Bài giảng cơ sở thiết kế máy phần 2 chương 7 trần thiên phúc

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Slide 1

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Chương 7

Slide 2

7.1 Khái niệm chung
7.2 Các thông số hình học
7.3 Động học truyền động trục vis
7.4 Hiệu suất của bộ truyền
7.5 Lực tác dụng lên bộ truyền
7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép
7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính
7.8 Tính toán bộ truyền trục vis
7.9 Tính toán nhiệt
7.10 Tính toán độ bền và độ cứng
7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền
7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 3

7.1 Khái niệm chung:
Nguyên lý hoạt động
Phân loại cơ cấu trục vis – bánh vis:
 Theo hình dạng mặt chia trục vis
 Theo hình dạng ren
 Theo số mối ren
 Theo vị trí tương đối của trục vis và bánh vis
Ưu điểm:
Làm việc êm - Tỉ số truyền lớn – Có khả năng tự hãm - Độ chính xác động học
cao.
Nhược điểm:
Hiệu suất thấp – Phải tính toán nhiệt và làm mát – Đắt tiền.
Phạm vi sử dụng
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 4

7.2 Thông số hình học của bộ truyền:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 5

7.3 Động học truyền động trục vis – bánh vis:
Tỉ số truyền:
 z1 = 1 nên chọn 30 ≤ u ≤ 80
 z1 = 2 nên chọn 16 ≤ u ≤ 29
 z1 = 4 nên chọn 8 ≤ u ≤ 15
Vận tốc dài:
Vận tốc trượt:
khi thiết kế có thể chọn sơ bộ theo
Cấp chính xác: được chọn dựa theo vận tốc trượt

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 6

7.4 Hiệu suất của bộ truyền:
Hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis không cao vì tính chất bôi trơn ma sát

nửa ướt của mối ăn khớp

Chọn sơ bộ hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis khi thiết kế:
hoặc
Tính gần đúng giá trị hệ số ma sát thay thế:
 Cặp thép - đồng thanh:
 Cặp thép – gang:
Bảng tra hệ số ma sát thay thế theo giá trị vận tốc trượt

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 7

7.5 Động lực học bộ truyền:
Lực tác dụng lên bộ truyền trục vis – bánh vis:
 Lực hướng kính:
 Lực vòng trên bánh vis (lực dọc trục trên trục vis):
 Lực dọc trục trên bánh vis (lực vòng trên trục vis):

Hệ số tải trọng tính trong trường hợp tính toán uốn và tính toán tiếp xúc là như
nhau và được tính theo:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 8

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:
Do đặc tính không thuận lợi cho bôi trơn và tải trọng dọc lớn trên trục vis, cần
thiết chọn bộ đôi vật liệu thoả điều kiện chống dính, chống ma sát, chống mài
mòn và chạy rà tốt.
Trục vis thường được chế tạo từ thép carbon hoặc thép hợp kim có nhiệt luyện
để đạt độ cứng cao sau đó được mài bóng.
Bánh vis thường được chế tạo từ đồng thanh
 Vận tốc trượt cao (từ 6 đến 25m/s) thường dùng BrSnP10-1 và BrSnNiP
 Vận tốc trượt thấp (dưới 6m/s) có thể dùng BrAlFe9-4 phối hợp với trục vis
có độ rắn > 45HRC
 Vận tốc trượt rất thấp (dưới 2m/s - bộ truyền quay tay) có thể dùng GX1532 hay GX18-36
 Các bộ truyền công suất bé có thể dùng vật liệu chất dẽo cho bánh vis
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 9

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:
Ứng suất tiếp xúc cho phép:
 Bánh vis đồng thanh thiếc:

 Bánh vis đồng thanh không thiếc:
 Bánh vis bằng gang:
 Trục vis tôi cao tần:
 Trục vis thường hoá:
 Khi tính quá tải:
 Đồng thanh thiếc:
 Đồng thanh không thiếc:
 Gang:
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 10

7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:
Ứng suất uốn cho phép:
 Bánh vis đồng thanh:
 Quay một chiều:
 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên
 Bánh vis bằng gang:
 Quay một chiều:
 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên
 Khi tính quá tải:
 Bánh vis đồng thanh:
 Bánh vis gang:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 11

7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính:
Hiện tượng dính
Hiện tượng mòn
Hiện tượng tróc rỗ bề mặt
Dạng hỏng chủ yếu là dính và mòn nhưng chỉ tiêu tính vẫn là tiếp xúc và kiểm
tra theo uốn

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 12

7.8 Tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:
Tính toán sức bền tiếp xúc răng bánh vis:
 Công thức Hertz:

 Công thức kiểm nghiệm:

 Công thức thiết kế:
0,26 (trong [0.22, 0.4])

 Tính module theo
lại khoảng cách trục.
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

giá trị q/z2 nên là

sau đó chọn module theo tiêu chuẩn và tính

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 13

7.8 Tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis:
Tính toán sức bền uốn răng bánh vis:
 Hiệu chỉnh sức bền 1,4 so với bánh răng trụ nghiêng do răng cong, hiệu
chỉnh tải trọng 1,5 do sự trùng khớp, hiệu chỉnh chiều dài phân bố tải vì răng
có dạng cung tròn ôm trục vis
 Công thức kiểm nghiệm:
 Công thức thiết kế dùng cho bộ truyền hở, quay tay hay có số răng bánh vis
lớn hơn 100:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 14

7.9 Tính toán nhiệt cho bộ truyền:
Phương trình cân bằng nhiệt:
Nhiệt độ dầu khi hoạt động:
Các biện pháp giải nhiệt cho bộ truyền trục vis bánh vis:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc


Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 15

7.10 Tính toán trục vis theo độ bền và độ cứng:
Tính toán trục vis theo độ bền:

Tính toán trục vis theo độ cứng:

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy

Slide 16

7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền trục vis – bánh vis:
Bố trí trục vis nằm dưới khi vận tốc dài của nó thấp (dưới 5m/s), ngược lại nên
bố trí trục vis nằm trên, các kiểu bố trí khác hạn chế sử dụng
Trục vis thường làm liền trục và được đỡ bằng các ổ lăn, tuỳ theo chiều dài trục
mà chọn phương án bố trí ổ lăn
Để giảm chi phí, bánh vis thường đuợc chế tạo bằng cách ghép vành đồng với
thân bằng thép hoặc gang

7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền trục vis – bánh vis

Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis

Trần Thiên Phúc