Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần II: Chuyển động cơ khí - Chương VIII: Truyền động đai

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở thiết kế máy - Phần II: Chuyển động cơ khí - Chương VIII: Truyền động đai

1. CHÆÅNG VIII TRUYÃÖN ÂÄÜNG ÂAI 8.1. Khaïi niãûm chung 1. Giåïi thiãûu bäü truyãön âai ƒ Bäü truyãön âai (hçnh 8.1) thæåìng bao gäöm: baïnh âai dáùn (1), baïnh âai bë dáùn (2) vaì dáy âai (3) màõc lãn hai baïnh âai. Dáy âai trong bäü truyãön âai laì mäüt kháu mãöm (kháu deío) liãn kãút hai baïnh âai laûi våïi nhau. Caïc baïnh âai âæåüc näúi våïi giaï bàòng khåïp quay. ƒ Chuyãøn âäüng quay vaì taíi troüng âæåüc truyãön tæì baïnh dáùn sang baïnh bë dáùn nhåì læûc ma saït giæîa dáy âai vaì baïnh âai. Âãø coï læûc ma saït, cáön phaíi taûo læûc càng ban âáöu F0 trãn caïc nhaïnh âai. ƒ Âãø taûo læûc càng ban âáöu F0 trãn hai nhaïnh âai, âäöng thåìi âãø âiãöu chènh læûc càng âai khi dáy âai bë daîn sau mäüt quaï trçnh laìm viãûc, coï thãø duìng troüng læåüng âäüng cå (âäüng cå âæåüc âàût trãn táúm làõc - hçnh 8.3), duìng cå cáúu vêt âãø âáøy âäüng cå dëch chuyãøn trãn raînh træåüt (hçnh 8.4), hoàûc duìng thãm baïnh càng âai (hçnh 8.2). Nhaïnh dáùn n,T11 O n,T22 O 1 2 1 2 Nhaïnh bë dáùn 3 Baïnh càng âai (1) Hçnh 8.2 Hçnh 8.1 Khåïp quay Táúm làõc G Vêt âáøy Hçnh 8.3 Hçnh 8.4 ƒ Bäü truyãön âai coï thãø duìng âãø truyãön chuyãøn âäüng giæîa hai truûc song song quay cuìng chiãöu (hçnh 8.1), giæîa hai truûc song song quay ngæåüc chiãöu (hçnh 8.5), giæîa hai truûc cheïo nhau (hçnh 8.6) hay càõt nhau. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 81
2. ƒ Dæûa trãn hçnh daûng tiãút diãûn âai, phán thaình: âai deût (hçnh 8.7a), âai thang (hçnh 8.7b), âai troìn (hçnh 8.7c), âai hçnh læåüc (hay âai nhiãöu chãm - hçnh 8.7d). Ngoaìi ra, coìn duìng âai ràng, truyãön læûc nhåì sæû àn khåïp cuía caïc ràng trãn âai vaì trãn baïnh âai (hçnh 8.8). O2 O1 Hçnh 8.5 : Hai truûc quay song song vaì ngæåüc chiãöu nhau Hçnh 8.6 : Hai truûc quay cheïo nhau ZC Bæåïc p ZP a) Âai detû c) Âai troìn Chiãöu daìi Hçnh 8.7 âæåìng chia : Âæåìng kênh voìng chán LP = p. ZC Âæåìng kênh voìng âènh Âæåìng kênh voìng chia Hçnh 8.8: Âai ràng b) Âai thang d) Âai hçnh læåüc 2. Caïc loaûi âai vaì kãút cáúu baïnh âai a) Caïc loaûi âai b ƒ Âai deût h Gäöm âai da, âai vaíi cao su, âai såüi bäng, âai såüi len, âai laìm bàòng caïc loaûi váût liãûu täøng håüp, trong âoï Hçnh 8.9 âai vaíi cao su âæåüc sæí duûng räüng raîi hån caí. ¾ Âai vaíi cao su Gäöm nhiãöu låïp vaíi bäng vaì cao su âæåüc sun-phua hoïa. Vaíi coï mäâun âaìn häöi låïn hån cao su, âæåüc duìng âãø chëu pháön låïn taíi troüng, coìn cao su baío âaím cho âai laìm viãûc nhæ mäüt khäúi nguyãn, baío vãû låïp vaíi khäng bë hæ haûi vaì náng cao hãû säú ma saït. Âai vaíi cao su coï âäü bãön cao, âaìn häöi täút, êt chëu aính hæåíng cuía âäü áøm vaì thay âäøi nhiãût âäü, tuy nhiãn cao su khäng chëu âæåüc dáöu, xàng vaì cháút kiãöm. ¾ Âai da Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 82
3. Khaí nàng taíi täút, tuäøi thoü cao, chëu va âáûp täút, nhæng âàõt tiãön nãn êt duìng. ¾ Âai såüi bäng Mãöm, reí, thêch håüp våïi váûn täúc cao. Do mãöm nãn coï thãø laìm viãûc våïi baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí. Khaí nàng taíi tháúp. Khäng duìng âæåüc åí nåi áøm æåït vaì nhiãût âäü cao. ¾ Âai såüi len Dãût tæì såüi doüc bàòng len vaì såüi ngang bàòng bäng, chëu taíi troüng va âáûp täút, coï thãø laìm viãûc våïi baïnh âai âæåìng kênh nhoí, nhæng âàõt tiãön nãn êt duìng. ¾ Âai laìm bàòng caïc váût liãûu täøng håüp Âäü bãön, tuäøi thoü cao, chëu âæåüc va âáûp, coï thãø truyãön âæåüc cäng suáút låïn (âãún 150KW), coï thãø laìm viãûc våïi váûn täúc cao (v ≤ 60m/s), baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí. Âai deût thæåìng chãú taûo thaình nhæîng bàng daìi, khi duìng tuìy theo khoaíng caïch truûc, âæåüc càõt ra vaì näúi laûi thaình voìng kên bàòng caïch daïn, kháu hoàûc duìng caïc chi tiãút kim loaûi. Chiãöu räüng b vaì chiãöu cao h cuía âai deût âæåüc tiãu chuáøn hoïa (hçnh 8.9). Ba dáy âai Hçnh 8.10a : Bäü truyãön âai thang Hçnh 8.10b : Bäü truyãön âai deût b (2) yo h (1) (4) b) Âai såüi bãûn Hçnh 8.11 b yo Hçnh 8.10c : Bäü truyãön âai ràng h ƒ Âai thang (3) Màût laìm viãûc cuía âai thang laì hai màût bãn, tiãúp ϕ xuïc våïi caïc raînh hçnh thang tæång æïng trãn baïnh âai (hçnh 8.7b). a) Âai såüi xãúp Ma saït trãn âai thang coï thãø xem nhæ ma saït trãn bt raînh, do âoï ma saït giæîa âai thang vaì baïnh âai låïn hån trong âai deût, âäü baïm cuía âai thang täút hån trãn âai deût. Goïc chãm cuía âai thang : ϕ = 400. Vãö cáúu taûo, âai thang coï hai loaûi: âai såüi xãúp (hçnh 8.11a) vaì âai såüi bãûn (hçnh 8.11b). Caïc låïp såüi xãúp hoàûc såüi bãûn (1) âæåüc bäú trê åí låïp trung hoìa hoàûc âäúi xæïng våïi låïp trung hoìa. Låïp cao su (2) chëu keïo, låïp cao su (3) chëu neïn, baío âaím cho âai laìm viãûc nhæ mäüt khäúi nguyãn Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 83
4. vaì laìm tàng âäü deío cho âai. Låïp voí (4) bàòng vaíi cao su boüc quanh âai baío vãû vaì laìm giaím moìn cho âai (hçnh 8.11). Âai thang âæåüc chãú taûo thaình voìng liãön, khäng phaíi näúi âáöu, nãn laìm viãûc ãm hån so våïi âai deût näúi âáöu. Kêch thæåïc tiãút diãûn âai âuåüc tiãu chuáøn hoïa: b, h, bt, ϕ, y0, våïi bt laì chiãöu räüng tênh toaïn. Âäúi våïi âai thang thæåìng TCVN quy âënh 6 loaûi kêch thæåïc tiãút diãûn âai Z, O, A, B, C, D (kêch thæåïc tiãút diãûn tàng dáön), tæång æïng våïi tiãu chuáøn Liãn xä ΓOCT : O, A, Б, B, Γ, Д. Chiãöu daìi âai cuîng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. låïp vaíi cao su caïc såüi bãûn gán b Hçnh 8.12 : Âai hçnh læåüc ƒ Âai hçnh læåüc Gäöm nhiãöu gán phán bäú doüc theo chiãöu räüng vaì nàòm åí màût trong cuía âai (hçnh 8.12). Säú gán thæåìng láúy chàôn : z = 2÷20 gán. Caïc gán naìy tiãúp xuïc våïi caïc raînh hçnh thang trãn baïnh âai (hçnh 8.7d). Trong pháön phàóng cuía âai, coï mäüt säú låïp vaíi cao su vaì caïc såüi bãûn. Âai hçnh læåüc phäúi håüp âæåüc æu âiãøm liãön khäúi vaì deío cuía âai deût våïi âäü baïm täút cuía âai thang ⇒ khaí nàng taíi cao hån âai thang, vaì coï thãø màõc trãn baïnh âai coï âæåìng kênh nhoí hån, laìm viãûc äøn âënh våïi tyí säú truyãön låïn hån. Âai hçnh læåüc cuîng âæåüc chãú taûo thaình voìng liãön, khäng phaíi näúi âáöu. Kêch thæåïc tiãút diãûn (b, H, t, h) vaì chiãöu daìi âai âæåüc tiãu chuáøn hoïa (hçnh 8.12). Tiãu chuáøn Liãn xä ΓOCT quy âënh ba loaûi kêch thæåïc tiãút diãûn âai hçnh læåüc : K, Λ, M (kêch thæåïc tiãút diãûn tàng dáön). Chiãöu daìi âai hçnh læåüc cuîng âæåüc tiãu chuáøn hoïa. ƒ Âai ràng Coï thãø xem âai ràng nhæ âai deût coï caïc ràng phán bäú âãöu åí màût trong cuía âai (hçnh 8.8, hçnh 8.10c). Âai ràng âæåüc chãú taûo thaình voìng kên. Bäü truyãön âai ràng hoaût âäüng theo nguyãn lyï àn khåïp, khäng coï træåüt, tyí säú truyãön låïn, hiãûu suáút cao, yãu cáöu læûc càng ban âáöu beï, do âoï læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø nhoí. Thäng säú cå baín cuía âai ràng laì mäâun m = p/π, moâun âæåüc tiãu chuáøn hoïa. b) Kãút cáúu baïnh âai ƒ Kãút cáúu baïnh âai phuû thuäüc vaìo loaûi âai, khaí nàng cäng nghãû vaì quy mä saín xuáút. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 84
