Bài giảng cơ sở thiết kế máy phần 2 chương 7 trần thiên phúc

Nguyên lý hoạt độngPhân loại cơ cấu trục vis – bánh vis:  Theo hình dạng mặt chia trục vis  Theo hình dạng ren  Theo số mối ren  Theo vị trí tương đối của trục vis và bánh vis Ưu điể

7.1 Khái niệm chung 7.2 Các thông số hình học 7.3 Động học truyền động trục vis 7.4 Hiệu suất của bộ truyền

7.5 Lực tác dụng lên bộ truyền 7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép 7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính 7.8 Tính toán bộ truyền trục vis 7.9 Tính toán nhiệt

7.10 Tính toán độ bền và độ cứng 7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền 7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền

Chương 7

Nguyên lý hoạt động

Phân loại cơ cấu trục vis – bánh vis:

 Theo hình dạng mặt chia trục vis

 Theo hình dạng ren

 Theo số mối ren

 Theo vị trí tương đối của trục vis và bánh vis

Ưu điểm:

Làm việc êm - Tỉ số truyền lớn – Có khả năng tự hãm - Độ chính xác động học cao

Nhược điểm:

Hiệu suất thấp – Phải tính toán nhiệt và làm mát – Đắt tiền

Phạm vi sử dụng

7.2 Thông số hình học của bộ truyền:

Vận tốc trượt:

khi thiết kế có thể chọn sơ bộ theo

Vận tốc dài:

7.3 Động học truyền động trục vis – bánh vis:

Tỉ số truyền:

 z 1 = 1 nên chọn 30 ≤ u ≤ 80

 z1 = 2 nên chọn 16 ≤ u ≤ 29

 z 1 = 4 nên chọn 8 ≤ u ≤ 15

Cấp chính xác: được chọn dựa theo vận tốc trượt

Tính gần đúng giá trị hệ số ma sát thay thế:

 Cặp thép - đồng thanh:

 Cặp thép – gang:

Hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis không cao vì tính chất bôi trơn ma sát nửa ướt của mối ăn khớp

7.4 Hiệu suất của bộ truyền:

Chọn sơ bộ hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis khi thiết kế:

hoặc

Lực tác dụng lên bộ truyền trục vis – bánh vis:

 Lực hướng kính:

 Lực vòng trên bánh vis (lực dọc trục trên trục vis):

 Lực dọc trục trên bánh vis (lực vòng trên trục vis):

7.5 Động lực học bộ truyền:

Hệ số tải trọng tính trong trường hợp tính toán uốn và tính toán tiếp xúc là như nhau và được tính theo:

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:

Do đặc tính không thuận lợi cho bôi trơn và tải trọng dọc lớn trên trục vis, cần thiết chọn bộ đôi vật liệu thoả điều kiện chống dính, chống ma sát, chống mài mòn và chạy rà tốt

Bánh vis thường được chế tạo từ đồng thanh

 Vận tốc trượt cao (từ 6 đến 25m/s) thường dùng BrSnP10-1 và BrSnNiP

 Vận tốc trượt thấp (dưới 6m/s) có thể dùng BrAlFe9-4 phối hợp với trục vis

có độ rắn > 45HRC

 Vận tốc trượt rất thấp (dưới 2m/s - bộ truyền quay tay) có thể dùng GX15-32 hay GX18-36

 Các bộ truyền công suất bé có thể dùng vật liệu chất dẽo cho bánh vis

Trục vis thường được chế tạo từ thép carbon hoặc thép hợp kim có nhiệt luyện

để đạt độ cứng cao sau đó được mài bóng

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

 Bánh vis đồng thanh thiếc:

 Bánh vis đồng thanh không thiếc:

 Bánh vis bằng gang:

 Trục vis tôi cao tần:

 Trục vis thường hoá:

 Khi tính quá tải:

 Đồng thanh thiếc:

 Đồng thanh không thiếc:

 Gang:

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:

Ứng suất uốn cho phép:

 Bánh vis đồng thanh:

 Quay một chiều:

 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên

 Bánh vis bằng gang:

 Quay một chiều:

 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên

 Khi tính quá tải:

 Bánh vis đồng thanh:

 Bánh vis gang:

7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính:

Hiện tượng dính

Hiện tượng mòn

Dạng hỏng chủ yếu là dính và mòn nhưng chỉ tiêu tính vẫn là tiếp xúc và kiểm tra theo uốn

Hiện tượng tróc rỗ bề mặt

Tính toán sức bền tiếp xúc răng bánh vis:

 Công thức Hertz:

 Công thức kiểm nghiệm:

 Công thức thiết kế: giá trị q/z2 nên là 0,26 (trong [0.22, 0.4])

 Tính module theo sau đó chọn module theo tiêu chuẩn và tính lại khoảng cách trục

7.8 Tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:

Tính toán sức bền uốn răng bánh vis:

 Hiệu chỉnh sức bền 1,4 so với bánh răng trụ nghiêng do răng cong, hiệu

chỉnh tải trọng 1,5 do sự trùng khớp, hiệu chỉnh chiều dài phân bố tải vì răng có dạng cung tròn ôm trục vis

 Công thức kiểm nghiệm:

 Công thức thiết kế dùng cho bộ truyền hở, quay tay hay có số răng bánh vis lớn hơn 100:

Phương trình cân bằng nhiệt:

Nhiệt độ dầu khi hoạt động:

Các biện pháp giải nhiệt cho bộ truyền trục vis bánh vis:

7.9 Tính toán nhiệt cho bộ truyền:

Tính toán trục vis theo độ bền:

7.10 Tính toán trục vis theo độ bền và độ cứng:

Tính toán trục vis theo độ cứng:

Bố trí trục vis nằm dưới khi vận tốc dài của nó thấp (dưới 5m/s), ngược lại nên

bố trí trục vis nằm trên, các kiểu bố trí khác hạn chế sử dụng

7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền trục vis – bánh vis:

Trục vis thường làm liền trục và được đỡ bằng các ổ lăn, tuỳ theo chiều dài trục

mà chọn phương án bố trí ổ lăn

Để giảm chi phí, bánh vis thường đuợc chế tạo bằng cách ghép vành đồng với thân bằng thép hoặc gang

7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền trục vis – bánh vis