bộ công thức nguyên lí chi tiết máy

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
d 2  d1
(rad )  1500
a

1   

Góc ôm
2   

d2  d1
a

( rad )

Lực căng trên nhánh đai
dẫn
Ft
Ft .e f 
f
F1  F0 
 F2 . e
 f
(N )
2
e 1

Lực căng trên nhánh đai bị
dẫn
Ft
Ft

F2  F0 
 f
(N)
2
e 1

Lực căng ban đầu
Ft e 1
F1  F2

(N )
2
2 e f  1
2T
2.9,55.106. P

(N )
d
d .n
f



1



Ft e 1
2 F0  Ft
1

 f 
ln
2 e f  1

2 F0  Ft
ln

1
1

v1 

60.1000

F0  k f .q ma .g ( N )

Lực căng phụ Fv  qm .v 2 ( N )
Lực căng trên các nhánh
xích
F1  Ft  F2 ( N ) ; F2  F0  Fv ( N )
Lực vòng

(m / s)

;

2

1

Fv  q m .v ( N )

u  3  a min

qm b. .1. ( kg / m )

Ứng suất đai
o Ứng suất căng ban đầu:

z 2  u . z1

da2  da1
 30  50(mm)
2

da2  da1 9u

( mm )
2
10

a  (30  50). p ( mm)

Chiều dài xích
l  2 a cos(  2)  0, 5 ( d1  d 2 )   ( d2 d1 ) 2 (mm)

2 

F0  Ft 2
t

F2

 0 
( MPa )
A
A
2

o Ứng suất kéo do lực căng
phụ
v 

Fv

A ( MPa )

o Ứng suất uốn

 u  E.


d

( MPa )

E: Môđun đàn hồi tùy loại
VL
o Ứng suất cực đại
 max   v   1   u ( MPa )

0,25.( z2  z1 ) p
x  0, 5.( z1  z 2 )  2a p 
 2a

Hệ số trượt

 

Tỉ số truyền

u 

v1  v2
 0.01  0.03
v1

n1
d2

n2
d1 (1 )

Hiệu suất

P2
 
 100%
P1

Hệ số kéo

 

Công suất

Ft
 0
2 F0

v
P  Ft
(kW)
1000

Tính lại khoảng cách a theo
x
a  0, 25 p{ x  0, 5( z1  z 2 )
 [ x  0,5(z1  z2 )]2  2( z2  z1 )2  2 }

Giảm a  (0, 002  0, 004)a
Số lần va đập của xích trong
1 s:
4. z1 . p.n1
4v
zn
i 


 i  ;
l

60. x. p
15 x
l 

pxv
1000

Áp suất sinh ra trong khớp
bản lề:
p 

Đường kính đỉnh răng

1   2  90  u  tan  2 

d a  d  2m

Lực tác dụng
Lực vòng

1
tan 1

Ft 

2T
dm

Lực hướng tâm

d b  d w . cos  w ( w  20 )

Fr 1  Ft . tan  w . cos 1  Fa 2

Khoảng cách trục

Lực dọc trục

d w 2  d w1

 0, 5 m ( z1  z 2 )
2

(+ ăn

khớp ngoài)
Lực tác dụng:
Lực pháp tuyến
Fn 

Fr  Ft . tan  w

Fr

;

Ft
cos  w

hướng tâm bánh răng

2T
dw

Ft 2  v 2

Fn 

NHẬN XÉT
Ft 2  v 2 ; Ft 1  v1

Ft
( w  20)
cos  w

Ft 

Fa1  Ft . tan  w . cos 1  Fr 2

Lực pháp tuyến

HỆ BÁNH RĂNG
Ft 1  v1

RĂNG NGHIÊNG

Bước răng

p 

pn
cos 

u12

1
n1
z2


 
2
n2
z1

Mô – đun:

m 

mn
cos 

Đây là hệ………
Áp dụng phương pháp
chuyển dộng tương đối ta có

Công thức bánh răng trụ răng
nghiêng giống bánh răng trụ
răng thẳng
mn

(ví dụ)
d  m. z  d 
.z
cos 
ko phụ thuộc chiều quay,
luôn hướng vào tâm bánh
răng.
Fr

Số mắt xích (số chẵn)
2

o Ứng suất kéo trên nhánh
đai bị dẫn

Nếu

+ ăn khớp trong

 0  F0 A ( MPa  N mm )

F0  Ft 2
t
F1
1 

 0 
( MPa )
A
A

2

d c  m. z  d w

LƯU Ý:

2

o Ứng suất kéo trên nhánh
đai dẫn

dm 2
z2
sin 2


d m1
z1
sin 1

u 

Lực vòng

a max  80. p ( mm )

Hợp lí

Rm  Re  0, 5bw

Tỉ số truyền

( mm )

Lực hướng tâm

{140:xich _ rang

u  3  a min 

d m  mm . z  2 Rm sin 

Đường kính vòng chia

aw

Khoảng cách trục

Lực ly tâm ( Lực căng phụ)



0

Vận tốc trung bình của xích
z . p .n
n1
z2
v 
( v / min) ; u 


60.1000
n
z

z 2  z max

p

Đường kính cơ sở

6.107 P1 .k x
z1 pn1

Số răng đĩa xích
z  z min ; z1  29  2u ;

Bước răng: p
Mô – đun: m 

d f  d  2, 5 m

2T
1000. P

(N )
dc
v

2

RĂNG TRỤ - RĂNG THẲNG

Đường kính chân răng

{ 120 : xich _ con _ lan

Vận tốc
 .d1 .n1

Lực căng ban đầu

Fr  k x . Ft ( N ) 

Điều kiện tự hãm
F0 

p
dc 
180 mm
sin(
)
z

Lực tác dụng lên trục

Lực vòng
Ft 

Đường kính tính toán :

Ft  F1  F2 

f

F0 

TRUYỀN ĐỘNG XÍCH

Ft . K
Mpa
A

Hệ số an toàn

Lực tác dụng:
Lực pháp tuyến : vuông góc
với biên dạng răng ăn khớp
đc phân tích làm 3 lực:
2T
Lực vòng: Ft  d

u13/c 

1 c
n1  nc

3 c
n3  nc

Áp dụng điều kiện đồng trục
để tính số răng của bánh
răng
Ăn khớp ngoài
a w1 2  0, 5 m ( z1  z 2 )

Ăn khớp trong
a w34  0, 5 m ( z 4  z 3 )

TRUYỀN ĐỘNG TRỤC
VÍT
TRỤC VÍT:

w

Lực hướng tâm:
Lực dọc trục:

Fr 

Ft .tan  w
cos 

Fa  Ft . tan 

,  là góc nghiêng
bánh răng nghiêng 8    20
(hợp lý)
Fa luôn hướng vào mặt răng
ăn khớp

 w  20

S  Q / ( K t Ft  F0  Fv )   S 

BÁNH RĂNG CÔN – RĂNG
THẲNG

BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

mô đun tại tiết diện trung
bình
mm

Bước ren: p mm
p
Mô đun: m   ( mm )
Đường kính chia: d1  mq (q là
hệ số đường kính_tiêu chuẩn
hóa).
Đường kính đỉnh ren:
d a 1  d1  2 m

Đường kính chân ren:
d f 1  d1  2, 4 m

Đường kính lăn: d w1  d1
 là góc nghiêng của răng
trục vít

tan  

BỘ TRUYỀN BÁNH MA
SÁT

z1
d1
;q 
q
m

p là bước ren
 ' là góc ma sát tương đương
 '  arctan f '

BÁNH VÍT

Đường kính chia: d 2  mz 2
Đường kính đỉnh ren:
d a 2  d 2  2m

Lực pháp tuyến

aw

o

Vận tốc dài
v2 

v1 

60.1000

(v / p )

 d2 .n2
(v / p )
60.1000
m.n1
. z12  q 2 ( m / s )
19100

Hiệu suất
Trục vít là khâu dẫn (giảm
tốc)
z1
0,95.tan 
 
; tan  
tan(    )
q

là góc ma sát
Hệ số ma sát


f  tan     arctan f

Bánh vít là khâu dẫn (tăng

tốc)
0,95.tan(    )
 
tan 

Trục vít là khâu dẫn & có
tính tự hãm
0,95.tan(    )
 
 0   
tan 

Lực tác dụng
Ft 1  v1 ; Ft 2  v 2

Lực pháp tuyến
Fn 

Ft 2
(N )
cos  .cos  w

Lực vòng
Ft 1  Fa 2

d2  d1
ud1  d1

2
2

2a
2 au
 d1 
; d  ud1 
u 1 2
u 1

Tỉ số truyền u
Tải trọng trên 1 đơn vị chiều
dài ( tải trọng riêng)
2.T1 . S
S .T1 .( u 1)
(N/mm)
qn 

f .b.d
f .b.a

2T2
; d w2  mz 2
d2

Lực hướng tâm
Ft 2 .tan  w
0
Fr 
;    ;  w  20
cos 

Lực dọc trục tác dụng theo
quy tắc bàn tay phải (khi là
ren phải). Ren trái thì Fa
ngược chiều với quy tắc trên.
Mô-men xoắn trục 1:

S la hệ số an toàn 1,2 – 1,5
T1 là mô-men xoắn trên trục
bánh 1 (N.mm)
Bán kính cong tương đương
 

a .u

T2  T1 . .u 21

(N.mm)

cos

2

0

ren    60 ;ren thang = 30
độ
Công thức liên hệ giữa lực
vòng và lực dọc trục

( u 1)

Kiểm nghiệm độ bền bánh
ma sát trụ về độ bền tiếp
xúc
H 

S .T1 . E .( u 1)3
  H 
b. f .u

0,418
a

là ứng suất tiếp xúc cho
phép MPa
E là mô-đun đàn hồi
Công thức thiết kế
b
Đặt  ba  a  b  a. ba (hệ số
 
 H

chiều rộng bánh ma sát)

Tỉ số truyền (quy ước)
U là tỉ số độ dài dich chuyển
vô lăng & độ dài dịch chuyển
của đai ốc
u 

BỘ TRUYỀN VÍT – ĐAI
ỐC
d 1 là
d2

đường kính chân ren

là đường kính trung bình

d2 

d  d1
2

d là đường kính ngoài
z . p .n
Vận tốc v  60.1000 ( v / ph )
Hiệu suất


tan 
 
tan(    ')

là góc riêng của ren

tan  

zp

 .d 2

; z p  z. p

z là số mối ren

4. Fa

Sv
 . Dv
 . Dv


Sd
zp
z. p

   n 

 .d1

là hệ số giảm ứng suất phụ
thuộc vào độ mềm vít me (tra
bảng)
  ứng suất nén cho phép
 n
Điều kiện tự hãm    '


TRỤC – THEN

TÍNH ĐỘ BỀN TRỤC
Tính sơ bộ T    WT
x

Wx là mô men chống xoắn
Wx  0, 2 d

3

9,55.106. P
9,55.106. P
 
n
n.0,2 d 3

z: số mối ren
p bước ren
z p bước đường ren

T 

Dv là đường kính vô lăng
 Nếu là tay quay thì

Tính gần đúng (vẽ biểu đồ)

Dv  2 l p

Fa
u .

Fa: lực dọc trục sinh ra
Ft: lực vòng tác dụng lên vô
lăng, tay quay lắp với trục vít
me
Tính theo độ bền mòn
p   p0 

áp suất sinh ra <= áp
suất cho phép
p 

Fa

 , d 2 . h. x

 d2 

h 

  p0 
Fa

 . H . h . p0 

( mm )

h
H
; H 

; H  p. x
p
d2

x là số vòng ren trên đai ốc
Tính theo độ bền
Dưới tác dụng lực Fa, suy ra
tồn tại lực dọc trục
 

4 Fa
( N / mm )
 .d12

d1 là lường kính chân ren
 

T
0,2.d13

Trạng thái ứng suất sinh ra
 td   2 3. 2

3

M td 

9.55.106. P
( mm )
0,2.n. 

M u2  0,75T 2 ( N .mm )

2

Fa .z p
Aci
Fa


Ad
Ft . . Dv
Ft .u

 Fa  u . Ft .  Ft 

 d 

2

2

M u  M ux  M uy

lp là chiều dài tay
quay
Theo vật lý

2

 0,418  S .T1 . E
 a  ( u  1). 3 
( mm )

  H   f .u . ba

 

Ft  Fa .tg (    ')

 

2

6

9,55.10 P1
n1

f’ là hệ số ma sát tương
đương f '  f 

1

Lực dọc trục

T1 

S . Ft .sin  2


f

Khoảng cách trục

2T1

; d w1  mq
d w1

Fa1  Ft 2 

S . Ft .sin 1
f

+ tiếp xúc ngoài
 d1 .n1

Vận tốc trượt:
vT 

Fe 2  Fn . sin  2

a 

n1
z2
d2
u 



n2
z1
d1 .tan 

Bánh ma sát côn

Fe1  Fn . sin  1 

 d2

Tỉ số truyền

S . Ft
f

Fe  Fn 

d f 2  d 2  2, 4 m

d w 2  dw1

 0, 5 m ( z 2  q )
2

S . Ft
f

Lực ép
o Bánh ma sát trụ

Đường kính chân ren:
Đường kính lăn: d w2
Khoảng cách trục:

Fn 

Tính theo độ ổn định

 d 

3

M td
( mm );  : MPa
0,1 