Chương 3: Bộ truyền đai pot

Chương 3: Bộ truyền đai
Chương 3: (4 tiết)
BỘ TRUYỀN ĐAI
MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:
- Phân biệt được các loại bộ truyền đai.
- Trình bày được ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền.
- Liệt kê được các thông số hình học và động học của bộ truyền đai.
- Giải thích được nguyên nhân của sự trượt đai.
- Tra bảng số liệu và chọn được số liệu phù hợp để tính toán.
- Dựa vào trình tự tính toán được bộ truyền đai.
- Làm được các bài tập tính toán về đai.
NỘI DUNG:
I. Đại cương
1. Khái niệm và phân loại
2. Các phương pháp căng đai
3. Các phương pháp nối đai
4. Ưu và nhược điểm của truyền động đai
II. Cơ học bộ truyền đai
1. Quan hệ hình học
2. Vận tốc và tỷ số truyền
3. Lực trong đai truyền
4. Hiện tượng trượt đai truyền
5. Hiệu suất của bộ truyền đai
6. Các dạng hỏng của bộ truyền đai
III. Tính tóan bộ truyền đai
1. Tính toán bộ truyền đai dẹt
2. Tính toán bộ truyền đai thang
IV. Bài tập có lời giải
V. Bài tập tự giải
Câu hỏi ôn tập

NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:
1. Những khái niệm và định nghĩa cần lướt qua nhanh, vì sinh viên phải có giáo
trình để học. Tập trung giải thích các thông số và vận dụng các công thức để tính
toán. Giải một bài tập mẫu về đai dẹt và một bài tập mẫu về đai thang cho sinh
viên. Hướng dẫn sinh viên cách tra bảng số liệu.
2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn và
chú ý giải các bài tập trong giáo trình. Đọc thêm các tài liệu tham khảo.
Giáo trình Chi tiết máy
27
Chương 3: Bộ truyền đai
I. ĐẠI CƯƠNG
1. Khái niệm và phân loại
Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song
và quay cùng chiều (Hình 3-1), trong một số trường hợp có thể truyền chuyển
động giữa các trục song song quay ngược chiều (truyền động đai chéo), hoặc
truyền giữa hai trục chéo nhau (truyền động đai nửa chéo, Hình 3-2).
F
0
: lực căng ban đầu của dây đai;
A: khoảng cách trục; γ: góc nghiêng của dây đai so với phương ngang
1: bánh đai dẫn; 2: bánh đai bị dẫn;
n
1
; n
2
: tốc độ vòng của bánh dẫn và bánh bị dẫn;
D
1
; D
2

: đường kính trung bình của bánh dẫn và bánh bị dẫn;
α
1
; α
2
: góc ôm của dây đai trên bánh dẫn và bánh bị dẫn;
- Nguyên lý làm việc của bộ truyền đai: dây đai mắc căng trên hai bánh
đai, trên bề mặt tiếp xúc của dây đai và bánh đai có áp suất, có lực ma sát Fms.
Lực ma sát cản trở chuyển động trượt tương đối giữa dây đai và bánh đai. Do đó
khi bánh dẫn quay sẽ kéo dây đai chuyển động và dây đai lại kéo bánh bị dẫn
quay. Như vậy chuyển động đã được truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ
lực ma sát giữa dây đai và các bánh đai.
Tùy theo hình dạng của dây đai, bộ truyền đai được chia thành các loại:
Giáo trình Chi tiết máy
28
Hình 3.1: Bộ truyền đai thường
Hình 3.2: Bộ truyền đai chéo và nửa chéo
α
1
γ
2F
0
cosγ 2F
0
cosγ
Chương 3: Bộ truyền đai
- Đai dẹt, hay còn gọi là đai phẳng. Tiết diện đai là hình chữ nhật hẹp,
bánh đai hình trụ tròn, đường sinh thẳng hoặc hình tang trống, bề mặt làm việc là
mặt rộng của đai (Hình 3- 3, a).
Kích thước b và h của tiết diện đai được tiêu chuẩn hóa. Giá trị chiều dầy

