Chi tieỏt maựy Chng V
CHNG 5
B TRUYN BNH RNG
5.1. I CNG V B TRUYN BNH RNG
5.1.1. nh ngha
- B truyn bỏnh rng thc hin truyn chuyn ng gia hai trc vi t s
truyn xỏc nh nh vo s n khp ca cỏc rng trờn bỏnh rng.
- Cú th truyn chuyn ng gia cỏc trc song song, ct nhau, chộo nhau
hay bin i chuyn ng quay thnh tnh tin.
5.1.2. Phõn loi
+ Theo s phõn b gia cỏc trc
Truyn ng gia cỏc trc song song: bỏnh rng tr.
- Truyn ng gia cỏc trc ct nhau: bỏnh rng cụn.
- Truyn ng gia hai trc chộo nhau: bỏnh rng cụn xon, tr xon.
+ Theo s phõn b gia cỏc rng trờn bỏnh rng.
- B truyn n khp ngoi.
- B truyn n khp trong.
50
Chi tieỏt maựy Chng V
+ Theo phng ca rng so vi ng sinh.
- Rng thng.
- Rng nghiờng.
- Rng cong.
- Rng ch V.
- Rng xon.
+ Theo biờn dng rng.
- Truyn ng bỏnh rng thõn khai.
- Truyn ng bỏnh rng Xicloit.
- Truyn ng bỏnh rng Nụvicov.
VD: hỡnh nh v vic s dng bỏnh rng trong hp gim tc
Trong chng trỡnh, chỳng ta ch kho sỏt bỏnh rng thõn khai
5.1.3. u nhc im v phm vi s dng.
u im
- Kớch thc nh, kh nng ti ln.
- T s truyn khụng i do khụng cú hin tng trt trn.
- Hiu sut cao (0.97-0.99).
- Lm vic vi vn tc ln, cụng sut cao.
- Tui th cao.
Nhc im
- Ch to phc tp.
- ũi hi chớnh xỏc cao.
- n khi vn tc ln.
51
Chi tieỏt maựy Chng V
5.1.4. Cỏc phng phỏp ch to bỏnh rng thõn khai.
+ Chộp hỡnh: biờn dng thõn khai c to ra nh chộp ỳng hỡnh dng
li ct. Kiu dao cú th l dao phay ngún hoc dao phay a.
+ Bao hỡnh: biờn dng thõn khai hỡnh thnh bi mt h ng cong bao
hỡnh. Khi ng b bao l ng thõn khai, ngi ta dung mt bỏnh ra th 2
gi l bỏnh rng sinh. Khi ng b bao l ng thng, ngi ta dựng mt
thanh rng hỡnh thang gi l thanh rng sinh.
Thit b gia cụng bỏnh rng thng l mỏy xc rng v mỏy phay ln rng:
5.2. THễNG S HèNH HC V C IM N KHP
5.2.1 Thụng s hỡnh hc ca bnh rng thng:
+ Hỡnh tr d trong chuyn ng tng i ca thanh rng vi bỏnh rng gi
l hỡnh tr chia, vũng trũn d gi l vũng trũn chia.
+ i lng
=
p
m
gi l moun, trong ú p c gi l bc rng trờn mt
tr chia. Giỏ tr m c tiờu chun hoỏ .
52
Chi tieỏt maựy Chng V
o
1
d
a1
d
1
1w
h
f
h
a
h
P1
d
f1
d
b1
P2
d
f2
2w
d
b2
d
a2
a
w
+ ng thng tip xỳc chung gia hai vũng c s P
1
P
2
gi l ng n
khp.
+ Gúc
w
to bi ng P
1
P
2
v ng vuụng gúc O
1
O
2
gi l gúc n khp
v c tiờu chun hoỏ: 14,5
0
, 20
0
, 25
0
, 30
0
. thụng thng bỏnh rng s dng
w
= 20
0.