5. + Baïnh âai coï âæåìng kênh d ≤ 100mm thæåìng âæåüc chãú taûo bàòng dáûp, âuïc, khäng khoeït loîm (hçnh 8.13a). + Khi âæåìng kênh låïn hån duìng baïnh âai khoeït loîm, coï läù (hçnh 8.13b) hoàûc coï 4 âãún 6 nan hoa (hçnh 8.13d) âãø giaím båït khäúi læåüng ⇒ baïnh âai thæåìng gäöm coï ba pháön : vaình ngoaìi tiãúp xuïc våïi âai, moayå âãø làõp lãn truûc vaì âéa hay nan hoa näúi vaình våïi moayå (hçnh 8.13d). (a) (b) Màût truû (c) Màût träúng Vaình ngoaìi Nan hoa Moayå Hçnh 8.13d B ƒ Kãút cáúu vaình baïnh âai phuû thuäüc vaìo e t e loaûi âai : + Våïi âai deût : Màût ngoaìi laì màût truû, a màût träúng (hçnh 8.13b, c) (màût träúng nhàòm ϕ traïnh cho âai khoíi bë tuäüt khoíi baïnh âai c theo phæång doüc truûc). + Våïi âai thang: Kêch thæåïc raînh âai d hçnh thang âæåüc tiãu chuáøn hoïa (ϕ,e,t,c,B) (hçnh 8.14). Hçnh 8.14: Vaình baïnh âai thang Våïi âai thang, goïc chãm ϕ trãn baïnh âai âæåüc láúy nhoí hån goïc chãm trãn dáy âai: ϕ = 340, 360, 380, 400 båíi vç khi màõc âai lãn baïnh âai vaì bäü truyãön laìm viãûc, pháön âai phêa trãn låïp trung hoìa chëu keïo, pháön dæåïi chëu neïn → goïc chãm thæûc tãú cuía âai bë giaím xuäúng ⇒ cáön phaíi giaím goïc chãm cuía baïnh âai xuäúng cho phuì håüp, nhåì âoï taíi troüng Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 85
6. seî phán bäú âãöu hån cho âai vaì baïnh âai. Âæåìng kênh baïnh âai caìng nhoí ⇒ âai caìng bë biãún daûng nhiãöu hån ⇒ láúy goïc chãm cuía baïnh âai caìng nhoí. 3. Caïc thäng säú chuí yãúu cuía bäü truyãön âai a) Âæåìng kênh tênh toaïn cuía baïnh dáùn d1, baïnh bë dáùn d2 Våïi âai deût : d1, d2 laì âæåìng kênh ngoaìi cuía baïnh âai. Våïi âai thang : d1, d2 laì âæåìng kênh voìng troìn qua låïp trung hoìa cuía caïc âai. Låïp trung hoaì cuía dáy âai laì låïp khäng chëu keïo, maì cuîng khäng chëu neïn khi dáy âai voìng qua caïc baïnh âai. Âæåìng kênh baïnh âai khäng nãn láúy quaï nhoí, nhàòm traïnh cho âai khoíi chëu æïng suáút uäún quaï låïn khi âai voìng qua baïnh âai. b) Goïc äm α1 trãn baïnh âai nhoí dd− Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön xêch : α≈π− 21 [Rad] (8.1) 1 a Khi α1 nhoí ⇒ khaí nàng taíi (keïo) cuía bäü truyãön âai seî giaím ⇒ cáön phaíi coï âiãöu kiãûn: 0 0 α1 ≥ 150 (våïi âai deût) vaì α1 ≥ 120 (våïi âai thang). Β Α d1 β/2 d2 -d1 α1 β Ο1 Ο2 d2 Hçnh 8.15 c) Chiãöu daìi âai L Tæång tæû nhæ trong bäü truyãön xêch : (d - d )2 L = 2a + 0,5π (d + d ) + 21 (8.2) 12 4a d) Khoaíng caïch truûc a ƒ Tæì L, coï thãø suy ra khoaíng caïch truûc a giæîa hai baïnh âai : 1 ⎡⎤ππ(d +d ) (d +d ) 2 ⎢⎥12⎛⎞ 12 2 a = L - +−⎜⎟ L −− 2(d21 d ) (8.3) 42⎢⎥ 2 ⎣⎦⎝⎠ ƒ Khi a caìng låïn ⇒ α1 caìng låïn (træåìng håüp u ≠ 1) vaì táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai seî giaím ⇒ tuäøi thoü cuía âai tàng lãn (trong mäüt voìng chaûy cuía dáy âai, æïng suáút trong âai thay âäøi giæîa hai giaï trë max vaì min. Khi a caìng låïn ⇒ chiãöu daìi âai L tàng lãn ⇒ säú voìng chaûy cuía âai trong/1giáy = v/L våïi v laì váûn täúc âai, giaím xuäúng ⇒ táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai seî giaím). Khi a quaï låïn ⇒ bäü truyãön cäöng kãönh, caïc nhaïnh âai coï thãø bë rung. Do váûy, cáön phaíi khäúng chãú håüp lyï khoaíng caïch truûc amax vaì amin Våïi âai thang nãn láúy : a0,55(dd)hmin≥++ 1 2 ; a2(dd)max= 1+ 2 , våïi h laì chiãöu cao âai thang. ƒ Khi a caìng nhoí, säú voìng chaûy cuía âai trong/1 giáy tàng lãn ⇒ tuäøi thoü cuía âai giaím xuäúng ⇒ nãn láúy : v/L= 3÷ 5 âäúi våïi âai deût; v/L= 20÷ 30 âäúi våïi âai thang. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 86
7. 8.2.Cå hoüc truyãön âäüng âai 1. Váûn täúc vaì tyí säú truyãön ƒ Goüi v1 vaì v2 laì váûn täúc voìng trãn baïnh dáùn vaì baïnh bë dáùn. πdn πdn v= 11 [m/s] vaì v= 22 [m/s] (8.4) 1 60.1000 2 60.1000 Trong âoï : d1, d2 [mm]; n1, n2 [voìng /phuït]. Do coï hiãûn tæåüng træåüt âaìn häöi giæîa dáy âai vaì baïnh âai, váûn täúc voìng cuía baïnh bë dáùn giaím xuäúng : v2 < v1. Do âoï thãø viãút: v=21 v(1- ξ), ξ âæåüc goüi laì hãû säú træåüt. nd ƒ Suy ra tyí säú truyãön u cuía bäü truyãön âai: u = 12= (8.5) nd(1)21−ξ nd Nãúu boí qua hiãûn tæåüng træåüt : u = 12= (8.6) nd21 2. Læûc taïc duûng trong bäü truyãön âai a) Læûc càng trãn caïc nhaïnh âai ƒ Âãø coï læûc ma saït cáön thiãút giæîa dáy âai vaì baïnh âai ⇒ cáön phaíi màõc âai lãn baïnh âai våïi læûc càng ban âáöu F0 . ƒ Khi truyãön momen xoàõn T1, læûc càng trãn nhaïnh dáùn tàng thaình F1, trãn nhaïnh bë dáùn giaím xuäúng coìn F2 (hçnh 8.16a). ƒ Xeït cán bàòng baïnh âai, ta coï : α1 d1 T112 = (F -F ). 2 nhaïnh dáùn nhaïnh bë dáùn 2T 1 T ⇒ F=12 + F 1 d1 ⇒ F=1t2 F+ F (8.7) 2T baïnh dáùn (1) Våïi F= 1 : âæåüc goüi laì læûc voìng t d 1 F0 ⇒ F1 trãn baïnh dáùn. F0 ⇒ F2 ƒ Giaí sæí âäü tàng læûc càng trãn nhaïnh dáùn Hçnh 8.16a bàòng âäü giaím læûc càng trãn nhaïnh bë dáùn : F-02 F= F- 10 F ⇒ F+12 F= 2F 0 (8.8) ⎧ F F= F+ t ⎪ 102 Tæì (8.7) vaì (8.8) suy ra : ⎨ (8.9) F ⎪F= F − t ⎩⎪ 202 ƒ Màût khaïc, giæîa læûc càng trãn nhaïnh dáùn F1 vaì læûc càng trãn nhaïnh bë dáùn F2 quan hãû theo 22f*α1 cäng thæïc Euler nhæ sau : F1m - q v = (F 2m - q v ).e (8.10) 2 Trong âoï : qm : khäúi læåüng mäüt meït dáy âai; v : váûn täúc daìi cuía âáy âai; Fv = qmv chênh laì læûc càng phuû trãn caïc nhaïnh dáy âai do læûc ly tám khi dáy âai voìng qua baïnh âai gáy ra; α1 : goïc äm trãn baïnh âai dáùn; f* : hãû säú ma saït thay thãú (hãû säú ma saït tæång âæång) giæîa baïnh âai vaì dáy âai. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 87
8. λ F F λ +1 Tæì (8.9) vaì (8.10), suy ra : F= F+ F ; F=t + F; F= t +F (8.11) 1tvλ-1 2vλ-1 0v21λ − våïi : λ= ef*α1 ; e laì cå säú cuía logarêt Neper. b) Læûc taïc duûng trãn truûc baïnh âai Læûc càng trãn caïc baïnh âai truyãön âãún truûc F2 vaì äø truûc. Læûc taïc duûng lãn truûc cuía baïnh âai GG G F0 (hçnh 8.16b) : F=r1 F+ F 2 β α1 22 Fr ⇒ F=r1212 F+ F+β 2FFcos ⎛⎞β ⇒ F2cosr0≈ F ⎜⎟ F ⎝⎠2 1 Hçnh 8.16b ⎛⎞α1 ⇒ F2Fsinr0≈ ⎜⎟ (8.12) ⎝⎠2 Thäng thæåìng læûc taïc duûng Fr lãn truûc låïn hån 2 âãún 3 láön læûc voìng Ft. Âáy laì mäüt nhæåüc âiãøm cuía bäü truyãön âai. 3. ÆÏng suáút trong âai ƒ Dæåïi taïc duûng cuía læûc càng ban âáöu F0, trãn màût càõt ngang cuía âai xuáút hiãûn æïng suáút càng F ban âáöu σ : σ = 0 våïi A : diãûn têch tiãút diãûn dáy âai. 0 0 A ƒ Khi âai laìm viãûc, læûc càng trãn caïc nhaïnh âai laì F1, F2 gáy nãn caïc æïng suáút keïo : ⎧ F λ σ ==1 σ +σ ⎪ 1tvA λ-1 ⎨ (8.13) F σ ⎪σ ==2 t +σ ⎩⎪ 2vA λ-1 F våïi : σ = v æïng suáút do læûc càng phuû F gáy nãn v A V F σ = t æïng suáút coï êch do læûc voìng F gáy nãn. t A t nhaïnh dáùn συ1 > συ2 σ > σ 1 2 T1 O2 O1 σ 2 συ2 nhaïnh bë dáùn Hçnh 8.17 ƒ Ngoaìi ra, trong caïc âoaûn âai voìng qua baïnh âai xuáút hiãûn æïng suáút uäún σu1,σ u2 : Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 88
