Chuong10 truyền động vít đai ốc

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 bằ

CHƯƠNG 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:

2

z

p tg

d





4 Đặc tính động học của ren:

/

mm rad

d     gọi là đặc tính động học của ren

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

Đường kính ngoài

d

Bước ren P Đường kính trung

bình d2

Đường kính trong

d1

6

10

30,5

29

27

28,5

25

21

6

10

37

35

33

29

8

12

48,5

46

44

46,5

41

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: 2  '

2

a

d

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

2

2

a

T F



'

 = 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 tg

 







 (γ ≤ ρ’: tự hãm)

3 Vận tốc – tỉ số truyền qui ƣớc:

- Vận tốc tịnh tiến của vít:

/ 60.1000

z

z p n

- 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



  (có giá trị lớn)

Ta có

a z a

t v t



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:    

2

d a

K F

d h x



Kd : hệ số tải động

h: chiều cao làm việc của ren hh.p r

x: số vòng ren làm việc (x = H/pr) với H là chiều cao đai ốc

r

H p

x

 

d a

K F

 

d

  2

d a

h H

K F d

p

  

3 Tính kiểm nghiệm độ bền vít:

Vít được xem như thanh chịu lực phức tạp (nén, xoắn)

Điều kiện bền: 2 2  

3

td

      

4 Tính kiểm nghiệm ổn định:

 

o a

F

F

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