+ ng kớnh d
1
, d
2
c gi l ng kớnh vũng chia.
11
mzd
=
;
22
mzd
=
+ Hỡnh tr cú ng kớnh d
w1
, d
w2
c gi l hỡnh tr ln. d
w1
, d
w2
c gi
l ng kớnh vũng ln. im tip xỳc gia hai vũng trũn ny gi l im n
khp (bỏnh rng khụng dch chnh thỡ vũng ln trung vũng chia).
+ ng kớnh vũng nh:
m2dh2dd
1a11a
+=+=
m2dh2dd
2a22a
+=+=
+ ng kớnh vũng ỏy.
m5,2dh2dd
1f11f
==
m5,2dh2dd
2f22f
==
+ ng kớnh vũng c s: (l ng kớnh vũng trũn to nờn ng thõn
khia biờn dng rng).
w1w1b
cosdd
=
;
w2w2b
cosdd
=
+ T s truyn:
1
2
2
1
z
z
n
n
u ==
(5.1)
T s truyn c cho theo dóy tiờu chun sau:
Dó
y 1
1
1.2
5
1.
6
2
2.
5
3.1
5
4 5
6.
3
8
Dó
y 2
1.1
2
1.4
1.
8
2.2
4
2.
8
3.5
5
4.
5
5.
6
7.
1
9
53
Chi tieỏt maựy Chng V
5.2.2. Thụng s hỡnh hc ca bỏnh rng nghiờng
+ Gúc nghiờng ca rng so vi ng sinh mt tr: gi l gúc nghiờng ca
bỏnh rng .
+ Bc ngang p
t
v modun ngang m
t
l bc v modun trong tit din
vuụng gúc vi trc.
+ Bc phỏp p
n
vo
modun phỏp m
n
l bc v modun o trong tit din
vuụng gúc vi mt rng.
=
cospp
tn
(5.2)
=
cosmm
tn
(5.3)
i vi bỏnh rng tr rng nghiờng thỡ giỏ tr mn c tiờu chun hoỏ.
+ Gúc biờn dng rng
t
o trong mt mỳt:
=
cos
tg
tg
n
t
(5.4)
n
: gúc biờn dng rng ca thanh rng sinh
5.2.3. Thụng s hỡnh hc ca bỏnh rng nghiờng
a. Dch chnh u.
Tng h s dch chnh trong bỏnh rng 1 v 2 bng khụng.
0xx;0x,0x
2121
=+<>
khi ú bỏnh rng nh dch dao dng v bnh rng ln dch dao õm nờn chiu
dy rng bỏnh nh tng v chiu dy rng bỏnh ln gim nhng tng chiu
dy khụng i v bng p. Do ú khong cỏch trc v gúc n khp khong i.
=+=+=
w2w1w21
;2/)dd(2/)dd(a
b. Dch chnh gúc
Tng h s dch chnh 0 v thụng thng x
1
, x
2
u > 0. Khi ú b dy rng
bỏnh rng nh v ln trờn vũng chia > p/2 v rónh <p/2. Nh vy, cỏc vũng
chia khụng tip xỳc nhau v bỏnh rng n khp theo vũng ln.
>+>+=
w212w1w
;2/)dd(2/)dd(a
dch chnh lm tng bn un ca rng, tng gúc n khp nờn tng bn
tip xỳc. Tuy nhiờn, lm nhn rng v gim h s trựng khp.
54
Chi tieỏt maựy Chng V
5.3. PHN TCH LC TC DNG
Khi tớnh toỏn cú th xem nh lc ma sỏt sinh ra trờn b mt rng khụng
ỏng k.
