Giáo trình Truyền động cơ khí (Phần 1)

Quảng Ngãi_1/2020 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ 
******* 
ThS. ĐỖ MINH TIẾN 
ThS. NGUYỄN HOÀNG LĨNH 
TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 
(Dùng cho sinh viên đại học Kỹ thuật Cơ điện tử) 
i 
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 1 
Chƣơng 1. CẤU TRÚC CƠ CẤU ................................................................................... 2 
1.1. Khái niệm và định nghĩa................................................................................... 2 
1.1.1. Khâu, chi tiết máy .......................................................................................... 2 
1.1.3. Các loại khớp động và lƣợc đồ khớp ............................................................. 2 
1.1.4. Kích thƣớc động của khâu và lƣợc đồ khâu .................................................. 3 
1.1.5. Chuỗi động và cơ cấu .................................................................................... 4 
1.2. Bậc tự do của cơ cấu ............................................................................................. 5 
1.2.1. Khái niệm về bậc tự do của cơ cấu ................................................................ 5 
1.2.2. Công thức tính bậc tự do của cơ cấu ............................................................. 5 
Chƣơng 2. PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU PHẲNG ...................................... 7 
2.1. Nội dung và giả thiết của bài toán phân tích động học .................................... 7 
2.1.1. Định nghĩa ..................................................................................................... 7 
2.1.2. Nguyên lí chuyển động:................................................................................. 8 
2.1.3. Điều kiện quay toàn vòng của khâu dẫn (Định lý Grashof): ......................... 8 
2.1.4. Các biến thể của cơ cấu 4 khâu bản lề: ......................................................... 9 
Chƣơng 3. CƠ CẤU CAM ............................................................................................ 15 
3.1. Khái niệm về cơ cấu cam ................................................................................... 15 
3.1.1. Định nghĩa ................................................................................................... 15 
3.1.2. Công dụng và phân loại: .............................................................................. 15 
3.2. Khảo sát cơ cấu cam cần đẩy trùng tâm ............................................................. 16 
3.2.1. Phân tích động học cơ cấu cam ................................................................... 16 
Chƣơng 4. CƠ CẤU BÁNH RĂNG ............................................................................. 23 
4.1. Khái niệm về cơ cấu bánh răng .......................................................................... 23 
4.2. Truyền động của bánh răng ........................................................................... 27 
Chƣơng 5. CÁC LOẠI MỐI GHÉP .............................................................................. 37 
ii 
5.1. Các loại đinh tán và mối ghép đinh tán .............................................................. 37 
5.1.1. Đinh tán: ...................................................................................................... 37 
1-Đối với kim loại màu được lấy như sau: .................................................................... 40 
5.2. Mối ghép hàn ...................................................................................................... 42 
5.2.1. Phân loại mối ghép hàn: .............................................................................. 42 
5.2.2. Tính toán độ bền cho mối ghép .................................................................. 45 
5.3. Mối ghép ren ....................................................................................................... 49 
5.4. Mối ghép bằng then và then hoa......................................................................... 56 
5.4.1. Ƣu, nhƣợc điểm của mối ghép then: ........................................................... 56 
5.4.2. Cấu tạo các loại then: Có thể chia then làm 2 loại lớn: ............................... 56 
5.4.3. Tính toán mối ghép bằng then: .................................................................... 61 
CÂU HỎI ÔN TẬP ....................................................................................................... 65 
Chƣơng 6. TRUYỀN ĐỘNG ĐAI .......................................................................... 67 
6.1. Khái niệm chung ................................................................................................. 67 
6.1.1. Giới thiệu truyền động đai ........................................................................... 67 
6.1.2. Các loại đai và kết cấu bánh đai .................................................................. 67 
6.1.4. Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng ......................................................... 70 
6.1.5. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền đai ....................................... 71 
6.2. Cơ học truyền động đai ...................................................................................... 74 
6.2.1. Vận tốc và tỉ số truyền ................................................................................. 74 
6.2.2. Lực tác dụng trong truyền động đai ............................................................ 74 
