Bài giảng Truyền động cơ khí: Phần 1 ĐH Phạm Văn Đồng

(NB) Bài giảng Truyền động cơ khí: Phần 1 cung cấp nội dung chính như sau: cấu trúc cơ cấu, phân tích động học cơ cấu phẳng, cơ cấu cam, cơ cấu bánh răng, các loại mối ghép, truyền động đai, truyền động vít đai ốc.

TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA KỸ THUẬT - CƠNG NGHỆ ******* ThS ĐỖ MINH TIẾN ThS NGUYỄN HỒNG LĨNH TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ (Dùng cho sinh viên đại học Kỹ thuật Cơ điện tử) Quảng Ngãi_1/2020 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chƣơng CẤU TRÚC CƠ CẤU 1.1 Khái niệm định nghĩa 1.1.1 Khâu, chi tiết máy 1.1.3 Các loại khớp động lƣợc đồ khớp .2 1.1.4 Kích thƣớc động khâu lƣợc đồ khâu 1.1.5 Chuỗi động cấu 1.2 Bậc tự cấu .5 1.2.1 Khái niệm bậc tự cấu 1.2.2 Công thức tính bậc tự cấu .5 Chƣơng PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG 2.1 Nội dung giả thiết toán phân tích động học 2.1.1 Định nghĩa .7 2.1.2 Nguyên lí chuyển động: .8 2.1.3 Điều kiện quay tồn vịng khâu dẫn (Định lý Grashof): 2.1.4 Các biến thể cấu khâu lề: Chƣơng CƠ CẤU CAM 15 3.1 Khái niệm cấu cam 15 3.1.1 Định nghĩa 15 3.1.2 Công dụng phân loại: 15 3.2 Khảo sát cấu cam cần đẩy trùng tâm .16 3.2.1 Phân tích động học cấu cam 16 Chƣơng CƠ CẤU BÁNH RĂNG .23 4.1 Khái niệm cấu bánh 23 4.2 Truyền động bánh 27 Chƣơng CÁC LOẠI MỐI GHÉP 37 i 5.1 Các loại đinh tán mối ghép đinh tán 37 5.1.1 Đinh tán: 37 1-Đối với kim loại màu lấy sau: 40 5.2 Mối ghép hàn 42 5.2.1 Phân loại mối ghép hàn: 42 5.2.2 Tính toán độ bền cho mối ghép 45 5.3 Mối ghép ren .49 5.4 Mối ghép then then hoa .56 5.4.1 Ƣu, nhƣợc điểm mối ghép then: 56 5.4.2 Cấu tạo loại then: Có thể chia then làm loại lớn: .56 5.4.3 Tính tốn mối ghép then: 61 CÂU HỎI ÔN TẬP .65 Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 67 6.1 Khái niệm chung 67 6.1.1 Giới thiệu truyền động đai 67 6.1.2 Các loại đai kết cấu bánh đai 67 6.1.4 Ƣu nhƣợc điểm phạm vi ứng dụng 70 6.1.5 Các thơng số hình học chủ yếu truyền đai .71 6.2 Cơ học truyền động đai 74 6.2.1 Vận tốc tỉ số truyền 74 6.2.2 Lực tác dụng truyền động đai 74 6.2.3 Ứng suất đai .75 6.2.4 Hiện tƣợng trƣợt truyền động đai 76 6.2.5 Khả kéo, đƣờng cong trƣợt đƣờng cong hiệu suất .77 6.3 Tính tốn truyền động đai 79 6.3.1 Phƣơng pháp tính tốn 79 6.4 Trình tự thiết kế truyền động đai 82 6.4.1 Trình tự thiết kế truyền động đai dẹt 82 ii 6.4.2 Trình tự thiết kế truyền đai thang: 84 Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG VÍT-ĐAI ỐC 92 7.1 Khái niệm chung 92 7.1.1 Giới thiệu truyền vít – đai ốc 92 7.1.2 Phân loại truyền vít đai ốc: .94 7.1.3 Các thông số chủ yếu truyền vít đai ốc: 97 7.2 Tính tốn