Thiết kế vít me - đai ốc

Tài liệu tham khảo Thiết kế vít me - đai ốc

V: THIẾT KẾ VÍT ME – ĐAI ỐC

Ta đã biết nếu hợp chạy dao không đủ cứng vững đặc biệt nếu đường kính của vít me quá nhỏ thì lượng chạy dao sẽ không đều làm ảnh hưởng đến độ nhẵn bề mặt, thậm chí làm sai kích thước và hình dáng của vật gia công.Để đảm bảo hộp xe dao chạy được êm, đường kính vít me phải đủ độ bền vì cần phải giảm

ma sát trược trên sống trược bằng cách bôi trơn tốt hay bằng ma sát lăn

a Tính trục theo độ chịu mòn.

Độ chịu mòn bề mặt được xác định bằng áp suất trung bình trên bề mặt làm việc theo công thức:

P = Q/ (π dtb tz.(Lz/h)) = Q h / (π.dtb tz Lτ) (N/mm2)

Với Q: lực chạy dao (lực kéo) tác dụng lên vit me: Q = 6090

h: bước un h = 12mm

tz: chiều cao làm việc của un

L: chiều dài của đai ốc

τ : Số mỗi un

Nếu ta đặtλ’ = L/dz thì từ công thức ( ∗), Ta có thể tính được đường kính giữa cần thiết của vít me

.

56

, 0

.

2

' 2

p t

h Q p

t

h Q

τ λ τ

λ

Vít me của máy có un hình thang nên tz = 0,5.h/τ thay ( ∗) vào (**) ta có dtb = Q p 0 , 8 Q.p

.

2

'

λ

Với P làm áp suất trung bình cho phép (N/mm2) có thể lấy theo bảng (VIII-I)TL

IX ta lấy P = 2 trị số λ’ = 2,5

2 5 , 2

6090

8 , 0

p

Q

λ

Lấy d2 = 28mm

Ta có chiều cao của un t2 = 0,5.τh

h =12 mm

τ : Số mỗi un: chọn τ = 2 3mm

2

12 5 ,

=

⇒ Đường kính ngoài của vit me.

d1 = dtb + t 29 , 5mm

2

3 28

2 = + =

- Đường kính ngoài của vit me

d2 = dtb - t 26 , 5mm

2

3 28

2 = − =

Đối với vít me, dù là trục thường hay trục cò độ chính xác đặc biệt cũng phải thiết kế hay kiểm tra theo độ chịu mòn của um,độ ổn định ,độ cứng vững và độ bền theo kinh nghiệm,vít me bị hỏng thông thương vì bề mặt um bị quá mòn,trường hộp bị gãy rất ít xảy ra,do đó xác định được đường kính cần thiết trên cơ sở độ chịu mòn lên mặt um,còn những phương pháp khác chỉ dùng để kiểm tra

a Kiểm tra sức bền

Chỉ cần kiểm tra khi lực chạy dao và mô men xoắn lớn ở vít me các lực kéo (hoặc nén) và xoắn cùng tác dụng một lúc, nên cần phải kiểm tra ứng xuất tương đương theo lý thuyết Mêrơ,

2 2

2

p

x t

k

M F

Q

+

= +

δ

Trong đó: Mx=2Q.π.h.η

Với: η (ββ ρ)

+

=

tg tg

- β : Góc ??? của um : β = 15o

- ρ : Góc ma sát ρ =(6o ÷8o), chọn ρ = 8o

63 , 0 ) 8 15 (

) 15 (

=

=

tg

tg

η

) ( 18435 63

, 0 14 , 3 2

12 6090

mm N

⇒

+ F = :

4

2 2

d

π tiết diện tính theo đường kính trong

4

5 , 26 14 ,

mm

=

4

5 , 26 551 4

16

d

=

=

=

π

) / ( 97 , 14 ) 3652

18435 ( 4 ) 551

6090

⇒ δ

* Từ điều kiện bền δt δch ⇒ δch

÷

≤

) 5 , 3 3 ( ≥ ( 3 ÷ 3 , 5 ) δt

) 4 , 52 91 , 44 ( 97 , 14 ).

5 , 3 3

≥

Tra bảng vật liệu làm trục vít me ta chọn vật liệu là thép 45 ?? cải thiện

VI: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT-BÀNH VÍT.

Bộ truyền trục vít nằm trong hộp xe dao cò số vòng quay trong 1 phút của trục vít n1 = 810(v/ph) Số vòng quay của bành vít n2 = 80(v/ph), công suất trên trục vít

N = 0,34 kw Chọn vật liệu bành vít là đồng thanh thiếc 6poφ 10 − 1 đúc bằng khuôn cát, vật liệu trục vít là thép 45 ?? bề mặt còn độ rắn HRC = 45÷ 50

- Tra bảng 4-4 tài liệu IV ứng suất cho phép của răng bành vít

[δ ]tx = 160N/mm2 : [ δ ]ou = 50N/mm2

- Số chu kỳ làm việc của bành vít :

Giả sử bộ truyền làm việc trong 5 năm ,mỗi năm 300 ngày ,mỗi ngày 8 giờ, sai số về vận tốc không quá ± 3 %

N = 60.162.5.300.8 = 11,6.107

K’

10 6 , 11

10

8

7

6

≈

K’’

10 6 , 11

10

8

7

6

≈

Từ bảng 4-4 tài liệu IV tra các trị số ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép rồi nhân với các trị số K’

N và K’’

N tương ứng ta được [δ ]tx = 160 0 , 74 = 118 , 4N/mm2

[δ ]ou = 50 0 , 56 = 28N/mm2

+ Tính tỉ số truyền i và chọn số nối un trục vít và số răng bành vít

i = 80 10,125

810 =

Chọn số nối un bành vítτ1= 2.