6.2.3. Ứng suất trong đai ....................................................................................... 75 
6.2.4. Hiện tƣợng trƣợt trong truyền động đai ...................................................... 76 
6.2.5. Khả năng kéo, đƣờng cong trƣợt và đƣờng cong hiệu suất ......................... 77 
6.3. Tính toán truyền động đai ................................................................................... 79 
6.3.1. Phƣơng pháp tính toán ................................................................................. 79 
6.4. Trình tự thiết kế truyền động đai ........................................................................ 82 
6.4.1. Trình tự thiết kế truyền động đai dẹt ........................................................... 82 
iii 
6.4.2. Trình tự thiết kế bộ truyền đai thang: .......................................................... 84 
Chƣơng 7. TRUYỀN ĐỘNG VÍT-ĐAI ỐC ............................................................ 92 
7.1. Khái niệm chung ................................................................................................. 92 
7.1.1. Giới thiệu bộ truyền vít – đai ốc .................................................................. 92 
7.1.2. Phân loại bộ truyền vít đai ốc: ..................................................................... 94 
7.1.3. Các thông số chủ yếu của bộ truyền vít đai ốc: ........................................... 97 
7.2. Tính toán truyền động vít đai ốc......................................................................... 98 
7.2.1. Các dạng hỏng chủ yếu và chỉ tiêu tính toán ............................................... 98 
7.2.2. Tính bộ truyền vít đai ốc theo độ bền mòn: ................................................ 98 
7.2.3. Tính bộ truyền vít đai ốc về độ bền ............................................................. 99 
7.2.4. Tính bộ truyền vít đai ốc theo điều kiện ổn định....................................... 100 
7.3. Trình tự thiết kế truyền động vít-đai ốc ............................................................ 101 
Chƣơng 8. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH ...................................................................... 102 
8.1. khái niệm chung ............................................................................................... 102 
8.1.1. Nguyên lý làm việc và cấu tạo của bộ truyền xích:................................... 102 
8.1.2. Ƣu, nhƣợc điểm: ........................................................................................ 103 
8.2. Bộ truyền xích .................................................................................................. 103 
8.2.1. Các loại xích truyền động: ......................................................................... 103 
8.3. Những thông số chính của bộ truyền ................................................................ 106 
8.3.1. Bƣớc xích : t (mm) .................................................................................... 106 
8.3.2. Đƣờng kính đĩa xích : d (mm) ................................................................... 106 
8.3.3. Số răng đĩa xích Z (răng): .......................................................................... 107 
8.3.4. Khoảng cách trục A (mm): ........................................................................ 108 
8.3.5. Số mắt xích X: ........................................................................................... 109 
8.4. Tính toán truyền động xích ......................................................................... 109 
8.4.1. Các dạng hỏng: .......................................................................................... 109 
8.4.2. Tính xích theo áp suất cho phép : .............................................................. 109 
8.4.3. Kiểm nghiệm số lần va đập của mắt xích trong 1 giây: ............................ 112 
iv 
8.4.5. Cơ học truyền động xích: .......................................................................... 114 
8.4.6. Tải trọng động Fđ (N): ............................................................................... 115 
8.5. Trình tự thiết kế bộ truyền xích ........................................................................ 115 
Chƣơng 9. TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG ........................................................ 121 
9.1. Khái niệm chung ............................................................................................... 121 
9.1.1. Nguyên lí làm việc: ................................................................................... 121 
9.1.2. Phân loại: ................................................................................................... 121 
9.1.3. Ƣu – nhƣợc điểm: ...................................................................................... 122 
9.1.4. Phạm vi ứng dụng: ..................................................................................... 123 
9.1.5. Độ chính xác ăn khớp: ............................................................................... 123 
9.1.6. Kết cấu bánh răng: ..................................................................................... 123 
9.2. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán ................................................................. 124 
9.2.1. Gãy răng: ................................................................................................... 124 
