Bài giảng chi tiết máy: chương 3 - Truyền động đai

[r]

Hìn h 1 Chương 3

TRUY N Đ NG ĐAIỀ Ộ 3.1 Khái niệm chung

3.1.1 C u t o nguyên lý làm vi c c a b truy n đai ấ ạ ệ ủ ộ ề _ B truy n đai ho t đ ng theo nguyênộ ề ộ

lý ma sát: công su t t bánh ch đ ngấ ủ ộ

(1) truy n cho bánh b đ ng (2) nh vàoề ị ộ

ma sát sinh gi a dây đai (3) bánhữ

đai (1), (2)

_ Ma sát sinh gi a hai b m t xácữ ề ặ

đ nh theo công th c:ị ứ .

ms

F = f N

Nh v y, đ có l c ma sát c n thi tư ậ ể ự ầ ế

ph i có áp l c pháp n Trong b truy n đai, đ t o l c pháp n ph i t oả ự ế ộ ề ể ự ế ả

l c căng đai ban đ u, ký hi u Sự ầ ệ

3.1.2 u nhƯ ược m ph m vi s d ng ể ạ ử ụ a u mƯ ể

_ Có th truy n đ ng gi a tr c cách xa (<15m)ể ề ộ ữ ụ

_ Làm vi c êm, không gây n nh vào đ d o c a đai nên có th truy n đ ng v iệ ộ ẽ ủ ể ề ộ

v n t c l n.ậ ố

_ Nh vào tính ch t đàn h i c a đai nên tránh đờ ấ ủ ược dao đ ng sinh t i tr ngộ ả ọ

thay đ i tác d ng lên c c u.ổ ụ ấ

_ Nh vào s trờ ự ượ ơt tr n c a đai nên đ phòng s t i x y đ ng c ủ ề ự ả ả ộ _ K t c u v n hành đ n gi n.ế ấ ậ ả

b Nhược mể

_ Kích thước b n đai l n so v i b truy n khác: xích, bánh răng.ộ ề ớ ộ ề

_ T s truy n thay đ i hi n tỉ ố ề ổ ệ ượng trượ ơt tr n gi a đai bánh đai (ngo i tr đaiữ

răng)

_ T i tr ng tác d ng lên tr c l n (thả ọ ụ ụ ổ ường g p 2-3 l n so v i b truấ ầ ộ ỵền bánh răng) ph i có l c căng đai ban đ u (t o áp l c pháp n lên đai đ t o l ự ầ ự ế ể ự

ma sát)

_ Tu i th c a b truy n đai th p.ổ ọ ủ ộ ề ấ

Hi n nay, b truy n đai thang đệ ộ ề ượ ục s d ng r ng rãi, đai d t ngày sộ ẹ

d ng Khuynh hụ ướng dùng b truy n đai ngày ph bi n t n d ng độ ề ổ ế ậ ụ ược u m c a b truy n bánh b truy n đai

ư ể ủ ộ ề ộ ề

c Ph m vi s d ngạ ử ụ

Bô truyên đai tḥ ̀ ường dung đê truyên ̀ ̉ ̀ công suât không qua 40 ́ ́ - 50 Kw, vân tôc̣ ́

thông thường khoang ̉ - 30 m/s Ty sô truyên i cua đai det th̉ ́ ̀ ̉ ̣ ường không qua 5, đôí ́

a Đai d t:ẹ có ti t di n ngang hình ch nh t, chi u r ng b, chi u dày h (hìnhế ệ ữ ậ ề ộ ề

3.2a) V t li u ch t o đai d t là: da, s i bông, s i len, s i t ng h p, v i cao su.ậ ệ ế ẹ ợ ợ ợ ổ ợ ả

Trong đai v i cao su đả ược dùng r ng rãi nh t Kích thộ ấ ước b h c a ti t di n đaiủ ế ệ

được tiêu chu n hóa.ẩ

b Đai thang : có ti t di n ngang hình thang cân (hình 3.2b) V t li u ch t oế ệ ậ ệ ế

đai thang v i cao su G m l p s i x p ho c b n ch u kéo, l p cao suả ợ ế ặ ệ ị

dùng đ liên k t ch u nén, tăng ma sát Đai thang làm vi c theo hai m t bên ể ế ị ệ ặ

