BÁO CÁO TIỂU LUẬN CHI TIẾT MAY-BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, Đại Học Công Nghiệp TPHCM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN, CHI TIẾT MAY,BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT, Đại Học Công Nghiệp TPHCM

BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT

I/Khái niệm chung :

1/Công dụng :

Bộ truyền trục vít-bánh vít gọi tắt là bộ truyền trục vít dùng để truyền

chuyển động và công xuất cho 2 trục chéo nhau thường góc giữa hai trục là 900

thẳng Trong thực tế, chủ yếu dung bộ truyền trục vít trụ, và được gọi tắc là bộ truyền trục vít.

Trục vít trụ-Bộ truyền trục vít Glôbôit, trục vít hình trụ tròn, đường sinh là một cung tròn Loại này còn gọi là bộ truyền trục vít lõm

Trục vít Glôbôit

b/Phân loại theo hình dạng ren:

-Bộ truyền trục vít Acsimet: trong mặt phẳng chứa đường tâm của trục vít biên dạng ren là mọt đoạn thẳng Trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục vít biên dạng ren là đường xoắn Ácsimét

Đường xoắn Acsimet

-Bộ truyền trục vít thân khai: trong mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở biên dạng ren là một đoạn thẳng Trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục vít,biên dạng ren là một phần của đường thân khai của vòng tròn, tương tự như

răng bánh răng

-Bộ truyền trục vít Cônvôlút: trong mặt phẳng vuông góc với phương của ren , biên dạng ren là một đoạn thẳng Giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng vuông góc đường tâm trục là đường xoắn Convolute

Đường xoắn Convolute

3 /Ưu nhược điểm :

a/Ưu điểm: tỉ số truyền lớn ,làm việc êm ,không ồn,có khả năng tự hãm,có độ

chính xác động học cao

b/Nhược điểm:

-Hiệu xuất thấp ,sinh nhiệt nhiều do có vận tốc trượt lớn

-Vật liệu chế tạo bánh vít làm bằng kim loại màu để giảm ma sát nên đắt tiền

II/Các thông số hình học chủ yếu :

1/Thông số hình học:

a/Trục vít:

- Góc biên dạng ren:  = 200

- m là modun dọc trục vít :

tính theo công thức m=p/π ( p là buớc dọc trục)

ta sử dụng modun theo tiêu chuẩn hóa của dãy sau

-Với q là hệ số đường kính :

Giá trị của q cũng được tiêu chuẩn quy định được tra theo bảng trên Ứng với mỗi giá trị m có một vài giá trị q, với mục đích giảm số lượng dao sử dụng gia công bánh vít

Bước dọc trục vít: p=m π

Sốrăng của trục vít Z1 , số răng của bánh vít Z2:

Giá trị của Z1 được tiêu chuẩn hóa, thường dùng các giá trị Z1 = 1,2,4 Trong

một số trường hợp cơ thể lấy là 3 hoặc 6.Số răng bánh vít nên lấy Z2 ¿ 28 để tránh hiện tượng cắt chân răng

-Chiều cao đỉnh răng : ha1=m

-Chiều cao chân răng : hf1=1,2m

-Chiều dài phần cắt ren của trục vít:

b1≥ (C1 + C2Z2)m trong đó các giá trị C1và C2 xác định như sau :

nếu Z1 =1 hoặc 2 thì C1 =11 và C2 =0,06

nếu Z1 =4 thì C1 =12,5 và C2 =0,09

2/ Bánh vít:

-Chiều cao đỉnh răng : ha2=m

-Chiều cao chân răng : hf2=1,2m

-Đường kính vòng chia: d2=mZ2

d1,d2 – đường kính trục vít và bánh vít (mm)

2 γ = z1

2

+q2

q2

trong đó: ω1 - vận tốc góc trên trục vít, rad/s

T2 - mômen xoắn trên bánh vít, Nmm

IV/Hiệu suất bộ truyền trục vít:

-Hiệu suất được xác định theo công thức:

Trong đó γ,φ ' tra bảng dưới phụ thuộc vào vs

Hoặc có thể tính f’ theo công thức gần đúng:

(*) Hệ số Kv ta xác định trong bảng 7.6 phụ thuộc vào vs và cấp chính xác

(*)Hệ số Kβ được xác định như sau:

Với T 2tb là momen xoắn trung bình trên bánh vít

T2 là momen xoắn lớn nhất trong các momen xoắn T2i

T 2tb=∑T 2 i t i n 2i

∑t i n 2 i

Với T2i,ti,n2i:là momen xoắn ,thời gian (số giờ) làm việc và số vòng quaytrong 1 phút của bánh vít ở chế độ thứ i.

