Chương 9 truyền động bánh ma sát

NỘI DUNG

9.1 Khái niệm chung
9.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
9.3 Tính tốn độ bền bộ truyền bánh ma sát



9.1 Khái niệm chung
Giới thiệu bộ truyền bánh ma sát

* Định nghĩa bộ truyền bánh ma sát
* Kết cấu bộ truyền bánh ma sát
* Phân loại bộ truyền bánh ma sát

- Lực ma sát cần thiết trên bề mặt
tiếp xúc: Fms = Fn.f ≥ K.Ft
K=1,25 ÷ 1,5 lầ hệ số tải trọng


9.1 Khái niệm chung
Giới thiệu bộ truyền bánh ma sát


9.1 Khái niệm chung
Thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh ma sát
- Đường kính tính tốn bánh ma sát dẫn d1 , bánh bị dẫn d2 ; mm,
d2 =d1.u.(1-ξ).
Với bộ truyền bánh ma sát nón, đường kính tính tốn được ký hiệu
dtb1 và dtb2 ,bộ biến tốc ma sát có các đường kính giới hạn :
d1min , d1max , d2min , d2max

- Khoảng cách trục a: khoảng cách giữa tâm bánh ma sát dẫn và
bánh ma sát bị dẫn; mm(với bộ truyền bánh ma sát nón, a = L :
chiều dài đường sinh mặt nón )
- Chiều rộng bánh ma sát B1 , B2 ; mm. thường B1 = B2 = B : chiều
rộng tính tốn của bánh đai
- Góc nón của bánh dẫn  và góc nón của bánh bị dẫn  , đơn vị
đo là độ.


9.1 Khái niệm chung
Sự trượt trong bộ truyền bánh ma sát
- Trượt đàn hồi, xảy ra trên đoạn tiếp xúc của hai bánh ma sát, do biến dạng đàn
hồi của lớp bề mặt bánh ma sát gây nên. Độ cứng của bề mặt càng nhỏ, biến dạng
càng lớn=> trượt đàn hồi càng nhiều và ngược lại, Fms > Ft :lực vịng trên bánh msát
- Trượt trơn hồn tồn, xảy ra khi có quá tải, lúc đó lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc
không đủ lớn để cản trở chuyển động trượt tương đối giữa hai bánh ma sát, Fms < Ft
- Trượt trơn tưng phần, xảy ra khi lực Fms ~ Ft , lực Fms biến động phụ thuộc vào hệ
số ma sát trên bề mặt tiếp xúc
- Trong bộ biến tốc ma sát cịn có hiện tượng trượt hình học, do hình dạng hình học
của bánh ma sát gây nên.
- Trượt đàn hồi và trượt trơn làm mất mát công suất và mất vận tốc của bánh bị dẫn.
Trượt hình học chỉ làm tổn hao cơng suất, khơng làm mất vận tốc.


9.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
Các thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền bánh ma sát
- Số vòng quay trên trục dẫn n1, trên trục bị dẫn n2; v/ph. Trên bộ biến tốc ma sát
có số vòng quay lớn nhất n2max và nhỏ nhất n2min .
- Tỷ số truyền u = n1/n2.Trên bộ biến tốc ma sát umax =n2/n2min , umin = n1/n2max .
- Khoảng điều chỉnh tốc độ trong bộ biến tốc D = umax/umin = n2max /n2min .

- Công suất trên trục dẫn P1 , công suất trên trục bị dẫn P2 ; kW.
- Hiệu suất truyền động η = P2/P1 .
- Mô men soắn trên trục dẫn T1 , trên trục bị dẫn T2 ; Nmm.
- Vận tốc vòng của bánh dẫn v1 , bánh bị dẫn v2 ; m/s.
- Hệ số trượt ξ = ( v1-v2)/v1.
- Thời gian phục vụ của bộ truyền, còn gọi là tuổi bền của bộ truyền tb ; h.
- Lực ép ban đầu trên mỗi bánh ma sát F0 ; N. trên bộ nón ma sát có F01 và F02 .
- Lực vòng trên bánh ma sát, cịn gọi là lực có ích Ft = 2T1 /d1 , N
- Chế độ làm việc,


9.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
Lực tác dụng trong bộ truyền bánh ma sát
- Khi chưa làm việc, các bánh ma sát bị nén bởi lực ép ban đầu F0 .
- Khi chịu tải trọng T1 trên trục I và T2 trên trục II, ngoài lực F0 , cịn có lực tiếp tuyến
Ft tác dụng lên các bánh ma sát. F1 = 2.T1/d1 hoặc Ft = 2T1/dtb1 .
- Khi các bánh ma sát quay, trên bề mặt tiếp xúc của các bánh ma sát có lực pháp
tuyến Fn = F0 với bánh ma sát trụ và Fn = F01/sinvới bánh ma sát nón
F0 ≥ K.Ft1/f và F01 ≥ K.Ft1.sinf


9.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
Lực tác dụng lên trục và ổ mang bộ truyền bánh ma sát trụ

- Lực tiếp tuyến Ft1 , Ft2 :
+ Phương trùng với tiếp tuyến 2 mặt trụ
+ Chiều Ft1 ngược với n1 , Ft2 cùng n2 Giá
trị: Ft1 = Ft2 =2.T1/d1 = 2.T2/d2
- Lực hướng tâm Fr1 và Fr2
Fr1 = Fr2 = F0

9.2 Cơ học truyền động bánh ma sát
Lực tác dụng lên trục và ổ mang bộ truyền bánh ma sát nón
- Lực tiếp tuyến Ft1 và Ft2
+ Phương trùng với tiếp tuyến chung 2 mặt nón
+ Chiều Ft1 ngược vơi chiều quay n1 , Ft2 cùng
với chiều quay n2
+ Giá trị Ft1 = Ft2 = 2.T1 /dtb1 = 2.T2/dtb2.
- Lực hướng tâm Fr1 và Fr2
+ Phương vng góc với đường trục của bánh
ma sát, có chiều hướng về phía trục.
+ Giá trị :
Fr1 = F01/tgF02 ; Fr2 = F02/tg = F01
- Lực dọc trục Fa1 và Fa2
+ Phương song song với trục, chiều hướng về đáy lớn của mặt nón.
+ Giá trị : Fa1 = Fr2 ; Fa2 = Ff1


9.3 Tính tốn độ bền bộ truyền bánh ma sát
Các dạng hỏng của bộ truyền bánh ma sát và chỉ tiêu tính tốn
- Trơn trượt
- Mịn bánh ma sát
- Tróc rỗ bề mặt
- Dính và xước bề mặt bánh ma sát
- Biến dạng bề mặt ma sát.

Điều kiện bền:

 ≤ []

 ứng suất tiếp xúc trên bề mặt bánh ma sát,
 :ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh ma sát.


9.3 Tính tốn độ bền bộ truyền bánh ma sát
Tính bộ truyền bánh ma sát bằng vật liệu kim loại
- Ứng suất tiếp xúc
q = Fn/B, Fn = K.Ft1/f.B : cường độ tải trọng trên đường tiếp xúc
E=2.E1.E2/(E1+E2): mô đun đàn hồi tương đương của vật liệu hai bánh ma sát
ρ = ρ1.ρ2/(ρ1+ρ2): bán kính cong tương đương của hai bề mặt ms tại chỗ tiếp xúc
Với bánh ms trụ : ρ1 = d1/2 ; ρ2 = d2/2 =>

Bánh ms nón:

=>

- Ứng suất cho phép [] :Tra bảng trong sổ tay t.kế hoặc tính theo CT kinh nghiệm


9.3 Tính tốn độ bền bộ truyền bánh ma sát
Bài tốn kiểm tra bền
+ tính ứng suất  .
+ xác định ứng suất cho phép [ .
+ so sánh  và [ ] và kết luận
Bài toán thiết kế bộ truyền bánh ma sát
Thiết kế bộ truyền bánh ma sát trụ
+ Xác định ứng suất cho phép [
+ Từ điều kiện bền, ta có:
Đặt d = B/d1 : là hệ số chiều rộng bánh ma sát. Có thể lấy  = 0,4 ÷ 0,6.

+ Tính các thơng số: d2 = d1.u.(1-ξ); B = d.d1
+ Vẽ kết cấu


9.3 Tính tốn độ bền bộ truyền bánh ma sát
Bài toán thiết kế bộ truyền bánh ma sát
Thiết kế bộ truyền bánh ma sát nón, làm tương tự như trên

Tính các thông số khác:

Vẽ kết cấu của bộ truyền .