De cuong chi tiet may

Chương 2: Bộ truyền đai

Chương 2

BỘ TRUYỀN ĐAI
2.3. THÔNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN ĐAI
 2

C
 2

d1

1

 2

O1

2

O2

d 2  d1

d2

D

A
B

a

Hình 2.5. Các thông số hình học bộ truyền đai
- Các thông số hình học chủ yếu:
: khoảng cách trục (mm),
a
1 ,  2 : góc ôm bánh đai nhỏ và bánh đai lớn (rad).
- Góc ôm của các bánh đai:

1   

d 2  d1
a

(rad)

(2.4)

2   

d 2  d1
a

(rad)

(2.5)

Hay:

1  1800  57.

d 2  d1
a

(độ)

(2.6)

d 2  d1
a

(độ)

(2.7)

 2  1800  57.
- Chiều dài đai L (mm) :


Bm. Thiết kế máy

L  2a 


2

d2  d1   (d2  d1 )
4a

-1-

2

(2.11)

TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai

Đối với đai dẹt thì L không cần chọn theo tiêu chuẩn. Đối với đai thang thì L phải chọn lại
theo tiêu chuẩn ( Ltc  Ltinh ) , sau đó tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn:
4aL  8a 2  2 d 2  d1  a  (d 2  d1 )2

(2.12)



8a 2  4L  2 d2  d1 a  (d2  d1 )2  0

(2.13)






 (d  d ) 
2a 2   L  d 2  d1  a   2 1   0

2
2





(2.14)



2a 2  k a  2  0

(2.15)

2

trong đó: k  L 


2

d 2  d1 

và

 (d  d ) 
  2 1 
2




2

2

Nghiệm của (2.15) chính là khoảng cách trục a:

k  k 2  82
a
4

(2.16)

2.4. VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN
2.4.1. Vận tốc


v1


vd
n2

n1

d1 O1

d2

O2


v2

Hình 2.6. Vận tốc bộ truyền đai
- Vận tốc vòng trên các bánh đai (m/s):
+ Trên bánh dẫn:

v1 

+ Trên bánh bò dẫn:

v2 

d1n1
60000

d 2 n2
60000

(2.17)
(2.18)

trong đó, d1 , d 2 : đường kính bánh dẫn và bánh bò dẫn, mm

n1 , n2 : số vòng quay bánh dẫn và bánh bò dẫn, vòng/phút.
Bm. Thiết kế máy

-2-

TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai

2.4.2. Tỉ số truyền
a. Nếu đai không trượt (trường hợp lý tưởng)
Tỉ số truyền là:
n1 d 2

n2 d1

(2.19)

n1
d2

n2 (1   )d1

(2.20)

u

b. Nếu đai bò trượt (trường hợp thực tế)
Tỉ số truyền là:
u

2.5. LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ TRUYỀN ĐAI
2.5.1. Lực tác dụng lên dây đai


F2


F0

T1
O2

O1

O2

O1


F1


F0

a) T1  0

b) T1  0

Hình 2.7. Lực tác dụng lên bộ truyền đai
- Khi căng đai, trên hai nhánh dây đai xuất hiện lực căng ban đầu F0 :
F0   0  A

(2.21)

trong đó, A là tiết diện dây đai và  0 là ứng suất căng ban đầu,  0  1,8 MPa đối với đai
dẹt,  0  1,5 MPa đối với đai thang.
- Khi bộ truyền đai làm việc (khi tác động moment xoắn T1 lên bánh 1):
 Trên nhánh căng :

F0

F1 : lực trên nhánh căng.

 Trên nhánh chùng:

F0

F2 : lực trên nhánh chùng.

Ta có:
F1  F2  Ft

Bm. Thiết kế máy

-3-

(2.24)

TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai

Ft
2
F
F2  F0  t
2
F1  F0 

(2.25)

- Công thức Euler khi không tính đến lực quán tính ly tâm ( Fv  0 ) có dạng:

F1  F2 e f

(2.26)

- Từ các phương trình (2.25) và (2.26) ta xác đònh được giá trò các lực tác dụng lên dây đai:

F0 

Ft (e f  1)
2 (e f  1)

Ft e f
F1  f
e 1
F
F2  f t
e 1

(2.27)

2.5.2. Lực tác dụng lên trục và ổ
- Lực tác dụng lên trục và ổ:
Fr  2 F0 sin

1
2

(2.32)

- Đối với các bộ truyền không có bộ phận căng đai thì:

Fr  3F0 sin

1
2

(2.33)

- Số vòng chạy của đai trong một giây:
i

v
L

(2.43)

trong đó: v là vận tốc đai, m/s; L là chiều dài đai, m.
Giá trò i càng lớn thì tuổi thọ của đai càng thấp, nên người ta giới hạn giá trò của i như sau:

đối với đai d t th ng i  5 s 1 ; đối với đai d t quay nhanh và đai thang i  10 s 1 ; các trường
hợp đặc biệt i  (10  20) s 1 .
2.9. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI
2.9.1. Tính theo khả năng kéo
- Điều kiện bền:

  0
Bm. Thiết kế máy

-4-

(2.44)
TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai



Ft
 0
2 F0



Ft  2F0 0



Ft

F
 2 0 0
A
A



 t  2 0 0



 t  [ t ]

(2.45)

với [ t ]  2 0 0 : ứng suất có ích cho phép.
- Xét đến sự khác biệt giữa điều kiện thực và điều kiện thí nghiệm thì:
[ t ]  [ t ]0 .C

(2.46)

trong đó, [ t ]0 : ứng suất có ích cho phép của bộ truyền làm việc trong điều kiện thí nghiệm:
bộ truyền nằm ngang, u  1, v  10 (m/s). [ t ]0 được tra theo bảng 4.7, trang 147,
tài liệu [1].
C

: hệ số hiệu chỉnh.

a. Tính toán đai dẹt:


b
Hình 2.15. Kích thước tiết diện đai dẹt
Lực vòng được tính theo công thức: Ft 

1000 P1
với P1 là công suất của bộ truyền, KW.
v1

Sử dụng điều kiện bền (2.45):
Ft
 [ t ]
A

(2.47)

Ft
 [ t ]0 .C
b.

(2.48)

t 


Suy ra bề rộng dây đai được tính như sau:

Bm. Thiết kế máy

-5-

TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai

Hay
với

b 

Ft
 .[ t ]0 .C

(2.49)

b 

1000 P1
 . v1.[ t ]0 .C

(2.50)

C  C0 .C .Cv.Cr

(2.51)

trong đó, C0 : hệ số xét đến ảnh hưởng của vò trí bộ truyền và phương pháp căng đai (tra
bảng trang 148, tài liệu [1]),
C : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, C  1  0,003.(1800  1 ) ,

Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc,
Cv  1  cv.(0,01v12  1) với cv  0,04 khi (10m/s  v1  20m/s)

cv  0,01  0,03 khi ( v1  20m/s).

Cr : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ làm việc và sự thay đổi tải trọng (tra
bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]).

b. Tính toán đai thang:

Hình 2.16. Đai thang
Gọi z là số dây đai và A là diện tích mặt cắt ngang của một dây đai. Sử dụng điều kiện
bền (2.45), ta có:
Ft
 [ t ]0 .C
(2.52)
z. A

Đặt [ P0 ] 



z 

Ft
A.[ t ]0 .C

(2.53)



z 

1000 P1
A.v1 .[ t ]0 .C

(2.54)

A.v1.[ t ]0
: công suất có ích cho phép của bộ truyền làm việc trong điều kiện thí
1000
nghiệm: z  1, u  1,   1800 (m/s), chiều dài đai L0 , tải trọng không

va đập. [ P0 ] được tra theo đồ thò hình 4.21, trang 151, tài liệu [1].

Bm. Thiết kế máy

-6-

TS. Bùi Trọng Hiếu


Chương 2: Bộ truyền đai

Suy ra số đai z được tính như sau ( z được làm tròn thành số nguyên và z  6 ):
z 

với

P1

[ P0 ].C

(2.55)

C  C .Cv.Cr .Cu .CL.Cz

(2.56)

trong đó, C : hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, C  1,24(1  e1 / 110) ,
Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, Cv  1  0,05 (0,01v12  1) ,

Cr : hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ làm việc và sự thay đổi tải trọng (tra
bảng 4.8, trang 148, tài liệu [1]).
Cu : hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền đai, (tra bảng 4.9, trang 152, tài liệu [1]).

C L : hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai, CL  6

L
với L0 là chiều dài đai
L0

thí nghiệm, tra theo đồ thò hình 4.21, trang 151, tài liệu [1].

C z : hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai (tra
bảng trang 152, tài liệu [1]).
2.9.2. Tính theo tuổi thọ
- Số chu kỳ làm việc tương đương NE liên hệ với tuổi thọ LH như sau:
NE  2.3600 Lh i

(2.57)

v
là số vòng chạy của đai trong một giây, trong một vòng chạy tương ứng 2 chu
L
kỳ ứng suất uốn.

trong đó i 

- Suy ra công thức xác đònh tuổi thọ của đai là:
m

 r 
 .107


Lh   max 
2.3600. i

(giờ)

(2.58)

trong đó,  r

: giới hạn mỏi của đai (tra bảng trang 146, tài liệu [1]).
 max : ứng suất lớn nhất sinh ra trong đai,  max  1   F1   v ,

N0  107 : số chu kỳ làm việc cơ sở,

m : chỉ số mũ của đường cong mỏi, m  5 đối với đai dẹt, m  8 đối với đai thang.

Bm. Thiết kế máy

-7-

TS. Bùi Trọng Hiếu