VI/Các dạng hư hỏng trục vít ,bánh vít:

Bộ truyền trục vít làm việc trong điều kiện vận tốc trượt lớn và điều kiệnhình thành lớp màng dầu bôi trơn không thuận lợi tạo điều kiện sinh ra lực masát lớn làm sinh nhiều nhiệt nên hiện tượng dính và mòn xảy ra tương đốinhiều ,theo thời gian sẽ xảy ra hiện tượng tróc rổ bề mặt :vì vậy nguyên nhângây ra hư hỏng chủ yếu ở bộ truyền trục vít là hiên tượng “ mòn ,dính,tróc rổ bềmặt”

1/Mòn :

-Mòn răng là dạng hư hỏng chủ yếu ở bộ truyền trục vít do bôi trơn không tốtcộng với các mạt kim loại do mài mòn rơi vào răng ,hiện tượng mòn xảy ra sẽlàm biên dạng răng bị thay đổi chủ yếu là gãy ở chân răng

Vậy để giảm hiện tượng mòn răng:

+ Thứ nhất ta phải tăng độ bền mòn răng băng cách tôi bề mặt để làm tăng độrắn bề mặt

+Thứ hai : phải sử dụng dầu bôi trơn có độ nhớt cao.

2/Dính răng:

Trong điều kiện vận tốc cao ,tải trọng lớn thì sẽ tạo điều kiện sinh nhiệtcao và ứng suất tiếp xúc lớn vượt qua giới hạn bền do khi ăn khớp bề mặt răngcủa trục vít và bánh vít trượt tương đối với nhau làm những hạt kim loại nhỏcủa bề măt răng này sẽ bị dính vào bề măt răng kia làm bề mặt răng bị xướtnhiều và dần dần làm biến đổi biên dạng răng

3/Tróc rổ bề mặt:

Sau một thời gian làm việc thì ở măt răng của trục vít và bánh vít sẽ xuấthiện các vết nứt ,vì vậy lớp dầu bôi trơn sẽ điền đầy vào vết nứt đó nên khi ănkhớp thì bề mặt ăn khớp ăn khớp sẽ bịt kín các vết nứt đó ,tạo áp suất lớn saumột thời gian tại các vết nứt đó phát triển thành tróc ,và hiện tượng này xảy rachủ yếu ở chân răng.

VII/ Vật liệu chế tạo:

Như ta đã biệt đối với bộ truyền trục vít thì dạng hư hỏng chủ yếu là:mòn, dính ,tróc rổ bề mặt răng và nguyên nhân chủ yếu là do vận tốc trượt lớn

và điều kiện bôi trơn không thuân lợi vậy ta phải chọn cặp vật liệu chế tạo trụcvít,bánh vít sao cho khi sử dụng phải có hệ số ma sát thấp,ít dính ,lâu mòn

1/Trục vít :

Được chế tạo từ thép cacbon hoặc thép hợp kim

-Khi chịu tải nhỏ hoặc trung bình:

Dùng thép C45,C50…bề mặt được tôi luyện để đạt được độ rắn bề mặt cao

-Khi chịu tải lớn hoặc trung bình:

Dùng thép cacbon trung bình C45,40Cr,40CrNi…tôi bề mặt hay tôi thể tích để

đạt được độ rắn HRC=50-55 hoặc thép ít cacbon như 15Cr,20Cr,18CrMnTi…

thấm than đạt độ rắn HRC=58-63 sau khi thấm than bề mặt ren trục vít được

mài và đánh bóng

2/Bánh vít:

Bánh vít thường được làm từ vật liệu giảm ma sát chia thành 3 nhóm

a/Đồng thanh δ b<300 MPa gồm

-Đồng thanh nhiều thiếc như:BCuSn10P1,BCuSn10NiP…Đặc tính là chôngdính tốt nhưng đắt tiền ,chỉ dùng khi vs=6-25 (m/s)

