tiểu luận bảo trì và bảo dưỡng công nghiệp đề tài bộ truyền trục vít bánh vít

Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên c u hình d ng và thông số hình học, công nghệ gia công, các ứ ạ dạng hư hỏng, cũng như những tiện lợi của b truy n trộ ề ục vít bánh vít mang l ại.32. T

Lê Văn Minh Tài 21145491 Vương Vinh Tài 21145493 Đặng Trương Khôi Tuấn 21145541

Huỳnh Lê Anh Vũ 21145559

Lớp học ph n: ầ IMAS320525_22_2_12

TP Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2023

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA TH C HI N BÁO CÁO Ự Ệ HỌC KỲ II NĂM HỌC 2022-2023

1 Mã l p môn hớ ọc: IMAS320525_22_2_12

2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thái Sơn3 Tên đề tài: Bộ truyền trục vít bánh vít

Ghi chú:

- T l ỷ ệ % = 100%: Mức độ phần trăm của t ng sinh viên tham gia ừ - Trưởng nhóm: Huỳnh Lê Anh Vũ

2 21145541 Đặng Trương Khôi Tuấn

Phân loại trục vít theo biên

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Trong cơ khí các bộ truyền động đượ ử ục s d ng r ng r i trong các chi ti t máy, ộ ả ế đóng vai trò quan trọng trong vi c v n hành các thi t b ệ ậ ế ị cơ khí Với nhi u b truyề ộ ền động được sử dụng rộng rải như bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít - bánh vít, bộ truy n cam, b truyề ộ ền đai,

Bộ truy n tr c vít bánh vít là m t trong các lo i truyề ụ ộ ạ ền động được s d ng rử ụ ộng rãi trong các máy móc thi t b nói chung Chúng có nhế ị ững ưu điểm như: kích thước nhỏ g n, khọ ả năng tả ới l n, t s truyỷ ố ền không thay đổi, hi u su t cao, tu i th cao, ệ ấ ổ ọ làm vi c tin c y Bên cệ ậ ạnh đó vẫn còn m t s ộ ố nhược điểm như: hiệu su t truy n thấ ề ấp hơn các bộ truyền khác, lượng nhiệt sinh ra lớn, Với các ưu điểm, cũng như một số h n ch c n kh c ph c và b truyạ ế ầ ắ ụ ộ ền được s d ng rử ụ ộng rãi, nhóm chúng em đã quyết định tìm hiểu rõ hơn về “Bộ truy n trề ục vít bánh vít”

Trong quá trình th c hiự ện đề tài ti u lu n còn nhi u sai sót, nhóm em mong ể ậ ề nhận được sự góp ý t ừ thầy Nhóm chúng em cảm ơn thầy rất nhiều ạ!

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài nghiên c u hình d ng và thông số hình học, công nghệ gia công, các ứ ạ dạng hư hỏng, cũng như những tiện lợi của b truy n trộ ề ục vít bánh vít mang l ại.

3 Phương pháp nghiên cứu

Vận dụng kĩ năng làm việc nhóm, kĩ năng tin học văn phòng, tìm kiếm tài li u ệ Tổng h p lý thuy t v tính toán, thi t k ợ ế ề ế ế cũng như công nghệ gia công b truy n trộ ề ục vít bánh vít.

4 B c c ti u lu n ố ụ ể ậ

Ngoài ph n m ầ ở đầu và k t lu n, luế ậ ận văn bao gồm 2 phần chính: PHẦN 1: T NG QUAN V BỔ Ề Ộ TRUY N TRỀ ỤC VÍT BÁNH VÍT

Giới thi u t ng quan v b truy n tr c vít bánh vít v i các khái niệ ổ ề ộ ề ụ ớ ệm cơ bản, vật li u ch t o, cách phân loệ ế ạ ại, ưu nhược điểm, và ứng dụng c a b truyủ ộ ền.

