Bài giảng Chi tiết máy - Chương 6: Truyền động trục vít - Nguyễn Xuân Hạ

Nội dung text: Bài giảng Chi tiết máy - Chương 6: Truyền động trục vít - Nguyễn Xuân Hạ

1. Truyền động trụcvít 1. Khái niệm chung, phân loại 1.1 Khái niệm chung  Khái niệm chung Truyền động nhờănkhớp giữacácrăng của bánh vít và ren.  Phân loại  Theo hình dạng trụcvít: trục vít trụ, trụcvítlõm (glôbôít)  Theo dạng ren: Acsimet, Convôlút, Thân khai Bộ truyềntrục vít – bánh vít 2
2. 1. Khái niệm chung, phân loại 1.2 Phân loại Trục vít Acsimet Trục vít Cônvôlút Trục vít thân khai Gia công trên máy tiện, Tiệnrenbằng dao 2 lưỡi, Có thể mài bằng đá thường không mài. năng suất cao; khó mài. mài dẹt(dễ mài). Bộ truyềntrục vít – bánh vít 3 1. Khái niệm chung, phân loại 1.3 Bánh vít  Đượcchế tạobằng phay với dao có dạng như trụcvítsẽ ănkhớpvới nó.  Cấutạo bánh vít: Phần vành răng yêu cầucó hệ số ma sát thấpvớiTV thép => bằng gang, đồng hợpkim Phần thân: yêu cầucứng. :. Kếtcấu ghép. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 4
3. 2. Thông số hình học(1)  Mô đun m  Hệ sốđường kính q  Góc vít   Các đường kính  Khoảng cách trục aw d1 mq d2 mz2  Hệ số dịch dao bánh vít x Bộ truyềntrục vít – bánh vít 5 2. Thông số hình học(2) p pz z1 p z1 m tan  d1 mq q Bộ truyềntrục vít – bánh vít 6
4. 2. Thông số hình học(3)  Các đường kính lăn: dw1 q 2x m dw2 d2 mz2  Khoảng cách trục aw: d d a w1 w2 0,5m q z 2x w 2 2  Hệ số dịch dao bánh vít x: a q z x w 2 0,7 x 0,7 m 2  v.v Bộ truyềntrục vít – bánh vít 7 3. Thông sốđộng học  Tỷ số truyền n z d u 1 2 2 tan  n2 z1 d1  Vậntốc Vậntốc vòng v1 tiếptuyếnvớid1 Vậntốc vòng v2 tiếptuyềnvớid2  v1  v2 vt v2 v1 0 => trượt v2 v1 dw1n1 mn1 2 2  vt z1 q vt cos  60000cos  19100 v1 Bộ truyềntrục vít – bánh vít 8
5. 4. Cơ sở tính toán  Lựctácdụng khi ănkhớp n2 F Fr2 t1 Fa1 Ft2 n1 Fa2 Fr1 Ft1 Fa1 n1 Bộ truyềntrục vít – bánh vít 9 4. Cơ sở tính toán 2T n2 F F 2 a1 t2 d2 F F tan  F t1 a1 a2 F Fr2 t1 Fa1 cos Fr1 Fr 2 tan cos  Fa1 cos  Ft2 ' Fn Fn Fa1 /cos  cos n1 cos n Fa2 Fr1 Ft1 Fa1 n1 Bộ truyềntrục vít – bánh vít 10
6. 4. Cơ sở tính toán Hiệusuấtbộ truyềntrụcvít  Khi trụcvítdẫn động T  tan   2 2 T11 tan  hoặc tính thêm mất mát do khuấydầu tan   0,95 tan   Khi bánh vít dẫn tan  ' tan   Bộ truyềntrụcvíttự hãm ??? Bộ truyềntrục vít – bánh vít 11 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính  Các dạng hỏng: như bộ truyền bánh răng  Chỉ tiêu tính toán  Tính theo độ bềntiếpxúc  Tính theo độ bềnuốn  Tính kiểm nghiệmvề quá tải Nhưng chỉ tính cho bánh vít  và tính thêm bộ truyềntrụcvítvề nhiệt. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 12
7. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính Truyền động trục vít có các dạng hỏng như trong truyền động bánh răng + Tróc rỗ + Mòn + Dính + Gãy răng TR-BV có hai trục chéo nhau -> trượt dọc răng khá lớn -> dính, mòn nguy hiểm hơn Bộ truyềntrục vít – bánh vít 13 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính  Dính : đặcbiệt nguy hiểmvới BV làm bằng vậtliệurắnhơn (đồng thanh, gang ). Vớivậtliệumềmhơn, dính không nguy hiểm Phương pháp tính:  Dính và mòn là nguy hiểmhơn, tuy nhiên chưacóphương pháp tính chính xác. Mòn và dính liên quan chặtchẽđến ứng suấttiếp xúc -> tính toán TV-BV theo độ bềntiếpxúc. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 14
8. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính Phương pháp tính H [H] Nguy hiểmvề dính đượckểđếnkhi xácđịnh [H] Dùng vậtliệu đồng thanh thiếc chống dính tốt [H] không phụ thuộcvt, hỏng do tróc là chính Dùng vậtliệu đồng thanh không thiếc [H] phụ thuộcvt, vt càng lớn[H] càng giảm Bộ truyềntrục vít – bánh vít 15 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính Phương pháp tính  Khi tính độ bền, coi BV là bánh răng nghiêng có góc nghiêng  =   Do vt lớn -> sinh nhiệtkhi làmviệc -> sau khi tính độ bềncòn phải tính nhiệtcủabộ truyền  Trụcvítliềntrục do đócần tính toán theo hệ số an toàn giống trục Bộ truyềntrục vít – bánh vít 16
9. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềntiếpxúc  Tránh hỏng về bề mặt  Tính như bộ truyền BRN (có tính đến đặc điểm ănkhớpvà hình dạng đường tiếpxúc)  Công thức tính H ≤ [H] q  Z n H M 2. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 17 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềntiếpxúc  H ≤ [H]  Ứng suấttiếp xúc theo Hertz: q  Z n H M 2.  ZM –hệ số vậtliệu 2.E E Z 1 2 M [E (1  2 ) E (1  2 )] 1 2 2 1  qn –áplực pháp tuyến  ρ – bán kính cong tương đương Bộ truyềntrục vít – bánh vít 18
10. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềntiếpxúc 2  1= ; 2=d2sin n/cos =d2sin /cos  Cặpvậtliệu TV-BV là thép – đồng thanh/ gang 5 5 => E1=2,1.10 E2 = 0,9.10 ; ZM =  Đường tiếp xúc cong: b = d1.2/360 qn=Fn/LH; LH=Kb /cos Fn=Ft2/coscos o  Lấy trung bình K=0,75;  =1,8; 2=100 => 480 T2 K H K HV H H d2 d1 2 170 T2 K H K HV 3 aw z2 q z2 H q Bộ truyềntrục vít – bánh vít 19 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềnuốn  BV làm bằng vậtliệucócơ tính nhỏ hơn TV do đóchỉ cần tính độ bềnuốn cho BV  Coi BV là BRN có  =   Công thứckiểm nghiệm độ bềnuốn 1,4.T2YF K F K Fv z2  F [ F ] ztđ 3 b2d2mn cos  - b2 : chiềurộng BV - YF : hệ số dạng răng, xác định theo Bộ truyềntrục vít – bánh vít 20
11. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềnuốn  Tính gần đúng như BR nghiêng 1,4T2YF K F K FV F F b2d2mn mn m cos  là modul pháp Bộ truyềntrục vít – bánh vít 21 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính theo độ bềnquátải  Tính như trong bộ truyền bánh răng H ,qt H K qt H max F ,qt F K qt F max Bộ truyềntrục vít – bánh vít 22
12. 5. Tính toán bộ truyềntrụcvít Tính nhiệt, làm mát  Điềukiệnt [t]  Xuất phát từ phương trình cân bằng nhiệt: Nhiệtlượng sinh ra = Nhiệtlượng thoát đi 1000 1  P1 KT t t0 A 1  1000 1  P1 t t0 KT A 1   Gân tản nhiệt 1000 1  P1 Quạt :. t t0 KT A Aq 1  KTq Aq   Nếu không đảmbảocần tìm cách giảm nhiệt độ t. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 23 6. Vậtliệuvàứng suất cho phép Vậtliệu Trụcvít :thép Cacbon Bánh vít :làm bằng đồng thanh để giảm ma sát - vt ≥ 5 m/s → vậtliệu nhóm I : đồng thanh thiếc [H] không phụ thuộcvt - vt < 5 m/s → vậtliệu nhóm II: đồng thanh không thiếc [H] phụ thuộcvt - vt < 2 m/s → vậtliệu nhóm III: gang xám Bộ truyềntrục vít – bánh vít 24
13. 6. Vậtliệuvàứng suất cho phép Ứng suấttiếp xúc cho phép o Bánh vít làm bằng đồng thanh thiếc [H] = (0,75  0.90).b.KHL + b: giớihạnbềncủavậtliệu + KHL : hệ số tuổithọ 107 8 K HL N HE + NHE :số chu kỳ thay đổi ứng suấttương đương 7 7 NHE > 25.10 , lấyNHE = 25.10 để tính Bộ truyềntrục vít – bánh vít 25 6. Vậtliệuvàứng suất cho phép Ứng suấttiếp xúc cho phép o Bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc [H] phụ thuộcvậntốctrượtvt [H] không phụ thuộcsố chu kỳứng suất Bộ truyềntrục vít – bánh vít 26
14. 6. Vậtliệuvàứng suất cho phép Ứng suấtuốncho phép Bánh vít làm bằng đồng thanh [F] = [FO]KFL 6 [FO] - ứng suấtuốn cho phép ứng với10 chu kỳ KFL –hệ số tuổithọ 106 9 K FL N FE NFE : số chu kỳ tương đương Bộ truyềntrục vít – bánh vít 27 7. Trình tự thiếtkế  Thông số cho trước: u, T2, n1 5 3 1.Chọn vậtliệu: TV thép; BV: tuỳ theo vt,sb k.10 n1 T2 k 4 5 vt,sb Tính aw và Tính sơ bộ môdun m = 2aw/(z2+q), chọnm tiêu chuẩnvàtínhlạiaw = 0,5m(z2+q). Chọnaw và tính hệ số dịch chỉnh (nếucần) x = aw,chọn/2 – 0,5(q+z2) 4.Kiểm nghiệmrăng bánh vít theo độ bềntiếpxúc, độ bềnuốnvàquátải B5.Tínhộ truyềntr ụnhic vítệ –t bánh vít 28
15. 7. Tìm hiểuthêm  So sánh ưunhược điểmvàphạmvi sử dụng củabộ truyềntrục vít và bộ truyền bánh răng.  Cách xác định ứng suất cho phép khi tính toán bánh vít. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 29 8. Ôn tập  Vậntốc, vậntốctrượt, tỷ số truyềncủabộ truyềnTV. Hiệusuấtbộ truyền TV. Khi nào thì bộ truyềntrụcvíttự hãm?  Vậtliệutrục vít và bánh vít.  Phân tích lực ănkhớp trong bộ truyềntrụcvít.  Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán bộ truyềnTV.  Cách xác định ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyềnTV.  Trình tự tính toán bộ truyềnTV. Bộ truyềntrục vít – bánh vít 30