TRINH t THIT k b TRUYN XICH d

d1 mm Đường kính vòng chia đĩa xích dẫnd2 mm Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn da1, da2 mm Đường kính vòng đỉnh của đĩa xích dẫn và bị dẫn Fo N Lực căng xích ban đầu do trọng lượng xí

d1 mm Đường kính vòng chia đĩa xích dẫn

d2 mm Đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn

da1, da2 mm Đường kính vòng đỉnh của đĩa xích dẫn và bị dẫn

Fo N Lực căng xích ban đầu do trọng lượng xích

F1 N Lực căng trên nhánh căng

i 1/s Số lần va đập của xích trong một giây

k Hệ số điều kiện làm việc

ka Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

kb t Hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

kđc Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

kc Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

ko Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

n1 v/ph Số vòng quay của đĩa xích dẫn

n2 v/ph Số vòng quay của đĩa xích bị dẫn

P1 kW Công suất trên đĩa xích dẫn

pmax Bước xích lớn nhất cho phép, bảng 4.8

Pt kW Công suất tính toán

[P] kW Công suất cho phép

[po] MPa Áp suất cho phép

z1 răng Số răng đĩa xích dẫn

z2 răng Số răng của đĩa xích bị dẫn

Bt mm Chiều rộng cần thiết của xích răng

B mm Chiều rộng xích răng (bảng 4.3)

σH Ứng suất tiếp xúc

[σH] Ứng suất tiếp xúc cho phép (bảng )

Thông số đầu vào: công suất P1, tốc độ quay n1 của đĩa xích dẫn, tỉ

số u và các điều kiện làm việc của bộ truyền

Thiết kế truyền động xích bao gồm các bước:

- Chọn loại xích

- Chọn số răng đĩa xích, xác định bước xích theo chỉ tiêu về độbền mòn và xác định các thông số khác của xích và bộ truyền

- Kiểm tra xích về độ bền (đối với xích bị quá tải)

- Thiết kế kết cấu đĩa xích và xác định lực tác dụng lên trục

4.1 Trình tự thiết kế xích con lăn và xích răng

1 Chọn loại xích

Xích truyền động gồm xích ống (hình 4.1), xích con lăn (hình 4.2)

và xích răng (hình 4.3)

Hình 4.1 Cấu tạo của xích ống

Hình 4.2 Cấu tạo của xích con lăn

Hình 4.3 Cấu tạo của xích răng

nhỏ hơn lớn hơn lớn hơn

nhỏ hơn do dl l h, không lớn hơn b, không lớn hơn

Xích con lăn 1 dãy

Khối lượng 1m xích q (kg)

- Xích con lăn có độ bền mòn cao hơn xích ống.

- Xích răng được chế tạo phức tạp hơn, giá thành đắt hơn Tuynhiên làm việc êm hơn so với xích con lăn

- Nếu bộ truyền làm việc với vận tốc v < 10 m/s thì nên chọn xíchcon lăn

- Nếu bộ truyền làm việc với vận tốc v ≥ 10 ÷ 15 m/s và yêu cầulàm việc êm thì nên chọn xích răng

2 Chọn số răng đĩa xích

Số răng z1 của đĩa xích nhỏ được chọn theo công thức:

hoặc chọn theo bảng 4.4

Bảng 4.4.Số răng z1 của đĩa xích nhỏ

Xích ống và

Xích răng 35 … 32 32 … 30 30 … 27 23 … 17 23 … 19 19 … 17Nên quytròn số răng đĩa xích z1 và z2 là số lẻ để xích mòn đều.

z1≥zmin với zmin là số răng nhỏ nhất, xác định bằng thực nghiệm:

- Khi v ≥ 2 m/s: zmin = 17 : xích con lăn và xích ống

zmax được xác định từ điều kiện hạn chế độ tăng bước xích do bản

lề bị mòn sau một thời gian làm việc:

140: xích răng

3 Xác định bước xích

a) Bước xích của xích con lăn và xích ống

Bước xích p được xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề vàthể hiện bằng công thức (4.5) hoặc (4.6)

Pt: công suất tính toán (kW)