truyền động vít đai ốc .98 7.2.1 Các dạng hỏng chủ yếu tiêu tính tốn .98 7.2.2 Tính truyền vít đai ốc theo độ bền mịn: 98 7.2.3 Tính truyền vít đai ốc độ bền .99 7.2.4 Tính truyền vít đai ốc theo điều kiện ổn định .100 7.3 Trình tự thiết kế truyền động vít-đai ốc 101 Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 102 8.1 khái niệm chung .102 8.1.1 Nguyên lý làm việc cấu tạo truyền xích: 102 8.1.2 Ƣu, nhƣợc điểm: 103 8.2 Bộ truyền xích 103 8.2.1 Các loại xích truyền động: 103 8.3 Những thơng số truyền 106 8.3.1 Bƣớc xích : t (mm) 106 8.3.2 Đƣờng kính đĩa xích : d (mm) 106 8.3.3 Số đĩa xích Z (răng): 107 8.3.4 Khoảng cách trục A (mm): 108 8.3.5 Số mắt xích X: 109 8.4 Tính tốn truyền động xích .109 8.4.1 Các dạng hỏng: 109 8.4.2 Tính xích theo áp suất cho phép : 109 8.4.3 Kiểm nghiệm số lần va đập mắt xích giây: 112 iii 8.4.5 Cơ học truyền động xích: 114 8.4.6 Tải trọng động Fđ (N): .115 8.5 Trình tự thiết kế truyền xích 115 Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG 121 9.1 Khái niệm chung .121 9.1.1 Nguyên lí làm việc: 121 9.1.2 Phân loại: 121 9.1.3 Ƣu – nhƣợc điểm: 122 9.1.4 Phạm vi ứng dụng: 123 9.1.5 Độ xác ăn khớp: .123 9.1.6 Kết cấu bánh răng: .123 9.2 Các dạng hỏng tiêu tính tốn 124 9.2.1 Gãy răng: 124 9.2.2 Tróc mỏi bề mặt răng: 125 9.2.3 Mòn mặt răng: hình 9.4b 125 9.2.4 Dính răng: hình 9.4c 125 9.2.5 Biến dạng dẻo bề mặt răng: .125 9.2.6 Bong bề mặt răng: .126 9.3 Vật liệu bánh - ứng suất cho phép 126 9.3.1.Vật liệu: 126 9.3.2 Ứng suất cho phép: 126 9.4 Tính tốn truyền bánh 126 9.4.1 Bộ truyền bánh trụ thẳng: 126 9.4.4 Tính theo sức bền uốn: 133 9.4.5 Bộ truyền bánh trụ nghiêng: 136 9.4.6 Truyền động bánh nón: .141 9.5 Trình tự thiết kế truyền bánh răng: 148 Chƣơng 10 TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT 150 iv 10.1 Khái niệm chung 150 10.1.1 Nguyên lý làm việc cấu tạo: .150 10.1.2 Phân loại: 151 10.1.3 Ƣu-nhƣợc điểm phạm vi ứng dụng: 152 10.1.4 Các thơng số hình học chủ yếu truyền trục vít Acsimét: .152 10.2 Cơ học truyền động trục vít 154 10.2.1 Tỷ số truyền vận tốc vòng: 154 10.2.2 Lực tác dụng Fr (N): .156 10.2.3 Tải trọng tính: 157 10.3 Tính tốn truyền động trục vít .157 10.3.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn: .157 10.3.2 Tính sức bền tiếp xúc: .158 10.3.3 Tính sức bền uốn: 159 10.3.4 Tính nhiệt truyền trục vít: 160 10.4 Vật liệu ứng suất cho phép .161 10.4.1.Vật liệu: 161 10.4.2 Ứng suất cho thép: 161 10.5.Trình tự thiết kế truyền trục vít 161 Chƣơng 11 TRỤC .162 11.1 Khái niệm chung .162 11.1.1 Giới thiệu trục .162 11.1.2 Phân loại trục 162 11.1.3 Kết cấu vật liệu trục 163 11.2.