Tính bền bộ truyền trục vít

VIII/Tính bền truyền trục vít: Ở truyền trục vits dạng hư hỏng mòn , dính, tróc rỗ bề mặt chủ yếu chưa có cơng thức tính thỏa đáng.Nên tính tốn bền cho truyền trục vít ta tính theo độ bền tiếp xúc chủ yếu tính theo độ bền uốn mang tính chất kiểm nghiệm truyền trục vít có modun nhỏ (Z2>100) truyền quay tay ta tính theo đọ bền uốn 1.Tính bền theo độ bền tiếp xúc Ứng dụng cơng thức Hezt để tính độ bền để tính ứng suất tiếp sinh bề mặt bánh = ( Do ông hetz đưa năm 1882) Đối với kim loại, hệ số Poisson 0,3 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 a, Bán kính cong tương đương H7.1 Bán kính cong mặt phẳng dọc trục vít Bánh vít ăn khớp với trục vít tương tự bánh nghiêng ăn khớp với nghiêng ( Tính tốn tâm ăn khớp (có ứng suất sinh lớn nhất) Vì góc nghiêng bánh vít góc nâng ren trục vít , tương tự tính bánh trụ nghiêng, ta xác định đường kính tương đương Do Thơng thường b, Cường độ tải trọng qn xác định theo cơng thức (7.35) Trong đó: KH : hệ số tải trọng tĩnh 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 – 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: Thay biểu thức vào (1) lấy giá trị 0, 0, ta thu cơng thức tính tốn kiểm nghiệm : Nếu thay công thức sử dụng để kiểm tra độ bền tiếp xúc trục vít ta có cơng thức tính khoảng cách trục gọi cơng thức tính tốn thiết kế : , mm Trong : T2: momen xoắn bánh vít, Nmm q: hệ số đường kính Tỷ số thường cho trước Vì phân bố tải trọng theo chiều rộng vành phụ thuộc vào độ võng trục vít, tức phụ thuộc vào đường kính trục vít với hệ số đường kính q, z2 lớn ta phải chọn q lớn Tuy nhiên tăng q góc nâng ren vít giảm , hiệu suất theo công thức (7.9) giảm theo làm tăng kích thước truyền Do chọn tỉ số tốt khoảng từ 0,22÷0,4 thơng thường chọn Sau tính khoảng cách trục theo bảng 7.1 ta tính modun m theo cơng thức sau: m= Chọn m theo giá trị tiêu chuẩn , xác định lại giá trị Nếu có yêu cầu , ta chọn theo giá trị tiêu chuẩn, cần thiết phải dịch chỉnh 2.Tính bền bánh vít theo độ bền uốn Khi tính bánh vít theo độ bền uốn ta cần ý điểm sau: - Theo thực nghiệm độ bền bánh vít cao bánh nghiêng ( chọn =) khoảng 40% hình dạng cong - Trong vùng ăn khớp có nhiều bánh vít ăn khớp, tải trọng tác dụng lên giảm khoảng 1,5 lần - Chiều dài đáy bánh vít cung tròn lớn b2 Trong thực tế người ta xem bánh vít bánh chủ, nghiêng tính đến đặc điểm Do kiểm nghiệm độ bền uốn bánh vít tính theo cơng thức: Trong đó: KF: hệ số tải trọng tĩnh b2 : chiều rộng bánh vít (mm) : ứng suất uốn cho phép (MPa) 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, Tính toán nhiệt Khi làm việc vận tốc ma sát lớn, truyền trục vít sinh nhiều nhiệt làm dầu bị nóng lên Khi nhiệt dầu vượt giới han cho phép [tmax = 950], dẫn đến khả tải dầu, đồng thời dễ xảy tượng dính Ta cần tính nhiệt độ sinh truyền theo phương trình cân nhiệt: (7.46) Trong đó: : hiệu suất truyền : cơng suất trục vít, Kw : hệ số tỏa nhiệt có giá trị 12-18 W/(m2.C) A: diện tích bề mặt nhiệt (m2), có giá trị 20am1,7 am khoảng cách trục tính mét nhiệt độ dầu, nhiệt độ môi trường xung quanh (0C) ᴪ: hệ số nhiệt qua bể máy, thơng thường 0,3 Từ công thức (7.46) suy nhiệt độ dầu bơi trơn làm việc Trong đó: nhiệt độ làm việc cho phép tùy vào loại dầu bôi trơn, có giá trị lớn 950C Nếu khơng thỏa mãn ta phải tăng cường biện pháp giải nhiệt khác: làm giàn tỏa nhiệt, quạt, nước làm nguội… Tính tốn trục vít theo độ bền độ cứng Sauk hi thiết kế bánh vít ta thu thơng số hình học trục vít kiểm tra bền trục vít theo ứng suất uốn: Trong đó: MF tổng momen uốn tương đương, xác định theo công thức Ứng suất uốn cho phép trục vít tra xác định giá trị ứng suất cho phép trục Trục vít khảo sát trục tính tốn theo độ cứng với đường kính tính tốn theo vòng đáy df1 Độ võng trục vít xác định theo cơng thức sau: Trong : l khoảng cách ổ, sơ chọn l =(0,9…1)d2 tải trọng hướng tâm lực vòng tác dụng lên truyền momen qn tính tương đương mặt cắt trục vít , mm4 Giá trị độ võng cho phép = (0,01-0,005)m,với m modun trục vít.Nếu khơng thỏa mãn điều kiện ta phải tăng hệ số đường kính q giảm khoảng cách trục 5, Kết cấu bôi trơn truyền trục vít Bộ truyền trục vít sử dụng phổ biến hộp giảm tốc với tỉ số truyền 8÷63 Nếu tỉ số truyền lớn ta sử dụng truc vít hai cấp cấp kết hợp với bánh Vị trí trục vít bánh vít bố tri sau: - Trục vít nằm dưới: bơi trơn cách ngâm trục vít dầu - Trục vít nằm bên trên: với cách bố trí giảm giảm mát cơng suất phải khuấy dầu - Trục bánh vít nằm ngang, bánh vít thẳng đứng - Trục vít thẳng đứng, bánh vít nằm ngang Hai cách bố trí sử dụng khó bơi trơn dầu hay bị rò rỉ dầu Trục vít thường chế tạo liền trục va lắp ổ lăn Nếu khoảng cách ổ lớn sinh nhiều nhiệt đầu phải lắp ổ tùy động( ổ đũa trụ ngắn) đầu lắp hai ổ đỡ chặn cố định Nếu khoảng cách hai ổ nhỏ làm việc sinh nhiệt ta lắp hai ổ đỡ chặn ổ đũa côn hai đầu Hình 7.13a Kết cấu trục vít ổ đỡ Nếu khoảng cách hai trục lớn sinh nhiều nhiệt đầu lắp ổ tùy động đầu lắp hai ổ đỡ cố định Hình 7.13b Kết cấu trục vít ổ đỡ Hình 7.15 Bản vẽ lắp hộp giảm tốc trục vít Để tiết kiệm kim loại màu bánh vít thường cấu tạo hai phần: vành thân ché tạo từ thép hoăc gang Hình 7.14 Kết cấu bánh vít Xác định dầu bôi trơn theo bảng sau: ... cách trục 5, Kết cấu bôi trơn truyền trục vít Bộ truyền trục vít sử dụng phổ biến hộp giảm tốc với tỉ số truyền 8÷63 Nếu tỉ số truyền lớn ta sử dụng truc vít hai cấp cấp kết hợp với bánh Vị trí trục. .. giàn tỏa nhiệt, quạt, nước làm nguội… Tính tốn trục vít theo độ bền độ cứng Sauk hi thiết kế bánh vít ta thu thơng số hình học trục vít kiểm tra bền trục vít theo ứng suất uốn: Trong đó: MF tổng... Ứng suất uốn cho phép trục vít tra xác định giá trị ứng suất cho phép trục Trục vít khảo sát trục tính tốn theo độ cứng với đường kính tính tốn theo vòng đáy df1 Độ võng trục vít xác định theo cơng