›
›

Bài giảng Chi tiết máy - Chương 8: Vít truyền động

Download
Chương 8. Vít truyền động  
8. 1 Khái niệm chung  
8.5 Truyền động vít bi  
8.2 Các thông số hình học  
8.4 Truyền động vít - đai ốc  
8.3 Động học và lực tác dụng  
1
Chương 8. Vít truyền động  
8. 1 Khái niệm chung  
1. Ñònh nghóa:  
Boä truyeàn vít me - ñai oác laøm vieäc theo nguyeân lyù aên khôùp cuûa caëp ren (giöõa ren trong treân ñai  
oác vôùi ren ngoaøi treân vít me) ñeå bieán ñoåi chuyeån ñoäng quay thaønh tònh tieán.  
2. Phaân loaïi:  
a) Tuøy theo tính chaát tieáp xuùc cuûa caëp ren ta coù theå chia boä truyeàn laøm hai loaïi: ma saùt tröôït  
vaø ma saùt laên.  
b) Theo coâng duïng boä truyeàn vít me ñöôïc phaân loaïi:  
- Vít taûi: Söû duïng taïo löïc doïc truïc lôùn. Khi taûi troïng thay ñoåi söû duïng ren hình thang, khi taûi  
troïng taùc duïng theo moät chieàu coù giaù trò lôùn söû duïng ren hình raêng cöa. Ñai oác vít taûi lieàn khoái,  
ñeå ñaûm baûo tính töï haõm ta söû duïng ren moät moái vôùi goùc naâng ren vít  
γ
nhoû.  
- Vít daãn: Söû duïng ñeå truyeàn chuyeån ñoäng trong cô caáu chaïy dao. Ñeå giaûm ma saùt söû duïng ren  
nhieàu moái. Ñeå khöû khe hôû do moøn ren ñai oác vít daãn ta söû duïng ñai oác rôøi coù mieáng kim loaïi  
moûng ñeå ñieàu chænh.  
- Vít ñieàu chænh: Söû duïng ñeå truyeàn chuyeån ñoäng chính xaùc vaø ñieàu chænh. Söû duïng ren heä meùt.  
Ñeå ñaûm baûo boä truyeàn khoâng coù ñoä rô ngöôøi ta söû duïng ñai oác hai nöûa  
c) Theo soá moái ren ta phaân ra: ren moät moái, hai moái, ba moái..., soá moái ren caøng lôùn thì hieäu  
suaát caøng cao.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.1 Khái niệm chung  
3.  
Ư
Ư
u ñieåm:  
u, nhượ  
c điểm và phạm vi sử dụng  
Keát caáu ñôn giaûn, nhoû goïn vaø deã cheá taïo; Khaû naêng taûi lôùn; Ñoä tin caäy  
cao; Laøm vieäc eâm vaø khoâng oàn; Lôïi nhieàu veà löïc; Coù theå chuyeån ñoäng  
chaäm vôùi ñoä chính xaùc cao.  
Nhöôïc ñieåm:  
Do ma saùt lôùn neân ren moøn nhanh; Hieäu suaát thaáp.  
Phạm vi sử dụng:  
Boä truyeàn coù tyû soá truyeàn cao vaø coù theå töï haõm, do ñoù boä truyeàn söû duïng  
ñeå truyeàn taûi troïng. Trong moät vaøi tröôøng hôïp, ngöôøi ta söû duïng boä  
truyeàn ñeå bieán ñoåi chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh chuyeån ñoäng quay  
(khoan tay, vít...) neáu nhö goùc naâng ren vít lôùn hôn goùc ma saùt. hieän  
töôïng töï haõm trong tröôøng hôïp naøy khoâng xaûy ra.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.2 Các thông số hình học  
Caùc thoâng soá hình hoïc chuû yeáu: ñöôøng kính ngoaøi d, ñöôøng kính trong d1, ñöôøng kính trung  
bình d1, chieàu cao bieân daïng h vaø böôùc ren ps.  
Ñoái vôùi ren vuoâng: h = 0,1.d2; d = d2 + h; d1 = d2 – h; ps = 2h  
Goùc naâng ren vít  
γ
xaùc ñònh theo coâng thöùc:  
tgγ = Z1.ps /( d2)  
π
vôùi pZ1 = Z1.ps laø böôùc xoaén oác vít, Z1 laø soá moái ren vít. Neáu theo yeâu caàu choïn boä truyeàn töï  
haõm thì ta choïn ren moät moái.  
8.3 Động học và lực tác dụng  
Vaän toác goùc ω (rad/s) vaø soá voøng quay n (vg/ph) cuûa khaâu quay lieân quan ñeán vaän toác v  
(mm/s) cuûa khaâu chuyeån ñoäng tònh tieán nhö sau:  
ω
= 2π  
.v / (ps.Z1) ;  
n = 60.v / (ps.Z1)  
trong ñoù: ps - böôùc ren, mm; Z1 - soá moái ren vít.  
Tyû soá truyeàn quy öôùc u boä truyeàn vít me - ñai oác baèng tyû soá giöõa vaän toác daøi moät voøng voâlaêng  
(hoaëc baùnh raêng) SV truyeàn chuyeån ñoäng cho vít vôùi khoaûng dòch chuyeån cuûa ñai oác Sd:  
u = SV / Sd =  
π
.dV / (ps.Z1)  
trong ñoù dV - ñöôøng kính voâlaêng.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.3 Động học và lực tác dụng  
Trong tröôøng hôïp bieán ñoåi chuyeån ñoäng quay thaønh tònh tieán thì moâmen xoaén T (N.mm) treân  
khaâu daãn xaùc ñònh theo coâng thöùc: T = Fa.d2.tg( ρ’) / 2  
trong ñoù: Fa - löïc doïc truïc; d2 - ñöôøng kính trung bình cuûa ren  
γ - goùc naâng ren vít, xaùc ñònh theo coâng thöùc tgγ = Z1.ps /( d2)  
ρ’ - goùc ma saùt töông ñöông caëp ren vít xaùc ñònh theo coâng thöùc ρ’ = arctg(f’): Ñoái vôùi ren  
vuoâng: f = f’; Ñoái vôùi ren tam giaùc hoaëc thang: f’ = f / cos( /2) = f / cos vôùi laø goùc ôû ñænh.  
Ñoái vôùi ren heä meùt α = 60o, do ñoù f ’ = 1,15.f vôùi f tra theo baûng.  
γ
+
π
α
β
α
Trong tröôøng hôïp bieán ñoåi chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh chuyeån ñoäng quay thì löïc doïc truïc Fa  
coù theå xaùc ñònh theo moâmen xoaén T nhö sau:  
Fa = 2.T / (d2.tg(  
γ
- ρ’)  
Hieäu suaát boä truyeàn vít - ñai oác xaùc ñònh theo coâng thöùc sau:  
- Tröôøng hôïp bieán ñoåi chuyeån ñoäng quay thaønh chuyeån ñoäng tònh tieán: ηqt = K.tg  
γ
/ tg(  
γ
+ ρ’)  
trong ñoù K laø heä soá tính ñeán söï maát maùt coâng suaát do ma saùt trong oå vaø do boä truyeàn do caét  
ren khoâng chính xaùc (K = 0,8÷0,95).  
- Tröôøng hôïp bieán ñoåi chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh chuyeån ñoäng quay: ηtq = K.tg(  
γ
–
ρ
’) / tg  
γ
Do ñoù, ñeå bieán ñoåi chuyeån ñoäng tònh tieán thaønh chuyeån ñoäng quay thì γ > ρ’, thoâng thöôøng  
ngöôøi ta choïn γ ≥ 2ρ’.  
Boä truyeàn vít ñai oác vôùi ma saùt laên thì hieäu suaát η = 0,8÷0,95  
.
Chương 8. Vít truyền động  
8.4 Truyền động vít - đai ốc  
1. Daïng hoûng vaø chæ tieâu tính:  
Daïng hoûng chuû yeáu cuûa vít vaø ñai oác laø moøn ren. Do ñoù ñeå xaùc ñònh kích thöôùc boä truyeàn ta  
tính ñoä beàn moøn ren theo aùp suaát cho pheùp [p] vaø kieåm nghieäm vít theo ñoä beàn.  
