Bài giảng Chi tiết máy (Phần 3): Chương 4

PHẦN 3: CHI TIẾT MÁY TRUYỀN ĐỘNG

VIỆN CƠ KHÍ – BM GIA CÔNG ÁP LỰC

1. Phân loại

Nguyên lí làm việc

Truyền động ma sát

Truyền động ăn khớp

Trục song song

Vị trí các trục Trục giao nhau

Trục chéo nhau

Kết cấu

TST không đổi

TST thay đổi

2. Thông số đặc trưng

PHẦN 3: CHI TIẾT MÁY TRUYỀN ĐỘNG

Chương 4: Truyền động đai và xích

VIỆN CƠ KHÍ – BM GIA CÔNG ÁP LỰC

• Vật liệu và kết cấu • Thông số cơ bản • Cơ học truyền động

đai/xích

Chương 4 Truyền động đai và xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

• Tính toán lựa chọn

4.1 Truyền động đai

4.1.1 Phân loại

Đai dẹt Đai thang

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Đai tròn Đai hình lược

4.1 Truyền động đai thang

b x h x l

4.1.2 Vật liệu

Hẹp Thường Rộng

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1,05-1,1 1,4 2 - 4,5

4.1 Truyền động đai thang

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.1.3 Kết cấu bánh đai

4.1 Truyền động đai thang

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.1.4 Thông số cơ bản

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1. Lực tác dụng lên đai

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

1. Lực tác dụng lên đai

11

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1. Lực tác dụng lên đai

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1. Lực tác dụng lên đai

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

1. Lực tác dụng lên đai

𝐹2 =

𝐹𝑡 + (𝐹𝑣)

𝑒𝑓𝛼 𝑒𝑓𝛼 − 1 1 𝑒𝑓𝛼 − 1

𝐹1 = 𝐹𝑡 + (𝐹𝑣)

⇒ 𝐹𝑡 = 2(1 −

)𝐹0

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

. 𝐹0 = 𝐹𝑡 2 𝑒𝑓𝛼 + 1 1 2 𝑒𝑓𝛼 + 1 𝑒𝑓𝛼 − 1

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

2. Ứng suất trên đai

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Trượt đàn hồi

3. Sự trượt

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Trượt trơn

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Vùng trượt trơn hoàn toàn

Đường cong hiệu suất

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4. Đường cong trượt

4.1 Truyền động đai thang

4.1.5 Cơ học truyền động đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

5. Vận tốc, tỉ số truyền

4.1 Truyền động đai thang

4.1.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền đai thang

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1. Cơ sở tính toán

4.1 Truyền động đai thang

4.1.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền đai thang

𝑧 ≥

1. Cơ sở tính toán

𝑃1𝐾𝑑 [𝑃𝑜]𝐶𝛼𝐶𝑢𝐶𝑙𝐶𝑧

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.1 Truyền động đai thang

4.1.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền đai thang

2. Trình tự tính toán

Tiêu chuẩn: 50, 55, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, …

i. Chọn tiết diện đai ii. Tính đường kính bánh đai

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

iii. Kiểm nghiệm lại đai đã chọn

4.1 Truyền động đai thang

4.1.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền đai thang

iv. Xác định khoảng cách trục, chiều dài đai

2. Trình tự tính toán

4 3 5

1 1,5 ≥ 6 2 1,2 1,0 0,95 0,9 0,85 u a/𝒅𝟐

Tính lại a

𝑎 = 0,125 2𝑙 − 𝜋 𝑑1 + 𝑑2 + [2𝑙 − 𝜋 𝑑1 + 𝑑2 ]2−8(𝑑2 − 𝑑1)2

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Chọn l

4.1 Truyền động đai thang

2. Trình tự tính toán v. Tính góc ôm

4.1.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền đai thang

vi. Xác định số đai

𝑧 ≥

𝑃1𝐾𝑑 [𝑃𝑜]𝐶𝛼𝐶𝑢𝐶𝑙𝐶𝑧

vii. Chiều rộng bánh đai

vii. Lực tác dụng lên trục

𝐵 = 𝑧 − 1 𝑡 + 2𝑒

𝐹𝑜 = + 𝐹𝑣

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

780𝑃1𝐾𝑑 𝑣. 𝐶𝛼. 𝑧

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.1 Phân loại xích truyền động 1. Xích con lăn

4.2 Truyền động xích

4.2.1 Phân loại xích truyền động 2. Xích ống

=> Dùng trong kết cấu khối lượng nhỏ, v ≤ 1 m/s

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Không có con lăn => nhanh mòn

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.1 Phân loại xích truyền động 3. Xích răng

4.2 Truyền động xích

Xích:

+ Má xích: thép (thép hợp kim) cán nguội, tôi đạt 40-50 HRC

+ Bản lề: thép ít cacbon, thấm than và tôi đạt 50-65 HRC

Đĩa xích:

+ Chịu tải nhỏ, vận tốc thấp: gang

+ Chịu tải lớn, vận tốc lớn: thép cacbon, thép hợp kim

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.2 Vật liệu

4.2 Truyền động xích

4.2.3 Kết cấu đĩa xích

Pro-fin răng đĩa xích con lăn

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Kết cấu đĩa xích

4.2 Truyền động xích

4.2.4 Thông số cơ bản

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

𝑑 = 𝑝/ sin(𝜋/𝑧)

4.2 Truyền động xích

4.2.4 Thông số cơ bản

Số mắt xích chẵn

Má cong

Số mắt xích lẻ

Ứng suất uốn (kéo lệch tâm)

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2 Truyền động xích

Mòn nhanh

Góc xoay tương đối lớn Vận tốc dao động lớn, va đập tăng

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.4 Thông số cơ bản

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.4 Thông số cơ bản

4.2 Truyền động xích

4.2.5 Cơ học truyền động xích 1. Lực tác dụng Lực căng ban đầu

40-20

1

𝑘𝑦 60 ψ 0

[40,90)

y 0,02a (0,015-0,01)a

ψ [0,40]

(40,90]

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 1. Lực tác dụng Lực căng hai nhánh

4.2.5 Cơ học truyền động xích 1. Lực tác dụng Lực tác dụng lên trục

𝒌𝒙 = 𝟏, 𝟎𝟓 khi góc nghiêng lớn hơ𝑛 40𝑜

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

𝒌𝒙 = 𝟏, 𝟏𝟓 khi góc nghiêng không quá 40𝑜

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 2. Vận tốc và tỉ số truyền Trung bình

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 2. Vận tốc và tỉ số truyền Tức thời

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 2. Vận tốc và tỉ số truyền Tức thời

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 2. Vận tốc và tỉ số truyền Tức thời

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 3. Tải trọng động

4.2 Truyền động xích

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.5 Cơ học truyền động xích 4. Va đập

4.2 Truyền động xích

Rỗ, gẫy vỡ con lăn

Mòn răng đĩa

Đứt xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 1. Các dạng hỏng Mòn bản lề

4.2 Truyền động xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 2. Chỉ tiêu tính toán

- Kiểm nghiệm độ bền mỏi

- Độ bền mòn

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

- Kiểm nghiệm quá tải

4.2 Truyền động xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 2. Chỉ tiêu tính toán độ bền mòn

2 3

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

1 4 1 1,7 2,5 3 dãy kx

4.2 Truyền động xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 2. Chỉ tiêu tính toán độ bền mòn

Đường kính chốt

Chiều dài ống

Kiểm nghiệm lại

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

Áp suất cho phép lấy trung bình theo n1

4.2 Truyền động xích

Z01 = 25: số răng đĩa xích thí nghiệm n01 : số vòng quay thí nghiệm

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 2. Chỉ tiêu tính toán độ bền mòn

4.2 Truyền động xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 3. Trình tự tính toán

i. Chọn loại xích

ii. Xác định số răng đĩa xích: z1 = 29 – 2u, z2 = u.z1

iii. Xác định p (p < pmax)

- [Po] >> Pt => giảm bớt số răng (z min) - Pt > [Po] => tăng số răng xích

- P ≥ 25,4 => chọn xích nhiều dãy

iv. Xác định khoảng cách trục chính xác, chiều dài,

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

số mắt xích

4.2 Truyền động xích

4.2.6 Tính toán lựa chọn bộ truyền xích 3. Trình tự tính toán v. Kiểm nghiệm số lần va đập/s

i = 4v/l = 4z1.p.n1/(60.x.p) = z1.n1/(15.x) ≤ [i]

vi. Kiểm nghiệm quá tải

𝑆 = ≥ [𝑆]

𝑄 𝐾𝑡𝐹𝑡 + 𝐹𝑜 + 𝐹𝑣

Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/

vii. Tính đường kính đĩa xích viii. Tính lực tác dụng lên trục

4.3 Đánh giá

Ưu điểm

TĐ đai - Truyền động giữa các trục tương đối xa - Êm - Cơ cấu an toàn - Kết cấu đơn giản

Nhược điểm - Tuổi thọ thấp

- Không ổn định - Lực lên trục lớn TĐ xích - Truyền động giữa các trục tương đối xa - Không có trượt, hiệu suất cao hơn - Kích thước nhỏ gọn hơn - Lực lên trục nhỏ hơn - Ồn - Không ổn định - Yêu cầu bảo dưỡng

Bài giảng Chi tiết máy (Phần 3): Chương 4 - ThS. Nguyễn Minh Quân