PHẦN 2: S A CHỬ ỮA B TRUY N TR C VÍT BÁNH VÍT Ộ Ề Ụ

Giới thi u v các dệ ề ạng hư hỏng có th xể ảy ra đố ới v i tr c vít bánh vít, cách ụ sửa chữa, cũng như quy trình thiết kế gia công bộ truyền tr c vít bánh vít ụ

3 Ưu và nhược điểm của trục vít bánh vít 15

3.1 Ưu điểm của trục vít bánh vít 15

3.2 Nhược điểm của trục vít bánh vít 15

4 ng d ng c a trỨ ụ ủ ục vít bánh vít 16

PHẦN 2: S A CHỬ ỮA B TRUY N TR C VÍT BÁNH VÍT Ộ Ề Ụ 21

5 Các dạng hư hỏng đối với trục vít bánh vít 21

5.1 Ki m tra, bể ảo dưỡng bộ truyền 21

PHẦN 1: T ng quan v b truy n tr c vít bánh vít ổ ề ộ ề ụ

1 Khái ni m chung ệ

1.1 Khái ni m trệ ục vít bánh vít

Trục vít là thi t b ế ị dùng để truyền cơ năng từ động cơ đến các bộ phận, chi tiết của máy móc, thi t b khácế ị , gồm hai ph n chính: ầ trục và vít Tr c là m t tr c xoay, ụ ộ ụ trong khi vít là m t vòng xoộ ắn Khi vít được quay, nó di chuy n d c theo tr c, làm ể ọ ụ cho vật được g n vào tr c vít di chuyắ ụ ển theo hướng dọc theo trục Trục có r t nhiấ ều loại v i c u t o và ớ ấ ạ ứng d ng phù h p v i nhi u mụ ợ ớ ề ục đích s dử ụng khác nhau Thường được dùng chung v i bánh vít t o thành b truyớ ạ ộ ền động tr c vít bánh vít ụ –

Bánh vít là m t thành ph n c a trộ ầ ủ ục vít, được s dử ụng để ạ t o ra chuyển động xoay cho tr c vít Bánh vít bao g m m t tr c nh có rãnh xo n v n quanh nụ ồ ộ ụ ỏ ắ ặ ó, được gọi là vít, và một bánh răng lớn, được gọi là bánh vít Khi bánh vít quay, nó di chuy n dể ọc theo vít, đẩy trục vít di chuyển theo hướng dọc theo trục Bánh vít thường đượ ử dụng trong các ứng c s dụng cần tăng độ chính xác và l c kéo l n, ch ng h n nự ớ ẳ ạ hư trong máy cắt, máy kéo dây và các thiết bị tương tự

Bộ truyền tr c vít ụ bánh vít thưởng dùng truyển chuyển động gi a hai tr c chéo nhau trong không gianữ ụ Bộ truy n tr c vít có ề ụ 2 bộ phận chính: tr c vít dụ ẫn 1, có đường kinh d , tr1 ục vít thường làm liên v i trớ ục dẫn I, quay v i sớ ố vòng quay n , công su1 ất truyên động N , mô men xoãn trên truc 1 M1 Bánh vit bi dần 2, có đường kính D2, đượ ặc l p trên trục bị d n II quay v i sô ầ ớ vòng quay n , công su t truy2 ấ ến động N2, mômen xoắn trên trục M Trên tr c vít có 2 ụ các đường ren (cũng có thể ọi là răng củ g a trục vít), trên bánh vít có răng tương tự như bánh răng Khi truyển động ren trục vít ăn khớp với răng bánh vít, tương tự như bộ truyến bánh răng

Truyền động trục vít bánh vít hoạt động theo nguyên l  ăn khớp truy n chuyề ển động và công su t gi a hai trục cho nhau trong không gian G c giấ ữ ó ữa hai trục thường b ng  90𝑜 v à thường trục vít s l  à trục dẫn động Có cấu t o bao g m có trạ ồ ục vít bánh vít ph i h p v i nhau cùng v i s ố ợ ớ ớ ự ăn khớp gi a ren c a trữ ủ ục vít và răng của bánh vít B truyộ ền động này thường được dùng trong kích vít, cơ cấu lên dây đàn, palang xích, mái hiên di động,…

1.2 V t li u ch tậ ệ ế ạo tr c vít bánh vít ụ

B truy n ộ ề trục vít bánh vít thường dùng để truy n t i các lề ả ực tương đối lớn nên về v t li u ch t o cậ ệ ế ạ ần có độ ền cao, độ ứ b c ng cao, h sệ ố ma sát bé, và giá thành r ẻ tiền Thự ếc t thì tr c vít ụ (thường là trục dẫn động) được làm b ng thép, carbon, h ợp kim, và li n v i tr c vì ch u tề ớ ụ ị ải lớn Thường có hai s k t h p là tr c vít và bánh ự ế ợ ụ vít đều bng thép, hoặc trục bng đồng thau, bánh vít bng thp Vì thp có độ bền và tu i thổ ọ cao do đó chúng được dùng phổ biến Còn bánh vít (thường là bánh b ị

dẫn động, nhận chuyển động từ trục vít) cho nên b m t làm vi c cề ặ ệ ủa bánh vít phải làm b ng v t li u kém b ậ ệ ền hơn, và hợp kim màu, cụ thể là hợp kim đồng được s ử dụng ch yủ ếu vì đồng có rất nhiều tính năng phù h p vợ ới điều ki n làm vi c c a trệ ệ ủ ục vít - bánh vít và được lựa chọn theo tốc độ trượt.