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn 165 11.2.2 Tính toán trục độ bền 167 11.2.3 Tính trục độ cứng 170 11.3 Trình tự thiết kế trục .171 Chƣơng 12 Ổ LĂN 176 v 12.1 Khái niệm chung .176 12.1.1 Giới thiệu ổ lăn 176 12.1.2 Phân loại ổ lăn 176 12.1.3 Độ xác chế tạo ổ lăn 178 12.1.4 Các loại ổ lăn thƣờng dùng 178 12.2 Lực ứng suất ổ lăn 179 12.2.1 Sự phân bố lực lăn .179 12.2.2 Ứng suất tiếp xúc ổ lăn 181 12.3 Tính chọn ổ lăn .182 12.3.1 Các dạng hỏng ổ lăn tiêu tính tốn 182 12.3.2 Tính ổ lăn theo khả tải động 183 12.3.3 Tính ổ lăn theo khả tải tỉnh .193 CÂU HỎI ÔN TẬP .194 TÀI LIỆU THAM KHẢO 195 vi LỜI NÓI ĐẦU Truyền động khí đƣợc biên soạn theo nội dung phân phối chƣơng trình Đại học ngành Kỹ thuật Cơ điện tử trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng Nội dung đƣợc biên soạn cô đọng, dễ hiểu Các kiến thức tồn giảng có mối liên hệ lơgic chặt chẽ Tuy giảng phần nội dung chuyên ngành đào tạo ngƣời dạy, ngƣời học cần tham khảo thêm tài liệu có liên quan với ngành học để sử dụng có hiệu Bài giảng Truyền động khí đƣợc biên soạn theo chƣơng trình đào tạo Trƣờng Đại học Phạm Văn Đồng với thời lƣợng 60 tiết bao gồm 11 chƣơng Đây học phần sở đƣợc thiết kế chƣơng trình đào tạo Nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức cần thiết ứng dụng học kỹ thuật chi tiết máy thông dụng lĩnh vực điện tử, khí Mục đích để nâng cao trình độ kỹ thuật, bảo quản trang thiết bị, đồng thời phục vụ cho việc tiếp thu học phần chuyên ngành Nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến học phần phù hợp với đối tƣợng sử dụng, nhƣ gắn liền nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế sản xuất để giảng có tính thực tiễn Song không tránh đƣợc thiếu sót Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến ngƣời sử dụng Mọi đóng góp xin gởi về: Bộ mơn Cơ khí, Khoa Kỹ thuật - Cơng nghệ, Trường Đại học Phạm Văn Đồng, qua email: nhlinh@pdu.edu.vn dmtien@pdu.edu.vn Khoa Kỹ thuật Cơng nghệ Nhóm biên soạn Chƣơng CẤU TRÚC CƠ CẤU 1.1 Khái niệm định nghĩa 1.1.1 Khâu, chi tiết máy Định nghĩa: tập hợp vật thể có chuyển động theo quy luật định nhằm biến đổi sử dụng lƣợng để làm cơng có ích 1.1.2 Nối động, thành phần khớp động, khớp động Định nghĩa: Là tập hợp vật thể có chuyển động tƣơng theo quy luật chuyển động định, có nhiệm vụ truyền chuyển động biến đổi chuyển động Phân loại: - Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hay ngƣợc lại - Biến đổi chuyển động quay thành chuyển động lắc ngƣợc lại - Biến đổi chuyển động quay liên tục thành chuyển động gián đoạn Những cấu có nhiệm vụ truyền động gọi tắt cấu truyền động a, b, c-Cơ cấu phẳng; d-Cơ cấu Culit; e-Cơ cấu cam; f-Cơ cấu bánh răng; i-Cơ cấu bánh ma sát Hình 1.1 Các cấu khí