h thường dùng là 3 ; 4,5 ; 6 ; 7,5 mm. Giá trị chiều rộng b thường dùng 20 ; 25 ;
32; 40 ; 50 ; 63 ; 71 ; 80 ; 90 ; 100 ; mm.
Vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su.
Trong đó đai vải cao su được dùng rộng rãi nhất.
Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa. Các lớp vải
chịu tải trọng, cao su dùng để liên kết, bảo vệ các lớp vải, và tăng hệ số ma sát
với bánh đai.
- Đai thang, tiết diện đai hình thang, bánh đai có rãnh hình thang, thường
dùng nhiều dây đai trong một bộ truyền (Hình 3-3, b).
Vật liệu chế tạo đai thang là vải cao su. Gồm lớp sợi xếp hoặc lớp sợi bện
chịu kéo, lớp vải bọc quanh phía ngoài đai, lớp cao su chịu nén và tăng ma sát.
Đai thang làm việc theo hai mặt bên.
Hình dạng và diện tích tiết diện đai thang được tiêu chuẩn hóa. TCVN
2332-78 quy định 6 loại đai thang thường Z, O, A, B, C, D. TCVN 3210-79 quy
định 3 loại đai thang hẹp SPZ, SPA, SPB.
Đai thang được chế tạo thành vòng kín, chiều dài đai được tiêu chuẩn hóa.
Bộ truyền đai thang thường dùng có chiều dài: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800,
900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550,
4000, 4500, 5000, mm.
- Đai tròn, tiết diện đai hình tròn, bánh đai có rãnh hình tròn tương ứng
chứa dây đai (Hình 3-3, c). Đai tròn thường dùng để truyền công suất nhỏ.
- Đai hình lược, là trường hợp đặc biệt của bộ truyền đai thang. Các đai
được làm liền nhau như răng lược (Hình 3-4, a). Mỗi răng làm việc như một đai
thang. Số răng thường dùng 2 ÷ 20, tối đa là 50 răng. Tiết diện răng được tiêu
chuẩn hóa.
Đai hình lược cũng chế tạo thành vòng kín, trị số tiêu chuẩn của chiều dài
tương tự như đai thang.
Giáo trình Chi tiết máy
29
Hình 3-3: Bộ truyền đai dẹt (a), đai thang (b), đai tròn (c)

Chương 3: Bộ truyền đai
- Đai răng, là
một dạng biến thể của
bộ truyền đai. Dây đai
có hình dạng gần
giống như thanh răng,
bánh đai có răng gần
giống như bánh răng.
Bộ truyền đai răng
làm việc theo nguyên
tắc ăn khớp là chính, ma sát là phụ, lực căng trên đai khá nhỏ (Hình 3-4, b).
Cấu tạo của đai răng bao gồm các sợi thép bện chịu tải, nền và răng bằng
cao su hoặc chất dẻo.
Thông số cơ bản của đai răng là mô đun m, mô đun được tiêu chuẩn hóa,
gía trị tiêu chuẩn của m: 1 ; 1,5 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 7 ; 10 mm. Dây đai răng được chế
tạo thành vòng kín. Giá trị tiêu chuẩn của chiều dài đai tương tự như đai hình
thang.
Trên thực tế, bộ truyền đai dẹt và đai thang được dùng nhiều hơn cả. Vì
vậy, trong chương này chủ yếu trình bày bộ truyền đai dẹt và đai thang.
2. Các phương pháp căng đai
Bộ phận căng đai, tạo lực căng ban đầu F0 kéo căng hai nhánh đai. Để tạo
lực căng F0, có thể dùng trọng lượng động cơ (Hình 3-5, a), dùng vít đẩy (Hình
3-5, b), hoặc dùng bánh căng đai (Hình 3-5, c).
3. Các phương pháp nối đai
Thông thường chỉ nối đai dẹt, vì chiều dài đai dẹt được cắt theo yêu cầu
và nối thành vòng kín. Đai được nối bằng cách dán, may, hoặc dùng bu lông kẹp
chặt.
Giáo trình Chi tiết máy
30
Hình 3-4: Bộ truyền đai hình lược (a), đai răng (b)

Hình 3-6: Các phương pháp nối đai
Hình 3-5: Bộ phận căng đai
Bánh căng đai
c)
Chương 3: Bộ truyền đai
4. Ưu nhược điểm của truyền động đai
a) Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ.
- Truyền động êm dịu.
- Do có sự trượt giữa dây đai với bánh đai cho nên khi q tải đột ngột
cũng khơng gây ra hư hỏng các chi tiết của bộ truyền.
- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai, biên độ dao động của cơ cấu, do tải
trọng thay đổi sinh ra, khơng lớn.
- Có thể truyền động giữa các trục xa nhau và giữa các trục được bố trí
thích hợp trong khơng gian.
b) Nhược điểm:
- Kích thước cồng kềnh, nhất là khi truyền cơng suất lớn.
- Do có trượt đai nên khơng đảm bảo được độ chính xác về tỷ số truyền.
- Do phải có lực căng đai ban đầu tạo nên áp lực phụ trên trục và gối đỡ.
- Dây đai dễ bị nhiễm điện và khơng chịu được mơi trường có dầu, mỡ.
c) Phạm vi sử dụng:
- Cơng suất truyền có thể đạt tới 1500 kW; phổ biến trong phạm vi từ 0,3
– 50kW, vận tốc dây đai có thể đạt tới 30 m/s; tỷ số truyền i ≤ 6.
II. CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
1. Quan hệ hình học
- Nhóm cơng thức 1:
sin γ =
A
DD
2

12
−
(3.1)
α
1
= π - 2γ ; α
2
= π + 2γ; (3.2)
L = 2A cosγ +
2
22
α
D
+
2
11
α
D
= 2A cosγ +
2
π
(D
2
+ D
1
) + γ(D
2
- D
1
) (3.3)

A=
γ
cos2
1
[L -
2
π
(D
2
+ D
1
) - γ(D
2
- D
1
) ] (3.4)
Chú ý: Trong các công thức trên, các góc tính theo radian.
- Nhóm cơng thức 2:






−
−=
A
DD
12
00

1
57180
α
;






−
+=
A
DD
12
00
2
57180
α
(3.5)
( )
( )
A
DD
DDAL
42
2
2
12
12

−
+++=
π
(3.6)
( ) ( )
[ ]
( )
{ }
2
12
2
1212
822
8
1
DDDDLDDLA −−+−++−=
ππ
(3.7)
L: chiều dài của dây đai.
2. Vận tốc và tỷ số truyền
- n
1
(ω
1
) và n
2
(ω
2
) : tốc độ vòng (góc) của bánh dẫn và bánh bị dẫn,
vg/phút (rad/s); i: tỉ số truyền; v

1
, v
2
: tốc độ tiếp tuyến của bánh dẫn v bnh bị dẫn
, m/s
Nếu khơng có sự trượt giữa đai với bánh đai thì:
Giáo trình Chi tiết máy
31
Chương 3: Bộ truyền đai
v
1
= v
2
hay
60
11
nD
π
=
60
22
nD
π
và i =
2
1
n
n
=
1

2
D
D
Nhưng sự trượt đó không tránh khỏi khi bộ truyền đai làm việc nên v
1
< v
2
, và
nếu gọi ε là hệ số trượt thì ta có:
v
2
= v
1
(1 - ε) , hay
60
22
nD
π
=
60
11
nD
π
(1-ε)
Suy ra: i =
)1(
1
2
ε
−D

D
Trong điều kiện làm việc bình thường, có thể lấy hệ số trượt ε = 0,01-0,02
3. Lực trong đai truyền
Gồm có:
- Lực căng đai ban đầu F
0
;
- Lực vòng tác dụng lên dây
đai:
v
N
D
M
F
t
1000
2
1
1
==
;
M
1
: mơmen xoắn trên trục I;
D
1
: đường kính bánh đai số 1;
N: cơng suất;
v: vận tốc dây đai.
- Lực ly tâm của dây đai: F

v
= q
m
.v
2
(q
m
: khối lượng của 1 mét
dây đai)
- Lực tổng hợp tác dụng lên nhánh căng: F
1
= F
0
+
2
t
F
+ F
v
.
- Lực tổng hợp tác dụng lên nhánh chùng: F
2
= F
0
-
2
t
F
+ F
v

.
- Lực tác dụng lên trục và ổ đỡ: F
r
= 3F
0
cosγ =
2
sin3
1
0
α
F
(3.8)
4. Hiện tượng trượt đai truyền
a) Trượt đàn hồi:
Hiện tượng
trượt này do dây đai
biến dạng đàn hồi gây
nên, gọi là hiện tượng
trượt đàn hồi của dây
đai trên bánh đai. Dây
đai càng mềm, giãn
nhiều thì trượt càng
lớn. Cung AC gọi là
cung trượt, cung CB
khơng có hiện tượng
trượt gọi là cung tĩnh.
(Hình 3-8)
Giáo trình Chi tiết máy
32

Hình 3-7: Lực trong đai truyền
Hình 3-8: Hiện tượng trượt đai truyền
Cung tĩnh
Cung trượt
A
A
C
B
Cung trượt
Cung tĩnh
B
C
Chương 3: Bộ truyền đai
b) Trượt trơn:
Trượt trơn xảy ra khi bộ truyền đai bị quá tải; lúc này lực vòng F
t
lớn hơn
lực ma sát F
ms
, hiện tượng trượt xảy ra trên toàn bộ cung ôm của dây đai trên
bánh đai (cung ACB)
5. Hiệu suất của bộ truyền đai
Khả năng làm việc của bộ truyền đai đặc trưng bởi đường cong trượt và
đường cong hiệu suất.
Trên trục tung: η là hiệu suất; ξ là hệ số trượt;
Trên trục hoành: tải trọng, đặc trưng bằng hệ số kéo ψ: ψ =
0
2F
F
t

Quan sát đường cong trượt và đường cong hiệu suất trên Hình 3-9 ta nhận
thấy:
- Khi hệ số kéo thay đổi từ 0
đến ψ
0
, lúc này trong bộ
truyền chỉ có trượt đàn hồi,
hệ số trượt tăng, đồng thời
hiệu suất η cũng tăng.
- Khi biến thiên từ ψ
0
đến
ψ
max
hệ số trượt tăng nhanh,
lúc này trong bộ truyền đai
có trượt trơn từng phần, hiệu
suất của bộ truyền giảm rất
nhanh.
- Khi ψ = ψ
max
bộ truyền
trượt trơn hoàn toàn, hiệu
suất bằng 0, còn hệ số trượt
bằng 1.
- Tại giá trị ψ = ψ
0
bộ truyền
có hiệu suất cao nhất, mà vẫn chưa có hiện tượng trượt trơn từng phần. Lúc này
bộ truyền đã sử dụng hết khả năng kéo. Đây là trạng thái làm việc tốt nhất của bộ