Với 𝑣𝑠< 2m/s: bánh vít được làm bng gang xám

Với 2m/s < 𝑣𝑠 < 5m/s: bánh vít được làm bng đồng không thi c (H p kim cế ợ ủa đồng) Hợp kim đồng là sự kết hợp giữa đồng và các loại kim loại khác Có thể là niken, k m, thi c ho ế ặc nhôm Do độ ề b n và kh ả năng chống ma sát, mài mòn, đồng thiếc và đồng nhôm là loại thường đượ ử ục s d ng nhất

Với 𝑣𝑠 > 5m/s: bánh vít được làm bng đồng thiếc Là kim lo i mạ ềm hơn hợp kim đồng, thường được dùng làm bánh vít Vì v y, khi ma sát v i tr c, sậ ớ ụ  làm giảm độ ma sát, gi m mài mòn trục Loại này, chỉ dùng cho t i nhả ả ẹ Vì đồng thau chỉ có thể chịu được lượng tải thấp.

Bên cạnh đó bánh vít còn được làm b ng nh ựa được s d ng cho các t i tr ng cử ụ ả ọ ực nhẹ như linh kiện ô tô và robot Khi ghép nối với trục kim loại, chúng có hiệu suất hoạt động êm hơn và không cần bôi trơn Ngoài ra, trục bng nhựa còn chống ăn mòn và hóa

Góc nâng ren tan𝛾 = 𝑍1𝑞

Đối với bánh vít có các thông s ố như Bước răng (bước ngang): p

Tỉ s truyố ền được ch n theo dãy tiêu chu n, giá tr u th c t không sai l ch quá 4% ọ ẩ ị ự ế ệ so v i giá tr tiêu chuớ ị ẩn.

Trên trục vít: ngược chiều chuyển động Trên bánh vít: ngược chiều so với 𝐹𝑎 trên tr c vít ụ 𝐹𝑡1= 𝐹𝑎2 = 2𝑇1

𝑑1 𝐹𝑡2 = 𝐹𝑎1 = 2𝑇2

𝑑2 Chiều lực d c trọ ục 𝐹𝑎

Trên trục vít: hướng vào mặt răng làm việc Trên bánh vít: ngược chiều so với 𝐹𝑡 trên tr c vít ụ 𝐹𝑎1= 𝐹𝑡2 = 2𝑇2

𝑑2 𝐹𝑎2 = 𝐹𝑡1 = 2𝑇1

𝑑1 với 𝑇2 = u.ŋ 𝑇. 1

2 Phân lo i trạ ục vít

Bộ truyền trục vít bánh vít được sử dụng rộng rãi trong cơ khí cũng như đời sống, tùy vào nhu c u s d ng b truy n sầ ử ụ ộ ề  được phân thành nhi u lo i khác nhau, ề ạ một s cách phân loố ại phổ biến hiện nay như dựa vào hình dạng, biên d ng ren, sạ ố mối ren,

2.1 D a vào hình dự ạng

Theo hình d ng mạ ặt chia c a trủ ục vít g m hai loồ ại:trục vít tr ụ là m t chia trặ ục vít là mặt trụ và tr c vít Globoid (tr c vít lõm) ụ ụ Trục vít có b m t ề ặ ren lõm nên tăng góc tr c vít ôm bánh vít giúp ụ tăng số răng bánh vít đồng thời ăn khớp v i ren trớ ục vít Trục vít lõm có kh ả năng ải cao hơn 1,3-1,5 lần so v t ới trục vít tr ụ

2.2 D a vào biên d ng ren ự ạ

Theo biên d ng ren c a tr c vít g m có: tạ ủ ụ ồ rục vít Acsimet, trục vít thân khai, trục vít Convolut

Trục vít Acsimet là loại trục được sử dụng phổ biến Trục có cấu tạo bởi cạnh răng thẳng trong tiết diện (mặt cắt ngang) chứa dọc trục Mặt răng vuông góc với tiết diện (mặt cắt ngang) tạo thành một đường xoắn ốc Đường này gọi là Acsimet

