bộ truyền vít me – đai ốc bi

TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Giới thiệu đề tài
Các nhà chế tạo máy công cụ cần vượt trội so với so với đối thủ khi họ gia
công cao tốc để rút ngắn thời gian máy cho một chi tiết. Hệ quả là tốc độ chạy dao
phải cao và gia tốc phải lớn, khi đó lực cắt tăng lên với yêu cầu ma sát phải thấp và
chi phí phải hợp lý với yêu cầu sản xuất.
Đến nay, bộ truyền vít me – đai ốc bi đã lên ngôi và ở ví trí đó trong một số
điểm yếu như: độ cứng vững chưa cao, tốc độ còn thấp so với yêu cầu của thời đại.
Trước đòi hỏi trên đây, mặc dù các nhà chế tạo đang không muốn chuyển sang một
giải pháp khác mà họ chưa tin lắm. Kết quả nghiên cứu đã lựa chọn ra bốn giải pháp
nguyên lý để đưa vào vòng lựa chọn khắt khe hơn. Các nguyên lý đó là:
1. Vít me – đai ốc bi ( ball and roller screw)
2. Vít me – đai ốc con lăn ren (Recirculating Roller crew)
3. Vít me – đai ốc thủy tĩnh ( Hydrostatical roller screw )
Trang: 1
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

4. Động cơ thẳng (Linear motor)
Đánh giá theo tiêu chí vận tốc chạy dao và gia tốc bằng sơ đồ portfolio cho
kết quả như sau:
Theo kết quả phân tích này, ta thấy:
Trang: 2
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

- Vít me đai ốc bi (1) kém hiệu quả và động cơ thẳng (4)đạt hiệu quả cao nhất
- Vít me đai ốc con lăn ren (2) vượt trội so với vít me đai ốc bi (1)
Tuy nhiên, các nhà doanh nghiệp vào đầu những năm 2000 nêu ra một số băn
khoăn như sau:
- Tại sao sự ưu việt của vít me – đai ốc con lăn ren (2) so với vít me đai ốc bi
(1) như vậy lại chưa được xuất hiện trên thị trường, phải chăng có nhược
điểm gì đó chưa lộ ra?
- Liệu ứng suất trước bên trong sẽ phát sinh nhiệt?
- Vấn đề bịt kín sẽ ra sao, nếu phoi lọt vào gây nhanh mòn trục?
Những nhà chuyên môn đó đã thống nhất một tiêu chí để tiếp tục đánh giá các
bộ truyền này. Kết quả đánh theo bộ tiêu chí này bằng phương pháp cho điểm có
trọng số. Ý nghĩa của hệ số trọng số này là:
- Hệ số trọng số 1: Tiêu chí không quan trọng lắm
- Hệ số trọng số 3: Tiêu chí có tầm quan trọng nâng cao
- Hệ số trọng số 9: Tiêu chí rất quan trọng
Trang: 3
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Kết quả đánh giá được tổng hợp ở bảng sau: Nguồn : Wulf 2002 (Đức)
Không
gian
chiếm
chỗ
Độ
cứng
vững
Rủi
ro

vận
hành
Chi
phí
chế
tạo
Chi
phí
phát
triển
Rủi
ro
phát
triển
Lắp
ráp
Tiềm
năng
công
suất
Nhu
cầu
công
suất
Tổng Xếp
hạng
Hệ số
trọng
số 1 9 3 3 3 3 3 9 3
Vít

me
đai ốc
bi
3 0 15 18 15 15 15 0 12 93 3
Vít
me
đai ốc
con
lăn
ren
6 18 15 12 15 15 15 27 18 141 1
Vít
me
đai ốc
thủy
tĩnh
1 36 3 0 6 0 0 27 3 82 4
Động
cơ
thẳng
2 54 3 6 0 6 6 54 3 128 2
Trang: 4
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Đánh giá này được kiểm chứng bởi nhiều chuyên gia và với bộ tiêu chí đã
được chọn lọc kỹ. Kết quả đã đưa bộ truyền vít me – đai ốc con lăn ren lên vị trí
số 1. Những thông tin trên khích lệ chúng ta tiếp cận những vấn đề thiết kế chế tạo
bộ truyền này. Một câu hỏi lý thú cũng xuất hiện: Nếu việc chế tạo ra những đai ốc

con lăn ren có thể thực hiện ở Việt Nam thì có lẽ nên thay các đai ốc trượt thông
thường bằng loại đai ốc này dù cho độ cứng của vít me và độ chính xác của nó còn
thấp hơn yêu cầu. Chuyển từ ma sát trượt sang ma sát lăn là một ý tưởng rất hấp dẫn
đối với các nhà sản xuất.
Nhận được đề tài đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế bộ truyền vít me – đai ốc con
lăn ren” là niềm vinh dự đối với một sinh viên năm cuối như em. Qua đề tài, dưới
sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy hướng dẫn, em được tìm hiểu về một bộ truyền có
nhiều tính ưu việt trong tương lai.
-
Trang: 5
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Chương 1: Khái quát chung về trục vít con lăn ren
1.1. Giới thiệu về trục vít con lăn ren
1.1.1 Nguyên tắc hoạt động.

Trục vít con lăn là một thiết bị truyền động cơ khí tương tự như một vít
me đai ốc bi nhưng sử dụng các con lăn là các yếu tố chuyển tải giữa các đai
ốc và vít thay cho các viên bi. Các con lăn ren thường nhưng cũng có thể được
rãnh phụ thuộc vào loại vít con lăn. Cung cấp các điểm chịu lực nhiều hơn vít
me bi trong một khối lượng nhất định, ốc vít con lăn có thể nhỏ gọn hơn cho
một tải trọng nhất định trong khi cung cấp hiệu quả tương tự (75% - 90%) với
tốc độ vừa phải, và duy trì hiệu quả tương đối cao ở tốc độ cao. Vít con lăn có
ưu điểm hơn ốc vít me bi ở các tiêu chí: khả năng chịu tải động, độ cứng, tốc
độ, gia tốc, và tuổi thọ.
Ba yếu tố chính của một vít con lăn điển hình hành tinh là trục vít, đai
ốc và con lăn hành tinh. Các con lăn thường quay xung quanh các ốc vít khi họ
quay tương tự như một hành tinh, do đó được gọi là hành tinh, vệ tinh, con lăn.

Đối với đường kính vít và số lượng các con lăn tương ứng với công suất cao
hơn tải trọng tĩnh, nhưng không nhất thiết phải đến một khả năng chịu tải cao
hơn năng động.
Bộ dẫn động trục vít con lăn dùng để biến chuyển động quay thành
chuyển động tịnh tiến, nó được phát minh bởi Illininois Tool Works , Hoa
Kỳ. Bộ dẫn động trục vít con lăn bao gồm: một trục vít me nhiều đầu mối với
biên dạng và các con lăn hành tinh có rãnh, ăn khớp với trục vít.
Trục vít con lăn là một thiết bị cơ khí chính xác để chuyển đổi chuyển
động quay chuyển động tuyến tính, hoặc ngược lại. Do tính phức tạp của nó
vít con lăn là một thiết bị truyền động tương đối đắt tiền, nhưng có thể phù
hợp với độ chính xác cao, tốc độ cao, tải nặng, tuổi thọ cao.
Đây là sản phẩm của tương lai, nó được ứng dụng trong những ngành
như: Hàng không vũ trụ, máy công cụ, thiết bị đo lường, các thiết bị truyền
động, vũ khí, ép nhựa….
Trang: 6
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Carl Bruno Strandgren phát triển hiệu quả một số hình thức đầu tiên của
trục vít con lăn và đã được trao bằng sáng chế Mỹ cho một “Cơ chế trục vít-
Threaded” vào năm 1954. William J. Roantree nhận được một bằng sáng chế
Hoa Kỳ “Khác biệt giữa các con lăn” vào năm 1968.
1.1.2. Các ưu điểm của trục vít con lăn ren