9. Eh Eh σu1= ; σu2 = våïi h laì chiãöu cao tiãút diãûn âai. d1 d2 Do æïng suáút uäún trong âai khi âai voìng qua baïnh âai tyí lãû nghëch våïi âæåìng kênh baïnh âai d vaì tyí lãû thuáûn våïi chiãöu cao dáy âai h ⇒ âãø haûn chãú æïng suáút uäún khäng nãn duìng âai coï chiãöu cao låïn vaì âæåìng kênh baïnh âai quaï nhoí. ƒ Nhæ váûy æïng suáút täøng taïc duûng trong âai thay âäøi làûp laûi trong mäüt voìng chaûy cuía âai, âaût trë säú nhoí nháút σσmin= 2 trãn nhaïnh bë dáùn vaì trë säú låïn nháút σmax trãn nhaïnh dáùn khi âai vaìo λ tiãúp xuïc våïi baïnh âai nhoí: σ = σσ+ Hay :σ = σσσ+ + max 1 u1 maxλ-1 t v u1 ƒ ÆÏïng suáút thay âäøi laì nguyãn nhán gáy nãn sæû hoíng vç moíi cuía âai. 4. Hiãûn tæåüng træåüt trong bäü truyãön âai a) Træåüt âaìn häöi ƒ Trãn baïnh dáùn (1), âai vaìo tiãúp xuïc våïi baïnh âai taûi A våïi læûc càng F1 ⇒ biãún daûng cuía âai laì λ1, âai råìi khoíi baïnh âai taûi B våïi læûc càng laì F2 ⇒ biãún daûng cuía âai laì λ2 (hçnh 8.18). Do F1 > F2 nãn λ1 > λ2 ⇒ khi âai voìng qua baïnh dáùn, âai bë co laûi, sinh ra sæû træåüt giæîa âai vaì baïnh dáùn, âai chaûy cháûm hån baïnh dáùn. Ngæåüc laûi, trãn baïnh bë dáùn, âai bë daîn dáön ra, âai chaûy nhanh hån baïnh bë dáùn. ƒ Hiãûn tæåüng træåüt trãn âáy laì kãút quaí cuía biãún daûng âaìn häöi khaïc nhau trãn hai nhaïnh âai vaì âæåüc goüi laì træåüt âaìn häöi. ƒ Træåüt âaìn häöi caìng nhiãöu khi chãnh lãûch læûc càng Ft = F1 - F2 caìng låïn, âo âoï muäún truyãön âæåüc læûc voìng, khäng thãø traïnh khoíi træåüt âaìn häöi ⇒ træåüt âaìn häöi khäng thãø khàõc phuûc âæåüc. ƒ Tuy nhiãn, træåüt âaìn häöi khäng xaíy ra trãn toaìn bäü cung äm AB = α1 vaì CD = α2, maì chè xaíy ra trãn cung IB vaì KD (båíi vç, khi måïi vaìo tiãúp xuïc, sæû thay âäøi læûc càng coìn nhoí ⇒ biãún daûng âaìn häöi thay âäøi chæa âaïng kãø, chè sau cung ténh, sæû thay âäøi cuía biãún daûng âaìn häöi måïi roî rãût ⇒ sæû træåüt måïi bàõt âáöu). Cung IB vaì KD goüi laì cung træåüt. Cung AI vaì CK goüi laì cung ténh. ƒ Khi taíi troüng Ft caìng tàng thç cung træåüt caìng låïn, cung ténh caìng giaím. C F0 ⇒ F2 B λ2 K O O1 T1 2 α1 I α2 A λ1 > λ2 F0 ⇒ F1 D Hçnh 8.18 b) Træåüt trån ƒ Khi læûc voìng Ft tàng lãn âãún mæïc Ft låïn hån læûc ma saït Fms sinh ra giæîa âai vaì baïnh âai, tæïc laì khi bäü truyãön bë quaï taíi ⇒ cung træåüt chiãúm toaìn bäü cung äm ⇒ xaíy ra hiãûn tæåüng træåüt trån hoaìn toaìn giæîa dáy âai vaì baïnh âai dáùn : baïnh bë dáùn dæìng laûi, hiãûu suáút cuía bäü truyãön bàòng khäng. ƒ Coï thãø traïnh træåüt trån bàòng caïch cho âai laìm viãûc våïi taíi troüng thêch håüp. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 89
10. ƒ Træåüt âaìn häöi vaì træåüt trån laìm cho tyí säú truyãön cuía bäü truyãön âai khäng äøn âënh, laìm cho âai vaì baïnh âai mau moìn. 5. Khaí nàng keïo, âæåìng cong træåüt vaì âæåìng cong hiãûu suáút ƒ Khaí nàng keïo cuía bäü truyãön âai âàûc træng bàòng læûc voìng Ft (hoàûc momen xoàõn T1). 2(λ -1) Boí qua læûc càng phuû F do læûc ly tám gáy nãn, ta coï : F.F= hay : F2 F=ψ . V t0λ+1 t0 λ −1 F Trong âoï : ψ= = t . ψ âæåüc goüi laì hãû säú keïo ⇒ Khaí nàng keïo cuía bäü truyãön âai λ+12F0 phuû thuäüc vaìo læûc càng ban âáöu F0 vaì hãû säú keïo ψ (tæïc laì vaìo hãû säú ma saït f* giæîa âai vaì baïnh âai vaì goïc äm α1 trãn baïnh âai). ƒ Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xáy dæûng âæåüc âæåìng cong træåüt cho mäúi quan hãû giæîa hãû säú v-v træåüt ξ = 12 vaì hãû säú keïo ψ (hçnh 8.19). v1 Ta tháúy, khi ψ tàng tæì 0 âãún giaï trë ψ0, hãû säú træåüt ξ tàng theo tè lãû báûc nháút, båíi vç biãún daûng luïc naìy tuán theo âënh luáût Huïc, âai chè coï træåüt âaìn häöi Khi ψ tiãúp tuûc tàng, ngoaìi træåüt âaìn häöi coìn coï træåüt trån tæìng pháön (væìa træåüt âaìn häöi, væìa træåüt trån), ξ tàng nhanh. Khi ψ = ψmax , âai bë træåüt trån hoaìn toaìn, ξ tàng lãn vä haûn. ƒ Bàòng thæûc nghiãûm cuîng xáy dæûng âæåüc âæåìng cong quan hãû giæîa hiãûu suáút η vaì hãû säú ξ η keïo ψ, goüi laì âæåìng cong hiãûu suáút (hçnh η 8.19). Trît ÅÍ giai âoaûn âáöu, khi ψ tàng thç η tàng tr¬n theo theo (do cäng suáút máút maït åí caïc äø truûc hoµn toµn giaím tæång âäúi so våïi cäng suáút coï êch). η âaût ξ cæûc âaûi khi ψ = ψ0. Khi ψ > ψ0, hiãûu suáút ψ0 ψmax giaím nhanh (vç xuáút hiãûn máút maït cäng suáút do ψ træåüt trån). Vïng trît ®µn håi Vïng trît ƒ Nhæ váûy, âai laìm viãûc coï låüi nháút khi tr¬n tõng ψ = ψ0, taûi âáy hiãûu suáút låïn nháút vaì khaí nàng Hçnh 8.19 phÇn keïo cuía âai tæång âäúi låïn. ψ0 âæåüc goüi laì khaí nàng keïo tåïi haûn cuía bäü truyãön âai. 8.3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai 1. Chè tiãu tênh toaïn truyãön âäüng âai ƒ Màûc duì âai chæa bë âæït nhæng khäng thãø laìm viãûc âæåüc nãúu taíi troüng taïc duûng væåüt quaï khaí nàng keïo cuía âai æïng våïi hãû säú keïo tåïi haûn ψ0 (khi âoï âai bë træåüt trån tæìng pháön) ⇒ khaí nàng keïo laì chè tiãu chuí yãúu vãö khaí nàng laìm viãûc cuía bäü truyãön âai. σt Chè tiãu naìy âæåüc baío âaím nãúu thoaí maîn : ψ =≤ψ0 ⇒ σt00≤ψσ2 2σ0 ƒ Màût khaïc, do taïc duûng cuía æïng suáút thay âäøi làûp laûi sau mäüt voìng chaûy cuía âai ⇒ âai coï thãø bë hoíng do moíi sau mäüt säú chu kyì laìm viãûc nháút âënh ⇒ bãn caûnh khaí nàng keïo, tuäøi thoü cuîng laì mäüt chè tiãu quan troüng. Chè tiãu naìy âæåüc baío âaím nãúu σt nhoí hån mäüt giaï trë cho pheïp. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 90
11. ƒ Bàòng thæûc nghiãûm, ngæåìi ta xaïc âënh âæåüc trë säú æïng suáút cho pheïp [σt ] âaím baío hai âiãöu kiãûn nãu trãn âãø âai coï thãø laìm viãûc khäng bë træåüt trån (âaím baío khaí nàng keïo) vaì láu bãön (âaím baío âæåüc tuäøi thoü). ƒ Nhæ váûy âai âæåüc tênh toaïn theo âiãöu kiãûn : Ft σσ≤ [ ] våïi: σt =.Kâ tt A Trong âoï : Ft : læûc voìng [N]; A : diãûn têch tiãút diãûn âai [mm2]; σt : æïng suáút coï êch [MPa]; [σt ] : æïng suáút coï êch cho pheïp [MPa]; Kâ : hãû säú taíi troüng âäüng, kãø âãún aính hæåíng cuía taíi troüng âäüng vaì chãú âäü laìm viãûc cuía bäü truyãön (tra baíng trong caïc säø tay thiãút kãú). 2. Tênh toaïn âai deût ƒ Våïi âai deût : A = b.h våïi b vaì h: bãö räüng vaì chiãöu cao cuía âai deût. Læûc voìng : 1000N F = 1 våïi N : cäng suáút trãn baïnh chuí âäüng [kW]; v : váûn täúc âai [m/s] t v 1 ƒ ÆÏng suáút coï êch cho pheïp : σ=σ CCC [ tt] [ ]0 α Vb Trong âoï : + σ : æïng suáút coï êch cho pheïp xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm våïi âiãöu kiãûn ψ=ψ , tyí säú []t 0 0 0 truyãön u = 1 (d1 = d2 vaì α=1 180 ), bäü truyãön nàòm ngang, váûn täúc v = 10m/s, taíi troüng laìm viãûc ãm (khäng coï va âáûp). + Cα : hãû säú kãø âãún goïc äm trãn baïnh âai nhoí (khi goïc äm α1 caìng beï thç khaí nàng keïo cuía bäü truyãön caìng beï). D Cα =− 1 0,033(180 −α1 ) trong âoï : α1 tênh bàòng âäü + CV : hãû säú kãø âãún aính hæåíng cuía váûn täúc voìng (khi váûn täúc voìng caìng låïn, læûc ly tám caìng låïn, khaí nàng keïo cuía bäü truyãön caìng giaím). 2 Cv =1,04-0,0004.v våïi âai vaíi cao su. + Cb : hãû säú kãø âãún aính hæåíng cuía caïch bäú trê bäü truyãön vaì caïch càng âai. D DD Bäü truyãön coï bäü pháûn tæû càng âai : Cb = 1; khi 0 ≤β≤60 ⇒ Cb = 1; khi 60≤β≤ 80 DD ⇒ Cb = 0,9; khi 80<β≤ 90 ⇒ Cb = 0,8. ƒ Thay thãú A, Ft vaì [σt ] , suy ra cäng thæïc xaïc âënh bãö räüng B cuía âai deût : 1000.N .K b ≥ 1d (8.14) σ .h.v.C .C .C []tbv0 α Thäng thæåìng choün h theo d1 sao cho h/d1 khäng quaï låïn, nhàòm traïnh æïng suáút uäún quaï låïn trãn baïnh âai nhoí (hhi h/d1 quaï låïn ⇒ æïng suáút uäún sinh ra trong âai : σu1= hE / d 1 seî quaï låïn). 3. Tênh toaïn truyãön âäüng âai thang Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 91
12. ƒ Goüi z laì säú âai. Tiãút diãûn âai hçnh thang : A = A1.z, trong âoï: A1: diãûn têch mäüt âai, phuû thuäüc vaìo loaûi tiãút diãûn âai, loaûi tiãút diãûn âai thang âæåüc choün theo momen xoàõn T1 taïc duûng lãn baïnh dáùn (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). Ft F.Ktd ƒ Âiãöu kiãûn bãön : σtt= .Kâ ≤[]σ tråí thaình : σtt= ≤ []σ A A.z1 F.K F.v.K N.K ⇒ z ≥ td ⇒ z ≥ td ⇒ z ≥ d (8.15) A.1t[]σ A.v.1t[]σ []N Trong âoï: N : cäng suáút taïc duûng trãn baïnh dáùn [kW] N= N .C .C .C .C []N= A.v.1t []σ : cäng suáút coï êch cho pheïp [kW]: [ ][]0 α uLz N : cäng suáút coï êch cho pheïp xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm cho mäùi loaûi tiãút diãûn âai, æïng [ ]0 våïi d1 xaïc âënh vaì váûn täúc v khaïc nhau, våïi âiãöu kiãûn säú âai z =1, tyí säú truyãön u =1, goïc äm 0 α1 = 180 , chiãöu daìi l0, laìm viãûc khäng coï va âáûp (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). ƒ Vç âiãöu kiãûn laìm viãûc thæûc tãú cuía âai khaïc våïi âiãöu kiãûn thê nghiãûm âãø xaïc âënh N , do [ ]0 âoï cáön hiãûu chènh laûi [N] bàòng caïc hãû säú tæång æïng : Cα : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía goïc äm α1 (khi α1 tàng ⇒ khaí nàng keïo cuía bäü truyãön tàng). Cu : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía tè säú truyãön u (khi u tàng ⇒ d2 tàng, âai êt bë uäún hån khi voìng qua baïnh âai låïn). CL : hãû säú xeït âãún aính hæåíng cuía chiãöu daìi âai L (khi L/L0 tàng ⇒ táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai giaím ⇒ tuäøi thoü bäü truyãön tàng lãn) Cz : hãû säú xeït âãún sæû phán bäú khäng âãöu cuía taíi troüng cho caïc âai (khi z tàng ⇒ taíi troüng caìng phán bäú khäng âãöu trãn caïc âai) ƒ Säú âai z khäng nãn quaï 6 âai, vç khi z caìng låïn taíi troüng caìng phán bäú khäng âäöng âãöu cho caïc âai, âäöng thåìi laìm tàng chiãöu räüng baïnh âai. 8.4. Trçnh tæû thiãút kãú truyãön âäüng âai ƒ Säú liãûu cho træåïc Cäng suáút truyãön låïn nháút N [kW], säú voìng quay trong mäüt phuït n1 cuía baïnh dáùn, tyí säú truyãön u, cäng duûng vaì âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía bäü truyãön, caïch bäú trê bäü truyãön. ƒ Yãu cáöu xaïc âënh Váût liãûu âai (loaûi âai) vaì caïc kêch thæåïc cå baín cuía tiãút diãûn âai, kêch thæåïc cuía baïnh âai, khoaíng caïch truûc a, chiãöu daìi âai L, säú âai Z (våïi âai thang), læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön. 1. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai deût a) Choün loaûi âai theo âiãöu kiãûn laìm viãûc. Khi v < 30m/s, nãn duìng âai vaíi cao su. N1 b) Xaïc âënh d1 theo cäng thæïc kinh nghiãûm : d1 =÷ (1100 1300) 3 . Choün d1 theo trë säú n1 tiãu chuáøn. πdn Kiãøm nghiãûm váûn täúc âai : v2530m/s=≤÷11 . Nãúu v quaï låïn cáön choün d nhoí hån. 60.1000 1 Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 92
13. c) Tênh d=21 u.d(1- ξ) (våïi âai deût bàòng vaíi cao su : ξ = 0,01) Choün d2 theo trë säú tiãu chuáøn. , d1 Tênh laûi säú voìng quay thæûc tãú : n=21 (1- ξ).n d2 , Nãúu n2 sai lãûch nhiãöu so våïi n2 (låïn hån 3÷5%), cáön choün laûi d1 vaì d2. d) Xaïc âënh khoaíng caïch truûc a vaì chiãöu daìi âai L : Coï thãø choün a theo chiãöu daìi täúi thiãøu Lmin : L = Lmin , våïi Lmin tênh theo âiãöu kiãûn âaím baío v säú voìng chaûy cuía âai =÷35 láön/giáy hay L = v/(3÷ 5) Sau âoï, xaïc âënh a theo L . L min min Kiãøm tra âiãöu kiãûn : a ≥ 2(d12 +d ) nhàòm giaím táön säú thay âäøi æïng suáút trong âai coï låüi vãö tuäøi thoü vaì baío âaím α1 khäng quaï nhoí aính hæåíng âãún khaí nàng keïo cuía âai. Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn naìy, láúy a = 2(d12 +d ) vaì tênh laûi L. Âãø näúi âai, cáön tàng L thãm mäüt læåüng 100÷400mm, tuìy theo caïch näúi. D e) Tênh goïc äm α1. Kiãøm nghiãûm âçãöu kiãûn :α≥1 150 (goïc äm quaï nhoí seî laìm giaím khaí nàng taíi cuía bäü truyãön âai). Nãúu khäng thoía maîn âiãöu kiãûn naìy, cáön tàng a hay duìng puli càng âai. f) Xaïc âënh chiãöu cao h vaì bãö räüng b cuía âai deût (choün træåïc chiãöu cao h theo trë säú tiãu chuáøn vaì sau âoï tênh b theo âiãöu kiãûn (8.14), láúy b theo trë säú tiãu chuáøn). g) Tênh bãö räüng B cuía baïnh âai : B = 1,1b + (10÷15)mm. h) Tênh læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön âai theo cäng thæïc (8.12). 2. Trçnh tæû thiãút kãú bäü truyãön âai thang a) Choün loaûi tiãút diãûn âai theo cäng suáút cáön truyãön N1 vaì säú voìng quay n1 (tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy). Coï thãø choün vaìi phæång aïn âãø tênh toaïn vaì cuäúi cuìng quyãút âënh phæång aïn täúi æu. b) Xaïc âënh âæåìng kênh d1 cuía baïnh âai nhoí : tra baíng trong caïc taìi liãûu thiãút kãú chi tiãút maïy tuìy theo loaûi tiãút diãûn âai âæåüc choün seî coï d1min, láúy: d1 = 1,2d1min, d1 theo trë säú tiãu chuáøn. Tênh váûn täúc âai v. Nãúu v > 25m/s nãn duìng d1 nhoí hån. Tênh d2. Láúy d2 theo trë säú tiãu chuáøn. , d1 Kiãøm nghiãûm laûi säú voìng quay thæûc tãú n=21 (1- ξ).n (sai säú khäng âæåüc væåüt quaï 4% so d2 våïi yãu cáöu). c) Xaïc âënh a khoaíng caïch truûc a vaì chiãöu daìi L cuía âai : a âæåüc choün dæûa trãn yãu cáöu vãö kãút cáúu cuía maïy hoàûc dæûa vaìo u vaì d1 âãø tra baíng tçm ra a. Kiãøm tra âiãöu kiãûn : 2(d+d)12≥≥ a 0,55(d+d) 12 + h våïi h laì chiãöu cao cuía âai thang. Tênh L theo a vaì quy troìn L theo tiãu chuáøn, sau âoï tênh chênh xaïc a theo L tiãu chuáøn. D d) Tênh goïc äm α1. Kiãøm nghiãûm âiãöu kiãûn :α1 ≥120 . N.K e) Xaïc âënh säú âai z cáön thiãút: z ≥ d []N Z phaíi laì säú nguyãn vaì khäng nãn quaï 5÷12 âai. f) Tênh bãö räüng B cuía baïnh âai vaì âæåìng kênh ngoaìi cuía baïnh âai. g) Tênh læûc taïc duûng lãn truûc cuía bäü truyãön âai theo cäng thæïc (8.12). Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 93
14. 8.5. Âaïnh giaï bäü truyãön âai ƒ Æu âiãøm + Kãút cáúu âån giaín, giaï thaình haû + Laìm viãûc ãm, khäng äön nhåì âäü deío cuía âai ⇒ thêch håüp våïi váûn täúc v låïn + Coï khaí nàng truyãön âäüng giæîa hai truûc xa nhau + Âãö phoìng âæåüc quaï taíi cho maïy, nhåì âai træåüt trån trãn baïnh âai khi quaï taíi. ƒ Nhæåüc âiãøm + Khuän khäø kêch thæåïc låïn (cuìng âiãöu kiãûn laìm viãûc, âæåìng kênh baïnh âai låïn hån 5 láön âæåìng kênh baïnh ràng) + Tyí säú truyãön u khaïc hàòng säú, do sæû træåüt âaìn häöi khäng traïnh khoíi cuía âai. + Læûc taïc duûng lãn truûc vaì äø låïn, do phaíi càng âai våïi læûc càng ban âáöu F0 (låïn gáúp tæì 2 âãún 3 láön so våïi læûc taïc duûng tæì bäü truyãön baïnh ràng truyãön âãún truûc vaì äø. + Tuäøi thoü âai tháúp (trong khoaíng tæì 1000h âãún 5000h). ƒ Phaûm vi sæí duûng Truyãön âäüng âai âæåüc duìng khi cáön truyãön âäüng giæîa hai truûc caïch nhau khaï xa. Trong hãû truyãön âäüng cå khê, âai thæåìng âàût åí cáúp nhanh (chëu taíi nhoí hån) hay bäú trê saït våïi âäüng cå nhàòm âãö phoìng quaï taíi cho maïy. Truyãön âäüng âai âæåüc sæí duûng âãø truyãön cäng suáút dæåïi 50 kW, váûn täúc tåïi 30m/s. Baìi giaíng Cå såí thiãút kãú maïy - Pháön I - Lã Cung - Bäü män Nguyãn lyï Chi tiãút maïy - Khoa Sæ phaûm kyî thuáût 94