Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 5.3 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:117

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ khí ứng dụng: Chương 5.3 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội" được biên soạn với các nội dung chính sau: Các khái niệm về truyền động; Truyền động bánh ma sát; Truyền động đai; Ổ trượt;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ khí ứng dụng: Chương 5.3 - Trường ĐH Bách khoa Hà Nội

CƠ KHÍ ỨNG DỤNG Mã học phần: CH3456 Khối lượng 3(3-1-0-6) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Bộ môn Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa chất
5.3.1 Các khái niệm về truyền động 1) Các khái niệm - Truyền cơ năng từ động cơ đến các bộ phận máy. - Biến đổi vận tốc, lực, mô men hoặc dạng hay quy luật chuyển động.
5.3.1 Các khái niệm về truyền động 2) Lý do sử dụng truyền động cơ khí - Tốc độ các bộ phận công tác có nhiều giá trị khác nhau  dùng động cơ tốc độ chuẩn và hệ truyền động cơ khí sẽ thuận tiện và chi phí đầu tư thấp. - Dùng hệ truyền động cơ khí cho phép từ một động cơ có thể truyền đến nhiều bộ phận công tác khác nhau. - Dạng chuyển động của các bộ phận công tác thường đa dạng (quay đều, quay không đều, quay lắc, tịnh tiến khứ hồi, …),  không có động cơ thỏa mãn (hoặc nếu có cũng rất đắt). - Dùng hệ truyền động cơ khí an toàn cho người vận hành hơn là nối trực tiếp động cơ với bộ phận công tác.
5.3.1 Các khái niệm về truyền động 3) Phân loại truyền động cơ khí - Truyền động nhờ ma sát: Truyền động đai, truyền động bánh ma sát. - Truyền động nhờ ăn khớp: Truyền động bánh răng, truyền động bánh vít, truyền động xích.
5.3.2 Truyền động bánh ma sát 5.3.2.1 Giới thiệu bộ truyền ma sát: 1. Bộ truyền bánh ma sát thường dùng để truyền chuyển động: 1) Hai trục song song 2) Hai trục cắt nhau
Bộ truyền có 3 bộ phận chính: + Bánh dẫn 1 có đường kính d1 lắp trên trục I, quay với số vòng n1, công suất truyền động P1, mômen trên trục T1. + Bánh bị dẫn 2 có đường kính d2 lắp trên trục II, quay với số vòng n2, công suất truyền động P2, mômen trên trục T2. + Bộ phận tạo lực ép ban đầu F0 để nén 2 bánh với nhau. Lực F0 tạo ra áp lực Fn trên bề mặt t/x 2 bánh, tạo ra lực ma sát; Fms = Fn .f (f: hệ số ma sát) Trong bộ biến tốc ma sát, có thể thêm bộ phận phụ: bánh ma sát phụ hoặc dây đai phụ.
Nguyên lý làm việc: Hai bánh ma sát được nén bởi lực F0, trên bề mặt t/x có áp suất, có lực ma sát Fms, lực ma sát cản trở chuyển động trượt tương đối giữa 2 bánh. Do đó khi bánh dẫn quay sẽ kéo bánh bị dẫn quay theo. Như vậy: Chuyển động đã được truyền từ trục I mang bánh dẫn sang trục II mang bánh bị dẫn. Bộ truyền - truyền chuyển động nhờ lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc của các bánh. Lực ma sát cần thiết trên bề mặt tiếp xúc phải thỏa mãn: Fms = Fn .f ≥ K.F ; K: hệ số tải trọng; lấy K = 1,25 ÷ 1,5
5.3.2.2 Phân loại bộ truyền ma sát: -- Tỷ số truyền ko điều chỉnh được: bộ truyền bánh ma sát trụ, bộ truyền bánh ma sát nón (hình trước): -- Tỷ số truyền điều chỉnh được: bộ biến tốc ma sát kiểu mặt đĩa bánh côn
5.3.2.3 Thông số hình học chủ yếu:  Đường kính tính toán d1, d2 : là đ/kính của vòng tròn đi qua điểm tiếp xúc của mỗi bánh ma sát. d2 = d1 . i. (1 – ξ)  Bộ truyền ma sát nón: đ/kính tính toán: dtb1 và dtb2  Bộ biến tốc ma sát có các đường kính giới hạn: d1min và d1max d2min và d2max  Khoảng cách trục a; bộ truyền ms nón thay a bằng chiều dài đường sinh L  Chiều rộng bánh ma sát B1, B2. Thông thường lấy B1 > B2 Có thể lấy B = B1 = B2  Góc nón của bánh dẫn δ1 và bánh bị dẫn δ2  Góc giữa hai trục của bánh ma sát θ
5.3.2.4 Cơ học truyền động bánh ma sát: 1. Sự trượt trong bộ truyền bánh ma sát: Có 3 dạng: trượt hình học, trượt đàn hồi, trượt trơn. Trượt làm mất công suất, gây nóng, làm mòn các bề mặt tiếp xúc, giảm hiệu suất, tỷ số truyền không ổn định. trượt hình học trượt đàn hồi
a.Trượt hình học: xuất hiện do có sự khác nhau về vận tốc tại các điểm tiếp xúc giữa hai bánh. Chỉ xảy ra với một số kiểu bộ truyền. b.Trượt đàn hồi: xuất hiện do biến dạng đàn hồi khác nhau của hai bánh theo phương tiếp tuyến tại vùng tiếp xúc và xảy ra trong bất kỳ bộ truyền nào khi làm việc. Do có trượt, tốc độ bánh bị dẫn nhỏ hơn tốc độ bánh dẫn, làm mất mát vận tốc. Trượt đàn hồi không thể tránh được c. Trượt trơn: xảy ra do lực ma sát ko đủ lớn để mang tải. Khi trượt trơn, bánh bị dẫn dừng lại, còn bánh dẫn tiếp tục chuyển động, gây mòn cục bộ hoặc xước bề mặt. Trượt trơn có thể tránh nhờ thiết kế và vận hành đúng.
2. Vận tốc và tỷ số truyền: a) Truyền động bánh ma sát trụ: Vận tốc vòng v1, v2 của bánh dẫn và bánh bị dẫn:  .D1.n1  .D2 .n2 v1  3 (m / s) v2  3 (m / s) 60.10 60.10 v1  v2 Do có sự trượt nên v2 < v1. Gọi ξ là hệ số trượt:   v1 Suy ra: v2 = v1(1 – ξ) Tỷ số truyền i: n1 D2 n1 D2 i  Bỏ qua trượt: i   n2 D1 (1   ) n2 D1
b) Truyền động bánh ma sát nón: Gọi D1 , D2 là đường kính trung bình của bánh dẫn và bánh n1 D2 D2 sin  2 bị dẫn. Nếu bỏ qua sự trượt: i   với  n2 D1 D1 sin 1 Trong đó: 1 ,  2 là góc nón của bánh dẫn và bánh bị dẫn sin  2 Nếu xét đến sự trượt: i  sin 1 (1   ) c) Bộ biến tốc ma sát: VD: bộ biến tốc ms kiểu đĩa
Do R2 có thể thay đổi từ R2max đến R2min, nên khi n1=const thì n2 có thể thay đổi từ n2max đến n2min. n1 R2 Tương ứng tỷ số truyền i   cũng thay n2 R1 (1   ) trong khoảng imin đến imax đổi n1 R2 min n1 R2 max Với: imin   Và: imax   n2 max R1 (1   ) n2 min R1 (1   ) n2 max imax R2 max Tỷ số D    (gọi là khoảng đ/chỉnh tốc độ) n2 min imin R2 min Khoảng điều chỉnh tốc độ là một trong những đặc trưng của bộ biến tốc ma sát
5.3.2.5 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán: 1) Tróc rỗ vì mỏi bề mặt làm việc: với bộ truyền được bôi trơn đầy đủ, làm việc với áp suất nhỏ và trung bình, sau một thời gian làm việc trên bề mặt xuất hiện các vết rỗ. 2) Mòn bề mặt tiếp xúc: Xuất hiện trong các bộ truyền không được bôi trơn hay bôi trơn không đầy đủ. Mòn xảy ra càng nhanh khi bộ truyền bị trượt trơn.
3) Dính: Khi bộ truyền làm việc với vận tốc cao, tải trọng lớn, bôi trơn không đủ hoặc không được bôi trơn. - Các dạng hỏng trên đều liên quan đến ưs tiếp xúc, do đó để tránh hỏng, cần tính toán bộ truyền theo độ bền tiếp xúc: ϬH ≤ [ϬH] - Với các bánh ms làm bằng vật liệu phi kim, thường dựa vào tải trọng riêng pháp tuyến để k.nghiệm bền: qn ≤ [qn ]
5.3.2.6 Vật liệu và ứng suất cho phép: a)Vật liệu làm bề mặt bánh: -Thép tôi: dùng khi bộ truyền có k.thước nhỏ gọn, làm việc trong dầu, hiệu suất lớn, đòi hỏi gia công c/x và độ nhẵn bề mặt cao. - Gang: được dùng trong bộ truyền để hở,có bôi trơn hoặc chạy khô. - Têchtôlit và phíp dùng với thép (hoặc gang): sử dụng trong bộ truyền làm việc khô, không cần c/s cao, k/thước lớn, hiệu suất thấp nhưng lực tác dụng lên trục nhỏ hơn so với cặp bánh m/s thép hoặc gang. -Gỗ,da,vải,cao su,..: bọc lót bề mặt bánh dẫn, làm việc với bánh bị dẫn bằng thép hoặc gang để khi bị trượt trơn thì bánh bị dẫn ít bị mài vẹt.
b) Ứng suất tiếp xúc cho phép: - Bánh ma sát bằng thép:  tx   1,5  2,5  HB , N / mm 2 hoặc  tx    13  18  HRC , N / mm 2 Trị số nhỏ được lấy cho trường hợp không có dầu bôi trơn. - Bánh ma sát bằng gang:  tx   1,5 u ,N/mm2 với Ϭu là ứs bền uốn. - Bánh ma sát bằng Têchtôlit, làm việc khô:  tx  80  100 ( N / mm 2 )
VÝ dô: Cho bé truyÒn b¸nh S ma s¸t h×nh trô. B¸nh dÉn n2 cã ®−êng kÝnh D1= 40 cm; n1 1 D2 quay víi tèc ®é n1 = 120 D v/ph; truyÒn m« men M=180 (Nm). B¸nh bÞ dÉn cã tèc ®é n2 = 300 v/ph. TÝnh tØ sè truyÒn, lùc Ðp S, chiÒu dµi ®−êng sinh cña c¸c b¸nh vµ ®−êng kÝnh D2 cña b¸nh bÞ dÉn biÕt c¸c b¸nh lµm b»ng gang bäc cao su cã hÖ sè ma s¸t tr−ît f=0,25 ; hÖ sè an toµn k = 1,25
5.3.3 Truyền động đai 5.3.3.1. Giới thiệu bộ truyền đai: Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động: - Giữa 2 trục song song và quay cùng chiều: