Bài giảng Chi tiết máy - Chương 6: Truyền động trục vít - Nguyễn Minh Quân

CHƯƠNG VI TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT
1
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1. Cấu tạo và nguyên tắc truyền động
2
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Phân loại trục vít
Acsimet
3
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Convolut
4
2. Phân loại trục vít
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Thân khai
Phay CNC
5
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Phân loại trục vít
3. Bánh vít
6
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
21
arcsin
0,5a
b
d m
 
1 .d q m 2 2.d m Z 
4. Thông số hình học
7
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1zp Z p 1 1 1
1
Z p Z m Z
tg
d qm q

Góc vít (góc nâng đường ren)
8
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
5. Hệ số dịch chỉnh
 20,5
wax q Z
m
Đảm bảo khoảng cách trục cho trước Chỉ dịch chỉnh bánh vít
 1,1 
 1 2wd q x m 
2 2 2.wd d m Z 
 20,5 2wa m q Z x 
9
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
v1
vt

§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
1. Vận tốc
2 21
1
.
19100
t
m n
v Z q 
10
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2. Tỉ số truyền
1 2 2 2
2 1 1 1
n d mZ Z
u
n pZ pZ Z
11
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
Fr2
Fr1
Fa1Ft2
Ft1
Fa2
3. Lực tác dụng khi ăn khớp
12
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
1 1 2( ) ( )t a tF F tg F tg  
2
1 2
os
os( )
t
r r
F tg c
F F
c
 
1
1 2
1
2
t a
T
F F
d
 22 1
2
2
t a
T
F F
d
2
cos cos
t
n
F
F
 
13
3. Lực tác dụng khi ăn khớp
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
( )
ren
tg
tg


 
1 2 4
0,7-0,75 0,75-0,82 0,87-0,92
1Z

0,95
( )
tg
tg


 
4. Hiệu suất truyền động
Ma sát ren và răng
Ma sát ổ trục
Khuấy dầu
25o 
14
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
( )
ren
tg
tg
 


 
1 1Z 
Bánh vít chủ động
Điều kiện tự hãm
15
4. Hiệu suất truyền động
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
4. Vật liệu
16
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
5. Ứng suất cho phép
   
7
8
10
H HO
HEN
  
   
6
9
10
F FO
FEN
  
 
max
4H ch  
 
max
0,8F ch  
 
max
2H ch  
 
max
0,8F ch  
   
max
1,5H H  
 
max
0,6F ch  
Quá tải
Đồng thanh thiếc Đồng thanh không thiếc Gang
17
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
6. Các dạng hỏng
Mòn Tróc rỗ Nứt do nhiệt
18
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
7. Chỉ tiêu tính toán
Tính toán cho răng bánh vít (do vật liệu)
- Tính toán độ bền theo ứng suất uốn và tiếp xúc
- Kiểm nghiệm quá tải
- Tính toán nhiệt truyền động trục vít
19
§2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
.
0,418 [ ]HH H
q E
 
2
2 2
sin
2cos
d 

§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
1. Tính toán độ bền theo ứng suất tiếp xúc
Bán kính cong tương đương
1 2
1 2
2E E
E
E E
5
1 2,15.10E Mpa 
5
2 0,9.10E Mpa 
20
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1 0
2
os 360
Hl K d
c

 

0,75K 
02 100 1,8  
11,2
os
H
d
l
c 
Tải trọng riêng về độ bền tiếp xúc
n H
H
H
F K
q
l
.HK K K  
Phân bố không đều tải trọng
Tải trọng động
2
1
.
1, 2 os
t H
H
F K
q
d c 
21
1. Tính toán độ bền theo ứng suất tiếp xúc
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
22 1
480
[ ]HH H
T K
d d
  
2
23
2
2
170
( )
[ ]
H
H
T K
a Z q
Z q


20o 10
o 
1 .d m q 2 2.d m Z 
2
2 wam
q Z
22
1. Tính toán độ bền theo ứng suất tiếp xúc
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
22
2
. . . [ ]FF F F
T K
Y Y Y
d b m
 

  
1 1
0,74
0,75.1,8
Y
K

 
0 0
0 0
10
1 1 0,93
140 140
Y

2
2 2
1,4
. [ ]FF F F
n
T K
Y
d b m
  
2. Tính toán độ bền theo ứng suất uốn
.FK K K  
23
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
2max
2
qt
T
K
T
max[ ]Hqt H qt HK   
max[ ]Fqt F qt FK   
3. Kiểm nghiệm độ bền quá tải
24
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
1
0
1000(1 )
[t]
(1 )T
P
t t
K A

 
1
0
1000(1 )
[t]
[ ( )(1 ) ]T q Tq q
P
t t
K A A K A

 
4. Tính toán nhiệt
Nhiệt độ dầu:
Hệ số tỏa nhiệt
 28 17,5 / .oW m C
Bề mặt thoát nhiệt Thoát nhiệt qua đáy
0, 25
Giảm nhiệt
70 90o C 
Làm nguội bằng quạt:
 217, 21,29,40 / .oW m C0,3A
10 20%A 
Môi trường
25
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
5. Chỉ dẫn thiết kế
Thiết kế theo độ bền tiếp xúc, kiểm nghiệm độ bền uốn và tính toán nhiệt
1. Chọn vật liệu:
2. Xác định ứng suất cho phép
3. Chọn số răng (dựa vào u)
4. Chọn q: 
5. Xác định khoảng cách trục sơ bộ
3 23
2 29,5.10 . ( / )tsbv u P n m s
1 2min 2max(1,2,4) 26 28, 80 100Z Z Z  
2
23
2
2
170
( )
[ ]
H
H
T K
a Z q
Z q


 20,25 0,3q Z 
26
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/
6. Tính môđun:
7. Tính lại khoảng cách trục. 
8. Tính hệ số dịch chỉnh:
9. Kiểm nghiệm độ bền.
10. Tính toán nhiệt
2
2a
m
Z q
 
20,5( )
a
x q Z
m
 0,7x 
 20,5wa m q Z 
   
21000 1
0,7 1 0,3 .T Tq d o
P
A
K K t t

  
27
5. Chỉ dẫn thiết kế
§3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/