5.3.1. Bỏnh rng tr rng thng
+ Lc vũng:
2t1w11t
Fd/T2F
==
(5.7)
+ Lc hng tõm:
2rw2t1r
FtgFF
==
(5.8)
+ Lc phỏp tuyn:
w1t2n1n
cos/FFF
==
(5.9)
5.3.2. Bỏnh rng tr rng nghiờng:
+ Lc vũng:
2t1w11t
Fd/T2F
==
+ Lc hng tõm:
2rww1t1r
Fcos/tgFF
==
(5.10)
+ Lc dc trc:
2aw1t1a
FtgFF
==
(5.11)
+ Lc phỏp tuyn:
wnw1t2n1n
coscos/FFF
==
(5.12)
nw
: gúc n khp trong mt phng phỏp
1
2
1
F
a1
Ft
F
a1
2
F
a2
Fr
2
Ft
1
Ft
F
a1
2
F
a2
1
Ft
2
Fr
2
F
a1
55
Chi tieỏt maựy Chng V
Lu ý
Chiu lc vũng F
t
trờn bỏnh dn luụn ngc chiu quay, trờn bỏnh b dn
cựng chiu quay.
Phng lc dc trc ph thuc vo chiu nghiờng rng v chiu quay:
F
t
F
a
F
t
F
a
F
t
F
a
F
t
F
a
Lc tỏc dng lờn bỏnh rng dn rng tr
Chiu F
r
luụn hng vo tõm.
5.4.TI TRONG TNH
Vic tớnh toỏn bỏnh rng bt u t vic xỏc nh ti trng tớnh, giỏ tr
ny xỏc nh theo cụnbg thc.
KFF
dntt
=
(5.13)
Fdn Ti trng danh ngha:
1
1
3
1tdn
d
T10.2
FF ==
K H s ti trng tớnh.
+ Nu tớnh theo bn tip xỳc:
=
HHHvH
KKKK
(5.14)
KHv, KH
, KH
ln lt l h s ti trng ng, h s phõn b ti
trng gia cỏc rng, h s tp trung ti trng khi tớnh bn tip xỳc.
+ Nu tớnh theo bn un:
=
FFFvF
KKKK
(5.15)
KFv, KF
, KF
ln lt l h s ti trng ng, h s phõn b ti trng gia
cỏc rng, h s tp trung ti trng khi tớnh bn un.
* Khi tớnh toỏn bỏnh rng thng
1KK
FF
==
5.4.1. H s tp trung ti trng K
:
5.4.2. H s ti trong ng KV
5.4.3.H s xột n s phõn b ti trng khụng u gia cỏc rng K
Cỏc h s ny cú th tra bng khi tin hnh tớnh toỏn. SV t c thờm trong ti
liu tham kho.
56
Chi tieỏt maựy Chng V
5.5. HIU SUT B TRUYN BNH RNG
Hiu sut ca b truyn bỏnh rng:
1
r
1
2
P
P
1
P
P
==
(5.16)
P
1
,P
2
Cụng sut trờn trc dn v b dn.
Pr cụng sut mỏt mỏt trong b truyn.
dosr
PPPP
++=
(5.17)
Ps cụng sut mỏt mỏt do ma sỏt trong mi n khp.
P
0
cụng sut mt mỏt trong .
Pd cụng sut mt mỏt do khuy du.
Gi
s
= Ps / P
1
: h s mt mỏt cụng sut do n khp.
o
= Po / P
1
: h s mt mỏt cụng sut trong .
d
= Pd / P
1
: h s mt mỏt cụng sut do khuy du.
)(1
dos
++=
(5.18)
Mt mỏt cụng sut do ma sỏt trong mi n khp l mt mỏt ch yu.
i vi cỏc b truyn khụng dch chnh:
)
z
1
z
1
(f3,2
21
s
=
(5.19)
f h s ma sỏt = 0.06 ữ 0.1; du (+) cho b truyn n khp ngoi v ngc
li.
Do mt mỏt cụng sut tng phn khỏ phc tp, do ú trong thc t ta ch o
mt mỏt tng trong b truyn. Cú th ly giỏ tr hiu sut theo bng (5.6)[1]
Mt mỏt cụng sut sinh ra nhit lm gim kh nng lm vic ca du bụi
trn, trong mt s trng hp gõy dớnh rng, gim bn mi cp bỏnh rng.
