Công Thức Chi Tiết Máy Đai - Kỹ Thuật Truyền Động Đai

Tổng hợp Công thức CHI TIẾT MÁY
Hồng Đức Linh, Phạm Mạnh Huy, Ngô Huỳnh Anh, Phạm Thế Hùng TRUYỀN ĐỘNG ĐAI
1. THÔNG SỐ HÌNH HỌC:
 Góc ôm trên bánh dẫn: ⅆ2 − ⅆ� ⅆ2 − ⅆ� 1 = � − (��ⅆ) = 180 − 57 (độ) (�. �)
 Góc ôm trên bánh bị dẫn: ⅆ2 − ⅆ� ⅆ2 − ⅆ� 2 = + (��ⅆ) = 180 + 57 (độ) (�. �)  Chiều dài dây đai L: �(ⅆ (ⅆ2 − ⅆ1)2 = 2 + 2 + ⅆ1) + 2 ( . ) 4
Chiều dài L đai thang theo dãy số tiêu chuẩn sau (mm): 400, 450, 500, 560,
630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800,
3150, 3550, 4000, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000, 16000, 18000. .
Đối với đai dẹt, ta cắt dây đai theo chiều dài vừa tính và cộng thêm 100-400mm để nối dây đai.  Khoảng cách trục a: �(ⅆ + ⅆ ) �(ⅆ + ⅆ ) 2 ⅆ − ⅆ 2 (� − 1 2 1 2 ) 1 2 ) + √(� − 2 − 8 ( 2 2 ) = ( . ) 4 
Chú ý: khi căng đai, với lực căng ban đầu Fc thì dây đai giãn dài một đoạn: =
2. VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN:
 Vận tốc dài trên bánh dẫn: � ⅆ1�1 1 = 60000 ( . )
 Vận tốc dài trên bánh bị dẫn: � ⅆ2�2 2 = 60000 ( . ) �2 = �1(1 − �)
� = 0,01 − 0,02: hệ số trượt tương đối, phụ thuộc tải trọng  Tỉ số truyền: �1 ⅆ2 �1ⅆ2 ⅆ2 = = = ≈ (1 − �)ⅆ (4.10) 2 1 �2ⅆ1 ⅆ1
3. LỰC: �: góc trượt, giá trị lớn nhất bằng góc ôm α1  Lực căng ban đầu F0: �0 = � ⋅ �0
 Lực trên nhánh căng (nhánh chủ động) F1:
�1 = �0 + 2 = ����� −1+��
 Lực trên nhánh chùng (nhánh bị động) F2: 1
�2 = �0 − 2 = �� ��� −1+��
 Lực vòng (tải trọng có ích) Ft: = 2 1 = 1000 =
− � ≤ 2� ��′� − 1 � ⅆ 1 2 0 1 1 ��′� + 1
 Lực căng phụ do lực quán tính ly tâm Fv: = 2 = 2
��: khối lượng của 1m dây đai, kg/m  Công thức Euler:
�1 − �� = ��′� (� �à �ó� ��ượ�) �2 − ��
 Điều kiện tránh trượt trơn: Lực vòng: � ≤ �1 ��′� − 1
�� ≤ 2�0 − �� ��′� +1 Lực căng đai: � (��′� + 1) �0 ≥ + 2(��′� − 1) 2� � 1 ��′� ≥ 0 + �� = 1 => � ≥ 1 2 0 − �� 2 �′ ln( 2 � )
 Hệ số ma sát qui đổi: Đai dẹt: �′ = �
Đai thang: �′ = �4 ( 40: �ó� �ℎê� đ��) 2  Công suất: = 1 1000 4. ỨNG SUẤT:
 Ứng suất căng ban đầu: (A: diện tích mặt cắt ngang dây đai) F0 σ0 = A
 Ứng suất trên nhánh căng: 1 + 2 1 = = 0 = 0 + 2
 Ứng suất trên nhánh trùng: 2 − ��2 2 = = 0 = 0 − 2  Ứng suất có ích: F
σ = t = 2σ0 (��′� − 1) t A (��′� + 1)
 Ứng suất căng phụ: (�: �ℎố� �� ��ê�� �ậ� ��ệ� đ��) � = � = ��210−6  Ứng suất uốn:
�� = �� = ⅆ� �ì ⅆ1 < ⅆ2�ê� ��1 > ��2
- � = �/�: độ dãn dài tương đối của thớ đai ngoài cùng
- � = �/2: khoảng cách từ đg trung hòa đến thớ đai ngoài cùng đối với đai dẹt,
đối với đai thang y=y0 và �� = = 2 0 - E: mô đun đàn hồi
- r = d/2: bán kính cong đường trung hòa
- Nhân tố chủ yếu xác định ứng suất uốn là �: tỷ số này càng cao thì ứng suất uốn
càng cao, nếu giảm d hoặc tăng � thì ứng suất uốn tăng lên.  Ứng suất max min:
���� = �1 + ��1 + �� = ��� −1+��1 +�� = �0 +0,5�� +��1 1000 1 � = . + ��2. 10−6 + � ��� − 1 ⅆ1 Đối với đai thang: 1000 1 2 = . 0
��� − 1 + ��2. 10−6 + ⅆ1 Khi tăng v từ 0 đến 3 1000⋅�1⋅��� thì �
sẽ giảm và sẽ đạt cực tiểu khi
√2��(���−1).10−6 3 1000 ⋅ �1 ⋅ ���
� = √2��(��� − 1).10−6
Nếu tiếp tục tăng thì ���� sẽ tăng lên. = 2 +
5. LỰC TÁC ĐỘNG LÊN TRỤC: 1 �� ≈ 2�0��� ( . ) 2
Trường hợp không có bộ phận căng đai: 1 �� ≈ 3�0��� ( . ) 2
6. ĐƯỜNG CONG TRƯỢT VÀ HIỆU SUẤT:  Hệ số trượt: � � = 1 − �2 0⁄ 1 0  Hệ số kéo: ��′� − 1 = = = 2 0 2 0 ��′� + 1  Hiệu suất: 2 =
�ℎô�� �ℎườ�� � = 0.95 − 0.96 1
TÍNH ĐAI THEO KHẢ NĂNG KÉO:
 Điều kiện tránh trượt trơn: = ≤ � 2 0 0 � =
≤ 2� � = [� ]: ứ�� ��ấ� �ó í�ℎ �ℎ� �ℎé� 0 0
A: diện tích mặt cắt ngang của đai, mm2
 Khi � ≤ �0 chỉ có trượt đàn hồi
 Khi�0 ≤ � ≤ ���� có trượt đàn hồi và trượt trơn
 Khi ���� ≤ � trượt trơn toàn phần
7. TÍNH ĐAI THEO TUỔI THỌ:  Tuổi thọ dây đai: 7 (� ) ⋅ 10 ��� �ℎ =
đ�� ⅆẹ� � = 5, đ�� �ℎ��� � = 8 2.3600.
 Giá trị ứng suất có ích phải thỏa mãn điều kiện dưới đây để tránh hỏng do mỏi: (�
− � − � )(��′� − 1) ≤ ��� �1 � ��′� 1 107 2 −6 ( �′� − 1) = [ ( ) − − �� ⅆ . 10 ] . 1 ��′�
 Số vòng chạy trong 1 giây: ( / ) =
< [�] đ�� ⅆẹ� � = 5, đ�� �ℎ��� = 10 ( ) 8. ĐAI THANG:  Lực ma sát: �ⅆ�
ⅆ�� = �ⅆ�� = sin(�/2) =�′ⅆ�
� = 40° ∶ giá trị tiêu chuẩn góc chêm đai
Đối với bộ truyền đai dẹt:
�′ ≈ 3�: hệ số ma sát tương đương bộ truyền đai thang  Ứng suất có ích: = = [ ] � � ⋅ � �  Số dây đai: 1000 1 1 � ≥ [ ] = [ ] ( . )  Công suất cho phép: [ ] = [ 0] ( . )  Hệ số hiệu chỉnh: =
 Từ đồ thị 4.21 - trang 151 ta chọn được [�0] (trước đó ta cần tính vận tốc dài
của đai từ (3.2 - trang 87)).
 �� = 1,24(1 − �−�1/110)
α1 được tính bằng độ: hs ảnh hưởng của góc ôm đai
 �� : u(Cu): 1(1); 1.1(1.04); 1.2(1.07): 1.4(1.1); 1.8(1.12); >=2.5(1.14) 6
 �� = √ với L0: chiều dài thực nghiệm, L: chiều dài thật 0
 �� : hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây đai
z(Cz): 2-3(0.95); 4-6(0.9); >6(0.85)
 �� : hệ số tải trọng: làm việc 2 ca giảm 0,1; ba ca giảm 0,2
Tĩnh: 1-0.85; Dao động nhẹ: 0.9-0.8; Dao động mạnh: 0.8-0.7; Va đập: 0.7-0.8
 �� = 1 − 0,05(0,01�2 − 1): hs ảnh hưởng của vận tốc
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐAI THANG:
Thông số ban đầu: công suất P1 (kW), số vòng quay n1 ( vòng/phút), tí số truyền u, điều kiện làm việc
a. Chọn dạng đai ( tiết diện) theo công suất P1 và số vòng quay n1 theo đồ thị 4.22
b. Tính đường kính bánh đai nhỏ ⅆ1 ≈ 1,2ⅆ��� với ⅆ��� cho trong bảng 4.3 (d1 là
đường kính bánh đai tính theo lớp trung hòa của đai, còn gọi là đk tính toán)
Chọn d1 theo giá trị tiêu chuẩn theo dãy sau (mm): 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125,
140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000.
Tính v1 theo công thức 4.6, nếu v1 > 25 m/s thì chọn d1 nhỏ hơn hoặc dùng đai thang hẹp.
c. Chọn hệ số trượt tương đối và tính d2 theo công thức 4.10 hoặc 4.11 và chọn theo
giá trị tiêu chuẩn ( chiều dài đai xác định thoe lớp trung hòa của đai) (bảng 4.3)
d. Khoảng cách trục a cho trước theo kết cấu hoặc chọn sơ bộ theo đường kính d2:
Xác định L sơ bộ theo công thức 4.4 và chọn chiều dài L tiêu chuẩn theo bảng
4.3. Tính chính xác khoảng cách trục a theo L tiêu chuẩn theo công thức 4.5.
Kiểm nghiệm điều kiện:
2(ⅆ1 + ⅆ2) ≥ � ≥ 0,55(ⅆ1 + ⅆ2) + ℎ
h là chiều cao mặt cắt ngang của dây đai (bảng 4.3)
e. Tính góc ôm �1 theo công thức 4.2 hoặc 4.3 và kiểm tra điều kiện không xảy ra
hiện tượng trượt trơn. Nếu không ta tăng khoảng cách trục a hoặc giảm tỉ số truyền u.
f. Tính số đai z theo công thức 4.51. Chọn z theo số nguyên và không nên quá 6.
g. Tính chiều rộng các bánh đai và đường kính ngoài d ngoài các bánh đai ( bảng 4.4)
h. Tính lực tác dụng lên trục theo công thức 4.25 hoặc 4.26 và xác định lực căng đai ban đầu F0: � (��′� + 1)
�0��1 ≥ �0 ≥ 2(��′� − 1) 9. Đai dẹt:
Đai dẹt: ứng suất có ích �� ≤ [��]0� Hệ số tải trọng tính: = 0
Chiều rộng đai b: được chọn theo tiêu chuẩn 1000 b ≥ 1 �[� ] = [ ] (4.40) �: chiều dày đai, mm
[��]: ứng suất có ích cho phép, MPa
Ứng suất có ích cho phép: [ ] = [ ]0
 �� = 1 − 0,003(180 − α1),
α1 được tính bằng độ: hs ảnh hưởng của góc ôm đai
 �� = 1 − �(0,01�2 − 1): hs ảnh hưởng của vận tốc - Khi 10<=v<=20: x=0.04
- Khi v>20: đai cao su x=0.03; đai sợi bông: 0.02; vật liệu tổng hợp: 0.01
 �� : hệ số tải trọng: làm việc 2 ca giảm 0,1; ba ca giảm 0,2
Tĩnh: 1-0.85; Dao động nhẹ: 0.9-0.8; Dao động mạnh: 0.8-0.7; Va đập: 0.7-0.8
 �� : hệ số xét đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền và phương pháp căng, phụ
thuộc vào góc nghiêng giữa đường nối hai tâm bánh đai và phương nằm ngang
(0−60) = 1; (60-80) = 0,9; (80-90) = 0,8
Khi bộ truyền có bộ căng đai được điều chỉnh tự động thì Co = 1
TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐAI DẸT:
a. Chọn vật liệu đai và bề dày dây đai ( bảng 4.1)
b. Đường kính bánh đai nhỏ (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn): 3 1 3 d1 = (1100 ÷ 1300)√ = (5,2 ÷ 6,4)√� , ( ) 1 1
�1: công suất tính bằng kW
�1: số vòng quay tính bằng vòng/phút T1: mô men xoắn, Nmm
c. Tính vận tốc v1 và kiểm tra có phù hợp không. Nếu không thì thay đổi đường kính bánh đai nhỏ.
d. Chọn hệ số trượt tương đối �. Sau đó tính d2 theo công thức (4.10) và chọn tiêu chuẩn như
d1. Tính chính xác tỉ số truyền u.
e. Xác định khoảng cách trục a theo kết cấu hoặc theo chiều dài Lmin của dây đai theo (4.4).
Chiều dài Lmin của đai được chọn theo điều kiện giới hạn số vòng chạy của đai trong một giây:
Trường hợp bộ truyền đai hở, không có bánh căng đai: ���� = 3 ÷ 5
Trường hợp bộ truyền có bánh đai: ���� = 8 ÷ 10
Kiểm nghiệm khoảng cách trục a theo điều kiện:
� ≥ 2(ⅆ1 + ⅆ2): bộ truyền đai hở, không có bánh căng đai
� ≥ (ⅆ1 + ⅆ2): bộ truyền có bánh căng đai
Nếu không thỏa thì tăng a cho đến khi thỏa
f. Tính L theo công thức. Tăng chiều dài L lên một khoảng 100-400mm để nối đai.
g. Kiểm tra lại số vòng chạy I của đai trong 1 giây, nếu không thỏa ta tăng khoảng cách trục a và tính lại L và i.
h. Tính góc ôm đai �1 của bánh đai nhỏ theo công thức (4.2) hoặc (4.3), khi cần thiết tăng
góc ôm đai thì ta tăng khoảng cách trục a hoặc sử dụng bánh căng đai.
i. Chọn chiều dày tiêu chuẩn � của đai theo điều kiện: ⅆ1 ⅆ1 ≥ 25 đối với đai da,
≥ 30, thường chọn 40 đối với đai vải cao su
j. Tính các hệ số Ci, tính chiều rộng b của đai theo công thức (4.40) và chọn b theo giá trị
tiêu chuẩn bảng 4.1
k. Chọn chiều rộng B của bánh đai theo bảng 4.5 theo chiều rộng b tiêu chuẩn.
l. Xác định lực tác dụng lên trục theo công thức (4.25) hoặc (4.26) và lực căng đai ban đầu theo điều kiện: [� ]�� ≥ � � (��′� + 1) ≥ 0 0 2(��′� − 1) BỘ TRUYỀN XÍCH
1. THÔNG SỐ HÌNH HỌC:
 Số răng đĩa xích: ( xích ống con lăn 11-15 < Z < 100-120) �1 = 29 − 2u 2 = u. 1
 Đường kính vòng chia: = = 180  Số mắt xích (chẵn): 2 1 + 2 �2 − �1 2 = + + ( ) = 2 2  Khoảng cách trục: 2 2 2 + 1 �2 + �1 �2 − �1 � = 0,25�� [� − + √(� − ) − 2 ( ) ] 2 2
2. ĐỘNG HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH:  Vận tốc trung bình: 1 1 1 1 2 2 2 2
1 = 60000 = 60000 ; 2 = 60000 = 60000
 Tỉ số truyền trung bình: 2 = 1 = 2 1  Vận tốc tức thời: = . cos( ) = 1. 1. cos( 1) 1 1 1 2 1 1
− 2 ≤ �1 ≤ 2 �ớ� �1 = 2�/�1 = . cos( ) = 2. 2. cos( 2) 2 2 2 2 2 2
− 2 ≤ �2 ≤ 2 �ớ� �2 = 2�/�2 = 1 2
 Tỉ số truyền tức thời: 1 = 2 2 = ≠ ����� 2 1 1
3. ĐỘNG LỰC HỌC BỘ TRUYỀN XÍCH:  Lực vòng: 1000 × � =
 Lực căng do lực ly tâm: = 2
 Lực căng do trọng lượng xích trên nhánh bị động sinh ra: 0 = 9,81
 Lực tác dụng lên trục: =
�� = 1.15 khi đường nối tâm hợp với đường ngang góc < 40. �� = 1 khi góc từ 40-90  Động năng va đập:
� = 0,5���2�3���2(� + 3600 ∕ �1) ≤ [�] 1
4. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH: (theo độ bền mòn)
 Áp suất cho phép sinh ra trong bản lề: � � = � ≤ [�] = [� ] 0
A: diện tích bản lề xích, tra trong bảng 5.1
[po]: áp suất cho phép, Mpa, tra bảng 5.3  Công suất tính toán: � × � × � = � × �� ≤ [�] 25  �� = 1  �� = 011
 ��: số dãy xích (��): 1 (1); 2 (1.7); 3 (2.5); 4 (3)
 �: hệ số điều chỉnh  Hệ số điều chỉnh: