Giáo trình Cơ ứng dụng - Chương 6: Truyền động đai - Nguyễn Công Hòa
Phaàn 3
Caùc Boä Phaän Truyeàn Ñoäng
Chöông 6:
Truyeàn Ñoäng Ñai
6.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG:
Truyeàn ñoäng ñai laø kieåu truyeàn ñoäng phoå bieán trong ngaønh cô khí. Veà cô baûn boä
truyeàn naøy goàm hai baùnh ñai – baùnh daãn vaø baùnh bò daãn – vaø moät voøng ñai maéc
caêng treân hai baùnh. Cô naêng ñöôïc truyeàn daãn nhôø ma saùt giöõa ñai vaø baùnh ñai.
6.1.1. Phaân loaïi vaø öu nhöôïc ñieåm:
Truyeàn ñoäng ñai coù theå boá trí theo kieåu thöôøng (hình 1.1a), cheùo (hình 1.1b), nöûa
cheùo (hình 1.1c) vaø kieåu goùc (hình 1.1d).
Trong quaù trình laøm vieäc ñai bò daõn daàn ra, do ñoù coù theå duøng caùc bieän phaùp ñieàu
chænh ñeå taêng söùc caêng ñai: duøng baùnh caêng ñai hay thay ñoåi khoaûng caùch truïc A
(hình 1.1e).
w2
w1
α1
D2
D1
A
Hình 6.1a)
Giaùo Trình CÔ ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
121
w1
w2
O2
α1
O1
α2
O1
O2
Hình 6.1b)
Öu ñieåm:
- Khoaûng caùch truïc khaù lôùn.
- Laøm vieäc eâm (vaät lieäu ñai coù tính ñaøn hoài).
O2
c)
d)
Hình 6.1 c, d)
- Giöõ an toaøn cho maùy khi quaù taûi (luùc ñoù ñai tröôït trôn hoaøn toaøn).
- Giaù thaønh reû, keát caáu ñôn giaûn, deã söû duïng.
Nhöôïc ñieåm:
- Kích thöôùc boä truyeàn lôùn…
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
122 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
- Trong quaù trình truyeàn ñoäng coù hieän
töôïng tröôït ñaøn hoài neân hieäu suaát thaáp.
- Löïc taùc duïng leân truïc khaù lôùn.
- Tuoåi thoï thaáp khi laøm vieäc vôí vaän toác
lôùn.
Boä truyeàn ñai thöôøng duøng ñeå truyeàn
coâng suaát khoaûng (0,3 ÷ 50) KW, vaän toác
(5÷30)m/s.
Tyû soá truyeàn ñai deït i ≤ 5.
Tyû soá truyeàn ñai thang i ≤ 10.
P
6.1.2. Caùc loaïi ñai:
Hình 6.1 e)
6.1.2.1. Yeâu caàu cuûa vaät lieäu laøm ñai:
- Ñuû ñoä beàn vaø ñoä beàn moøn.
- Heä soá ma saùt töông ñoái lôùn ñeå giaûm löïc caêng ñai.
- Moâ ñun ñaøn hoài nhoû ñeå öùng suaát uoán σu sinh ra khi ñai voøng quanh baùnh ñai
khoâng lôùn.
Vaät lieäu da ñaùp öùng ñaày ñuû caùc yeâu caàu treân, nhöng giaù thaønh ñaét vaø khoâng duøng
ñöôïc trong moâi tröôøng axit vaø aåm öôùt (ít duøng).
Vaät lieäu vaûi vaø len coù khaû naêng chòu taûi keùm neân ít phoå bieán.
Hieän nay, ñai vaûi – cao su ñöôïc söû duïng roäng raõi, vì coù söùc beàn lôùn vaø tính ñaøn hoài
cao ít bò aûnh höôûng bôûi nhieät ñoä vaø ñoä aåm. Tuy nhieân ñai vaûi vaø cao su khoâng beàn
trong moâi tröôøng daàu, khoâng chòu ñöôïc taûi troïng va ñaäp vaø moøn nhanh trong truyeàn
ñoäng cheùo.
Trong töông lai, ñai laøm baèng chaát deûo seõ ñöôïc öùng duïng roäng raõi; vì noù coù söùc beàn,
moâ ñun ñaøn hoài lôùn, tuoåi thoï cao, khaû naêng chòu quaù taûi lôùn.
6.1.2.2. Caùc loaò ñai:
a) Ñai deït:
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
123
Ñöôïc cheá taïo thaønh baêng daøi, khi duøng phaæ noái ñai ñeå thích hôïp vôùi khoaûng caùch
truïc ñaõ tính toùan cuûa boä truyeàn. Chaát löôïng moái noái coù aûnh höôûng lôùn ñeán söï laøm
vieäc cuûa boä truyeàn. Vì theá yeâu caàu cuûa moái noái:
- Ñaït söùc beàn ñeàu giöõa ñaàu noái vaø tieát dieän nguyeân cuûa ñai, coù theå noái vaø phuïc hoài
moái noái nhanh.
- Khoái löôïng, beà daøy vaø ñoä cöùng moái noái phaûi nhoû ñeå traùnh sinh taûi troïng ñoäng.
b) Ñai hình thang:
Coù tieát dieän ngang laø moät hình thang caân, khaùc vôùi ñai deït, beà maët laøm vieäc cuûa ñai
thang laø hai maët beân. Do taùc duïng cheâm cuûa ñai thang neân noù coù heä soá ma saùt lôùn
(gaàn baèng 3 laàn cuaû ñai phaúng töông ñöông). Vì theá, coù theå giaûm löïc caêng ñai.
Tuy nhieân, do chieàu cao daây ñai lôùn neân aûnh höôûng xaáu ñeán söùc beàn uoán.
Beà maët laøm vieäc
Hình 6.2
Thöôøng caùc thoâng soá veà tieát dieän cuûa ñai deït, ñai thang vaø chieàu daøi cuûa daây ñai
thang ñöôïc tieâu chuaån hoùa (tham khaûo caùc soå tay thieát keá cô khí). Do ñoù khi thieát keá
phaûi choïn tieát dieän ñai theo tieâu chuaån.
6.2. NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CÔ BAÛN CUÛA LYÙ THUYEÁT TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI:
6.2.1. Quan heä giöõa caùc thoâng soá hình hoïc cuûa boä truyeàn:
D1, D2: ñöôøng kính tính toaùn baùnh daãn vaø baùnh bò daãn.
A: khoaûng caùch giöõa hai truïc.
α1, α2: goùc oâm cuûa ñai treân baùnh nhoû vaø baùnh lôùn.
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
124 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
e
b
a
β
D1
α
2
D2
α
1
O2
γ
O1
d
A
Hình 6.3 a)
γ: goùc giöõa hai nhaùnh daây (γ = 2β).
i = D2/D1: tyû soá truyeàn.
6.2.1.1 Tính goùc oâm α1:
α1 = π - 2β rad
D2 − D1
Thöïc teá β ≤ 15o neân β ≈ sinβ =
rad
2A
D2 − D1
D1(i −1)
⇒α1 = π −
= π −
rad
(6.1)
A
A
D2 − D1
D1(i −1)
hay α1 = 180o −
= π −
.57o ñoä
A
A
α1 quyeát ñònh khaû naêng taûi cuûa boä truyeàn neân khi thieát keá phaûi ñaûm baûo ñuû lôùn. Ñoái
vôùi ñai deït : α1 ≥ 150o.
Ñoái vôùi ñai thang: α1 ≥ 120o.
6.2.1.2 Tính chieàu daøi L:
D
2
D
2
D1
2
D2
2
L = 2A.cosβ + 1 .α1 + 2 .α2 = 2A.cosβ +
(
π − 2β
)
+
(
π + 2β =
)
π
2
= 2A.cosβ +
(
D1 + D2
)
+ β
(
D2 − D1
)
vôùi α1, α2, β tính baèng radian.
Khai trieån haøm cosin:
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
125
1
1
1
cosβ = 1− β2 + β4 − β6...
2! 4! 6!
D2 − D1
2A
Vì β nhoû neân ta chæ laáy hai soá haïng ñaàu, luùc ñoù: (chuù yù β ≈
)
2
π
2
(
D2 − D1
)
L = 2A +
(
D2 + D1
)
+
(6.2)
(6.3)
4A
Neáu chieàu daøi L ñaõ bieát, ta tính khoaûng caùch truïc:
2
2
2L − π
(
D2 − D1
)
+
[
2L − π
(
D2 + D1
)
]
(
− 8 D2 − D1
)
A =
8
6.2.2. Tính löïc taùc duïng leân ñai:
Ñeå taïo löïc ma saùt giöõa ñai vaø baùnh ñai, caàn phaûi caêng ñai. Goïi So laø löïc caêng ban
ñaàu (khi boä truyeàn ñai chöa laøm vieäc).
Khi taùc duïng vaøo baùnh daãn moment xoaén M1 (boä truyeàn laøm vieäc), treân nhaùnh daãn
löïc taêng leân laø S1 vaø treân nhaùnh bò daãn löïc giaûm xuoáng coøn S2. Ta coù heä thöùc:
D1
2
M1 =
(
S1 − S2
)
2M1
D1
hay: S1 − S2 =
= P : löïc voøng
(6.4)
Neáu coâng suaát N (Kw) cuûa boä truyeàn vaø vaän toác ñai V (m/s) thì:
1000.N
P =
,N
(6.5)
(6.6)
V
Theo Euler, ta coù heä thöùc:
S1 = S2.efα
α: goùc oâm cuûa ñai treân baùnh ñai, rad.
f: heä soá ma saùt.
Quan heä giöõa S1, S2, So vôùi P:
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
126 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
efα
efα −1
1
⎫
⎪
⎪
S1 = P.
S2 = P.
P
2
P
2
⎧
S1 = So +
⎪
⎪
⎪
⎬
⇒
⎨
⎪
efα −1
⎪
⎪
S2 = So −
fα
⎪
⎩
P ⎛ e +1⎞
S = .
⎜
⎟
⎠
o
⎪
⎭
2 efα −1
⎝
Khi f = fmax töø (6.9), ta tìm ñöôïc söùc caêng ban ñaàu nhoû nhaát Somin caàn thieát ñeå truyeàn
löïc voøng P. Khi So < Somin ñai bò tröôït trôn. Vôùi So nhaát ñònh, neáu taêng f vaø α thì khaû
naêng taûi cuûa boä truyeàn taêng.
6.2.3. ÖÙng suaát trong ñai:
+ ÖÙng suaát do löïc ly taâm Sv gaây ra:
S
σv = v ,F : tieát dieän daây ñai
(6.10)
(6.11)
F
+ ÖÙng suaát caêng ban ñaàu do löïc caêng So gaây ra:
So
σo =
F
Ñeå löïc ma saùt ñuû cho boä truyeàn ñai laøm vieäc, trong kyõ thuaät quy ñònh:
• Ñoái vôùi ñai deït : σo = (1,8 ÷ 2) N/mm2.
• Ñoái vôùi ñai thang: σo = (1,5 ÷ 1,6) N/mm2
+ ÖÙng suaát treân nhaùnh daãn do S1 gaây ra:
S1 So
P
2F
σP
2
σ1 =
=
+
= σo +
(6.12)
(6.13)
F
F
P
F
trong ñoù σP = : öùng suaát coù ích.
+ ÖÙng suaát treân nhaùnh bò daãn do S2 gaây ra:
S2 So
P
2F
σP
2
σ2 =
=
−
= σo −
F
F
+ Khi ñai voøng qua baùnh ñai coøn xuaát hieän öùng suaát uoán theo ñònh luaät Hooke:
σu = ε.E
E: moâ ñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu ñai.
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
127
ε: ñoä daõn daøi töông ñoái cuûa thôù ñai ngoaøi cuøng.
y
ε =
ρ
vôùi y : khoaûng caùch töø thôù ngoaøi cuøng ñeán thôù trung hoøa.
δ
2
y =
ρ: baùn kính cong thôù trung hoaø cuûa ñai, ρ = D/2
δ
D
Do ñoù: σu =
E
(6.14)
α
d
Thôù trung
hoøa
S
S
Hình 6.3 b)
Vì D1 < D2 ⇒ σu1 > σu2
ÖÙng suaát toång treân ñai ñöôïc bieåu dieãn treân hình 6.4. Treân nhaùnh daãn cuûa ñai luùc ñai
vaøo nhaùnh nhoû, ta coù öùng suaát lôùn nhaát:
σP
2
δ
D
σmax = σ1 + σu1 + σv = σo +
+
E + σv
(6.15)
Giaù trò nayø ñöôïc duøng trong tính toaùn ñai theo söùc beàn moûi.
6.2.4. Söï tröôït cuûa ñai:
Theo Jukovxki coù hai daïng tröôït cuûa ñai treân baùnh ñai:
- Tröôït ñaøn hoài, luoân xaûy ra khi ñai chòu taûi.
128 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
- Tröôït trôn, chæ xaûy ra khi boä truyeàn quaù taûi.
σ2
σu2
αn2
ω1
ω2
αc1
αc2
αn1
σv
σu1
σ1
Hình 6.4
Khi boä truyeàn ñai laøm vieäc, löïc keùo treân nhaùnh daãn lôùn hôn löïc keùo treân nhaùnh bò
daãn laø P. Löïc P seõ laøm öùng suaát phaân boá treân daây ñai (loaò oâm baùnh ñai) thay ñoåi, do
ñoù ñoaïn daây ñai naøy bieán daïng khoâng ñeàu gaây ra söï tröôït treân baùnh ñai goïi laø tröôït
ñaøn hoài. Cung tröôït ñaøn hoài naèm ôû phiaù nhaùnh ra khoûi baùnh ñai. Treân hình 6.4, cung
tröôït αc1 treân nhaùnh daãn 1 vaø αc2 treân nhaùnh bò daãn 2.
Vì coù hieän töôïng tröôït ñaøn hoài neân vaän toác daøi cuûa baùnh ñai khaùc vaän toác daøi treân
D2
daây ñai, hieäu suaát truyeàn ñoäng η thaáp. Tyû soá truyeàn thöïc teá itt =
, vôùi
D1(1− ξ)
⎛
⎞
V − V2
1
⎜
⎟
⎟
ξ=(0,01÷0,02): heä soá tröôït ξ =
.
