Hệ thống vit me đai ốc bi

NHĨM 3: THUYẾT TRÌNH VỀ
HỆ THỐNG VÍT ME ĐAI ỐC BI


PHẦN I: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ
THỐNG VÍT ME ĐAI ỐC BI
Lịch sử của vít me bi
• Vít me được phát minh bởi Rudolph G. Boehm người Sugar Land, Texas. Ông được cấp bằng
sáng chế Hoa Kỳ năm 1929 với tên sản phẩm “Antifriction nut”.
• Trục vít me chính xác đầu tiên được sản xuất bằng cách bắt đầu với một trục vít me có độ chính
xác thấp, và sau đó bọc trục với nhiều vịng đai ốc lị xo. Bằng cách sắp xếp lại và đảo ngược các
vòng đai ốc, các sai số theo chiều dọc của các đai ốc và trục được tính trung bình. Sau đó, độ cao
của trục lặp lại được đo theo tiêu chuẩn khoảng cách. Một q trình tương tự đơi khi được sử
dụng ngày nay để sản xuất trục vít tiêu chuẩn tham chiếu, hoặc trục vít sản xuất chính


PHẦN II: VAI TRÒ, CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT
ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG VÍT ME ĐAI ỐC BI
I, Vai trị của hệ thống vít me đai ốc bi trong máy CNC
- Trong máy công cụ CNC, bộ truyền vit me đai ốc bi dung để biến đổi chuyển động quay của
động cơ Servo thành chuyển động tịnh tiến của bàn máy.
- Có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của quá trình gia cơng


II. Cấu tạo chung của bộ truyền vít me đai ốc bi


III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống vít me đai ốc bi
• Các viên bi được làm từ thép có độ cứng vững cao lăn trong rãnh giữa trục vit me và đai
ốc . Trong quá trình chuyển động , trục vit me quay , các viên bi dịch chuyển nhờ rãnh
lệch hướng đi vào trong hệ thống hồi bi của đai ốc , sau đó tiếp tục dịch chuyển về phía

cuối của đai ốc và ra khỏi hệ thồng hồi bi rồi tiếp tục lăn trong rãnh giữa đai ốc và vit me.
Quá trình này lặp đi lại liên tục giúp cho đai ốc chuyển động theo theo trục vit me , giúp
biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến


IV. Ưu nhược điểm của bộ truyền vít me đai ốc bi
• Ưu điểm
- Ma sát nhỏ , có độ nhạy cao đem lại những chuyển động trơn chu êm ái và có độ chính xác
cao ( do tiếp xúc giữa bế mặt vit me và bề mặt đai ốc là tiếp xúc điểm thông qua bi)

- Hiệu suất truyền động cao (90 – 95%)
- Yêu cầu momen khởi động nhỏ
- Tốc độ chuyển động cao
- Nhiệt phát sinh trong q trình chuyển động nhỏ
- Gần như khơng có khe hở dọc trục.
• Nhược điểm
- Khả năng chịu tải kém hơn so với vít me thường
- Kích thước đai ốc lớn hơn so với bộ truyền vít me đai ốc thường có cùng kích cỡ
- Giá thành cao, khó chế tạo.


PHẦN III. CẤU TẠO TRỤC VÍT ME VÀ NGUYÊN
LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BI TRONG RÃNH DẪN
I. Cấu tạo của trục vít


•

Giải thích các thứ nguyên quan trọng trong cấu tạo của trục vít me
- Đường kính vịng bi (dm) là vòng tròn được tạo ra bởi tâm của các bi tuần hoàn hợp lại. Thứ

nguyên này cần thiết cho nghiên cứu tốc độ quay cho phép của trục vít me
- Đường kính chân rãnh trục vít (dr) được hình thành bởi đáy của rãnh dẫn bi của trục vít me,
đây là phần mỏng nhất của trục vít me và cần xác định để tìm giới hạn làm việc của trục vít me


II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bi trong rãnh dẫn
1. Hình dạng của rãnh dẫn
- Hình dạng rãnh dẫn bi trong giống như hình dạng của những mái nhà đặc trưng cho các tịa nhà
Gothic. Nó được gọi là rãnh bóng “vịm Gothie”


2. Nguyên lý hoạt động của bi trong rãnh dẫn
- Đường kính của bi thép được xác định sau khi xem xét sự cân bằng giữa đường kính trục vít, bước
ren của trục vít, độ cứng, khả năng chịu tải v..v


- Khi hoạt động, bi thép lăn trong rãnh dẫn giữa trục vít và đai ốc, các viên bi sẽ tác
động vào nhau do khơng có khoảng cách dẫn đến xu hướng kẹt bi như hình dưới


- Để khắc phục vấn đề này ta sử dụng 2 cách
+ Cách 1: sử dụng thêm các viên bi nhỏ hơn so với bi tải để chèn vào giữa các viên bi. Cách này
dễ khắc phục hiện tượng kẹt bi nhưng thường ít sử dụng vì sẽ làm giảm số lượng bi thép và làm
giảm khả năng chịu tải của hệ thống vít me đai ốc bi


+ Cách 2: sử dụng các “miếng đệm chèn” để duy trì khoảng cách nhất định giữa các viên bi từ đó
giải quyết được vấn đề kẹt bi. Sử dụng “miếng đệm chèn” giúp giữ được số lượng bi thép nhiều nhất
có thể, cải thiện thiện cơng suất và giảm tiếng ồn

