Cơ khí chế tạo máy - Chương 4: Truyền động đai

CHƯƠNG 4 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 1 Mục tiêu  Truyền động cơ khí  Thông số hình học, động học, động lực học  Đường cong trượt, hiệu suất  Hai chỉ tiêu tính toán bộ truyền  Tra cứu và chọn thông số thiết kế 2 4.1 Truyền động cơ khí  Động cơ  Truyền động  Công tác 3  Truyền động ma sát Truyền động ăn khớp  Phân loại 4 Chức năng  Truyền công suất, chuyển động  Thay đổi dạng, quy luật chuyển động  Biến đổi chuyển động 5 Hệ truyền động cơ khí cho băng tải 6 Ký hiệu các bộ truyền trong sơ đồ động 7 Phân loại hộp giảm tốc Một cấp 8 Hai cấp đồng trục 9 Hai cấp phân đôi 10 Hai cấp khai triển 11 Đại lượng đặt trưng truyền động cơ khí + : vận tốc góc (rad/s) + v: vận tốc dài (m/s) + n: số vòng quay (v/ph) + u: tỷ số truyền + A: công (J) + P: công suất (kw) + : hiệu suất + T: moment xoắn (N.mm) + Ft: lực vòng (N) 12 Vận tốc góc: Vận tốc dài: Công: Công suất: ( / ) 30 n rad s    ( / ) 1000 60000 r dn v m s     ( ) 1000 T A J   6 6 . . . ( ) 1000 10 9,55.10 tF vA T T nP kW t      13 Tỷ số truyền: Hiệu suất: Moment xoắn: 1 1 12 2 2 u n u n      2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 . . . A P T T A P T T u        2 1. .T u T 1 2 3u .u .u .... dcnu n   1 2 3. . ....ch    (nối tiếp) 14 Chọn động cơ – phên phối tỷ số truyền + Xác định công suất bộ phận công tác. + Hiệu suất chung hệ truyền động. + Công suất cần thiết động cơ. + Số vòng quay bộ phận công tác. + Tỷ số truyền chung hệ truyền động. 15 Chú ý:  Tỷ truyền đai, xíchchọn sơ bộ bảng 3.2/T88  Tỷ số truyền trong hộp giảm tốc tiêu chuẩn  Bánh răng (trụ, nón): trang 196  Trục vít-bánh vít: trang 277 16 + Chọn động cơ điện và phân phối u. + Lựa chọn động cơ phù hợp. + Tính toán n, P, T, u trên từng trục theo P, n động cơ vừa lựa chọn. + Lập bảng đặc tính kỹ thuật hệ truyền động. 4.2 Cấu tạo, phân loại, phạm vi sử dụng 17  Cấu tạo Bánh đai dẫn, bánh đai bị dẫn, dây đai Làm việc nguyên lý ma sát gián tiếp 18 19  Phân loại: tiết diện đai dẹt, thang, tròn, lược và răng 20 Vị trí tương đối 2 trục (đai dẹt, tròn) 21 Đai thang, răng, lược truyền chuyển động 2 trục song song quay cùng chiều. 22 Ưu điểm Truyền khoảng cách giữa 2 trục khá xa (<15m) Làm việc êm, truyền động với vận tốc lớn Đề phòng quá tải động cơ Kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ Tránh sự dao động lớn các cơ cấu 23 Nhược điểm Tỷ số truyền không ổn định Lực tác dụng lên ổ lớn làm ổ mau mòn Kích thước bộ truyền tương đối lớn Tuổi thọ thấp (1000-5000 giờ) 24  Phạm vi sử dụng Khoảng cách 2 trục xa Công suất không quá 50kw Đai dẹt: u<5, v<40m/s (ít sử dụng) Đai thang: u<10, v<40m/s (sử dụng rộng rãi) Đai lược: u<15, v<50m/s Đai răng: u<30, v<80m/s (sử dụng rộng rãi) Phương pháp căng đai 25 Thay đổi khoảng cách 2 trục Không thay đổi khoảng cách 2 trục 26 4.3 Thông số hình học O2 O1 d1 d2 a p A B C D C’ 2 1    2 1 1 d d a       2 1 2 d d a      2 2 1 2 1 ( ) L=2a + (d + d ) + 2 4 d d a   2 2 2 1 2 1 2 12 ( ) [2 ( )] 8( ) 8 L d d L d d d d A          27 4.4 Thông số động học, động lực học 4.4.1 Thông số động học Vận tốc dài 1 1 1 60000 d n v   2 22 60000 d n v   Hệ số trượt (0,01 – 0,02) 1 2 1 1 v vv v v     28 Tỷ số truyền u   1 1 2 2 2 2 1 1 1 n v d d u n v d d       tương đối nhỏ 1 2 2 1 n d u n d   29 4.4.2 Thông số động lực học T1 T1 F0 lực căn ban đầu T1 môment xoắn F1 : lực nhánh căng F2 : lực nhánh chùng Ft lực vòng 1 1 2 t T F d  F0 F0 F1 F2 30 Điều kiện cân bằng 1 1 1 20,5. ( )T d F F  1 2tF F F   F lượng tăng hay giảm 1 0 2 0 F F F F F F      1 0 2 0 2 2 t t F F F F F F          31 Công thức lực căng Ơle 1 2 . 1 1 . 1 f t f t f e F F e F F e            Điều kiện bộ truyền làm việc : góc trượt    0 1 2 1 f t f F e F e      Đai thang ' sin 2 f f         32 Lực căng phụ Fv     Lực ly tâm FC 2 2 2 . . 2 .0,5 . . . 2 . . . c d dF dm d d dA A v d          Cân bằng lực phần tử đai 2 .sin . 2 c v vdF F d F d          33     Lực căng phụ Fv 2. .vF A v : khối lượng riêng A=b diện tích mặt cắt ngang v: vận tốc dài 34   Lực tác dụng trục, ổ trục Fr 1 2.cos .cos 2 2 rF F F                    1 03 .sin 2 rF F         35 Ứng suất sinh ra trong đai Ứng suất do lực căng phụ 2 6. .10vv F v A      36 Ứng suất kéo 01 1 2 tF FF A A A        02 2 2 tF FF A A A     37 Ứng suất uốn 1 1 1 u h E E d d     2 2 2 u h E E d d          38 Ứng suất lớn nhất       max 1 1v u      39 40 4.5 Đường cong trượt, hiệu suất Hiện tượng trượt: trượt hình hoc, trượt đàn hồi, trượt trơn 41 Đường cong trượt, hiệu suất    0 0 1 2 2 1 f t t f eF F e           42 4.6 Các dạng hỏng, chỉ tiêu tính toán Các dạng hỏng Dây đai đứt do mỏi Nóng, mòn do ma sát Trượt trơn quá tải 43 Tính theo khả năng kéo  tt t F A     b     0 .t t C  C = C . Cv. Co. Cr   0. . . . . t t v ro F b C C C C     1 0 1 1000. . . . . . .t v ro P b C C C C v   Đai dẹt C  ảnh hưởng góc ôm Cv ảnh hưởng vận tốc Co ảnh hưởng bố trí Cr ảnh hưởng chế độ làm việc Hoặc 44   1 0 . . . . . .u L z r v P Z P C C C C C C    1 1 1 1000. A . .t P Z v    1. t p t F Z A    1A Đai thang  t ứng suất có ích Cz ảnh hưởng phân bố tải Cu ảnh hưởng tỷ số truyền CL ảnh hưởng chiều dài   . . .t t z rC C C  [P0] công suất có ích 45 Tính theo khả năng kéo   v i i L   Đai thang Đai dẹt    3 5i     10i  v: vận tốc dài (m/s) L: chiều dài đai (m) i: số vòng chạy trong 1 giay (1/s) 46 4.7 Trình tự thiết kế đai dẹt Đai dẹt 1. Chọn đai, vật liệu đai (T124,125) 2. Định đường kính d1 (4.42, 4.43) chọn d1 theo tiêu chuẩn (T148) 3. Xác định vận tốc v1 (4.6) kiểm tra điều kiện vận tốc (T124,125)  điều chỉnh d1 4. Chọn hệ số trượt  (0,01-0,02), tính d2 theo (4.10)  chọn d2 theo tiêu tuẩn  u (4.10) 47 5. Xác định a theo Lmin (T149) 6. Xác định L (4.4)  tăng L (100-400) 7. Kiểm tra số vòng chạy i (4.32)  không thõa thay đổi a, L 8. Tính góc ôm 1, kiểm tra điều kiện góc ôm 9. Chọn bề dày  (T149) 48 10. Xác định Ci (T147,148), tính b theo (4.40)  chọn b theo bảng 4.1 11. Chọn bề rộng B bánh đai theo bảng 4.5 12. Xác định lực tác dụng trục, ổ (4.25) , lực căng ban đầu (4.19) 49 Đai thang 1. Chọn đai, vật liệu đai (T124,125, 152) 2. Định đường kính d1 (T153, bảng 4.3) chọn d1 theo tiêu chuẩn (T153). Xác định vận tốc v1 (4.6) kiểm tra điều kiện vận tốc (T153)  điều chỉnh d1 3. Chọn hệ số trượt  (0,01-0,02), tính d2 theo (4.10)  chọn d2 theo tiêu tuẩn  u (4.10) 50 4. Xác định a sơ bộ (T153) 5. Xác định L (4.4)  chọn L theo tiêu chuẩn bảng 4.3  tính chính xác a (4.5), kiểm nghiệm a (T153) 6. Tính góc ôm 1, kiểm tra điều kiện góc ôm 7. Tính số dây đai z (4.51, 4.54) chọn z 51 8. Tính bề rộng bánh đai B, đường kính d (bảng 4.4) 9. Xác định lực tác dụng trục, ổ (4.25) , lực căng ban đầu (4.19)