Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Chương 4 BỘ TRUYỀN ĐAI

1. Khái niệm chung

Đai thang Đai răng Đai dẹt

Công dụng: bộ truyền đai truyền chuyển động và mômen xoắn giữa 2 trục khá xa nhau

Phân loại theo vật liệu chế tạo dây đai: Đai vải cao su, đai vải, đai da, đai len

1

Phân loại theo hình dáng mặt cắt dây đai: đai dẹt, đai thang, đai tròn, đai lược

Phân loại theo nguyên lý làm việc: theo nguyên lý ma sát, theo nguyên lý ăn khớp (đai răng)

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Ưu điểm:

• Truyền chuyển động cho 2 trục xa nhau (<15m)

• Truyền động êm nên phù hợp với vận tốc cao

• Có tính giảm chấn

• Có khả năng ngăn ngừa quá tải

• Kết cấu và vận hành đơn giản

Nhược điểm:

• Kích thước cồng kềnh

• Tỉ số truyền không ổn định

• Lực tác động lên trục lớn

• Tuổi thọ thấp

2

Ngày nay đai thang sử dụng phổ biến nhất do có hệ số ma sát qui đổi lớn

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Các kiểu truyền động đai dẹt

• Truyền động bình thường

• Truyền động chéo

• Truyền động nữa chéo

3

• Truyền động vuông góc

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Các phương pháp căng đai

Định kỳ điều chỉnh lực căng: dùng vít căng đai

4

Tự động điều chỉnh lực căng: dùng lò xo

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

2. Vật liệu và kết cấu đai

• Vật liệu:

Đai dẹt: Vải cao su, vải, da, len (Bảng 4.1 trang 125)

Đai thang: vải cao su (Bảng 4.3 trang 128)

• Chiều dài dây đai L của đai thang theo tiêu chuẩn trang 128

5

•Kết cấu bánh đai:

Đai dẹt Đai thang

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

6

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Chi Chi titiếếtt mmááyy

3. Thông số hình học

d

2

1

−= πα

1

− a

Góc ôm trên bánh dẫn (rad) d

d

2

1

180

57

−

=α 1

− a

Góc ôm trên bánh dẫn (độ) d

Chiều dài dây đai L ( d π

)

( d

2 )

d 1

2

L

2

a

=

+

+

+ 2 2

d − 1 4 a

2

d

d

d

d

)

( d π

)

2

1

1

2

2

1

L

L

−

−

+ 2

+ 2

− 2

⎞ ⎟ ⎠

2 ⎞ −⎟ ⎠

⎛ 8 ⎜ ⎝

⎞ +⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎛ ⎜ ⎝

a

=

7

4

Khoảng cách trục a ( d π

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

4. Vận tốc và tỉ số truyền

=

v 1

nd 11 4

π

v

=

2

Vận tốc dài trên bánh dẫn π

10.6 Vận tốc dài trên bánh bị dẫn nd 22 4

10.6

u

=

=

d

d ( 11

2

Tỉ số truyền n 1 n

2 )ξ− Nếu bỏ qua hiện tượng trượt

2

u

=

≈

n 1 n

d d

2

1

8

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

5. Lực và ứng suất trong bộ truyền đai

5.1 Lực

F = 0

.σA 0

F0: lực căng ban đầu

=

+

F 1

F 0

F1: lực trên nhánh căng

=

−

F 2

tF 2 tF 2

F2: lực trên nhánh chùng

Ft =

F 0 T 12 d

1

Ft: lực vòng

F v =

2vq m

9

Fv: lực căng phụ do lực quán tính ly tâm

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

f

α'

e

=

− −

F v F v

F 1 F 2

Công thức Euler với α là góc trượt

Nếu bỏ qua lực căng phụ

α'

fe

=

hệ số ma sát qui đổi

F 1 F 2

f

đai thang

γ: góc chêm đai (≈ 400)

' f =

đai dẹt f =' f

sin

1αα≤

γ 2

Điều kiện tránh trượt trơn

f

' α

f

' α

)1

+

e

1

−

(2

)

=

−

=

+

F t

F v

F 0

F 0

F v

f

( eF t f

' α

' α

e

1

(2

e

)1

+

−

10

Lực vòng Lực căng đai

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

0 =σ

5.2 Ứng suất

F0 A

+

F 0

F t 2

Ứng suất căng ban đầu

=

=

=

+

σ 0

σ 1

F 1 A

σ t 2

A −

F 0

Ứng suất trên nhánh căng

F t 2

=

=

=

−

σ 2

σ 0

F 2 A

A

σ t 2

Ứng suất trên nhánh chùng

Ft A

t =σ 6 −

Ứng suất có ích

2 10.

=

=

v ρ

σ v

E

=

d

Ứng suất căng phụ

E = εσ F

d < 1

2

F σσ > 1 F

2

Fv A δ d

11

Ứng suất uốn vì nên

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Biểu đồ ứng suất của dây đai

Nhận xét:

σ

=

+

+

• ứng suất trong dây đai thay đổi theo chu kỳ

max

1

σ

•

F σσσ v + vσσ

min

1 = 2

12

•

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

5.3 Lực tác động lên trục

2

sin

F 0

Fr ≈

α 1 2

3

sin

Lực tác động lên trục

Fr ≈

F 0

α 1 2

Trường hợp không có bộ phận căng đai

6. Đường cong trượt và hiệu suất

6.1 Hiện tương trượt

Các hiện tượng trượt trong bộ truyền đai

Trượt hình học: phụ thuộc hình dáng hình học mặt cắt dây đai. Đai dẹt không có trượt hinh học, đai thang có trượt hình học. Vì giá trị bé nên trong tính toán được bỏ qua.

Trượt đàn hồi: do bản chất đàn hồi của vật liệu chế tạo dây đai. Vì giá trị không lớn ( thường từ 0.01 ~ 0.03) nên chấp nhận. Hậu quả là tỉ số truyền phụ thuộc tải trọng truyền.

Trượt trơn: do bộ truyền bị quá tải. Bánh dẫn quay trong khi bánh bi dẫn dứng yên. Bộ truyền không làm việc được. Khi thiết kế phải tránh trượt 13 trơn.

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Chi Chi titiếếtt mmááyy

6.2 Đường cong trượt và hiệu suất

Điều kiện thí nghiệm

- Tỉ số truyền u = 1

- Vận tốc đai v = 10 m/s

- Tải trọng tĩnh

- Đặt nằm ngang

v

2

%

=ξ

Đặt

Hệ số trượt

=ϕ

v − 1 v 1 Ft 02F

Hệ số kéo

96.0~95.0=η

=η

P 2 P 1

14

Hiệu suất thông thường

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Nhận xét:

- Khi chỉ có trượt đàn hồi

0

max

- Khi có trượt đàn hồi và trượt trơn

0ϕϕ≤ < < ϕϕϕ maxϕϕ≥ -Để tránh trượt trơn

0ϕϕ≤

15

-Khi trượt trơn toàn phần

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

7. Tính bộ truyền đai

7.1 Dạng hỏng và chỉ tiêu tính

• Trượt trơn do quá tải →tính đai theo khả năng kéo

• Đứt đai do mõi → tính đai theo tuổi thọ

7.2 Tính đai theo khả năng kéo

0ϕϕ≤

Điều kiện tránh trượt trơn

Đai dẹt

≤

=

Ứng suất có ích với tra bảng 4.7

[

[

] Ct

t

[ tσ

0]

] 0σσσ t

=

0CCCCC r v

α

Hệ số tải trọng tính (trang 147)

b

≥

Bề rộng dây đai

1000 P 1 ]t [ v σδ

16

(làm tròn theo tiêu chuẩn trang 125)

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

17

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Đai thang

=

=

σ t

Ứng suất có ích

[ ]t σ

F t . AZ

z

≥

=

P 1 [ P ]

P 1000 1 [ ] vA σ t

Số dây đai

[

P

]

] CP

[ 0=

Công suất cho phép

CCCCCCC v

u

z

r

L

α

(trang 151) Hệ số hiệu chỉnh =

Cộng suất cho phép [P0] xem

18

Hình 4.21

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

19

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Chi Chi titiếếtt mmááyy

7.3 Tính đai theo tuổi thọ

m

107

=

Tuổi thọ dây đai

L h

i

⎞ ⎟⎟ ⎠ 3600

⎛ σ ⎜⎜ r maxσ ⎝ 2 ×

×

đai dẹt m=5 đai thang m=8

][i

i

=

<

v L

Số vòng chạy trong 1 giây

20

Với đai dẹt [i] = 5 đai thang [i] = 10

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

8. Trình tự thiết kế bộ truyền đai

8.1 Thiết kế đai dẹt

Thông số ban đầu: cộng suất P1 (kW), số vòng quay n1 (vg/ph), tỉ số truyền u, điều kiện làm việc.

1. Chọn vật liệu dây đai và bề dầy dây đai (bảng 4.1)

2. Xác định đường kính bánh đai nhỏ (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn –

3

d

( 1100

1300

)

=

÷

1

P 1 n 1

trang 148)

3. Tính vận tốc v1

21

4. Chọn hệ số trượt ξ và tính d2 (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn – trang

148). Tính chính xác u.

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

5. Xác định khoảng cách trục a

Xác định a theo kết cấu hoặc theo Lmin

L

=

min

L

=

Trường hợp không có bánh căng đai

min

8

v 53 ÷ v 10 ÷

a

d

≥

+

Trường hợp có bánh căng đai

( d 12

)2

a

d

≥

+

Trường hợp không có bánh căng đai

( d

1

)2

22

Trường hợp có bánh căng đai

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

Chi Chi titiếếtt mmááyy

6. Tính L theo a

7. Kiểm tra số vòng chạy trong 1 giây I

8. Tính góc ôm đai

1α 9. Chọn chiều dầy dây đai theo điều kiện

25

d 1 ≥ δ

Đối với đai da

30

40

d 1 ≥ δ

d 1 = δ

Đối với đai vải cao su thường chọn

10. Tra bảng và tính hệ số hiệu chỉnh C

11. Tính bề rộng dây đai b và làm tròn theo tiêu chuẩn

12.Chọn bề rộng bánh đai

23

13. Xác định lực tác động lên trục

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

8.2 Thiết kế đai thang

Thông số ban đầu: cộng suất P1 (kW), số vòng quay n1 (vg/ph), tỉ số

truyền u, điều kiện làm việc.

1. Chọn mặt cắt dây đai

theo tiêu chuẩn trang 153. 2. Tính đường kính bánh đai nhỏ d1=1.2dmin với dmin tra bảng 4.3. Chọn 24

Chi Chi titiếếtt mmááyy

TS TS PhanPhan TTấấnn TTùùngng

3. Chọn hệ số trượt ξ và tính d2 (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn – trang

153). Tính chính xác u.

4. Xác định khoảng cách trục a theo kết cấu hoặc bảng (trang 153)

5. Tính góc ôm đai

6.Tính số dây đai Z

7. Chọn bề rộng bánh đai

8. Xác định lực tác động lên trục

25

HẾT CHƯƠNG 4