CHƯƠNG 3 CÁC CHI TIẾT MÁY TRUYỀN ĐỘNG
2. Cơ cấu trục vít bánh vít
2.1.1. Định nghĩa
Bộ truyền trục vít - bánh vít thường dùng truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc với nhau trong không gian (hình 3.5), hoặc chéo nhau.
Bộ truyền trục vít có hai bộ phận chính:
58
- Trục vít dẫn 1, có đường kính d1, trục vít thường làm liền với trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn lên trục T1.
- Bánh vít bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với ố vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men
xoắn trên trục T2.
- Trên trục vít có các đường ren (cũng có thể gọi là răng của trục vít), trên bánh vít có răng tương tự như bánh răng. Khi truyền động ren trục vít ăn khớp với răng bánh vít, tương tự như bộ truyền bánh răng.
Nguyên tắc làm việc của bộ truyền trục
vít bánh vít có thể tóm tắt nhu sau: Trục I quay với số vòng quay n1, ren của trục vít ăn khớp với răng của bánh vít, đẩy răng của bánh vít chuyển động, làm bánh vít quay, kéo theo trục II quay với số vòng n2.
Tuy truyền chuyển động bằng ăn khớp, nhưng do vận tốc của hai điểm tiếp xúc có phương vuông góc với nhau, nên trong bộ truyền trục vít có vận tốc trượt rất lớn (Hình 4.6) hiệu suất truyền động của bộ truyền rất thấp.
Đặc biệt, khi sử dụng bánh vít dẫn, hiệu suất của bộ truyền nhỏ hơn 0,5. Do đó hầu như trong thực tế không sử dụng bộ truyền bánh vít dẫn động
Trục vít được gia công trên máy
tiện ren, bằng dao tiện có lưỡi cắt thẳng, tương tự như cắt ren trên bu lông. Bánh vít được gia công bằng dao phay lăn răng trên máy phay. Dao gia công có hình dạng và kích thước tương tự như trúc vít ăn khớp với bánh vít. Dao cắt khác trục vít ở chỗ: trên dao có các lưỡi cắt, và ren của dao cao hơn ren của trục vít để tạo khe hở chân răng cho bộ truyền trục vít - bánh vít. Như vậy mỗi một bánh vít (có mô đun và số răng z) được sử dụng trong thực tế, cần có một con dao để gia công.
2.1.2 Phân loại bộ truyền trục vít
Tuỳ theo hình dạng trục vít, biên dạng ren của trục vít, người ta chia bộ truyền trục vít thành các loại sau:
- Bộ truyền trục vít trụ: trục vít có dạng hình trụ tròn xoay, đường sinh thẳng.
Hình 3.6 Vận tốc trượt trong bộ truyền trục vít Hình 3.5 Bộ truyền trục vít - bánh vít
Hình 3.7 Trục vít trụ
59
Trong thực tế, chủ yếu dùng bộ truyền trục vít trụ, và được gọi tắt là bộ truyền trục vít (Hình 3.7).
- Bộ truyền trục vít Clôbôit, trục vít hình trụ tròn, đường sinh là một cung tròn, loại này còn được gọi là bộ truyền trục vít lõm (hình 3.8)
- Bộ truyền trục vít Acsimet: trong mặt phẳng chứa đường tâm của trục vít biên dạng ren là một đoạn thẳng. Trong mặt phẳng vuông góc
với đường tâm trục vít viên dạng ren là đường xoắn Acsimet
Trục vít Acsimet, cắt ren được thực hiện trên máy tiện thông thường, dao tiện có lưỡi cắt thẳng gá gang tâm máy. Nếu cần mài phải dùng đá có biên dạng phù hợp với dạng ren, gia công khó đạt độ chính xác cao là đắt tiền. Đo đó loại bộ truyền này thường dùng khi trục vít có độ rắn mặt răng có HB < 350. Loại này được dùng nhiều trong thực tế.
- Bộ truyền trục vít thân khai: trong mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở biên dạng ren là một đoạn thẳng. Trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục vít, biên dạng ren là một phần của đường thân khai của vòng tròn, tương tự như răng bánh răng.
Trục vít thân khai được cắt ren trên máy tiện, nhưng phải gá dao cao hơn tâm, soa cho mặt trước của dao tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở của ren. Có thể mài ren bằng đá mài dẹt thông thường, đạt độ chính xác cao. Bộ truyền này được dùng khi yêu cầu trục vít có độ rắn bề mặt cao, BH > 350.
- Bộ truyền trục vít Cônvôlút: trong mặt phẳng vuông góc với phương của ren, biên dạng ren là một đoạn thẳng. Khi cắt ren trên máy tiện, phải gá dao nghiêng cho trục dao trùng với phương ren. Khi mài loại trục vít này cũng phải dùng đá mài có biên dạng đặc biệt. Loại trục vít Cônvôlút hiện nay ít được dùng.
2.2 Tỷ số truyền động
2 1 2 1
Z Z n
i n (3-2) Trong đó:
Hình 3.8 Trục vít lõm
Hình 3.9 Trục vít Acsimet
60
n1, n2 lần lượt là tốc độ quay của trục vít và bánh vít, đơn vị v/p’
Z1, Z2 lần lượt là số mối ren của trục vít và số răng của bánh vít
Z1 có giá trị nhỏ nhất bằng 1 trong khi đó Z2 có giá trị lớn nhất (Z2=80 và trong bộ truyền tải trọng nhỏ có thể tới Z2= 120)
2.3 Ứng dụng 2.3.1 Ưu điểm
- Tỷ số truyền lớn mà kích thước bộ truyền lại nhỏ gọn - Làm việc êm, không gây tiếng ồn
- Có khả năng tự hãm - Đây là một đặc điểm quan trọng trong ngành máy nâng, máy xây dựng
2.3.2. Nhược điểm
- Hiệu số thấp (do tổn thất công suất do masat lớn) - Phát nhiều nhiệt (do masat lớn)
- Vật liệu làm cho bánh vít thường phải có tính giảm masat tốt nên đắt tiền.
- Chế tạo lắp ráp đòi hỏi độ chính xác cao.
2.3.3. Phạm vi sử dụng
- Do hiệu suất thấp nên thường chỉ dùng trong các trường hợp công suất nhỏ hoặc vừa không quá lớn (không quá 50 –60 Kw)
- Tỷ số truyền i = 2060 (đôi khi có thể đạt tới 100) nếu là truyền tải tọng i 300 nếu là để truyền chuyển động như trong các cơ cấu phân độ, dụng cụ đếm..v..v.
- Bộ truyền kín (hộp giảm tốc) thường được dùng trong các máy công cụ, máy nâng chuyển… bộ truyên hở thường được dùng trong các cơ cấu tay quay trong các máy không quan trọng