-Đồng thanh thiếc kẽm như:BCuSn6Zn6Pb3,BCuSn5Zn5Pb5… dùng khi vs

=5-12 (m/s)

b/Đồng thanh không thiếc (BCuAl9Fe4,BCuAl10Fe4Ni4) đồng thau(LCu66Al6Fe3Mg2,LCu58Mg2Pb2…) δ b>300 MPa

Có cơ tính tốt ,rẻ tiền hơn đồng thanh thiếc nhưng chống dính kém chỉ dùng khi

vs<5 (m/s)

c/Gang xám tương đối mềm:như GX12-28, GX15-32…dùng thích hợp cho các

bộ truyền có tốc độ chậm,tải thấp vs<2 (m/s)

VIII/Ứng suất cho phép:

1/Ứng suất tiếp xúc cho phép:

-Bánh vít có răng chế tạo từ đồng thanh thiếc: ( < 300Mpa)

[ σH]=( 0,76 0,9)σbKHLCv

b – giới hạn bền kéo của vật liệu

Cv – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc trượt

T2 – moment lớn nhất trong các giá trị T2

Nếu NHE  2,6.108 thì lấy NHE = 2.6.108 chu kỳ

-Bánh vít có răng chế tạo từ động thanh không có thiếc ( b >300Mpa)

Ứng suất tiếp xúc cho phép chọn theo điều kiện chông dính, phụ thuộc vào vs:

-Bánh vít làm bằng gang

-Ứng suất tiếp xúc cho phép khi kiểm tra quá tải

+Đồng thanh thiếc: [Hmax] = 4ch

+Đồng thanh không thiếc: [Hmax] = 2ch

bF – giới hạn bền uốn

2/Ứng suất uốn cho phép:

-Bánh vít bằng đồng thanh quay một chiều

T2 – moment lớn nhất trong các giá trị T2

Nếu NFE  2,6.108 thì lấy NFE = 2.6.108 chu kỳ

Nếu NFE  106 thì lấy NFE = 106 chu kỳ

-Bánh vít bằng gang

+Bánh vít quay một chiều: [F] = 0,12bF

+Bánh vít quay hai chiếu: nhân giá trị trên cho 0,8

-Ứng suất uốn cho phép khi quá tải

+Đối với đồng thanh: [Fmax] = 0,8ch

+Đối với gang: [Fmax] = 0,6bF

IX/Tính bền bộ truyền trục vít:

Ở bộ truyền trục vít thì các dạng hư hỏng như mòn , dính, tróc rỗ bề mặt

là chủ yếu và chưa có công thức tính thỏa đáng.Nên khi tính toán bền cho bộ

truyền trục vít ta tính theo độ bền tiếp xúc là chủ yếu còn tính theo độ bền uốn chỉ mang tính chất kiểm nghiệm nhưng đối với bộ truyền trục vít có modun nhỏ (Z2>100) hoặc các bộ truyền quay tay thì ta tính theo đọ bền uốn

cường độ tải trọng, (MPa)

E môdun đàn hồi tương đương (Mpa)

ρBán kính cong tương đương

a/Bán kính cong tương đương :

Trong đó:

K ε: Hệ số tính đến sự giảm chiều dài đường tiếp xúc do cung ăn

khớp không bao hết góc 2δ, thông thường K ϵ= 0,75

ε α– hệ số trùng khớp ngang, có giá trị từ 1,8÷2,2 hoặc có thể xác địnhtheo công thức: ϵ α=√0,03 z22

+z2+1−0,17 z2+2,9 2,95

[σ F]: ứng suất uốn cho phép (MPa)

YF: hệ số dạng răng, phụ thuộc vào số răng tương đương z v=z2/ cos 3γ

3/ Kết cấu và bôi trơn bộ truyền trục vít

Vị trí trục vít và bánh vít được bố tri như sau:

-Trục vít nằm dưới: bôi trơn bằng cách ngâm trục vít trong dầu

-Trục vít nằm bên trên: với cách bố trí này chúng ta có thể giảm được mất mát công suất do phải khuấy dầu.

-Trục bánh vít nằm ngang, bánh vít thẳng đứng

-Trục vít thẳng đứng, bánh vít nằm ngang

Hai cách bố trí trên rất ít được sử dụng vì khó bôi trơn và dầu hay bị rò rỉ dầu