các bộ truyền bảo vệ đồ án

I BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG : Truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động hay biến đổi chuyển động nhờ sự ăn khớp giữa các răng trên bánh răng hay thanh rang.. 1 Nguyên lý làm việc: -

I BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG :

Truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động hay biến đổi chuyển động nhờ

sự ăn khớp giữa các răng trên bánh răng hay thanh rang

1 Nguyên lý làm việc:

- Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh

răng có thể tóm tắt như sau: truc I quay với số n1 vòng quay n1, thông qua mối ghép then làm cho

răng của bánh 2, đẩy răng bánh 2 chuyển động,

làm bánh 2 quay, nhờ mối ghép then truc II n2

quay với số vòng quay n2

Hoặc truyền lực: Lực vòng 𝐹𝑡

Lực dọc 𝐹𝑎

Lực hướng tâm 𝐹𝑟

- Nguyên nhân:

+ Dùng để thay đổi tốc độ động cơ (n1) chuẩn  cho ra tốc độ theo yêu cầu người sử dụng (n2) n1 # n2

+ Truyền trung gian nhằm giảm tốc độ và tang momen

* Khác momen và khác tải trọng

* Chế độ an toàn trong quá trình làm việc ( thời gian quá độ)

* Nhu cầu làm việc của máy

* Cần truyền chuyển động từ 1 động cơ sang nhiều động cơ; cơ cấu khác nhau của máy

2 Phân loại :

- Dựa vào vị trí 2 trục đở bánh răng: trục song song: *Răng thẳng

*Răng nghiên *Răng chữ V -Dựa vào 2 trục đở bánh răng giao nhau : trụ giao nhau : *Bánh răng nón răng thằng

*Bánh răng nón cung tròn -Theo hình dạng răng: *Thân khai

*Xicloit

- Truyền chuyển động giữa 2 trục chéo nhau: *Bộ truyền bánh răng trụ chéo

*Bộ truyền bánh răng nón chéo *Bộ truyền trục vít

3 Kết cấu:

Bánh răng liền trục (dựa vào d và s để tính toán)

Bánh răng rời trục

4 Thông số kích thước:

- Đường kính vòng chia d1 va d2, mm Có quan hệ d1 = m.z1, d2 = m.z2

- Đường kính vòng bánh răng da1 va da2, mm

- Đường kính vòng tròn chân răng df1 va df2, mm

- Chiều cao răng h, mm Có quan hệ h = (2 ha * + C * ).m = (d a - d f ) / 2

- Chiều rộng bánh răng Bw1 = Bw2

(Thông thường Bw1 = Bw2 cộng hoặc trừ 2mm)

- Góc profin răng: α = 200 ( VN ); α = 250 ( Mỹ )

- Góc ăn khớp αw, độ Là góc làm bởi đư ờ ng tiếp tuyến chung của hai vòng lăn

Với đường ăn khớp Nếu xt = x1 + x2 = 0, thì αw = α

- Đường kính vòng tròn lăn dw1 va dw2, mm Có quan hệ dw1 = d1.cosα/cosαw

- Hệ số trùng khớp ( số cặp bánh răng ăn khớp ) : 1 < ε < 2

* Thông số hình thành trong quá trình chế tạo

Bước răng P

Modum trên vòng chia m= P/π

Hệ số dịch chỉnh khi cắt răng x=δ/m với δ: khoảng dịch dao

Z1 và Z2 : số răng

Tỉ số truyền : U = Z1/ Z2 = d2/ d1= n1/ n2

* Thông số bánh răng nghiên

Mặt phẳng ngang : chứa đường tâm trục góc nghiên β ( đường răng và đường trục ) Tan β= P / π.d

Nghiên bình thường : 80 < β < 150

Nghiên chữ V hoặc tương đương : 280 < β < 400

Góc nghiên tương ứng với các mặt trụ khác

Mặt cắt ghép : mặt cắt vuông góc với mặt răng:

