Chng 8: Tính sức bền cho cơ cấu vít me đai ốc 3.1.Xác định lực tác dụng lên trục vít me - Tính theo lực cắt: lực tác dụng lên trục vít me đ-ợc xác định khi cắt ren với tiêu chuẩn sau: )(6.5,0 )/(4,0 30 1 12 mmtb vmmStS t p p p - Vật liệu:thép có )/(75 2 mmkg b ren d60 54 tb d - Góc nâng của ren: arctg tb p d tk . . arctg 0319 45. 12.5 0 - Lực cắt yx p SbCP - Lực kéo khi tiện ren đ-ợc tính theo lực cắt.Lúc cắt ren lực cắt đ-ợc tính theo công thức tiện rãnh.Lúc này lực cắt Z P tiếp tuyến với còng ren và nghiêng 1 góc đúng bằng 0319 0 .Ta có các thành phần lực sau: sin cos. ZXM ZZM PP PP - Lực cắt khi tiện rãnh đ-ợc tính theo công thức: yx pZ SbCP .Trong đó )(20150319sin.6036sin. )(56900319cos.6036cos. )(60364,0.6.2000 4,0;75,0;1;6;2000 0 0 75,01 NPP NPP NP SyxbC ZXM ZZM Z p - Lực tác dụng lên trục vít me đ-ợc tính: ).(. ZMXMn PGfPKQ Trong đó n K =1,15 là hệ số kể đến tác dụng của mômen lật. f=0,18 là hệ ssó ma sát với sống tr-ợt. G=2500N=250kg là trọng l-ợng phần dịch chuyển. Do đó Q=1,15.2015+0,18.(2511+5690)=3792(N) - Tính vít me theo độ bền mòn:nhằm đảm bảo áp suất trên mặt ren trong phạm vi cho phép. Đ-ờng kính trung bình của ren )( . .8,0 mm P Q d tb với Q=lực kéo=3792N 4,15,1 tb d L với vít me chọn 2 L : chiều dài đai ốc P : áp suất cho phép trên mặt ren Với vít me bằng thép,đai ốc bằng đồng thì )/(10.3 26 mmNP Thay vào ta có )(02,0 10.3.2 3792 .8,0 6 md tb - Theo tiêu chuẩn chọn vít me có: 4 . )(5,37;11 )(31);(44 2 2 d F mmdcmF mmdmmd tb ic (F:diện tích mặt cắt ngang) Góc nâng của ren trên 545 5,37. 1 . : 0 2 arctg d t arctgd tb tb Góc ma sát trên ren: 0 7 ,ta có: Hiệu suất cơ cấu truyền động: 45,0 )7845( 845 )( 00 0 tg tg tg tg Mômen xoắn trên trục vít me: ).(16102 45,0.2 12.3792 .2 . mmN tQ M V X Tính sức bền trục vít me.Vít me chịu kéo nén và xoắn nên nó còn đ-ợc tính theo ứng suất t-ơng đ-ơng: )/(75,550) 1,3 16102.8 (3792. 11 1 )/(7500 4 10.3 4 ) .8 (. 1 222 2 4 22 mmN cmN d M Q F td T i X td td vít me đủ bền. -Tính vít me theo độ cứng:sai số các b-ớc ren do kéo nén là t EF tQ T V . t :sai số b-ớc ren cho phép =0,006(mm) )(0002,0 11.10.1,2 12.3792 3 mmT tt vít me đủ cứng. - Tính ổn định của vít me:đối với vít me dài,chịu nén,khi đó lực kéo tới hạn là: 2,45310 64 ).( 4 2 d J Ly JE Q V th V L :chiều dài vít me làm việc V L =1500mm y:hệ số thu gọn chiều dài phụ thuộc vào đặc tính kẹp chặt của đầu vít me (khi ngàm cứng một đầu ta có y=0,5). )(53116 )1500.5,0( 2,45310.10.1,2. 