Đề cương môn vật lý- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA -- --
DỰ ÁN HỌC TẬP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Học Phần: Vật Lý 1
PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG
1. Khái niệm:
- Máy hay các thiết bị cần có cơ cấu truyền chuyển động vì các bộ phận của máy
thường đặt xa nhau và có tốc độ quay không giống nhau song đều được dẫn động từ
một chuyển động ban đầu.
- Nhiệm vụ của các bộ truyền chuyển động là: truyền và biến đổi tốc độ cho phù hợp
với tốc độ của các bộ phận trong máy.
2. Phân loại: gồm có hai loại: truyền chuyển động ma sát ( truyền động đai) và truyền động ăn khớp 3. Cấu tạo:
3.1. Cấu tạo của bộ truyền động đai:
- Bộ truyền động đai gồm có ba bộ phận: bánh dẫn, bánh bị dẫn và dây đai mắc căng
trên hai bánh đai. Trong đó:
• Dây đai: làm bằng vật liệu tạo ma sát tốt như da thuộc, vải dệt nhiều lớp hoặc
bằng vải đúc với cao su.
• Bánh đai: kim loại, gỗ…
- Truyền động đai là là cơ cấu truyền chuyển động quay nhờ lực ma sát giữa các
mặt tiếp xúc của vật dẫn và vật bị dẫn. Trong hai vật nối với nhau bằng khớp
động người ta gọi vật truyền chuyển động (cho vật khác) là vật dẫn, còn vật
nhận chuyển động là vật bị dẫn.
3.2. Cấu tạo của bộ truyền động ăn khớp:
- Bộ truyền động ăn khớp gồm có: truyền chuyển động bánh răng và truyền chuyển động xích.
3.2.1. Bộ truyền chuyển động bánh răng:
a. Cấu tạo: gồm hai bộ phận: bánh dẫn và bánh bị dẫn.
- Để hai bánh răng ăn khớp được với nhau thì khoảng cách giữa hai răng kề nhau
trên bánh này phải bằng khoảng giữa hai răng kề nhau trên bánh kia. b. Phân loại:
- Truyền chuyển động bánh răng được phân loại tùy theo vị trí tương đối giữa các trục. 2
Các loại truyền động bánh răng
• Truyền động giữa các trục song song: Truyền động bánh răng trụ răng thẳng,
răng nghiêng và chữ V ( hình a,b, c).
• Truyền động giữa các trục cắt nhau (thường là vuông góc với nhau): Truyền
động bánh răng côn răng thẳng, răng nghiêng và cung tròn (hình f, g).
• Truyền động giữa các trục chéo nhau ( truyền động hypeboloit ): Truyền động
bánh răng trục chéo, truyền động bánh răng côn chéo ( truyền động hypoit ). ( hình d,e ).
• Truyền động bánh răng – thanh răng: dùng để đổi chuyển động quay thành
chuyển động tịnh tiến và ngược lại ( hình i).
3.2.2. Bộ truyền chuyển động xích:
- Truyền động xích là một phương thức truyền công suất cơ học từ nơi này đến nơi khác. a. Cấu tạo:
- Cấu tạo chính của bộ truyền động xích gồm: đĩa dẫn, đĩa bị dẫn và xích ( hình 3.2.2a).
Ngoài ra, có thể thêm bộ phận căng xích, bộ phận bôi trơn, hộp che. Có khi dùng một
xích để truyền động từ một đĩa sang nhiều đĩa bị dẫn ( hình 3.2.2b). 3 Hình 3.2.2a. Hình 3.2.2b.
• Thông thường, công suất được truyền bởi một xích con lăn, được gọi là xích
truyền động. Hoặc là xích truyền động, truyền qua một bánh răng xích, với các
răng của bánh răng chia lưới với các lỗ trên các liên kết của xích. Bánh răng
được quay, và điều này kéo dây xích đưa lực cơ học vào hệ thống.
• Các dây xích công nghiệp được tạo thành từ một số liên kết cứng được gắn với
nhau bằng các khớp chốt để cung cấp sự linh hoạt cần thiết để bọc các bánh xe
dẫn động và dẫn động.
• Các bánh xe này có răng định hình đặc biệt và phù hợp với phần lõm tương ứng
trong liên kết xích. Bánh xe có răng được gọi là bánh xe xích. Do đó, nhông và
xích được hạn chế chuyển động cùng nhau mà không bị trượt và đảm bảo tỷ lệ vận tốc chính xác.
b. Các loại xích truyền động:
- Tùy theo cấu tạo của dây xích , bộ
truyền xích được chia thành các loại:
• Xích ống con lăn (hình 3.2.2c):
các má xích được dập từ tấm
thép, má xích 1 ghép với ống
lót 4 tạo thành mắt xích trong.