truyền. Giá trị ψ
0
gọi là hệ số kéo tới hạn của bộ truyền.
- Khi tính thiết kế bộ truyền đai, cố gắng để bộ truyền làm việc trong vùng bên
trái sát với đường ψ = ψ
0
.
- Do có trượt nên số vòng quay n
2
của trục bị dẫn dao động, tỷ số truyền i của bộ
truyền cũng không ổn định.
6. Các dạng hỏng của bộ truyền đai
Trong quá trình làm việc bộ truyền đai có thể bị hỏng ở các dạng sau:
- Trượt trơn, bánh đai dẫn quay, bánh bị dẫn và dây đai dừng lại, dây đai
bị mòn cục bộ.
- Đứt dây đai, dây đai bị tách rời ra không làm việc được nữa, có thể gây
nguy hiểm cho người và thiết bị xung quanh. Đai thường bị đứt do mỏi.
- Mòn dây đai, do có trượt đàn hồi, trượt trơn từng phần, nên dây đai bị
mòn rất nhanh. Một lớp vật liệu trên mặt đai mất đi, làm giảm ma sát, dẫn đến
Giáo trình Chi tiết máy
33
Hình 3-9: Đường cong trượt và đường cong hiệu suất
Đường cong trượt
Đường cong hiệu suất
Chương 3: Bộ truyền đai
trượt trơn. Làm giảm tiết diện đai, dẫn đến đứt đai.
- Nhão dây đai, sau một thời gian dài chịu kéo, dây đai bị biến dạng dư,
giãn dài thêm một đoạn; làm giảm lực căng, tăng sự trượt, làm giảm tiết diện đai,
đai dễ bị đứt.
- Mòn và vỡ bánh đai, bánh đai mòn chậm hơn dây đai. Khi bánh đai mòn

quá giá trị cho phép bộ truyền làm việc không tốt nữa. Bánh đai làm bằng vật
liệu giòn, có thể bị vỡ do va đập và rung động trong quá trình làm việc.
III. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
1. Tính toán bộ truyền đai dẹt
Kích thước của bộ truyền đai dẹt được tính toán thiết kế theo trình tự sau:
1- Chọn loại vật liệu đai. Tùy theo vận tốc dự kiến, và điều kiện làm việc,
lựa chọn loại đai vải cao su, đai sợi tổng hợp, hoặc đai vải. Trong đó đai vải cao
su được dùng nhiều hơn cả.
2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức kinh nghiệm:
( )
1
3
1
1
1100 1300
N
D
n
= ÷
; D
1
[mm]; N
1
[kW]; n
1
[vg/ph]
Có thể lấy D
1
theo dãy số tiêu chuẩn: 50 , 55 , 63 , 71 , 80 , 90 , 100 , 112 ,
125 , 140 , 160 , 180 , 200 , 224 , 250 , 280 , 315 ,

Tính vận tốc đai v,
1000.60
11
nD
v
π
=
; kiểm tra điều kiện v ≤ vmax. Nếu không
thỏa mãn thì phải giảm giá trị đường kính D1. Có thể lựa chọn vmax khoảng (20 -
30) m/s.
3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2, D2 = D1.i.(1- ε), lấy giá trị của ε
trong khoảng 0,01 ÷ 0,02. Có thể lấy D2 theo dãy số tiêu chuẩn. Khi lấy D2 theo
tiêu chuẩn, thì cần kiểm tra tỷ số truyền và số vòng quay n
2
. Điều chỉnh D1 và D2
sao cho i và n
2
không được sai khác với đầu bài quá 4%.
4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L.
Tính chiều dài nhỏ nhất Lmin của đai theo công thức:
max
min
u
v
L =
Số vòng chạy cho phép của đai trong một giây u
max
có thể chọn như sau:
Đối với bộ truyền đai dẹt không có bánh căng đai: u
max

= 3 ÷ 5
Đối với bộ truyền đai dẹt có bánh căng đai: u
max
= 8 ÷ 10
Tính khoảng cách trục Amin theo công thức (3-7). Kiểm tra điều kiện Amin ≥
2.(D1 + D2). Nếu thỏa mãn, lấy A = Amin và lấy L = Lmin. Nếu không thỏa mãn, lấy
A = 2.(D1 + D2), tính L theo theo A, công thức (3-6). Lấy thêm một đoạn chiều
dài L0 để nối đai, tùy theo cách nối đai có thể lấy L0 trong khoảng 100 ÷ 400 mm.
5- Tính góc ôm α
1
theo công thức (3-5)
,
kiểm tra điều kiện α
1
≥ 150
o
. Nếu
không đạt, thì phải tăng khoảng cách trục A, và tính lại chiều dài L.
6- Xác định tiết diện đai. Chọn trước chiều cao h của đai, h ≤ D1/40, lấy h
theo dãy số tiêu chuẩn. Tính chiều rộng b của đai theo công thức:
[ ]
t
t
h
F
b
σ
≥
=
[ ]