thường gặp 1.1.3 Các loại khớp động lƣợc đồ khớp Khớp động: Chỗ nối động khâu gọi khớp động Có loại: Khớp loại thấp khớp loại cao - Khớp loại thấp: gọi tắt khớp thấp, khớp động mà tiếp xúc khớp mặt Thƣờng khớp quay khớp tịnh tiến nhƣ hình 1.2a,b,c - Khớp loại cao: gọi tắt khớp cao, khớp động mà chỗ tiếp xúc khớp đƣờng điểm Thƣờng khớp cấu cam, bánh răng, ma sát nhƣ hình 1.2d,e Lược đồ khớp: Dùng để biểu diễn khớp động, mục đích để thuận lợi việc nghiên cứu, phân tích cấu, máy; ngƣời ta quy ƣớc biểu diễn khớp động nhƣ hình vẽ 1.2 1.1.4 Kích thƣớc động khâu lƣợc đồ khâu Trong máy cấu phận có chuyển động tƣơng gọi khâu Khâu vật thể đơn khơng thể tách rời đƣợc nữa, tập hợp vật thể ghép cứng với nhƣ truyền cấu động nổ Hình 1.3a cấu tạo cấu truyền động nổ; hình 1.3b lược đồ cấu truyền Hình 1.2a,b:khớp quay; hình 1.2c: khớp tịnh tiến; hình 1.2d: khớp cấu cam; hình 1.2e: khớp cấu bánh Hình 1.3 Cơ cấu truyền Hình 1.2 Lược đồ khớp động Bảng 6.6 Hệ số CL L/L0 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 Tỷ số truyền i 1,03-1,07 1,08-1,13 1,14-1,20 1,21-1,30 1,31-1,40 1,41-1,60 1,61-2,39 2,40 lớn Đai hình thang 0,79 0,82 0,86 0,89 0,95 O 0,08 0,15 0,23 0,30 0,35 0,38 0,40 0,50 Đai hình thang L/L0 Đai hình Đai hình thang hẹp đai hình thang hẹp đai hình lƣợc lƣợc 0,80 1,2 1,04 1,03 0,85 1,4 1,07 1,06 0,89 1,6 1,10 1,08 0,91 2,0 1,15 1,12 0,96 2,4 1,20 1,15 Bảng 6.7 Số gia mômen xoắn ∆T1(N.m) Đai hình thang A 0,20 0,40 0,60 0,80 0,90 1,1 1,2 Đai hình thang hẹp B YO YA 1,5 0,3 0,7 2,9 0,6 1,4 4,4 0,9 2,1 5,8 1,2 2,8 6,6 1,4 3,1 7,3 1,5 3,5 8,0 1,7 3,8 9,0 1,8 4,2 Б 0,5 1,1 1,6 2,1 2,3 2,6 2,9 3,1 Tính chiều rộng bánh đai B: - Theo công thức: B = (Z – 1)t + 2.s t, s : tra bảng (6-8) (6-41) Bảng 6.8 Các thông số bánh đai Loại tiết diện đai O A Б B YO YA c e t s 2,5 3,5 4,2 5,7 2,5 3,3 7,5 11 14,5 10 13 12 15 19 25,5 12 15 10 12,5 17 10 Tính lực tác dụng trục: Fr = 2F0 Z sin (α1/2) (6-42) Trong đó: Fo: lực căng ban đầu đai, Fo =  S1 (N)  = 1,2 MPa = 1,2 106 Pa= 1,2 106 N/m2= 1,2 N/mm2 87 (6-43) Z: số đai cần thiết (đai) S1: diện tích tiết diện đai (mm2) 6.4.3 Ví dụ: Thiết kế truyền đai thang truyền dẫn từ động điện đến hộp giảm tốc theo số liệu sau (với trường hợp có căng đai): - Cơng suất: N1 = 5,5 kW - Số vòng quay trục dẫn: n1 = 1.440 vòng/phút - Số vòng quay trục bị dẫn: n2 = 550 vòng/phút - Sai số cho phép: % - Tải trọng làm việc: ổn định - Bộ truyền làm việc: ca Giải: Chọn loại đai (tiết diện dây đai): Tính mơmen xoắn trục dẫn: T1 = 9550 5,5 = 36,476 N.m 1440 Tra bảng (6-2a) ta chọn phƣơng án: đai thang A(1) đai thang hẹp YO(2) Ở toán ta tính cho phương án Định đƣờng kính bánh đai : - Đƣờng kính bánh đai nhỏ d1: d1  1,2 d1 d1 tra bảng (6-2a) ta đƣợc d1 = 90 mm , d1  1,2 90 = 108 mm Lấy d1 = 110 mm - Đƣờng kính bánh đai lớn d2: d2 = d1 i(1- )= 110 1440 = 288 550 Lấy d2 = 280 mm - Kiểm nghiệm lại số vòng quay thực n’2 bánh đai lớn: n’2 = (1 - ) n1 d1 110 = 1440 = 566 vg/phút d2 280 Sai số vòng quay: 566  550 % = 2,9 % (< 5%) 550 - Vận tốc đai: v = d n1 60.1000 (m/s) = 3,14.110.1440 = 8,3 m/s 60.1000 Xác định sơ khoảng cách trục A: 88 - Chọn theo bảng (6-4), theo tỉ số truyền i = 2,6 A/d1 = 2,8; nên: A = 2,8 d1 = 2,8 x 110 = 308 mm - A thỏa mãn điều kiện: (d1 + d2)  A  0,55 (d1 + d2) + h (h tra bảng 6-1) 2(110 + 280)  A  0,55 (110 + 280) + 780  A  222,5 Tính chiều dài L: - Theo cơng thức: L  2A + L = 2.308 +  (d  d1 )  d  d1 2 4A (280  110) 3,14(280  110) + = 1251,8 mm 4.308 Chọn L = 1250 mm (theo tiêu chuẩn) Xác định xác khoảng cách trục A: - Xác định A theo L tiêu chuẩn theo công thức: A= = 4 L-  (d  d )  (d  d )    2( d  d ) L     +   3,14 (280  110 ) 3,14 (280  110 )    2  1250   ( 280  110 ) 1250    2      = 307 mm Tính góc ơm  : - Theo công thức: 1  180o - d  d1 280  110 570 = 1480 57 o = 180 A 307 Vậy thoả mãn điều kiện: 1 > 1200 Z Xác định số dây đai cần thiết Z: N  = (N0.C  CL + N K d N  T1 n 1,2.1440 ) = (1,7.0,914.1 + ) = 1,77 9550 9550 N0: tra hình (6-15) ta có: N0 = 1,7 C  = 0,914 (tra bảng 6-5) CL = : (tra bảng 6-6) T1 = 1,2 (tra bảng 6-7)- số gia mômen xoắn Kđ = (tra bảng 6-2) 89 Z 5,5.1 1,77 = 3,1 Vậy lấy Z = Tính chiều rộng bánh đai B: - Theo cơng thức: B = (Z – 1)t + 2s Tra bảng (6-8), t = 15 mm, s = 10, B = (4 – 1).15 + 2.10 = 65 mm Tính lực tác dụng trục: Fr = 2F0 Z sin (α1/2) Trong đó: Fo =  S1 = 1,2.81 = 97,2 N  = 1,2 MPa = 1,2x106 N/m2 = 1,2 N/mm2 Z = 4; A1=S1 = 81 mm2 (tra bảng 6.1 theo A1 tính tốn) = x 97,2 x x sin 750 Fr = 2F0 Z sin (α1/2) = 747 N Ta có bảng kết quả: TT THÔNG SỐ d1  1,2 d1 d2 = d1 i(1- ) n’2 = (1 - ) n1 v= L  2A + d1 d2 d n1 Kí hiệu d1 (mm) d2 (mm) n’2 (vg/ph) Đai A 110 280 566 Đai YO 80 200 576 v (m/s) 8,3 Asb (mm) L (mm) 308 1250 224 900 Acx (mm) 307 222 Z (đai) 4 B (mm) Fr (N) 65 747 52 520 60.1000 Asb=2,8.d1  (d  d1 ) d  d1 2  4A  (d  d ) Acx = L +  (d  d )   L   2( d  d )     N K d Z N  10 B = (Z – 1)t + 2.s Fr = 2F0 Z sin (α1/2) Kết luận: So sánh phƣơng án ta thấy phƣơng án (đai YO) có số dây đai nhƣng kích thƣớc nhỏ gọn lực tác dụng lên trục bánh đai nhỏ so với phƣơng án (đai A) 90 CÂU HỎI ÔN TẬP Định nghĩa truyền động đai? Trình bày nguyên lý làm việc (cấu tạo)- vẽ hìnhphân loại phƣơng pháp điều chỉnh sức căng đai? Trình bày thơng số hình học truyền đai? Tính tốn lực tác dụng ứng suất truyền đai? Trình bày trƣợt đai? Các phƣơng pháp tính tốn truyền động