- Số răng bành vít τ2 =i τ1 = 2 10 , 125 = 20 , 25

Chọn τ2 = 20

- Tính lại tỉ số truyền i = 10

2

20

1

2 = = τ

τ

- Số vòng quay thực trong 1 phút của bành vít

n2 = 81

10

810 = (vòng /phút) Sai số về vòng quay của bành vít so với yêu cầu: 1 , 25 %

80

80

81− =

=

nằêm trong phạm vi cho phép

+ Chọn sơ bộ trị số hiệu suất η = 0 , 82, và hệ số tải trọng K = 1(giả thiết v2

<3m/s)

Công suất trên bành vít

N2 = η N1 = 0 , 82 0 , 34 ≈ 0 , 28kw

+ Định môđun m và đường kính q

m

2

2 2 2

6

) ] [

10 45 , 1 (

n

N k q

txτ δ

≥

81

28 , 0 1 , 1 ) 20 4 , 118

10 45 , 1 ( 6 2

Theo bảng 4-6 tài liệu IV, lấy m = 10, q= 8.cò m.3 q = 20

+ Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất và hệ số tải trọng

_ Vận tốc trượt :

19100

810 10

19100

1

n mm

= +

= +

Để tình hiệu suất theo bảng 4-8, lấy hệ số ma sát f= 0,023, do đó ς = 1o26 '

Với t1 = 2 và q =8, theo bảng 4-7 tài liệu IV ta tìm được góc vítλ = 14o02 '

) 26 1 02 14 (

02 14

96 , 0 ) ( 96 ,

'

= +

= +

tg

tg tg

tg

ς λ

λ η

Giá trị này không lệch nhiều so với giá trị chọn trước do đó không cần tính lại công suất trên bành vít

- Vận tốc vòng của bành vít :

1000 60

81 20 10 14 , 3 1000 60

1000 60

. 2 2 2 2

=

=

=π π

Vì tải trọng không thay đổi và như đã giả thiết ở trên V2<3m/s,

Do đó K =Ktt .Kct = 1,1.1=1,1 ⇒ phù hợp

+ Kiểm nghiệm ứng suất uốn của răng bành vít

- Số răng tương đương của bành vít :

22 98 , 0

20 )

19 11 105 (

20

3 3

'

tct

τ

Hệ số dụng răng (bảng 3-18) ⇒y= 0 , 472

) / ( 75 , 0 81 8 472 , 0 20 10

28 , 0 1 , 1 10 15

10

3 6

2 2 3

2

6

mm N n

q y t m

N K

+ Định các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền:

- Môdun m = 10mm

- Số ?? um của trục vít: t1 = 2 ,số răng bành vít t2 = 20

- Hệ số đường kính q = 8

- Góc ăn khớp α = 20o, góc vít χ = 11o19 '

- Khoảng cách trục A = 0,5 10 (8+20) = 140 mm

- Đường kính vòng chia của trục vít

dc1 = d1 =10.8 = 80mm

- Đường kính vòng đỉnh của trục vít

Dc1 =80 + 2.10 = 100 mm

- Đường kính vòng chân um trục vít (lấy c =0,2 )

Dt1 = 80 – 2.10 –2.0,2 10 = 56 mm

Chiều dài phần cò um của trục vít,(bảng 4-2 )

L ≥ ( 11 + 0 , 06 20 ) 10 = 122mm

Vì trục vít được mài cho nên tăng thêm chiều dài L

Lấy L = 122+ 23 145 mm

Để tránh mất cân bằng cho trục vít, chọn chiều dái L bằng một số nguyên lần buớc dọc

10

145

=

π

πm

L t

L a

Cho nên lấy tròn X = 5 và định chính xác

L = 5.3,14 10 = 157 mm

- Đường kính vòng chia của bành vít : dc2 = d2 = 20.10 = 200mm

- Đuờng kính vòng đỉnh của bành vít : Dc2 = (20+2.1).10 = 220mm

- Đường kính ngoài của bành vít : Dn = Dc2 +1,5m = 220+1,5 10 = 235 mm

- Chiều rộng bành vít B = 0,75 Dc1 = 0,75 100 = 75mm

+ Tính lực tác dụng

- Lực vòng p1 trên trục vít bằng ?? trục pq2 trên bành vít

810 80

39 , 0 10 55 , 9 2

1

d

M

=

=

- Lực vòng p2 trên trục vít bằng lực dọc trục pq1 trên trục vít

81 200

39 , 0 85 , 0 10 55 , 9 2

2

d

M

=

=

-Lực hướng tâm pr1 trên trục vít bằng lực hướng tâm pr2 tên bành vít

pr1 = pr2 = p2.tgα = 390 tg20o = 142 (N)