P: công suất của bộ truyền xích: P = P1 công suất của đĩa xích nhỏ[P]: công suất cho phép, tra bảng 4.5

k: hệ số sử dụng của bộ truyền xích

k = ko.ka.kđc.kbt.kđ.kc (4.8)Các hệ số trên tra bảng 4.6:

ko: hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền

ka: hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích

kđc: hệ số kể đến ảnh hưởng của việc điều chỉnh lực căng xích

kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn

kđ: hệ số tải trọng động kể đến tính chất của tải trọng

kc: hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền

Hệ số số răng

01 z

- Công thức (4.5) ứng với bộ truyền có 1 dãy xích

- Công thức (4.6) khi bộ truyền có 2, 3 hoặc 4 dãy xích

- Từ (4.5) xác định bước xích p và p ≤pmax (tra bảng 4.8) Nhưng

có thể bước xích p vẫn còn lớn, do đó đường kính đĩa xích lớn sẽkhá lớn, bộ truyền có kích thước lớn Khi đó hãy sử dụng côngthức (4.6) để chọn bước xích p có trị số nhỏ hơn

- Trường hợp Pt chỉ lớn hơn một ít so với [P], có thể tăng số răngđĩa xích nhỏ z1 và nghiệm lại (4.5) hoặc (4.6)

Bảng 4.5.Công suất cho phép của xích con lăn

Công suất cho phép [P], kW, khi số vòng quay đĩa

nhỏ n01,(v/ph)

50 200 400 600 800 1000 1200 1600

-Bảng 4.6.Trị số của các hệ số thành phần trong hệ số sử dụng k

Điều kiện làm việc Trị số của các hệ số

Đường nối hai tâm đĩa xích so với đường

đĩa căng hoặc con lăn căng xích:

vị trí trục không điều chỉnh được:

kđc = 1

kđc = 1,1

kđc = 1,25Tải trọng tĩnh, làm việc êm

Bảng 4.7.Chọn phương pháp bôi trơn bộ truyền xích

Chất lượng bôi trơn Bôi trơn bộ truyền xích, khi vận tốc vòng v (m/s)

I – Tốt

Nhỏ giọt4…10giọt/phút

Dùng vandầu

Chu kỳ dưới

áp lực

Khuấydầu

20 giọt/phút

Dùng vandầu Chu kỳ dướiáp lực

Bảng 4.8.Trị số của bước xích lớn nhất cho phép pmax

b) Bước xích và chiều rộng xích răng

Xuất phát từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề xích răng có thể xácđịnh được bước xích p và chiều rộng cần thiết Bt của xích răng theo côngthức:

trong đó:

P - công suất cần truyền, P = P1 công suất của đĩa xích nhỏ (kW);

qm - khối lượng 1 mét xích trên một đơn vị chiều rộng xích, xácđịnh theo q ở bảng 4.3 hoặc có thể lấy gần đúng theo bảng sau:

Để sử dụng công thức (4.9) có thể tiến hành như sau:

- Dựa theo tốc độ quay n1 của đĩa xích nhỏ và theo bảng 4.8 chọnbước xích p ≤ pmax Tính vận tốc xích (công thức 4.10), xác định k và k2

Từ công thức (4.9) tínhchiều rộng cần thiếtBt(công thức 4.11) và quytròn theo giá trị gần nhất trong bảng 4.3

q - khối lượng 1m xích (kg), tra bảng 4.2 hoặc 4.3;

kf - hệ số phụ thuộc vào độ võng f của nhánh xích với các trị số nêndùng của độ võng f = (0,01 ÷ 0,02)a, có thể lấy kf = 6,4

[S]: hệ số an toàn cho phép, tra bảng 4.11

Bảng 4.11.Trị số của hệ số an toàn

120 0

160 0

200 0

240 0

280 0

13, 2

7 Các thông số của đĩa xích

Đường kính vòng chia của đĩa xích

Hình 4.4 Cấu tạo đĩa xích Bảng 4.12 Các thông số về biên dạng của đĩa xích

Thông số Ký

hiệu

Công thức tính Đĩa xích ống, đĩa xích con

lăn (hình 4.4a) Đĩa xích răng (hình 4.4)Đường kính vòng chia d d p[sin( /Z)]  

-(đối với xích ống – đường

Chiều dài đoạn prôfin

răng thẳng fq fq  d (1, 24sin1  0,8sin ) 

-Chiều rộng răng đĩa b b 0,93B 0,15 mm  

2 Khi dùng xích ống, thay d1do để tính r , r , r và các tọa độ x, y1 2 3

Vật liệu, phương pháp nhiệt luyện và ứng suất tiếp xúc [σH] của đĩaxích cho ở bảng 4.14