Các má xích 2 được ghép với
chốt 3 tạo thành mắt xích
ngoài. Chốt 3 và ống lót 4 tạo
thành khớp bản lề, để xích có
thể quay gập. Con lăn 5 lắp
lỏng với ống lót 4,để giảm
mòn cho răng đĩa xích 6 và
ống lót 4. Số 6 biểu diễn tiết
diện ngang của răng đĩa xích.
Hình 3.2.2c. xích ống con lăn
Xích ông con lăn được tiêu
chuẩn hóa cao. Xích được chế tạo trong nhà máy chuyên môn hóa. 4
• Xích ống, có kết cấu tương tự như xích ống con lăn, nhưng không có con lăn
5.Xích được chế tạo với độ chính xác thấp, giá tương đối rẻ.
hình 3.2.2d. bộ truyền xích răng
• Xích răng (hình 3.2.2d), khớp bản lề được tạo thành do hai nửa chốt hình trụ
tiếp xúc nhau. Mỗi mắt xích có nhiều má xích lắp ghép trên chốt. khả năng
tải của xích răng lớn hơn nhiều so với xích ống con lăn có cùng kích thước.
Giá thành của xích răng cao hơn xích ống con lăn. Xích răng được tiêu chuẩn hóa rất cao.
Trong các loại xích trên, xích ống con lăn được sử nhiều hơn cả. Xích ống chỉ được dùng trong các máy đơn giản, làm việc với tốc độ thấp ( 1- 2 m/s). Xích răng được dùng khi cần truyền tải trọng lớn, yêu cầu kích thước nhỏ gọn. ❖ Tính chất: Bánh răng 1 có số răng là Z1, tốc độ quay n1,
Bánh răng 2 có số răng là Z2, tốc độ quay n2 thì tỉ số truyền i: 5 PHẦN 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.1. Truyền động đai:
2.1.1. Nguyên lí làm việc của bộ truyền động đai:
- Dây đai mắc căng trên hai bánh đai, trên bề mặt tiếp xúc của dây đai và bánh
đai có áp suất, có lực ma sát Fms. Lực ma sát cản trở chuyển động trượt tương
đối giữa dây đai và bánh đai. Do đó khi bánh dẫn quay sẽ kéo dây đai chuyển
động và dây đai lại kéo bánh bị dẫn quay. Như vậy chuyển động đã được truyền
từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ lực ma sát giữa dây đai và các bánh đai. ➢ Bộ truyền động đai hoạt động theo nguyên lý ma sát:
công suất từ bánh chủ động truyền cho bánh bị động nhờ vào ma sát sinh ra
giữa dây đai và bánh đai.
2.1.2. Lực tác dụng lên đai ( lực căng đai và lực hướng tâm):
- Lực căng đai:
- Để tạo ra ma sát cần căng đai với lực ban đầu F0.
- Khi bộ truyền làm việc, bánh dẫn chịu tác dụng của momen M1, trong nhánh
dẫn lực căng lên F1 và trong nhánh bị dẫn lực giảm xuống F2. 6
- Lực hướng tâm: - Lực hướng tâm Fr
tác dụng lên trục và ổ mang bộ truyền đai. Fr có phương vuông góc với
đường trục bánh đai, có chiều kéo dài hai bánh đai lại gần nhau.
2.1.3. Vận tốc vòng
trên các bánh đai:
Trong đó: d1, d2 là đường kính bánh dẫn và bánh bị dẫn (mm)
n1, n2 số vòng quay bánh dẫn và bánh bị dẫn (vòng/phút)
2.2. Truyền động ăn khớp:
2.2.1. Truyền động xích:
a. Nguyên lý hoạt động:
- Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn
khớp -của các mắt xích với các răng trên đĩa xích (ăn khớp gián tiếp). 7
b. Lực tác dụng trong bộ xích: - Lực căng do ly tâm Fv=m.v2
m: khối lượng một mét xích (kg/m) v: vận tốc vòng (m/s)
- Lực căng ban đầu do trọng lượng dây xích tự do F0 = kf.a.m.g
a: chiều dài đoạn xích tự do bằng khoảng cách trục
g: gia tốc trọng trường
kf: hệ số phụ thuộc độ võng xích
Kf = 1 khi xích thẳng đứng Kf = 6 khi xích nằm ngang
Kf = 3 khi xích nằm nghiêng <40o so với phương ngang
- Lực tác dụng lên trục: lực tác dụng lên trục
mang đĩa xích gồm các lực tiếp tuyến, lực ly
tâm và lực do trọng trường bản thân xích gây ra.
