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

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

1. 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 2
3. 2. Phõn loại (1)  Theo loại đai Đai răng Đai dẹt Đai thang Đai trũn Đai lược Chương 3: Bộ truyền đai 3
4. 2. Phõn loại (1)  Theo vị trớ cỏc trục Chương 3: Bộ truyền đai 4
5. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1)  Đai d 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). Chương 3: Bộ truyền đai 5
6. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1)  Đai d 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 Chương 3: Bộ truyền đai 6
7. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1)  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). Chương 3: Bộ truyền đai 7
8. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1)  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). Bỏnh đai dẹt Chương 3: Bộ truyền đai 8
9. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Bỏnh đai thang Chương 3: Bộ truyền đai 9
10. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (1) Bỏnh đai lược Chương 3: Bộ truyền đai 10
11. 3. Cỏc bộ phận và thụng số chớnh (3) F0  Thụng số chớnh d2 Đường kớnh bỏnh đai d1, d2 2 1 Tỷ số truyền u 훼2 n d d1 u 1 2 n2 d1 1  F0 Gúc ụm 1, 2 a Khoảng cỏch trục a Chiều dài đai L d d d d d d 2 1800  1800 570 2 1 L 2a 1 2 2 1 1 a 2 4a Chương 3: Bộ truyền đai 11
12. 2. Cơ sở tớnh toỏnF bộ truyền đai F t F 2.1. Lực tỏc1 dụng 1 (1)v Ft F2 Fv  Lực tỏc dụng lờn đai  1 Khi chưa làm việc lực căng trờn cỏc nhỏnh bằng1 lực căng ban đầu F0.2 F 2 F F 2 F F 1 Khi truyền momen => xuấtt hiện nhỏnh0 căngv và nhỏnh chựng0 (F v> F ). f  1 1 2 e 1 F1 F2 2F0 F0 F2 d2 2T1 F1 F2 Ft d1 2 T1 1 F F f 1 v e  a2 F F d1 2 v T2 F0 F1 Ft Luc vũng 2 a Fv qv do li tõm Chương 3: Bộ truyền đai 12
13. 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.1. Lực tỏc dụng (2)  Lực tỏc dụng lờn trục F2 Lực tỏc dụng lờn trục được coi như nằm trờn đường nối tõm cỏc bỏnh đai. F2 T1 1  F F F r 1 2 Fr 1 F1 Fr 2F0 sin d1 2 F1 F0 – lực căng ban đầu Chương 3: Bộ truyền đai 13
14. 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.2. Ứng suất trờn đai Chương 3: Bộ truyền đai 14
15. 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.3. Hiện tượng trượt  Trượt đàn hồi: F2 do sự dón dài khỏc nhau của đai tại vựng tiếp xỳc với bỏnh đai vỡ lực căng thay đổi  Trượt trơn: 1 1 khụng đủ ma sỏt giữa phõn tố đai và bỏnh đai. Trượt trơn toàn phần v1 v2  Hệ số trượt  v1 n d u 1 2 n2 d1 1  FF11 Chương 3: Bộ truyền đai 17
16. 2. Cơ sở tớnh toỏn bộ truyền đai 2.3. Đường cong trượt và đường cong hiệu suất Truợt đàn hồi + Truợt trơn  Hệ số kộo  F  t Truợt đàn hồi 2F0 Vựng trượt trơn đặc trưng cho khả năng toàn phần tải của bộ truyền  Cỏc quan hệ    ,   trờn đồ thị => đường  cong trượt và đường cong hiệu suất  ??? 0, max  max  Chương 3: Bộ truyền đai 18
17. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai  Chỉ tiờu tớnh toỏn  Khả năng kộo: để đạt hiệu quả cao nhất =>   0  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. o o Chỳ ý gúc ụm α1 αmin (150 và 120 tương ứng với đai dẹt và đai thang) Chương 3: Bộ truyền đai 19
18. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt  Mục đớch: tỡm tiết diện đai để đảm bảo khả năng kộo  0  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: F K b t đ d[t ]0 C0C Cv Giỏ trị tớnh được quy trũn theo dóy tiờu chuẩn chiều rộng đai.  Sử dụng cụng thức ??? 3 d1 (5,2 6,4) T1 Chương 3: Bộ truyền đai 20
19. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt Ft Kđ  Chiều rộng đai cần thiết: b 퐾đ - hệ số tải trọng động d[t ]0 C0C Cv Chương 3: Bộ truyền đai 21
20. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt Ft Kđ  Chiều rộng đai cần thiết: b d[t ]0 C0C Cv Chương 3: Bộ truyền đai 22
21. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai dẹt F K  Chiều rộng đai cần thiết: b t đ d[t ]0 C0C Cv C = C CvCb 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 2 Cv = 1 – kv(0.01v -1) kv = 0.04 (đai sợi tổng hợp); 0.01(cỏc loại vật liệu khỏc) Cb - hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trớ bộ truyền so với phương ngang và cỏch căng đai. d 1 1 Chọn d theo 1  d1 30 40 Chương 3: Bộ truyền đai 23
22. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai thang  Mục đớch: xỏc định số đai đảm bảo khả năng kộo  0  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] => F K P K 1000 P K z t đ 1 đ 1 đ A1[t ] A1[t ] v1 [P0 ]C CuClCz 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 ??? Chương 3: Bộ truyền đai 24
23. 3. Tớnh toỏn bộ truyền đai 3.1. Tớnh toỏn đai thang F K P K 1000 P K z t đ 1 đ 1 đ A1[t ] A1[t ] v1 [P0 ]C CuClCz Chương 3: Bộ truyền đai 25
24. 4. Trỡnh tự tớnh toỏn bộ truyền đai 4.1. Đai dẹt  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 Chương 3: Bộ truyền đai 26
25. 4. Trỡnh tự tớnh toỏn bộ truyền đai 4.2. Đai thang  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 Chương 3: Bộ truyền đai 28
26. Vớ dụ bảng tớnh chọn đai Chương 3: Bộ truyền đai 30
27. 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 31
28. 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. Chương 3: Bộ truyền đai 32