Bài giảng Chi tiết máy - Chương 3: Truyền dẫn cơ khí trong máy

đổi được, quay thành tịnh tiến).  Có thể phân loại hệ thống truyền động theo nhiều cách: -Theo cơ cấu được sử dụng: đai, xích, bánh răng, -Theo khả năng thay đổi tỉ số truyền: hộp tốc độ (để thay đổi số vòng quay n), hộp giảm tốc, hộp tăng tốc. - Theo tính chất thay đổi tỉ số truyền: vô cấp, phân cấp, - Theo công dụng: hộp tốc độ (hộp số, hộp trục chính), hộp xe dao, hộp phân độ, hộp di chuyển nhanh. - Theo khả năng che chắn: hộp kín, hộp hở. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy  Phân phối tỷ số truyền và hiệu suất các bộ truyền: Các thông số đầu tiên khi tính toán truyền dẫn trong máy là: công suất P trên trục công tác (có thể là lực vòng Ft hoặc mômen xoắn T), số vòng quay trên trục công tác n.... Tỷ số truyền chung của hệ thống truyền động: ; trong đó ndc là số vòng quay của trục động cơ. Tỷ số truyền chung bằng tích của các tỷ số truyền của bộ truyền các cấp: u = ud .ux .ubr .utv... trong đó ud, ux, ubr, utv... là tỷ số truyền của các bộ truyền đai, xích, bánh răng Công suất P trên trục công tác xác định theo mômen xoắn T (Nmm) như sau: trong đó: v - vận tốc vòng, m/s; n - số vòng quay trong một phút, vg/ph; ω- vận tốc gĩc, rad/s. Công suất cần thiết động cơ điện: ; trong đó ηch là hiệu suất chung cho cả hệ thống xác định theo công thức sau: ηch = η1η2 η3η4... với η1,η2,η3,η4... là hiệu suất của các bộ truyền và chi tiết trong hệ thống Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.2 Hộp giảm tốc Hộp giảm tốc là một hệ thống bánh răng dùng để giảm tốc độ quay và truyền công suất từ động cơ đến bộ phận công tác. Ưu điểm: hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ cao; thuận tiện, đơn giản khi sử dụng.  Hộp giảm tốc có thể phận loại theo các đặc điểm: Loại truyền động: hộp giảm tốc bánh răng trụ, bánh răng nón, trục vít-bánh vít. Số cấp: hộp giảm tốc một cấp, hai cấp, ba cấp, Vị trí tương đối giữa các trục trong không gian: hộp giảm tốc nằm ngang, thẳng đứng. Dạng sơ đồ động: hộp giảm tốc khai triển, hộp giảm tốc đồng trục, hộp giảm tốc có cấp phân đôi. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.3 Các bộ truyền cĩ chi tiết trung gian Để truyền công suất và chuyển động từ nguồn (động cơ) đến bộ phận công tác, ta còn sử dụng các bộ truyền có chi tiết trung gian như bộ truyền đai và bộ truyền xích.  Các bộ truyền ngoài thực hiện các chức năng sau: - Đảm bảo truyền động giữa các trục xa nhau, khoảng cách trục không cần chính xác. - Đảm bảo tỷ số truyền từ động cơ đến bộ phận công tác mà hộp giảm tốc không đảm bảo được (vì tỷ số truyền hộp giảm tốc có giá trị tiêu chuẩn). - Đề phòng quá tải. Giảm rung động từ nguồn truyền công suất vào hệ thống truyền động và bộ phận công tác. Thông thường, bộ truyền đai bố trí giữa hộp giảm tốc và động cơ, bộ truyền xích bố trí giữa hộp giảm tốc và bộ phận công tác. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.4 Hộp tốc độ Hộp tốc độ dùng để thay đổi tốc độ trong các máy. 1. Bộ truyền dây đai: Bộ truyền đai dẹt với puli thay thế như hình (a) hay puli nhiều bậc như hình (b). 2. Bánh răng thay thế: Số bánh răng thay thế có thể là hai như sơ đồ (c) và có thể là bốn như sơ đồ (d) để thay đổi tỉ số truyền từ trục I sang trục II. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.4 Hộp tốc độ 3. Bánh răng nhiều bậc di trượt: Khối bánh răng z6, z8, z10 (hình bên) di trượt trên trục I và tùy vào vị trí sẽ ăn khớp lần lượt với các bánh răng z5, z7, z9. Tại mỗi vị trí, ta nhận được tỷ số truyền khác nhau. Tương tự, khối bánh răng z1, z3 di trượt trên trục II ăn khớp với bánh răng z2 hoặc z4 của trục III. 4. Bánh răng kết hợp với ly hợp: Kết hợp bánh răng với ly hợp vấu, ly hợp ma sát hay ly hợp điện từ. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.4 Hộp tốc độ 5. Cơ cấu then kéo: Khối bánh răng có số răng z1, z3, z5, z7 lắp cố định trên trục 1, ăn khớp với các bánh răng z2, z4, z6, z8 của khối bánh răng thứ hai lắp lồng không trên trục 3 (hình bên). Tùy vào vị trí của then kéo 4, ta xác định cặp bánh răng nào của hai khối ăn khớp với nhau. Tương ứng với mỗi vị trí của then kéo, ta có tỷ số truyền khác nhau. 6. Cơ cấu Mean: Gồm ba trục và các khối bánh răng có hai bánh răng như nhau z1, z2 lắp trên hai trục I và II (hình bên). Chuyển động và mômen xoắn truyền từ trục II sang III nhờ vào bánh răng trung gian z0. Tùy theo vị trí 1, 2, 3,... 8 của bánh răng trung gian, ta có các tỷ số truyền khác nhau. Dãy tỉ số truyền từ i1 – i8 lập thành một cấp số nhân với công bội là q= z2/z1. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.4 Hộp tốc độ 7. Cơ cấu Norton: Gồm một khối bánh răng hình tháp lắp chặt lên trục I. Truyền động từ trục I sang trục II nhờ bánh răng di trượt z0 trên trục II và có thể ăn khớp với bất kỳ bánh răng nào của hình tháp nhờ vào bánh răng trung gian z0’. Trục I của cơ cấu norton có thể là trục chủ động hoặc bị động. Số bánh răng trên trục I thường là 4÷6, có thể lớn hơn nhưng không được vượt quá 12. 8. Cơ cấu đảo chiều: Có thể đảo chiều bằng các cơ cấu cơ khí: - Cơ cấu đai truyền; - Cơ cấu bánh răng di trượt cùng với ly hợp; - Đầu đảo chiều (chạc đầu ngựa); - Cơ cấu bánh răng nón và ly hợp Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.5 Truyền động vơ cấp Cơ cấu truyền dẫn vô cấp (còn gọi là biến tốc) là cơ cấu dùng để thay đổi một cách liên tục tốc độ quay của trục bị động khi tốc độ quay của trục dẫn là một hằng số. Thông số đặc trưng của truyền động vô cấp là phạm vi điều chỉnh của trục bị dẫn: D = n2max/n2min. 1. Ưu điểm: - Điều chỉnh số vòng quay của trục bị dẫn đơn giản. Làm việc không ồn khi vận tốc cao. - Kết cấu đơn giản so với các bộ biến tốc điện, thủy lực,... có thể điều chỉnh nhanh chóng, dễ dàng ngay khi máy đang làm việc. 2. Nhược điểm: - Tỷ số truyền phụ thuộc vào tải trọng cần truyền, vật liệu của đĩa và con lăn, đòi hỏi độ chính xác chế tạo và lắp ráp cao, do đó thường không thể nhận được tỷ số truyền tuyệt đối chính xác. - Tải trọng tác động lên trục và ổ lớn. Các con lăn hoặc mặt con lăn dễ bị mòn và mòn không đều do trượt trơn. 3. Phân loại: - Theo cơ cấu sử dụng cụ thể: biến tốc đai, biến tốc con lăn, biến tốc đai xích. - Theo số cấp: một cấp, hai cấp. - Theo đường truyền động: trực tiếp; gián tiếp thông qua trục trung gian. - Theo nguyên lý làm việc, chia ra làm ba loại: cơ khí, thuỷ lực, điện. Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.5 Truyền động vơ cấp 4. Các cơ cấu biến tốc cơ khí 1) Biến tốc đĩa con lăn: là bộ truyền ma sát trực tiếp mà trong đó vị trí một bánh có thể thay đổi liên tục (bánh 1) làm cho vị trí tiếp xúc trên bánh thứ hai thay đổi liên tục (R thay đổi từ R2min đến R2max), do đó tỷ số truyền cũng thay đổi liên tục: u= R2/R1. Phạm vi điều chỉnh (hình a): D = n2max / n2min = R2max/R2min Để truyền mômen xoắn, cần phải tác dụng lên bánh 2 một lực nén F lên bề mặt tiếp xúc: F = K.Ft /f trong đó: K - hệ số an toàn (K = 1,25÷1,5); f - hệ số ma sát. Trong cơ cấu như hình (b): D =(R2max.R1max)/(R2min.R1min) Nếu hai đĩa và puli có đường kính như nhau thì 2 (hình c): D =(R2max/(R2min) Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy 3.5 Truyền động vơ cấp 4. Các cơ cấu biến tốc cơ khí 2) Biến tốc đai:Bộ biến tốc đai (H.3.21a) làm việc được nhờ vào sự ma sát giữa đai 3 và bánh đai dẫn 1, bánh bị dẫn 2 (H.3.21a). Tùy vào vị trí của đai 3, ta có các tỷ số truyền khác nhau. Nếu bánh dẫn quay với số vòng quay n1 cố định, nếu đai 3 dịch chuyển về hướng trái thì số vòng quay của bánh bị dẫn 2 tăng lên. Phạm vi điều chỉnh: D =(R2max.R1max)/(R2min.R1min) Khi hai pu li hình côn có kích thước như nhau: 2 D =(R2max/(R2min) 3) Cơ Cấu Heymau: Dịch chuyển đồng thời hai đĩa di trượt trên hai trục để làm thay đổi bán kính tiếp xúc trên hai puli. Phạm vi điều chỉnh: D =(R2max.R1max)/(R2min.R1min) 4) Bộ biến tốc hai khối xuyến lõm: Gồm hai đĩa ma sát lắp đồng đường tâm. Bề mặt làm việc của đĩa ma sát là mặt xuyến lõm. Hai đường sinh của hai khối xuyến lõm tạo nên một cung tròn R tâm O. HẾT CHƯƠNG 3 Chương 3. Truyền dẫn cơ khí trong máy Bài 1: Cho hệ thống truyền động như hình vẽ, vận tốc băng tải 1m/s lực căng băng tải Ft = 5000N. Chọn động cơ điện, xác định cơng suất và tỷ số truyền của các bộ truyền? Biết đường kính Dbăng tải = 400mm, Bài 2: Cho hệ thống dẫn động thùng trộn như hình vẽ, thùng trộn quay một chiều, tải va đập nhẹ, 1 ca làm việc 8 giờ). Chọn động cơ điện, xác định cơng suất và tỷ số truyền của các bộ truyền?