Chương 3 Bộ truyền đai

Chi tieát maùy Chương III
CHƯƠNG 3
BỘ TRUYỀN ĐAI
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
3.1.1. Nguyên lý
F
2
F
1
F
2
F
1
F
r
Hình 3.1:
- Bộ truyền đai hoạt động theo nguyên lý ma sát: công suất từ bánh chủ động
(1) truyền cho bánh bị động (3) nhờ vào ma sát sinh ra giữa dây đai (3) và
bánh đai (1), (2).
- Ma sát sinh ra giữa hai bề mặt xác định theo công thức:
N.fF
ms
=
Như vậy, để có lực ma sát thì cần thiết phải có áp lực pháp tuyến. Trong bộ
truyền đai, để tạo lực pháp tuyến thì phải tạo lực căng đai ban đầu, ký hiệu là
F
0
.
3.1.2. Phân loại
- Theo tiết diện đai: bao gồm đai dẹt, đai hình thang, đai răng lược, đai tròn,
đai răng, đai lục giác.

- Theo kiểu truyền động: truyền động giữa hai trục song song cùng chiều,
truyền động giữa hai trục song song ngược chiều, truyền động giữa các trục
chéo nhau
3.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
Ưu điểm:
- Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m)
- Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẽo của đai nên có thể truyền động
với vận tốc lớn
- Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh được dao động sinh ra do tải
trọng thay đổi tác dụng lên cơ cấu.
- Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phòng sự quá tải xảy ra trên động cơ
- Kết cấu và vận hành đơn giản
28
Chi tieát maùy Chương III
Nhược điểm
- Kích thước bộ tuyền đai lớn so với các bộ truyền khác: xích, bánh răng.
- Tỉ số truyền thay đổi do hiện tượng trượt trơn giữa đai và bánh đai (ngoại trừ
đai răng)
- Tải trọng tác dụng lên trục và ổ lớn (thường gấp 2-3 lần so với bộ truỵền
bánh răng) do phải có lực căng đai ban đầu (tạo áp lực pháp tuyến lên đai tạo
lực ma sát)
- Tuổi thọ của bộ truyền thấp
⇒ Hiện nay, bộ truyền đai thang được sử dụng rộng rãi, đai dẹt ngày càng ít
sử dụng. Khuynh hướng dùng bộ truyền đai răng ngày cang phổ biến vì tận
dụng được ưu điểm của bộ truyền bánh răng và bộ truyền đai.
3.1.4. Các phương pháp căng đai
Căng đai nhằm tạo lực căng ban đầu cho bộ truyền đai. Tuỳ vào từng điều
kiện cụ thể, ta có các biện pháp căng đai khác nhau
a. Định kỳ điều chỉnh sức căng đai
Bánh đai chủ động được nối trên trục động cơ điện, lực căng đai được điều

chỉnh bằng vis đẩy động cơ trượt trên rãnh
b. Tự động điều chỉnh lực căng
Lực căng đai luôn được giữ không đổi nhờ động cơ (1) được treo lên tấm lắc
(2). Vít (3) có nhiệm vụ giữ và điều chỉnh vị trí động cơ điện

c. Điều chỉnh lực căng theo tải trọng
Lực căng đai sẽ tự thay đổi theo sự thay đổi của tải trọng. Kết cấu của cơ cấu
ăng đai này có thể tham khảo trên hình (3.4d/104)
29
12
3
Chi tieát maùy Chương III
3.2. VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU ĐAI
3.2.1. Vật liệu đai
Vật liệu làm đai phải thỏa mãn : độ bền mỏi, mòn, hệ số ma sát tương đối lớn
và có tính đàn hồi cao.
a. Đai dẹt
- Bao gồm các loại đai sau: đai da, đai vải cao su, đai sợi bông, đai sợi len, đai
làm bằng vật liệu tổng hợp.
* Đai da:
+ Có khả năng tải cao, bền và chịu va đập.
+ Giá thành cao, không chịu ẩm.
+ Vận tốc làm việc <40…45m/s.
* Đai vải cao su : gồm nhiều lớp vải, liên kết lại với nhau nhờ cai su được
sulfua hoá.
+ Độ bền cao, đàn hồi tốt.
+ Ít chịu ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ, chịu ẩm.
+ Sử dụng rộng rãi.
* Đai sợi bông:
+ Khối lượng nhỏ, giá thành rẻ.

+ Làm việc với vận tốc cao, bánh đai có đường kính nhỏ.
+ Công suất nhỏ, không làm việc trong môi trường ẩm ướt.
* Đai sợi len: chế tạo từ sợi len, được tẩm oxit chì và dầu gai.
+ Tính đàn hồi cao, lam việc được với tải trọng không ổ định và va đập.
+ Không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm, axít …
+ Khả năng tải kém, giá thành cao.
- Trừ một số loại đai bằng vật liệu tổng hợp chế tạo thành vòng kín, các loại
đai còn lại cần phải nối đai theo chiều dài.
b. Đai hình thang
- Cho phép tăng khả năng tải của bộ truyền nhờ tang hệ số ma sát giữa đai và
bánh đai. Điều này có thể chứng minh như sau:
Xét phần tử đai dl chịu tác dụng của lực dR. Lực ma sát dFs sinh ra theo
hướng lực vòng dFt như sau:
dR'f
)2/sin(
f
dRfdFdF
ns
=
ϕ
==
(3.1)
với f ‘ = f/sin(ϕ/2) : hệ số ma sát tương đương (thay thế) ϕ
- góc chêm đai có giá trụ tiêu chuẩn 40
0
suy ra: f ‘ = 3f – tăng lên 3 lần so với bộ truyền đai dẹt
30
Chi tiết máy Chương III
- Bề mặt làm việc của đai hình thang là hai mặt bên, giữa đáy đai và bánh đai
có khe hở. Dây đai khơng ngồi bánh đai để tránh hư hỏng do cạnh bánh đai.

- Đai thang gồm: đai sơi xếp, đai sợi bện. Đai được chế tạo thành vòng kín và
được tiêu chuẩn hố kích thước cũng như chiều dài đai
3.2.2. Kết cấu bánh đai
- Kết cấu bánh đai phục thuộc vào loại đai, khả năng cơng nghệ và quy mơ sản
xuất:
+ Đường kính <100mm: đúc
+ Đường kính lớn: bánh đai kht lõm, có lổ hoặc nan hoa để giảm khối
lượng
- Kết cấu vành đai thang có kích thước tương ứng với tiết diện đai. Góc chêm
bánh và đai hình răng lược = 40
0
, góc chêm bánh đai thang giảm theo chiều
tăng tải trọng ( 40
0
, 38
0
, 36
0
, 34
0
)
- Kết cấu bánh đai dẹt: trụ, tang trống, cơn. Thơng thường, bánh đai dẫn mặt
trụ và đai bị dẫn tang trống. Nếu vận tốc lớn (> 40m/s) thì kht rãnh để thốt
khơng khí.
- Bánh đai tròn được kht rãnh nữa đường tròn có bán kính bằng bán kính
dây đai
3.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN ĐAI
3.3.1. Thơng số hình học bộ truyền đai:
- Thơng số hình học chủ yếu: a – khoảng cách trục; α
1

– góc ơm bánh đai nhỏ
- Do căng đai và đai có độ võng, nên α
1
lấy gần đúng
β−=α
0
1
180
với
a2)dd()2/sin(
12
−=β
vì β < 30
0
nên:
)(a/)dd(57
a/)dd(
12
12
độ
−≈β⇒
−≈β
31
dR
dFn/2
dFn/2
ϕ
β
α
1

β
/
2
O
1
d
1
O
2
d
2
Chi tieát maùy Chương III
a/)dd(57180
12
0
1
−−=α⇒
- Chiều dài đai được xác định theo công thức:
2
d
)2(
2
d
)
2
cos(a2L
2
1
1
1

α−π+α+
β
=
a4
)dd(
2
dd
a2L
2
2121
−
+








+
π+=⇒
(3.3)
- Chiều dài đai được chọn lại theo tiêu chuẩn. Sau đó tính lại khoảng cách trục
a:
4
8kk
a
22
∆−+

=
(3.4)
trong đó:
2/)dd(
2/)dd(Lk
12
21
−=∆
+π−=
3.3.2. Lực tác dụng lên bộ truyền đai
a. Lực tác dụng lên đai

0

F

0

d

1

- Gọi F
0
là lực căng ban đầu
F
1
, F
2
là lực căng trên nhánh căng và nhánh chùng khi bộ truyền chịu tải

Ft = 2T
1
/ d
1
lực vòng hay tải trọng có ích
- Điều kiện cân bằng lực:
t12
FFF
=−
(3.5)
- Do chiều dài L không thay đổi khi chịu tải trọng nên độ co và giãn trên
hai nhánh bằng nhau.
FFF
FFF
02
01
∆−=
∆+=
(3.6)
012
F2FF
=+⇒
32
2
F
1
d
1