Trục vít Acsimet, cắt ren được thực hiện trên máy tiện thông thường, dao tiện có lưỡi cắt thẳng, gá ngang tâm máy Trong một số trường hợp có thể mài Nếu cần mài, phải dùng đá có biên dạng phụ hợp với dạng ren, gia công khó đạt độ chính xác cao và đắt tiền Do đó loại bộ truyền này thường dùng khi trục vít có độ rắn mặt răng có HB < 350𝑜, góc ren trục thường <10𝑜 Loại này được dùng nhiều trong thực tế

Trục vít thân khai à loại có cấu tạo l trong mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở biên d ng ren là mạ ột đoạn th ng Trong m t ph ng vuông góc vẳ ặ ẳ ới đường tâm trục vít, biên d ng ren là m t ph n cạ ộ ầ ủa đường thân khai của vòng tròn, tương tự như răng bánh răng

Trục vít thân khai được c t ren trên máắ y tiện, có thể dùng đá dẹt để tiện, phay hoặc mài đa dạng gia công hơn, nhưng phải gá dao cao hơn tâm, sao cho mặt trướ, c của dao tiếp tuy n v i m t trế ớ ặ ụ cơ sở ủ c a ren có th mai ren bể ng đá mài dẹt thông thường, đạt độ chính xác cao Bộ truyền này được dùng khi yêu cầu trục vít có độ răn bề mặt cao, HB > 350𝑜

Trục vít Convolut là loại có cấu tạo bởi cạnh răng thẳng tiếp xúc pháp tuyến với đường ren Giao của mặt răng với tiết diện vuông góc với trục là đường thân khai khi góc nâng của ren trục lớn (>10𝑜), trục có thể dùng được

Trong m t ph ng vuông góc vặ ẳ ới phương của ren, biên d ng ren là mạ ột đọan thẳng Khi c t ren trên máy ti n, ph i gá dao nghiêng cho tr c dao trùng vắ ệ ả ụ ới phương ren Khi mài lo i trạ ục vít này cũng phải dùng đá mài có biên dạng đặc biệt Loại trục vít Convolut hiện nay ít được dùng

2.3 Dựa theo số mối ren

Có 2 loại là trục vít một mối ren có một biên dạng ren và có bước xoắn bng với bước ren hoặc trục vít nhiều mối ren s có nhiều biên dạng ren, bước xoắn bng

với số đầu mối ren

Tùy từng đặc trưng và tính ưu việt của từng loại mà phạm vi sử sụng của trục vít và bánh vít s khác nhau Trong cơ khí chế tạo, thường thấy Bộ truyền trục vít bánh vít được sử dụng rộng rãi trong cơ cấu phân độ, hay các trục vime của máy gia công( máy tiện… ) Và cũng thường sử dụng trong các cơ cấu nâng vì có đặc tính ưu việt là khả năng tự hãm

3 Ưu và nhược điểm của trục vít bánh vít

Trục vít v i nhi u lo i cùng c u t o ch c chớ ề ạ ấ ạ ắ ắn và đa dạng ứng dụng đã và đang là gi i pháp truyả ền động được ưa chuộng hi n nay Trệ ục được làm bng các lo i vạ ật liệu khác nhau s phù h p v i nhi u m ợ ớ ề ục đích sử d ng và hi u qu truyụ ệ ả ền động riêng biệt Chính vì v y b truy n tr c vít bánh vít d n tr thành m t trong nh ng sậ ộ ề ụ ầ ở ộ ữ ản phẩm cơ khí thông dụng được sử dụng phổ biến bởi có nhiều ưu điểm Tuy nhiên bên cạnh đó bộ truyền này v n còn m t s h n ch cẫ ộ ố ạ ế ần được kh c phắ ục đáp ứng nhu cầu s d ng tử ụ ốt hơn