Ngoaøi ra moät trong nhöõng daïng hoûng cuûa vít coù chieàu daøi lôùn laø maát oån ñònh vít.  
2. Vaät lieäu vít vaø ñai oác:  
Ñeå giaûm maát maùt coâng suaát do ma saùt trong caëp ren vít thì vít ñöôïc cheá taïo töø theùp C45, C50  
a
hoaëc A45 vaø A50 (thöôøng hoùa hoaëc toâi caûi thieän) vaø theùp carbon 10, theùp hôïp kim 65Mn,  
40Cr, 40CrMn (toâi theå tích hoaëc beà maët), theùp 38Cr2MoAl, 18CrMnTi vaø 40CrV (thaám nitô).  
Ñai oác cheá taïo töø ñoàng thau La Zn23Al6FeMn2, La Zn38Mn2, ñoàng thanh Br Al9Fe3, Br  
Al10Fe3Mn2, Br Al10Fe3Mn2 hoaëc töø gang choáng moøn. Goùc ma saùt vaø heä soá ma saùt cho  
trong baûng. ÖÙng suaát keùo (neùn) cho pheùp ñoái vôùi vít baèng theùp:  
[σk] = [σn] = σch / 3  
vôùi σch laø giôùi haïn chaûy vaät lieäu.  
ÖÙng suaát cho pheùp ñoái vôùi vaät lieäu ñai oác:  
- ÖÙng suaát daäp caëp vaät lieäu theùp - ñoàng thanh hoaëc theùp - gang: [σd] = 42÷55MPa  
- ÖÙng suaát keùo: ñoàng thanh [σk] = 34÷44MPa, gang [σk] = 20÷24MPa.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.4 Truyền động vít - đai ốc  
3. Tính toaùn boä truyeàn:  
Tieâu chuaån khaû naêng laøm vieäc chuû yeáu cuûa caùc ren naøy laø ñoä beàn moøn. Kích thöôùc chuû yeáu  
cuûa boä truyeàn - ñöôøng kính trung bình ren (d2, mm), xaùc ñònh theo ñieàu kieän beàn moøn. AÙp  
suaát trung bình giöõa caùc beà maët laøm vieäc ren vít vaø ñai oác: p = Fa / (p.d2.h.Z)  
≤
[p]  
trong ñoù:  
π
d2.h - dieän tích beà maët tieáp xuùc moät voøng ren; h - chieàu cao laøm vieäc bieân daïng  
ren; Z - soá voøng ren, Z = H / ps, vôùi H - chieàu cao ñai oác; ps - böôùc ren; [p] - aùp suaát cho pheùp  
tra theo baûng.  
Thay theáù ψH = H / d2 goïi laø heä soá chieàu cao ñai oác vaø ψh = h/ps heä soá chieàu cao ren vaøo coâng  
thöùc trên ta thu ñöôïc:  
d2 =  
Fa / ( .ψH.[p].ψh ; Giaù trò ψH vaø ψh tra theo baûng.  
π
Theo giaù trò d2 tính toaùn, ngöôøi ta choïn giaù trò gaàn nhaát theo tieâu chuaån vaø theo giaù trò naøy ta  
choïn caùc giaù trò coøn laïi: ñöôøng kính ngoaøi d1, ñöôøng kính trong d2, chieàu cao laøm vieäc bieân  
daïng ren h vaø böôùc ren ps. Chieàu daøi ren choïn theo chieàu daøi laøm vieäc l0, ñoái vôùi con ñoäi l0 =  
(8÷10)d. Chieàu cao ñai oác cho pheùp coù giaù trò lôùn hôn chieàu cao ñai oác cuûa moái gheùp buloâng.  
Neáu vít chòu taùc duïng taûi troïng lôùn, ta tính toaùn kieåm nghieäm vít theo ñoä beàn vôùi taùc duïng  
ñoàng thôøi öùng suaát xoaén vaø keùo (hoaëc neùn), trong moät soá tröôøng hôïp coù caû öùng suaát uoán. Vít  
laøm vieäc ñoàng thôøi öùng suaát xoaén vaø keùo (neùn) ñöôïc kieåm beàn theo thuyeát beàn 4:  
2 2  
3 2  
σtd  
=
(4Fa /  
π
d1 ) + 3(16.T/  
π
d1 )  
≤
[σk]  
trong ñoù: σtd - öùng suaát töông ñöông; [σk] - öùng suaát keùo cho pheùp coù giaù trò baèng öùng suaát neùn  
cho pheùp [σn], xaùc ñònh theo coâng thöùc.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.4 Truyền động vít - đai ốc  
3. Tính toaùn boä truyeàn (t):  
Sau khi tính toaùn ren, neáu vít laøm vieäc chòu neùn (nhö vít cuûa con ñoäi) ta kieåm tra theo ñoä beàn  
vaø ñoä oån ñònh. Thaân ren ñöôïc kieåm tra theo ñoä beàn phuï thuoäc vaøo daïng taûi troïng. Vít chòu neùn  
ñöôïc kieåm tra theo ñoä oån ñònh, so saùnh heä soá an toaøn oån ñònh tính toaùn vôùi giaù trò cho pheùp [s0]  
≥
4:  
Neáu ñoä meàm vít lôùn hôn giaù trò tôùi haïn (δ > δth) thì giaù trò taûi troïng tôùi haïn Fath (N) ñöôïc xaùc  
ñònh theo coâng thöùc Ôle:  
Fath = π2.E.I / (μ.l)2  
s0 = Fath / Fa  
≥
[s0]  
trong ñoù: E - moâñun ñaøn hoài vaät lieäu vít, MPa  
4
I =  
π
.d1 / 64  
-
moâmen quaùn tính maët caét ngang cuûa vít, mm4  
μ - heä soá chieàu daøi, giaù trò cho trong baûng; l - chieàu daøi vít, mm.  
- Neáu δ0 ≤ δ ≤ δth thì giaù trò taûi troïng tôùi haïn (N) ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc:  
2
Fath =  
π
d1 (a –b.  
δ
) / 4  
;
δ
= μ.l / I  
trong ñoù i laø baùn kính quaùn tính maët caét vít, mm; i = d1 /4.  
Caùc giaù trò a, b, δ0 vaø δth cho trong baûng.  
Thaân ñai oác ñöôïc tính theo öùng suaát keùo (hoaëc neùn) (MPa) tính ñeán öùng suaát xoaén:  
2
δk = 4.1,3.Fa / (  
π
.(D1 –d2) < [δk  
]
trong ñoù D1 laø ñöôøng kính ngoaøi cuûa ñai oác.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.4 Truyền động vít - đai ốc  
5. Trình töï tính toaùn boä truyeàn vít-ñai oác vôùi ma saùt tröôït :  
Soá lieäu cho tröôùc: Taûi troïng Fa, chieàu daøi laøm vieäc l0, coâng duïng boä truyeàn vaø ñieàu kieän laøm  
vieäc.  
Trình töï tính toaùn:  
1- Choïn sô ñoà ñoäng vaø vaät lieäu boä truyeàn. Xaùc ñònh caùc giaù trò aùp suaát vaø öùng suaát cho pheùp.  
2- Tuøy vaøo giaù trò vaø höôùng cuûa taûi troïng taùc duïng choïn bieân daïng ren vaø heä soá ψh  
3- Theo coâng duïng boä truyeàn choïn keát caáu ñai oác: nguyeân, rôøi, hai nöûa, choïn heä soá ψH  
4- Xaùc ñònh ñöôøng kính trung bình ren töø ñieàu kieän beàn moøn caëp ren vít theo coâng thöùc:  
d2 = Fa / ( ψH.[p].ψh Choïn caùc thoâng soá ren theo tieâu chuaån.  
.
.
π
.
5- Kieåm tra ñieàu kieän töï haõm (γ < ρ’). Xaùc ñònh soá moái ren Z1.  
6- Choïn soá voøng ren ñai oác Z töø coâng thöùc: p = Fa / (p.d2.h.Z)  
cuøng cho ren.  
≤
[p] vaø choïn caùc thoâng soá cuoái  
7- Xaùc ñònh hieäu suaát boä truyeàn, coâng suaát yeâu caàu, choïn ñoäng cô vaø tyû soá truyeàn. Xaùc ñònh  
moâmen xoaén vaø löïc doïc truïc treân chi tieát daãn ñoäng.  
8- Veõ keát caáu sô boä.  
9- Tính toaùn ñoä beàn caùc chi tieát boä truyeàn.  
10- Kieåm tra vít theo ñoä oån ñònh.  
11- Tính kích thöôùc ñai oác.  
Chương 8. Vít truyền động  
8.5 Truyền động vít bi  
2. Trình töï tính toaùn boä truyeàn vít-ñai oác vôùi ma saùt laên:  
Soá lieäu cho tröôùc: Taûi troïng Fa; chieàu daøi laøm vieäc l0; coâng duïng boä truyeàn vaø ñieàu kieän laøm  
vieäc.  
Trình töï tính toaùn:  
1- Choïn sô ñoà ñoäng vaø vaät lieäu boä truyeàn. Xaùc ñònh caùc giaù trò aùp suaát vaø öùng suaát cho pheùp.  
2- Tính toaùn ñöôøng kính trong cuûa vít theo löïc doïc truïc Fa (töông töï tính buloâng), chieàu daøi vít  
kieåm tra theo ñoä oån ñònh.  
3- Choïn ñöôøng kính con laên dcl = (0,08÷0,15)d1. Giaù trò dcl laøm troøn ñeán giaù trò tieâu chuaån gaàn  
nhaát (töông töï ñöôøng kính con laên cuûa oå laên).  
4- Xaùc ñònh böôùc ren theo coâng thöùc ps = dcl + (1÷5)mm. Giaù trò ps laøm troøn ñeán soá nguyeân gaàn  
nhaát.  
5- Xaùc ñònh ñöôøng kính trung bình dm = d1 + dcl vaø laøm troøn ñeán soá nguyeân gaàn nhaát. Sau ñoù  
tính toaùn laïi d1 = dm – dcl.  
6- Xaùc ñònh goùc nâng ren theo ñöôøng kính trung bình:  
γ
= arctg(ps / .dm)  
π
7- Tính toaùn ñoäng hoïc vaø löïc taùc duïng leân boä truyeàn.  
8- Veõ keát caáu vaø xaùc ñònh soá con laên treân vuøng laøm vieäc vaø raõnh thu hoài.  
9- Kieåm nghieäm khaû naêng taûi caët vít me - ñai oác bi theo ñieàu kieän: σmax ≤  
[σmax] và Fa  
≤
[Fa]  
HẾT CHƯƠNG 8  
Chương 8. Vít truyền động  
Câu 1: Bộ truyền vít đai ốc chịu Fa=80000 N; áp suất cho phép của trên bề mặt của ren  
vít [p]=6 MPa; sử dụng ren hình thang (h=0,5); hệ số chiều cao của đai ốc H=1,8. Xác  
định đường kính trung bình của vít ?  
a. 68,671  
b. 65,671  
c. 70,671  
d. 72,671  
Câu 2: Bộ truyền vít đai ốc có chiều dài giữa 2 gối đỡ l = 200 mm, hệ số = 1. Trục vít  
có đường kính chân ren d1 = 22 mm làm bằng thép có E = 2,1.105 MPa. Xác định lực  
dọc trục (N) lớn nhất cho phép tác dụng lên trục vít mà vẫn đảm bảo độ ổn định? Biết hệ  
số an toàn s = 3.  
a. 410,35 N  
b. 405,35 N  
c. 415,35 N  
d. 420,35 N  
pdf 12 trang yennguyen 19/04/2022 1080
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Chi tiết máy - Chương 8: Vít truyền động", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_chi_tiet_may_chuong_8_vit_truyen_dong.pdf