Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần 2, Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis - Trần Thiên Phú

Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 1 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
7.1 Khái niệm chung 
7.2 Các thông số hình học 
7.3 Động học truyền động trục vis 
7.4 Hiệu suất của bộ truyền 
7.5 Lực tác dụng lên bộ truyền 
7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép 
7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính 
7.8 Tính toán bộ truyền trục vis 
7.9 Tính toán nhiệt 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 2 
7.10 Tính toán độ bền và độ cứng 
7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền 
7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền 
Chương 7 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
7.1 Khái niệm chung: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 3 
Nguyên lý hoạt động 
Phân loại cơ cấu trục vis – bánh vis: 
 Theo hình dạng mặt chia trục vis 
 Theo hình dạng ren 
 Theo số mối ren 
 Theo vị trí tương đối của trục vis và bánh vis 
Ưu điểm: 
Làm việc êm - Tỉ số truyền lớn – Có khả năng tự hãm - Độ chính xác động học 
cao. 
Nhược điểm: 
Hiệu suất thấp – Phải tính toán nhiệt và làm mát – Đắt tiền. 
Phạm vi sử dụng 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
7.2 Thông số hình học của bộ truyền: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 4 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Vận tốc trượt: 
 khi thiết kế có thể chọn sơ bộ theo 
Vận tốc dài: 
7.3 Động học truyền động trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 5 
Tỉ số truyền: 
 z1 = 1 nên chọn 30 ≤ u ≤ 80 
 z1 = 2 nên chọn 16 ≤ u ≤ 29 
 z1 = 4 nên chọn 8 ≤ u ≤ 15 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Cấp chính xác: được chọn dựa theo vận tốc trượt 
 Tính gần đúng giá trị hệ số ma sát thay thế: 
 Cặp thép - đồng thanh: 
 Cặp thép – gang: 
Hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis không cao vì tính chất bôi trơn ma sát 
nửa ướt của mối ăn khớp 
7.4 Hiệu suất của bộ truyền: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 6 
Bảng tra hệ số ma sát thay thế theo giá trị vận tốc trượt 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Chọn sơ bộ hiệu suất bộ truyền trục vis – bánh vis khi thiết kế: 
 hoặc 
Lực tác dụng lên bộ truyền trục vis – bánh vis: 
 Lực hướng kính: 
 Lực vòng trên bánh vis (lực dọc trục trên trục vis): 
 Lực dọc trục trên bánh vis (lực vòng trên trục vis): 
7.5 Động lực học bộ truyền: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 7 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Hệ số tải trọng tính trong trường hợp tính toán uốn và tính toán tiếp xúc là như 
nhau và được tính theo: 
7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 8 
Do đặc tính không thuận lợi cho bôi trơn và tải trọng dọc lớn trên trục vis, cần 
thiết chọn bộ đôi vật liệu thoả điều kiện chống dính, chống ma sát, chống mài 
mòn và chạy rà tốt. 
Bánh vis thường được chế tạo từ đồng thanh 
 Vận tốc trượt cao (từ 6 đến 25m/s) thường dùng BrSnP10-1 và BrSnNiP 
 Vận tốc trượt thấp (dưới 6m/s) có thể dùng BrAlFe9-4 phối hợp với trục vis 
có độ rắn > 45HRC 
 Vận tốc trượt rất thấp (dưới 2m/s - bộ truyền quay tay) có thể dùng GX15-32 
hay GX18-36 
 Các bộ truyền công suất bé có thể dùng vật liệu chất dẽo cho bánh vis 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Trục vis thường được chế tạo từ thép carbon hoặc thép hợp kim có nhiệt luyện 
để đạt độ cứng cao sau đó được mài bóng. 
Ứng suất tiếp xúc cho phép: 
 Bánh vis đồng thanh thiếc: 
 Bánh vis đồng thanh không thiếc: 
 Bánh vis bằng gang: 
 Trục vis tôi cao tần: 
 Trục vis thường hoá: 
 Khi tính quá tải: 
 Đồng thanh thiếc: 
 Đồng thanh không thiếc: 
 Gang: 
7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 9 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
7.6 Vật liệu và ứng suất cho phép khi tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 10 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Ứng suất uốn cho phép: 
 Bánh vis đồng thanh: 
 Quay một chiều: 
 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên 
 Bánh vis bằng gang: 
 Quay một chiều: 
 Quay hai chiều lấy 80% giá trị trên 
 Khi tính quá tải: 
 Bánh vis đồng thanh: 
 Bánh vis gang: 
7.7 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 11 
Hiện tượng dính 
Hiện tượng mòn 
Dạng hỏng chủ yếu là dính và mòn nhưng chỉ tiêu tính vẫn là tiếp xúc và kiểm tra 
theo uốn 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Hiện tượng tróc rỗ bề mặt 
Tính toán sức bền tiếp xúc răng bánh vis: 
 Công thức Hertz: 
 Công thức kiểm nghiệm: 
 Công thức thiết kế: giá trị q/z2 nên là 
0,26 (trong [0.22, 0.4]) 
 Tính module theo sau đó chọn module theo tiêu chuẩn và tính 
lại khoảng cách trục. 
7.8 Tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 12 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Tính toán sức bền uốn răng bánh vis: 
 Hiệu chỉnh sức bền 1,4 so với bánh răng trụ nghiêng do răng cong, hiệu 
chỉnh tải trọng 1,5 do sự trùng khớp, hiệu chỉnh chiều dài phân bố tải vì răng có 
dạng cung tròn ôm trục vis 
 Công thức kiểm nghiệm: 
 Công thức thiết kế dùng cho bộ truyền hở, quay tay hay có số răng bánh vis 
lớn hơn 100: 
7.8 Tính toán bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 13 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Phương trình cân bằng nhiệt: 
Nhiệt độ dầu khi hoạt động: 
Các biện pháp giải nhiệt cho bộ truyền trục vis bánh vis: 
7.9 Tính toán nhiệt cho bộ truyền: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 14 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Tính toán trục vis theo độ bền: 
7.10 Tính toán trục vis theo độ bền và độ cứng: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 15 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Tính toán trục vis theo độ cứng: 
Bố trí trục vis nằm dưới khi vận tốc dài của nó thấp (dưới 5m/s), ngược lại nên 
bố trí trục vis nằm trên, các kiểu bố trí khác hạn chế sử dụng 
7.11 Kết cấu và bôi trơn bộ truyền trục vis – bánh vis: 
Môn học Cơ Sở Thiết Kế Máy Slide 16 
Chương 7: Bộ truyền trục vis - bánh vis Trần Thiên Phúc 
Trục vis thường làm liền trục và được đỡ bằng các ổ lăn, tuỳ theo chiều dài trục 
mà chọn phương án bố trí ổ lăn 
Để giảm chi phí, bánh vis thường đuợc chế tạo bằng cách ghép vành đồng với 
thân bằng thép hoặc gang 
7.12 Trình tự thiết kế bộ truyền trục vis – bánh vis