t
vh
N
σ

1000
1
; N
1
[kW]; h [mm]; v [m/s]; σt [N/mm
2
]
Giáo trình Chi tiết máy
34
Chương 3: Bộ truyền đai
Lấy b theo dãy số tiêu chuẩn: b = 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 75; 80; 100;
125; 150; 200; . . .
Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:
[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.C
r
(3.9)
Trong đó [σt]0 là ứng suất có ích cho phép của bộ truyền chuẩn, được chọn
làm thí nghiệm để xác định ứng suất có ích cho phép. Bộ truyền chuẩn là bộ
truyền có góc ôm α
1
= 180
o
, vận tốc làm việc v1 = 10 m/s, đặt nằm ngang, tải
trọng không có va đập.
Giá trị của [σt]0 tra trong sổ tay cơ khí. Đối với đai vải cao su, có thể lấy

trong khoảng 2,1 ÷ 2,4 MPa.
Cα là hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai. Giá trị của Cα có thể tra
bảng, hoặc tính gần đúng theo công thức: Cα = 1 - 0,003.(180
o
- α1).
Cv là hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc. Giá trị của Cv có thể tra bảng,
hoặc tính gần đúng theo công thức: Cv = 1,04 - 0,0004.
2
1
v
Cb là hệ số xét đến vị trí của bộ truyền. Có thể chọn như sau:
Đối với đai thang, với mọi vị trí của bộ truyền luôn lấy Cb = 1.
Đối với đai dẹt, nếu 0 ≤ γ ≤ 60
0
, thì chọn Cb = 1
nếu 60 < γ ≤ 80
0
, thì chọn Cb = 0,9
nếu 80 < γ ≤ 90
0
, thì chọn Cb = 0,8.
γ là góc nghiêng của đường nối tâm hai bánh đai so với phương nằm
ngang.
C
r
là hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền.
7- Tính chiều rộng B của bánh đai. Lấy B = 1,1.b + (10 ÷15) mm. Chọn
các kích thước khác của bánh đai, vẽ kết cấu bánh đai dẫn và bánh đai bị dẫn. Để
làm ví dụ, trên hình 3-10 trình bày bản vẽ chế tạo một bánh đai dẹt. Kết cấu của
bánh đai được chọn đảm bảo cho các phần thuộc bánh đai có sức bền đều.

8- Tính lực căng ban đầu F0 theo điều kiện:
Giáo trình Chi tiết máy
35
Chương 3: Bộ truyền đai
[ ]
( )
( )
12
1
.
1
1
00
−
+
≥≥
α
α
σ
f
f
t
e
eF
Fhb
; f là hệ số ma sát; [σ
0
] = 1,8 MPa = 1,8 N/mm
2
.

Kiểm tra điều kiện căng ban đầu F0/(b.h) ≤ 1,8 MPa.
9- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức (3-8), hoặc công thức:
[ ]
2
sin2
1
0
α
σ
bhF
r
=
2. Tính toán bộ truyền đai thang
Kích thước của bộ truyền đai thang được tính toán thiết kế theo trình tự
sau:
1- Chọn loại tiết diện đai. Tùy theo vận tốc dự kiến, và mô men xoắn trên
trục M1, lựa chọn loại tiết diện đai phù hợp. Có thể căn cứ vào công suất truyền
và số vòng quay của bánh dẫn để chọn loại đai theo biểu đồ. Tra bảng để có giá
trị diện tích S và đường kính Dmin cho từng loại tiết diện đai.
Giáo trình Chi tiết máy
36
Hình 3-10: Cấu tạo bánh đai dẹt
n
1
[vg/ph]
200
315
500
800
1250

2000
3180
5000
2 3,15
5
8 12,5 20 31,5
50 80
125 200 400
N [kW]
A
B
C
D
E
Hình 3-11: Biểu đồ chọn tiết diện đai theo công suất và số vòng quay
Chương 3: Bộ truyền đai
2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức: D1 ≈ 1,2.Dmin, với
D
min
cho trong bảng 3.1:
Bảng 3.1: Kích thước mặt cắt các loại đai thang
Loại
đai
a [mm] h [mm] h
0
[mm] S [mm
2
] e
[mm]
p

th
[mm]
D
min
O 10 6 2,1 47 10 12
70 ÷ 140
A 13 8 2,8 81 12,5 16
100 ÷ 200
B 17 10,5 4,1 138 16 20
140 ÷ 280
C 22 13,5 4,8 230 21 26
250 ÷ 400
D 32 19 6,9 476 28,5 37,5
320 ÷ 630
E 38 23,5 8,3 692 34 44,5
500 ÷ 999
(Kích thước e và p
th
xem hình 3.3)
Nên lấy D1 theo dãy số tiêu
chuẩn: 50 , 55 , 63 , 71 , 80 , 90 ,
100 , 112 , 125 , 140 , 160 180 , 200 , 224 , 250 , 280 , 315 ,
Tính vận tốc v
1
,
1000.60
11
1
nD
v

π
=
, kiểm tra điều kiện v
1
≤ vmax. Nếu không
thỏa mãn thì phải giảm giá trị đường kính D1. Có thể lựa chọn vmax trong khoảng
(20 ÷ 30) m/s.
3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2, D2 = D1.i.(1-ε), lấy giá trị của ε
trong khoảng (0,01 ÷ 0,02). Có thể lấy D2 theo dãy số tiêu chuẩn. Khi lấy D2 theo
tiêu chuẩn, thì cần kiểm tra tỷ số truyền và số vòng quay n2. Điều chỉnh D1 và D2
sao cho i và n2 không được sai khác với đầu bài quá 4%.
4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài L. Khoảng cách trục Asb có
thể lấy theo yêu cầu của đầu bài, hoặc theo công thức kinh nghiệm Asb = Cd.D1.
Giáo trình Chi tiết máy
37
Hình 3.12: Kích
thước mặt cắt
ngang của đai
thang
Chương 3: Bộ truyền đai
Giá trị của Cd được chọn
phụ thuộc vào tỷ số truyền i
như bảng bên.
Kiểm tra điều kiện: 0,55.(D1 + D2) + h ≤ Asb ≤ 2.(D1 + D2). Nếu thỏa mãn,
thì lấy A1 = Asb. Nếu không thỏa mãn, thì lấy A1 bằng giá trị giới hạn của bất
đẳng thức. Tính L1 theo theo A1, dùng công thức (3-6). Lấy L ≥ L1 và theo dãy số
tiêu chuẩn của đai; L = 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120;
1250; 1400; 1600; 1700; 1800; 1900; 2000; 2120; 2240; 2360; 2500; 2650; 2800;
3000; 3150; 3350; 3550; 3750; 4000; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; . . .
Tính chính xác khoảng cách trục A theo L, dùng công thức (3-7).

5- Tính góc ôm α
1
theo công thức (3-5). Kiểm tra điều kiện α
1
≥ 120
o
Nếu
không đạt, thì phải tăng khoảng cách trục A, và tính lại chiều dài L.
6- Xác định số lượng dây đai. Đã có diện tích tiết diện của một dây đai S.
Tính số dây đai Z theo công thức:
[ ]
t
Sv
N
Z
σ

1000
1
≥
(3.10)
Với [σ
t
] là ứng suất có ích cho phép, được tính theo công thức (3.9).
Lấy Z là một số nguyên. So sánh các phương án, chọn phương án tốt nhất:
có số đai Z trong khoảng 3 ÷ 4 dây, một số trường hợp Z ≤ 6 dây.
7- Tính chiều rộng B của bánh đai (hình 3.3). Lấy B = (z-1).pth + 2.e
[mm]. Chọn các kích thước khác của bánh đai theo tiêu chuẩn, vẽ kết cấu bánh
đai dẫn và bánh đai bị dẫn.
8- Tính lực căng ban đầu F0 theo điều kiện:

[ ]
( )
( )
12
1
.
1
1
00
−
+
≥≥
α
α
σ
f
f
t
e
eF
Fhb
; f là hệ số ma sát; [σ
0
] = 1,8 MPa
Kiểm tra điều kiện căng ban đầu F0/(b.h) ≤ 1,8 MPa.
9- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức:








=
2
sin3
1
0
α
FF
r
=






2
sin3
1
0
α
σ
SZ
(3.11)
IV. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI
1. Bài tập 1:
Tính toán bộ truyền đai dẹt từ động cơ điện tới trục vào của hộp tốc độ
máy tiện revonve theo những số liệu sau đây: Công suất động cơ N = 7 kW; số

vòng quay n
1
= 1440 vg/ph; tỷ số truyền i = 2,8. Tải trọng khởi động bằng 130%
tải trọng danh nghĩa; tải trọng làm việc thay đổi trong những giới hạn đáng kể; độ
nghiêng đường nối trục với phương nằm ngang là 80
o
; căng đai bằng cách xê
dịch động cơ; làm việc hai ca trong nhà xưởng khô.
Bài giải:
Giáo trình Chi tiết máy
38
i = 1 2 3 4 5 6
C
d
= 1,5 2,4 3 3,8 4,5 5
Chương 3: Bộ truyền đai
1- Chọn loại vật liệu đai. Điều kiện làm việc trong nhà xưởng khô, lựa
chọn loại đai vải cao su.
2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức kinh nghiệm:
( )
3
1
13001100
n
N
D ÷=
= (1100 - 1300)
3
1440
7

