Bài giảng Cơ học máy - Chương 10: Bộ truyền đai - Phan Tấn Tùng

1Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
Chương 10 BỘ TRUYỀN ĐAI
1. Khái niệm chung
Đai thang Đai răng Đai dẹt
Công dụng: bộ truyền đai truyền chuyển động và mômen xoắn giữa 2 trục
khá xa nhau
Phân loại theo vật liệu chế tạo dây đai: Đai vải cao su, đai vải, đai da, đai
len
Phân loại theo hình dáng mặt cắt dây đai: đai dẹt, đai thang, đai tròn, đai
lược
Phân loại theo nguyên lý làm việc: theo nguyên lý ma sát, theo nguyên lý
ăn khớp (đai răng)
2Ưu điểm: 
• Truyền chuyển động cho 2 trục xa nhau (<15m)
• Truyền động êm nên phù hợp với vận tốc cao
• Có tính giảm chấn
• Có khả năng ngăn ngừa quá tải
• Kết cấu và vận hành đơn giản
Nhược điểm: 
• Kích thước cồng kềnh
• Tỉ số truyền không ổn định
• Lực tác động lên trục lớn
• Tuổi thọ thấp
Ngày nay đai thang sử dụng phổ biến nhất do có hệ số ma sát qui đổi lớn
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
3Các kiểu truyền động đai dẹt
• Truyền động bình thường
• Truyền động chéo
• Truyền động nữa chéo
• Truyền động vuông góc
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
4Các phương pháp căng đai
Định kỳ điều chỉnh lực căng: dùng vít căng đai
Tự động điều chỉnh lực căng: dùng lò xo 
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
52. Vật liệu và kết cấu đai
• Vật liệu:
Đai dẹt: Vải cao su, vải, da, len (Bảng 4.1 trang 125)
Đai thang: vải cao su (Bảng 4.3 trang 128)
• Chiều dài dây đai L của đai thang theo tiêu chuẩn trang 128 
•Kết cấu bánh đai:
Đai dẹt Đai thang
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
6Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
73. Thông số hình học
Góc ôm trên bánh dẫn (rad) 
Góc ôm trên bánh dẫn (độ)
Chiều dài dây đai L
Khoảng cách trục a
a
dd 12
1
−−= πα
a
dd 12
1 57180
−−=α
( ) ( )
a
ddddaL
42
2
2
1212 −+++= π
( ) ( )
4
2
8
22
2
12
2
2121 ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +−+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +−
=
ddddLddL
a
ππ
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
84. Vận tốc và tỉ số truyền
Vận tốc dài trên bánh dẫn
Vận tốc dài trên bánh bị dẫn
Tỉ số truyền
Nếu bỏ qua hiện tượng trượt
4
11
1 10.6
ndv π=
4
22
2 10.6
ndv π=
( )ξ−== 11
2
2
1
d
d
n
nu
1
2
2
1
d
d
n
nu ≈=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
95. Lực và ứng suất trong bộ truyền đai
5.1 Lực
F0: lực căng ban đầu
F1: lực trên nhánh căng
F2: lực trên nhánh chùng
Ft: lực vòng
Fv: lực căng phụ do lực quán tính ly tâm
00 .σAF =
201
tFFF +=
202
tFFF −=
1
12
d
TFt =
2vqF mv =
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
10
Công thức Euler với α là góc trượt
Nếu bỏ qua lực căng phụ
hệ số ma sát qui đổi
đai dẹt đai thang
γ: góc chêm đai (≈ 400)
Điều kiện tránh trượt trơn
Lực vòng Lực căng đai
α'
2
1 f
v
v e
FF
FF =−
−
α'
2
1 fe
F
F =
1
1)(2 '
'
0 +
−−= α
α
f
f
vt
e
eFFF vf
f
t F
e
eF
F +
−
+=
)1(2
)1(
'
'
0 α
α
ff ='
2
sin
'
γ
ff =
1αα ≤
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
11
5.2 Ứng suất
Ứng suất căng ban đầu
Ứng suất trên nhánh căng
Ứng suất trên nhánh chùng
Ứng suất có ích
Ứng suất căng phụ
Ứng suất uốn vì nên
A
F0
0 =σ
2
2
0
0
1
1
t
t
A
F
F
A
F σσσ +=
+
==
2
2
0
0
2
2
t
t
A
F
F
A
F σσσ −=
−
==
A
Ft
t =σ
62 10. −== v
A
Fv
v ρσ
E
d
EF
δεσ == 21 dd 
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
12
Biểu đồ ứng suất của dây đai
Nhận xét:
• ứng suất trong dây đai thay đổi theo chu kỳ
•
•
vF σσσσ ++= 11max
vσσσ += 2min
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
13
5.3 Lực tác động lên trục
Lực tác động lên trục
Trường hợp không có bộ phận căng đai
6. Đường cong trượt và hiệu suất
6.1 Hiện tương trượt
Các hiện tượng trượt trong bộ truyền đai
Trượt hình học: phụ thuộc hình dáng hình học mặt cắt dây đai. Đai dẹt
không có trượt hinh học, đai thang có trượt hình học. Vì giá trị bé nên
trong tính toán được bỏ qua.
Trượt đàn hồi: do bản chất đàn hồi của vật liệu chế tạo dây đai. Vì giá trị
không lớn ( thường từ 0.01 ~ 0.03) nên chấp nhận. Hậu quả là tỉ số truyền
phụ thuộc tải trọng truyền.
Trượt trơn: do bộ truyền bị quá tải. Bánh dẫn quay trong khi bánh bi dẫn
dứng yên. Bộ truyền không làm việc được. Khi thiết kế phải tránh trượt
trơn.
2
sin2 10
αFFr ≈
2
sin3 10
αFFr ≈
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
14
6.2 Đường cong trượt và hiệu suất
Điều kiện thí nghiệm
- Tỉ số truyền u = 1
- Vận tốc đai v = 10 m/s
- Tải trọng tĩnh
- Đặt nằm ngang
Đặt
Hệ số trượt
Hệ số kéo
Hiệu suất thông thường
%
1
21
v
vv −=ξ
02F
Ft=ϕ
1
2
P
P=η 96.0~95.0=η
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
15
Nhận xét:
- Khi chỉ có trượt đàn hồi
- Khi có trượt đàn hồi và trượt trơn
-Khi trượt trơn toàn phần
-Để tránh trượt trơn
0ϕϕ ≤
max0 ϕϕϕ <<
maxϕϕ ≥
0ϕϕ ≤
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
16
7. Tính bộ truyền đai
7.1 Dạng hỏng và chỉ tiêu tính
• Trượt trơn do quá tải→tính đai theo khả năng kéo
• Đứt đai do mõi→ tính đai theo tuổi thọ
7.2 Tính đai theo khả năng kéo
Điều kiện tránh trượt trơn
Đai dẹt
Ứng suất có ích với tra bảng 4.7
Hệ số tải trọng tính (trang 147)
Bề rộng dây đai
(làm tròn theo tiêu chuẩn trang 125)
0ϕϕ ≤
[ ]tv
Pb σδ
11000≥
[ ] [ ] Cttt 0σσσ =≤
0CCCCC vr α=
0][ tσ
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
17
1.651.61.551.51.471.421.371.31.21.05LEN
1.951.91.91.851.81.721.671.61.51.35SỢI BÔNG
2.62.52.42.32.232.152.041.91.71.4DA
2.42.372.332.32.282.252.212.172.1VẢI CAO SU
100756050454035302520
d1/δLoại
đai
BẢNG 4.7 LỰA CHỌN GIÁ TRỊ [σt]0
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
18
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
19
Đai thang
Ứng suất có ích
Số dây đai
Công suất cho phép
Hệ số hiệu chỉnh
(trang 151)
Cộng suất cho phép [P0] xem
Hình 4.21
[ ]ttt AZ
F σσ ==
.
[ ] ][
1000 11
P
P
vA
Pz
t
=≥ σ
CPP ][][ 0=
Lzuvr CCCCCCC α=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
20
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
21
7.3 Tính đai theo tuổi thọ
Tuổi thọ dây đai
đai dẹt m=5 đai thang m=8
Số vòng chạy trong 1 giây
Với đai dẹt [i] = 5 đai thang [i] = 10
i
L
m
r
h ××
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
=
36002
107
maxσ
σ
][i
L
vi <=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
22
8. Trình tự thiết kế bộ truyền đai
8.1 Thiết kế đai dẹt
Thông số ban đầu: cộng suất P1 (kW), số vòng quay n1 (vg/ph), tỉ số
truyền u, điều kiện làm việc. 
1. Chọn vật liệu dây đai và bề dầy dây đai (bảng 4.1)
2. Xác định đường kính bánh đai nhỏ (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn –
trang 148)
3. Tính vận tốc v1
4. Chọn hệ số trượt ξ và tính d2 (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn – trang
148). Tính chính xác u. 
3
1
1
1 )13001100( n
Pd ÷=
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
23
5. Xác định khoảng cách trục a
Xác định a theo kết cấu hoặc theo Lmin
Trường hợp không có bánh căng đai
Trường hợp có bánh căng đai
Trường hợp không có bánh căng đai
Trường hợp có bánh căng đai
( )212 dda +≥
( )21 dda +≥
53min ÷=
vL
108min ÷=
vL
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
24
6. Tính L theo a
7. Kiểm tra số vòng chạy trong 1 giây I
8. Tính góc ôm đai
9. Chọn chiều dầy dây đai theo điều kiện
Đối với đai da
Đối với đai vải cao su thường chọn
10. Tra bảng và tính hệ số hiệu chỉnh C
11. Tính bề rộng dây đai b và làm tròn theo tiêu chuẩn
12.Chọn bề rộng bánh đai
13. Xác định lực tác động lên trục
1α
251 ≥δ
d
301 ≥δ
d 401 =δ
d
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
25
8.2 Thiết kế đai thang
Thông số ban đầu: cộng suất P1 (kW), số vòng quay n1 (vg/ph), tỉ số
truyền u, điều kiện làm việc. 
1. Chọn mặt cắt dây đai
2. Tính đường kính bánh đai nhỏ d1=1.2dmin với dmin tra bảng 4.3. Chọn
theo tiêu chuẩn trang 153.
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng
26
3. Chọn hệ số trượt ξ và tính d2 (làm tròn theo dãy số tiêu chuẩn – trang
153). Tính chính xác u.
4. Xác định khoảng cách trục a theo kết cấu hoặc bảng (trang 153)
5. Tính góc ôm đai
6.Tính số dây đai Z
7. Chọn bề rộng bánh đai
8. Xác định lực tác động lên trục
HẾT CHƯƠNG 10
Cơ học máy TS Phan Tấn Tùng