Chương 2: Bộ truyền đai Chương BỘ TRUYỀN ĐAI 2.3 THÔNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN ĐAI C d1 1 O1 2 O2 d d1 d2 D A B a Hình 2.5 Các thông số hình học truyền đai - Các thông số hình học chủ yếu: : khoảng cách trục (mm), a 1 , : góc ôm bánh đai nhỏ bánh đai lớn (rad) - Góc ôm bánh đai: 1 d d1 a (rad) (2.4) 2 d d1 a (rad) (2.5) Hay: 1 1800 57 d d1 a (độ) (2.6) d d1 a (độ) (2.7) 1800 57 - Chiều dài đai L (mm) : Bm Thiết kế máy L 2a d2 d1 (d2 d1 ) 4a -1- (2.11) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Đối với đai dẹt L không cần chọn theo tiêu chuẩn Đối với đai thang L phải chọn lại theo tiêu chuẩn ( Ltc Ltinh ) , sau tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn: 4aL 8a 2 d d1 a (d d1 )2 (2.12) 8a 4L 2 d2 d1 a (d2 d1 )2 (2.13) (d d ) 2a L d d1 a 2 (2.14) 2a k a 2 (2.15) đó: k L d d1 vaø (d d ) 2 Nghiệm (2.15) khoảng cách trục a: k k 82 a (2.16) 2.4 VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN 2.4.1 Vận tốc v1 vd n2 n1 d1 O1 d2 O2 v2 Hình 2.6 Vận tốc truyền đai - Vận tốc vòng bánh đai (m/s): + Trên bánh dẫn: v1 + Trên bánh bò dẫn: v2 d1n1 60000 d n2 60000 (2.17) (2.18) đó, d1 , d : đường kính bánh dẫn bánh bò dẫn, mm n1 , n2 : số vòng quay bánh dẫn bánh bò dẫn, vòng/phút Bm Thiết kế máy -2- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai 2.4.2 Tỉ số truyền a Nếu đai không trượt (trường hợp lý tưởng) Tỉ số truyền là: n1 d n2 d1 (2.19) n1 d2 n2 (1 )d1 (2.20) u b Nếu đai bò trượt (trường hợp thực tế) Tỉ số truyền là: u 2.5 LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ TRUYỀN ĐAI 2.5.1 Lực tác dụng lên dây đai F2 F0 T1 O2 O1 O2 O1 F1 F0 a) T1 b) T1 Hình 2.7 Lực tác dụng lên truyền đai - Khi căng đai, hai nhánh dây đai xuất lực căng ban ñaàu F0 : F0 A (2.21) đó, A tiết diện dây đai ứng suất căng ban đầu, 1,8 MPa đai dẹt, 1,5 MPa đai thang - Khi truyền đai làm việc (khi tác động moment xoắn T1 lên bánh 1): Trên nhánh căng : F0 F1 : lực nhánh căng Trên nhánh chùng: F0 F2 : lực nhánh chùng Ta có: F1 F2 Ft Bm Thiết kế máy -3- (2.24) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Ft F F2 F0 t F1 F0 (2.25) - Công thức Euler không tính đến lực quán tính ly tâm ( Fv ) có dạng: F1 F2 e f (2.26) - Từ phương trình (2.25) (2.26) ta xác đònh giá trò lực tác dụng lên dây đai: F0 Ft (e f 1) (e f 1) Ft e f F1 f e 1 F F2 f t e 1 (2.27) 2.5.2 Lực tác dụng lên trục ổ - Lực tác dụng lên trục oå: Fr F0 sin 1 (2.32) - Đối với truyền phận căng ñai thì: Fr 3F0 sin 1 (2.33) - Số vòng chạy đai giây: i v L (2.43) đó: v vận tốc đai, m/s; L chiều dài đai, m Giá trò i lớn tuổi thọ đai thấp, nên người ta giới hạn giá trò i sau: đai d t th ng i s 1 ; đai d t quay nhanh đai thang i 10 s 1 ; trường hợp đặc biệt i (10 20) s 1 2.9 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI 2.9.1 Tính theo khả kéo - Điều kiện bền: 0 Bm Thiết kế máy -4- (2.44) TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Ft 0 F0 Ft 2F0 0 Ft F 0 A A t 2 0 t [ t ] (2.45) với [ t ] 2 0 : ứng suất có ích cho phép - Xét đến khác biệt điều kiện thực điều kiện thí nghiệm thì: [ t ] [ t ]0 C (2.46) đó, [ t ]0 : ứng suất có ích cho phép truyền làm việc điều kiện thí nghiệm: truyền nằm ngang, u 1, v 10 (m/s) [ t ]0 tra theo bảng 4.7, trang 147, tài liệu [1] C : hệ số hiệu chỉnh a Tính toán đai dẹt: b Hình 2.15 Kích thước tiết diện đai dẹt Lực vòng tính theo công thức: Ft 1000 P1 với P1 công suất truyền, KW v1 Sử dụng điều kiện bền (2.45): Ft [ t ] A (2.47) Ft [ t ]0 C b. (2.48) t Suy bề rộng dây đai tính sau: Bm Thiết kế máy -5- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Hay với b Ft [ t ]0 C (2.49) b 1000 P1 v1.[ t ]0 C (2.50) C C0 C Cv.Cr (2.51) đó, C0 : hệ số xét đến ảnh hưởng vò trí truyền phương pháp căng đai (tra bảng trang 148, tài liệu [1]), C : hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm, C 0,003.(1800 1 ) , Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc, Cv cv.(0,01v12 1) với cv 0,04 (10m/s v1 20m/s) cv 0,01 0,03 ( v1 20m/s) Cr : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc thay đổi tải trọng (tra bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]) b Tính toán đai thang: Hình 2.16 Đai thang Gọi z số dây đai A diện tích mặt cắt ngang dây đai Sử dụng điều kiện bền (2.45), ta coù: Ft [ t ]0 C (2.52) z A Ñaët [ P0 ] z Ft A.[ t ]0 C (2.53) z 1000 P1 A.v1 [ t ]0 C (2.54) A.v1.[ t ]0 : coâng suất có ích cho phép truyền làm việc điều kiện thí 1000 nghiệm: z 1, u 1, 1800 (m/s), chiều dài đai L0 , tải trọng không va đập [ P0 ] tra theo đồ thò hình 4.21, trang 151, tài liệu [1] Bm Thiết kế máy -6- TS Bùi Trọng Hiếu Chương 2: Bộ truyền đai Suy số đai z tính sau ( z làm tròn thành số nguyên z ): z với P1 [ P0 ].C (2.55) C C Cv.Cr Cu CL.Cz (2.56) đó, C : hệ số xét đến ảnh hưởng góc ôm, C 1,24(1 e1 / 110) , Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc, Cv 0,05 (0,01v12 1) , Cr : hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ làm việc thay đổi tải trọng (tra bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]) Cu : hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền đai, (tra bảng 4.9, trang 152, tài liệu [1]) C L : hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai, CL L với L0 chiều dài đai L0 thí nghiệm, tra theo đồ thò hình 4.21, trang 151, tài liệu [1] C z : hệ số xét đến ảnh hưởng phân bố không tải trọng dây đai (tra bảng trang 152, tài liệu [1]) 2.9.2 Tính theo tuổi thọ - Số chu kỳ làm việc tương đương NE liên hệ với tuổi thọ LH sau: NE 2.3600 Lh i (2.57) v số vòng chạy đai giây, vòng chạy tương ứng chu L kỳ ứng suất uốn i - Suy công thức xác đònh tuổi thọ đai là: m r 107 Lh max 2.3600 i (giờ) (2.58) đó, r : giới hạn mỏi đai (tra bảng trang 146, tài liệu [1]) max : ứng suất lớn sinh đai, max 1 F1 v , N0 107 : số chu kỳ làm việc sở, m : số mũ đường cong mỏi, m đai dẹt, m đai thang Bm Thiết kế máy -7- TS Bùi Trọng Hiếu