sơ bộ
CÁC BỘ TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ I. Bộ truyền đai: 1. Khái niệm: Bộ truyền đai gồm 2 bánh đai; bánh dẫn và bánh bò dẫn, vòng đai mắc căng trên 2 bánh đai. Dùng để truyền chuyển động và cơ năng từ bánh dẫn sang bánh bò dẫn nhờ ma sát giữa dây đai và bánh đai. 2. Đặc điểm: a) Ưu điểm: • Có khả năng truyền động các trục ở khoảng cách xa. • Truyền động êm. • Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ. • Khi quá tải đai sẽ bò trượt, đảm bảo an toàn cho máy. b) Nhược điểm: • Tỉ số truyền không ổn đònh, do có sự trượt đai. • Lực tác dụng lên trục lớn, do căng đai. • Tuổi thọ thấp. • Không làm việc được ở môi trường có axít, bazơ, ẩm ướt. 3. Phân loại: a) Theo tiết diện đai: • Đai dẹp • Đai hình thang • Đai hình lược • Đai răng • Đai tròn b) Theo vật liệu: • Đai da • Đai vải cao su • Đai sơiï bông • Đai sợi len • Đai vật liệu tổng hợp Đa số các loại đai có hình dáng là vòng kính, được tiêu chuẩn hoá, được nối lại bằng móc, khâu chỉ, dán bằng keo, grelatin, xenlulo. c) Theo vò trí trục bánh đai (theo kiểu truyền động) • Truyền động đai thường: 2 trục song song, quay cùng chiều. • Truyền động chéo: vòng đai bắt chéo, 2 trục song song, quay ngược chiều. • Truyền động nửa chéo: vòng đai bắt nửa chéo, 2 trục chéo nhau, quay một chiều. • Truyền động góc: có bánh đai đổi hướng, 2 trục vuông góc nhau trong cùng mặt phẳng, quay cùng chiều. 1 4. Thông số hình học: /2 1 2 O1 D A B C O2 a /2 /2 /2 • Góc ôm: Bánh nhỏ: 1 α Bánh nhỏ: 2 α , 1 α < 2 α • Đường kính bánh đai Bánh nhỏ D 1 Bánh lớn D 2 • Khoảng cách trục: a • Chiều dài dây đai: L L = AB + BC + CD + DA = 2AB + 1 1 2 2 . 2 . 2 αα DD + = 2a.cos )( 2 )( 22 12 βπβπ β −+++ DD Khai triển Taylor . !6!4!2 1 642 +−+−= xxx Cosx ( ) . !2 2/ 1 2 cos 2 +−=⇒ ββ Suy ra ( ) ( ) 1212 2 22!2 2 12 DDDDaL −+++ −= βπ β Do 2 β bé a DD 222 sin 12 − =≈⇒ ββ ( ) ( ) a DD DD a DD aaL 222 2 2 12 12 2 12 − +++ − −=⇒ π 2 ( ) ( ) a DD DDaL 42 2 2 12 12 − +++= π (1) Nếu cần tính khoảng cách trục, giải phương trình sau: ( ) ( ) 0 42 2 2 1212 2 = − + − + + DD aL DD a π (2) 5. Vận tốc và tỉ số truyền: v d v 1 n 1 D 1 D 2 v 2 n 2 4 11 1 10.6 Dn v π = (m/s) )/(: )(: 1 1 pvn mmD 4 22 1 10.6 Dn v π = (m/s) Nếu không xảy ra trượt đai: 21 vvv d == 1 2 2 1 2211 D D n n u nDnD ==⇒ =⇒ u: tỉ số truyền Nếu có trượt đai (đàn hồi): 12 vv < ( ) µ µ µ − =⇒ − = −=⇒ 1 1 2 1 1 21 12 v v v vv vv µ : hệ số trượt đai (0,02 ÷0,03) ( ) µµ − ==⇒ − =⇒ 11 . 1 2 2 122 11 D D n n u nD nD 6. Lực trong bộ truyền đai • Lực căng ban đầu: F 0 • Lực trên nhánh căng: F 1 • Lực trên nhánh chùng: F 2 3 • Lực vòng: F t • Lực ly tâm: F v + f: hệ số ma sát + α : góc ôm (rad) + T: momen xoắn. F 2 O D F 1 T /2 /2 Công thức Euler: α f eFF . 21 = (1) ∆−= ∆+= FFF FFF 02 01 021 2FFF =+⇒ (2) Phương trình moment tại O ′ = =−−= ∑ )1(, 2 . 0 2 . 2 . 21 D FT T D F D FM t o )3(, 21 t FFF =−⇒ Từ (2) và (3) suy ra −= += 2 2 02 01 t t F FF F FF (4) Từ (1) và (3) suy ra: t f FFeF =− 22 . α 1 . . 1 21 2 − == − =⇒ α α α α f f t f f t e eF eFF e F F (5) Từ (2) suy ra ( ) − +=+= 1 . 