Pn= P cos β ( Pn < P )

mn= m cos β ( mn < m )

tan 𝛼n= tan α Cos β với α = 200

5 Các dạng hỏng:

- Gáy ràng banh ràng, mät hoàc vai ràng tach råi khoi banh ràng Gáy ràng la dang hong nguy hiãm nhát, bä truyãn khäng tiãp tuc lam viãc âæåc næa va con gáy nguy hiãm cho cac chi tiãt may lán cán

Gáy ràng co thã do qua tai, hoàc do bë moi, khi æng suát uän trãn tiãt diãn chán ràng væåt qua gia trë cho phep

- Troc rä màt ràng, trãn màt ràng co nhæng lä nho va sáu, lam hong màt ràng, bä truyãn lam viãc khäng tät næa Troc rä thæång xay ra å nhæng bä truyãn co âä ràn màt ràng cao, æng suát tiãp xuc khäng lån làm va âæåc bäi trån âáy âu Nguyãn nhán: do æng suát tiãp xuc thay âäi, màt ràng bë moi, xuát hiãn cac vãt næt trãn bã màt Vãt næt lån dán lãn, âãn mät mæc nao âo se lam troc ra mät manh kim loai, âã lai vãt lom

- Mon ràng, å phêa chán ràng va âènh ràng co træåt biãn dang, nãn ràng bë mai mon Mon lam yãu chán ràng va lam nhon ràng Mon thæång xay ra å nhæng bä truyãn co æng suát tiãp xuc trung bçnh va bäi trån khäng âáy âu

- Dênh xæåc màt ràng, trãn bã màt ràng co dênh cac máu kim loai, kem theo nhæng vãt xæåc Dênh xæåc lam màt ràng bë hong, bä truyãn lam viãc khäng tät næa Dênh xæåc thæång xay ra å cac bä truyãn co âä ràn màt ràng tháp, æng suát lån, va ván täc lam viãc cao

Nguyên nhân: do ưng suât lơn va nhiêt đô cao lam vât liêu tai chô tiêp xuc đat đên trang thai chay deo Kim loai bị bưt ra dính lên măt răng đôi diên, tao thanh cac vâu Cac vâu nay cao xươc măt răng trong nhưng lân vao ăn khơp tiêp theo

Cư như thê măt răng bị pha hong

- Biên dang măt răng, trên banh răng dân co ranh ơ phía giưa, con trên banh răng bị dân co gơ ơ phía giưa răng, dang răng bị thay đôi, bô truyên ăn khơp không tôt nưa Dang hong nay thương xuât hiên ơ cac bô truyên co đô răn măt rang thâp, ưng suât tiêp xuc lơn, va vân tôc lam viêc thâp

Nguyên nhân: do ưng suât lơn, lưu lai trên măt răng lâu, lơp măt răng mêm ra, kim loai bị xô đây tư chô no sang chô kia Do chiêu cua lưc ma sat, trên răng banh dân kim loai bị đây vê phía chân răng va đỉnh răng, con trên banh bị dân kim loai dôn vê phía giưa răng

- Bong măt răng, co nhưng vây kim loai tach ra khoi bê măt răng, tao nên những vêt lom nông va rông Bong măt răng lam thay đôi biên dang răng, giam chât lương bê măt, bô truyên lam viêc không tôt nưa Dang hong nay thương co ơ nhưng bô truyên măt răng đươc tôi, sau khi thâm nitơ, thâm than

Nguyên nhân: do nhiêt luyên va hoa nhiêt luyên không tôt, tô chưc kim loai trên măt răng bị pha hong, kem bên vưng Dươi tac dung cua ưng suât lơn va thay đôi, môt lơp mong kim loai đa bị tach khoi măt răng

II BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT :

1 Giới thiệu

Bộ truyền trục vít bao gồm trục vít và bánh vít, được dùng để truyền chuyển động

và tải trong giữa hai trục chéo nhau nhờ sự ăn khớp của các ren trên trục vít với các răng trên bánh vít Thông thường góc chéo nhau giữa hai trục bằng ∑ = 900,

trục vít là trục dẫn, bánh vít là bánh bị dẫn

2 Phân loại

Có cấu tạo như một trục trên đo có nhiều vòng ren Có nhiều loại trục vít như trục vít trụ, trục vít lõm hay trục vít glôbôit, tuy nhiên trục vít trụ dùng rộng rãi hơn cả