Hình d ng, ti t di n chi u dài đai thang đạ ế ệ ề ược tiêu chu n hóa.ẩ

c Đai trịn: có ti t di n hình trịn, ch s d ng máy cơng su t nhế ệ ỉ ụ ấ ỏ

(hình 3.2c)

d Đai hình lược: trường h p đ c bi t c a b truy n đai thang Các đaiợ ặ ệ ủ ộ ề

được làm li n nh lề ược (Hình 3.3b) M i làm vi c nh m t đaiỗ ệ ộ

thang S thố ường dùng 2÷20, t i đa 50 Ti t di n đố ế ệ ược tiêu chu nẩ

hóa

e Đai răng: m t d ng bi n th c a b truy n đai Dây đai có hình d ngộ ế ể ủ ộ ề

g n gi ng nh răng, bánh đai có g n gi ng nh bánh B truy n đaiầ ố ầ ố ộ ề

răng làm vi c theo nguyên t c ăn kh p chính, ma sát ph , l c căng đai kháệ ắ ụ ự

nh (Hình 3.3 b) C u t o c a đai bao g m s i thép b n ch u t i, n n vàỏ ấ ủ ợ ệ ị ả ề

răng b ng cao su ho c ch t d o Thông s c b n c a đai đằ ặ ấ ẻ ố ả ủ ược tiêu chu n hóa, ẩ * Theo cách b trí truy n đ ngố ề ộ

Hìn h 3 a ,b

Hìn h 4

a) b) c) d)

F b

h

Hìn h 2 c)

- Đai b t th ng: dùng đ truy n chuy n đ ng gi a hai tr c song song, hai bánh đaiắ ẳ ể ề ể ộ ữ ụ

quay chi u (hình 3.4a) ề

- Đai b t chéo: dùng đ truy n chuy n đ ng gi a hai tr c song song, hai bánh đaiắ ể ề ể ộ ữ ụ

quay ngược chi u (hình 3.4b).ề

- Đai b t n a chéo: dùng đ truy n chuy n đ ng gi a hai tr c chéo (hình 3.4c,ắ ể ề ể ộ ữ ụ

d)

- Đai b t gãy góc nh có lăn d n hắ ẫ ướng, dùng truy n chuy n đ ng gi a hai tr cề ể ộ ữ ụ

c t (hình 3.4d).ắ

- Đai truy n đ ng cho nhi u tr c song song ề ộ ề ụ

3.2 Các thơng s hình h c c a b truy n đai ố ọ ủ ộ ề 3.2.1 Đường kính bánh đai

- Đường kính bánh đai nh dỏ : có th xác đ nh theo cơng th c th c nghi m Xavêrinể ị ứ ự ệ

d1 = (1100 ÷ 1300)

1

N

n ho c dặ = (5,2 ÷ 6,4)

3

M (3-1)

v i d1 : đường kính bánh đai nh (mm)ỏ

n1 : s vòng quay bánh đai nh (vịng /phút)ố ỏ

M1 : Mơmen xo n tr c d n (Nmm)ắ ụ ẫ

N1 : Công su t tr c d n (Kw)ấ ụ ẫ

- Đường kính bánh đai l n dớ tính theo cơng th c:ứ

d2 = d1.i.(1-ξ) (3-2)

v iớ i =

2

n

n : t s truy nỉ ố ề

ξ= (0,01÷0,05): h s trệ ố ượt; ta có th l y g n đúng: dể ấ ầ ≈ i.d1

Các đường kính bánh đai d1 d2 nên quy tròn theo tiêu chu n (tra b ng), thẩ ả ường

ch n dọ v phía tăng, dề v phía gi m.ề ả 3.2.2 Góc ơm

- N u tính theo đ ta có góc ơm bánh đai nh : ế ộ ỏ

α1 = 1800 - ( 1).570 d d

A

−

(3-3) - N u tính theo đ ta có góc ơm bánh đai l n: ế ộ

α2 = 1800 + ( 1).570 d d

A

−

(3-4) C n ki m tra u ki n: αầ ể ề ệ ≥ 1500 đ i v i đai d t; αố ẹ ≥ 1200 đ i v i đai thang.ố 3.2.3 Chi u dài đai ề

_ Gi s bi t dả ế 1, d2 A c n xác đ nh L: ầ ị

L = 2A +

2

π

(d2 + d1) + ( ) A

d d

4

2

2 − (mm) (3-5)

_ Đ i v i đai d t, ta c t dây theo chi u dài v a tính c ng thêm m t kho ng 100 ÷ố ẹ ắ ề ộ ộ ả

400 mm đ n i dây đai.ể ố

_ Đ i v i đai thang, chi u dài đai thang ch n theo tiêu chu n Nên ta ph i tính l iố ề ọ ẩ ả

3.2.4 Kho ng cách tr c ả ụ

_ Gi s bi t dả ế 1; d2; L c n xác đ nh A:ầ ị

( ) ( ) ( )

1 2

2

1

2

4 2

d d d d

A L π L π d d

� + � + � � � � = �− + �− �− − � � � � � � (3-6) _ Kho ng cách tr c A l n αả ụ l n, t n s thay đ i ng su t đaiớ ầ ố ổ ứ ấ

gi m Do đ i v i đai d t nên l y A≥ 2(dả ố ẹ ấ + d2) Đ i v i đai thang kho ng cáchố ả

tr c A t i thi u: Aụ ố ể = 0,55(d1 + d2) + h (h: chi u cao đai thang)ề

_ Đ h n ch kích thể ế ước, gi m giá thành ngăn ng a dao đ ng ngang c a đai, đ iả ộ ủ ố

v i đai thang c n h n ch A ≤ Aớ ầ ế max = 2(d1 + d2) 3.3 C h c truy n đ ng đai ọ ề ộ

3.3.1 V n t c t s truy n ậ ố ỷ ố ề a V n t c vòng bánh đaiậ ố

+ Trên bánh d n: vẫ =

1000 60 1n d π

(m/s) (3-7)

+ Trên bánh b d n: vị ẫ =

1000 60 2n d π (m/s) (3-8)

trong đó: d1, d2 : đường kính bánh d n bánh b d n (mm)ẫ ị ẫ

n1, n2 : s vòng quay bánh d n bánh b d n (vòng/phút) ố ẫ ị ẫ

_ V n t c b truy n đai thang khơng vậ ố ộ ề ượt q 30m/s x y hi n tả ệ ượng dao đ ng xo n, tăng l c ly tâm, nóng dây đai, gi m tu i th hi u su t b truy n V nộ ắ ự ả ổ ọ ệ ấ ộ ề ậ

t c t t nh t n m kho ng 20 ÷ 25m/s N u v n t c nh h n 5m/s không ti nố ố ấ ằ ả ế ậ ố ỏ ệ

s d ng b truy n đai Đ i v i b truy n đai d t v n t c l n d hình thành cácử ụ ộ ề ố ộ ề ẹ ậ ố ễ

túi khí gi a b m t dây đai bánh đai.ữ ề ặ

_ Ta có: v2 = v1 ( – ξ )

v i ξ: h s trớ ệ ố ượt, (ξ = 0,01 ÷ 0,02)

b T s truy nỉ ố ề

i = n n = ( ) ξ − 1 d d = d d (3-9) Do t s truy n c a b truy n đai không ph i m t h ng s Tuy nhiên giá trỉ ố ề ủ ộ ề ả ộ ằ ố ị

ξ nh nên ta có th l y g n i = ỏ ể ấ ầ

1 d d (3-10)

3.3.2 L c tác d ng lên đai ự ụ a L c căng đaiự

_ Đ t o ma sát c n căng đai v i l c căng ban đ u Sể ầ ự ầ

Khi b truy n làm vi c, bánh d n ch u tác d ng ch u tác d ng c a mômen Mộ ề ệ ẫ ị ụ ị ụ ủ 1,

làm đai tuân theo đ nh lu t Hooke, chi u dài L không đ i trình làm vi c taị ậ ề ổ ệ

có:

S1 = S0 + ΔS; : S2 = S0 - ΔS; => S1 + S2 = 2S0 v i (Sớ ≥ S0 ≥ S2)

- Đi u ki n cân b ng c a nhánh đai bánh d n:ề ệ ằ ủ ẫ

M1 = 1( 2)

2 S S

d −

=> S1 - S2 =

1

2 d

M

= P v iớ P: l c vòng (P=ự 1000.N

v )

T S1 + S2 = 2S0 S1 - S2 =

1

2 d M

= P => S1 = S0 +

2 P

; S2 = S0 -2 P

Các bi u th c ch a nói lên m i liên h gi a kh t i c a b truy n v i cácể ứ ố ệ ữ ả ả ủ ộ ề

nhân t v ma sát Đ tìm m i quan h t công th c Euler: Số ề ể ố ệ ứ = S2 efα

v i f : h s ma sátệ ố

α : cung ti p xúcế

_ V y u ki n đ b truy n đai làm vi c đậ ề ệ ể ộ ề ệ ược là:

S0 ≥ 

 

 − +

1

2 α

α

f f

e e P

=> S0 ≥ 

  

 

− +

1

2 efα

P

(3-11) Nh v y v i m t giá tr Sư ậ ộ ị có th tăng kh t i c a b truy n (l c vòngể ả ả ủ ộ ề ự

P) b ng bi n pháp: ằ ệ

_ Tăng α1 (dùng bánh căng đai) _ Tăng f (đai thang có f = 3f)

b L c ly tâmự

Chi u r ng b đề ộ ượ ấc l y theo tiêu chu n.ẩ * Đ i v i đai thangố ớ

C = Ct.Cv.Cα ( khơng xét Cb đai thang làm vi c b ng hai m t bên ).ệ ằ ặ L u ý:ư đ i v i đai thang, di n tích làm vi c t ng c ng Fố ệ ệ ổ ộ t = Z.F

v i: Z : s dây đaiố

F : ti t di n m t đai theo tiêu chu n ế ệ ộ ẩ

V y u ki n v s dây đai làậ ề ệ ề ố

Z ≥

0

] [

1000

p v

tC C

C F v

N

σ

α (3-19)

Không nên ch n Z l n (Z ≤ 8);ọ b Tính đai theo đ b n lâu ộ ề

_ Do ng su t đai thay đ i làm vi c, sau m t s chu kỳ thay đ i ng su t,ứ ấ ổ ệ ộ ố ổ ứ ấ

đai có th b h ng m i ể ị ỏ ỏ

_ Đ đ m b o cho đai có th làm vi c để ả ả ể ệ ược kho ng th i gian đ dài, c n h nả ủ ầ

ch s vòng ch y c a dây đai m t giây theo u ki n ế ố ủ ộ ề ệ

u =

L v

≤ umax (3-20)

v i : umax = ÷ 10

v : v n t c đai ; L : chi u dài đai.ậ ố ề

_ Nh v y u ki n v chi u dài đai là: L ≥ Lư ậ ề ệ ề ề =

max

u v

(3-21) Ch n tr s L theo tiêu chu n.ọ ị ố ẩ

3.5 Trình t thi t k b truy n đai ự ế ế ộ ề 3.5.1 Truy n đ ng đai d tề ộ ẹ

* Bước 1: Ch n lo i đai xác đ nh đọ ị ường kính bánh đai

- Căn c vào cơng su t, t s truy n, u ki n làm vi c đ ch n lo i v t li u đaiứ ấ ỷ ố ề ề ệ ệ ể ọ ậ ệ

cho thích h p.ợ

_ Xác đ nh đị ường kính bánh đai theo công th c Xavêrin bánh nh ( 3-1); bánh l n ( 3-ứ ỏ

2 )

_ Sau tính d1; d2 ph i ch n theo tiêu chu n b ng ( ); Tính l i t c đ th c t c aả ọ ẩ ả ố ộ ự ế ủ

b truy n: ộ ề ( )

2

2 n

d d

n = −ξ ; N u t c đ th c t so v i t c đ yêu c u không quáế ố ộ ự ế ớ ố ộ ầ

±5% đường kính ch n h p lý ọ ợ

* Bước 2: Xác đ nh chi u dài đai ị ề

_ S b tính kho ng cách tâm A theo u ki n sau: ộ ả ề ệ

_ Xác đ nh chi u dài hình h c đai theo công th c (3-5) Đ n i đai, ph i ch n tăngị ề ọ ứ ể ố ả ọ

chi u dài c a đai kho ng 100 ÷ 400mm.ề ủ ả

_ Tính góc ơm bánh đai nh (αỏ 1) theo cơng th c (3-3), góc ơm bánh đai nhứ ỏ

ph i đ m b o u ki n αả ả ả ề ệ ≥ 1500

* Bước 3: Nghi m tu i b n đai theo công th c (3-20;3-21) không k chi u dài l yệ ổ ề ứ ể ề ấ

thêm đ n i đai Sau tính v n t c ph i ki m tra u ki n v ≤ 30m/s ( 3-7;3-8).ể ố ậ ố ả ể ề ệ

* Bước 4: Tính di n tích ti t di n đai: F = b.δ Tính b theo công th c (3-18) ; Sau khiệ ế ệ ứ

tính b tra b ng tiêu chu n đả ẩ ược tr s b th c ị ố ứ

* Bước 5: Tính l c tác d ng lên tr c công th c ự ụ ụ ứ R ≈ σ0 Fđai sin

α

(N)

3.5.2 Truy n đ ng đai thangề ộ

* Bước 1: Ch n lo i đai xác đ nh đọ ị ường kính bánh đai

_ Căn c vào công su t b truy n, d ki n v n t c b truy n ch n lo i đai theoứ ấ ộ ề ự ế ậ ố ộ ề ọ

b ng (20-5); sau ch n đả ọ ường kính bánh đai nh dỏ t xác đ nh dừ ị = i.d1;

_ Ch n đọ ường kính d2 theo tiêu chu n sau tính l i t c đ th c t c a đai (nhẩ ố ộ ự ế ủ

bước tính đai d t) ẹ

* Bước 2: Tính chi u dài đai ề

_ S b tính kho ng cách tâm hai bánh đai ph i thõa u ki n: ộ ả ả ề ệ

0,55(d1 + d2 ) + h ≤ A ≤ (d1 + d2 )

v i h : chi u cao ti t di n đai ề ế ệ

_ Hi u ch nh l i kho ng cách tâm A theo công th c (3-6).ệ ỉ ả ứ

* Bước 3: Nghi m tu i b n đai theo công th c (3-20) (3-21).ệ ổ ề ứ * Bước 4: Tính s đai c n thi t theo công th c (3-19) ố ầ ế ứ

* Bước 5: Tính l c tác d ng lên đai theo công th c ự ụ ứ R ≈ σ0 Fđai sin

α

(N)