2.2.2. Truyền động bánh răng: a. Nguyên lý làm việc:
- Truyền chuyển động và công suất giữa hai trục
với tỷ số truyền xác định nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng.
- Có thể truyền chuyển động giữa các trục song song, cắt nhau, chéo nhau hay
biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến. b. Lực tác dụng: 8
Khi vào khớp răng bánh chủ động tác dụng lên bánh bị động một hệ lực phân bố
đều trên chiều dài răng. Gọi Pn là tổng hợp lực của hệ lực này tác dụng tạo tâm ăn
khớp, phân tích Pn ra hai thành phần:
- T hướng về tâm bánh răng gọi là lực hướng tâm T=P.tanα
- P hướng theo đường tiếp tuyến chung của hai vòng lăn, gọi là lực tiếp tuyến. P
ngược với chiều quay của bánh chủ động và cùng chiều với chiều của bánh bị động
Có thể tính P theo mô men xoắn hoặc công suất N: - Trong đó: Mx: mô men xoắn (N.mm)
α: góc ăn khớp thường lấy giá trị α= 200 nên tgα= 0,364
d: đường kính vòng chia (mm) N: công suất mà bộ truyền cần truyền ( kW)
v: vận tốc tiếp tuyến (m/s)
PHẦN 4: ƯU,
NHƯỢC ĐIỂM CỦA MỖI LOẠI
TRUYỀN CHUYỂN ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG
4.1. Ưu, nhược điểm của mỗi loại chuyển động:
4.1.1. Truyền động ma sát ( truyền động đai) ❖ Ưu điểm: 9
- Bộ truyền lực có tính đàn hồi, có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp.
- bộ truyền đai có khả năng truyền chuyển động giữa 2 trục khá xa nhau, mà kích
thước của bộ truyền không lớn lắm.
- Bộ truyền làm việc êm, không gây tiếng ồn, chịu sốc, không cần bôi trơn, phí tổn bảo dưỡng ít.
- Đảm bảo an toàn cho động cơ khi quá tải. ❖ Nhược điểm:
- Bộ truyền đai có trượt qua sự giãn nở của dây đai, nên tỷ số truyền và số vòng
quay không ổn định, khả năng tải khôn cao
- Kích thước của bộ truyền lớn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với tải trọng lực kéo như nhau
- Tuổi thọ của bộ truyền tương đối thấp, đặc biệt khi làm việc với vận tốc cao
- Lực tác dụng lên trục và ổ lớn, có thể gấp ⅔ lần so với các bộ truyền khác
- Thêm tải trọng lên ổ trục do lực căng cần thiết của dây đai. Nhiệt độ ứng dụng bị giới hạn. 10
4.1.2. Truyền động ăn khớp: ❖ Ưu điểm:
- Có tỉ số truyền xác định và được dùng trong nhiều hệ thống truyền động của các
loại máy thiết bị khác nhau như : đồng hồ , hộp số xe máy , .... ❖ Nhược điểm:
- Chế tạo phức tạp , yêu cầu độ chính xác cao.
- Gây ồn khi vận tốc lớn.
4.2. Ứng dụng:
4.2.1. Truyền động đai:
- Cấu tạo đơn giản, làm việc êm, ít ồn, có thể truyền chuyển động giữa các trục ở
cách xa nhau, được sử dụng rộng rãi như: máy khâu, máy tiện, ô tô máy sát, máy kéo, máy khoan…
4.2.2. Truyền động ăn khớp:
- Được sử dụng trong xe đạp, xe máy, máy nâng chuyển, đồng hồ, tuốc năng
quạt, hộp số xe máy, máy nông nghiệp, máy công cụ, dùng để truyền chuyển
động quay giữa hai trục xa nhau có tỉ số truyền xác định như trên xe đạp, xe máy, máy nâng chuyển. 11
KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN GIẢNG VIÊN
TÀI LIỆU THAM KHẢO 12
https://tailieu.vn/doc/chuong-3-truyen-dong-dai-315907.html
https://tailieu.vn/doc/chuong-4-truyen-dong-xich-315910.html
https://tailieu.vn/doc/chuong-5-truyen-dong-banh-rang-315919.html 13