Trục vít ác-si-met: Trong mặt cắt dọc chữa đường tâm trục vít ⇒ cạnh răng là

đoạn thẳng Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường xoắn ốc ácsimet

Có thể cắt ren trên máy tiện thông thường

Trục vít kôn-vô-lut: Trong mặt cắt pháp tuyến với đường ren ⇒ cạnh răng là

đoạn thẳng Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường kônvô-lut Cũng

có thể tiện ren trên máy tiện thông thường

Trục vít thân khai: Trong mặt cắt tiếp xúc với mặt trụ cơ sở ⇒ cạnh răng là đoạn

thẳng Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai

3 Thông số hình học :

-Trong mặt cắt vuông góc với trục của bánh vít và chứa đường tâm trục vít ⇒ trục vít có prôfin răng hình thang, giống như thanh răng

- Góc prô-fin răng: α = 200 (hình 5.4)

- Modun dọc của trục vít: m =p/ π với p: bước dọc của trục vít Giá trị của m được chọn theo dãy số tiêu chuẩn: m = 1; 1,25; (1,5); 1,6; 2; 2,5; (3); (3,5); 4; 5;

(6); 6,3;(7); 8; 10; 12,5; 16; (18); 20; 25

- Hệ số đường kính q: q = d1/m

- Đường kính mặt trụ chia của trục vít: d1= q.m

- Đường kính mặt trụ lăn: d w1 = (q+2x)m Trong đó: x: hệ số dịch dao khi cắt bánh vít

- Số ren (số mỗi ren) của trục vít: Z1 = 1; 2; 4 - Góc xoắn vít trên mặt trụ chia γ

Với: px là bước của đường xoắn vít (bước xoắn); p là bước dọc của trục vít: px

= Z1.p Thông thường lấy: γ = 5÷200

- Góc xoắn vít trên mặt trục lăn γw: Suy luận tương tự như tgγ, ta có:

- Đường kính mặt trụ đỉnh, mặt trụ chân ren

với: h' = 1, h'' = 1,25

- Chiều dài phần cắt ren trên trục vít b1: được lấy theo điều kiện ăn khớp cùng một lúc với nhiều răng bánh vít nhất

* Bánh Vít:

- Góc nghiêng β của răng trên bánh vít: β = γ

- Modun ngang mS của bánh vít: modun đo trên mặt trụ chia của bánh vít trong mặt cắt vuông góc với trục của bánh vít và chữa đường tâm trục vít Modun ngang

mS của bánh vít cũng chính bằng modun dọc m của trục vít

- Số răng bánh vít: Z2

- Đường kính mặt trụ chia d2, mặt trụ lăn dw2: đường kính mặt trụ đỉnh và mặt

trụ chân

- Đường kính lớn nhất của bánh vít:

,

với 2δ: góc tiếp xúc giữa ren trục vít và răng bánh vít (hình 5.7) Thường lấy: 2δ = 1000

- Bề rộng b2 của bánh vít (lấy theo điều kiện đảm bảo góc tiếp xúc 2δ)

4 Vận tốc và tỉ số truyền:

Vận tốc

Vận tốc vòng :V1 và V2

Vận tốc trượt tại P:

Như vậy khi bộ truyền làm việc, ren trục vít trượt dọc trên răng bánh vít

Vt luôn lớn hơn vận tốc vòng V1

Tỉ số truyền:

5 Các dạng hỏng:

Dính

- Đặc biệt nguy hiểm khi bánh vít làm bằng vật liệu tương đối rắn (như đồng thanh không thiếc, gang )

- Khi bánh vít làm bằng vật liệu tương đối rắn, hiện tượng dính đặc biệt nguy hiểm bởi vậy dưới tác dùng của tải trọng và vận tốc lớn, các hạt kim loại ở

răng bánh vít bị đứt ra, dính chặt vào mặt ren trục vít, làm mặt ren trục vít bị sần sùi, khi tiếp xúc với bánh vít, ren trục vít sẽ mai mòn nhanh răng bánh vít

