BÁO CÁO TIỂU LUẬN CHI TIẾT MAY-BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, Đại Học Công Nghiệp TPHCM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN, CHI TIẾT MAY,BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, Đại Học Công Nghiệp TPHCM

Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT I/Khái niệm chung : 1/Cơng dụng : Bộ truyền trục vít-bánh vít gọi tắt truyền trục vít dùng để truyền chuyển động cơng xuất cho trục chéo thường góc hai trục 900 2/ Phân loại : a/Phân loại theo hình dạng đường sinh: Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM -Bộ truyền trục vít trụ: trục vít có dạng hình trụ tròn xoay, đường sinh thẳng Trong thực tế, chủ yếu dung truyền trục vít trụ, gọi tắc truyền trục vít Trục vít trụ -Bộ truyền trục vít Glơbơit, trục vít hình trụ tròn, đường sinh cung tròn Loại gọi truyền trục vít lõm Trục vít Glơbơit b/Phân loại theo hình dạng ren: -Bộ truyền trục vít Acsimet: mặt phẳng chứa đường tâm trục vít biên dạng ren mọt đoạn thẳng Trong mặt phẳng vng góc với đường tâm trục vít biên dạng ren đường xoắn Ácsimét Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM Đường xoắn Acsimet -Bộ truyền trục vít thân khai: mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ sở biên dạng ren đoạn thẳng Trong mặt phẳng vng góc với đường tâm trục vít, biên dạng ren phần đường thân khai vòng tròn, tương tự bánh -Bộ truyền trục vít Cơnvơlút: mặt phẳng vng góc với phương ren , biên dạng ren đoạn thẳng Giao tuyến mặt ren mặt phẳng vng góc đường tâm trục đường xoắn Convolute Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM Đường xoắn Convolute /Ưu nhược điểm : a/Ưu điểm: tỉ số truyền lớn ,làm việc êm ,khơng ồn,có khả tự hãm,có độ xác động học cao b/Nhược điểm: -Hiệu xuất thấp ,sinh nhiệt nhiều có vận tốc trượt lớn -Vật liệu chế tạo bánh vít làm kim loại màu để giảm ma sát nên đắt tiền II/Các thơng số hình học chủ yếu : 1/Thơng số hình học: a/Trục vít: Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM - Góc biên dạng ren: α = 200 - m modun dọc trục vít : tính theo cơng thức m=p/π ( p buớc dọc trục) ta sử dụng modun theo tiêu chuẩn hóa dãy sau -Với q hệ số đường kính : Giá trị q tiêu chuẩn quy định tra theo bảng Ứng với giá trị m có vài giá trị q, với mục đích giảm số lượng dao sử dụng gia cơng bánh vít Bước dọc trục vít: p=m π -Số trục vít Z1 , số bánh vít Z2: Giá trị Z1 tiêu chuẩn hóa, thường dùng giá trị Z1 = 1,2,4 Trong số trường hợp thể lấy 6.Số bánh vít nên lấy Z2 ≥ 28 để tránh tượng cắt chân -Chiều cao đỉnh : ha1=m -Chiều cao chân : hf1=1,2m -Đường kính vòng chia: d1=mq Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM -Đường kính vòng đỉnh:da1=d1 + 2m -Đường kính vòng đáy:df1=d1 – 2,4m -Bước xoắn ốc: pz=Z1.p -Góc xoắn ốc vít (góc nâng ren vít) :thơng thường < 300 -Chiều dài phần cắt ren trục vít: b1 (C1 + C2Z2)m giá trị C1và C2 xác định sau : Z1 =1 C1 =11 C2 =0,06 Z1 =4 C1 =12,5 C2 =0,09 2/ Bánh vít: Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Chiều cao đỉnh : ha2=m -Chiều cao chân : hf2=1,2m -Đường kính vòng chia: d2=mZ2 -Đường kính vòng đỉnh:da2=d2 + ha2=m(Z2+2) -Đường kính vòng đáy:df2=d2 – hf2= m(Z2-2,4) -Khoảng cách trục: aw =0,5 (d1+ d2) -Đường kính lớn bánh vít : daM2 da2 + 6m/(Z1+2) -Chiều rộng bánh vít b2: Khi Z1 =1 b20,75 da1 Z1 =4 b20,67 da1 -Góc ôm trục vít bánh vít: Sin=b2/(da1 - 0,5m), thông thường 21000 -Góc nghiêng bánh vít : III/ Động học truyền trục vít : Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM 1/Tỷ số truyền: Ta biết : u = n1 n2 = v1 d v d1 Ta có: , d2=m.Z2 v2= v1.tg u= n1 n2 = Vậy u = d2 d1 n1 n2 == = Số ren trục vít z1= 1,2,4 số trường hợp Khi z1 = u = ÷ 15 z1 = u = 16 ÷ 30 z1 = 80 ≥ u ≥ 30 Tỷ số truyền u hộp giảm tốc trục vít chọn theo dãy số tiêu chuẩn: Dãy 10 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 Dãy 11.2 14 18 22.4 28 35.5 45 56 71 Các giá trị tỷ số truyền thực tế không nên sai lệch so với giá trị tiêu chuẩn 4% 2/Vận tốc vòng: Vận tốc vòng v1 v2 xác định theo công thức sau: v1 = πd1n1 60000 v2 = (m/s), πd n2 60000 (m/s) Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM : n1, n2 - số vòng quay trục vít bánh vít (vòng/ph) d1,d2 – đường kính trục vít bánh vít (mm) 3/Vận tốc trượt: Vận tốc trượt vs xác định theo công thức: vs = (v ) + v22 = v1 cos γ (1) Báo cáo Chi Tiết Máy Nếu thay Đại Học Công Nghiệp TPHCM z12 + q 2 = + tg γ = cos γ q2 => v1 = Và πd1n1 πqmn1 = 60000 60000 vs = vào (1) ta có: π m.n1 60000 (z + q2 ) Khi thiết kế ta chọn sơ giá trị vs theo công thức thực nghiệm: v s ≈ ( 0.02 ÷ 0.05).ω1 ≈ ( 3.7 ÷ 4.6) n1 T 10 đó: ω1 - vận tốc góc trục vít, rad/s T2 - mơmen xoắn bánh vít, Nmm n1 – số vòng quay trục vít, vòng/ph Phụ thuộc vào vận tốc trượt, ta chọn cấp xác cho truyền trục vít sau: Vận tốc trượt vs(m/s) Cấp xác < 1.5 1.5 ÷ 7.5 1.5 ÷ 12 ÷ 25 IV/Hiệu suất truyền trục vít: -Hiệu suất xác định theo cơng thức: η= tgγ tg (γ + ϕ ′) 10 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Khi tính tốn sơ chưa biết v s γ, hiệu suất truyền trục vít tính theo tỉ số truyền sau: u   η = 0,91 −   200  V/ Phân tích lực tác dụng : 1/ Lực tác dụng : Lực phân bố theo đường ăn khớp hay chiều dài tiếp xúc ,ta qui ước lực tập trung tâm ăn khớp -Lực vòng trục vít lực dọc trục vít: -Lực vòng bánh vít lực dọc trục vít: 12 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Lực hướng tâm trục vít băng lực hướng tâm bánh vít -Lực pháp tuyến tồn phần 2/Tải trọng tính : Trong truyền trục vít ,bánh vít ta tính bền liên quan đến tải trọng nên ta tính KH = KF = Kv Kβ Với KH:hệ số tải trọng động KF:hệ số tải trọng tập trung 13 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM (*) Hệ số Kv ta xác định bảng 7.6 phụ thuộc vào v s cấp xác (*)Hệ số Kβ xác định sau: Z2 số bánh vít :Hệ số biến dạng trục vít tra bảng phụ thuộc vào Z1 q Trong : Với momen xoắn trung bình bánh vít momen xoắn lớn momen xoắn T2i Với T2i,ti,n2i:là momen xoắn ,thời gian (số giờ) làm việc số vòng quay phút bánh vít chế độ thứ i 14 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM VI/Các dạng hư hỏng trục vít ,bánh vít: Bộ truyền trục vít làm việc điều kiện vận tốc trượt lớn điều kiện hình thành lớp màng dầu bơi trơn không thuận lợi tạo điều kiện sinh lực ma sát lớn làm sinh nhiều nhiệt nên tượng dính mòn xảy tương đối nhiều ,theo thời gian xảy tượng tróc rổ bề mặt :vì nguyên nhân gây hư hỏng chủ yếu truyền trục vít hiên tượng “ mòn ,dính,tróc rổ bề mặt” 1/Mòn : -Mòn dạng hư hỏng chủ yếu truyền trục vít bôi trơn không tốt cộng với mạt kim loại mài mòn rơi vào ,hiện tượng mòn xảy làm biên dạng bị thay đổi chủ yếu gãy chân Vậy để giảm tượng mòn răng: + Thứ ta phải tăng độ bền mòn băng cách tơi bề mặt để làm tăng độ rắn bề mặt +Thứ hai : phải sử dụng dầu bơi trơn có độ nhớt cao 15 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM 2/Dính răng: Trong điều kiện vận tốc cao ,tải trọng lớn tạo điều kiện sinh nhiệt cao ứng suất tiếp xúc lớn vượt qua giới hạn bền ăn khớp bề mặt trục vít bánh vít trượt tương làm hạt kim loại nhỏ bề măt bị dính vào bề măt làm bề mặt bị xướt nhiều làm biến đổi biên dạng 3/Tróc rổ bề mặt: Sau thời gian làm việc măt trục vít bánh vít xuất vết nứt ,vì lớp dầu bôi trơn điền đầy vào vết nứt nên ăn 16 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM khớp bề mặt ăn khớp ăn khớp bịt kín vết nứt ,tạo áp suất lớn sau thời gian vết nứt phát triển thành tróc ,và tượng xảy chủ yếu chân VII/ Vật liệu chế tạo: Như ta biệt truyền trục vít dạng hư hỏng chủ yếu là: mòn, dính ,tróc rổ bề mặt ngun nhân chủ yếu vận tốc trượt lớn điều kiện bôi trơn không thuân lợi ta phải chọn cặp vật liệu chế tạo trục vít,bánh vít cho sử dụng phải có hệ số ma sát thấp,ít dính ,lâu mòn 1/Trục vít : Được chế tạo từ thép cacbon thép hợp kim -Khi chịu tải nhỏ trung bình: Dùng thép C45,C50…bề mặt tơi luyện để đạt độ rắn bề mặt cao -Khi chịu tải lớn trung bình: Dùng thép cacbon trung bình C45,40Cr,40CrNi…tơi bề mặt hay tơi thể tích để đạt độ rắn HRC=50-55 thép cacbon 15Cr,20Cr,18CrMnTi… thấm than đạt độ rắn HRC=58-63 sau thấm than bề mặt ren trục vít mài đánh bóng 2/Bánh vít: Bánh vít thường làm từ vật liệu giảm ma sát chia thành nhóm a/Đồng gồm -Đồng nhiều thiếc như:BCuSn10P1,BCuSn10NiP…Đặc tính chơng dính tốt đắt tiền ,chỉ dùng vs=6-25 (m/s) -Đồng thiếc kẽm như:BCuSn6Zn6Pb3,BCuSn5Zn5Pb5… dùng v s=512 (m/s) b/Đồng khơng thiếc (BCuAl9Fe4,BCuAl10Fe4Ni4) (LCu66Al6Fe3Mg2,LCu58Mg2Pb2…) đồng thau Có tính tốt ,rẻ tiền đồng thiếc chống dính dùng vs100) truyền quay tay ta tính theo đọ bền uốn 1/Tính bền theo độ bền tiếp xúc: Ta có: (7.33) Trong đó: ứng suất tiếp xúc cho phép vật liệu chế tạo bánh vít (MPa) cường độ tải trọng, (MPa) E mơdun đàn hồi tương đương (Mpa) Bán kính cong tương đương 20 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM a/Bán kính cong tương đương : nên = N2 P = b/Cường độ tải trọng qn : Xác định theo cơng thức Trong đó: KH : hệ số tải trọng tĩnh tính phần trước Fn: lực pháp tuyến lH tổng chiều dài tiếp xúc Tổng chiều dài tiếp xúc lH xác định theo công thức sau: Trong đó: : Hệ số tính đến giảm chiều dài đường tiếp xúc cung ăn khớp không bao hết góc 2, thơng thường 21 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM – hệ số trùng khớp ngang, có giá trị từ 1,8÷2,2 xác định theo công thức: Với: b chiều dài bánh vít : Thơng thường góc ơm giá trị Do Thay giá trị cos lH vào cơng thức (7.35) Ta có c/Mơđun đàn hồi tương đương E xác định theo công thức: Với: E1, E2 modun đàn hồi vật liệu chế tạo trục vít bánh vít Nếu trục vít làm thép E1 = 2,1.105MPa Bánh vít làm gang đồng E2 = 0,9.105MPa E = 1,27.105MPa Thì: 2/Tính bền bánh vít theo độ bền uốn: Trong đó: KF: hệ số tải trọng tĩnh b2 : chiều rộng bánh vít (mm) : ứng suất uốn cho phép (MPa) 22 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM YF: hệ số dạng răng, phụ thuộc vào số tương đương Tra theo bảng 7.10 Vì (vì 0), cơng thức 7.43 viết: Trong trường hợp truyền hở quay tay số bánh vít lớn ( z2< 100 ) , ta thiết kế bánh vít theo độ bền uốn, xác định mơđun m theo cơng thức sau: 3/ Kết cấu bơi trơn truyền trục vít Vị trí trục vít bánh vít bố tri sau: -Trục vít nằm dưới: bơi trơn cách ngâm trục vít dầu 23 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM -Trục vít nằm bên trên: với cách bố trí giảm mát công suất phải khuấy dầu 24 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Trục bánh vít nằm ngang, bánh vít thẳng đứng 25 Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Trục vít thẳng đứng, bánh vít nằm ngang Hai cách bố trí sử dụng khó bơi trơn dầu hay bị rò rỉ dầu 26 ... 6.Số bánh vít nên lấy Z2 ≥ 28 để tránh tượng cắt chân -Chi u cao đỉnh : ha1=m -Chi u cao chân : hf1=1,2m -Đường kính vòng chia: d1=mq Báo cáo Chi Tiết Máy Đại Học Công Nghiệp TPHCM -Đường kính vòng... chi u dài tiếp xúc Tổng chi u dài tiếp xúc lH xác định theo cơng thức sau: Trong đó: : Hệ số tính đến giảm chi u dài đường tiếp xúc cung ăn khớp khơng bao hết góc 2, thơng thường 21 Báo cáo Chi. .. cáo Chi Tiết Máy Đại Học Cơng Nghiệp TPHCM Nếu NFE ≥ 2,6.108 lấy NFE = 2.6.108 chu kỳ Nếu NFE ≤ 106 lấy NFE = 106 chu kỳ -Bánh vít gang +Bánh vít quay chi u: [σF] = 0,12σbF +Bánh vít quay hai chi u: