Đối với đai dẹt thì L không cần chọn theo tiêu chuẩn... Tính theo khả năng kéo - Điều kiện bền:... - Xét đến sự khác biệt giữa điều kiện thực và điều kiện thí nghiệm thì: C t trong đó,
Trang 1Chương 2
BỘ TRUYỀN ĐAI
2.3 THÔNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN ĐAI
1
1
2
2
2
1
a
1
d
A
B
C D
Hình 2.5 Các thông số hình học bộ truyền đai
- Các thông số hình học chủ yếu:
a : khoảng cách trục (mm),
1,2: góc ôm bánh đai nhỏ và bánh đai lớn (rad)
- Góc ôm của các bánh đai:
a
d
d2 1
1
(rad) (2.4)
a
d
d2 1 2
(rad) (2.5)
Hay:
a
d
d2 1
0
(độ) (2.6)
a
d
d2 1 0
(độ) (2.7)
- Chiều dài đai L(mm):
a
d d d d a L
4
) (
2 2
2 1 2 1 2
(2.11)
Trang 2Đối với đai dẹt thì L không cần chọn theo tiêu chuẩn Đối với đai thang thì L phải chọn lại theo tiêu chuẩn (Ltc Ltinh), sau đó tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn:
1 2 1
2 2
) (
2 8
4aL a d d a d d (2.12)
8a24L2d2d1 a(d2d1)2 0 (2.13)
2
) (
2 2
2 1 2 1
2
L d d a d d
(2.14)
2a2 ak 2 0 (2.15)
trong đó: 2 1
L
và
2 1 2 2
2
) (
Nghiệm của (2.15) chính là khoảng cách trục a:
4
8 2
k k
a (2.16)
2.4 VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN
2.4.1 Vận tốc
1 n
2
n
1 d
2 d
1
1
v
2
v
d
v
Hình 2.6 Vận tốc bộ truyền đai
- Vận tốc vòng trên các bánh đai (m/s):
+ Trên bánh dẫn:
60000
1 1 1
n d
v
(2.17)
+ Trên bánh bị dẫn:
60000
2 2 2
n d
v
(2.18) trong đó, d1, d2: đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn, mm
Trang 32.4.2 Tỉ số truyền
a Nếu đai không trượt (trường hợp lý tưởng)
Tỉ số truyền là:
1 2 2
1 d
d n
n
u (2.19)
b Nếu đai bị trượt (trường hợp thực tế)
Tỉ số truyền là:
1 2 2
1
) 1
d n
n u
(2.20)
2.5 LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ TRUYỀN ĐAI
2.5.1 Lực tác dụng lên dây đai
1
0
0
1 T 1
2
1
Hình 2.7 Lực tác dụng lên bộ truyền đai
- Khi căng đai, trên hai nhánh dây đai xuất hiện lực căng ban đầu F0:
A
F0 0 (2.21) trong đó, A là tiết diện dây đai và là ứng suất căng ban đầu, 0 0 1,8MPa đối với đai dẹt, 0 1,5MPa đối với đai thang
- Khi bộ truyền đai làm việc (khi tác động moment xoắn T lên bánh 1): 1
Trên nhánh căng : : lực trên nhánh căng
Trên nhánh chùng: : lực trên nhánh chùng
Ta có:
t F F
F1 2 (2.24)
0
0
Trang 42
0 2
0 1
t
t
F F F
F F F
(2.25)
- Công thức Euler khi không tính đến lực quán tính ly tâm (Fv0) có dạng:
f
e F
F1 2 (2.26)
- Từ các phương trình (2.25) và (2.26) ta xác định được giá trị các lực tác dụng lên dây đai:
1 1
) 1 (
) 1 (
2
2 1 0
f t f
f t f
f t
e
F F
e
e F F
e
e F F
(2.27)
2.5.2 Lực tác dụng lên trục và ổ
- Lực tác dụng lên trục và ổ:
2 sin
0
F
Fr (2.32)
- Đối với các bộ truyền không có bộ phận căng đai thì:
2 sin
0
F
Fr (2.33)
- Số vòng chạy của đai trong một giây:
L
v
i (2.43)
trong đó: v là vận tốc đai, m/s; L là chiều dài đai, m
Giá trị i càng lớn thì tuổi thọ của đai càng thấp, nên người ta giới hạn giá trị của i như sau: đối với đai d t th ng i s5 1; đối với đai d t quay nhanh và đai thang 1
10
s
i ; các trường hợp đặc biệt 1
) 20 10
2.9 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
2.9.1 Tính theo khả năng kéo
- Điều kiện bền:
Trang 5 0
0
F
Ft
Ft 2F00
2 00
A
F A
Ft
t 200
t [t] (2.45) với [t] 200 : ứng suất có ích cho phép
- Xét đến sự khác biệt giữa điều kiện thực và điều kiện thí nghiệm thì:
C t
trong đó, [ : ứng suất có ích cho phép của bộ truyền làm việc trong điều kiện thí nghiệm: t]0
bộ truyền nằm ngang, u1, v10(m/s) [ được tra theo bảng 4.7, trang 147, t]0
tài liệu [1]
C : hệ số hiệu chỉnh
a Tính toán đai dẹt:
Hình 2.15 Kích thước tiết diện đai dẹt
Lực vòng được tính theo công thức:
1 1 1000 v
P
Ft với P là công suất của bộ truyền, KW 1
Sử dụng điều kiện bền (2.45):
] [ t t
t A
C
b
F
t
(2.48) Suy ra bề rộng dây đai được tính như sau:
Trang 6F b
t
t
] [ 0
(2.49)
Hay
C v
P b
t] [
1000 0 1
1
(2.50) với CC0.C.Cv.Cr (2.51) trong đó, C0: hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền và phương pháp căng đai (tra
bảng trang 148, tài liệu [1]),
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, C 10,003.(18001),
Cv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc,
Cv 1cv.(0,01v121) với cv 0,04 khi (10m/sv120m/s)
cv 0,010,03 khi (v1 20m/s)
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ làm việc và sự thay đổi tải trọng (tra r
bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]).
b Tính toán đai thang:
Hình 2.16 Đai thang
Gọi z là số dây đai và A là diện tích mặt cắt ngang của một dây đai Sử dụng điều kiện bền (2.45), ta có:
C A
z
F
t t
] [ 0 (2.52)
C A
F z
t
t ] [ 0
C v
A
P z
t] [
1000 0 1
1
Đặt
1000
] [
]
0
t v A
: công suất có ích cho phép của bộ truyền làm việc trong điều kiện thí
180 ,
1 ,
z (m/s), chiều dài đai L0, tải trọng không
va đập [P0] được tra theo đồ thị hình 4.21, trang 151, tài liệu [1]
Trang 7Suy ra số đai z được tính như sau (z được làm tròn thành số nguyên và z6):
C P
P z
] [ 0
1
với CC.Cv.Cr.Cu.CL.Cz (2.56) trong đó, C : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, 1,24(1 1/110)
Cv: hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, Cv 10,05(0,01v121),
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ làm việc và sự thay đổi tải trọng (tra r
bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]).
Cu: hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền đai, (tra bảng 4.9, trang 152, tài liệu [1])
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai, L 6
0
L
L
CL với L0 là chiều dài đai
thí nghiệm, tra theo đồ thị hình 4.21, trang 151, tài liệu [1]
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai (tra z
bảng trang 152, tài liệu [1])
2.9.2 Tính theo tuổi thọ
- Số chu kỳ làm việc tương đương N liên hệ với tuổi thọ E L như sau: H
i L
trong đó
L
v
i là số vòng chạy của đai trong một giây, trong một vòng chạy tương ứng 2 chu kỳ ứng suất uốn
- Suy ra công thức xác định tuổi thọ của đai là:
i L
m r
h
3600 2
10 7
max
(giờ) (2.58)
trong đó, r : giới hạn mỏi của đai (tra bảng trang 146, tài liệu [1])
max: ứng suất lớn nhất sinh ra trong đai, F v
1
1
7
0 10
N : số chu kỳ làm việc cơ sở,
m : chỉ số mũ của đường cong mỏi, m5 đối với đai dẹt, m8 đối với đai thang