Chương 3: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY
3.4. Phương án lựa chọn cơ cấu truyền động
3.4.1. Bộ truyền đai.
Nguyên lý:
Hình 3.1 Bộ truyền đai
- Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: Công suất sinh ra từ bánh chủ động (1) truyền cho bánh bị động (2) nhờ ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và bánh đai (1) (2).
- Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt đƣợc xác định bằng công thức : Fms = f.N
Nhƣ vậy, để có lực ma sát thì cần thiết cần phải có lực pháp tuyến. Trong bộ truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là F0.
Phân loại:
- Theo thiết diện đai: Bao gồm đai dẹt, đai hình thang, đai răng lƣợc, đai tròn, đai răng, đai lục giác.
- Theo kiểu truyền động: Truyền động giữa hai trục song song cùng chiều, truyền động giữa hai trục song song ngƣợc chiều, truyền động giữa các trục chéo nhau.
Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi sử dụng:
Ƣu điểm:
- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m).
- Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẽo của đai nên có thể truyền động với vận tốc lớn.
a1 a2
D2 D1
A
M1, n1 M2, n2
3
1 2
DUT.LRCC
- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh đƣợc dao động sinh ra do tải trọng thay đổi tác dụng lên cơ cấu.
- Nhờ vào sự trƣợt trơn của đai nên đề phòng sự quá tải xảy ra trên động cơ.
- Kết cấu và vận hành đơn giản.
Nhƣợc điểm:
- Kích thước bộ tuyền đai lớn so với các bộ truyền khác: xích, bánh răng.
- Tỉ số truyền thay đổi do hiện tƣợng trƣợt trơn giữa đai và bánh đai (ngoại trừ đai răng).
- Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2-3 lần so với bộ truỵền bánh răng) do phải có lực căng đai ban đầu (tạo áp lực pháp tuyến lên đai tạo lực ma sát).
- Tuổi thọ của bộ truyền thấp.
3.4.2. Bộ truyền xích.
Nguyên lý:
Hình 3.2 Bộ truyền xích
Bộ truyền xích thực hiện truyền động từ bánh xích chủ động sang bánh xích bị động nhờ vào sự ăn khớp giữa răng trên đĩa xích và các mắc xích.
Phân loại:
Theo công dụng chung, xích đƣợc chia làm ba loại:
- Xích kéo.
- Xích tải.
- Xích truyền động.
Trong chương trình chúng ta chỉ tìm hiểu về xích truyền động mà thôi. Xích truyền động đƣợc chia làm 3 loại chính: xích ống, xích con lăn và xích răng.
DUT.LRCC
Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi sử dụng:
Ƣu điểm:
- Không có hiện tƣợng trƣợt nhƣ bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột, hiệu suất cao.
- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn.
- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất.
- Góc ôm không có ý nghĩa nhƣ bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫn.
Nhƣợc điểm:
- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn.
- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi.
- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích.
- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt.
Phạm vi sử dụng:
- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p.
- Công suất truyền thông thường < 100 kW.
- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95..0,97.
3.4.3. Bộ truyền bánh răng.
Nguyên lý:
- Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động giữa hai trục với tỷ số truyền xác định nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng.
- Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến.
Phân loại:
+ Theo sự phân bố giữa các trục:
Truyền động giữa các trục song song: bánh răng trụ.
- Truyền động giữa các trục cắt nhau: bánh răng côn.
- Truyền động giữa hai trục chéo nhau: bánh răng côn xoắn, trụ xoắn.
+ Theo sự phân bố giữa các răng trên bánh răng.
DUT.LRCC
- Bộ truyền ăn khớp ngoài.
- Bộ truyền ăn khớp trong.
Hình 3.3 Các dạng ăn khớp của bánh răng + Theo phương của răng so với đường sinh.
- Răng thẳng.
- Răng nghiêng.
- Răng cong.
- Răng chữ V.
- Răng xoắn.
+ Theo biên dạng răng.
- Truyền động bánh răng thân khai.
- Truyền động bánh răng Xicloit.
- Truyền động bánh răng Nôvicov.
Ƣu nhƣợc điểm và phạm vi sử dụng:
Ƣu điểm:
- Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn.
- Tỉ số truyền không đổi do không có hiện tƣợng trƣợt trơn.
DUT.LRCC
- Hiệu suất cao (0.97-0.99).
- Làm việc với vận tốc lớn, công suất cao.
- Tuổi thọ cao.
Nhƣợc điểm:
- Chế tạo phức tạp.
- Đòi hỏi độ chính xác cao.
- Ồn khi vận tốc lớn.
3.4.4. Đánh giá lựa chọn phương án thích hợp.
Nhưng với 2 tỉ số truyền với các trục cách xa nhau ta loại bỏ phương án 3 là dùng bộ truyền bánh răng (do bộ truyền này chế tạo phức tạp tốn kinh phí chế tạo cũng nhƣ kho khăn trong bôi trơn).Tương tự bộ truyền xích cũng vậy nên ta chọn bộ truyền số 1 là bộ truyền đai với 2 tỉ số truyền.
Hình 3.4 Sơ đồ bộ truyền đai
Hiện nay, bộ truyền đai thang đƣợc sử dụng rộng rãi, đai dẹt ngày càng ít sử dụng.
Khuynh hướng dùng bộ truyền đai răng ngày càng phổ biến vì tận dụng được ưu điểm của bộ truyền bánh răng và bộ truyền đai. Vì vậy bộ truyền đai thang là lựa chọn phù hợp nhất.