Miếng đệm
chèn


PHẦN IV: HỆ THỐNG RÃNH HỒI BI
- Khi trục vít me hoặc đai ốc quay các viên bi bị đổi hướng trong ống lệch hướng và đi
vào ống bi, tại đây các viên bi di chuyển liên tục sang phía cuối của đai ốc. Để hệ
thống vít me đai ốc bi hoạt động ổn định, ta cần sử dụng hệ thống rãnh hồi bi để tạo
nên sự tuần hoàn của dãy bi
- Có 2 kiểu rãnh hồi bi :
+ Rãnh hồi bi trong
+ Rãnh hồi bi ngoài


I. Rãnh hồi bi ngoài
- Các viên bi được hồi về bên đối diện nhờ ống hồi bi đặt bên ngoài thân của đai ốc bi.


- Ưu điểm
+ Dễ sửa chữa hơn rãnh hồi bi trong
+ Hiệu suất cao, tải trọng lớn do có số lượng bi làm việc nhiều
+ Phù hợp trong quá trình sản xuất hàng loạt
- Nhược điểm
+ Làm cho kích thước của hệ thống lớn

+ Phân phối lực thấp
+ Độ bền mỏi của ống thấp, kẹp chặt ống có độ tin cậy không cao


II. Rãnh hồi bi trong

- Các viên bi được hồi liên tục qua đường hồi bi nằm phía trong thân đai ốc bi
- Hồi bi trong có 2 loại
+ Loại có rãnh hồi bi giữa 2 vịng ren kế tiếp
+ Loại có rãnh hồi bi theo lỗ nằm trong đai ốc

Loại có rãnh hồi bi giữa 2 vịng ren kế tiếp

Loại có rãnh hồi bi theo lỗ nằm trong đai ốc


1. Rãnh hồi bi trong theo lỗ trên đai ốc
- Rãnh hồi bi song song với đường tâm đai ốc.
Đường dẫn bi đến rãnh hồi bi được bố trí trên nắp
của đai ốc
- Ưu điểm:
+ Rãnh hồi bi nằm bên trong đai ốc nên gọn và có
tính cơng nghệ cao
+ Phân phối tải đều hơn
- Nhược điểm:
+ Kích thước đai ốc to hơn

+ Hạn chế hành trình so với vít me đai ốc cùng cỡ


2. Rãnh hồi bi giữa 2 vòng ren kế tiếp
- Rãnh hồi bi giữa 2 vòng ren kế tiếp là rãnh hồi bi được bố trí trên một máng lót đặc biệt. Để
đặt máng lót rãnh hồi bi, trên đai ốc có phân bố các hốc cách đều nhau theo chu vi
- Ưu điểm
+ Kích thước đai ốc nhỏ hơn kích thước bộ truyền
vít me có hệ thống rãnh hồi bi khác có cùng

đường kính
+ Khơng bị mịn nhanh
+ Có độ tin cậy cao, chiều dài rãnh hồi bi nhỏ

- Nhược điểm
+ Chế tạo phức tạp, độ khó cao nhất là khi gia
công rãnh hồi bi trên chi tiết đai ốc
+ Mỗi viên bi chỉ chuyển động tương đối với đai ốc trên một vòng ren nên tải phân bố trên
đai ốc và vít me khơng đều và phụ thuộc độ chính xác phân bố các hốc bi trên chu vi đai ốc


PHẦN V: ĐAI ỐC BI TRONG CƠ CẤU VÍT ME ĐAI
ỐC BI
I. Cấu tạo
- Đai ốc vitme bi có cấu tạo dạng ổ bi, gồm phần vỏ ngoài và lớp bên trong có các
rãnh bi


II. Các dạng đai ốc phổ biến trong cơ cấu vít me đai ốc bi :
Đai ốc “ V ” (Ký hiệu mã: SFVR (Ren
phải) / SFVL (Ren trái))
Đặc điểm: Vịng tuần hồn ngồi, giúp
cho hướng bi chạy theo một hướng xi
theo trục vít.
Thích hợp: sử dụng cho các cơ cấu tải
nặng, tốc độ vận hành nhanh.

Đai ốc “ U, I , M ” (Ký hiệu mã: SFUR
(Ren phải) / SFUL (Ren trái))
Đặc điểm: Vịng tuần hồn trong, mỗi vịng

tuần hồn là 01 vịng bi.
Thích hợp: sử dụng cho các cơ cấu chuẩn, cơ
cấu trục nhỏ gọn.


Đai ốc “ K ” (Ký hiệu mã: SFKR
(Ren phải) / SFKL (Ren trái))
Đặc điểm: Nhỏ gọn. vịng tuần hồn
kín, mỗi vịng tuần hồn là 01 vịng bi.
Thích hợp: sử dụng cho các cơ cấu
gọn nhẹ, tinh xảo.

Đai ốc “ S ” (Ký hiệu mã: SFSR (Ren
phải) / SFSL (Ren trái))
Đặc điểm: Tuần hoàn theo cơ cấu nắp bịt,
hồi bi tại điểm đầu và điểm cuối của đai ốc
thông qua nắp bịt, thiết kế cách âm và
chống bụi tốt.
Thích hợp: sử dụng cho các cơ cấu tải nhẹ
và tốc độ cao