Chuong10 truyền động vít đai ốc

CHƢƠNG 10. TRUYỀN ĐỘNG VÍT – ĐAI ỐC
10.1 Khái Niệm Chung
1. Cấu tạo – công dụng:
Truyền động vít – đai ốc dùng để biến đổi chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến nhờ sự tiếp xúc giữa các ren của vít 1 (thường bằng thép) và đai ốc 2
(thường bằng đồng thau).

Có 3 trường hợp biến đổi chuyển động của vít –đai ốc:
-

Vít quay, đai ốc tịnh tiến (cơ cấu chạy dao trong máy tiện).

-

Vít quay và tịnh tiến, đai ốc đứng yên (bàn kẹp, máy ép).

-

Đai ốc quay, vít tịnh tiến (cơ cấu nâng).

Nói chung, truyền động vít – đai ốc được sử dụng khi cần lượng dịch
chuyển dọc trục chính xác, nhỏ, lực lớn.
2. Phân loại: theo tiết diện ren, có 3 loại: hình thang (phổ biến), hình chữ

nhật, hình tam giác.


3. Các thông số hình học chủ yếu:
-

Bước ren: pr (mm).

-

Số đầu mối ren: Z.

-

Bước đường xoắn ốc pz = Z. pr

-

Đường kính ngoài: d, D.

-

Đường kính trong: d1 , D1

-

Đường kính tring bình: d2 , D2

-

Góc tiết diện ren: α = 60o.

-

Góc nâng ren: tg 

pz

.
 .d 2

4. Đặc tính động học của ren:

dh
p
z. pr
 z 
d 2. 2.

 mm / rad 

gọi là đặc tính động học của ren.

5. Bảng các thông số cơ bản của ren hình thang:
Đường kính ngoài

Bước ren P

Đường kính trung

Đường kính trong

bình d2

d1

3

30,5

28,5

6

29

25

10

27

21

3

38,5

36,5

d
32

40


50

6

37

33

10

35

29

3

48,5

46,5

8

46

41

12

44

37

10.2 Cơ Sở Tính Toán Truyền Động Vít – Đai Ốc:
1. Lực tác dụng:
a) Trường hợp vít quay, đai ốc tịnh tiến: tác dụng lên vít momen T thì
đai ốc tạo được lực dọc trục Fa với quan hệ: T  Fa .

d2
.tg     '  .
2

b) Trường hợp vít chuyển động tịnh tiến, đai ốc quay:

Fa 

2.T

d 2 .tg     '

 ' = arctg f ' , f ' = 1.15 f .

2. Hiệu suất truyền động:
Vít quay, đai ốc tịnh tiến:  

tg
tg     '


Đai ốc quay, vít tịnh tiến:  

tg     '
. (γ ≤ ρ’: tự hãm)

tg

3. Vận tốc – tỉ số truyền qui ƣớc:
-

Vận tốc tịnh tiến của vít:
V

-

z. pz .n
m/s
60.1000

Tỉ số quy ước:
Gọi Sv là quãng đường dịch

chuyển của 1 điểm trên vành của vô lăng, Sd là
quãng đường dịch chuyển của vít (hoặc đai ốc).
Tỉ số truyền qui ước

u

Sv  .d v
(có giá trị lớn).

Sd z. pr
Ta có



Fa . pz
F
 a  Fa  u..Ft
Ft . .dv Ft .u

10.3 Tính Toán Truyền Động Vít – Đai Ốc.
1. Chỉ tiêu tính: độ bền mòn của ren; độ bền trục vít; độ ổn định uốn dọc của
trục vít.
2. Tính theo độ bền mòn của ren:
Điều kiện về áp suất ở bề mặt ren: p   p   p 

K d .Fa
  p
 .d2 .h.x

Kd : hệ số tải động.
h: chiều cao làm việc của ren  h   h . pr 
x: số vòng ren làm việc (x = H/pr) với H là chiều cao đai ốc.
pr 

H
x

 p' 

K d .Fa
H
  p ' đặt  H    1, 2  2,5 
 .d 2 . h .H

d2


d2 

K d .Fa
 . h . H . p 

3. Tính kiểm nghiệm độ bền vít:
Vít được xem như thanh chịu lực phức tạp (nén, xoắn).
Điều kiện bền:  td   2  3 2   
4. Tính kiểm nghiệm ổn định:

S0 

Fth
  So   2  4
Fa

Bài Tập
1) Bộ truyền vít – đai ốc của máy ép bằng tay tạo lực dọc Fa = 39000 N, cho
biết ψh = 0.5; ψH = 1.5; Kd = 1; [p’]= 10 MPa; z = 1.
a) Dựa vào độ bền mòn của ren xác định d2 , chọn tiêu chuẩn, xác định
p, d2 , d1 (ren hình thang).
b) Kiểm tra điều kiện tự hãm.
c) Tính hiệu suất.
d) Xác định số vòng ren làm việc x.
2) Cơ cấu ép vít có dv = 300 mm, lực Ft = 50 N, vít có d = 40 mm; bước ren
p = 6 mm, số mối ren z = 2, hệ số ma sát f = 0.1 .
a) Tính tỉ số truyền qui ước; hiệu suất.

b) Tính lực Fa .


c) Lấy Kd = 1; đai ốc bằng đồng thau. Xác định x để đảm bảo điều kiện
bền mòn.
3) Cơ cấu ép vít có momen tác dụng vào vô lăng T = 290000 N.mm;
d2 = 46 mm; Z1 = 1; bước vít p = 8 mm, f = 0.1 .
a) Tính Fa?
b) Cho V = 0.015 (m/s). Tính n = ?
4) Cho trước các thông số vít: số mối ren z1 = 1, bước ren p = 2 mm, đường
kính ngoài d = 24 mm, đường kính trung bình d2 = 23 mm, áp suất cho phép [p] = 6 MPa,
các hệ số ψh = 0.5; ψH = 2, hệ số ma sát cặp ren vít f = 0,12. Xác định:

a) Tính Fa lớn nhất được tạo bởi vít.
b) Chiều dài l tay
quay theo giá trị Fn vừa tìm được. Cho
biết lực tác dụng lên đầu tay quay Ft =
200 N.
5) Động cơ 1 truyền
chuyển động và công suất qua hộp
giảm tốc 3 và bộ truyền vít me – đai
ốc 5 đến bàn 6 (hình vẽ). Vận tốc bàn
6 là v = 0.0262 m/s. Kích thước vít
với 1 mối ren (ren vuông) cho trên hình. Hệ số ma sát trên ren f = 0.12 .


Công suất động cơ P = 7.5 kW, số vòng quay n = 1450 vg/ph. Hiệu suất hệ
thống truyền động từ động cơ 1 đến vít 5 là η = 0.9 .
a) Xác định tỉ số truyền u hộp giảm tốc 3 và lực Fa bàn 6.
b) Xác định hiệu suất bộ truyền vít me – đai ốc. Phân tích ảnh hưởng số

mối ren z1 đến hiệu suất.
c) Với tỉ số truyền hộp giảm tốc u = 10…20 thì ta có thể sử dụng các
hộp giảm tốc nào cho hình ? Vẽ sơ đồ các hộp giảm tốc này. Chọn loại (dạng) cho nối
trục 2 và 4 trên hình.