Bài giảng Chi tiết máy: Chương 3 - ĐH Bách Khoa HN

CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 1.1 Phân loại Theo tiết diện đai Các khái niệm chung + Đai dẹt + Đai thang + Đai hình lược + Đai trịn Thơng số quan hệ hình học Cơ học truyền động đai Tính tốn thiết kế truyền đai CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 1.1 Phân loại 1.2 Các loại đai Theo cách mắc đai ➢ mắc thẳng ➢ mắc chéo ➢ mắc nửa chéo a Đai dẹt δ CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI - Đai da - Đai sợi bơng - Đai sợi len Tiêu chuẩn hóa theo: b x δ - Đai vải cao su - Đai sợi tổng hợp Tiêu chuẩn hóa theo : b x δ x l CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 1.2 Các loại đai Thơng số quan hệ hình học b Đai thang d2 a2 b x h x L : tiêu chuẩn hóa • Đai thang tiết diện thường bt / h ≈ 1.4 b a1 • Đai thang hẹp bt / h = 1.05 ÷ 1.1 d1 Mặt phẳng ngang • Đai thang rộng bt / h = ÷ 4.5 • b - góc nghiêng truyền CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Thơng số quan hệ hình học Thơng số quan hệ hình học • a - khoảng cách trục • d1, d2 - đường kính tính tốn • α1 = 180o - 2γ • α2 = 180o + 2γ Đối với đai dẹt đường kính ngồi bánh đai Đối với đai hình thang hình lược đường kính vịng trịn qua lớp trung hòa đai sin γ = d − d1 2a • α1 > 150o -> γ < 15o α1, α2 - góc ơm bánh nhỏ bánh lớn CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Thơng số quan hệ hình học Thơng số quan hệ hình học Chiều dài đai Đai dẹt L = α1 d1 d + α 2 + 2a cos γ 2 L ≈ 2a + a≈ d1 = (1100 ÷ 1200)3 π( d + d ) ( d − d ) + 4a P1 n1 d1 = (5,2 ÷ 6.4)3 T1 ⎤ 1⎡ π( d + d ) π( d + d ) ⎤ ⎡ ⎢L − ⎥ + ⎢L − − ( d − d ) ⎥⎦ 4⎢ 2 ⎣ ⎥⎦ ⎣ CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 10 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Thơng số quan hệ hình học Thơng số quan hệ hình học Đai thang Chọn a đai dẹt d1 = (1,1 ÷ 1.2)d1min d1 ứng với loại đai đai thang: 11 v ≤ (3 ÷ 5) L a = (0,9 ÷ 1,5)d 12 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Cơ học truyền động đai F0 d2 a1 ( F1 - F2 ) d1 F0 Phương trình cân momen 𝛼2 T1 𝛼1 3.1 Lực tác dụng a2 F2 T2 F1 Ft = a d1 = T1 2T1 Þ Ft = F1 - F2 d1 13 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Cơ học truyền động đai Fv = qm v Quan hệ F0, F1, F2 λ Ft = Ft λ −1 1 F2 = F0 − Ft = Ft λ −1 Với CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI Lực căng phụ 3.1 Lực tác dụng F1 = F0 + 14 Ft = F0 λ −1 λ +1 ✓ Lực căng phụ có giá trị tất tiết diện đai ✓ Lực căng phụ làm giảm tác dụng lực căng ban đầu Fo = ef ↵ 15 16 3.2 ỨNG SUẤT TRONG ĐAI 3.2 ỨNG SUẤT TRONG ĐAI Ứng suất căng ban đầu A: diện tích tiết diện đai F0 A Ứng suất kéo nhánh chủ động (nhánh căng) σ0 = Cơ sở tính tốn b.t đai thơng số d2 δ E d t v Ứng suất kéo nhánh bị động (nhánh trùng) F = +F α2 Khi chưa làm việc lực căng cácFtnhánh lực căng ban đầu F0 v Khi truyền momen => xuất nhánh λ − 1căng nhánh chùng (F1 > F2) λ −1 F1 + F2 = F0 F1 − F2 = a σ2T2 ==F d1 F1 − Fv = e fα = λ F2 − Fv d1 + d2 (d2 − d1 ) + 4a t v 0 t ⎛ ⎞ F2 + FFv= 2(F F−1FF ) λF+t = 2F(Fv − F )⎜⎝11 − e + ⎟⎠ = + = σt +σv A λ T− A A λ − v fα d2 α2 F0 α1 d1 ≈ 2a + π σ u = εE = lên F + Fv λLựcFttác Fdụng λ đai σ1 = =λF + v = σt +σv F = λ +−F1 A A A λ −1 Lực tác dụng lên đai λ −1 F0 • Khi đai vòng qua bánh đai xuất ứng suất uốn d1 F0 Ft − Luc vòng Fv = qv − li tâm T2 17 a 3.2 ỨNG SUẤT TRONG ĐAI sở tính tốn… • Biểu đồ ứng suất đai Cơ sở tính tốn… tác dụng lên trục σmin σ2 Ứng suất đai 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT σ max = σ + σ u1 = λ σ t + σ v + σ u1 λ −1 F2 σv Fr Hiện tượng trượt trơn xảy - Khi tải F1 F1 σu1 σmax - Khơng đủ lực căng σ1 σu2 19 sở tính toán… a Trượt trơn Khi Ft tăng vượt giá trị Fms , đai xuất hiện tượng trượt trơn tải phần gây nên Tiếp tục tăng Ft ⇨ trượt trơn hoàn toàn β F2 18 F1 Cơ sở tính tốn… 20 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT b Trượt đàn hồi Hiện tượng trượt đàn hồi xảy biến dạng đai so với bánh đai trình hoạt động Khi chịu lực : ✓ Đai làm vật liệu có E nhỏ ⇨ biến dạng lớn ✓ Bánh đai làm vật liệu E lớn ⇨ không biến dạng b Trượt đàn hồi Khi truyền đai làm việc • Trên cung ơm bánh chủ động: lực căng giảm dần từ F1 ! F2 đai bị co lại so với bánh đai ⇨ trượt • Trên cung bánh bị động : lực căng tăng dần từ F2 ! F1 đai bị giãn dài so với bánh đai ⇨ trượt 21 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT 22 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT b Trượt đàn hồi Trượt đàn hồi phụ thuộc Ft , Ft lớn, trượt tăng Trượt đàn hồi chất truyền đai, loại bỏ Tỷ số truyền v − v2 d n n d1 ε= = 1− 2 u= = v1 d1n1 n1 d (1 − ε) c Đường cong trượt hiệu suất ψ= Ft σ = t F0 2σ Hiệu suất η = ψ : hệ số kéo P2 P1 ε - hệ số trượt ε : hệ số trượt Thí nghiệm để tìm quan hệ ψ, ε, η u phụ thuộc vào ε 23 24 3.3 HIỆN TƯỢNG TRƯỢT TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI c Đường cong trượt hiệu suất Đường cong (ψ , η) - đường cong hiệu suất Đường cong (ψ , ε) - đường cong trượt Trượt đàn håi hồi++Trt Trượt Truợt đàn trơntrn Trt n Truợt đàn hồihi ỡ0,97 - 0.98 h max = í ỵ0,92 - 0.97 y o = 0,4 - 0,7 y max /y o = 1,15 - 1,5 η Dữ kiện Kết toán thiết kế P n1 u Điều kiện làm việc, Yêu cầu kỹ thuật Vật liệu d, b, L / A, L d1, d2 a Fo Ftrục Chỉ tiêu tính tốn Trượt trơn hồn tồn ψ0 ψmax ψ 25 TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 4.1 Chỉ tiêu tính toán truyền đai 26 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT 4.2 Tính đai dẹt theo khả kéo • Khả kéo tiêu chủ yếu khả làm việc đai ψ= σt = Tính [σt] σt ≤ ψ0 2σ σ t ≤ 2σ 0ψ = [σ t ]0 Ft ≤ [σ t ] = C.[σ t ]0 A [σ t ] = C.[σ t ]0 Ứng suất cho phép Xác định thực nghiệm C = CαCvCb • Do điều kiện thực tế khác điều kiện thí nghiệm σ t ≤ [σ t ] = C.[σ t ]0 27 28 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 4.2 Tính đai dẹt theo khả kéo d2 a2 C = CαCvCb b a1 d1 Ca - hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm a1 Ca = - 0.003(180 - a1) Cb b £ 60o 60o < b £ 80o 80o £ b < 90o Cv - hệ số kể đến ảnh hưởng vận tốc vòng Cv = – kv(0.01v2 -1) kv = 0.04 (đai sợi tổng hợp); 0.01(các loại vật liệu khác) Cb = Cb = 0.9 Cb = 0.8 Mặt phẳng ngang Nếu có phận tự động căng đai Cb = 29 TÍNH TỐN KẾnăng BỘ TRUYỀN ĐAI 4.2 Tính đai dẹt THIẾT theo khả kéo Tính 4.2 tiết Tínhdiện đai đai dẹt theo khả kéo Tính tiết diện đai Ft K đ A =sốbdtải ³ trọng Kđ - hệ động Tra bảng 13.7 [s t ] Chọn d theo d1trọng động Tra bảng 13.7 Kđ - hệ số tải d = 4.2 Tính đai thang theo khả kéo F σ t = t ≤ [σ t ] x.A x³ 1 ÷ 30 40 Ft K đ FK vF K PK đ = t đ = t đ = A1[s t ] [ Ft ] v[ Ft ] [ P] [Ft] = A1[σt] - lực vòng cho phép đai [Ft]v = [P] - công suất cho phép đai FK [s t ] b ³ tgiáđ trị tiêu chuẩn gần nhất) (chọn theo (chọn theo giá trị tiêu chuẩn gần nhất) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG • A1 - diện tích tiết diện đai chọn • x - số đai Chọn d theo d1 d1 30 Ft v = P - công suất cần truyền 58 31 32 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 4.2 Tính đai thang theo khả kéo x≥ PK đ [ P] [P] xác định từ thí nghiệm đai khả kéo [ P] = ( P0C α C L + ΔT1n1 ) 9550 4.2 Tính đai thang theo khả kéo • P0 - công suất truyền đai điều kiện số bánh đai truyền 2, tỷ số truyền u = 1, góc ơm α = 180o, chiều dài đai Lo, làm việc khơng có tải trọng động Tra đồ thị trang 36 • Cα - hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm Góc ơm giảm, Cα giảm Tra bảng 13.11 trang 35 33 34 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 4.2 Tính đai thang theo khả kéo • CL - hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai Chiều dài đai lớn, tần số thay đổi ứng suất giảm, tuổi thọ tăng Chỉ tiêu để tính truyền đai: • Khả chịu kéo • Tuổi thọ (kiểm nghiệm) • ΔT1 - gia số momen xoắn mà truyền truyền thêm tỉ số truyền u>1 Ứng suất uốn giảm đai vòng qua bánh lớn Tra bảng 13.13 trang 37 35 36 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN TRÌNH TỰ TÍNH TỐN b1 Chọn loại đai Đai dẹt: đai da, đai sợi bông, đai vải cao su, đai sợi tổng hợp • Tiết diện bxδ tiêu chuẩn hóa, riêng đai sợi tổng hợp có chiều dài L tiêu chuẩn Đai thang: • Thang hẹp: có loại (tiêu chuẩn Nga) • Thang thường: có loại • Chọn tiết diện đai dựa vào P n theo hình 4.1 b2 Xác định thông số truyền Đai dẹt: - Đường kính: Tính d1 (4.1) => tiêu chuẩn => tính d2 d2 = d1u(1-ε) ⇒ tính lại u = d2/d1 , Δu ≤ 4% - Tính sơ khoảng cách trục a = (1,5 ÷ 2)(d1 + d2) 37 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN 38 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN b2 Xác định thông số truyền - Chiều dài đai L Đai vải cao su: L = L + (100÷400)mm Đai sợi tổng hợp: L lấy tiêu chuẩn => tính a - Góc ơm: Đai vải cao su: α1 ≥ αmin = 150o b2 Xác định thông số truyền - Kiểm nghiệm đai tuổi thọ thông qua số lần uốn đai giây i = v/L ≤ imax = 5(đai dẹt), =10(đai thang) - Tính lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Đai sợi tổng hợp α1 ≥ αmin = 120o - Chiều dày đai δ, cho δ/d1 ≤ (δ/d1)max - Chiều rộng đai: b 39 40 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN b2 Xác định thơng số truyền Đai thang - Xác định đường kính: d1, d2 (tiêu chuẩn) - Khoảng cách trục : dựa vào a/d2 (tra bảng) - Tính chiều dài L, L lấy theo tiêu chuẩn ⇒tính lại khoảng cách trục a - Góc ơm α1 - Tính số đai x (làm trịn) x – xt ≥ 0.2 -> chọn lại d1 (d1 giảm -> x ) 41