Trục vít con lăn là một cơ chế để chuyển đổi mô-men xoắn quay thành
chuyển động tuyến tính, một cách tương tự như đai ốc vít me hoặc vít me đai
ốc bi. Tuy nhiên, không giống như đai ốc hoặc vít me đai ốc bi, ốc vít con
lăn có khả năng mang vật nặng cho hàng ngàn giờ trong điều kiện khó khăn
nhất. Điều này làm cho ốc vít con lăn sự lựa chọn lý tưởng cho các yêu cầu,

nhiệm vụ môi trường liên tục. Với một số đặc điểm nổi bật sau, trục vít con
lăn ren sẽ được ứng dụng rông rãi trong tương lai không xa.
- Hiệu suất cao.
- Độ tin cậy, độ an toàn cao.
- Độ chính xác vị trí cao, làm việc ổn định.
- Tuổi thọ làm việc lâu dài, ít gây tiếng ồn.
- Có thể dùng cho cả ren trái và ren phải.
Trang: 7
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

1.1.3. Phạm vi ứng dụng của trục vít con lăn ren
Vít con lăn hành tinh được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng nhất, đòi
hỏi khắt khe và chính xác yêu cầu chuyển động tuyến tính. Vít con lăn cung cấp
một thay thế hoàn hảo cho các hệ thống thuỷ lực của tải trọng và khả năng chu kỳ.
Ví dụ về các ngành công nghiệp và các ứng dụng khác dùng cho vít con lăn hành
tinh: trong máy công cụ (máy ép, máy chuốt, mài, cắt), trong quân sự (vũ khí định
vị, cửa kiểm soát, xử lý pháo binh…)
Vít con lăn hành tinh được sử dụng phổ biến nhất là thiết bị truyền động cơ
chế trong các thiết bị truyền động cơ điện tuyến tính. Do tính phức tạp của nó nên
vít con lăn là một thiết bị truyền động tương đối đắt tiền, nhưng có thể phù hợp với
độ chính xác cao, tốc độ cao, tải nặng, tuổi thọ cao và sử dụng các ứng dụng nặng.
Trang: 8
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Một số hình ảnh về trục vít con lăn ren của hãng SKF:
Planetary roller screws ( Trục vít con lăn hành tinh)

Recirculating roller screws ( Trục vít con lăn tuần hoàn)
Trang: 9
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

SRC, Cylindrical axual play Cylindrial backlash elimination: TRU
BRC, backlash elimination Preload: PRU
SRF, Flanged axial play Flanged backlash elimination: TRK
BRF, backlash elimination Preload: PRK
SVC, Cylindrical axual play Cylindrial preloaded: PVU
BVC, backlash elimination
SVF, Flanged axial play Flanged preloaded: PVK
Trang: 10
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

BVF, backlash elimination
Trang: 11
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

1.2. So sánh giữa trục vít con lăn ren và vít me đai ốc bi
Hình ảnh để so sánh trục vít con lăn và vít me đai ốc bi
Vít con lăn chuyển đổi mô-men xoắn quay thành chuyển động tuyến tính, tương
tự như ốc vít me hoặc vít me đai ốc bi. Với But roller screws can turn considerably
faster and cycle more frequently than both acme and ball screws, making them an
ideal fit for demanding, continuous-duty applications.Similarly sized roller screws

are more efficient than acme screws and can carry larger loads than ball screws,
handling loads up to 779,000 lbf.Vít con lăn kích thước tương tự nhưng có hiệu quả
hơn so với các ốc vít me và có thể mang tải trọng lớn hơn so với vít me đai ốc bi, có
thể chịu được tải trọng lớn hơn rất nhiều. The difference in performance is due to
the design for transmitting forces.Sự khác biệt trong hoạt động là do thiết kế để
truyền lực. The number of contact points in a ball screw is limited by the ball
size.Số lượng các điểm tiếp xúc trong một vít me đai ốc bi được giới hạn bởi kích
thước bi. In roller screw systems, multiple threaded rollers are assembled in a
planetary arrangement around a threaded shaft, which converts a motor's rotary
motion into linear movement of a shaft or nut.Trong các hệ thống vít con lăn, con
lăn được lắp ráp trong một sắp xếp hành tinh xung quanh một trục vít, chuyển đổi
Trang: 12
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tuyến tính của một trục. The
rollers feature radiused flanks that deliver point contact, similar to balls on a
raceway, with only the radius near the point of contact included as part of the
profile. Các con lăn tiếp xúc điểm, tương tự như bi trên vòng ổ lăn với bán kính gần
điểm tiếp xúc. This design allows a larger radius with additional contact points to fit
into the existing space, lowering the stresses within the system and lengthening its
functional life.Bởi vì số lượng các điểm tiếp xúc lớn, ốc vít con lăn có khả năng
mang tải cao, cũng như độ cứng được cải thiện. This typically means that a roller
screw actuator takes up less space in order to meet a designer’s load requirement
than a similarly sized ball screw. Điều này có nghĩa rằng một thiết bị truyền động
trục vít con lăn chiếm không gian ít hơn để đáp ứng yêu cầu tải của một thiết kế hơn
một vít me đai ốc bi kích thước tương tự.
Trong trục vít me đai ốc bi, tải được truyền từ đai ốc thông qua các viên bi
chuyển động hồi trong rãnh. Đường kính viên bi được giới hạn xấp xỉ bằng 70% độ

sâu của đai ốc. Vì vậy điểm tiếp xúc nhỏ.
Vít me là một phần dẫn động cuối cùng của truyền động chạy dao trong phần
lớn các máy điều khiển số, do vậy cần được sử dụng các vít me có độ chính xác cao,
chịu mòn, và đảm bảo cứng vững. Loại cơ cấu vít me – đai ốc bi có tiếp xúc giữa vít
me và đai ốc và đai ốc là tiếp xúc lăn nên có thể coi ma sát không đáng kể và đáp
ứng được các yêu cầu làm việc kể trên.
Cả vít me và đai ốc đều có profil ren dạng cung tròn được gia công chính xác
để dẫn bi. Các rãnh dẫn bi chạy theo đường ren và vòng trở lại theo một đường dẫn
bên trong của đai ốc bi. Rãnh của vít me và đai ốc được chế tạo có hình dạng cung
nửa vòng tròn bán kính r
1
và r
2
, tỉ số r
1
/ r
2
chọn từ (0.95÷ 0,97), với r
1
: bán kính bi ,
r
2
: bán kính của rãnh đai ốc. Khe hở đường kính chọn sao cho góc tiếp xúc 45
0
.
Trong vít con lăn, tải được truyền từ đai ốc thông qua bề mặt của tất cả các con
lăn tham gia. Đường kính của mặt tiếp xúc gia tăng đáng kể số điểm tiếp xúc
Ngoài ra, với những đặc điểm mà vít me đai ốc bi không có như:
 Khả năng chịu tải cao trong thời gian dài
 Số vòng quay rất cao

 Khả năng tăng tốc và giảm tốc độ rất nhanh
Trang: 13
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

 Tuổi thọ cao, độ tin cậy cao
 Khả năng chống lại điều kiện khó khăn, khắc nghiệt của môi trường
 Có khả năng chịu được tải đột ngột
Trang: 14
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

1.3. Nguyên lý của trục vít con lăn hành tinh
Trang: 15
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Cấu tạo của trục vít con lăn hành tinh (Planetary roller screws)
Trong hình minh họa vít bùng nổ hành tinh vít con lăn cơ bản gồm có một
trục vít (1), khớp nối (2) và một số con lăn hành tinh (3).

Các bánh răng con lăn trên các vành răng trong (4) tại mỗi đầu của con lăn.
Bánh răng vòng được lắp ráp và cố định bằng chi tiết (5). Đầu con lăn hình trụ được
đưa vào vòng đệm (6). Và được cố định nhờ vòng lò xo (7). Để đạt được tải trước,
một miếng đệm điều chỉnh (8) được đặt giữa hai nửa khớp nối.
Trang: 16
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT

NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Các đặc điểm của trục vít con lăn hành tinh:
 Nhiều bề mặt tiếp xúc với nhau ( Các con lăn và trục vít, con lăn và đai
ốc): khả năng mang tải cao, tuổi thọ lâu dài.
 Không có tuần hoàn và không có sự tiếp xúc giữa các con lăn với nhau:
tốc độ quay cao, khả năng chịu tải động và đột ngột lớn.
 Trục dẫn: Không có mất mát momen xoắn khi thay đổi hướng, chạy êm.
 Thời gian làm việc của bộ dẫn động rất tin cậy và an toàn, có khả năng
làm việc tốt trong môi trường bụi bẩn, ít được bôi trơn.
Trang: 17
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Một số ứng dụng tiêu biểu của trục vít con lăn hành tinh:
 Do trục vít con lăn có khả năng chịu tải nặng trong thời gian dài ở điều
kiện khó khăn nhất nên ốc vít con lăn 5R/BR/TR/PR hành tinh thích hợp
cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất. Trục vít me con lăn có thể chịu
được tải trọng va đập và cơ chế thời gian đảm bảo độ tin cậy ngay cả
trong môi trường khắc nghiệt.
 Ví dụ: - Đúc nhựa.
- Máy chuốt
- Van tuyến tính
- Máy ép
- Máy công cụ
- Các ngành công nghiệp thép
- Các ngành công nghiệp lốp xe
- Hệ thống xử lý tự động

- Máy bay quân sự, xe tăng, bệ phóng tên lửa, tàu ngầm
- Các ngành công nghiệp hạt nhân

Những lợi thế khi sử dụng vít con lăn trong những điều kiện khó khăn nhất trong
thời gian dài:
- Khả năng vận chuyển lớn
-Tuổi thọ cao
-Tốc độ quay rất lớn
-Thời gian cho phép tăng tốc cao
-Chịu được va đập đột ngột
-Hoạt động được trong những điều kiện khắc nghiệt như; bụi bẩn,…
Trang: 18
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

1.4 . Nguyên lý của trục vít con lăn tuần hoàn


Cấu tạo của trục vít con lăn tuần hoàn (Recirculating roller screws)
Carl Bruno Strandgren đã được trao bằng sáng chế Hoa Kỳ cho các ốc vít
con lăn tuần hoàn vào năm 1965. Năm 2006, Charles C. Cornelius và Shawn P.
Lawlor đã nhận được bằng sáng chế cho một hệ thống vít con lăn tuần hoàn.
Trang: 19
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Các loại tuần hoàn của trục vít con lăn hành tinh cũng được biết đến như là
một ốc vít con lăn tái chế. Một vít con lăn tuần hoàn có thể đạt được một mức độ rất

cao về độ chính xác vị trí bằng cách sử dụng ren vít me. Các con lăn của một vít con
lăn tuần hoàn di chuyển dọc trục trong các đai ốc cho đến khi được trở lại vị trí sau
khi một quỹ đạo quay. Vít con lăn tuần hoàn không sử dụng bánh răng vòng. Con
lăn tuần hoàn được rãnh (thay vì luồng) để họ di chuyển dọc trục trong quá trình
tham gia quay của các con lăn và ốc vít, chuyển lên hoặc xuống một lãnh đạo của
chủ đề sau khi hoàn thành một quỹ đạo xung quanh vít. Lắp ráp đai ốc thường bao
gồm một lồng rãnh và vòng cam. Các con lăn được bố trí trong khe và có khoảng
cách đều giữa các con lăn. Các vòng cam đối lập cam phù hợp với một đường rãnh
dọc trục trong các rãnh cố định . Sau khi mỗi con lăn hoàn thành một quỹ đạo và trở
lại vị trí bắt đầu của nó. Chu trình được lặp lại liên tục.
Các đặc điểm của trục vít con lăn tuần hoàn:
 Bước ren rất nhỏ (1mm), độ chính xác của bộ truyền cao, dễ cơ khí hóa.
 Có các bộ phận nhỏ, đơn giản, khả năng chống chịu ngoại lực lớn và rất đáng
tin cậy.
 Có nhiều điểm tiếp xúc, chịu được tải trọng nặng nhờ có độ cứng cao.
Một số ứng dụng tiêu biểu:
 Trong những vịt trí đòi hỏi độ chính xác cao được sử dụng trục vít con lăn
tuần hoàn. Lợi thế của bộ truyền này là có thể giảm thiểu năng lượng đầu
vào, có thể đơn giản hóa để truyền dẫn hoàn chỉnh hơn.
 Ví dụ: - Máy mài
- Phòng thiết bị thí nghiệm
- Thiết bị trong các bệnh viện
- Máy sản xuất giấy
- Công nghiệp in ấn
- Kính thiên văn, vệ tinh
Trang: 20
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

Chương 2: Những kiến nghị để lựa chọn
2.1. Đánh giá cơ bản và khả năng chịu tải
Để lựa chọn tốt nhất một trục vít con lăn, các nhà thiết kế phải xác định các
thông số quan trọng là: Tải, tốc độ quay, tỷ lệ gia tốc và giảm tốc độ, chu kỳ làm
việc, độ chính xác, độ cứng của các chi tiết, môi trường và một số yêu cầu đặc biệt
tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng.
Đánh giá tải trọng động cơ bản (C
a
) được sử dụng để tính toán tuổi thọ làm
việc của các con lăn. Tuổi thọ làm việc danh nghĩa (L
10
) của một trục vít con lăn là
số vòng quay (hoặc số lượng giờ làm việc ở một tốc độ không đổi) mà các vít con
lăn có khả năng chịu đựng trước khi tới giới hạn mỏi xảy ra trên một trong các bề
mặt lăn (vít, đai ốc, rãnh hoặc con lăn). Để đạt được tuổi thọ danh nghĩa (L
10
) tải
trọng làm việc trung bình lên đến 80% của (C
a
) cho phép.
2.2. Số vòng quay tới hạn của trục vít
Tải trọng động tương đương: Các tải tác động lên trục vít có thể tính theo
phương pháp cơ học nếu ngoại lực (ví du: truyền tải năng lượng, làm việc, quán tính
quay và lực tác dụng) được biết đến hoặc có thể tính toán.Momen tải trọng động
phải được thực hiện bởi hệ thống tuyến tính dẫn hướng.
Tải tĩnh (C
oa
): Vít con lăn nên được lựa chon trên cơ sở của tải trọng tĩnh.
Đánh giá tải tĩnh (C
oa

) khi nó được cung cấp để hoạt động lien tục hoặc tải trọng va
đập liên tục trong khi tốc độ quay rất thấp trong khoảng thời gian ngắn. Theo tiêu
chuẩn ISO, áp dụng tải tĩnh theo tính toán (bề mặt ren, phần tử lăn) tổng các biến
dạng bằng 0,0001 đường kính độ võng của các con lăn tương ứng với các ăn khớp
tùy thuộc vào đường kính trục.
Các công thức tính Số vòng quay tới hạn của trục vít: Xem trang 84 tài liệu
tham khảo số 2.
Trang: 21
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

2.3. Tốc độ giới hạn cho phép
Tốc độ giới hạn cho phép là tốc độ mà một ốc vít có thể vượt qua không
đáng tin cậy bất cứ lúc nào. Nó thường là tốc độ hạn chế của các lực ly tâm trong
trục vít. Nó được thể hiện bằng đơn vị (vòng/phút) và đường kính của trục vít
(mm).Giới hạn tốc độ được trích dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo số 2 (xem
trang 84) là tốc độ tối đa có thể được áp dụng qua các thời kỳ rất ngắn và trong tối
ưu hóa các điều kiện liên kết, tải ở điều kiện bên ngoài và tải trước với dầu bôi trơn.
Trục vít hoạt động liên tục ở tốc độ giới hạn cho phép có thể dẫn đến giảm tuổi thọ
tính toán của cơ chế hạt.
Tốc độ cao kết hợp với tải trọng cao đòi hỏi một mô-men xoắn đầu vào lớn
và tuổi thọ danh nghĩa tương đối ngắn.Trong trường hợp của tăng tốc và giảm tốc
độ cao, nó được hoặc làm việc dưới danh nghĩa một tải trọng bên ngoài đảm bảo
các yếu tố lăn không trượt. Tải quá cao sẽ gia tăng nhiệt ở các bề mặt tiếp xúc.
Điểm mấu chốt của hệ truyền động cơ khí đó là bôi trơn. Bôi trơn ốc vít sẽ hoạt
động hiệu quả cao. Ở tốc độ cao, các chất bôi trơn lây lan trên bề mặt của trục vít,
có thể bị văng ta bởi lực ly tâm. Điều quan trọng là để theo dõi hiện tượng này trong
thời gian chạy đầu tiên ở tốc độ cao và có thể thích ứng với các tần số thay mỡ định
kỳ hoặc dòng chảy của chất bôi trơn, hoặc chọn một chất bôi trơn có độ nhớt cao

hơn.
Trang: 22
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

2.4. Bôi trơn

Dầu bôi trơn thường được sử dụng để bôi trơn các bộ phận khác quay như
vòng bi và bánh răng có thể được sử dụng cho vít. Độ nhớt của dầu được xác định
bởi tốc độ, nhiệt độ và tải trọng. Dầu cần phải có một độ nhớt ISO 100 ở nhiệt độ
đang chạy. Tăng độ nhớt hoặc tốc độ sẽ làm tăng nhiệt độ chạy. Ở tốc độ thấp (<10
vòng/phút) độ nhớt nên là ISO 200 ở nhiệt độ đang chạy. Dưới tải nặng, chất phụ
gia bảo vệ môi trường để cải thiện sức mạnh bộ phim được khuyến khích. Phụ gia
chống ăn mòn và ổn định cũng có thể được sử dụng để lợi thế. Dầu mỡ sẽ được trải
đều trên chiều dài trục vít, giúp bảo vệ các ốc vít chống lại sự ăn mòn do tiếp xúc.
Để ngăn ngừa bụi bẩn rơi vào các trụ vít cần phải lắp kín, có nắp chắn dầu ở
đầu trục. Tốc độ, momen xoắn, chất hóa học được xem xét kỹ trước khi bôi trơn.
Khoảng bôi trơn phụ thuộc vào chu kỳ làm việc của vít và chất bôi trơn trong quá
trình sử dụng bôi trơn. Kiểm tra chất lượng dầu mỡ thường xuyên, ví dụ: mỗi tháng.
Nếu độ nhớt của nó tăng lên cần phải thay thế. Nếu màu mỡ là tối hơn mới có thể
chỉ ra oxidation hoặc sự hiện diện của kim loại
2.5. Hiệu suất của hệ truyền động
Hiệu suất của trục vít con lăn phụ thuộc chủ yếu vào hình học của bề mặt
tiếp xúc và góc tiếp xúc của ren, điều kiện làm việc của đai ốc ( tải, tốc độ, bôi
trơn…) để xác định momen xoắn đầu vào cần thiết để chuyển đổi chuyển động
quay. Tải trước momen xoắn được đo ở 50 vòng/phút khi lắp ráp được bôi trơn
bằng lớp dầu ISO 64.
Momen xoắn đầu tiên là momen xoắn cần thiết để vượt qua những điều kiện
sau: Tổng quán tính của tất các bộ phận tăng tốc di chuyển bằng năng lương nguồn,

ma sát của trục vít lắp ráp với con lăn.
Trang: 23
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

2.6. Trục và khả năng tải
Tải trước, trước khi tải mô-men xoắn và độ cứng

Khi một vít con lăn với một hạt với chơi trục được đo trên một máy kiểm tra
độ bền kéo, một đồ thị tương tự như (Hình 1) thu được. Một mục tiêu là để loại bỏ
phạm vi hoạt động trục để định vị chính xác được cải thiện khi tải bên ngoài thay
đổi hướng.

Vít con lăn hành tinh là có sẵn với loại bỏ chơi bằng cách sử dụng hạt toàn
bộ (chỉ định: BR) hoặc tách hạt (chỉ định: TR). Trong trường hợp này, mô-men
xoắn tải trước sẽ là giữa 0 và TPE đo ở 50 vòng/phút khi bôi trơn bằng dầu ISO lớp
68.
Hành tinh và tuần hoàn vít con lăn cũng có cài đặt sẵn cho độ cứng tối ưu:
chỉ định của họ là quan hệ công chúng và PV. (hình 2) cho thấy làm thế nào một tải
sự chênh lệch đường kính giữa ổ đỡ và đầu trục F
q
được áp dụng cho các nửa 1 và 2
Trang: 24
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN __ ĐỒ ÁN TỐT
NGHIỆP__
KHOA CƠ KHÍ 

để có được một F
pr

tải trước. Một phần tải này được sử dụng để tạo ra các lực tải
trước và là một trong những khe hở giữa các chi tiết đỡ.
Các chi tiết đỡ tải trước để cung cấp cho các mô-men xoắn chính xác tải
trước khi tải siết chặt được áp dụng. Trước khi tải bên ngoài được áp dụng hai nửa
khớp nối là ở trạng thái cân bằng tại A (hình 4) theo một F
pr
tải.
Trang: 25