3.1 Ưu điểm của b truy n ộ ề trục vít bánh vít

Bộ truy n trề ục vít bánh vít được sử d ng r ng rãi trong các thi t b t i tr ng lụ ộ ế ị ả ọ ớn hoặc tốc độ cao, có kh ả năng truyền động lớn hơn sơ với các bộ truyền khác, nhưng lại có kích thướ ổc t ng thể trục nh g n, so v i các b truyỏ ọ ớ ộ ền động bánh răng khác có cùng chức năng.Trục vít bánh vít có độ ề b n cao và tu i thổ ọ dài, vì nó được làm bng các v t li u chậ ệ ất lượng cao và có kh ả năng chịu được áp l c cao B truy n này ự ộ ề có kh ả năng chuyển động v i tớ ốc độ cao và độ chính xác cao hơn so với các lo i trạ ục vít khác Tuy chuyển động v i tớ ốc độ cao nhưng bộ truy n tr c vít bánh vít có tính ề ụ ổn định cao trong quá trình v n hành và ít b lậ ị ệch hướng, do đó giúp đảm bảo độ chính xác và độ tin c y c a hậ ủ ệ thống Cùng với đó là khả năng giảm tốc độ, kìm hãm tốt, có thể giảm tốc độ ớ t i 100:1 Với yêu c u cao vầ ề độ ề b n c a v t li u ch t o b ủ ậ ệ ế ạ ộ truyền tr c vít bánh vít có khụ ả năng hoạt động trong môi trường kh c nghi t và có ắ ệ thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, bụi bẩn, ẩm ướt, và hóa chất Bộ truy n này hoề ạt động dễ dàng và không gây ti ng ồn l n trong quá trình ế ớ hoạt động và d dàng b o trì và s a ch a, vì nó có cễ ả ử ữ ấu trúc đơn giản và không yêu cầu nhi u chi phí cho vi c b o trì và s a chề ệ ả ử ữa.

3.2 Nhược điểm của b truy n trộ ề ục vít bánh vít

Tuy nhiên, bên c nh nhạ ững ưu điểm vượt tr i mang l i b truy n tr c vít bánh ộ ạ ộ ề ụ vít còn có nhiều nhược điểm cần được kh c ph c Tuy truyắ ụ ền chuyển động bng ăn

khớp, nhưng do vận tốc của hai điểm tiêp xúc có phương vuông góc với nhau, nên trong b truyên tr c vít có vộ ụ ận tôc trượt rất lớn, vì v y cho nên hiậ ệu suất truy n ề động của b truyộ ền rất thấp (𝜂 < 0,7) Do yêu c u cao v v t li u ch t o nên có chi phí ầ ề ậ ệ ế ạ con hơn so với các loại bộ truyền khác, bộ truyền trục vít bánh vít có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn Chỉ số chống quay trở lại thấp, bộ truyền trục vít bánh vít có chỉ số chống quay tr l i (backlash) thở ạ ấp hơn so với các lo i truyạ ền động khác Ch s ỉ ố này thể hiện độ ỏ l ng lẻo, độ chênh l ch trong quá trình quay tr l i c a b truyệ ở ạ ủ ộ ền động.Do tính chất c a tr c vít bánh vít, tốc độ truyền động của bộ truyền trục vít ủ ụ bánh vít thường thấp hơn so với các loại truyền động khác.Mặc dù trục vít bánh vít có khả năng chịu được môi trường kh c nghiắ ệt, nhưng nếu không được b o trì và ả vận hành đúng cách, độ bền của nó có thể bị giảm và dẫn đến s cự ố hư hỏng Một lượng nhiệt đáng kể được t o ra trong bạ ộ truyền động Nhiệt lượng này cần được dầu bôi trơn tản ra thành vỏ và cuối cùng là ra môi trường xung quanh dẫn đến khả năng truyề ải điện năng thấn t p

4 ng d ng c a trỨ ụ ủ ục vít bánh vít

Bộ truy n trề ục vít bánh vít được s dử ụng rộng rãi trong các máy c t kim lo i và ắ ạ ở những cơ cấu chia độ Với bộ truyền này có thể truyền với tỉ số truyền lớn, chịu được trọng t i l n ả ớ

Trong th c t , b truyự ế ộ ền động trục vít bánh vít được ứng d ng: trong palang ụ xích, kích vít, h p gi m t c, tuộ ả ố ốc năng máy quạt, cơ cấu lên dây đàn và mái hiên di động, cơ cấu gạt nước kính ô tô, Ngoài ra còn có các lo i truyạ ền động thông d ng ụ trên, máy xây d ng còn có các ki u truyự ể ền động khác như truyền động cáp, truyền động bánh răng chốt, cơ cấu quay và thanh truyền

Trong các máy công c : b truy n trụ ộ ề ục vít bánh vít thường được s d ng trong ử ụ các máy tiện, máy phay và máy khoan để t o chuyạ ển động d c tr c cọ ụ ủa dao c t hoắ ặc bàn làm việc