Bảng 4.13.Ứng suất tiếp xúc [σH ], vật liệu, nhiệt luyện đĩaxích

Vật liệu Nhiệt

luyện Độ rắn bề mặt

Ứng suất tiếp xúc cho phép [

σH] (MPa)

Điều kiện làm việc của đĩa xích

< 3 m/s

Đĩa bị động có z

> 30 với vận tốcxích v < 5 m/s

Thép 45,

Đĩa chủ động và

bị động có sốrăng z < 40không bị va đậpmạnh khi làmviệc

Thép 15,

20, 20X

Thấmcacbon,tôi, ram

Đĩa chủ động vàđĩa bị động có

số răng nhỏ (z ≤19)

8 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc

Ứng suất tiếp xúc σH trên mặt răng đĩa xích phải thỏa mãn điềukiện lực:

σH= 0,47√kr(Ft Kđ+ Fvđ)E/(A kd) ≤ [σH] (4.21)Trong đó: kr: hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích phụthuộc z, tra bảng sau:

Ft - lực vòng (N);

Kđ - hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy xích theo (4.7);

Fvđ - lực va đập trên m dãy xích (N) tính theo công thức

A (mm2) - diện tích chiếu của bản lề, tra Bảng 4.14

Bảng 4.14.Diện tích chiếu mặt tựa bản lề A

Trong đó: kxlà hệ số kể đến trọng lượng xích.

 kx = 1,15 khi bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng 1 góc <40°

 kx = 1,05 khi bộ truyền nghiêng 1 góc >40° so với phương nằmngang

4.2 Các ví dụ

Ví dụ 1: Tính bộ truyền xích trong hệ thống dẫn động băng tải như

hình c, ví dụ 2 Chương 2 với số liệu sau:

Công suất P1 = 6,14 kW, tốc độ quay n1 = 151 v/ph, tỷ số truyền u

= 3, bộ truyền đặt nghiêng so với phương nằm ngang 1 góc 30°, bộ truyềnlàm việc 2 ca

- ko = 1 (đường nối hai tâm đĩa xích so với phương nằm ngang ≤ 60°)

- ka = 1: chọn a = (30…50)p

- kđc = 1 (vị trí trục được điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích)

- kc = 1,25 (bộ truyền làm việc 2 ca)

   

a = 0,25.19,05 126 - 0,5(63 + 25) + 126 - 0,5(63 + 25) - 2 (63 - 25)/πa) = 772,45

Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng bằng:

∆a = 0,003a ≈ 2 mm, do đó a = 788 mm

5 Kiểm nghiệm số lần va đập i của bản lề xích trong một giâyTheo (4.15) i = z n /(15x) = 25.151/(15.126) = 1,99 2 < [i] = 351 1 Theo Bảng 4.10 ta có [i] = 35

6 Tính toán kiểm nghiệm xích về độ bền

Theo (4.6) S = Qk

đ Ft+ Fo+ FvTheo Bảng 4.2, tải trọng phá hỏng Q = 31,8 kW, khối lượng 1m xích q = 1,9 kg, kđ = 1

Vậy S = 23,5 > [S] = 8,2: bộ truyền xích đảm bảo độ bền

7 Các thông số của đĩa xích

Đường kính vòng chia đĩa xích tính theo công thức (4.20)

d = p/sin(πa)/z ) = 152 mm

8 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (4.21)

5 H1

500 MPa đảm bảo được độ bền tiếp xúc

Số mắt xích x 126

Ví dụ 2: Tính toán thiết kế bộ truyền xích răng truyền công suất từ

động cơ đến máy nén khí với số liệu công suất động cơ P = 7,5 kW, tốc

độ quay trục động cơ n1 = 2930 v/ph, tỉ số truyền u = 5, tải trọng tĩnh,đường nối trục nghiêng với phương ngang 1 góc 20°, trục đĩa xích điềuchỉnh được, làm việc 2 ca, bôi trơn liên tục trong bể dầu

- ka = 1 (chọn a = 30p)

- kđc = 1 (trục đĩa xích điều chỉnh được)

- kbt = 1 (bôi trơn liên tục trong bể dầu)

z +z p(z -z )2a

Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng bằng

Δu = 100% = 100% = 0,2% < 2%a = 0,003a = 1,89

Tra Bảng 4.10 với p = 15,875 mm xích răng có [i] = 65

Đường kính vòng chia của đĩa xích bị dẫn d2 581,18