Bài giảng bộ truyền xích

Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp của các mắt xích với các răng trên đĩa xích ăn khớp gián tiếp...  Nhanh mòn bản lề, nhất là khi bôi trơn

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải

TP.Hồ Chí Minh

Khoa: Cơ Khí

Môn:Chi Tiết Máy

Nhóm thực hiện:Co08

- Nguyễn Lữ Phi Châu

- Nguyễn Văn Đồng Hưng *

- Nguyễn Duy Khanh

- Nguyễn Thanh Liêm

- Lê Văn Liêm *

1 Khái niệm chung

1.1 Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của bộ truyền xích

Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm: đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn 2 và xích 3 (hình 4.1) Ngoài ra, có thể có thêm bộ phận căng xích, bộ phận bôi trơn, hộp che Có khi dùng một xích để truyền động từ một đĩa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn (hình 4.2)

a.Cấu Tạo:

b.Nguyên lý làm việc

Xích là một chuỗi các mắt xích nối với nhau bằng bản lề

Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị

dẫn nhờ sự ăn khớp của các mắt xích với các răng trên đĩa

xích (ăn khớp gián tiếp)

1.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

 Nhanh mòn bản lề, nhất là khi bôi trơn

không tốt và làm việc ở nơi nhiều bụi;

 Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không

ổ n định nhất là khi số răng của đĩa xích nhỏ;

 Có tếng ồn khi làm việc do va đập khi vào khớp nên hạn chế sử dụng ở bộ truyền ở tốc

độ cao;

 Cần bôi trơn và điều chỉnh sức căng xích

2 Nhược điểm

 Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500 v/p

 Công suất truyền thông thường N < 100 kW

 Tỉ số truyền i≤6 khi v=(‚2÷6)m/s ; và i ≤ 3 khi v=(6÷25)m/s;

 Hiệu suất η=(0.95÷0.97)

 Truyền động xích được dùng khá nhiều trong các phương tiện vận tải (xe đạp, môtô, ôtô …), máy nông nghiệp, các băng tải …

3 Phạm vi sử dụng

2 Các loại xích  Tùy theo cấu tạo của dây xích, bộ truyền xích được chia thành các loại: truyền động và đĩa xích

 a.Xích ống con lăn

 b.Xích ống

 c Xích răng

2.1 Các loại xích truyền

động

a.Xích ống con lăn

a.Xích ống con lăn

 Các má xích được dập từ thép tấm, má xích 1 ghép với ống lót 4 tạo thành mắt xích trong Các

má xích 2 được ghép với chốt 3 tạo thành mắt xích ngoài Chốt 3 và ống lót 4 tạo thành khớp bản

lề, để xích có thể quay gập Con lăn 5 lắp lỏng với ống lót 4, để giảm mòn cho răng đĩa xích 6 và ống lót 4 Số 6 biểu diễn tiết diện ngang của răng đĩa xích.

b Xích ống

Xích ống, có kết cấu tương tự như xích ống con lăn, nhưng không có con lăn 5 Xích được chế tạo với độ chính xác thấp, giá tương đối rẻ

nhiều má xích lắp ghéptrên chốt Khả năng tải của xích

răng lớn hơn nhiều so với xích ống con lăn có cùng kích thước Giá thành củaxích răng cao hơn xích ống con lăn Xích răng được tiêuchuẩn hóa rất cao

c.Xích răng

 Trong các loại trên, xích ống con lăn được dùng nhiều hơn cả Xích ống chỉ dùng trong các máy đơn giản, làm việc với tốc độ thấp (1-2 m/s) Xích răng được dùng khi cần truyền tải trọng lớn, yêu cầu kích thước nhỏ gọn Trong chương này chủ yếu trình bày xích ống con lăn

2.2 Đĩa xích Đĩa xích có cấu tạo gần giống bánh răng, chỉ khác ở phần vành răng Kích thước và biên dạng răng phụ thuộc vào loại xích Vật liệu làm đĩa xích thường là thép cacbon hay thép hợp kim, sau khi gia công tôi đạt độ rắn 50÷60 HRC

Đĩa xích con

lăn Đĩa xích răng

Biên dạng đĩa xích con lăn gồm các cung có bán kính r1 , r2 và r3 Do kích thước của xích được quy định theo tiêu chuẩn nên các

số liệu để tính toán đĩa xích được tra trong bảng thông số xích

2.2 Đĩa xích

Đường kính vòng chia đĩa xích:

t : Bước xích (mm)

Z : Số răng đĩa xích

3 Các thông số hình học chính của bộ truyền xích

 Bước xích (t) là thông số chủ yếu của bộ truyền xích Bước xích càng

lớn, khả năng truyền lực càng tăng nhưng va đập càng nhiều Do đó

khi truyền động với tốc độ cao thì chọn bước xích nhỏ

 Để tăng khả năng tải có thể tăng số dãy xích (xích ống con lăn) hoặc

tăng chiều rộng xích (xích răng)

 Bước xích được tiêu chuẩn hóa, khi tính toán tra theo bảng tiêu

chuẩn

3.1 Bước xích của dây xích

t

3.2 Số răng đĩa xích

Số răng đĩa xích nên lấy theo số lẻ.tuy nhiên trong thực tế người ta sử dụng

số răng chẵn.

z max <= 100 - 120 (xích con lăn).

z max <= 120 140 (xích răng),

Để tránh tuôn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất

3.3 Khoảng cách trục A

-Khoảng cách trục (A): khoảng

cách giữa hai tâm của hai đĩa

Nhưng Amax không quá 80.t để tránh va đập

3.4 Số mắc xích X

Lưu ý : Nên quy tròn số mắc xích X thành số nguyên.

- Sau khi tính số mắc xích, phải tính chính xác lại khoảng

cách trục bằng công thức:

Để nhánh xích bị dẫn không quá căng, phải giảm khoảng cách trục một lượng:

∆A=(0,002÷0,004)A

4 Cơ học truyền động xích

Vì xích ăn khớp với các răng đĩa xích theo hình đa giác, cho

nên vận tốc của xích và tỷ số truyền thay đổi theo thời gian

Ở thời điểm đang xét, bản lề A đang ăn khớp và bản lề B sắp

vào khớp với răng C

4.1 Vận tốc và tỷ số truyền

a Vận tốc và tỷ số truyền tức thời

 Tại A, vận tốc tuyệt đối của mắt xích

được phân làm hai thành phần,

trong đó thành phần nằm ngang Vx là

vận tốc xích chạy vào đĩa xích :

a Vận tốc và tỷ số truyền tức thời

a Vận tốc và tỷ số truyền tức thời

Để giảm bớt chuyển động thay đổi này, cần tăng số răng của đĩa xích (Chủ yếu là tăng Z1)

Mặc khác nếu lấy chiều dài của nhánh dẫn là bội số của bước xích cũng giúp cho đĩa quay đều hơn

a Vận tốc và tỷ số truyền tức thời

b Vận tốc và tỷ số truyền trung

bình

Vận tốc của xích càng lớn, xích càng nhanh mòn, tải trọng và tiếng ồn tăng Thường chọn vận tốc v < 15 m/s, nếu bôi trơn tốt v = (30÷35) m/s Ở đây ta chỉ cần xác định vận tốc trung bình của xích :

Với, Z : Số răng đĩa xích

n : Số vòng quay của đĩa xích (v/p)

t : bước xích (mm)

Do vận tốc vòng trung bình của hai đĩa xích bằng nhau nên ta có CT tính tỉ số truyền trung bình:

Nên chọn i≤ 8

2 2

1

1 t n z t n z

4.2 Va đập của bản lề xích khi vào

ăn khớp răng đĩa xích

Khi bản lề B vào khớp với răng của đĩa C, vận tốc của B là , có phương

vuông góc với bán kính OA, còn vận tốc của điểm C là có phương vuông

góc với OC, do đó sinh ra va đập

 Mỗi lần vào khớp với một đĩa xích, một mắc xích bị hai lần va đập: khi sắp vào

khớp (do mắc xích trước truyền tới) và khi vào

4.3 Lực tác dụng trong bộ truyền xích

 Lực vòng P liên hệ với lực trên nhánh dẫn F 1 và nhánh bị dẫn F 2 : F 1-F2=P

 Lực căng do ly tâm:

 q m : Khối lượng một mét xích, kg/m

 v : vận tốc vòng , m/s

 Lực căng ban đầu do trọng lượng nhánh xích tự do:

 a : chiều dài đoạn xích tự do bằng khoảng cách trục

 Có thể lấy gần đúng: F1 = P

 Lực tác dụng lên trục: Lực tác dụng lên trục mang đĩa xích gồm các lực tiếp tuyến, lực ly tâm và lực do trọng lượng bản thân xích gây

ra Lực này được tính gần đúng theo công thức:

Với, kt : hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích liên tục

kt = 1,15 : Khi bộ truyền đặt nằm ngang hoặc nghiêng <400

 kt = 1: Khi bộ truyền đặt thẳng đứng hoặc nghiêng >= 400

5 Các dạng hỏng, chỉ têu tính toán và chọn vật liệu

a Đứt xích, dây xích bị tách rời ra không làm việc được nữa Xích bị đứt do mỏi, do quá tải đột ngột, hoặc do các mối ghép giữa

má xích với chốt bị hỏng

5.1 Các dạng hỏng và chỉ têu tính toán

F F

 c Các phần tử của dây xích bị mỏi: rỗ bề mặt con lăn, ống lót, gẫy chốt, vỡ con lăn

d Mòn răng đĩa xích, làm nhọn răng, răng đĩa xích bị gẫy

5.2 Chọn vật liệu chế tạo xích và

đĩa xích Vật liệu má xích thường được làm từ thép cán nguội, thép cacbon chất lượng tốt và thép hợp kim tôi đạt độ rắn 40÷50 HRC Bản lề (chốt, ống, con lăn) được chế tạo bằng thép ít cacbon sau đó thấm cacbon và tôi đạt độ rắn 50÷60 HRC

Vật liệu làm đĩa xích thường là thép cacbon hay thép hợp kim, sau khi gia công tôi đạt độ rắn 50÷60 HRC

Chế tạo xích

Tuổi thọ xích theo độ bền mòn phụ thuộc vào khoảng cách trục,số răng z1, áp suất trong bản lề p, điều kiện bôi trơn … Trong đó,

áp suất sinh ra trong bản lề là ảnh hưởng quan trọng nhất đối với tuổi thọ

Tính toán độ bền mòn theo áp suất p:

Hệ số điều kiện sử dụng k được tính theo công thức :

k = kđ.kA.k0.kđc.kb.kc

kđ : Hệ số xét đến tính chất của tải trọng ngoài

 kA : Hệ số xét đến chiều dài xích

k0 : Hệ số xét đến góc nghiêng

kđc : Hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích kb : Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn

kc : Hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền

6.1 Tính truyền động xích theo áp suất cho phép

Để tiện cho việc thiết kế, ta biến đổi điều kiện trên thành dạng sau:

-Z 01 , n 01 : số răng đĩa dẫn và số vòng quay đĩa dẫn của bộ

truyền cơ sở

-Ta có điều kiện:

6.1 Tính truyền động xích theo áp suất cho phép

Đặt : : công suất tính toán

Suy ra điều kiện: Nt ≤[N]

Trị số [N]tra bảng, từ điều kiện trên chọn xích, sau đó kiểm tra điều kiện về Nt đối với bước xích tương ứng

Nếu dùng xích ống con lăn có z dãy, điều kiện chọn xích như sau:

Nt ≤z.[N];[N] - Công suất cho phép của dãy xích

6.1 Tính truyền động xích theo áp suất cho phép

6.2 Kiểm nghiệm số lần va đập của mắt xích trong một giây

Nếu bộ truyền xích có hai đĩa thì trong một vòng chạy của xích, một mắt xích sẽ chịu bốn lần va đập để đảm bảo độ bền lâu, cần kiểm tra số lần va đập cho phép của xích trong thời gian một giây:

Với, [u] : Số lần va đập cho phép của xích con lăn trong thời gian một giây, tra bảng