- Với vật liệu bánh vít mềm hơn (như đồng thanh thiếc), kim loại bị đứt ra thành từng lớp mòng, quết dần lên bề mặt ren trục vít, mà không làm cho mặt ren trục vít bị sần sùi ⇒ hiện tượng dính ít nguy hiểm hơn

Mòn

- Thường xảy ra ở răng bánh vít, do răng bánh vít làm bằng vật liệu có cơ tính thấp hơn

- Mòn càng nhanh khi lắp ghép không chính xác, dầu bôi trơn có lẫn cặn bẩn, bề mặt trục vít không đủ nhẵn, hoặc khi đóng mỡ máy luôn (lúc này điều kiện bôi trơn không tốt)

- Mòn làm giảm thời hạn làm việc của bộ truyền

- Răng bị mòn nhiều sẽ bị gãy

Tróc rỗ bề mặt răng

Xảy ra chủ yếu ở các bánh vít làm bằng đồng thanh thiếc có độ bền chống dính

cao

III TRUYỀN ĐỘNG ĐAI :

1 Khái niệm chung

- Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song và quay cùng chiều, trong một số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa các trục song song quay ngược chiều - truyền động đai chéo, hoặc truyền giữa hai trục

chéo nhau - truyền động đai nửa chéo

- Để có lực ma sát, cần có lực căn ban đầu Fo :

*Bánh đai chủ động 1

*Bánh đai bị động 2

*Dây đai

2 Phân loại:

Đai dẹt, hay còn gọi là đai phẳng

- Tiết diện đai là hình chữ nhật hẹp, bánh đai hình trụ tròn, đường sinh thẳng hoặc hình tang trống, bề mặt làm việc là mặt rộng của đai

- Kích thước b và h của tiết diện đai được tiêu chuẩn hóa Giá trị chiều dày h thường dùng là 3 ; 4,5 ; 6 ; 7,5 mm Giá trị chiều rộng b thường dùng 20 ; 25 ; 32

40 ; 50 ; 63; 71 ; 80 ; 90 ; 100 ; mm

- Vật liệu chế tạo đai dẹt là: da, sợi bông, sợi len, sợi tổng hợp, vải cao su Trong đó đai vải cao su được dùng rộng rãi nhất

- Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su sunfua hóa Các lớp vải chịu tải trọng, cao su dùng để liên kết, bảo vệ các lớp vải, và tăng hệ số ma sát với bánh đai.Đai vải cao su được chế tạo thành cuộn, người thiết kế cắt đủ chiều dài cần thiết và nối thành vòng kín Đai được nối bằng cách may, hoặc dùng bu lông kẹp chặt Đai sợi tổng hợp được chế tạo thành vòng kín, do đó chiều dài của đai cũng được tiêu chuẩn hóa

Đai thang

- Tiết diện đai hình thang, bánh đai có rãnh hình thang, thường dùng nhiều dây đai trong một bộ truyền

Vật liệu chế tạo đai thang là vải cao su Gồm lớp sợi xếp hoặc lớp sợi bện chịu kéo, lớp vải bọc quanh phía ngoài đai, lớp cao su chịu nén và tăng ma sát Đai thang làm việc theo hai mặt bên

- Hình dạng và diện tích tiết diện đai thang được tiêu chuẩn hóa TCVN

2332-78 quy định 6 loại đai thang thường Z, O, A, B, C, D TCVN 3210-79 quy định 3 loại đai thang hẹp SPZ, SPA, SPB

- Đai thang được chế tạo thành vòng kín, chiều dài đai cũng được tiêu chuẩn hóa Bộ truyền đai thang thường dùng có chiều dài: 400, 450, 500, 560, 630, 710,

800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150,

3550, 4000, 4500, 5000, mm

Đai tròn

- Tiết diện đai hình tròn, bánh đai có rãnh hình tròn tương ứng chứa dây đai Đai tròn thường dùng để truyền công suất nhỏ

- Đai hình lược, là trường hợp đặc biệt của bộ truyền đai thang Các đai được làm liền nhau như răng lược Mỗi răng làm việc như một đai thang Số răng thường dùng 2÷20, tối đa là 50 răng Tiết diện răng được tiêu chuẩn hóa