đai? Phân tích lực tác dụng lên trục bánh đai? Nêu loại ứng suất đai? Vẽ đồ thị đƣờng cong trƣợt đƣờng cong hiệu suất truyền động đai? Qua đồ thị có nhận xét (nêu ngắn gọn)? Nêu ƣu-nhƣợc điểm phạm vi ứng dụng truyền đai? 91 Chƣơng TRUYỀN ĐỘNG VÍT-ĐAI ỐC 7.1 Khái niệm chung 7.1.1 Giới thiệu truyền vít – đai ốc Bộ truyền vít – đai ốc dùng để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nhờ tiếp xúc đẩy ren vít ren đai ốc Bao gồm hai phận chính: vít (1) có ren ngồi, đai ốc (2) có ren (hình 7.1) Tùy theo u cầu bố trí kết cấu sử dụng có phƣơng án phối hợp chuyển động vít đai ốc nhƣ sau: Hình 7.2 Cơ cấu chạy dao máy tiện + Vít quay, đai ốc tịnh tiến 92 Ví dụ 1: Vít chạy dao máy tiện hình máy tiện hình 7.2: hai đầu vít đƣợc đặt hai gối đỡ, đai ốc gắn cứng với bàn chạy dao, bàn chạy dao nối với thân máy khớp trƣợt (dùng ống trƣợt hay rãnh trƣợt); quay vít 1, đai ốc gắn với bàn chạy dao chuyển động tịnh tiến so với thân máy + Vít vừa quay vừa tịnh tiến, đai ốc cố định Ví dụ 2: Cơ cấu máy ép, cấu kích vít (hình 7.3a) + Đai ốc quay, vít tịnh tiến Ví dụ 3: Cơ cấu kích vít hình 7.3b hình 7.3c Trên hình 7.3b bánh nón gắn cố định với đai ốc nối với thân máy khớp quay, quay bánh 3, đai ốc quay , vít tịnh tiến Trên hình 7.3c thay dùng bánh nón, dùng truyền trục vít a) b) c) Hình 7.3 Cơ cấu kích vít  Ƣu điểm + Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, gọn + Khả tải cao, làm việc tin cậy + Làm việc êm, không ồn + Tạo đƣợc lực dọc trục lớn (gấp hàng trăm lần lực vòng làm quay vít) 93 + Có thể thực di chuyển chậm xác  Nhƣợc điểm + Hiệu suất thấp ma sát ren + Ren bị mòn nhanh ma sát lớn  Phạm vi sử dụng Sử dụng rộng rãi thiết bị nhằm tạo lực lớn nhƣ kích vít, vít ép…; cấu yêu cầu chuyển vị xác (cơ cấu chạy dao máy cắt, dụng cụ đo, thiết bị định vị điều chỉnh) 7.1.2 Phân loại truyền vít đai ốc: Tùy theo hình dạng ren tiết diện dọc trục đƣợc sử dụng, truyền vít đai ốc đƣợc chia thành loại: - Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình thang (hình 7.4a): có độ bền cao, dễ gia cơng, tiếp nhận đƣợc tải trọng dọc trục lớn, thƣờng dùng cấu truyền lực hai chiều Trong vít tải, để tạo lực dọc trục lớn, thƣờng dùng ren hình thang bƣớc lớn Trong vít me cấu chạy dao tiện, để giảm ma sát, tăng hiệu suất truyền động, thƣờng dùng ren nhiều đầu mối Để khử khe hở mịn, đai ốc vít me thƣờng gồm hai nửa (đai ốc hai nửa, đai ốc ghép – hình 7.5a) - Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình cƣa (hình 7.4b): hiệu suất truyền động tƣơng đối cao, dùng truyền chịu lực theo chiều định (vít máy ép, vít cấu kích vít,…) Đối với cấu kích vít, để dễ tự hãm, thƣờng dùng ren đầu mối (có góc vít  