CHUONG 10 truyền động vít đai ốc

CHƯƠNG10 .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

-

Vít quay và tịnh tiến, đai ốc đứng yên (bàn kẹp,

-

Đai ốc quay, vít tịnh tiến (ít sử dụng).

máy tiện).

máy ép).

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: p (mm).

-

Số đầu mối ren: Z.

-

Bước đường xoắn ốc: pz = Z.p

-

Đường kính ngoài: d, D.

-

Đường kính trong: d1 , D1


-

Đường kính trung bình: d2 , D2

-

Góc tiết diện ren: α = 60o.

-

Góc nâng ren: tgγ =

Pz
.
π .d 2

4. Đặc tính động học của ren:

d .h
Pz
z. p
= =
d .ϕ 2.π 2.π

( mm / rad )

gọi là đặc tính động học của ren.

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

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 ( γ + ρ ' ) .

2

Quan hệ giữa hệ số ma sát f và góc ma sát ρ:

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

Fa =

2.T

d 2 .tg ( γ − ρ ')

2. Hiệu suất truyền động:
Vít quay, đai ốc tịnh tiến: η =
Đai ốc quay, vít tịnh tiến: η =

tgγ
tg ( γ + ρ ')
tg ( γ − ρ ')
. (γ ≤ ρ’: tự hãm)
tgγ

3. Vận tốc – tỉ số truyền qui ước:
-

Vận tốc tịnh tiến của vít: V =

-

Tỉ số quy ước:

z. p.n
m/s
60.1000

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
lớn).

Sv π .d v
(có giá trị
=
Sd
z. p


Ta có η =

Fa .Pz
Fa
=
⇒ Fa = u.η .Ft
Ft .π .d v 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 ']
π .d 2 .h.x

Kd : hệ số tải động.
h: chiều cao làm việc của ren ( h = ψ h . p )
x: số vòng ren làm việc (x = H/p) với H là chiều cao đai ốc.
p=

H
x

=
⇒ p'

K d .Fa
H
≤ [ p '] đặt ψ=
=( 1, 2 ÷ 2,5 )
H
d2
π .d 2 .ψ h .H

d2 ≥

K d .Fa

đồng thanh có [p’] = 13 MPa.
π .ψ h .ψ H .[ p ']

3. Tính kiểm nghiệm độ bền trục vít:
Trục vít được xem như thanh chịu lực phức tạp (nén, xoắn).
Điều kiện bền: σ td =

σ 2 + 3τ 2 ≤ [σ ]

4. Tính kiểm nghiệm ổn định:
F
2÷4
S0 =th ≥ [ So ] =
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 = ?