(176 - 218)
Lấy D
1
= 180 mm.
Tính và kiểm nghiệm vận tốc đai:
1000.60
11
nD
v
π
=
=
1000.60
1440.180.14,3
= 13,56 m/s < vmax = (20 - 30) m/s.
Vận tốc đai đạt yêu cầu.
3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2: Lấy hệ số trượt đàn hồi ε = 0,01;
D2 = D1.i.(1-ε) = 180.2,8.0,99 = 498,96 mm.
Lấy D
2
= 500 mm. [II]
Sai lệch không lớn cho nên không cần tính toán lại tỷ số truyền chính xác.
4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài đai L.
Tính chiều dài nhỏ nhất Lmin của đai theo công thức:
max
min
u
v
L =
Đối với bộ truyền đai dẹt không có bánh căng đai, chọn u

max
= 5
Vậy
5
56,13
min
=L
= 2,712 m = 2712 mm.
Tính khoảng cách trục Amin theo công thức:
( ) ( )
[ ]
( )
{ }
2
12
2
1212
822
8
1
DDDDLDDLA −−+−++−=
ππ
=
( ) ( )
[ ]
( )
{ }
22
180500818050014,32712218050014,327122
8

1
−−+−×++−×
= 930 mm.
Kiểm tra điều kiện Amin ≥ 2.(D1 + D2) = 2(180+500) = 1360 mm. Không
thỏa mãn. Vậy:
Khoảng cách trục: A = A
min
= 1360 mm;
Tính lại chiều dài dây đai theo công thức:
( )
( )
A
DD
DDAL
42
2
2
12
12
−
+++=
π
=
( )
( )
13604
180500
180500
2
14,3

13602
2
×
−
+++×
= 3806 mm
Tăng chiều dài dây đai một đoạn 134 mm để nối đai.
Chiếu dài dây đai: L = 3940 mm.
5- Tính góc ôm α
1
theo công thức (3-5):






−
−=
A
DD
12
00
1
57180
α
=







−
−
1360
180500
57180
0
= 159
0
Thỏa mãn điều kiện α
1
≥ 150
o
.
6- Xác định tiết diện đai.
Giáo trình Chi tiết máy
39
Chương 3: Bộ truyền đai
Chọn trước chiều cao h của đai, h ≤ D
1
/ 40 = 180/40 = 4,5 mm; lấy h = 5
mm . Tính chiều rộng b của đai theo công thức:
[ ]
t
t
h
F
b

σ
≥
=
[ ]
t
vh
N
σ

1000
1

Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:
[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.C
r
Trong đó [σt]0 = 2,1 N/mm
2
Hệ số góc ôm : Cα = 1 - 0,003.(180
o
- α1) = 1-0,003(180-159) = 0,94
Hệ số vận tốc: Cv = 1,04 - 0,0004.
2
1
v
= 1,04 - 0,0004.13,56
2
= 0,97
Vì γ = 80
0
, thì chọn Cb = 0,9

Hệ số chế độ làm việc C
r
= 0,8.
Vậy
8,09,097,094,01,256,135
71000
××××××
×
≥b
= 74,88 mm
Lấy b theo dãy số tiêu chuẩn: b = 75 mm.
7- Tính chiều rộng B của bánh đai.
B = 1,1.b + (10 ÷15) mm = 1,1x75 + 12,5 = 95 mm.
8- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức
[ ]
2
sin2
1
0
α
σ
bhF
r
=

F
r
=
2
159

sin5758,12 ××××
= 1323 N.
2. Bài tập 2:
Tính toán bộ truyền đai thang của máy phay. Động cơ điện dị bộ ngắn
mạch công suất truyền N = 3,4 kW; số vòng quay bánh dẫn n
1
= 1440 vg/ph;
bánh bị dẫn n
2
= 480 vg/ph. Khoảng cách trục A = 900 mm. Tải trọng khởi động
bằng 150% tải trọng định mức; tải trọng làm việc có các va đập không đáng kể;
làm việc hai ca.
Bài giải:
1- Chọn loại tiết diện đai. Căn cứ vào công suất truyền và vận tốc bánh
dẫn, chọn đai loại A có S = 81 mm
2
; h = 8 mm với D
min
= 100 mm.
2- Xác định đường kính bánh đai nhỏ theo công thức: D1 ≈ 1,2.Dmin = 120
mm.
Tính vận tốc v
1
,
1000.60
11
1
nD
v
π

=
=
60000
144012014,3 ××
= 9,04 m/s, thỏa mãn
điều kiện v
1
≤ vmax = (20 ÷ 30) m/s.
3- Tính đường kính bánh đai bị dẫn D2:
Lấy giá trị của ε = 0,01; D2 = D1.i.(1-ε) =
( )
ε
−1
2
1
1
n
n
D
=
99,0
480
1440
120 ××
D
2
= 356,4 mm. Chọn D
2
= 360 mm [II]
4- Xác định khoảng cách trục A và chiều dài L.