Do ú, trong mt s b truyn hiu sut thp ta phi tớnh toỏn nhit, trong hp
gim tc phi lm nỳt thụng hi gim ỏp sut do nhit.
5.6. CC DNG HNG V CH TIấU TNH
Nh ó gii thiu trờn, ti v trớ n khp ngoi lc phỏp tuyn F
n
cũn lc ma
sỏt F
s
= f.F
n
do b mt rng trt lờn nhau rng chu trng thỏi ng sut
phc tp: ng sut tip xỳc
H
, ng sut un
F.
ng sut tip v un khụng c nh m thay i theo chu k mch ng giỏn
on v ú cng chớnh l nguyờn nhõn gõy nờn hng rng do mi: góy rng do
un, trúc r, mũn, dớnh do tip xỳc.
57
Chi tieỏt maựy Chng V
Góy rng: do ng sut un thng xy ra chõn rng ni cú ng sut un
sinh ra ln nht. trỏnh góy rng ngi ta ta modun rng, kim nghim
quỏ ti, tng bn vt liu. Khi thit k chỳng ta tớnh toỏn rng theo bn
un.
Trúc vỡ mi b mt rng: do ng sut tip xỳc v ma sỏt trờn b mt rng
gõy nờn. Thng xy ra trong b truyn kớn c bụi trn tt do ỏp sut
du trong cỏc vt nt t vi trờn mt rng khi n khp b bt kớn ming, cỏc
vt nt phỏt trin thnh trúc. i vi b truyn cú rn thp, trúc ch
ch xy ra trong mt thi gian ngn (trúc nht thi). i vi b truyn cú
rn cao thỡ cỏc vt nt liờn tc phỏt trin gi l trúc lan. trỏnh trúc
b mt ta tin hnh tớnh toỏn theo bn tip xỳc.
Mũn rng: thng xy ra trờn cỏc b truyn h bụi trn khụng tt, lm
vic trong mụi trng cú ht mi. S mũn rng dn n gõy nờn ti trng
ng, tng ng sut un v cui cựng l góy rng. gim mũn, cú th
tng cng b mt rng, hn ch ht mi, hoc dựng cht bụi trn cú
nht cao.
Dớnh rng: xy ra trong cỏc b truyn chu ti trng ln lm vic vi vn
tc cao v khi mng du bụi trn b phỏ v do nhit hoc do ng sut tip
xỳc cú giỏ tr ln. Khi ú, hai b mt rng trc tip tip trt lờn nhau
lm cho kim loi trờn b mt rng ny bỏm vo b mt rng kia.
Bin dng do b mt rng: xy ra trờn b truyn ch to t thộp mm
chu ti trng ln v vn tc thp.
Bong b mt rng: xy ra trờn b truyn c tng b b mt
Trong cỏc dng hng trờn, ta tin hnh tớnh toỏn nh sau:B truyn
c bụi trn tt: nh hp gim tc thỡ tớnh toỏn theo bn tip xỳc,
tin hnh kim nghim theo ng sut tip v ng sut un.
58
Chi tieỏt maựy Chng V
- B truyn h bụi trn khụng tt: tớnh toỏn theo bn un v ch kim
tra theo ng sut un.
- Cỏc dng hng cũn li cha cú phng phỏp tớnh, tuy nhiờn khi tớnh
toỏn theo bn tip xỳc thỡ phn no ó ngn nga c.
5.7. TNH BN BNH RNG TR RNG THNG
5.7.1. Tớnh bn rng theo ng sut tip xỳc
Ch tiờu bn theo cụng thc:
][
HH
(5.25)
ng sut tớnh toỏn
H
c xỏc nh theo cụng thc:
=
2
q
Z
n
MH
(5.26)
Trong ú:
+ Z
M
- h s xột n c tớnh ca vt liu, c xỏc nh theo cụng thc:
)]1(E)1(E[
EE2
Z
2
21
2
12
21
M
à+à
=
(5.27)
E
1
, E
2
, à
1
, à
2
: ln lt l mụun n hi v h s poisson ca vt liu ch to
bỏnh rng dn v b dn.
Khi vt liu bỏnh rng bng thộp: E
1
= E
2
= 2,1.10
5
MPa; à
1
= à
2
= 0.3 Z
M
= 275MPa
1/2
+ q
n
cng ti trng phỏp tuyn
H
Hn
n
l
KF
q
=
(5.30)
K
H
h s ti trng tớnh.
HvHHH
KKKK
=
w1tn
cos/FF
=
l
H
Tng chiu di tip xỳc. Giỏ tr ny xỏc nh theo cụng thc thc
nghim :
2
w
wH
Z
b
)4/(b3l
==
(5.31)
59
Chi tieỏt maựy Chng V
b
w
Chiu rng vnh rng;
wbdw
db
=
- h s trựng khp ngang. Cú giỏ tr : 1,21,9
Z
- h s xột n nh hng ca tng chiu di tip xỳc
3
4
Z
=
(5.32)
Thay cỏc giỏ tr vo, chỳng ta cú:
w1ww
2
H1
2
w
H
w
1t
H
Hn
n
cosdb
ZKT2
Z
b
K
cos
F
l
KF
q
=
==
(5.34)
+ - bỏn kớnh cong tng ng b mt tip xỳc. Giỏ tr ny c xỏc
nh theo cụng thc:
21
111
=
1
,
2
bỏn kớnh cong cỏc b mt thõn khai ti im n khp
Du (+) n khp ngoi v ngc li
2
sin
d
2
sin
d
w
2w2
w
1w1
=
=
w1w2w1ww
w2ww1w
sinud
)1u(2
d
1
d
1
sin
2
2
sind
1
2
sind
11
=
=
=
T giỏ tr q
n
v 1/ va tỡm, thay vo cụng thc tớnh ng sut tip . Ta cú:
][
ub
)1u(KT2
d
ZZZ
2
2sin
ub
)1u(KT2
d
ZZ
sinud
)1u(
cosdb
ZKT2
Z
2
q
Z
H
w
H1
1w
HM
H
w
w
H1
1w
M
H
w1ww1ww
2
H1
M
n
MH
=
=
=
=
60
Chi tieỏt maựy Chng V
vi Z
H
h s xột n hỡnh dng b mt tip xỳc.
w
M
2sin
2
Z
=
T cụng thc tớnh
H
, cú th tớnh c ng kớnh vũng chia:
3
2
Hbd
H1
d1
u][
)1u(KT
Kd
=
(5.36)
K
d
h s ph thuc gúc n khp, h s trựng khp, vt liu bỏnh rng
K
d
= 77 nu iu kin sau c thoó:
+ Cp bỏnh rng khụng dch chnh hay dch chnh u
(
w
==20
0
). Khi ú Z
H
= 1,76
+ Nu
= 1,2 thỡ Z
= 0.96
+ Vt liu thộp Z
M
= 275 Mpa
1/2
Xỏc nh khong cỏch trc
3
2
Hba
H1
3
22
Hba
H2
w
u][
KT
)1u(50
u][
KT
)1u(50a
=
=
(5.37)
Trong ú:
T
2
moment xon trờn bỏnh b dn
12
uTT
=
w
w
ba
a
b
=
. Giỏ tr
ba
cho theo dóy tiờu chun:
0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63
2
)1u(
ba
bd
=
. Giỏ tr ny chn theo bng (5.7)[1]
Giỏ tr khong cỏch trc a
w
cho theo tiờu chun (i vi hp gim tc tiờu
chun ):
Dó
y 1
40 50 63 80
10
0
12
5
16
0
20
0
25
0
400
Dó
y 2
14
0
18
0
22
5
28
0
35
5
45
0
T giỏ tr khong cỏch trc tỡm c, ta tớnh modun v l trũn theo dóy tiờu
chun vi cụng thc tớnh .
