Giải thích chi tiết: Bộ truyền đai răng 2 puly

Bài toán dùng để làm gì

Đai răng (đai đồng bộ) truyền chuyển động không trượt giữa hai puly, dùng trên trục định vị, servo, máy đóng gói, băng tải nhẹ. Bài toán tính chiều dài đai và chọn số răng đai chuẩn, khoảng cách trục thực, số răng ăn khớp trên puly nhỏ, bề rộng đai cần thiết, lực căng và tải lên trục.

Hình dung đơn giản

Kiến thức nền cần có

Đọc lại các mục sau ở Chương 0 nếu chưa nắm chắc: 0.3 lực · 0.11 chuyển động quay · 0.12 công suất

Các đại lượng và lấy số liệu ở đâu

Ký hiệu	Ý nghĩa	Đơn vị	Lấy số liệu ở đâu
Profil	Loại răng đai (HTD 5M, 8M, 14M, T5, AT10…)	–	Catalogue Gates, Optibelt, ContiTech; bước p tự tra trong Du_lieu
z1, z2	Số răng puly nhỏ, puly lớn	–	Thiết kế
a0	Khoảng cách trục sơ bộ	mm	Bố trí máy
P, n1	Công suất truyền, tốc độ puly nhỏ	kW, v/ph	Động cơ
c2	Hệ số làm việc	–	1,0–2,0; cộng 0,1–0,4 nếu tăng tốc mạnh hoặc chạy 24 h
Fspez	Lực riêng cho phép của profil trên mỗi mm bề rộng mỗi răng	N/mm/răng	Catalogue theo profil và vận tốc (HTD 8M cao su ≈ 4–7)
kv	Hệ số lực căng ban đầu so với lực vòng	–	0,5–1,0

Xây dựng công thức từng bước

Công thức tổng quát không "từ trên trời rơi xuống": nó được ghép từ những công thức con đơn giản. Đi lần lượt từng bước:

Bước 1. Đường kính puly

Chu vi vòng chia bằng số răng nhân bước:

d = z·p/π

Bước 2. Chiều dài đai và chọn số răng đai

Chiều dài gồm hai nhánh thẳng và hai cung ôm; làm tròn lên số răng nguyên:

L0 = 2a·cos(γ/2) + π(d1+d2)/2 + (γ/2)(d2−d1) ; zR = L0/p làm tròn lên ; L = zR·p

Bước 3. Khoảng cách trục thực

Tính ngược từ chiều dài đai chuẩn đã chọn:

B = 2L − π(d1+d2) ; a = [B + √(B² − 8(d2−d1)²)]/8

Bước 4. Góc ôm và số răng ăn khớp

Puly nhỏ có góc ôm nhỏ hơn 180°; cần ít nhất 6 răng ăn khớp để đai không nhảy răng:

β1 = 180° − 2·arcsin((d2−d1)/2a) ; ze = z1·β1/360 ≥ 6

Bước 5. Lực vòng và bề rộng đai

Lực vòng từ công suất và vận tốc, nhân hệ số làm việc, chia cho số răng ăn khớp (tối đa 12) và lực riêng:

v = π·d1·n1/60000 ; Ft = 1000·P/v ; b ≥ c2·Ft/(ze·Fspez)

Bước 6. Lực căng và tải lên trục

Lực căng ban đầu mỗi nhánh; tổng hai nhánh tạo tải lên trục (đưa sang CT14, CT15):

FV = kv·Ft ; FW ≈ 2·FV·sin(β1/2)

Hình CT25.2 – Sơ đồ hình thành công thức: số liệu → từng công thức con → kết luận

Ảnh động minh họa

Lời giải mẫu từng bước (số liệu mẫu của công cụ tính ở đầu trang)

Bước A – Số liệu đầu vào (ô vàng của công cụ tính). Đây là bộ số ví dụ có sẵn; khi làm thật bạn thay bằng số của mình:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Giá trị	Đơn vị	Ghi chú / nguồn
1	Profil đai	prof	HTD 8M
2	Số răng puly nhỏ	z1	24
3	Số răng puly lớn	z2	48
4	Khoảng cách trục sơ bộ	a0	300	mm
5	Công suất truyền	P	3	kW
6	Tốc độ puly nhỏ	n1	1 450	v/ph
7	Hệ số làm việc c2	c2	1,5		Động cơ + máy công tác 1,0–2,0; +0,1–0,4 cho tăng tốc, chạy 24 h
8	Lực riêng cho phép của profil	Fspez	5	N/mm/răng	Tra catalogue theo profil và vận tốc (ví dụ HTD 8M cao su ≈ 4–7)
9	Hệ số lực căng ban đầu	kv	0,75		FV ≈ (0,5–1,0)·Ft mỗi nhánh

Bước B – Tính lần lượt (web tự tính, bạn có thể bấm tay để kiểm tra lại). Dòng xanh lá là kết quả chính:

TT	Đại lượng	Ký hiệu	Kết quả	Đơn vị	Công thức / cách tính
10	Bước đai	p	8	mm	Tra Du_lieu
11	Đường kính vòng chia puly nhỏ	d1	61,12	mm	d = z·p/π
12	Đường kính vòng chia puly lớn	d2	122,2	mm
13	Nửa góc lệch nhánh γ/2	γ/2	0,102	rad	sin(γ/2) = (d2−d1)/(2a)
14	Chiều dài đai sơ bộ	L0	891,1	mm	L = 2a·cos(γ/2) + π(d1+d2)/2 + (γ/2)(d2−d1)
15	Số răng đai chọn	zR	112	răng	zR = L/p làm tròn lên (kiểm tra có trong catalogue)
16	Chiều dài đai chọn	L	896	mm
17	Hệ số phụ B	B	1 216	mm	B = 2L − π(d1+d2)
18	Khoảng cách trục thực	a	302,5	mm	a = [B + √(B² − 8(d2−d1)²)]/8
19	Góc ôm puly nhỏ β1	β1	168,4	°	β1 = 180° − 2·arcsin((d2−d1)/2a)
20	Số răng ăn khớp trên puly nhỏ	ze	11	răng	ze = z1·β1/360
21	ze ≥ 6	Kiểm tra	ĐẠT
22	Vận tốc đai	v	4,64	m/s	v = π·d1·n1/60000
23	Lực vòng	Ft	646,6	N	Ft = 1000·P/v
24	Lực vòng thiết kế	Fd	969,8	N	c2·Ft
25	Số răng tính toán (tối đa 12)	zet	11
26	Bề rộng đai cần thiết	b	17,63	mm	b ≥ c2·Ft/(ze·Fspez) – chọn bề rộng tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất
27	Tốc độ puly lớn	n2	725	v/ph
28	Lực căng ban đầu mỗi nhánh	FV	484,9	N
29	Tải lên trục	FW	964,9	N	FW ≈ 2·FV·sin(β1/2) – dùng tính trục, ổ (sheet 03, 04)

Áp dụng thực tế và lưu ý

Chọn bề rộng đai tiêu chuẩn lớn hơn gần nhất (ví dụ 20, 30, 50 mm với 8M). Kiểm tra số răng đai zR có trong catalogue.
Nếu ze < 6: tăng số răng puly nhỏ hoặc tăng khoảng cách trục, hoặc dùng puly căng để tăng góc ôm.
Puly lớn nên có vành chặn (flange) để đai không tuột; khi khoảng cách trục lớn hơn 8 lần d1, cả hai puly nên có vành chặn.
Không căng đai quá: lực căng lớn chỉ làm tăng tải ổ, đai răng không cần căng như đai thang.