Bài giảng Nguyên lý chi tiết 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)