w
a)02,0 01,0(m
=
61
Chi tieỏt maựy Chng V
S rng trờn hai bỏnh rng:
)1u(m
a2
z
w
1
+
=
12
uzz
=
S rng z
1
, z
2
ti thiu = 17 trỏnh hin tng ct chõn rng. Sau khi cú z
1
, z
2
ta tin hnh tớnh li khong cỏch trc v d
1
, d
2.
5.7.2. Tớnh bn rng theo ng sut un
- Xut phỏt t dng hng ca b truyn bỏnh rng: Nu b truyn c bụi
trn tt thỡ dng hng ch yu l trúc do mi. Do ú, khi tớnh toỏn s tớnh theo
ng sut tip, sau ú kim nghim ng sut tip v un. Nu b truyn khụng
c bụi trn tt thỡ tin hnh tớnh toỏn theo ng sut un, sau ú kim
nghim theo ng sut un.
- Cỏc gi thit chp nhn.
+ Tt c ti trng ch tỏc ng trờn mt ụi rng. im t lc ti nh rng
+ Rng c kho sỏt nh mt dm cụng xụn
- Gúc ỏp lc
+=
w
'
. Thng cú giỏ tr 28
0
30
0
b
w
F
n
l
'
F
t
F
n
- ng sut thc tớnh toỏn
F
:
=
K
F
(5.38)
- ng sut danh ngha
K
- H s tp trung ng sut lý thuyt
- Lc phỏp tuyn F
n
t ti nh rng phõn thnh hai hnh phn.
w
t
nt
cos
'cosF
'cosF'F
==
(5.39)
w
t
nr
cos
'sinF
'sinF'F
==
(5.40)
Nh vy rng xem nh mt dm consol chu lc phc tp. ng sut
sinh ra ti mt im c xỏc nh theo cụng thc:
x
J
M
y
J
M
A
N
y
y
x
xF
++=
62
Chi tieỏt maựy Chng V
-
ng sut danh ngha ti chõn rng:
A
'F
W
l'F
r
t
nu
==
(5.41)
u
,
n
ng sut un v nộn trong chõn rng.
W moment cn un ;
6
sb
W
2
w
=
b
w
, s chiu rng v dy rng ti tit din chõn rng
A = b
w
s din tớch tit din nguy him
l cỏnh tay ũn lc un.
l, s T l bc nht vi m. Vỡ l ~ h
a
+ h
f
; s ~ p = .m. t
l = l/m ; s = s/m (5.42)
Giỏ tr ng sut thc sau khi thay cỏc h s :
=
=
K
cos'.s
'sin
cos
'cos
)'s(
'l6
mb
KF
m'sb
'sin
cos
F
m'sb
'ml'.cos
cos
F
6
KK
ww
2
w
Ft
F
w
w
t
22
w
w
t
FF
(5.43)
t
= K
cos'.s
'sin
cos
'cos
)'s(
'l6
Y
ww
2
F
(5.44)
Cụng thc kim nghim sc bn un:
mb
KFY
w
FtF
F
=
(5.45)
[
F
] ng sut un cho phộp
Y
F
h s dng rng.
- i vi b truyn n khp ngoi. Y
F
= 3.04.6
- i vi b truyn n khp trong. Y
F
= 3.54
Thay
m
b
w
bm
=
,
1
1
1
1
1
mz
T2
d
T2
F
==
. Ta cú cụng thc tớnh modun nh sau:
3
Fbd
2
1
FF1
3
Fbm1
FF1
][z
YKT2
][z
YKT2
m
=
=
(5.46)
bm
h s chiu rng vnh rng
- Bỏnh rng thng ỳc
bm
= 6 10
- Bỏnh rng thng ct
bm
= 10 20
63
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét