DRIVES

THEORY OF MACHINE AND MACHINE DESIGN

DEPARTMENT OF EDUCATION AND TRAINNING

HOCHIMINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

AND EDUCATION

TS Phan Công Bình binhpc@hcmute.edu.vn binhpc.tpm@gmail.com

Outcome

1 Understanding the general concepts of worm-gear

2 Calculate and select worm gear

2

13-Nov-23

I Overview

II The sequence of calculation and selection of worm-gear

3

Theoretical contents

Trang 2

TS Phan Công Bình binhpc@hcmute.edu.vn binhpc.tpm@gmail.com 13-Nov-23

4

13-Nov-23

Overview

1 Configuration

1

2

1

5

13-Nov-23

2 Operating principle.

Worm-gear is used to transmit the rotational movement between two diagonal

shafts ( dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục chéo nhau)

Overview

6

3 Classification

Cylindrical worm-gear

(Trục vít trụ)

Globoid (trục vít lõm)

Overview

Trang 3

7

13-Nov-23

3 Classification

Overview

8

13-Nov-23

3 Classification

Overview

9

3 Classification

Overview

Trang 4

I Overview

II The sequence of calculation and selection of worm-gear 10

13-Nov-23

Theoretical content

11

13-Nov-23

1 Geometrical parameters

The sequence of calculation and selection

of worm-gear

12

a Geometrical parameters of worm screw (Thông số hình học trục vít)

 𝑑 = 𝑚𝑞 : Circle pitch (Đường kính vòng chia)

Module m: 𝑚 =

The worm screw longitudinal is equal the worm wheel horizontal module (prioritize row1):

Row 1: 1 ; 1,25 ; 1,6 ; 2 ; 2,5 ; 3,15 ; 4 ; 5 ; 6,3 ; 8 ; 10 ; 12,5 ; 16 ; 20 ; 25

Row 2: 1,5 ; 3 ; 3,5 ; 6 ; 7 ;12

Row 1: 6,3 ; 8 ; 10 ; 12,5 ; 16 ; 20 ; 25

Row 2: 7,1; 9 ; 11,2 ; 14 ; 18 ; 22,4

Lead angle (góc vít) 𝛾 : 𝑡𝑔𝛾 = = = =

Z1: the number of starts on the worm (1 ÷ 4) ( số mối ren)

of worm-gear

Trang 5

13

13-Nov-23

of worm-gear

14

13-Nov-23

Circle pitch is equal to diameter of the worm wheel

(Đường kính vòng chia bằng đường kính lăn của bánh vít )

𝒅𝟐= 𝒅𝒘𝟐= 𝒎𝒁𝟐

(The same module of the worm screw)

(số răng bánh vít)

𝜷 = 𝜸helical angle in the worm wheel is equal

to the lead angle

(Góc nghiêng răng bánh vít bằng góc xoắn vít)

b Geometrical parameters of worm wheel (Thông số hình học bánh vít)

of worm-gear

15

Number of teeth of the wheel (số răng bánh vít)

𝑍 = 𝑢 𝑍

of worm-gear

c Worm’s number of starts and number of teeth on the wheel:

Number of thread (start) on

the worm screw

(số mối ren trục vít)

𝑍 = 1, 2, 4

Trang 6

With Z1 = 1 ÷ 4, u = 8 ~ 80 (Xem dãy tiêu chuẩn dưới đây)

Ratio u of worm gear movement is quite large(Tỉ số truyền khá lớn)

of worm-gear

2 Ratio and velocity

The screw rotates 1 round

Therefore,  1 π 2 π 2 2

u

17

13-Nov-23

3 Acting force.

Ft1

Fr1

Fa1

Fr2

Fa2

Ft2

+

Fr2

Fa2

Ft2

Fr1

Fa1

+

Ft1

of worm-gear

18

𝐹𝑡1= 𝐹𝑎2= 𝐹𝑡2𝑡𝑔(γ + 𝜌 )

𝑐𝑜𝑠𝛼𝑐𝑜𝑠𝛾

𝜌 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔𝑓′

𝑓 is the friction coefficient (hệ số ma sát)

3 Acting force.

of worm-gear

(tính từ bánh vít sang trục vít)

Trục vít không tính𝐹𝑡1#

Trang 7

19

13-Nov-23

𝑑

𝑐𝑜𝑠𝛼𝑐𝑜𝑠𝛾

𝑻𝟐= 𝑻𝟏uɳ

3 Acting force.

(tính từ bánh vít sang trục vít)

The image part with relationship ID rId3 was not found in the file.

