So với cơ cấu truyền động trục vít hình trụ đơn giản, thiết kế trục vít hình cầu (hoặc có họng) làm tăng đáng kể diện tích tiếp xúc giữa trục vít và các răng của bánh răng truyền động, và vì lý do đó, giúp tăng khả năng chịu tải và các thông số hiệu suất khác của cơ cấu truyền động trục vít. Ngoài ra, theo ý kiến cá nhân của chúng tôi, trục vít có họng trông thẩm mỹ hơn nhiều. Tuy nhiên, việc thiết kế trục vít có họng khá phức tạp, và việc thiết kế bánh răng truyền động phù hợp thậm chí còn khó hơn.
Hầu hết các bánh răng trong thực tế đều sử dụng răng cong theo một phương pháp nhất định. Các cạnh của mỗi răng là các đoạn của đường cong involute. Đường cong involute có thể được xác định hoàn toàn bằng một tham số duy nhất, đó là đường kính của đường tròn cơ sở mà nó xuất phát từ đó. Đường cong involute được mô tả tham số bằng một cặp phương trình toán học đơn giản. Đặc điểm tuyệt vời của hệ thống bánh răng dựa trên đường cong involute là nó duy trì áp lực giữa các răng ăn khớp không đổi. Điều này giúp giảm rung động và tiếng ồn trong các hệ thống bánh răng thực tế.
Bánh răng côn là loại bánh răng có trục giao nhau. Các bánh răng trong hệ truyền động bánh răng côn thường được gắn trên các trục giao nhau ở góc 90°, nhưng cũng có thể được thiết kế để hoạt động ở các góc khác nhau.
Lợi ích của giun hình cầu Cơ cấu truyền động mà tất cả các răng của trục vít đều ăn khớp với nhau là điều đã được biết đến rộng rãi. Lợi ích chính của cơ cấu truyền động trục vít xoắn ốc là sự đơn giản trong sản xuất. Bài báo này trình bày một sự phát triển mới về cơ cấu truyền động, cố gắng kết hợp hai đặc điểm này trong một cơ cấu truyền động trục vít mới. Giải pháp này, tương tự như sự phát triển của trục vít xoắn ốc, sử dụng thiết bị tiện thay vì thiết bị răng đặc biệt của trục vít hình cầu, tuy nhiên đường đi của lưỡi cắt không song song với trục của trục vít mà nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Kết quả là một bề mặt quay hyperbol rất gần với dạng đồng hồ cát của trục vít hình cầu. Bánh răng trục vít sau đó được tạo ra bởi trục vít gần hình cầu này. Bài báo giới thiệu các bố trí hình học của phương pháp chế tạo trục vít mới, sau đó nghiên cứu các đặc tính ăn khớp của các cơ cấu truyền động như vậy đối với các biên dạng trục vít khác nhau. Các biên dạng được xem xét là hình tròn và hình elip. Các đường cong ăn khớp được tạo ra và so sánh. Để mô phỏng bộ truyền động mới và thực hiện phân tích ăn khớp, phần mềm Surface Constructor 3D surface area generator và action simulator đã được sử dụng.
Việc tăng hiệu quả cắt răng trong các bánh răng trục vít hình cầu là rất quan trọng. Một phương pháp đầy triển vọng ở đây là gia công quay bề mặt ren của trục vít hình cầu bằng thiết bị đa dao cắt. Một thuật toán cho thí nghiệm số về việc tạo hình bề mặt ren bằng gia công quay có thể được đề xuất và triển khai dưới dạng chương trình Matlab. Kết quả thí nghiệm được trình bày.
Bài viết này cung cấp câu trả lời cho các câu hỏi sau, cùng với một số câu hỏi khác:
Các hệ thống truyền động trục vít được thiết kế như thế nào?
Có những loại trục vít và bánh răng trục vít nào?
Tỷ số truyền của bánh răng trục vít được xác định như thế nào?
Khóa tự động tĩnh và động là gì và nó có thể được sử dụng ở đâu?
Mối liên hệ giữa khả năng tự khóa và hiệu quả là gì?
Việc sử dụng sâu máy tính đa khởi tạo mang lại những lợi ích gì?
Tại sao các bộ truyền động trục vít tự khóa lại không dừng lại ngay lập tức sau khi tắt máy, nếu có những khối lượng lớn được di chuyển cùng với chúng?
Một thiết kế đặc biệt của bánh răng trong bộ máy có thể là loại bánh răng trục vít. Trong trường hợp này, răng của bánh răng quấn quanh trục vít giống như ren của một con vít. Bánh răng ăn khớp với trục vít được gọi là bánh răng trục vít. Một hộp số như vậy, bao gồm trục vít và bánh răng trục vít, thường được gọi là bộ truyền động trục vít.
Trục vít có thể được xem như một trường hợp đặc biệt của bánh răng xoắn ốc. Hãy tưởng tượng chỉ có 1 răng trên một thiết bị xoắn ốc. Bây giờ hãy tăng góc xoắn (góc bước xoắn) lên rất nhiều sao cho răng đó quấn quanh thiết bị nhiều lần. Kết quả thu được sẽ được coi là một trục vít "một răng".
Giờ đây, người ta có thể giả định rằng thay vì một răng, sẽ có hai hoặc nhiều răng được quấn quanh thiết bị hình trụ. Điều này sau đó sẽ phù hợp.
Giun “hai răng” (giun chỉ hai ngạnh) hoặc giun “nhiều răng” (giun chỉ nhiều ngạnh).
Số lượng răng của giun được gọi là số răng mọc. Tương ứng, người ta nói đến giun một răng mọc, giun hai răng mọc hoặc giun nhiều răng mọc. Nói chung, chủ yếu sản xuất giun một răng mọc, nhưng trong trường hợp đặc biệt, số răng mọc cũng có thể lên đến bốn.
Có thể thấy rõ mối tương quan giữa số vòng xoắn của trục vít và số răng của bánh răng từ hình ảnh động bên dưới về một cơ cấu truyền động trục vít đơn lẻ. Với một vòng quay, ren trục vít đẩy thẳng về phía trước một bước. Như vậy, cơ cấu trục vít được dịch chuyển một răng. So với bánh răng, trong trường hợp này, trục vít thực tế hoạt động như thể nó chỉ có một răng xung quanh chu vi của nó.
Tuy nhiên, với một vòng quay của trục vít hai ngạnh, mỗi ngạnh sẽ di chuyển thêm một răng. Tổng cộng, hai răng của bánh răng trục vít có thể đã di chuyển. Trong trường hợp đó, cả hai ngạnh trục vít sẽ hoạt động giống như một bánh răng hai răng.