2 1 2 1 210 αα α f t f f t e F e eF FFF 4 1 1 .2 1 1 . 2 0 0 + − = − + =⇒ α α α ε f f t f f t e e FF e e F F (6) Lực ly tâm: 2 .vqF mv = (7) : m q Khối lượng 1m dây đai α f v v e FF FF = − − 2 1 (8) II. Bộ truyền xích: 1) Khái niệm: Bộ truyền xích gồm: xích, bánh xích dẫn, bánh xích bò dẫn. Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bò dẫn nhờ vào sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đóa xích. 2) Phân loại: • Theo công dụng: xích kéo, xích tải, xích truyền động. • Theo số dãy xích: Xích 1 dãy, nhiều dãy. Ta chỉ khảo sát xích truyền động: xích con lăn, xích ống, xích răng. 3) Đặc điểm: a) Ưu điểm: • Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao η = 0,96÷0,98. • Không có lực căng xích nên lực tác dụng lên trục nhỏ. • Kích thước bộ truyền nhỏ gọn. • Dùng trong trường hợp các trục có khoảng cách trục trung bình 8m. b) Nhược điểm: • Có nhiều tiếng ồn khi làm việc. • Chế tạo, lắp ráp phức tạp. • Yêu cầu thường xuyên bôi trơn, giá thành cao. Bộ truyền xích được sử dụng khi: truyền chuyển động và công suất giữa các trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục cùng một lúc, có vận tốc thấp và trung bình v < 15m/s, số vòng quay n< 500v/p, trường hợp đặc biệt đến 3000v/p. Thường đặt sau hợp giảm tốc, công suất đạt vài ngàn KW, thông thường P < 100KW. Tỉ số truyền u ≤ 6. 4) Thông số hình học bộ truyền xích a Pc Dia xich dan Dia xich bi dan 5 a) Bước xích: Pc là khoảng cách giữa 2 đường tâm của 2 con lăn. Bước xích càng lớn khả năng tải càng cao, tải trọng động, va đập cao. b) Số răng đóa xích: Số răng đóa xích dẫn: 1 z = 29 – 2u Số răng đóa xích bò dẫn: 12 .zuz = Tỉ số truyền: 1 2 2 1 z z n n u == c) Khoảng cách trục, số mắt xích X Số mắt xích chia hết cho 2 c P L X = Theo bộ truyền đai: ( ) ( ) − − + −+ + −=⇒ − + + += − +++= 2 12 2 2121 2 1221 2 12 12 2 8 224 . 22 2 42 2 1 π π π zzzz X zz X P a a P zzzz P a a DD DDa P X c c c c 5) Động học truyền động xích: a) Vận tốc: v X v 1 n 1 v 2 n 2 4 22 2 1 1 11 4 11 4 11 1 10.6 . 10.6 10.6 nD V z D PDzP nzP nD V cc c π π π π = =⇒=⇒ == b) Tỉ số truyền u: Do không xảy ra hiện tượng trượt = = u u VV VV 2 1 21 VV =⇒ 1 2 2 1 2211 z z n n unznz ==⇒=⇒ 6 III. Bộ truyền bánh răng: 1) Khái niệm: Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động và tải trọng nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng. 2) Phân loại: Theo các đặc điểm về hình học và chức năng. a) Theo vò trí tương đối giữa các trục: • Truyền động giữa các trục song song: bánh răng trụ. • Truyền động giữa 2 trục cắt nhau: bánh răng côn. • Truyền động giữa 2 trục chéo nhau: bánh răng Hypoid (côn xoắn), trụ xoắn. b) Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng Bộ truyền ăn khớp ngoài: răng ở phía ngoài. Bộ truyền ăn khớp trong: 1 bánh răng có răng phía trong và một bánh răng có răng phía ngoài. c) Theo phương của răng so với đường sinh Bộ truyền bánh răng răng thẳng. Bộ truyền bánh răng răng nghiêng. Bộ truyền bánh răng răng cong. Bộ truyền bánh răng răng chữ V. Bộ truyền bánh răng răng xoắn. d) Theo biên dạng răng: Truyền động bánh răng thân khai (Euler tìm ra 1760). Truyền động bánh răng xicloit (Biên dạng răng là đường cong xicloit). Truyền động bánh răng Nôvicov: biên dạng răng là cung tròn, Nôvicov tìm ra 1954, làm tăng khả năng tải bộ truyền. 