Ưu nhược điểm của truyền động dây đai còn gọi là dây Cu-roa có rất nhiều tùy vào các ứng dụng mà thiết bi đó được lắp đặt, thiết kế ban đầu. Kiểu truyền động này rất được thông dụng vì đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp.
Đa số các máy móc công nghiệp hiện nay đều sử dụng các thiết bị truyền động như nhông xích, bánh răng... hay dây curoa. Tuy nhiên, dây curoa được ứng dụng phổ biến hơn cả.
Ngoài việc là bộ phận vô cùng quan trọng trong việc duy trì hiệu quả truyền động; dây đai còn có tác dụng liên kết các trục quay với nhau tạo sự kết hợp giữa các thiết bị trong hệ thống máy.
Bộ truyền dây đai có tác dụng chuyển công suất từ Motor đến trục chính, trục quay nhờ lực ma sát giữa đai và các Pulley. Lực ma sát được tạo ra bởi lực căng ban đầu trên các Pulley chính, Pulley trung gian...
So với các loại nhông xích, dây curoa hoạt động êm hơn. Dây curoa hoạt động tốt thì hệ thống máy móc hoạt động càng tốt. Nhưng nếu không may dây curoa bị đứt, hệ thống máy sẽ phải ngừng hoạt động.
Ưu điểm của bộ truyền đai:
- Bộ truyền lực có tính đàn hồi, có kềt cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp.
- Bộ truyền đai có khả năng truyền chuyển động giữa hai trục khá xa nhau, mà kích thước của bộ truyền không lớn lắm
- Bộ truyền làm việc êm, không gây tiếng ồn, chịu sốc, không cần bôi trơn, phí tổn bảo dưỡng ít.
- Đảm bảo an toàn cho động cơ khi có quá tải.
Nhược điểm của bộ truyền đai:
- Bộ truyền đai có trượt qua sự giãn nở của dây đai, nên tỷ số truyền và số vòng quay không ổn định, khả năng tải không cao.
- Kích thước của bộ truyền lớn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với tải trọng lực kéo như nhau.
- Tuổi thọ của bộ truyền tương đối thấp, đặc biệt khi làm việc với vận tốc cao.
- Lực tác dụng lên trục và ổ lớn, có thể gấp 2÷3 lần so với các bộ truyền khác.
- Thêm tải trọng lên ổ trục do lực căng cần thiết của dây đai. Nhiệt độ ứng dụng bị giới hạn.
Phạm vi sử dụng của bộ truyền đai:
- Dùng nhiều trong các máy đơn giản. Khi cần truyền chuyển động giữa các trục xa nhau. Kết hợp dùng làm cơ cấu an toàn để bảo vệ động cơ. Truyền tải trọng từ nhỏ đến trung bình. Tải trọng cực đại có thể đến 50 kW.
- Bộ truyền ó thể làm việc với vân tốc nhỏ, đến trung bình. Vận tốc thường dùng không nên quá 20 m/s, vận tốc lớn nhất có thể dùng là 30 m/s.
- Tỷ số truyền thường dùng từ 1 đến 3 cho đai dẹt, từ 2 đến 6 cho đai thang. Tỷ số truyền tối đa cho một bộ truyền đai dẹt không nên quá 5, cho bộ truyền đai thang không nên quá 10.
Hình ảnh truyền động Pulley máy khoan bàn.
Full PDF PackageDownload Full PDF Package
This Paper
A short summary of this paper
37 Full PDFs related to this paper
Download
PDF Pack
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Chương 3: Bộ truyền đaiChương 3: (4 tiết)BỘ TRUYỀN ĐAIMỤC TIÊU:Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:- Phân biệt được các loại bộ truyền đai.- Trình bày được ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền.- Liệt kê được các thông số hình học và động học của bộ truyền đai. - Giải thích được nguyên nhân của sự trượt đai. - Tra bảng số liệu và chọn được số liệu phù hợp để tính toán. - Dựa vào trình tự tính toán được bộ truyền đai.- Làm được các bài tập tính toán về đai. NỘI DUNG:I. Đại cương 1. Khái niệm và phân loại 2. Các phương pháp căng đai 3. Các phương pháp nối đai 4. Ưu và nhược điểm của truyền động đaiII. Cơ học bộ truyền đai 1. Quan hệ hình học 2. Vận tốc và tỷ số truyền 3. Lực trong đai truyền 4. Hiện tượng trượt đai truyền 5. Hiệu suất của bộ truyền đai 6. Các dạng hỏng của bộ truyền đaiIII. Tính tóan bộ truyền đai 1. Tính toán bộ truyền đai dẹt 2. Tính toán bộ truyền đai thangIV. Bài tập có lời giảiV. Bài tập tự giảiCâu hỏi ôn tập NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:1. Những khái niệm và định nghĩa cần lướt qua nhanh, vì sinh viên phải có giáotrình để học. Tập trung giải thích các thông số và vận dụng các công thức để tínhtoán. Giải một bài tập mẫu về đai dẹt và một bài tập mẫu về đai thang cho sinhviên. Hướng dẫn sinh viên cách tra bảng số liệu.2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn vàchú ý giải các bài tập trong giáo trình. Đọc thêm các tài liệu tham khảo. Giáo trình Chi tiết máy27Chương 3: Bộ truyền đaiI. ĐẠI CƯƠNG 1. Khái niệm và phân loạiBộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song songvà quay cùng chiều (Hình 3-1), trong một số trường hợp có thể truyền chuyểnđộng giữa các trục song song quay ngược chiều (truyền động đai chéo), hoặctruyền giữa hai trục chéo nhau (truyền động đai nửa chéo, Hình 3-2).F0: lực căng ban đầu của dây đai;A: khoảng cách trục; γ: góc nghiêng của dây đai so với phương ngang1: bánh đai dẫn; 2: bánh đai bị dẫn;n1; n2: tốc độ vòng của bánh dẫn và bánh bị dẫn;D1; D2: đường kính trung bình của bánh dẫn và bánh bị dẫn;α1; α2: góc ôm của dây đai trên bánh dẫn và bánh bị dẫn;- Nguyên lý làm việc của bộ truyền đai: dây đai mắc căng trên hai bánhđai, trên bề mặt tiếp xúc của dây đai và bánh đai có áp suất, có lực ma sát Fms.Lực ma sát cản trở chuyển động trượt tương đối giữa dây đai và bánh đai. Do đókhi bánh dẫn quay sẽ kéo dây đai chuyển động và dây đai lại kéo bánh bị dẫnquay. Như vậy chuyển động đã được truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờlực ma sát giữa dây đai và các bánh đai.Tùy theo hình dạng của dây đai, bộ truyền đai được chia thành các loại:Giáo trình Chi tiết máy28Hình 3.1: Bộ truyền đai thườngHình 3.2: Bộ truyền đai chéo và nửa chéo α1 γ2F0cosγ 2F0cosγChương 3: Bộ truyền đai- Đai dẹt, hay còn gọi là đai phẳng. Tiết diện đai là hình chữ nhật hẹp,bánh đai hình trụ tròn, đường sinh thẳng hoặc hình tang trống, bề mặt làm việc làmặt rộng của đai (Hình 3- 3, a).Kích thước b và h của tiết diện đai được tiêu chuẩn hóa. Giá trị chiều dầyh thường dùng là 3 ; 4,5 ; 6 ; 7,5 mm. Giá trị chiều rộng b thường dùng 20 ; 25 ;32; 40 ; 50 ; 63 ; 71 ; 80 ; 90 ; 100 ; mm.Vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su.Trong đó đai vải cao su được dùng rộng rãi nhất.Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa. Các lớp vảichịu tải trọng, cao su dùng để liên kết, bảo vệ các lớp vải, và tăng hệ số ma sátvới bánh đai.- Đai thang, tiết diện đai hình thang, bánh đai có rãnh hình thang, thườngdùng nhiều dây đai trong một bộ truyền (Hình 3-3, b).Vật liệu chế tạo đai thang là vải cao su. Gồm lớp sợi xếp hoặc lớp sợi bệnchịu kéo, lớp vải bọc quanh phía ngoài đai, lớp cao su chịu nén và tăng ma sát.Đai thang làm việc theo hai mặt bên.Hình dạng và diện tích tiết diện đai thang được tiêu chuẩn hóa. TCVN2332-78 quy định 6 loại đai thang thường Z, O, A, B, C, D. TCVN 3210-79 quyđịnh 3 loại đai thang hẹp SPZ, SPA, SPB.Đai thang được chế tạo thành vòng kín, chiều dài đai được tiêu chuẩn hóa.Bộ truyền đai thang thường dùng có chiều dài: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800,900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550,4000, 4500, 5000, mm.- Đai tròn, tiết diện đai hình tròn, bánh đai có rãnh hình tròn tương ứngchứa dây đai (Hình 3-3, c). Đai tròn thường dùng để truyền công suất nhỏ.- Đai hình lược, là trường hợp đặc biệt của bộ truyền đai thang. Các đaiđược làm liền nhau như răng lược (Hình 3-4, a). Mỗi răng làm việc như một đaithang. Số răng thường dùng 2 ÷ 20, tối đa là 50 răng. Tiết diện răng được tiêuchuẩn hóa.Đai hình lược cũng chế tạo thành vòng kín, trị số tiêu chuẩn của chiều dàitương tự như đai thang.Giáo trình Chi tiết máy29Hình 3-3: Bộ truyền đai dẹt (a), đai thang (b), đai tròn (c)Chương 3: Bộ truyền đai- Đai răng, làmột dạng biến thể củabộ truyền đai. Dây đaicó hình dạng gầngiống như thanh răng,bánh đai có răng gầngiống như bánh răng.Bộ truyền đai rănglàm việc theo nguyêntắc ăn khớp là chính, ma sát là phụ, lực căng trên đai khá nhỏ (Hình 3-4, b).Cấu tạo của đai răng bao gồm các sợi thép bện chịu tải, nền và răng bằngcao su hoặc chất dẻo.Thông số cơ bản của đai răng là mô đun m, mô đun được tiêu chuẩn hóa,gía trị tiêu chuẩn của m: 1 ; 1,5 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 7 ; 10 mm. Dây đai răng được chếtạo thành vòng kín. Giá trị tiêu chuẩn của chiều dài đai tương tự như đai hìnhthang.Trên thực tế, bộ truyền đai dẹt và đai thang được dùng nhiều hơn cả. Vìvậy, trong chương này chủ yếu trình bày bộ truyền đai dẹt và đai thang. 2. Các phương pháp căng đaiBộ phận căng đai, tạo lực căng ban đầu F0 kéo căng hai nhánh đai. Để tạolực căng F0, có thể dùng trọng lượng động cơ (Hình 3-5, a), dùng vít đẩy (Hình3-5, b), hoặc dùng bánh căng đai (Hình 3-5, c). 3. Các phương pháp nối đaiThông thường chỉ nối đai dẹt, vì chiều dài đai dẹt được cắt theo yêu cầuvà nối thành vòng kín. Đai được nối bằng cách dán, may, hoặc dùng bu lông kẹpchặt.Giáo trình Chi tiết máy30Hình 3-4: Bộ truyền đai hình lược (a), đai răng (b)Hình 3-6: Các phương pháp nối đaiHình 3-5: Bộ phận căng đaiBánh căng đaic)Chương 3: Bộ truyền đai 4. Ưu nhược điểm của truyền động đaia) Ưu điểm:- Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ.- Truyền động êm dịu.- Do có sự trượt giữa dây đai với bánh đai cho nên khi q tải đột ngộtcũng khơng gây ra hư hỏng các chi tiết của bộ truyền.- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai, biên độ dao động của cơ cấu, do tảitrọng thay đổi sinh ra, khơng lớn.- Có thể truyền động giữa các trục xa nhau và giữa các trục được bố tríthích hợp trong khơng gian.b) Nhược điểm:- Kích thước cồng kềnh, nhất là khi truyền cơng suất lớn.- Do có trượt đai nên khơng đảm bảo được độ chính xác về tỷ số truyền.- Do phải có lực căng đai ban đầu tạo nên áp lực phụ trên trục và gối đỡ.- Dây đai dễ bị nhiễm điện và khơng chịu được mơi trường có dầu, mỡ. c) Phạm vi sử dụng:- Cơng suất truyền có thể đạt tới 1500 kW; phổ biến trong phạm vi từ 0,3– 50kW, vận tốc dây đai có thể đạt tới 30 m/s; tỷ số truyền i ≤ 6.II. CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 1. Quan hệ hình học- Nhóm cơng thức 1:sin γ = ADD212−(3.1)α1 = π - 2γ ; α2 = π + 2γ; (3.2)L = 2A cosγ + 222αD+211αD= 2A cosγ + 2π(D2 + D1) + γ(D2 - D1) (3.3)A=γcos21[L - 2π(D2 + D1) - γ(D2 - D1) ] (3.4)Chú ý: Trong các công thức trên, các góc tính theo radian.- Nhóm cơng thức 2:−−=ADD1200157180α;−+=ADD1200257180α(3.5)( )( )ADDDDAL42221212−+++=π(3.6)( ) ( )[ ]( ){ }2122121282281DDDDLDDLA −−+−++−=ππ(3.7)L: chiều dài của dây đai. 2. Vận tốc và tỷ số truyền- n1 (ω1) và n2 (ω2) : tốc độ vòng (góc) của bánh dẫn và bánh bị dẫn,vg/phút (rad/s); i: tỉ số truyền; v1, v2: tốc độ tiếp tuyến của bánh dẫn v bnh bị dẫn, m/sNếu khơng có sự trượt giữa đai với bánh đai thì:Giáo trình Chi tiết máy31Chương 3: Bộ truyền đaiv1 = v2 hay 6011nDπ = 6022nDπ và i = 21nn= 12DDNhưng sự trượt đó không tránh khỏi khi bộ truyền đai làm việc nên v1 < v2, vànếu gọi ε là hệ số trượt thì ta có:v2 = v1(1 - ε) , hay 6022nDπ=6011nDπ(1-ε)Suy ra: i = )1(12ε−DDTrong điều kiện làm việc bình thường, có thể lấy hệ số trượt ε = 0,01-0,02 3. Lực trong đai truyềnGồm có:- Lực căng đai ban đầu F0;- Lực vòng tác dụng lên dâyđai:vNDMFt1000211==; M1: mơmen xoắn trên trục I; D1: đường kính bánh đai số 1; N: cơng suất; v: vận tốc dây đai.- Lực ly tâm của dây đai: Fv = qm.v2(qm: khối lượng của 1 métdây đai)- Lực tổng hợp tác dụng lên nhánh căng: F1 = F0 + 2tF + Fv.- Lực tổng hợp tác dụng lên nhánh chùng: F2 = F0 - 2tF + Fv.- Lực tác dụng lên trục và ổ đỡ: Fr = 3F0cosγ = 2sin310αF(3.8) 4. Hiện tượng trượt đai truyềna) Trượt đàn hồi:Hiện tượngtrượt này do dây đaibiến dạng đàn hồi gâynên, gọi là hiện tượngtrượt đàn hồi của dâyđai trên bánh đai. Dâyđai càng mềm, giãnnhiều thì trượt cànglớn. Cung AC gọi làcung trượt, cung CBkhơng có hiện tượngtrượt gọi là cung tĩnh.(Hình 3-8)Giáo trình Chi tiết máy32Hình 3-7: Lực trong đai truyềnHình 3-8: Hiện tượng trượt đai truyềnCung tĩnhCung trượtAACBCung trượtCung tĩnh BCChương 3: Bộ truyền đaib) Trượt trơn:Trượt trơn xảy ra khi bộ truyền đai bị quá tải; lúc này lực vòng Ft lớn hơnlực ma sát Fms, hiện tượng trượt xảy ra trên toàn bộ cung ôm của dây đai trênbánh đai (cung ACB) 5. Hiệu suất của bộ truyền đaiKhả năng làm việc của bộ truyền đai đặc trưng bởi đường cong trượt vàđường cong hiệu suất. Trên trục tung: η là hiệu suất; ξ là hệ số trượt;Trên trục hoành: tải trọng, đặc trưng bằng hệ số kéo ψ: ψ = 02FFtQuan sát đường cong trượt và đường cong hiệu suất trên Hình 3-9 ta nhận thấy:- Khi hệ số kéo thay đổi từ 0đến ψ0, lúc này trong bộtruyền chỉ có trượt đàn hồi,hệ số trượt tăng, đồng thờihiệu suất η cũng tăng.- Khi biến thiên từ ψ0 đếnψmax hệ số trượt tăng nhanh,lúc này trong bộ truyền đaicó trượt trơn từng phần, hiệusuất của bộ truyền giảm rấtnhanh.- Khi ψ = ψmax bộ truyềntrượt trơn hoàn toàn, hiệusuất bằng 0, còn hệ số trượtbằng 1.- Tại giá trị ψ = ψ0 bộ truyềncó hiệu suất cao nhất, mà vẫn chưa có hiện tượng trượt trơn từng phần. Lúc nàybộ truyền đã sử dụng hết khả năng kéo. Đây là trạng thái làm việc tốt nhất của bộtruyền. Giá trị ψ0 gọi là hệ số kéo tới hạn của bộ truyền.- Khi tính thiết kế bộ truyền đai, cố gắng để bộ truyền làm việc trong vùng bêntrái sát với đường ψ = ψ0 .- Do có trượt nên số vòng quay n2 của trục bị dẫn dao động, tỷ số truyền i của bộtruyền cũng không ổn định. 6. Các dạng hỏng của bộ truyền đaiTrong quá trình làm việc bộ truyền đai có thể bị hỏng ở các dạng sau:- Trượt trơn, bánh đai dẫn quay, bánh bị dẫn và dây đai dừng lại, dây đaibị mòn cục bộ.- Đứt dây đai, dây đai bị tách rời ra không làm việc được nữa, có thể gâynguy hiểm cho người và thiết bị xung quanh. Đai thường bị đứt do mỏi.- Mòn dây đai, do có trượt đàn hồi, trượt trơn từng phần, nên dây đai bịmòn rất nhanh. Một lớp vật liệu trên mặt đai mất đi, làm giảm ma sát, dẫn đếnGiáo trình Chi tiết máy33Hình 3-9: Đường cong trượt và đường cong hiệu suấtĐường cong trượt Đường cong hiệu suấtChương 3: Bộ truyền đai trượt trơn. Làm giảm tiết diện đai, dẫn đến đứt đai.- Nhão dây đai, sau một thời gian dài chịu kéo, dây đai bị biến dạng dư,giãn dài thêm một đoạn; làm giảm lực căng, tăng sự trượt, làm giảm tiết diện đai,đai dễ bị đứt.- Mòn và vỡ bánh đai, bánh đai mòn chậm hơn dây đai. Khi bánh đai mònquá giá trị cho phép bộ truyền làm việc không tốt nữa. Bánh đai làm bằng vậtliệu giòn, có thể bị vỡ do va đập và rung động trong quá trình làm việc.III. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI1. Tính toán bộ truyền đai dẹtKích thước của bộ truyền đai dẹt được tính toán thiết kế theo trình tự sau:1- Chọn loại vật liệu đai. Tùy theo vận tốc dự kiến, và điều kiện làm việc,lựa chọn loại đai vải cao su, đai sợi tổng hợp, hoặc đai vải. Trong đó đai vải caosu được dùng nhiều hơn cả.2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức kinh nghiệm:( )13111100 1300NDn= ÷; D1 [mm]; N1 [kW]; n1 [vg/ph]Có thể lấy D1 theo dãy số tiêu chuẩn: 50 , 55 , 63 , 71 , 80 , 90 , 100 , 112 ,125 , 140 , 160 , 180 , 200 , 224 , 250 , 280 , 315 , Tính vận tốc đai v, 1000.6011nDvπ=; kiểm tra điều kiện v ≤ vmax. Nếu khôngthỏa mãn thì phải giảm giá trị đường kính D1. Có thể lựa chọn vmax khoảng (20 -30) m/s.3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2, D2 = D1.i.(1- ε), lấy giá trị của εtrong khoảng 0,01 ÷ 0,02. Có thể lấy D2 theo dãy số tiêu chuẩn. Khi lấy D2 theotiêu chuẩn, thì cần kiểm tra tỷ số truyền và số vòng quay n2. Điều chỉnh D1 và D2sao cho i và n2 không được sai khác với đầu bài quá 4%.4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L. Tính chiều dài nhỏ nhất Lmin của đai theo công thức: maxminuvL = Số vòng chạy cho phép của đai trong một giây umax có thể chọn như sau:Đối với bộ truyền đai dẹt không có bánh căng đai: umax = 3 ÷ 5Đối với bộ truyền đai dẹt có bánh căng đai: umax = 8 ÷ 10Tính khoảng cách trục Amin theo công thức (3-7). Kiểm tra điều kiện Amin ≥2.(D1 + D2). Nếu thỏa mãn, lấy A = Amin và lấy L = Lmin. Nếu không thỏa mãn, lấyA = 2.(D1 + D2), tính L theo theo A, công thức (3-6). Lấy thêm một đoạn chiềudài L0 để nối đai, tùy theo cách nối đai có thể lấy L0 trong khoảng 100 ÷ 400 mm.5- Tính góc ôm α1 theo công thức (3-5), kiểm tra điều kiện α1 ≥ 150o. Nếukhông đạt, thì phải tăng khoảng cách trục A, và tính lại chiều dài L.6- Xác định tiết diện đai. Chọn trước chiều cao h của đai, h ≤ D1/40, lấy htheo dãy số tiêu chuẩn. Tính chiều rộng b của đai theo công thức:[ ]tthFbσ≥ = [ ]tvhNσ 10001; N1 [kW]; h [mm]; v [m/s]; σt [N/mm2]Giáo trình Chi tiết máy34Chương 3: Bộ truyền đaiLấy b theo dãy số tiêu chuẩn: b = 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 75; 80; 100;125; 150; 200; . . . Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.Cr(3.9)Trong đó [σt]0 là ứng suất có ích cho phép của bộ truyền chuẩn, được chọnlàm thí nghiệm để xác định ứng suất có ích cho phép. Bộ truyền chuẩn là bộtruyền có góc ôm α1 = 180o, vận tốc làm việc v1 = 10 m/s, đặt nằm ngang, tảitrọng không có va đập.Giá trị của [σt]0 tra trong sổ tay cơ khí. Đối với đai vải cao su, có thể lấytrong khoảng 2,1 ÷ 2,4 MPa.Cα là hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai. Giá trị của Cα có thể trabảng, hoặc tính gần đúng theo công thức: Cα = 1 - 0,003.(180o - α1).Cv là hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc. Giá trị của Cv có thể tra bảng,hoặc tính gần đúng theo công thức: Cv = 1,04 - 0,0004.21vCb là hệ số xét đến vị trí của bộ truyền. Có thể chọn như sau:Đối với đai thang, với mọi vị trí của bộ truyền luôn lấy Cb = 1.Đối với đai dẹt, nếu 0 ≤ γ ≤ 600 , thì chọn Cb = 1nếu 60 < γ ≤ 800 , thì chọn Cb = 0,9nếu 80 < γ ≤ 900 , thì chọn Cb = 0,8.γ là góc nghiêng của đường nối tâm hai bánh đai so với phương nằmngang.Cr là hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền. 7- Tính chiều rộng B của bánh đai. Lấy B = 1,1.b + (10 ÷15) mm. Chọncác kích thước khác của bánh đai, vẽ kết cấu bánh đai dẫn và bánh đai bị dẫn. Đểlàm ví dụ, trên hình 3-10 trình bày bản vẽ chế tạo một bánh đai dẹt. Kết cấu củabánh đai được chọn đảm bảo cho các phần thuộc bánh đai có sức bền đều.8- Tính lực căng ban đầu F0 theo điều kiện:Giáo trình Chi tiết máy35Chương 3: Bộ truyền đai[ ]( )( )121.1100−+≥≥αασffteeFFhb; f là hệ số ma sát; [σ0] = 1,8 MPa = 1,8 N/mm2.Kiểm tra điều kiện căng ban đầu F0/(b.h) ≤ 1,8 MPa.9- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức (3-8), hoặc công thức:[ ]2sin210ασbhFr=2. Tính toán bộ truyền đai thangKích thước của bộ truyền đai thang được tính toán thiết kế theo trình tựsau:1- Chọn loại tiết diện đai. Tùy theo vận tốc dự kiến, và mô men xoắn trêntrục M1, lựa chọn loại tiết diện đai phù hợp. Có thể căn cứ vào công suất truyềnvà số vòng quay của bánh dẫn để chọn loại đai theo biểu đồ. Tra bảng để có giátrị diện tích S và đường kính Dmin cho từng loại tiết diện đai.Giáo trình Chi tiết máy36Hình 3-10: Cấu tạo bánh đai dẹtn1 [vg/ph]20031550080012502000318050002 3,1558 12,5 20 31,550 80125 200 400N [kW]ABCDEHình 3-11: Biểu đồ chọn tiết diện đai theo công suất và số vòng quayChương 3: Bộ truyền đai2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức: D1 ≈ 1,2.Dmin, vớiDmin cho trong bảng 3.1:Bảng 3.1: Kích thước mặt cắt các loại đai thangLoạiđaia [mm] h [mm] h0 [mm] S [mm2] e[mm]pth[mm]DminO 10 6 2,1 47 10 1270 ÷ 140A 13 8 2,8 81 12,5 16100 ÷ 200B 17 10,5 4,1 138 16 20140 ÷ 280C 22 13,5 4,8 230 21 26250 ÷ 400D 32 19 6,9 476 28,5 37,5320 ÷ 630E 38 23,5 8,3 692 34 44,5500 ÷ 999(Kích thước e và pth xem hình 3.3)Nên lấy D1 theo dãy số tiêuchuẩn: 50 , 55 , 63 , 71 , 80 , 90 ,100 , 112 , 125 , 140 , 160 180 , 200 , 224 , 250 , 280 , 315 , Tính vận tốc v1, 1000.60111nDvπ=, kiểm tra điều kiện v1 ≤ vmax. Nếu khôngthỏa mãn thì phải giảm giá trị đường kính D1. Có thể lựa chọn vmax trong khoảng(20 ÷ 30) m/s.3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2, D2 = D1.i.(1-ε), lấy giá trị của εtrong khoảng (0,01 ÷ 0,02). Có thể lấy D2 theo dãy số tiêu chuẩn. Khi lấy D2 theotiêu chuẩn, thì cần kiểm tra tỷ số truyền và số vòng quay n2. Điều chỉnh D1 và D2sao cho i và n2 không được sai khác với đầu bài quá 4%.4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài L. Khoảng cách trục Asb cóthể lấy theo yêu cầu của đầu bài, hoặc theo công thức kinh nghiệm Asb = Cd.D1.Giáo trình Chi tiết máy37Hình 3.12: Kích thước mặt cắt ngang của đai thangChương 3: Bộ truyền đaiGiá trị của Cd được chọnphụ thuộc vào tỷ số truyền inhư bảng bên.Kiểm tra điều kiện: 0,55.(D1 + D2) + h ≤ Asb ≤ 2.(D1 + D2). Nếu thỏa mãn,thì lấy A1 = Asb. Nếu không thỏa mãn, thì lấy A1 bằng giá trị giới hạn của bấtđẳng thức. Tính L1 theo theo A1, dùng công thức (3-6). Lấy L ≥ L1 và theo dãy sốtiêu chuẩn của đai; L = 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120;1250; 1400; 1600; 1700; 1800; 1900; 2000; 2120; 2240; 2360; 2500; 2650; 2800;3000; 3150; 3350; 3550; 3750; 4000; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; . . .Tính chính xác khoảng cách trục A theo L, dùng công thức (3-7).5- Tính góc ôm α1 theo công thức (3-5). Kiểm tra điều kiện α1 ≥ 120o Nếukhông đạt, thì phải tăng khoảng cách trục A, và tính lại chiều dài L.6- Xác định số lượng dây đai. Đã có diện tích tiết diện của một dây đai S.Tính số dây đai Z theo công thức:[ ]tSvNZσ 10001≥(3.10)Với [σt] là ứng suất có ích cho phép, được tính theo công thức (3.9). Lấy Z là một số nguyên. So sánh các phương án, chọn phương án tốt nhất:có số đai Z trong khoảng 3 ÷ 4 dây, một số trường hợp Z ≤ 6 dây. 7- Tính chiều rộng B của bánh đai (hình 3.3). Lấy B = (z-1).pth + 2.e[mm]. Chọn các kích thước khác của bánh đai theo tiêu chuẩn, vẽ kết cấu bánhđai dẫn và bánh đai bị dẫn.8- Tính lực căng ban đầu F0 theo điều kiện:[ ]( )( )121.1100−+≥≥αασffteeFFhb; f là hệ số ma sát; [σ0] = 1,8 MPaKiểm tra điều kiện căng ban đầu F0/(b.h) ≤ 1,8 MPa.9- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức: =2sin310αFFr = 2sin310ασSZ(3.11)IV. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI1. Bài tập 1:Tính toán bộ truyền đai dẹt từ động cơ điện tới trục vào của hộp tốc độmáy tiện revonve theo những số liệu sau đây: Công suất động cơ N = 7 kW; sốvòng quay n1 = 1440 vg/ph; tỷ số truyền i = 2,8. Tải trọng khởi động bằng 130%tải trọng danh nghĩa; tải trọng làm việc thay đổi trong những giới hạn đáng kể; độnghiêng đường nối trục với phương nằm ngang là 80o; căng đai bằng cách xêdịch động cơ; làm việc hai ca trong nhà xưởng khô. Bài giải:Giáo trình Chi tiết máy38i = 1 2 3 4 5 6Cd = 1,5 2,4 3 3,8 4,5 5Chương 3: Bộ truyền đai1- Chọn loại vật liệu đai. Điều kiện làm việc trong nhà xưởng khô, lựachọn loại đai vải cao su. 2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức kinh nghiệm:( )3113001100nND ÷= = (1100 - 1300)314407 (176 - 218)Lấy D1 = 180 mm.Tính và kiểm nghiệm vận tốc đai:1000.6011nDvπ= = 1000.601440.180.14,3 = 13,56 m/s < vmax = (20 - 30) m/s.Vận tốc đai đạt yêu cầu.3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2: Lấy hệ số trượt đàn hồi ε = 0,01;D2 = D1.i.(1-ε) = 180.2,8.0,99 = 498,96 mm.Lấy D2 = 500 mm. [II]Sai lệch không lớn cho nên không cần tính toán lại tỷ số truyền chính xác. 4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L. Tính chiều dài nhỏ nhất Lmin của đai theo công thức: maxminuvL =Đối với bộ truyền đai dẹt không có bánh căng đai, chọn umax = 5Vậy 556,13min=L = 2,712 m = 2712 mm. Tính khoảng cách trục Amin theo công thức:( ) ( )[ ]( ){ }2122121282281DDDDLDDLA −−+−++−=ππ= ( ) ( )[ ]( ){ }22180500818050014,32712218050014,32712281−−+−×++−×= 930 mm. Kiểm tra điều kiện Amin ≥ 2.(D1 + D2) = 2(180+500) = 1360 mm. Khôngthỏa mãn. Vậy: Khoảng cách trục: A = Amin = 1360 mm;Tính lại chiều dài dây đai theo công thức:( )( )ADDDDAL42221212−+++=π = ( )( )13604180500180500214,3136022×−+++× = 3806 mmTăng chiều dài dây đai một đoạn 134 mm để nối đai. Chiếu dài dây đai: L = 3940 mm. 5- Tính góc ôm α1 theo công thức (3-5):−−=ADD1200157180α = −−1360180500571800 = 1590Thỏa mãn điều kiện α1 ≥ 150o. 6- Xác định tiết diện đai. Giáo trình Chi tiết máy39Chương 3: Bộ truyền đaiChọn trước chiều cao h của đai, h ≤ D1 / 40 = 180/40 = 4,5 mm; lấy h = 5mm . Tính chiều rộng b của đai theo công thức:[ ]tthFbσ≥ = [ ]tvhNσ 10001 Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.CrTrong đó [σt]0 = 2,1 N/mm2Hệ số góc ôm : Cα = 1 - 0,003.(180o - α1) = 1-0,003(180-159) = 0,94Hệ số vận tốc: Cv = 1,04 - 0,0004.21v= 1,04 - 0,0004.13,562 = 0,97Vì γ = 800 , thì chọn Cb = 0,9Hệ số chế độ làm việc Cr = 0,8. Vậy 8,09,097,094,01,256,13571000×××××××≥b = 74,88 mmLấy b theo dãy số tiêu chuẩn: b = 75 mm. 7- Tính chiều rộng B của bánh đai. B = 1,1.b + (10 ÷15) mm = 1,1x75 + 12,5 = 95 mm. 8- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức [ ]2sin210ασbhFr= Fr = 2159sin5758,12 ×××× = 1323 N. 2. Bài tập 2:Tính toán bộ truyền đai thang của máy phay. Động cơ điện dị bộ ngắnmạch công suất truyền N = 3,4 kW; số vòng quay bánh dẫn n1 = 1440 vg/ph;bánh bị dẫn n2 = 480 vg/ph. Khoảng cách trục A = 900 mm. Tải trọng khởi độngbằng 150% tải trọng định mức; tải trọng làm việc có các va đập không đáng kể;làm việc hai ca. Bài giải:1- Chọn loại tiết diện đai. Căn cứ vào công suất truyền và vận tốc bánhdẫn, chọn đai loại A có S = 81 mm2; h = 8 mm với Dmin = 100 mm. 2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức: D1 ≈ 1,2.Dmin = 120mm.Tính vận tốc v1, 1000.60111nDvπ= = 60000144012014,3 ×× = 9,04 m/s, thỏa mãnđiều kiện v1 ≤ vmax = (20 ÷ 30) m/s.3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2: Lấy giá trị của ε = 0,01; D2 = D1.i.(1-ε) = ( )ε−1211nnD= 99,04801440120 ××D2 = 356,4 mm. Chọn D2 = 360 mm [II]4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài L. Kiểm tra điều kiện: 0,55.(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2.(D1 + D2). Giáo trình Chi tiết máy40Chương 3: Bộ truyền đai0,55(120 + 360) + 8 < 900 < 2(120 + 360) 536 < 900 < 960Thỏa mãn điều kiện đề ra. Vậy chọn A = 900 mm. Chiều dài đai được tính theo công thức:( )( )ADDDDAL42221212−+++=π = ( )( )9004120360120360214,390022×−+++× = 2570 mm.Chọn L = 2500 mm.Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức: ( ) ( )[ ]( ){ }2122121282281DDDDLDDLA −−+−++−=ππ = ( ) ( )[ ]( ){ }22120360812036014,32500212036014,32500281−−+−×++−× = 865 mm.5- Tính góc ôm α1 theo công thức (3-5):−−=ADD1200157180α = −−865120360571800 = 1560Thỏa mãn điều kiện α1 ≥ 120o. 6- Xác định số lượng dây đai. Tính số dây đai Z theo công thức:[ ]tSvNZσ 10001≥Với [σt] là ứng suất có ích cho phép, được tính theo công thức:Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.CrTrong đó [σt]0 = 1,6 N/mm2 [II]Hệ số góc ôm : Cα = 1 - 0,003.(180o - α1) = 1-0,003(180-156) = 0,94Hệ số vận tốc: Cv = 1,04 - 0,0004.21v= 1,04 - 0,0004.9,042 = 1,007Đối với đai thang, chọn Cb = 1Hệ số chế độ làm việc Cr = 0,8. Vậy Z = 8.01007.194.06,18104.94.31000××××××× = 3,83Số lượng dây đai là: Z = 4 dây. 7- Tính chiều rộng B của bánh đai (hình 3.3). Lấy B = (z-1).pth + 2.e = (4 - 1).16 + 2.12,5 = 73 mm. 8- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức: Fr = 2sin310ασSZ = 3.1,2.81.4.sin(156/2) = 1140 NV. BÀI TẬP TỰ GIẢI1. Bộ truyền đai dẹt nằm ngang có đường kính bánh dẫn D1 = 225 mm;bánh bị dẫn D2 = 1000 mm; khoảng cách trục A = 2800 mm; số vòng quay bánhGiáo trình Chi tiết máy41Chương 3: Bộ truyền đaidẫn n1 = 1440 vg/ph. Dây đai bằng vải cao su có bề dày 6 mm; chiều rộng 200mm. Bộ truyền làm việc có dao động nhẹ. Tính công suất có thể truyền được. 2. Bộ truyền đai dẹt truyền công suất N1 = 8 kW, số vòng quay bánh dẫnn1 = 1280 vg/ph, bánh bị dẫn n2 = 640 vg/ph, đường kính bánh dẫn D1 = 180 mm;khoảng cách trục A = 1800 mm. Hãy xác định góc ôm α1 và chiều dài đai. 3. Tính toán bộ truyền động bằng đai dẹt từ động cơ điện tới trục vào hộpsố theo các số liệu sau đây: Công suất động cơ N = 2,8 kW; số vòng quay n1 =1420 vg/ph; tỷ số truyền i = 2. Tải trọng khởi động bằng 120% tải trọng danhnghĩa; tải trọng làm việc không đổi; độ nghiêng đường nối trục với phương nằmngang là 80o; căng đai bằng cách xê dịch động cơ; làm việc hai ca. Chấp nhận hệsố trượt đàn hồi ε = 0,02. 4. Tính toán bộ truyền đai thang để dẫn động hộp tốc độ theo số liệu sauđây: động cơ điện dị bộ công suất truyền N = 10,3 kW; số vòng quay n1 = 2930vg/ph; tỷ số truyền i = 1,65. Tải trọng êm, làm việc hai ca. CÂU HỎI ÔN TẬP1. Trình bày kết cấu của bộ truyền đai, phân loại, các kích thước chủ yếu của bộtruyền đai thông dụng?2. Trình bày các thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền đai? Tải trọng và lựctác tác dụng trong bộ truyền đai?3. Ứng suất trong dây đai? Trình bày các dạng hỏng của bộ truyền đai, và chỉ tiêutính toán?4. Trình bày hiện tượng trượt trong bộ truyền đai? Đường cong trượt và đườngcong hiệu suất?5. Làm các bài tập về bộ truyền đai. Giáo trình Chi tiết máy42