9.2.2. Tróc vì mỏi bề mặt răng: ........................................................................... 125 
9.2.3. Mòn mặt răng: hình 9.4b ........................................................................... 125 
9.2.4. Dính răng: hình 9.4c .................................................................................. 125 
9.2.5. Biến dạng dẻo bề mặt răng: ....................................................................... 125 
9.2.6. Bong bề mặt răng: ..................................................................................... 126 
9.3. Vật liệu bánh răng - ứng suất cho phép ............................................................ 126 
9.3.1.Vật liệu: ...................................................................................................... 126 
9.3.2. Ứng suất cho phép: .................................................................................... 126 
9.4. Tính toán bộ truyền bánh răng .......................................................................... 126 
9.4.1. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: .......................................................... 126 
9.4.4. Tính theo sức bền uốn: .............................................................................. 133 
9.4.5. Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng: ...................................................... 136 
9.4.6. Truyền động bánh răng nón: ..................................................................... 141 
9.5. Trình tự thiết kế bộ truyền bánh răng: .............................................................. 148 
Chƣơng 10. TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT .............................................................. 150 
v 
10.1. Khái niệm chung ............................................................................................ 150 
10.1.1. Nguyên lý làm việc và cấu tạo: ............................................................... 150 
10.1.2. Phân loại: ................................................................................................. 151 
10.1.3. Ƣu-nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng: ................................................... 152 
10.1.4. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền trục vít Acsimét: ............. 152 
10.2. Cơ học truyền động trục vít ............................................................................ 154 
10.2.1. Tỷ số truyền và vận tốc vòng: ................................................................. 154 
10.2.2. Lực tác dụng Fr (N): ................................................................................. 156 
10.2.3. Tải trọng tính: .......................................................................................... 157 
10.3. Tính toán truyền động trục vít ....................................................................... 157 
10.3.1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán: ....................................................... 157 
10.3.2. Tính sức bền tiếp xúc: ............................................................................. 158 
10.3.3. Tính sức bền uốn: .................................................................................... 159 
10.3.4. Tính nhiệt bộ truyền trục vít: ................................................................... 160 
10.4. Vật liệu và ứng suất cho phép ....................................................................... 161 
10.4.1.Vật liệu: .................................................................................................... 161 
10.4.2. Ứng suất cho thép: ................................................................................... 161 
10.5.Trình tự thiết kế bộ truyền trục vít .................................................................. 161 
Chƣơng 11. TRỤC................................................................................................. 162 
11.1. Khái niệm chung ............................................................................................. 162 
11.1.1. Giới thiệu về trục ..................................................................................... 162 
11.1.2. Phân loại trục ........................................................................................... 162 
11.1.3. Kết cấu và vật liệu trục ............................................................................ 163 
11.2.1. ... = 1,2 . 10
6
 Pa= 1,2 .10
6
 N/m
2
= 1,2 N/mm
2 
88 
 Z: số đai cần thiết (đai) 
 S1: diện tích tiết diện 1 đai (mm
2
) 
6.4.3. Ví dụ: 
Thiết kế bộ truyền đai thang truyền dẫn từ động cơ điện đến hộp giảm tốc theo 
các số liệu sau (với trường hợp có căng đai): 
- Công suất: N1 = 5,5 kW. 
- Số vòng quay của trục dẫn: n1 = 1.440 vòng/phút 
- Số vòng quay của trục bị dẫn: n2 = 550 vòng/phút. 
- Sai số cho phép: 5 %. 
- Tải trọng làm việc: ổn định. 
- Bộ truyền làm việc: 1 ca. 
Giải: 
1. Chọn loại đai (tiết diện dây đai): 
Tính mômen xoắn trên trục dẫn: T1 = 9550.
1440
5,5
 = 36,476 N.m 
Tra bảng (6-2a) ta chọn 2 phƣơng án: đai thang A(1) hoặc đai thang hẹp YO(2). 
Ở bài toán này ta chỉ tính cho phương án 1. 
2. Định đƣờng kính bánh đai : 
- Đƣờng kính bánh đai nhỏ d1: d1 1,2 d1 min 
d1 min tra bảng (6-2a) ta đƣợc d1 min = 90 mm , d1 1,2 . 90 = 108 mm. 
Lấy d1 = 110 mm. 
- Đƣờng kính bánh đai lớn d2: d2 = d1. i(1- )= 110.
550
1440
 = 288. 
Lấy d2 = 280 mm 
- Kiểm nghiệm lại số vòng quay thực n’2 của bánh đai lớn: 
n’2 = (1 - ) n1. 
2
1
d
d
 = 1440.
280
110
 = 566 vg/phút 
Sai số vòng quay: 
550
550566 
% = 2,9 % (< 5%) 
- Vận tốc của đai: v = 
1000.60
11nd (m/s) = 
1000.60
1440.110.14,3
= 8,3 m/s 
3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục A: 
89 
- Chọn theo bảng (6-4), theo tỉ số truyền i = 2,6 thì A/d1 = 2,8; nên: 
A = 2,8 d1 = 2,8 x 110 = 308 mm 
- A thỏa mãn điều kiện: 
2 (d1 + d2) A 0,55 (d1 + d2) + h (h tra bảng 6-1) 
2(110 + 280) A 0,55 (110 + 280) + 8 
780 A 222,5 
4. Tính chiều dài L: 
- Theo công thức: L 2A + 
A
dddd
42
)(
2
1212 
 L = 2.308 + 
2
)110280(14,3 
 + 
308.4
)110280( 2 
= 1251,8 mm 
Chọn L = 1250 mm (theo tiêu chuẩn) 
5. Xác định chính xác khoảng cách trục A: 
- Xác định A theo L tiêu chuẩn theo công thức: 
A = 
4
1
 L - 
2
)( 12 dd + 212
2
12 )(2
2
)(
dd
dd
L 
= 
4
1
= 307 mm 
6. Tính góc ôm 1 : 
- Theo công thức: 1 180
o
 - o
A
dd
57.12
 = 180
0
 - 
307
110280 
 .57
0
 = 148
0
Vậy thoả mãn điều kiện: 1 > 120
0
7. Xác định số dây đai cần thiết Z: Z 
 N
KN d. 
và  N = (N0.C .CL + 
9550
1nT ) = (1,7.0,914.1 + )
9550
1440.2,1
= 1,77 
N0: tra hình (6-15) ta có: N0 = 1,7 
C = 0,914 (tra bảng 6-5) 
CL = 1 : (tra bảng 6-6) 
1T = 1,2 (tra bảng 6-7)- số gia mômen xoắn 
Kđ = 1 (tra bảng 6-2) 
 


 2
2
)110280(2
2
)110280(14,3
1250
2
)110280(14,3
1250
90 
 Z 
 77,1
1.5,5
 = 3,1. Vậy lấy Z = 4 
8. Tính chiều rộng bánh đai B: 
- Theo công thức: B = (Z – 1)t + 2s 
Tra bảng (6-8), t = 15 mm, s = 10, B = (4 – 1).15 + 2.10 = 65 mm 
9. Tính lực tác dụng trục: Fr = 2F0 Z sin (α1/2) 
Trong đó: Fo = 0 . S1 = 1,2.81 = 97,2 N 
 0 = 1,2 MPa = 1,2x10
6
 N/m
2
 = 1,2 N/mm
2 
 Z = 4; A1=S1 = 81 mm
2
 (tra bảng 6.1 theo A1 hoặc tính toán) 
Fr = 2F0 Z sin (α1/2) = 2 x 97,2 x 4 x sin 75
0
 = 747 N 
Ta có bảng kết quả: 
TT THÔNG SỐ Kí hiệu Đai A Đai YO 
1 d1 1,2 d1 min d1 (mm) 110 80 
2 d2 = d1. i(1- ) d2 (mm) 280 200 
3 
n’2 = (1 - ) n1. 
2
1
d
d
n’2 
(vg/ph) 
566 576 
4 
v = 
1000.60
11nd 
v (m/s) 8,3 6 
5 Asb=2,8.d1 Asb (mm) 308 224 
6 
L 2A + 
A
dddd
42
)(
2
1212 
L (mm) 1250 900 
7 
Acx = 
4
1
 L - 
2
)( 12 dd + 
2
12
2
12 )(2
2
)(
dd
dd
L 
Acx (mm) 307 222 
8 
Z 
 N
KN d. 
Z (đai) 4 4 
9 B = (Z – 1)t + 2.s B (mm) 65 52 
10 Fr = 2F0 Z sin (α1/2) Fr (N) 747 520 
Kết luận: So sánh 2 phƣơng án ta thấy phƣơng án 2 (đai YO) có cùng số dây đai 
nhƣng kích thƣớc nhỏ gọn và lực tác dụng lên trục bánh đai nhỏ hơn so với phƣơng án 
1 (đai A). 
91 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Định nghĩa truyền động đai? Trình bày nguyên lý làm việc (cấu tạo)- vẽ hình-
phân loại và các phƣơng pháp điều chỉnh sức căng đai? 
2. Trình bày các thông số hình học chính của bộ truyền đai? 
3. Tính toán lực tác dụng và ứng suất trong bộ truyền đai? 
4. Trình bày sự trƣợt của đai? 
5. Các phƣơng pháp tính toán truyền động đai? 
6. Phân tích lực tác dụng lên trục bánh đai? Nêu ra các loại ứng suất trong đai? 
7. Vẽ đồ thị đƣờng cong trƣợt và đƣờng cong hiệu suất trong truyền động đai? 
Qua đồ thị đó có nhận xét gì (nêu ngắn gọn)? 
8. Nêu ƣu-nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền đai? 
92 
Chƣơng 7. TRUYỀN ĐỘNG VÍT-ĐAI ỐC 
7.1. Khái niệm chung 
7.1.1. Giới thiệu bộ truyền vít – đai ốc 
Bộ truyền vít – đai ốc dùng để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động 
tịnh tiến nhờ sự tiếp xúc và đẩy nhau của ren vít và ren đai ốc. 
Bao gồm hai bộ phận chính: vít (1) có ren ngoài, đai ốc (2) có ren trong (hình 7.1). 
Tùy theo yêu cầu về bố trí kết cấu và sử dụng có thể có các phƣơng án phối hợp 
chuyển động của vít và đai ốc nhƣ sau: 
Hình 7.2 Cơ cấu chạy dao trên máy tiện 
+ Vít quay, đai ốc tịnh tiến 
93 
Ví dụ 1: Vít chạy dao trong máy tiện trên hình máy tiện trên hình 7.2: hai đầu vít 
1 đƣợc đặt trên hai gối đỡ, đai ốc gắn cứng với bàn chạy dao, bàn chạy dao nối với 
thân máy bằng khớp trƣợt (dùng ống trƣợt hay rãnh trƣợt); khi quay vít 1, đai ốc gắn 
với bàn chạy dao sẽ chuyển động tịnh tiến so với thân máy. 
+ Vít vừa quay vừa tịnh tiến, đai ốc cố định. 
Ví dụ 2: Cơ cấu máy ép, cơ cấu kích vít (hình 7.3a). 
+ Đai ốc quay, vít tịnh tiến. 
Ví dụ 3: Cơ cấu kích vít trên hình 7.3b và hình 7.3c. Trên hình 7.3b bánh răng 
nón 3 gắn cố định với đai ốc 2 và nối với thân máy bằng khớp quay, do đó khi quay 
bánh răng 3, đai ốc sẽ quay , còn vít sẽ tịnh tiến. Trên hình 7.3c thay vì dùng bộ bánh 
răng nón, dùng bộ truyền trục vít. 
a) b) c) 
Hình 7.3 Cơ cấu kích vít 
 Ƣu điểm 
 + Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, gọn. 
 + Khả năng tải cao, làm việc tin cậy. 
 + Làm việc êm, không ồn. 
 + Tạo đƣợc lực dọc trục rất lớn (gấp hàng trăm lần lực vòng làm quay vít). 
94 
 + Có thể thực hiện các di chuyển chậm và chính xác. 
 Nhƣợc điểm 
 + Hiệu suất thấp do ma sát trên ren. 
 + Ren bị mòn nhanh do ma sát lớn. 
 Phạm vi sử dụng 
 Sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhằm tạo lực lớn nhƣ kích vít, vít ép; 
trong các cơ cấu yêu cầu chuyển vị chính xác (cơ cấu chạy dao trong máy cắt, các 
dụng cụ đo, các thiết bị định vị và điều chỉnh) 
7.1.2. Phân loại bộ truyền vít đai ốc: 
 Tùy theo hình dạng ren trong tiết diện dọc trục đƣợc sử dụng, bộ truyền vít đai 
ốc đƣợc chia thành các loại: 
- Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình thang (hình 7.4a): có độ bền khá cao, dễ gia 
công, tiếp nhận đƣợc tải trọng dọc trục lớn, thƣờng dùng trong các cơ cấu truyền lực 
hai chiều. 
 Trong các vít tải, để tạo lực dọc trục lớn, thƣờng dùng ren hình thang bƣớc lớn. 
Trong vít me của cơ cấu chạy dao tiện, để giảm ma sát, tăng hiệu suất truyền động, 
thƣờng dùng ren nhiều đầu mối. Để khử khe hở do mòn, đai ốc của vít me thƣờng gồm 
hai nửa (đai ốc hai nửa, đai ốc ghép – hình 7.5a). 
- Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình răng cƣa (hình 7.4b): hiệu suất truyền động 
tƣơng đối cao, dùng trong các bộ truyền chịu lực theo một chiều nhất định (vít của 
máy ép, vít của cơ cấu kích vít,). 
 Đối với cơ cấu kích vít, để dễ tự hãm, thƣờng dùng ren một đầu mối (có góc vít 
 bé). 
- Bộ truyền vít đai ốc dùng ren hình vuông (hình 7.4c): hiệu suất truyền động 
rất cao nhƣng ren vuông khó chế tạo, khi mòn tạo thành khe hở dọc trục khó khắc 
phục, do đó hiện nay ít dùng. 
- Bộ truyền vít đai ốc dùng ren tam giác (hình 7.4d): để thực hiện các dịch 
chuyển chính xác, không quan tâm đến hiệu suất truyền động. 
95 
 Để thực hiện dịch chuyển chính xác, dùng ren bƣớc nhỏ. Để đảm bảo cho bộ 
truyền không có khe hở, dùng đai ốc kép (hình 7.5b). 
Hình 7.4b Ren răng cưa Hình 7.4a Ren hình thang 
Hình 7.4c Ren hình vuông Hình 7.4d Ren tam giác 
Hình 7.5a Đai ốc hai nửa Hình 7.5b Đai ốc kép 
+ Ngoài ra, để giảm ma sát, do đó giảm đƣợc độ mòn của vít và tăng hiệu suất 
truyền động, đồng thời có thể nâng cao độ chính xác của chuyển động, gần đây sử 
dụng rộng rãi bộ truyền vít đai ốc bi. 
Kết cấu bộ truyền vít đai ốc bi nhƣ trên hình 7.6a và 7.6b. Giữa các rãnh của đai 
ốc (1) và vít (2) có đặt viên bi (3), nhờ đó ma sát trƣợt giữa ren vít và ren đai ốc biến 
96 
thành ma sát lăn giữa các viên bi với ren vít và ren đai ốc. Để đảm bảo ma sát lăn hoàn 
toàn, bi cần phải chuyển động liên tục nhờ máng (4) để dẫn bi từ rãnh cuối của đai ốc 
về rãnh đầu (còn gọi là rãnh hồi bi). 
Để khử khe hở giữa vít và đai ốc hình thành trong quá trình truyền lực, ngƣời ta 
dùng đai ốc kép (hình 7.6c) bao gồm hai đai ốc (1) và (2), ở giữa đặt vòng căng (3) có 
bề mặt đƣợc đánh bóng với chiều dày nhất định để tạo nên lực căng sơ bộ khử khe hở 
giữa đai ốc và bi. Nhờ vòng căng, các rãnh của hai đai ốc tỳ sát vào bề mặt viên bi và 
do đó khe hở bị triệt tiêu (hình 7.6c và 7.6d). 
Hình 7.6a,b Vít me – đai ốc bi 
Hình 7.6c,d Điều chỉnh khe hở trong cơ cấu vít –đai ốc bi 
So với cơ cấu vít – đai ốc thƣờng, cơ cấu vít – đai ốc bi có hiệu suất cao hơn (do 
giảm đƣợc ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc, hiệu suất có thể đạt 0,9 0,95) và có thể 
97 
đảm bảo chuyển động ổn định ở vận tốc nhỏ; ít bị nung nóng; độ chính xác cao hơn. 
Nhƣợc điểm là độ cứng vững thấp hơn, hành trình ngắn hơn và bôi trơn thƣờng khó 
thực hiện. 
7.1.3. Các thông số chủ yếu của bộ truyền vít đai ốc: 
 1. Các thông số của ren 
+ Đƣờng kính ngoài (đƣờng kính danh nghĩa) của ren vít d, của ren đai ốc D. 
+ Đƣờng kính trong của ren vít d1, của ren đai ốc D1. 
Đƣờng kính trung bình của ren vít: 1
2
2
d d
d
 , của ren đai ốc: 12
2
D D
D
 + Bƣớc ren: p 
 Bƣớc ren có hai loại: bƣớc nhỏ và bƣớc lớn. 
 + Bƣớc xoắn vít px (bƣớc của đƣờng xoắn ốc). 
 + Số mối ren của vít: n 
 Với ren một đầu mối: px = p; Với ren n đầu mối: px= np 
Hình 7.7 Các thông số của ren 
 + Góc vít  (góc nâng của đƣờng xoắn ốc trên mặt trụ trung bình). 
Ta có: 
2 2
xp nptg
d d

 (7.1) 
 + Góc prôfin ren (góc tiết diện ren): 
 + Chiều cao làm việc của ren: h 
98 
 2. Các thông số khác 
+ Chiều cao của đai ốc H 
+ Số vòng ren của đai ốc x 
+ Khoảng dịch chuyển cần thiết l0 của vít hay của đai ốc ( chiều cao nâng trong 
kích vít, hành trình bàn chạy dao trong cơ cấu chạy dao) 
+ Chiều dài lr của phần gia công ren trên vít, lr phụ thuộc vào khoảng dịch 
chuyển cần thiết l0 của vít hay đai ốc. Với kích vít thƣờng lấy: lr=(810)d. 
+ Khoảng cách giữa hai gối đỡ vít: l 
+ đƣờng kính ngoài cùng của đai ốc De thƣờng chọn bằng: De=((33,5)d. 
+ Tỷ số 
2 2
xpds np
d 
 cho biết chuyển vị của một trong hai chi tiết so với góc 
quay của chi tiết kia 
7.2. Tính toán truyền động vít đai ốc 
7.2.1. Các dạng hỏng chủ yếu và chỉ tiêu tính toán 
 Dạng hỏng chủ yếu là mòn mặt ren, cần tính toán toàn bộ truyền theo độ bền 
mòn theo điều kiện: p0 ≤ [p0] trong đó: p0: áp suất trên mặt ren, [p0]: áp suất cho phép. 
 Muốn giảm mòn cần chọn vật liệu thích hợp và bôi trơn tốt. 
 Ngoài ra, các vít chịu lực lớn có thể gãy hỏng do không đủ độ bền, cần kiểm 
nghiệm vít về độ bền. Với các vít dài và chịu nén, có thể bị uốn dọc và không ổn định 
do đó cần kiểm nghiệm vít về ổn định (tính về uốn dọc). 
7.2.2. Tính bộ truyền vít đai ốc theo độ bền mòn: 
 Áp suất sinh ra trên bề mặt tiếp xúc giữa ren vít và đai ốc phải thỏa mãn điều 
kiện:  0 0
2
aFp p
d hx 
 Fa: lực dọc trục (N), d2: đƣờng kính trung bình của vít (mm), h: chiều cao làm 
việc của ren (mm), x: số vòng ren trên đai ốc. 
 Ta có: h= ψh.p với p là bƣớc ren 
 Với ren thang, hệ số ψh=0,5; ren răng cƣa ψh=0,75; ren tam giác ψh=0,54; 
99 
 Và 
H
x
p
 với H: chiều cao đai ốc. 
Suy ra:  0 0
2
a
h
F
p p
d H 
Đặt H = ψh.d2 
Hệ số ψh=1,2 2,5 đối với đai ốc nguyên và ψh = 2,5 3,5 đối với đai ốc ghép. 
Suy ra : 
 2 0
a
h H
F
d
p  
 (7.2) 
Lấy d2 theo giá trị tiêu chuẩn. Tra tiêu chuẩn cho các thông số khác của vít nhƣ d, 
d1, p. 
Áp suất cho phép:  0 11 13p MPa  đối với vít bằng thép tôi – đai ốc bằng đồng 
thanh;  0 8 10p MPa  đối với thép không tôi – đồng thanh;  0 4 6p MPa  đối với 
thép không tôi – gang. 
7.2.3. Tính bộ truyền vít đai ốc về độ bền 
Khi làm việc, vít vừa chịu kéo (hoặc nén) vừa chịu xoắn, ta có điều kiện bền: 
  2 23td    (7.3) 
 (theo lý thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng – lý thuyết bền thứ 4) 
Trong đó: σ: là ứng suất kéo đo lực dọc trục Fa: 2
1
4 aF
d

 τ: là ứng suất xoắn đo momen xoắn T (momen làm quay vít hay đai ốc): 
3
0 1
16
W
T T
d

 d1: đƣờng kính trong của ren vít 
 W0: momen chống xoắn của vít 
 [σ]: ứng suất cho phép:   ch
s

 
 Σch: giới hạn chảy của vật liệu; s: hệ số an toàn, có thể lấy :s = 3. 
