Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Author
1. Hộp giảm tốc trục vít - bánh vít 3 cấp đồng trục


Hình bên phải cho thấy đường đi của truyền động. Bánh vít cuối lắp đồng trục, lồng không đối với trục vít đầu. Nếu số răng của 3 trục vít là Z1, của 3 bánh vít là Z2 thì tỷ số truyền i = (Z2/Z1)^3. Ví dụ Z2/Z1 = 30, i = 27000.

2. Trục vít tịnh tiến dọc trục



Bánh vít 3 quay do:
  • Trục vít 1 quay
  • Trục vít 1 tịnh tiến dọc trục bởi cam thùng 2.
Góc quay của bánh vít 3 (độ):
φ3 = φ1(k/Z) + (x/r).360
trong đó
  • φ1: góc quay của trục 1 (độ)
  • k: số mối ren của thục vít
  • Z: số răng của bánh vít
  • x: dịch chuyển dọc trục của trục 1 (mm)
  • r: bán kính vòng lăn của bánh vít (mm)
φ1, x mang dấu + hoặc - tùy quy ước chiều chuyển động và hướng xoắn của trục vít.


3. Bánh vít lăn trên trục vít
Hình sau là sơ đồ máy bào ra sợi gỗ tiết diện chữ nhật để lót hàng. Máy này trước đây có ở xí nghiệp gỗ Bạch Đằng, Hà Nội.

Bàn trượt 8 mang bộ dao 7 (vừa khía dọc vừa bào) được truyền động đi lại.
Khúc gỗ 1 được giữ bằng hai trục nhám 3. Sau mỗi hành trình kép của bàn dao 8, hai trục nhám 3 lại quay một góc để đưa khúc gỗ xuống bào tiếp.
Trục dọc mang hai trục vít 6, được truyền động quay gián đoạn, làm bánh vít 2 và trục nhám 3 quay gián đoạn.
Ổ trục bánh vít 2 bên trái cố định. Ổ trục bánh vít 2 bên phải di chuyển vào kẹp gỗ nhờ tay quay vít me 4. Khi ổ trục bánh vít 2 bên phải di chuyển, bánh vít 2 bên phải lăn trên trục vít 6 mà đi vào, nhờ đó kẹp chặt khúc gỗ 1 đồng thời vẫn ăn khớp với trục vít 6.
Việc lợi dụng đặc tính lăn của bánh vít đã làm đơn giản kết cấu máy, tránh phải dùng thêm cơ cấu then trượt (ví dụ như trong truyền động cho trục chính máy khoan đứng).

4. Bánh vít quay quanh trục vít (quanh trục Z)

Hình dưới là đồ gá mâm dao doa lắp lên máy tiện T630, đăng trên tạp chí Kỹ thuật Công nghiệp số 9/1963. Đây là thiết kế của Sir Trần Văn Thông, khóa 1 ĐHBK Hà Nội, kỹ sư giỏi nổi tiếng Hà Nội thời trước.

Mâm dao dùng để tiện khỏa mặt. Chi tiết gia công lắp trên bàn dao máy tiện.
Thân gá 10 lắp lên trục chính 4 máy tiện.
Trục vít 5, số mối ren K=1, lắp trùng tâm trục chính 4, có đuôi chạy ra sau. Ở đuôi lắp ly hợp di trượt 2 và nửa ly hợp cùng bánh răng 1. Có đường truyền động từ hộp chạy dao máy tiện vào bánh răng 1.
Nửa ly hợp 3 lắp cố định với thân máy tiện.
Bánh vít 6 có số răng Z = 20 ăn khớp với trục vít 5.
Vít me 7 bước xoắn T = 4 mm, chỉ có thể quay trong ổ trên bàn dao 9, ăn khớp với đai ốc lắp ở tâm bánh vít 6.
Chỉ nới vít 8 khi cần điều chỉnh bằng tay vị trí của bàn dao 9. Khi tiện, vít 8 hãm vít me 7 không cho quay.

Tùy vị trí của ly hợp 2 mà có lượng chạy dao (di chuyển của bàn dao 9) trong một vòng quay của trục chính khác nhau. Lần lượt xét từng trường hợp theo các điều kiện sau:

  • Trục vít 5 có ren phải.
  • Xét chiều quay của trục vít và bánh vít quanh tâm trục vít: nhìn theo mũi tên A, chiều dương (+) là chiều kim đồng hồ.
  • Xét chiều quay của bánh vít quanh tâm bánh vít: nhìn theo mũi tên B, chiều dương (+) là chiều kim đồng hồ.
  • Trục chính quay theo chiều dương: theo chiều kim đồng hồ khi nhìn theo mũi tên A.
1. Ly hợp 2 sang phải ăn khớp với nửa ly hợp 3: Trục vít 5 cố định với thân máy tiện. Mâm dao quay cùng trục chính nên bánh vít 6 quay quanh đường tâm của trục vít 5 theo chiều dương. 1 vòng quay của trục chính ứng với 1 vòng quay của bánh vít 6 quanh trục vít 5. Do sự ăn khớp trục vít - bánh vit, bánh vít 6 sẽ quay quanh trục của nó một góc
-K/Z vòng.

2. Ly hợp 2 sang trái ăn khớp với nửa ly hợp 1: Trục vít 5 quay theo tốc độ từ hộp chạy dao truyền lên. Gọi số vòng quay của bánh răng 1 khi trục chính quay được 1 vòng là n vòng. n có dấu + nếu bánh răng 1 quay cùng chiều trục chính.
Khi đó nếu trục chính đứng yên thì trục vít 5 làm bánh vít 6 quay n(K/Z) vòng.
Vì bánh vít 6 vẫn quay quanh trục của trục vít 5 như ở mục 1 nên tổng cọng bánh vít 6 quay quanh trục của nó là
n(K/Z) -K/Z = (n-1)(K/Z) vòng

Từ số vòng quay này của bánh vít 6 sẽ xác định được lượng và phương dịch chuyển của bàn dao 9 trong 1 vòng quay của trục chính, khi biết bước xoắn và chiều xoắn của vít me 7.






 
Last edited:
Author
Ðề: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Bổ sung:

Minh họa mục 4: bánh vít quay quanh trục vít.

Bộ truyền trên có các thông số sau:
Mô đun: m =10
Hệ số đường kính trục vít:q = 8
Số mối ren của trục vít: Z1 = 2
Số răng của bánh vít: Z2 = 36
1 vòng quay của bánh vít quay quanh trục vít ứng với Z1/Z2 = 1/8 vòng bánh vít quay quanh trục của nó.

Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-6-wheel-rotating-
/

Kim đỏ dùng để phát hiện bánh vít quay quanh trục của nó.
 
Last edited by a moderator:
Author
Ðề: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Bổ sung bài viết trên:

1. Hộp giảm tốc trục vít, 3 cấp đồng trục

Hình 1.
Cấp 1: m = 1, q = 20, Z1 = 1, Z2 = 30.
Cấp 2: m = 1,5, q = 15, Z1 = 1, Z2 = 20.
Cấp 3: m = 2, q = 15, Z1 = 1, Z2 = 20.
m: mô đun m, q: hệ số đường kính trục vít, Z1: số răng trục vít, Z2: số răng bánh vít.
Tỷ số truyền tổng i = i1.i2.i3 = 30.20.20 = 12000. Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-1-gear-box/


2. Trục vít tịnh tiến dọc trục

Hình 2. Trục vít quay liên tục đồng thời tịnh tiến đi lại nhờ cam thùng. Bánh vít quay và có chuyển động quay ngược từng lúc. Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-5-rotating-
-worm/


[video=youtube_share;kTCqSWVO32A]http://youtu.be/kTCqSWVO32A[/video]

3. Bánh vít lăn trên trục vít

Hình 3. Quay tay quay làm bánh vít lăn trên trục vít để điều chỉnh khoảng cách giữa hai trục cán.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-3-rolling-w
/



4. Hộp giảm tốc trục vít, 3 trục ra

Hình 4. Trục vào là trục vít 3 đoạn ăn khớp với 3 bánh vít. Cách bố trí này đạt đồng thời hai yêu cầu: giảm tốc và nhiều trục ra, hay hơn phương án một bộ giảm tốc và một bộ chia truyền động nối nhau. Thay đổi chiều quay trục ra bằng cách đổi hướng xoắn của răng trục vít, bánh vít.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-2-gear-box/



5. Trục vít quay và lăn: bàn nghiêng cho máy công cụ

Hình 5. Trục vít quay quanh trục của nó và lăn trên bánh vít cố định làm nghiêng bàn máy đến góc cần thiết.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-4-rotating-
-worm/



6. Trục vít quay và lăn: quỹ tích của điểm trên trục vít

Hình 6. Bánh vít cố định, trục vít quay quanh trục của nó đồng thời lăn trên bánh vít.
Đường màu xanh là quỹ tích của một điểm thuộc trục vít. Điểm này này nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục trục vít và chứa đường tâm trục bánh vít.
Đường màu cam là quỹ tích của điểm thuộc trục vít nhưng không nằm trong mặt phẳng nói trên.
Đường màu xanh gọi là đường xoắn xuyến(?) (xoắn vít trên mặt xuyến).
Đường màu cam gọi là đường xoắn xuyến xiên(?)
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-7-rotating-
-w
/


Nếu chỉ xét riêng cặp bánh vít trục vít trong ví dụ trên, thấy rằng đó là một kiểu khớp động cơ khí. Khớp động này có hai bậc tự do, gọi là khớp vít xuyến, cho phép:
Chuyển động vít
Chuyển động quay quanh trục song song với đường tâm bánh vít.

7. Bánh vít quay quanh trục vít: quỹ tích của điểm trên bánh vít

Hình 7. Trục vít cố định, bánh vít quay quanh trục vít đồng thời quay quanh trục của nó.
Đường màu cam là quỹ tích của một điểm thuộc bánh vít. Điểm này nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục bánh vít và chứa đường tâm trục vít. Khoảng cách từ điểm này đến đường tâm bánh vít bằng khoảng cách trục giữa bánh vít và trục vít.
Chẳng biết gọi nó là đường gì, trông rất lạ.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-8-wheel-rotating-
-locus/
 
Last edited by a moderator:
Author
Một số dạng bộ truyền trục vít - bánh vít.

Hình 1: Bộ truyền trục vít bước lớn (để tăng góc nâng của ren). Bộ truyền không còn tự hãm. Nhờ vậy có thể dùng bánh vít làm khâu dẫn để tăng tốc. Trong ví dụ này góc nâng là 45 độ, tăng tốc 16 lần. Bộ truyền được dùng trong các máy phân ly dùng lực ly tâm.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-12-multiplying-gear/


[video=youtube_share;YdfAwjfSYsA]http://youtu.be/YdfAwjfSYsA[/video]

Hình 2: Một dạng bánh vít, răng được thay bằng con lăn. Ưu điểm: giảm tổn thất do ma sát.
Có thể mô phỏng được chuyển động quay của con lăn:
http://meslab.tv/2012/11/w
-9-roller-wheel/


Hình 3: Một dạng trục vít, ren được thay bằng lò xo. Ưu điểm: giảm va đập.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-10-spring-worm/


Hình 4: Một dạng bánh vít, răng được thay bằng chốt.
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-11-spring-w
-wheel/



Hình 5: Cơ cấu lái của ô tô dùng bộ truyền hình 2. Trục vít 1 nối với vô lăng. Chỉ cần góc quay nhỏ nên bánh vít 2 dạng cần lắc có hai con lăn.

Hình 6: Cơ cấu lái của ô tô GAZ-53A (Liên xô) dùng bộ truyền trục vít lõm glôbôit 5 nối với trục vô lăng 10. Bánh vít 2 dạng cần lắc với chỉ 1 con lăn có 3 răng.
 
Last edited by a moderator:
Author
Bổ sung bài viết trên:



Một dạng bánh vít, vành có nhiều rãnh xiên để tạo răng (hình trái).
Xem mô phỏng:
http://meslab.tv/2012/11/w
-13-sl
/

Kiểu truyền động này không được chính xác.
Tuy nhiên nó lại được dùng rất phổ biến để kẹp ống cao su. Hình giữa cho thấy bộ 5 vòng kẹp cho các cỡ ống khác nhau. Mỗi bộ có trục vít ăn khớp với băng kẹp có rãnh. Vặn trục vít để rút băng, xiết ống. Hình phải cho thấy cách dùng vòng kẹp này.
 
Last edited by a moderator:

QuyenQCM

Active Member
Ðề: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Bác NguyenDucThang cho cháu hỏi là với công nghệ gia công truyền thống,Bộ truyền cổ điển nào có độ trễ nhỏ nhất.
tks
 
Author
Trả lời bạn QuyenQCM:

Không rõ “độ trễ” bạn nói đến là gì.
Có phải là quãng thời gian kể từ khi khâu dẫn bắt đầu đảo chiều đến khi khâu bị dẫn bắt đầu đảo chiều?
Nếu đúng là khái niệm này thì tôi không được rành lắm.
Tuy nhiên xin bàn như sau:

Độ trễ rất quan trọng đối với các truyền động có đảo chiều. Ví dụ trong truyền động cho kim chỉ của dụng cụ đo, truyền động cho đầu dò hình theo chu vi trong máy chép hình: độ trễ phải bằng không.

Độ trễ trước hết phụ thuộc quán tính của khâu bị dẫn. Quán tính càng lớn thì độ trễ càng lớn.
Ngoài ra:

Đối với bộ truyền ma sát, độ trễ phụ thuộc lực ma sát truyền động giữa hai khâu. Lực này phụ thuộc áp lực pháp giữa hai mặt tiếp xúc, hệ số ma sát (vật liệu tiếp xúc, tình trạng bôi trơn).

Đối với bộ truyền có khâu dễ biến dạng (chất dẻo, lò xo), ví dụ: bộ truyền đai, ly hợp đàn hồi, độ trễ còn phụ thuộc độ đàn hồi của khâu dễ biến dạng.

Đối với bộ truyền ăn khớp cứng (ví dụ: ly hợp vấu, bộ truyền bánh răng, v
đai ốc) độ trễ phụ thuộc khe hở truyền động khi đảo chiều, tiếng Anh gọi là backlash. Xem định nghĩa:
http://en.wikipedia.org/wiki/Backlash_(engineering)
Để giảm độ trễ của bộ truyền ăn khớp cứng cần thiết kế biên dạng tiếp xúc đúng, tăng độ chính xác chế tạo hoặc thêm bộ phận loại trừ backlash như trong cơ cấu ví
đai ốc của bàn máy phay.

Còn cơ cấu nào có độ trễ nhỏ nhất thì tôi không biết.
 

QuyenQCM

Active Member
Ðề: Re: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Trả lời bạn QuyenQCM:

Không rõ “độ trễ” bạn nói đến là gì.
Có phải là quãng thời gian kể từ khi khâu dẫn bắt đầu đảo chiều đến khi khâu bị dẫn bắt đầu đảo chiều?
Nếu đúng là khái niệm này thì tôi không được rành lắm.
Tuy nhiên xin bàn như sau:

Độ trễ rất quan trọng đối với các truyền động có đảo chiều. Ví dụ trong truyền động cho kim chỉ của dụng cụ đo, truyền động cho đầu dò hình theo chu vi trong máy chép hình: độ trễ phải bằng không.