Có thể tính 𝐹𝑡1= ℎ𝑜ặ𝑐 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝐹𝑎2

Parameters

TH1: Cho T1trước vàɳ

TH2: Cho T2trước

20

13-Nov-23

• 𝛾 angle matched by 𝑉 = 𝑉

• Normal force (Lực pháp tuyến) :

3 Acting force.

of worm-gear

21

4 Sequence of calculation and selection worm gear

of worm-gear

Trang 8

22

13-Nov-23

Determine vt, h, KHb, KHv

Examining (Kiểm nghiệm):

𝜎 = 480

𝑑

𝑇 𝐾

𝑑 ≤ [𝜎 ]

Examining bend stress (Kiểm nghiệm sức bền uốn)

Determine geometrical measurement (Xác định thông số hình học)

Calculating heat and acting force (Tính toán nhiệt và lực tác dụng)

of worm-gear

23

Q 1:The schematic diagram of the drive transmission is given in Figure 1

Ratio of helical gearing u1= 3 In the worm gear, there is a double threads in

the screw Z3= 2 and number of teeth in the worm wheel Z4= 60; module

m = 8mm and coefficient of diameter q = 10

Rotation speed of the drive motor n1= 1450rpm, and torque on the shaft III

TIII= 2x105Nmm

The efficiency of the gearing and rolling contact bearing are 1 Efficiency of

the worm gear drive is 0.72

a Analysis the acting force on the helical gearing and the worm gear ?

b Determine rotation speed nIIIof the worm wheel?

c Calculating tangential forces Ft3và Ft4of the worm gearing ?

d Determine power P2on the shaft II ?

Exercise

24

Q 2:The schematic diagram of the drive transmission is given in Figure 1

The helical gearing consists of two gears Z1= 20 and Z2= 40

In the worm gear, there is a double threads in the screw Z3= 2 and number of teeth

in the worm wheel Z4= 60; The module m = 8mm and q=10

The load Q= 30000N, diameter of the pulley Dt= 250mm and the lifting velocity is

vn= 0,21m/s constantly

The efficiency of the gearing and rolling contact bearing are 1 Efficiency of the

worm gear drive is 0.8

a Analyzing the acting force on the helical gearing and the worm gear ?

b Determine rotation speed and Power of the motor?

c Calculating tangential forces Ft3và Ft4of the worm gearing?

Exercise

x

x M

Z1

Z2 I

II III

Z3 Q

vn

Z4

Dt

Trang 9

25

Q 3:

Exercise

Hệ thống dẫn động xích tải có sơ đồ như hình 1 Bộ truyền đai có đường kính

bánh đai d1=180mm, d2= 360 mm Bộ truyền trục vít có Z3= 2, Z4= 50, môđun

m=8mm, hệ số đường kính q= 10 Xích tải có số răng đĩa xích Z5= 25, bước xích

pc=110mm, Động cơ có tốc độ nđc= 1450 vòng /phút, chiều chuyển động như

hình, công suất trên trục động cơ Pđc= 6,2 Kw Hiệu suất bộ truyền đaiđ=0,9 , bộ

truyền trục víttv=0,8 , các ổ trục có hiệu suất bằng 1

a/ Phân tích phương, chiều các lực ăn khớp của bộ truyền trục vít (0,75đ)

b/ Xác định chiều cuyển động và vận tốc của xích tải (0,75đ)

c/ Tính lực vòng Ft4, Ft3của bộ truyền trục vít (xét trường hợp góc ma sát nhỏ) (1đ)

26

Q 4:

Exercise

Hệ thống nâng hạ gồm động cơ, hộp giảm tốc trục vít bánh vít và bộ truyền bánh răng

trụ thẳng như trên Hình 2 Bộ truyền trục vít có số đầu mối trục vít Z1= 2, số răng

bánh vít Z2= 50 Bộ truyền bánh răng có Z3= 20, Z4= 40 và mô-đun m= 6mm Cho

biết động cơ quay với tốc độ 1440v/p và đường kính tang quay Dt=150mm Hiệu suất

các ổ trục và bộ truyền bánh răng bằng 1, của bộ truyền trục vít ɳtv=0,8 Hãy:

a Phân tích phương, chiều của lực tác dụng trên bộ truyền bánh răng và bộ truyền

trục vít (1đ)

b Tính vận tốc di chuyển của vật (1đ)

c Tính momen xoắn trục động cơ biết lực vòng lên bánh răng Z4là Ft4=1000N? (1đ)

M

Z1

Z2

I

II III

Z3

Z4

Q

Dt

v

27

Tiêu đề	Worm-Gear Drives
Tác giả	TS. Phan Công Bình
Trường học	Hochiminh City University of Technology and Education
Chuyên ngành	Theory of Machine and Machine Design
Thể loại	chapter
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hochiminh City

Định dạng
Số trang	9
Dung lượng	1,86 MB