Bải giảng Chi tiết máy
Chương 2. Truyền động bánh ma sát 1
Chương 2
TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ – TRUYỀN ĐỘNG BÁNH MA SÁT
Phần A - TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ
1.1 Khái niệm truyền động cơ khí
_ Trong các thiết bị và dây chuyền công nghệ sử dụng nhiều loại truyền động:
+ Truyeàn ñoäng cô khí.
+ Truyền động điện.
+ Truyền động thủy lực, khí nén
Trong đó, truyền động cơ khí được dùng nhiều nhất.
Truyền động cơ khí là những cơ cấu dùng để truyền cơ năng từ động cơ đến các bộ
phận của máy, thường có biến đổi lực, vận tốc hoặc moment hay đôi khi biến đổi cả
đặc tính và qui luật chuyển động.
_ Theo nguyên lý làm việc có thể chia truyền động cơ khí làm hai nhóm chính :
+ Truyền động bằng ma sát, bao gồm: truyền động bánh ma sát ( tiếp xúc trực
tiếp) và truyền động đai ( tiếp xúc gián tiếp).
+ Truyền động bằng ăn khớp, bao gồm: truyền động bánh răng, truyền động
trục vít – bánh vít (tiếp xúc trực tiếp) và truyền động xích (tiếp xúc gián tiếp ).
Ngoài các bộ truyền chuyển động quay trên, trong thực tế còn sử dụng truyền
động vítme – đai ốc để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.
Bải giảng Chi tiết máy
Chương 2. Truyền động bánh ma sát 2
1.2 Các thông số cơ bản của một hệ truyền động cơ khí
+ Công suất N(kw), N1 : trên trục dẫn, N2 : trên trục bị dẫn
.
1000
P V
N ; P(N) : lực vòng ; V(m/s) : vận tốc.
+ Hiệu suất 2
1 1
1
m
N
N
N N
; với Nm : công suất tiêu hao
+ Tốc độ vòng n (vòng / phút)
n1: tốc độ vòng quay của trục dẫn (trục chủ động)
n2 : tốc độ vòng quay của trục bị dẫn (trục bị động)
+ Tỉ số truyền i :
1
n
i
n
; i > 1 : giảm tốc; i < 1 : tăng tốc
+ Mômen xoắn M (N.mm):
6
9,55.10 .
N
M
n
; Ta có M2 = M1.i.
M1 _ mômen xoắn trục chủ động
M2 _ mômen xoắn trục bị động
+ Trường hợp có nhiều chi tiết truyền động nối tiếp : i = i1 .i2 .i3 … và = 1.2.3…
với i1 , i2 , i3 và 1 , 2 , 3 là tỉ số truyền và hiệu suất của từng cặp chi tiết truyền
động.
Bải giảng Chi tiết máy
Chương 2. Truyền động bánh ma sát 3
Bảng1. Phạm vi sử dụng của từng loại bộ truyền
Các thông số cơ bản
Loại truyền động
Tỉ số truyền Vận tốc tiếp
tuyến (m/s)
Công suất
(kw)
Hiệu suất
(%)
Đai truyền ≤ 10 ≤ 30 ≤ 100 94 – 97
Bánh răng ≤ 7 ≤ 30 ≤ 50.000 94 – 98
Trục vít 8 – 80 ≤ 15 ≤ 50 50 – 90
Xích ≤ 8 ≤ 25 ≤ 100 90 – 97
Bải giảng Chi tiết máy
Chương 2. Truyền động bánh ma sát 4
Phần B – TRUYỀN ĐỘNG BÁNH MA SÁT
2.1 Khái niệm chung
2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Truyền động bánh ma sát truyền chuyển động và cơ năng nhờ ma sát sinh ra tại
chổ tiếp xúc của các bánh ma sát.
Để tạo ra ma sát cần phải tác dụng lực ép các bánh lại với nhau (hình 2.1)
2.1.2 Phân loại
- Theo hình thức tiếp xúc, truyền động bánh ma sát tiếp xúc ngoài và tiếp xúc trong.
- Theo khả năng điều chỉnh tỉ số truyền, bộ truyền không điều chỉnh được tỷ số truyền
(hình 2.1a, b) hay bộ truyền điều chỉnh được tỷ số truyền còn gọi là bộ biến tốc ma sát
(hình 2.1c).
2.1.3 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
a. Ưu điểm
_ Cấu tạo đơn giản;
_ Làm việc êm, có khả năng điều chỉnh vô cấp tốc độ (bộ biến tốc ma sát) mà không
phải dừng lại.
b. Nhược điểm
_ Lực tác dụng lên trục và ổ trục khá lớn.
_ Tỉ số truyền không ổn định, do có hiện tượng trượt.
_ Khả năng tải tương đối thấp (so với bánh răng).
c. Phạm vi sử dụng
_ Dùng để truyền công suất nhỏ hoặc trung bình (dưới 20 kw); vận tốc v ≤ (15 ÷ 20 )
m/s; tỉ số truyền i ≤ 7; hiệu suất η = 0,80 ÷ 0,95.
_ Chủ yếu dùng trong các máy vận chuyển, các thiết bị cần trục, tốc kế, máy ghi âm,
ngành dụng cụ đo, máy cắt kim loại, máy hàn, máy dệt …
Hình 2.1
Bải giảng Chi tiết máy
Chương 2. Truyền động bánh ma sát 5
2.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
2.2.1 Hiện tượng trượt trong truyền động bánh ma sát
Có ba dạng: trượt hình học, trượt đàn hồi và trượt trơn.
a. Trượt hình học
_ Vận tốc v1 = const : trên suốt chiều rộng của bánh 1.
_Vận tốc v2 tại các điểm tiếp xúc khác nhau trên đĩa 2 tỉ lệ với khoảng cách từ những
điểm này đến tâm đĩa (v2 = v2max tại mép đĩa 2).
_ Điểm xảy ra lăn thuần túy không trượt (v1= v2) chỉ xảy ra tại P.
Điểm P gọi là tâm lăn (n1/ n2 = d2/d1).
Ở tất cả điểm còn lại trên đường tiếp xúc, đều trượt với vận tốc trượt vt= v1-v2.
Như vậy, trượt hình học phụ thuộc vào hình dạng bánh ma sát: khi chiều dài tiếp xúc
càng lớn thì trượt càng nhiều (ở đây, chiều dài tiếp xúc bằng chiều rộng con lăn).
b. Trượt đàn hồi
_ Trượt đàn hồi xảy ra do biến dạng đàn hồi tại vùng
tiếp xúc của các bánh ma sát theo phương tiếp tuyến.
_ Nguyên nhân gây ra trượt đàn hồi: khi truyền mômen
xoắn các phân tố bề mặt bánh chủ động đi vào vùng
tiếp xúc, bắt đầu từ điểm tiếp xúc 1 thì bị nén lại và đi
ra khỏi điểm 3 thì bị dãn (hình 19.2). Ngược lại các
phân tố bề mặt bánh bị động thì bị dãn ra khi vào điểm
1 và bị nén lại khi ra khỏi điểm 3.
Thực ra sự thay đổi biến dạng (từ nén sang dãn và
ngược lại) không phải bắt đầu ngay từ điểm 1 mà bắt
đấu từ điểm 2 nào đó trên cung tiếp xúc.
Hiện tượng dãn và chùn(nén) không đều nhau của các
phân tố trên bề mặt các bánh ma sát ở cung 2 – 3 gây
nên sự trượt. Cung 2 – 3 gọi là cung trượt đàn hồi.
Hình 2.3
M
1
M
2