100 
7.2.4. Tính bộ truyền vít đai ốc theo điều kiện ổn định 
 Để vít không bị hỏng do uốn dọc, lực nén phải thỏa mãn điều kiện ổn định Euler: 
 th
a
F
F
s
 (7.4) 
 Với Fa lực dọc trục; Fth: tải trong tới hạn; s: hệ số an toàn về ổn định s=2,5 4. 
 Tải trọng tới hạn Fth đƣợc xác định dựa trên độ mềm λ của vít: 
l
i

 
Trong đó: + μ: hệ số phụ thuộc vào phƣơng pháp cố định hai đầu vít. 
 + l: chiều dài tính toán của vít. 
 μ = 1: Khi hai đầu vít đặt trên ổ trục có chều dài ổ B≤2d0 với d0: đƣờng kính ổ 
 μ = 2: Khi một đầu bị ngàm, một đầu tự do. 
 μ = 0,7: Khi một đầu bị ngàm, một đầu đặt trên ổ trục có chiều dài ổ B≤2d0 
 μ = 0,5: Khi cả hai đầu bị ngàm. 
 Lƣu ý nếu dùng đai ốc làm gối đỡ thứ hai, coi nhƣ vít bị ngàm một đầu. 
 Với vít hai gối đỡ thì chiều dài tính toán l là khoảng cách giữa hai gối đỡ. Với 
vít một gối đỡ thì chiều dài tính toán l là khoảng cách từ giữa chiều cao đai ốc đến gối 
đỡ. 
 Khi λ≥100: 
2
2
EJ
thF
l

 (công thức Euler). 
4
1
64
d
J
 : momen quán tính của tiết diện vít; E:moddun đàn hồi của vít. 
 Khi 60<λ<100: Fth đƣợc tính theo công thức thực nghiệm: Fth=0,25πd1
2
(a-
bλ) 
 a và b hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào vật liệu vít: 
 Với thép 45: a=450; b=1,67 
 Với thép: a=473; b=1,87 
101 
 Khi λ≤60: không cần kiểm nghiệm về ổn định. 
7.3. Trình tự thiết kế truyền động vít-đai ốc 
- Số liệu cho trƣớc 
 Trị số của tải trọng dọc trục Fa của vít, khoảng dịch chuyển cần thiết l0 của vít 
hay đai ốc, công dụng và điều kiện làm việc của bộ truyền. 
- Trình tự thiết kế 
1. Chọn vật liệu vít và đai ốc (dựa trên công dụng của bộ truyền) 
2. Xác định áp suất cho phép [p0], ứng suất cho phép [σ] (nếu cần kiểm nghiệm 
về độ bền) 
3. Chọn prôfin ren (dựa trên trị số và chiều của lực dọc trục Fa). Xác định ψh. 
Chọn kết cấu đai ốc dựa trên công dụng của bộ truyền (đai ốc nguyên, đai ốc hai nửa, 
đai ốc kép), xác định ψh. 
4. Xác định đƣờng kính trung bình d2 của vít treo điều kiện bền mòn (7.2). Chọn 
d2 theo tiêu chuẩn. Dựa trên d2, tra tiêu chuẩn, xác định các thông số khác của vít nhƣ 
d, d1. Dựa vào công dụng bộ truyền, yêu cầu tự hãm hay không để chọn số mối ren n, 
bƣớc ren p, xác định góc vít γ theo biểu thức (7.1) và chiều dài phần gia công ren lr của 
vít. 
5. Xác định chiều cao H và số vòng ren x của đai ốc: H =ψhd2, 
H
x
p
 . 
6. Kiểm nghiệm bộ bền của vít theo điều kiện (7.3) (với các vít chịu tải lớn). 
7. Kiểm nghiệm vít để điều kiện ổn định theo điều kiện (7.4) (với các vít dài và 
chịu nén). 
CAÂU HOÛI OÂN TAÄP 
1. Trình bày công dụng, ƣu nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền vít –
đai ốc. 
2. Những loại ren nào thƣờng dùng trong bộ truyền vít – đai ốc? Ƣu nhƣợc điểm 
của mỗi loại?