Độ trễ trước hết phụ thuộc quán tính của khâu bị dẫn. Quán tính càng lớn thì độ trễ càng lớn.
Ngoài ra:

Đối với bộ truyền ma sát, độ trễ phụ thuộc lực ma sát truyền động giữa hai khâu. Lực này phụ thuộc áp lực pháp giữa hai mặt tiếp xúc, hệ số ma sát (vật liệu tiếp xúc, tình trạng bôi trơn).

Đối với bộ truyền có khâu dễ biến dạng (chất dẻo, lò xo), ví dụ: bộ truyền đai, ly hợp đàn hồi, độ trễ còn phụ thuộc độ đàn hồi của khâu dễ biến dạng.

Đối với bộ truyền ăn khớp cứng (ví dụ: ly hợp vấu, bộ truyền bánh răng, v
đai ốc) độ trễ phụ thuộc khe hở truyền động khi đảo chiều, tiếng Anh gọi là backlash. Xem định nghĩa:
http://en.wikipedia.org/wiki/Backlash_(engineering)
Để giảm độ trễ của bộ truyền ăn khớp cứng cần thiết kế biên dạng tiếp xúc đúng, tăng độ chính xác chế tạo hoặc thêm bộ phận loại trừ backlash như trong cơ cấu ví
đai ốc của bàn máy phay.

Còn cơ cấu nào có độ trễ nhỏ nhất thì tôi không biết.
Vâng cảm ơn bác rất nhiều:
với thiết bị máy móc cần độ chính xác cao thì hiện tại người ta đã và đang dùng bộ truyền vitme đai ốc bi. tuy nhiên giá thành bộ này rất đắt, liệu có bộ truyền nào khả quan hơn không ạ, bởi vậy mới có câu hỏi bên trên
tks!
 
Ðề: Re: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít

Vâng cảm ơn bác rất nhiều:
với thiết bị máy móc cần độ chính xác cao thì hiện tại người ta đã và đang dùng bộ truyền vitme đai ốc bi. tuy nhiên giá thành bộ này rất đắt, liệu có bộ truyền nào khả quan hơn không ạ, bởi vậy mới có câu hỏi bên trên
tks!
Xin phép bác NguyenDucThang cho cháu ngoài lề chút.
Nếu anh QuyềnQCM có ý định tìm bộ truyền truyền thống để thay thế vitme đai ốc bi thì e rằng khó nếu như không muốn nói là không thể.
Bởi vitme bi có quá nhiều ưu điểm:
- Mất mát do ma sát nhỏ,hiệu suất của bộ truyền lớn gần 0,9
- Đảm bảo chuyển động ổn định vì lực ma sát hầu như không phụ thuộc vào tốc độ.
- Có thể loại trừ khe hở và sức căng ban đầu nên đảm bảo độ cứng vững dọc trục cao. (Cái này chính là độ trể nhở mà anh Quyền nói ở trên)
- Đảm bảo độ chính xác làm việc lâu dài.
Anh có thể xem tại Meslab.org
Nếu có bộ truyền thay thế được thì nó phải có ưu điểm tương đương hoặc gần tương đương có thể chấp nhận được. Và anh suy nghĩ tìm đường lối đưa ra phương án để đạt được từng ưu điểm 1 thì cuối cùng lại quay về vitme đai ốc bi.
 
Author
Ðề: Vài cách dùng ít gặp của bộ truyền trục vít - bánh vít



Xin bổ sung 4 cơ cấu dùng trục vít lõm.

Hình 1: Trục vít lõm chạy với bánh vít thông thường. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/wM4xuxoqiDI

Hình 2: Trục vít lõm chạy với bánh chốt. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/k5UuUUFP6b8

Hình 3: Trục vít lõm chạy với đòn quay có chi tiết ăn khớp là con lăn. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/xxsgE8acedw

Hình 4: Trục vít lõm chạy với đòn quay có chi tiết ăn khớp là chốt côn quay được. Xem mô phỏng:
http://youtu.be/NI4fmw2YRRk

Hai cơ cấu 3 và 4 dùng cho tay lái ô tô nhằm giảm lực cản do ma sát.
 
Last edited:
Top