Kiểm tra điều kiện: 0,55.(D1 + D2) + h ≤ A ≤ 2.(D1 + D2).
Giáo trình Chi tiết máy
40
Chương 3: Bộ truyền đai
0,55(120 + 360) + 8 < 900 < 2(120 + 360)
536 < 900 < 960
Thỏa mãn điều kiện đề ra. Vậy chọn A = 900 mm.
Chiều dài đai được tính theo công thức:
( )
( )
A
DD
DDAL
42
2
2
12
12
−
+++=
π
=
( )
( )
9004
120360
120360
2
14,3
9002

2
×
−
+++×
= 2570 mm.
Chọn L = 2500 mm.
Tính chính xác khoảng cách trục theo công thức:

( ) ( )
[ ]
( )
{ }
2
12
2
1212
822
8
1
DDDDLDDLA −−+−++−=
ππ
=
( ) ( )
[ ]
( )
{ }
22
120360812036014,32500212036014,325002
8
1

−−+−×++−×
= 865 mm.
5- Tính góc ôm α
1
theo công thức (3-5):






−
−=
A
DD
12
00
1
57180
α
=






−
−
865

120360
57180
0
= 156
0
Thỏa mãn điều kiện α
1
≥ 120
o
.
6- Xác định số lượng dây đai. Tính số dây đai Z theo công thức:
[ ]
t
Sv
N
Z
σ

1000
1
≥
Với [σ
t
] là ứng suất có ích cho phép, được tính theo công thức:
Ứng suất có ích cho phép [σt] được xác định theo công thức:
[σt] = [σt]0.Cα.Cv.Cb.C
r
Trong đó [σt]0 = 1,6 N/mm
2
[II]

Hệ số góc ôm : Cα = 1 - 0,003.(180
o
- α1) = 1-0,003(180-156) = 0,94
Hệ số vận tốc: Cv = 1,04 - 0,0004.
2
1
v
= 1,04 - 0,0004.9,04
2
= 1,007
Đối với đai thang, chọn Cb = 1
Hệ số chế độ làm việc C
r
= 0,8.
Vậy Z =
8.01007.194.06,18104.9
4.31000
××××××
×
= 3,83
Số lượng dây đai là: Z = 4 dây.
7- Tính chiều rộng B của bánh đai (hình 3.3).
Lấy B = (z-1).pth + 2.e = (4 - 1).16 + 2.12,5 = 73 mm.
8- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức:
F
r
=







2
sin3
1
0
α
σ
SZ
= 3.1,2.81.4.sin(156/2) = 1140 N
V. BÀI TẬP TỰ GIẢI
1. Bộ truyền đai dẹt nằm ngang có đường kính bánh dẫn D
1
= 225 mm;
bánh bị dẫn D
2
= 1000 mm; khoảng cách trục A = 2800 mm; số vòng quay bánh
Giáo trình Chi tiết máy
41
Chương 3: Bộ truyền đai
dẫn n
1
= 1440 vg/ph. Dây đai bằng vải cao su có bề dày 6 mm; chiều rộng 200
mm. Bộ truyền làm việc có dao động nhẹ. Tính công suất có thể truyền được.
2. Bộ truyền đai dẹt truyền công suất N
1
= 8 kW, số vòng quay bánh dẫn
n
1

= 1280 vg/ph, bánh bị dẫn n
2
= 640 vg/ph, đường kính bánh dẫn D
1
= 180 mm;
khoảng cách trục A = 1800 mm. Hãy xác định góc ôm α
1
và chiều dài đai.
3. Tính toán bộ truyền động bằng đai dẹt từ động cơ điện tới trục vào hộp
số theo các số liệu sau đây: Công suất động cơ N = 2,8 kW; số vòng quay n
1
=
1420 vg/ph; tỷ số truyền i = 2. Tải trọng khởi động bằng 120% tải trọng danh
nghĩa; tải trọng làm việc không đổi; độ nghiêng đường nối trục với phương nằm
ngang là 80
o
; căng đai bằng cách xê dịch động cơ; làm việc hai ca. Chấp nhận hệ
số trượt đàn hồi ε = 0,02.
4. Tính toán bộ truyền đai thang để dẫn động hộp tốc độ theo số liệu sau
đây: động cơ điện dị bộ công suất truyền N = 10,3 kW; số vòng quay n
1
= 2930
vg/ph; tỷ số truyền i = 1,65. Tải trọng êm, làm việc hai ca.

CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Trình bày kết cấu của bộ truyền đai, phân loại, các kích thước chủ yếu của bộ
truyền đai thông dụng?
2. Trình bày các thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền đai? Tải trọng và lực
tác tác dụng trong bộ truyền đai?
3. Ứng suất trong dây đai? Trình bày các dạng hỏng của bộ truyền đai, và chỉ tiêu

tính toán?
4. Trình bày hiện tượng trượt trong bộ truyền đai? Đường cong trượt và đường
cong hiệu suất?
5. Làm các bài tập về bộ truyền đai.
Giáo trình Chi tiết máy
42