Đai hình lược

- Cũng chế tạo thành vòng kín, trị số tiêu chuẩn của chiều dài tương tự như đai thang

Đai răng

- Là một dạng biến thể của bộ truyền đai Dây đai có hình dạng gần giống như thanh răng, bánh đai có răng gần giống như bánh răng Bộ truyền đai răng làm việc theo nguyên tắc ăn khớp là chính, ma sát là phụ, lực căng trên đai khá nhỏ

- Cấu tạo của đai răng bao gồm các sợi thép bện chịu tải, nền và răng bằng cao

su hoặc chất dẻo

- Thông số cơ bản của đai răng là mô đun m, mô đun được tiêu chuẩn hóa, gía trị tiêu chuẩn của m: 1 ; 1,5 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 7 ; 10 mm

- Dây đai răng được chế tạo thành vòng kín Giá trị tiêu chuẩn của chiều dài đai tương tự như đai hình thang

- Trên thực tế, bộ truyền đai dẹt và đai thang được dùng nhiều hơn cả

3 Thông số hình học:

- Đường kính tính toán của bánh đai dẫn d1, của bánh bị dẫn d2

- Góc ôm của dây đai trên bánh dẫn α1, trên bánh bị dẫn α2

Đai dẹt : α1 ≥ 1500

Đai thang: α1 ≥ 1200  tải trọng lớn d1 < d2 ( băng tải )

d1 = d2 : α1 ≥ 1800

β + α1 =1800 ( với β là góc nghiên chênh lệch giữa 2 đai )

 α1 = 𝜋 – (d1 - d2)/a

amin > 1,2 (d1 + d2)

đảm bảo α1 > 1500

amax ≤ 2 (d1 + d2)

Vận tốc và tỉ số truyền

- Gọi v1 và v2 là vận tốc vòng trên bánh dẫn và bánh bị dẫn

Trong đó: d1, d2 [mm]; n1, n2 [vòng /phút]

- Do có hiện tượng trượt đàn hồi giữa dây đai và bánh đai, vận tốc vòng của bánh

bị dẫn giảm xuống: v2 < v1

- Do đó thể việt: v2 = v1 (1- ξ), ξ được gọi là hệ số trượt

- Suy ra tỷ số truyền u của bộ truyền đai:

- Nếu bỏ qua hiện tượng trượt:

Trượt trơn: đai vòng bánh 1 và bánh 2

σu1 = E.h/d1 σu2 = E.h/d2

σmax = σ1 + σu1; σmin = σ2

Vì bánh 1 bé hơn bánh 2 → σu1 > σu2

Trượt đàn hổi:

Đường cong trượt – đường cong hiệu suất

Khi hệ số kéo thay đổi từ 0 đến ψ0, lúc này trong bộ truyền chỉ có trượt đàn hồi,

hệ số trượt tăng, đồng thời hiệu suất η cũng tăng

Khi ψ biến thiên từ ψ0 đến ψmax hệ số trượt tăng nhanh, lúc này trong bộ truyền đai có trượt trơn từng phần, hiệu suất của bộ truyền giảm rất nhanh

Khi ψ = ψmax bộ truyền trượt trơn hoàn toàn, hiệu suất bằng 0, còn hệ số trượt bằng

1

Tại giá trị ψ = ψ0 bộ truyền có hiệu suất cao nhất, mà vẫn chưa có hiện tượng trượt trơn từng phần Lúc này bộ truyền đã sử dụng hết khả năng kéo Đây là trạng thái làm việc tốt nhất của bộ truyền Giá trị ψ0 gọi là hệ số kéo tới hạn của

bộ truyền Khi tính thiết kế bộ truyền đai, cố gắng để bộ truyền làm việc trong vùng bên trái sát với đường ψ = ψ0

4 Chỉ tiêu tính toán:

Liên quan đến khả năng kéo: ψ = σt/ 2 σ0 ≤ [ψ0]

Tuổi thọ : u ≤ [u]

Ứng suất : σt ≤ [σt]  σt ≤ 2 σ0 ψ0

σt