bé) - Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình vng (hình 7.4c): hiệu suất truyền động cao nhƣng ren vng khó chế tạo, mịn tạo thành khe hở dọc trục khó khắc phục, dùng - Bộ truyền vít đai ốc dùng ren tam giác (hình 7.4d): để thực dịch chuyển xác, khơng quan tâm đến hiệu suất truyền động 94 Để thực dịch chuyển xác, dùng ren bƣớc nhỏ Để đảm bảo cho truyền khơng có khe hở, dùng đai ốc kép (hình 7.5b) Hình 7.4b Ren cưa Hình 7.4a Ren hình thang Hình 7.4c Ren hình vng Hình 7.4d Ren tam giác Hình 7.5a Đai ốc hai nửa Hình 7.5b Đai ốc kép + Ngoài ra, để giảm ma sát, giảm đƣợc độ mịn vít tăng hiệu suất truyền động, đồng thời nâng cao độ xác chuyển động, gần sử dụng rộng rãi truyền vít đai ốc bi Kết cấu truyền vít đai ốc bi nhƣ hình 7.6a 7.6b Giữa rãnh đai ốc (1) vít (2) có đặt viên bi (3), nhờ ma sát trƣợt ren vít ren đai ốc biến 95 thành ma sát lăn viên bi với ren vít ren đai ốc Để đảm bảo ma sát lăn hoàn toàn, bi cần phải chuyển động liên tục nhờ máng (4) để dẫn bi từ rãnh cuối đai ốc rãnh đầu (còn gọi rãnh hồi bi) Để khử khe hở vít đai ốc hình thành trình truyền lực, ngƣời ta dùng đai ốc kép (hình 7.6c) bao gồm hai đai ốc (1) (2), đặt vòng căng (3) có bề mặt đƣợc đánh bóng với chiều dày định để tạo nên lực căng sơ khử khe hở đai ốc bi Nhờ vòng căng, rãnh hai đai ốc tỳ sát vào bề mặt viên bi khe hở bị triệt tiêu (hình 7.6c 7.6d) Hình 7.6a,b Vít me – đai ốc bi Hình 7.6c,d Điều chỉnh khe hở cấu vít –đai ốc bi So với cấu vít – đai ốc thƣờng, cấu vít – đai ốc bi có hiệu suất cao (do giảm đƣợc ma sát bề mặt tiếp xúc, hiệu suất đạt 0,9  0,95) 96 đảm bảo chuyển động ổn định vận tốc nhỏ; bị nung nóng; độ xác cao Nhƣợc điểm độ cứng vững thấp hơn, hành trình ngắn bơi trơn thƣờng khó thực 7.1.3 Các thơng số chủ yếu truyền vít đai ốc: Các thơng số ren + Đƣờng kính ngồi (đƣờng kính danh nghĩa) ren vít d, ren đai ốc D + Đƣờng kính ren vít d1, ren đai ốc D1 Đƣờng kính trung bình ren vít: d2  d1  d D D , ren đai ốc: D2  2 + Bƣớc ren: p Bƣớc ren có hai loại: bƣớc nhỏ bƣớc lớn + Bƣớc xoắn vít px (bƣớc đƣờng xoắn ốc) + Số mối ren vít: n Với ren đầu mối: px = p; Với ren n đầu mối: px= np Hình 7.7 Các thơng số ren + Góc vít  (góc nâng đƣờng xoắn ốc mặt trụ trung bình) Ta có: tg  px np   d2  d2 + Góc prơfin ren (góc tiết diện ren):  + Chiều cao làm việc ren: h 97 (7.1) Các thông số khác + Chiều cao đai ốc H + Số vòng ren đai ốc x + Khoảng dịch chuyển cần thiết l0 vít hay đai ốc ( chiều cao nâng kích vít, hành trình bàn chạy dao cấu chạy dao…) + Chiều dài lr phần gia cơng ren vít, lr phụ thuộc vào khoảng dịch chuyển cần thiết l0 vít hay đai ốc Với kích vít thƣờng lấy: lr=(8  10)d + Khoảng cách hai gối đỡ vít: l + đƣờng kính ngồi đai ốc De thƣờng chọn bằng: De=((3  3,5)d + Tỷ số p ds np cho biết chuyển vị hai chi tiết so với góc  x  d 2 2 quay chi tiết 7.2 Tính tốn truyền động vít đai ốc 7.2.1 Các dạng hỏng chủ yếu tiêu tính tốn Dạng hỏng chủ yếu mịn mặt ren, cần tính tốn tồn truyền theo độ bền mịn theo điều kiện: p0 ≤ [p0] đó: p0: áp suất mặt ren, [p0]: áp suất cho phép Muốn giảm mịn cần chọn vật liệu thích hợp bơi trơn tốt Ngồi ra, vít chịu lực lớn gãy hỏng khơng đủ độ bền, cần kiểm nghiệm vít độ bền Với vít dài chịu nén, bị uốn dọc khơng ổn định cần kiểm nghiệm vít ổn định (tính uốn dọc) 7.2.2 Tính truyền vít đai ốc theo độ bền mịn: Áp suất sinh bề mặt tiếp xúc ren vít đai ốc phải thỏa mãn điều kiện: p0  Fa   p0   d hx Fa: lực dọc trục (N), d2: đƣờng kính trung bình vít (mm), h: chiều cao làm việc ren (mm), x: số vịng ren đai ốc Ta có: h= ψh.p với p bƣớc ren Với ren thang, hệ số ψh=0,5; ren cƣa ψh=0,75; ren tam giác ψh=0,54; 98 Và x  H với H: chiều cao đai ốc p Suy ra: p0  Fa  d 2 h H   p0  Đặt H = ψh.d2 Hệ số ψh=1,2  2,5 đai ốc nguyên ψh = 2,5  3,5 đai ốc ghép Suy : d2  Fa (7.2)  h H  p0  Lấy d2 theo giá trị tiêu chuẩn Tra tiêu chuẩn cho thơng số khác vít nhƣ d, d1, p Áp suất cho phép:  p0   11  13MPa vít thép – đai ốc đồng thanh;  p0    10MPa thép không – đồng thanh;  p0    6MPa thép khơng tơi – gang 7.2.3 Tính truyền vít đai ốc độ bền Khi làm việc, vít vừa chịu kéo (hoặc nén) vừa chịu xoắn, ta có điều kiện bền:  td    3    (7.3) (theo lý thuyết bền biến đổi hình dáng – lý thuyết bền thứ 4) Trong đó: σ: ứng suất kéo đo lực dọc trục Fa:   Fa  d12 τ: ứng suất xoắn đo momen xoắn T (momen làm quay vít hay đai ốc):  T 16T  W0  d13 d1: đƣờng kính ren vít W0: momen chống xoắn vít [σ]: ứng suất cho phép:     ch s Σch: giới hạn chảy vật liệu; s: hệ số an tồn, lấy :s = 99 7.2.4 Tính truyền vít đai ốc theo điều kiện ổn định Để vít khơng bị hỏng uốn dọc, lực nén phải thỏa mãn điều kiện ổn định Euler: Fa  Fth s (7.4) Với Fa lực dọc trục; Fth: tải tới hạn; s: hệ số an toàn ổn định s=2,5  Tải trọng tới hạn Fth đƣợc xác định dựa độ mềm λ vít:  Trong đó: l i + μ: hệ số phụ thuộc vào phƣơng pháp cố định hai đầu vít + l: chiều dài tính tốn vít μ = 1: Khi hai đầu vít đặt ổ trục có chều dài ổ B≤2d0 với d0: đƣờng kính ổ μ = 2: Khi đầu bị ngàm, đầu tự μ = 0,7: Khi đầu bị ngàm, đầu đặt ổ trục có chiều dài ổ B≤2d0 μ = 0,5: Khi hai đầu bị ngàm Lƣu ý dùng đai ốc làm gối đỡ thứ hai, coi nhƣ vít bị ngàm đầu Với vít hai gối đỡ chiều dài tính tốn l khoảng cách hai gối đỡ Với vít gối đỡ chiều dài tính tốn l khoảng cách từ chiều cao đai ốc đến gối đỡ  J  d14 64  Khi λ≥100: Fth   EJ  l  (cơng thức Euler) : momen qn tính tiết diện vít; E:moddun đàn hồi vít Khi 60