3) Đặc điểm: a) Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, khả năng tải lớn. Tỉ số truyền cố đònh. Hiệu suất cao η = 0,97 ÷ 0,99. Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy. (Lh = 30.000giờ) b) Nhược điểm: Chế tạo phức tạp. Đòi hỏi độ chính xác cao. Có nhiều tiếng ồn khi làm việc ở vận tốc cao. 4) Thông số hình học bộ truyền bánh răng a) Bánh răng thẳng: 7 d i d d e b O1 O2 P1 O1 P2 w w d e d 2 d i d b2 Bước răng P: khoảng cách giữa 2 răng theo mặt trụ chia. Mun m: π P m = Đường kính vòng chia: d = m.z Đường kính vòng đỉnh: d e = d + 2.m Đường kính vòng chân: d i = d – 2,5.m Bề rộng răng b Khoảng cách trục a: ( ) ( ) ( ) u zm u d zz m dd a +=+=+= + = 1 2 . 1 222 11 21 21 Tỉ số truyền 1 2 1 2 d d z z u == 8 Moment xoắn trên trục bánh răng: n P T 6 10.55,9 = T: N.mm P: Kw N: v/p Đường kính vòng đáy cơ sở: b d Góc ăn khớp: w α Đường ăn khớp: 21 PP (đường thẳng tiếp xúc chung của 2 đường tròn cơ sở) Giá trò m, u tiêu chuẩn: m: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 ; 8; 10; 12; 16; 20; 25. u: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8. b) Bánh răng trụ răng nghiêng: Pt Pn Góc nghiêng của răng so với đường sinh mặt trụ: β Bước ngang Pt: là bước đo trong tiết diện vuông góc trục bánh răng. Bước pháp Pn: là bước đo trong tiết diện vuông góc mặt răng Mun ngang π t tt P mm = : Mun pháp π n nn P mm = : ; n m được tiêu chuẩn hoá. ( ) ( ) u zm u zm a mdd mdd zm zmd mm pP nt ne ni n t tn tn +=+= += −= == = = 1. cos . 1 2 . 2 .5,2 cos . . cos. cos. 11 β β β β c) Bánh răng côn răng thẳng: 9 Rm d tb 1 R e b h d i1 d 1 d e1 2 Chiều rộng vành răng: b Góc mặt côn: 21 , δδ . Khi 2 trục vuông góc: °=+ 90 21 δδ Đường kính vòng chia ngoài: 2211 .,. zmdzmd eeee == e m : mun vòng ngoài tiêu chuẩn. Đường kính vòng chia trung bình 22 11 . . zmd zmd mm mm = = m m : mun vòng trung bình. Chiều cao răng: ttt mmmh .2,2.2,1 =+= Tỉ số truyền: 2 1 1 2 1 2 2 1 z z d d d d w w u m m e e ==== arctgu u arctg uz z d d tg m m = =⇒=== 21 1 2 2 1 1 , 11 δδδ Chiều dài côn ngoài Re, chiều dài côn trung bình Rm: 2 2 2 1 1 2 2 2 1 1 1 .5,0 sin2 5,0 sin2 zzm d R zzm d R m í m m e e e +== +== δ δ 5) Phân tích lực tác dụng: Lực hướng tâm: R F hướng vào tâm trục. Lực vòng: t F hướng ngược chiều với moment xoắn trên bán dẫn, hướng cùng chiều với moment xoắn bánh bò dẫn. Lực dọc trục: A F hướng vào mặt răng làm việc (đối với bánh răng nghiêng). Moment xoắn: T a) Bánh răng trụ răng thẳng: 10 . mdd mdd zm zmd mm pP nt ne ni n t tn tn +=+= += −= == = = 1. cos . 1 2 . 2 .5,2 cos . . cos. cos. 11 β β β β c) Bánh răng côn răng thẳng: 9 Rm d tb 1 R. tốc đóa con lăn: a) Một con lăn, 1 đóa n 1 n 1 n 2 R 1 R 2min R 2max b) Một con lăn, 2 đóa n 1 n 1 n 2 R 2min R 2max X R 1max R 1min c) Biến tốc con lăn,