⎜
⎝
V
1
⎠
6.2.5. Ñöôøng cong tröôït vaø ñöôøng cong hieäu suaát:
Khaû naêng taûi cuûa boä truyeàn ñai ñöôïc ñaëc tröng baèng ñöôøng cong tröôït vaø ñöôøng
cong hieäu suaát. Caùc ñoà thò naøy ñöôïc xaây döïng theo keát quaû thí nghieäm caùc loaïi ñai
vaø vaät lieäu ñai.
V − V2
1
Truïc tung ghi heä soá tröôït ξ =
×100%
(6.16)
V
1
Vaø hieäu suaát η%.
V1, V2 : vaän toác baùnh daãn vaø bò daãn.
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
129
P
σP
Truïc hoaønh ghi heä soá keùo: ϕ =
ξ(%)
=
(6.17)
2So 2σo
η(%)
Tröôït trôn
töøng phaàn
Tröôït ñaøn hoài
5
4
3
2
100
80
η
60
40
1
0
20
ξ
ϕo
0,5
ϕmax
ϕ
0,3
0,4
0,6
0,1
0,2
Hình 6.5
Ñöôøng cong bieåu dieãn quan heä ξ vaø ϕ goïi laø ñöôøng cong tröôït. Trong khoaûng
0≤ϕ≤ϕo; ξ taêng theo tyû leä baäc nhaát, luùc naøy ôû boä truyeàn chæ coù tröôït ñaøn hoài. Khi
ϕ>ϕo seõ coù tröôït trôn töøng phaàn, heä soá ξ taêng khaùc quy luaät baäc 1. Vaø ϕ>ϕmax thì xaûy
ra tröoït trôn toaøn phaàn, luùc naøy hieäu suaát boä truyeàn η = 0.
ÔÛ ñöôøng cong hieäu suaát, ban ñaàu η taêng theo ϕ (vì coâng suaát toån thaát trong caùc oå
truïc giaûm töông ñoái so vôùi coâng suaát coù ích). ηmax khi ϕ = ϕo, phaàn toå thaát coâng suaát
trong khoaûng naøy chuû yeáu do noäi ma saùt trong daây ñai (do ñoù khi baùnh ñai caøng nhoû
hieäu suaát caøng giaûm).
Khi ϕ > ϕo, hieäu suaát boä truyeàn giaûm nhanh do ñai tröôït nhieàu.
6.2.6. Vaän toác vaø tyû soá truyeàn:
Vì coù tröôït neân V2 < V1: V2 = V1(1-ξ)
(6.18)
Trong ñoù:
π.D1.n1
60.1000
π.D2 .n2
60.1000
V =
; V2 =
1
Tyû soá truyeàn:
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
130 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
n1
D2
i =
=
(6.19)
(6.20)
n2 D1(1− ξ)
Trong caùc pheùp tính gaàn ñuùng, coù theå boû qua heä soá tröôït, neân:
n1 D2
i =
=
n2 D1
6.3. TÍNH TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
Thieát keá truyeàn ñoäng ñai laø xaùc ñònh kích thöôùc boä truyeàn theo caùc ñieàu kieän laøm
vieäc cuûa noù. Thöôøng thieát keá boä truyeàn ñai theo khaû naêng keùo vaø vaø kieåm nghieäm
theo ñoä beàn laâu.
6.3.1. Tính ñai theo khaû naêng keùo
Phöông phaùp tính naøy döïa treân cô sôû ñoà thò ñöôøng cong tröôït khi ϕ ≤ ϕo. Ñai chæ xaûy
ra hieän töôïng tröôït ñaøn hoài, do ñoù taûi troïng coù ích cuûa boä truyeàn khoâng vöôït quaù taûi
troïng coù ích cho pheùp [Po].
[Po] = 2.ϕo.So
Goïi [σp]o : öùng suaát coù ích cho pheùp, ta coù:
v
umax
L
=
, vôùi umax = 3 ÷ 5
[σp]o =
(6.21)
min
Qua (6.21) ta thaáy σo seõ quyeát ñònh khaû naêng taûi cuûa boä truyeàn, neáu σo taêng thì [σp]o
taêng. Tuy nhieân neáu σo quaù lôùn thì ñai choùng bò daõn vaø mau hoûng.
Ngoaøi ra, baèng thí nghieäm ta thaáy raèng ϕo phuï thuoäc δ/D neân [σp]o cuõng phuï thuoäc
δ/D vaø ñöôïc xaùc ñònh baèn g coâng thöùc:
δ
D
[σp ]o = 2σoϕo = a − ω
(6.22)
Trò soá a, ω xaùc ñònh qua thí nghieäm, vì ñieàu kieän thí nghieäm khaùc vôùi ñieàu kieän thöïc
teá neân öùng suaát coù ích cho pheùp thöïc teá seõ xaùc ñònh theo coâng thöùc :
[σp ] = [σp ]o .C
(6.23)
Giaù trò cuûa [σp]o cuûa ñai deït, α1 = 180o, v = 10m/s, taûi troïng eâm – Baûng 6.1
Baûng 6.1
Loaïi ñai
Ñai vaûi cao su
Ñai vaûi
[σp]o [N/mm2]
2,45 – 9,81.δ/D1
2,06 – 14,7.δ/D1
δ/D1
≤ 1/40
≤ 1/30
Giaù trò cuûa [σp]o ñoái vôùi ñai thang, α1 = 180o, v = 10m/s, taûi troïng eâm.
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
131
Baûng 6.2
[σp]o N/mm2
Ñöôøng
kính
baùnh
nhoû
Ñöôøng
kính
baùnh
nhoû
D1(mm)
[σp]o N/mm2
Loaïi
ñai
Loaïi
ñai
Vôùi
Vôùi
Vôùi
Vôùi
σo = 1,18 σo = 1,47
σo = 1,18 σo = 1,47
N/mm2
1,42
1,54
1,62
1,48
1,58
1,67
1,48
1,64
1,71
1,48
1,66
1,80
1,87
N/mm2
1,59
1,71
1,82
1,64
1,76
1,87
1,64
1,84
2,01
1,64
1,85
2,03
2,20
N/mm2
1,48
1,69
1,87
1,88
1,48
1,69
1,88
1,48
1,70
1,88
N/mm2
1,64
1,89
2,12
2,20
1,64
1,89
2,20
1,64
1,91
2,2
D1(mm)
71
80
320
360
0
Γ
≥ 90
100
400
≥ 450
500
A
112
≥ 125
140
560
≥ 630
800
160
E
≥ 180
200
900
≥ 1000
224
B
250
≥ 280
Ñoái vôùi ñai deït: C = Ct.Cα.Cv.Cb
Ñoái vôùi ñai thang: C = Ct.Cα.Cv
Trong ñoù: Ct laø heä soá noùi leân aûnh höôûng cuûa cheá ñoä taûi troïng ñeán tuoåi thoï cuûa boä
truyeàn (Baûng 6.3)
Baûng 6.3
Taûi troïng rung Taûi troïng rung
Taûi troïng eâm,
giaù trò môû maùy
baèng 120% giaù
trò ñònh möùc
Coù va ñaäp, giaù
trò môû maùy
baèng 300% giaù
trò ñònh möùc
ñoäng nheï, giaù
trò môû maùy
ñoäng, giaù trò
môû maùy baèng
200% giaù trò
ñònh möùc
Ñaëc tính taûi
troïng
baèng 150% gía
trò ñònh möùc
Ct
1,0
0,9
0,8
0,7
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
132 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
Cα : heä soá aûnh höôûng cuûa goùc oâm (Baûng 6.4)
Baûng 6.4
o
Goùc oâm baùnh nhoû α1
Ñai deït
180
1,0
170
0,97
0,98
160
0,94
0,95
150
0,91
0,92
140
-
130
-
120
-
Ñai thang
1,00
0,89
0,86
0,83
Cv : heä soá aûnh höôûng cuûa vaän toác.
Ñoái vôùi ñai deït Cv = 1,04 – 0,0004 V2
Ñoái vôùi ñai thang Cv = 1,05 – 0,0005 V2
Cb : heä soá aûnh höôûng ñeán vieäc boá trí boä truyeàn.
Baûng 6.5
Giaù trò cuûa goùc θ giöõa ñöôøng noái taâm hai baùnh ñai & phöông ngang
Truyeàn ñoäng
0÷60
1,00
0,9
60÷80
0,9
80÷90
0,8
Kieåu thöôøng
Kieåu cheùo
0,8
0,7
Chuù thích: ñoái vôùi boä truyeàn ñai coù baùnh caêng ñai thì
Cb = 1, ∀θ
Ñoái vôùi boä truyeàn ñai deït caàn xaùc ñònh δ vaø b ñeå tyû soá δ/D1 khoâng vöôït quaù gía trò
cho pheùp.Ta choïn δ vaø tính b:
P
P
1000.N
v.δ.[σp ]o .C
F = δ.b ≥
=
⇒ b ≥
(6.24)
[σp ] [σp ]o .C
Ñoái vôùi boä truyeàn ñai thang, vì ñaõ choïn tröôùt caùc loaïi ñai theo coâng suaát caàn truyeàn
neân tieát dieän F ñaõ bieát. Caàn xaùc ñònh soá ñai Z:
P
1000.N
[σp ]o .C.F.V
Z ≥
hay Z ≥
(6.25)
[σp ]o .C.F
6.3.2. Tính ñai theo ñoä beàn laâu
Trong quaù trình laøm vieäc, caùc tieát dieän ñai laàn löôït chòu caùc öùng suaát khaùc nhau, tuyø
theo vò trí cuûa noù, seõ laøm ñöùt daàn caùc lôùp ñai vaø sau moät soá chu kyø laøm vieäc ñai
khoâng duøng ñöôïc nöõa.
Phaân tích caùc keát quaû thí nghieäm veà tuoåi thoï ñai vaø nghieân cöùu thôøi haïn laøm vieäc
cuûa ñai trong thöïc teá, ngöôøi ta thaáy ñoái vôùi vaät lieäu ñai cuõng coù theå aùp duïng heä thöùc:
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
133
σm.N = const
N: soá voøng laøm vieäc cuûa ñai ñeán khi hoûng (tuoåi thoï)
m: soá muõ – coù giaù trò khaùc nhau ñoái vôùi töøng loaïi ñai .
Ñeå tieän cho tính toaùn, phöông trình tuoåi thoï cuûa ñai vôùi tyû soá truyeàn i = 1 vaø taûi
troïng oån ñònh ñöôïc vieát döôùi daïng:
σm.3600.u.x.T1 = σmNo.No
(6.26)
trong ñoù:
σ: öùng suaát lôùn nhaát trong ñai
u = v/L: soá voøng chaïy cuûa ñai trong 1 giaây.
x: soá baùnh ñai.
T1: tuoåi thoï cuûa ñai, giôø
No:soá chu kyø cô sôû, No = 107
σNo: giôùi haïn cuûa ñai öùng vôùi No = 107
Neáu i ≠ 1, ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñai nheï hôn, vì öùng suaát uoán treân baùnh lôùn coù trò
soá nhoû hôn neân tuoåi thoï taêng:
T = Ψ.T1
Heä soá Ψ phuï thuoäc vaøo i vaø loaïi ñai (tra soå tay)
Tuy nhieân do chöa coù soá lieäu ñaày ñuû vaø kinh nghieäm veà tính ñai theo ñoä beàn laâu neân
ngöôøi ta thöôøng tính ñai baèng caùch haïn cheá soá voøng quay cuûa ñai trong 1 giaây.
Vôùi vaän toác laøm vieäc yeâu caàu V, ta coù theå giaûm soá voøng chaïy u baèng caùch taêng
chieàu daøi L vaø ñöông nhieân ñeå ñai laøm vieäc laâu daøi phaûi coù ñieàu kieän:
V
L
V
umax
u = ≤ umax ⇒ L ≥ Lmin
=
(6.27)
6.4. TRÌNH TÖÏ THIEÁT KEÁ TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
6.4.1. Xaùc ñònh khoaûng caùch A vaø chieàu daøi ñai L
Chieàu daøi toái thieåu cuûa ñai (theo 6.27):
v
Lmin
=
, vôùi umax = 3 ÷ 5
umax
Tính A theo Lmin (duøng coâng thöùc (6.3))
Ñoái vôùi truyeàn ñoäng thöôøng ñeå α ñuû lôùn, do ñoù A caàn thoûa ñieàu kieän:
A ≥ 2.(D1 + D2)
(6.33)
Neáu A tính theo Lmin khoâng thoûa (6.33) caàn taêng A ñeå:
A = 2(D1 + D2)
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
134 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
Vaø tính laïi L theo A (coâng thöùc (6.2)). Ñeå noái ñai, sau khi tính xong caàn taêng theâm
chieàu daøi ñai khoaûng (100 ÷ 400) mm tuøy theo caùch noái.
6.4.2. Tính goùc oâm α1 (theo (6.1)) vaø kieåm nghieäm ñieàu kieän
α1 ≥ 150o
(6.34)
Neáu α1 < 150o, caàn taêng A hay duøng baùnh caêng ñai.
6.4.3. Xaùc ñònh tieát dieän ñai
Choïn tröôùt chieàu daøy ñai theo tyû soá δ/D, quy troøn theo tieâu chuaån (Baûng 6.7)
Chieàu roäng ñai tìm theo coâng thöùc (6.24) vaø quy troøn theo tieâu chuaån (baûng 6.6)
Baûng 6.6
Vaûi cao su
Da
Deät
Loaïi A
20
Loaïi B
Loaïi B
20
25
30
-
Ñôn
20
25
30
35
40
45
50
60
-
Keùp
Sôïi vaûi
Sôïi len
20
25
30
-
-
-
-
-
25
-
-
30
-
-
-
-
-
-
-
-
-
40
40
45
-
40
-
40
-
45
-
-
50
50
60
(65)
70
75
80
85
90
-
-
50
60
-
50
60
-
60
-
-
(65)
70
-
-
-
70
75
80
85
90
95
100
115
-
-
-
-
75
-
-
75
-
75
-
80
80
-
-
85
85
90
95
100
115
-
-
-
90
90
-
90
-
-
-
-
100
(115)
(120)
-
100
-
100
115
-
100
115
-
-
-
-
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
135
125
150
(175)
200
(225)
250
(275)
300
-
-
125
150
-
125
150
175
200
225
250
275
300
-
125
150
175
200
225
250
275
300
-
-
125
150
175
200
225
250
-
150
-
150
175
200
-
200
-
200
225
250
-
250
-
250
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
300
-
300
-
300
350
-
-
375
400
425
450
500
-
375
400
425
450
500
-
-
-
400
-
-
-
400
-
-
-
450
500
(550)
600
-
-
450
500
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
6.4.4. Xaùc ñònh chieàu roäng B cuûa baùnh ñai
Xaùc ñònh chieàu roäng B cuûa baùnh ñai theo coâng thöùc:
B = 1,1.b + (10 ÷ 15) , mm
(6.35)
Ñoái vôùi truyeàn ñoäng thöôøng vaø laáy troøn theo tieâu chuaån (baûng 6.8)
6.4.5. Tính löïc caêng vaø löïc taùc duïng leân truïc
S2
S2
R
S1
S1
Hình 6.6
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
136 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
G
G
G
Goïi R = S1 + S2
R = S12 + S22 + 2S1S2 cos γ
vôùi
(6.36)
P
2
P
2
S1 = S0 + : löïc caêng nhaùnh daãn
S2 = S0 − : löïc caêng nhaùnh bò daãn
S0: löïc caêng ban ñaàu
1/ 2
P2
2
P2
4
γ
2
⎡
⎤
⎥
⎦
⎛
⎞
⎛
⎞
⎟
R = 2S2 +
+ 2⎜S20 −
⎟ 2cos2 −1
⎜
⎢
o
⎜
⎟
⎝
⎠
⎠
⎝
⎣
⎡
(6.37)
γ ⎤1/ 2
γ
2
α1
γ
⎛
⎞
R ≅ 4S2o cos2 + P 1− cos2
≅ 2So cos = 2So sin
⎜
⎝
⎟
⎠
⎢
⎥
2
2
2
⎣
⎦
Trong caùc boä truyeàn coù truïc khoâng di ñoäng, luùc ñaàu thöôøng caêng ñai vôùi löïc lôùn hôn
So ñeå buø laïi söï giaûm löïc caêng do ñai bò daõn sau moät thôøi gian laøm vieäc. Do ñoù khi
tính löïc taùc duïng leân truïc ta nhaân theâm 1,5 vaøo So:
α1
R = 3So sin
2
Löïc caêng:
So = σo.F
Baûng 6.8
Ñöôøng kính vaø chieàu roäng baùnh ñai deït (mm)
Chieàu
roäng baùnh
Ñöôøng
kính D
Sai leäch
cho pheùp
Ñöôøng
kính D
Sai leäch
cho pheùp roäng ñai ba
Khi chieàu
Sai leäch
cho pheùp
ñai B
50
63
80
560
630
710
800
900
30
40
40
50
60
70
80
±1
±4
-2
50
60
70 vaø 75
90
100
120
125
±2
80
85 vaø 90
100
100
125
1200
-4
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
137
140
160
180
200
1250
1400
1600
1800
2000
2250
125
150
175
200
150
175
200
225
±6
-6
-8
225
250
280
320
360
400
450
500
225
250 vaø 275
300
250
300
350
±3
1500
2800
3200
3400
3600
4000
±8
350
400
400
450
500
600
450
-10
500 vaø 550
6.5. TRÌNH TÖÏ THIEÁT KEÁ TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI HÌNH THANG
6.5.1. Choïn loaïi ñai (tieát dieän ñai) theo coâng suaát caàn truyeàn
Theo baûng 6.9
Baûng 6.9
Baûng höôùng daãn choïn loaïi tieát dieän ñai thang
Vaän toác ñai, m/s
Coâng suaát
truyeàn
(kw)
Vaän toác ñai, m/s
Coâng suaát
truyeàn
(kw)
< 5
5 ÷ 10
Loaïi tieát dieän
0, A
> 10
< 5
5 ÷ 10
> 10
Loaïi tieát dieän
< 1
1 ÷ 2
0, A
0, A, b
A, b
b, B
B
0
15 ÷ 30
30 ÷ 60
60 ÷ 120
120 ÷ 200
> 200
-
-
-
-
-
B, I
I, II
II
B, I
B, I
I, II
I, II
II, E
0, A
0, A
0, A
A, b
b, B
2 ÷ 4
0, A, b
A, b
4 ÷ 7,5
7,5 ÷ 15
II, E
-
b, B
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
138 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
Cuøng moät coâng suaát coù theå choïn vaøi loaïi tieát dieän. Neáu choïn loaïi tieát dieän nhoû
ñöôøng kính baùnh ñai coù theå nhoû (xem baûng 6.10) nhöng soá ñai caàn thieát seõ taêng.
Choïn loaïi ñai lôùn thì ngöôïc laïi.Vì theá caàn thieát theo moät soá phöông aùn, roài tuøy ñieàu
kieän cuï theå maø quyeát ñònh.
Baûng 6.10
Ñöôøng kính baùnh ñai nhoû (duøng cho ñai hình thang)
Loaïi ñai
O
A
b
B
I
II
E
Ñöôøng
kính
baùnh ñai
nhoû
63÷140 100÷200 140÷280 200÷400 315÷630 500÷1000 800÷1600
6.5.2. Xaùc ñònh ñöôøng kính baùnh ñai nhoû
Tra baûng 6.10 (cho trò soá nhoû nhaát vaø trò soá neân duøng) tuøy loaïi ñai. Ñöôøng kính baùnh
ñai (ñöôøng kính tính toaùn, cuõng laø ñöôøng kính danh nghóa) laø ñöôøng kính cuûa voøng
troøn qua lôùp trung hoøa cuûa ñai (khi ñai voøng qua baùnh). Neáu khoâng haïn cheá veà kích
thöôùc neân laáy ñöôøng kính baùnh nhoû töông ñoái lôùn ñeå vaän toác ñai gaàn trò soá coù lôïi
nhaát: (20÷25) m/s, nhö vaäy löïc coù ích khoâng lôùn laém, soá ñai caàn thieát ít ñi vaø ñai
ñöôïc beàn laâu (do öùng suaát giaûm khi ñöôøng kính taêng). Nhöng vaän toác ñai quaù lôùn seõ
aûnh höôûng ñeán khaû naêng keùo cuûa boä truyeàn:
Kieåm nghieäm vaän toác ñai:
π.D1.n1
60.1000
v =
≤ vmax = 30 ÷ 35 m / s
6.5.3. Tính ñöôøng kính baùnh ñai lôùn vaø tính soá voøng quay thöïc n’2 cuûa baùnh bò
daãn
Töông töï nhö ñoái vôùi ñai deït.
6.5.4. Choïn sô boä khoaûng caùch truïc A
2(D1 + D2) ≥ A ≥ 0,55.(D1 + D2) + h
h: chieàu cao tieát dieän ñai (xem baûng 6.12). Coù theå choïn A theo tyû soá truyeàn i (baûng
6.11):
Baûng 6.11
Baûng höôùng daãn choïn A cuûa ñai hình thang
i
1
2
3
4
5
≥ 6
A
1,5D1
2,4D1
3D1
3,8D1
4,5D1
5D1
Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
139
Baûng 6.12
Kích thöôùc tieát dieän ñai hình thang
Kyù
hieäu
Kích thöôùc tieát dieän caùc loaïi ñai (mm)
Sô ñoà
O
8,5
6
A
11
8
b
B
19
I
II
32
E
ao
H
a
14
27
42
30
50
11
a
10,5
17
13,5
22
19
23,5
38
10
2,1
47
13
2,8
81
32
z
4,1
138
4,8
230
6,9
476
8,3
ao
ϕ
F(dieän
tích
692 1170
mm2)
6.5.5. Tính chieàu daøi ñai L
Theo A sô boä (coâng thöùc (6.2)) vaø quy troøn theo tieâu chuaån (baûng 6.13).
Baûng 6.13
Caùc trò soá chieàu daøi ñai hình thang
Tieát dieän
O
A
b
-
B
-
I
-
II
-
E
-
500
ñeán
1600
600
ñeán
1600
Chieàu daøi danh
nghóa laø chieàu
daøi trong Lo
Chieàu daøi danh
nghóa laø chieàu
daøi tính L
1700
ñeán
1700
1700
ñeán
1800
ñeán
350
ñeán
4750
ñeán
6700
ñeán
ñeán
4000
2500
6300
9000
11200 14000 14000
Nhöõng chieàu daøi tieâu chuaån:
500
900
530
950
560
600
630
670
710
750
800
850
1000 1060 1120 1180 1250 1320 1400 1500 1600
1700 1800 1900 2000 2120 2240 2360 2500 2650
2800 3000 3150 3350 3550 3750 4000 4250 4500
4750 5000 5300 5600 6000 6700 7100 7500 8000
10000 10600 11200 11800 12500 13200 14000
8500 9000 9500
CHÖÔNG 6. TRUYEÀN ÑOÄNG ÑAI
140 Giaùo Trình CÔ HOÏC ÖÙNG DUÏNG
Tải về để xem bản đầy đủ
22 trang
26/04/2022
4220
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cơ ứng dụng - Chương 6: Truyền động đai - Nguyễn Công Hòa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_co_hoc_ung_dung_phan_3_cac_bo_phan_truyen_dong_ch.pdf