2 6 NQ th Độ dự trữ ổn định y n : 14 3792 53116 Q Q n th y 45,2 yy nn đảm bảo. Kết luận:Nh- vậy sau các b-ớc tính toán,kiểm tra suy ra trục vít me đạt yêu cầu trong suốt quá trình làm việc. 4.Tính ly hợp siêu việt: Cơ cấu ly hợp siêu việt trong xích chạy dao nhanh ta thấy rằng động cơ điện chạy dao nhanh và động cơ điện chính truyền chuyển động tới một khâu chấp hành là trục trơn.Tốc độ hai đ-ờng truyền khác nhau.Nếu không có cơ cấu phân tách chuyển động sẽ làm trục trơn xoắn gãy.Vì vậy ng-ời ta dùng cơ cấu ly hợp siêu việt.Vị trí cơ cấu này là trên trục XVI gần đầu ra trục trơn. 4.1. Nguyên lý làm việc: Chuyển động từ động cơ chính truyền vào vỏ ngoài theo chiều mũi tên 1 n .Vì lò xo luôn luôn đẩy viên bi chèn ép vít giữa mặt trong của vỏ ly hợp vào mặt lõi.Phối hợp cùng với chiều quay 1 n có xu h-ớng lăn kẹt vào giữa hai mặt tiếp xúc.Do đó chuyển động quay truyền từ vỏ ngoài vào lõi tới trục trơn quay với tốc độ công 1 n tác 1 n .Nếu vỏ ngoài quay ng-ợc với 1 n sẽ không truyền chuyển động quay vào lõi. Trong khi đang quay công tác,muốn quay nhanh bằng động cơ chạy nhanh cùng hay ng-ợc chiều 1 n .Với tốc độ 2 n >> 1 n viên bi luôn nằm trong khoảng không gian lớn của rãnh trên vỏ và lõi tách rời nhau,ở ngoài vỏ vẫn quay 1 n nh-ng bên trong lõi và trục trơn quay theo tốc độ chạy nhanh. 2 n -thực hiện chạy dao nhanh. 4.2. Tính toán ly hợp siêu việt: Khi ly hợp hoạt động điều kiện chủ yếu để con lăn ly hợp thăng bằng là các thành phần lực 1 R , 2 R phải nằm trên 1 đ-ờng thẳng và ng-ợc chiều nhau để con lăn tự hãm qua vỏ và lõi ly hợp. Điều kiện cần thiết minmin (2 : góc nhỏ nhất giữa hai góc ma sát). 2 // mà 11 arctgf 22 arctgf ( 21 , ff :các hệ số ma sát tr-ợt giữa con lăn với vỏ và lõi ly hợp). Cos > cos2 min min 2cos dD da Kích th-ớc D và a chọn tr-ớc. min 2 min min cos22cos1 2cos. aD D aD d Để ly hợp làm việc tốt lấy )9,07,0( 2 min Chiều dài con lăn L 1,5d để con lăn không bị xoay theo đ-ờng trục của nó. 4.3. Tính ứng suất tiếp xúc: N 1 =N 2 =N ) 11 .(.59,0 ) ( .59,0 1max DdL NE dDL EdDN q - Môđun đàn hồi thép E= )/(10.1,2 25 mmMN R N R 2 fN fN 1 2 2 1 1 2 N 1 D/2 O dD EN q 1 . . .59,0 2max 1max q :ứng suất tiếp xúc của con lăn và vỏ 2max q : ứng suất tiếp xúc giữa con lăn và lõi - Mômen truyền dẫn của cơ cấu ly hợp siêu việt M=f.Z.N.D/2 fZD M N 2 2 tgtgf 2/. 2 tgZD M N Để đảm bảo 2/. 2 tgfD M N 1max2max qq 0875,05 9962,0 0872,0 5cos 5sin 2/cos 2/sin 2/ 0 0 0 tgtgf tgtgf f=0,09 Theo máy chuẩn: D = 60mm ; a =36 nên a/2 =18mm min 2 cos2 aD Dd 035 0 min mmd 5,11 99,0.2 3660 60 L=1,5.11,5=17,25mm NN 035,0 096,0.60.4 4,0.2 . đ-ợc tính theo công thức: yx pZ SbCP .Trong đó )(20150319sin.6036sin. )(56900319cos.6036cos. )(60364,0.6.2000 4,0 ;75 ,0;1;6;2000 0 0 75 ,01 NPP NPP NP. của ren trên 545 5, 37. 1 . : 0 2 arctg d t arctgd tb tb Góc ma sát trên ren: 0 7 ,ta có: Hiệu suất cơ cấu truyền động: 45,0 )78 45( 845 )( 00 0