Bài giảng Chi tiết máy - Chương 3: Bộ truyền đai - Nguyễn Xuân Hạ

Bộ truyền đai Chương 3: Bộ truyền đai 2 1. Khỏi niệm chung  Khỏi niệm chung Truyền động giữa cỏc trục xa nhau nhờ ma sỏt giỏn tiếp: bỏnh đai chủ động -> đai -> bỏnh đai bị động.  Cỏc bộ phận chớnh * Bỏnh đai (chủ động & bị động) * Đai * Bộ phận căng đai Chương 3: Bộ truyền đai 3 2. Phõn loại (1)  Theo loại đai Đai trũn Đai dẹt Đai lược Đai thang Đai răng Chương 3: Bộ truyền đai 4  Theo vị trớ cỏc trục 2. Phõn loại (1) Chương 3: Bộ truyền đai 5  Đai Đai dẹt Kớch thước tiết diện được tiờu chuẩn húa. Chiều dài tựy ý hoặc làm sẵn thành vũng kớn với chiều dài tiờu chuẩn. Vật liệu đai: vải-cao su, sợi bụng, sợi tổng hợp, da Đai thang, đai lược, Tiết diện và chiều dài tiờu chuẩn. Đối với đai thang TCVN quy định cỏc tiết diện Z, O, A, B, C, D (đai thang thường) và SPZ, SPA, SPB (với đai thang hẹp).  Bỏnh đai Cú hỡnh dạng phự hợp với loại đai. Thụng số tớnh toỏn là đường kớnh danh nghĩa d1 (bỏnh dẫn) và d2 (bỏnh bị dẫn). d 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Chương 3: Bộ truyền đai 6  Đai Đai dẹt Kớch thước tiết diện được tiờu chuẩn húa. Chiều dài tựy ý hoặc làm sẵn thành vũng kớn với chiều dài tiờu chuẩn. Vật liệu đai: vải-cao su, sợi bụng, sợi tổng hợp, da d 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Chương 3: Bộ truyền đai 7  Đai thang, đai lược, Tiết diện và chiều dài tiờu chuẩn. Đối với đai thang TCVN quy định cỏc tiết diện Z, O, A, B, C, D (đai thang thường) và SPZ, SPA, SPB (với đai thang hẹp). 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Chương 3: Bộ truyền đai 8  Bỏnh đai Cú hỡnh dạng phự hợp với loại đai. Thụng số tớnh toỏn là đường kớnh danh nghĩa d1 (bỏnh dẫn) và d2 (bỏnh bị dẫn). 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Bỏnh đai dẹt Chương 3: Bộ truyền đai 9 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Bỏnh đai thang Chương 3: Bộ truyền đai 10 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Bỏnh đai lược Chương 3: Bộ truyền đai 11  Thụng số chớnh Đường kớnh bỏnh đai d1, d2 Tỷ số truyền u Gúc ụm 1, 2 Khoảng cỏch trục a Chiều dài đai L a dd 12000 1 57180180     a dddd aL 42 2 2 1221       11 2 2 1 d d n n u a d1 d2  1  2 F0 0F 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (3) 𝛼2 Chương 3: Bộ truyền đai 12  Lực tỏc dụng lờn đai Khi chưa làm việc lực căng trờn cỏc nhỏnh bằng lực căng ban đầu F0. tõmli do vũngLuc 2 2 2 2 1 1 1 21 021         qvF F e FF FF F d T FF FFF v t f v v t Khi truyền momen => xuất hiện nhỏnh căng và nhỏnh chựng (F1 > F2). a d1 d2  1  2 F0 0F a2  1 1F F2 T1 T2 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.1. Lực tỏc dụng (1)                        1 2 12 1 1 2 1 1 00 2 1 fvvt v t v t e FFFFF F F F F F F Chương 3: Bộ truyền đai 13  Lực tỏc dụng lờn trục Lực tỏc dụng lờn trục được coi như nằm trờn đường nối tõm cỏc bỏnh đai. F0 – lực căng ban đầu          2 2 10 21 sinFF FFF r r  d1  1 1F F2 T1 2 F F1 rF  2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.1. Lực tỏc dụng (2) Chương 3: Bộ truyền đai 14 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.2. Ứng suất trờn đai Chương 3: Bộ truyền đai 17  Trượt đàn hồi: do sự dón dài khỏc nhau của đai tại vựng tiếp xỳc với bỏnh đai vỡ lực căng thay đổi  Trượt trơn: khụng đủ ma sỏt giữa phõn tố đai và bỏnh đai. Trượt trơn toàn phần  Hệ số trượt  1 1F F2  111      11 2 2 1 1 21 d d n n u v vv 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.3. Hiện tượng trượt Chương 3: Bộ truyền đai 18  Hệ số kộo đặc trưng cho khả năng tải của bộ truyền  Cỏc quan hệ trờn đồ thị => đường cong trượt và đường cong hiệu suất  ???    Truợt đàn hồi Truợt đàn hồi + Truợt trơn max Vựng trượt trơn toàn phần 02F Ft     ,  max0  , 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.3. Đường cong trượt và đường cong hiệu suất Chương 3: Bộ truyền đai 19  Chỉ tiờu tớnh toỏn  Khả năng kộo: để đạt hiệu quả cao nhất =>  Tuổi thọ: do ứng suất trong đai thay đổi => mỏi đai. Từ đú xỏc định tiết diện đai hoặc số đai (số răng lược) tựy theo loại đai sử dụng. Thường kết hợp với cỏc số liệu nhận được từ bộ truyền đai thớ nghiệm chuẩn và điều kiện làm việc để tớnh toỏn thiết kế bộ truyền.  Trỡnh tự tớnh toỏn bộ truyền đai Xem tài liệu tham khảo. Chỳ ý gúc ụm α1  αmin (150 o và 120o tương ứng với đai dẹt và đai thang) 0 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai Chương 3: Bộ truyền đai 20  Mục đớch: tỡm tiết diện đai để đảm bảo khả năng kộo  Gọi A là tiết diện đai: A=bd. Từ =Ft/2F0 => t=Ft.Kđ/(bd)[t] với t là ứng suất cú ớch của đai; [t] - ứng suất cú ớch cho phộp.  [t] = [t]0CoCCv với [t]0 – xỏc định từ điều kiện thớ nghiệm với bộ truyền chuẩn (bộ truyền đặt ngang, v=10m/s, gúc ụm 180 độ, làm việc ờm). Cỏc hệ số C tớnh đến điều kiện làm việc thực của bộ truyền.  Từ đú xỏc định chiều rộng đai cần thiết: Giỏ trị tớnh được quy trũn theo dóy tiờu chuẩn chiều rộng đai.  Sử dụng cụng thức ??? 0 vt đt CCC KF b d  00][ 3 11 )4,62,5( Td  3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt Chương 3: Bộ truyền đai 21  Chiều rộng đai cần thiết: 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt vt đt CCC KF b d  00][ 𝐾đ - hệ số tải trọng động Chương 3: Bộ truyền đai 22  Chiều rộng đai cần thiết: vt đt CCC KF b d  00][ 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt Chương 3: Bộ truyền đai 23  Chiều rộng đai cần thiết: C - hệ số kể đến ảnh hưởng của gúc ụm 1 C = 1 - 0.003(180 - 1) Cv - hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc vũng Cv = 1 – kv(0.01v 2 -1) kv = 0.04 (đai sợi tổng hợp); 0.01(cỏc loại vật liệu khỏc) C = CCvCb Cb - hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trớ bộ truyền so với phương ngang và cỏch căng đai. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt vt đt CCC KF b d  00][ 40 1 30 1 1  d d Chọn d theo 𝑑1 Chương 3: Bộ truyền đai 24  Mục đớch: xỏc định số đai đảm bảo khả năng kộo  Chọn trước tiết diện đai tiờu chuẩn (Z,O,A) theo P1 và n1  Gọi A1 là tiết diện 1 đai: A=zA1 => t=Ft.Kđ/(zA1)[t] => Trong đú [P0] – cụng suất cú ớch cho phộp, xỏc định từ thớ nghiệm bộ truyền đai chuẩn cho tiết diện đai đó chọn. Cỏc hệ số C tớnh đến điều kiện làm việc thực của bộ truyền. Giỏ trị tớnh được quy trũn về số nguyờn dương gần nhất.  Sử dụng cụng thức ??? 0 zlu đ t đ t đt CCCCP KP vA KP A KF z       ][][][ 0 1 11 1 1 1000 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai thang Chương 3: Bộ truyền đai 25 zlu đ t đ t đt CCCCP KP vA KP A KF z       ][][][ 0 1 11 1 1 1000 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai thang Chương 3: Bộ truyền đai 26  Trỡnh tự: Xem cỏc tài liệu [1,2] 1. Chọn vật liệu (phạm vi sử dụng / yờu cầu kỹ thuật) 2. Xỏc định cỏc thụng số của bộ truyền (yờu cầu động học, tuổi thọ)  Chọn d1 theo tiờu chuẩn (căn cứ T1)  Dựa vào d1, u và HST, chọn d2 theo tiờu chuẩn  Tớnh chiều dài đai và khoảng cỏch trục  Kiểm tra gúc ụm, số vũng chạy của đai trong 1s 3. Xỏc định tiết diện đai và chiều rộng bỏnh đai  P, v -> Ft  Chọn chiều dày (đ/k uốn, loại đai)  Xỏc định ứng suất cú ớch cho phộp  Tớnh/chọn chiều rộng tiờu chuẩn 4. Xỏc định lực căng ban đầu và lực tỏc dụng lờn trục 4. Trỡnh tự tớnh toỏn bộ truyền đai 4.1. Đai dẹt Chương 3: Bộ truyền đai 28  Trỡnh tự: Xem cỏc tài liệu [1,2] 1. Chọn tiết diện đai (cụng suất, tốc độ) 2. Xỏc định cỏc thụng số của bộ truyền (yờu cầu động học, tuổi thọ)  Chọn d1 theo tiờu chuẩn (tiết diện)  Dựa vào d1, u và HST, chọn d2 theo tiờu chuẩn  Tớnh chiều dài đai (tiờu chuẩn) và khoảng cỏch trục  Kiểm tra gúc ụm, số vũng chạy của đai trong 1s 3. Xỏc định số đai  Tớnh cụng suất tớnh toỏn và cụng suất cho phộp của 1 đai  Tớnh số đai 4. Xỏc định lực căng ban đầu và lực tỏc dụng lờn trục 4. Trỡnh tự tớnh toỏn bộ truyền đai 4.2. Đai thang Chương 3: Bộ truyền đai 30 Vớ dụ bảng tớnh chọn đai Chương 3: Bộ truyền đai 31 Tỡm hiểu thờm  Phương phỏp căng đai.  So sỏnh ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền đai và bộ truyền xớch. Đặc điểm làm việc của đai răng cú gỡ khỏc so với cỏc loại đai dẹt, đai thang hoặc đai nhiều chờm (tham khảo [1-4])  Trỡnh tự tớnh toỏn thiết kế bộ truyền đai dẹt và bộ truyền đai thang (tham khảo [1-5]) Chương 3: Bộ truyền đai 32 ễn tập  Nguyờn lý làm việc, đặc điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền đai. Đai răng cú điều gỡ khỏc biệt so với cỏc loại khỏc.  Vỡ sao cần căng đai. Độ lớn của lực căng đai cú ảnh hưởng thế nào lờn bộ truyền.  Phương phỏp tăng khả năng tải của bộ truyền đai.  Hiện tượng trượt: nguyờn nhõn, hậu quả và cỏch hạn chế.  Chỉ tiờu và phương phỏp tớnh toỏn thiết kế bộ truyền đai.