Giáo trình nguyên lý chi tiết máy (nghề cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng)

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Nguyên lý chi tiết máy môn học sở của nghề Cắt gọt kim loại biên soạn dựa theo chương trình đào tạo chất lượng cao đã xây dựng ban hành năm 2021 của Trường cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng Giáo trình biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã xây dựng mức độ đơn giản dễ hiểu, học có thí dụ tập tương ứng để áp dụng làm sáng tỏ phần lý thuyết Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo giáo trình có cập nhật kiến thức có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung biên soạn gắn với nhu cầu thực tế Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 30 giờ gồm có: Chương MH12-01: Nguyên lý cấu tạo cấu Chương MH12-02: Phân tích động học cấu loại II Chương MH12-03: Bộ truyền động đai Chương MH12-04: Truyền động bánh Chương MH12-05: Truyền động trục vít – bánh vít Chương MH12-06: Truyền động xích Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo khơng tránh thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến của thầy, bạn đọc để nhóm biên soạn điều chỉnh hồn thiện Xin chân thành cám ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1.Chủ biên: Huỳnh Chí Linh 2.Hồ Anh Sĩ MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC CHƯƠNG NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CƠ CẤU Những khái niệm Bậc tự của cấu Xếp loại cấu phẳng theo cấu trúc Hướng dẫn thực tập 10 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU LOẠI II 13 Mục đích, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu 13 Phân tích động học cấu phẳng loại phương pháp vẽ hoạ đồ véctơ 13 Hướng dẫn thực tập 18 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG ĐAI 20 Khái niệm chung 20 Các kiểu truyền động đai 20 Những vấn đề lý thuyết truyền động đai 22 Hướng dẫn thực tập 28 CHƯƠNG BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 31 khái niệm chung 31 Các thông số của truyền bánh trụ thẳng 32 Tải trọng 33 Tính tốn sức bền của truyền bánh trụ thẳng 35 Tính toán sức bền của truyền bánh trụ nghiêng 38 Hướng dẫn thực tập 41 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG TRỤC VÍT-BÁNH VÍT 45 khái niệm chung 45 Các thông số của truyền 46 Thông số động học của truyền 48 Tính tốn sức bền của truyền trục vít – bánh vít 49 Hướng dẫn thực tập 53 CHƯƠNG TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 58 Khái niệm chung 58 Xích truyền động 59 Thông số động học của truyền động xích 60 Các tiêu tính tốn truyền xích 63 Hiệu suất bôi trơn 67 Hướng dẫn thực tập 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn hoc: NGUN LÝ CHI TIẾT MÁY Mã mơn học: MH12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học - Vị trí: Mơn học Ngun lý - chi tiết máy bố trí sau sinh viên đã học xong tất môn học, mô đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu khí, lý thuyết, sức bền vật liệu, Autocad, dung sai - đo lường kỹ thuật… Đây học bắt buộc trước sinh viên học mơn học chun mơn -Tính chất: Là mơn học kỹ thuật sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết thực nghiệm Môn học giúp cho sinh viên có khả tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản - Ý nghĩa vai trị của mơn học: Môn học Nguyên lý - chi tiết máy với vai trị mơn học kỹ thuật sở giúp sinh viên trang bị kiến thức nguyên lý cấu tạo, phân tích chuyển động cấu, phận máy Đồng thời, môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức truyền động khí làm tảng để phân tích thiết kế số phận máy phục vụ trình học tập, nghiên cứu làm việc sau Mục tiêu môn học: Sau học xong môn học học học viên có lực: - Về kiến thức: + Trình bày nguyên lý tạo thành chuyển động cấu máy + Tính tỷ số truyền đại lượng biến đổi chuyển động + Nắm nguyên lý cấu tạo cấu, khái niệm khâu, khớp, bậc tự +Nêu lên tính chất, công dụng số cấu truyền phận máy thường gặp + Phân biệt cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm của truyền thông dụng để lựa chọn sử dụng hợp lý + Phân tích động học cấu truyền khí thơng dụng + Xác định yếu tố gây dạng hỏng đề phương pháp tính tốn, thiết kế thay thế, có biện pháp sử lý lựa chọn kết cấu, vật liệu để tăng độ bền cho chi tiết máy - Về kỹ năng: + Tính bậc tự xếp loại số cấu thông dụng + Xác định quỹ đạo chuyển động, vận tốc, gia tốc số cấu máy thường gặp thực tế + Vận dụng kiến thức của mơn học tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản - Năng lực tự chủ tự chịu trách nhiệm: +Rèn luyện cho sinh viên thái độ học tập tích cực, chủ động tự giác học tập, rèn luyện Nội dung môn học Thời gian (giờ) Số Thực hành, thí Tên chương mục Tổng Lý Kiểm nghiệm, thảo TT thuyết tra số luận, tập Chương1: Nguyên lý cấu tạo cấu Những khái niệm 5 0 Bậc tự của cấu Xếp loại cấu phẳng theo cấu trúc Hướng dẫn thực tập Chương Phân tích động học cấu loại Mục đích, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu Phân tích động học cấu phẳng loại II phương pháp họa đồ vectơ Hướng dẫn thực tập Chương Truyền động đai Khái niệm chung Các kiểu truyền động đai Những vấn đề lý thuyết truyền động đai Hướng dẫn thực tập Chương Bộ truyền bánh Khái niệm chung Các thông số của truyền bánh trụ thẳng Tải trọng Tính tốn sức bền của truyền bánh trụ thẳng Tính tốn sức bền của truyền bánh trụ nghiêng Hướng dẫn thực tập Chương Truyền động trục vít – bánh vít Khái niệm chung Các thơng số hình học của truyền Thông số động học của truyền Tính tốn sức bền của truyền trục vít – bánh vít Hướng dẫn thực tập Chương Truyền động xích Khái niệm chung Xích truyền động Thơng số động học của truyền xích Chỉ tiêu tính tốn của truyền xích Hiệu suất bơi trơn Hướng dẫn thực tập Cộng 1,5 1,5 0,5 1 1,5 0,5 0,5 2,5 1,5 0,5 0,5 1 0,5 1 0,5 0,5 0,5 0,5 1,5 0,5 0,5 1 1 1,5 30 0,5 26 2 CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CƠ CẤU Mã Chương: MH12-01 Giới thiệu: Việc phân tích xếp loại cấu tối ưu nâng cao chất lượng suất của trình chế tạo cấu máy, qua góp phần vào phát triển chung của ngành điện tử thúc đẩy phát triển kinh tế của đất nước Mục tiêu: - Trình bày khái niệm định nghĩa - Xác định bậc tự của cấu - Phân tích xếp loại cấu phẳng xác - Có ý thức trách nhiệm, chủ động, tích cực học tập Nội dung chính: Những khái niệm - Cơ cấu: Cơ cấu thành phần của máy có chuyển động xác định Đó hệ thống học dùng để biến đổi chuyển động của hay số vật thể thành chuyển động cần thiết của vật thể khác - Chi tiết máy: Một phận tháo rời nhỏ của cấu hay của máy gọi chi tiết máy, gọi tắt tiết máy, ví dụ bulong, đai- ốc, trục, bánh răng… - Khâu: Một hay số chi tiết máy liên kết cứng với tạo thành phận có chuyển động tương phận khác cấu hay máy gọi khâu - Khớp: + Mối nối động hai khâu liền để hạn chế phần chuyển động tương đối chúng gọi khớp động (gọi tắt khớp) + Thành tiếp xúc hai khâu khớp động gọi thành phần khớp động + Vị trí tương đối thành phần khớp động khâu gọi kích thước động Phân loại khớp theo số bậc tự bị hạn chế (hay số ràng buộc) Bậc tự khơng gian: vật thể khơng gian có bậc tự chuyển động theo phương (hình 1.1) Nếu có chuyển động theo phương khơng thể thực gọi hạn chế bậc tự Hình 1.1 Bậc tự vật thể không gian chiều Phân loại khớp theo tính chất tiếp xúc: + Khớp loại cao: phần tử khớp động đường hay điểm, ví dụ khớp bánh ma sát, bánh răng, cấu cam… + Khớp loại thấp: phần tử khớp tiếp xúc với theo mặt, ví dụ khớp lề, khớp cầu,… Phân loại theo tính chất chuyển động tương đối khâu: Gồm có khớp tịnh tiến, khớp quay, khớp phẳng khớp không gian Bảng 1: Các khớp động Số ràng Bậc tự Khớp động Tên gọi Lược đồ Loại khớp buộc lại Quả cầu – mặt phẳng Loại Khối trụ mặt phẳng Loại Khối hộp – mặt phẳng 3 Khớp cầu 3 Loại Khớp cầu có chốt Loại Khớp trụ Loại 5 Loại Khớp quay Loại Khớp vít Loại Khớp tiến tịnh Loại - Chuỗi động cấu: Chuỗi động tập hợp khâu nối với khớp động + Chuỗi động hở chuỗi động khâu nối với khâu khác + Chuỗi động kín chuỗi động khâu nối với khâu khác + Cơ cấu chuỗi động, có khâu chọn làm hệ quy chiếu (gọi giá), khâu cịn lại (khâu động) có chuyển động xác định theo hệ quy chiếu + Giá thường khâu cố định Hình 1.2 Chuỗi động hở chuỗi động kín Bậc tự cấu Định nghĩa Bậc tự cấu thông số độc lập cần thiết để xác định vị trí của cấu đồng thời bậc tự khả chuyển động độc lập của cấu Cơng thức tính bậc tự cấu Đối với cấu không gian: Xác định số ràng buộc R: khớp động hạn chế bậc tự số ràng buộc của khớp Nếu gọi pi số khớp loại i cấu tổng số ràng buộc R=  i p i= 5p5+ 4p4 +3p3+2p2 +1p1 (1-1) I 1 Công thức bậc tự không gian : W= 6n - (5p4 + 4p4 +3p3 +2p1 +1p1) (1-2) Đối với cấu phẳng: Một khớp có nhiều ràng buộc, nói cách khác cấu có chứa khớp loại loại nên tổng số ràng buộc cấu phẵng R= 2p5 + p4 W= 3n -(2p5 + p4) (1-3) Ràng buộc thừa bậc tự thừa Ràng buộc thừa ràng buộc xuất cấu mà bỏ chúng qui luật chuyển động của cấu khơng thay đổi Xét cấu hình 1.3: Hình 1.3 Cơ cấu có ràng buột thừa R   i pi  r i 1 (1-4) Bậc tự thừa bậc tự của khâu cấu, mà bỏ chúng qui luật chuyển động của cấu khơng thay đổi Hình 1.5 Cơ cấu có bậc tự thừa Cơng thức tổng qt Cơng thức tổng qt tính bậc tự của cấu: W= W0 + r - s Cơ cấu không gian: W= 6n - (5p4 + 4p4 +3p3 +2p1 +1p1 + r) - s (1-5) Cơ cấu phẳng: W= 3n - (2p5 + p4 + r) - s (1- 6) Ý nghĩa bậc tự do, khâu dẫn khâu bị dẫn - Cơ cấu chuyển động xác định, qui luật chuyển động độc lập của cấu cần biết trước phải bậc tự cấu Khâu có qui luật chuyển động biết trước gọi khâu dẫn khâu động lại gọi khâu bị dẫn - Khâu dẫn khâu nối giá khớp quay loại 5, khâu ứng với qui luật chuyển động cho trước vậy, để cấu có chuyển động xác định, số khâu dẫn phải số bậc tự Xếp loại cấu phẳng theo cấu trúc Nhóm tĩnh định (Át-xua) Bậc tự của nhóm át-xua: Watxua = 3n – 2p5 = Vì số khâu khớp phải ngun nên nhóm phân loại sau : n = → p5 = → nhóm khâu khớp n = → p5 = → nhóm khâu khớp n = → p5 = → nhóm khâu khớp Hình 1.6 Nhóm át-xua * Qui ước : - Nhóm khâu khớp gọi nhóm loại (Hình 1.6 a, b, c, d, e) - Nhóm khâu khớp gọi nhóm loại (Hình 1.6 f, g) - Nhóm khâu khớp gọi nhóm loại (Hình 1.6 h) Nguyên tắc tách nhóm - Khi tách nhóm phải biết trước khâu dẫn, khâu dẫn giá không thuộc nhóm - Số khâu khớp phải thỏa mãn điều kiện bậc tự của nhóm Khớp bị tách xem nhóm vừa tách nhóm giử lại - Sau tách nhóm khỏi cấu, phần cịn lại cấu hồn chỉnh lại khâu dẫn nối với giá, Việc tách nhóm phải tiến hành từ xa khâu dẫn đến gần khâu dẫn - Phải tách nhóm đơn giãn trước, khơng tách nhóm phức tạp (nhóm cao hơn) Xếp loại cấu - Khâu dẫn gọi cấu loại - Cơ cấu có chứa nhóm at-xua loại cấu loại của nhóm at-xua - Cơ cấu chứa nhiều nhóm at-xua loại cấu loại của nhóm at-xua có chứa loại cao Thay khớp cao loại khớp thấp loại Mục đích: Đối với cấu phẳng có khớp cao loại 4, muốn xếp loại chúng theo phương pháp Atxua, trước tiên phải thay khớp cao khớp thấp loại 5, đưa cấu có khớp cao cấu tương đương gồm toàn khớp thấp loại Sau đó, tiến hành xếp loại cấu tương đương Xét điếu kiện thay thế: Để thay khớp cao loại 4, người ta dùng chuỗi động gồm toàn khớp thấp loại 5, chuỗi động phải đảm bảo hai điều kiện sau: - Không làm thay đổi số bậc tự của cấu - Không làm thay đổi qui luật chuyển động của khâu Vậy khớp cao loại tương đương khâu hai khớp loại Bảng 2: Thay số dạng khớp cao loại thường gặp kĩ thuật STT Khớp cao loại Chuỗi động thay Hướng dẫn thực tập Các bước tính bậc tự cấu Bước Xác định khâu dẫn khâu bị dẫn Bước Xác định loại chuỗi động của cấu, phân tích ngun lý hoạt động Đánh giá xem có khả tồn ràng buộc thừa bậc tự thừa? Bước Đếm số khớp thấp loại 10 - Về kỹ năng: Đánh giá thông qua tập cá nhân tập nhóm Người học sử dụng phương pháp thuyết trình phân tích giải vấn đề trước tập thể lớp - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá phong cách học tập 57 CHƯƠNG 6: TRUYỀN ĐỘNG XÍCH Mã chương: MH12-06 Giới thiệu: Truyền động xích thường dung trường hợp: Các trục có kích thước trung bình yêu cầu kích thước tương đối nhỏ gọn tỷ số truyền (trung bình) khơng thay đổi Truyền động xích có kích thước nhỏ gọn truyền động đai, làm việc khơng trượt, hiệu suất cao chăm sóc tốt, lực tác dụng lên trục nhỏ Tuy nhiên, truyền xích địi hỏi chế tạo lắp ghép phức tạp, cần thường xuyên bôi trơn giá thành tương đối cao Bộ truyền xích truyền cơng suất đến 3500 kw, thường dùng khoảng 100kw Xích thường làm việc với vận tốc không 15m/s, tỷ số truyền i  Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo nguyên lý làm việc của truyền xích - Phân tích ưu nhược điểm phạm vi sử dụng của truyền xích - Phân biệt loại xích truyền động - Tính tốn thiết kế truyền động xích thơng dụng - Tự giác, tích cực, chủ động tích cực học tập Nội dung chính: Khái niệm chung Phương pháp truyền động: Xích chuỗi mắc xích nối với lề Bộ truyền xích đơn giản gồm có phận dây xích đĩa xích truyền động nhờ ăn khớp đĩa xích mắc xích truyền từ bánh sang bánh Ngồi tùy trường hợp truyền xích cịn có thiết bị phụ thiết bị căng xích thiết bị bơi trơn Hình 6.1 Bộ truyền động xích Ưu khuyết điểm truyền động xích: Ưu điểm: 58 cao - Có thể truyền khoảng cách trục xa, Amax = 8m - Tỉ số truyền ổn định - Lực tác dụng lên ổ nhỏ, ma sát thấp, hiệu suất cao - Kích thước nhỏ gọn so với truyền đai công suất Khuyết điểm: - Chế tạo tương đối phức tạp, đòi hỏi chăm sóc bơi trơn cẩn thận, giá thành - Làm việc có nhiều tiếng ồn, truyền làm việc với vận tốc cao, bôi trơn khơng tốt - Chịu va đập Phân loại xích Hiện xích chế tạo làm nhiều loại Nhưng thường sử dụng loại sau: xích trục, xích kéo xích truyền động Xích trục: thường làm việc với vận tốc thấp v  0,25m/s tải trọng lớn, bước xích t = (15  40)mm Nó cấu tạo đoạn sắt uốn vòng hàn lại nối lại với Hình 6.2 Xích kéo Xích kéo: Làm việc với vận tốc trung bình v  2m/s dùng để vận chuyển vật nặng, bước xích t =(60  1250)mm Nó dùng nhiều thang máy, băng tải máy vận chuyển Hình 6.3 Xích truyền động Xích truyền động: dùng để truyền từ trục sang trục Xích truyền động thường làm việc với vận tốc cao, bước xích nhỏ t =(8  50)mm Xích truyền động chia làm nhiều loại: xích ống lăn, xích răng, xích ống, xích định hình Nó dùng nhiều xe đạp, xe môtô ngành khí Trong phạm vi chương trình nghiên cứu xích truyền động, cịn loại xích khác trình bày giáo trình chun mơn máy trục máy vận chuyển Xích truyền động Cấu tạo xích ống lăn: 59 Cấu tạo xích ống lăn gồm có: - Má ngồi (1) lắp chặt với chốt (2) - Má (3) lắp chặt với ống (4), chốt ống lắp lỏng để má má ngồi chuyển động tương - Con lăn (5) lắp lỏng với ống (4) để lăn tự quay tự quanh ống, nhờ có lăn phần ma sát trượt chuyển thành ma sát lăn, nên đĩa lăn bị mài mòn lăn mòn Tất kích thước của xích ống lăn tiêu chuẩn tra bảng (6-1) b d l D C l1 pt Hình 6.4 Cấu tạo xích ống lăn Cấu tạo đĩa xích: Cấu tạo xích gần giống cấu tạo bánh Vật liệu: Xích: Mắc xích thường thường dùng thép cán nguội, hàm lượng cacbon trung bình thép hợp kim 40, 40X, 40XH để đạt độ cứng HRC = (40  50) Chốt, ống, lăn: thường dùng thép cacbon thép hợp kim hàm lượng cacbon thấp 10, 15, 20X, 20XH để đạt độ cứng HRC = (45  65) Đĩa xích: thường làm thép gang Thông số động học truyền động xích Cơng suất: 60 Bộ truyền xích truyền động cơng suất khoảng 3500KW, thường sử dụng 100KW, sử dụng 100KW giá thành đắt P.v N (Kw) P lực vòng (N), v vận tốc vòng (m/s) 1000 Vận tốc tỉ số truyền: Vận tốc tức thời của đĩa dẫn đĩa bị dẫn khác nhau, vận tốc trung bình tính theo cơng thức sau: v1  Z1n1 pt 60.1000 m / s  v2  Z n2 pt 60.1000 m / s  Vận tốc lớn bước xích mịn nhanh, làm việc sinh nhiều tiếng ồn, nên thường lấy vận tốc v  (15  20)(m/s), trường hợp dặt biệt sử dụng v = (25  30)(m/s) Tỉ số truyền suy từ vận tốc trung bình: v1 = v2 từ ta có n1.Z1 = n2.Z2  i n1 Z  n2 Z1 Bảng 6-1 Kích thước xích ống lăn tiêu chuẩn Số đĩa xích Số đĩa xích độ mịn của chốt ống lớn Vì góc quay  (góc quay má má ngồi) lớn Do số nhỏ thường lấy theo tỉ số truyền tra bảng (6-2) Số lớn của đĩa xích khơng lấy lớn Zmax =120 Vì số lớn số mắc xích nhiều, cần mắc xích dãn lượng bé xích bị chùng, dẫn đến xích đĩa xích ăn khớp khơng xác Bảng 6-2 Số nhỏ đĩa xích lấy theo tỉ số truyền i Tỉ số truyền i Loại xích 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 >6 Xích ống 30-27 27-25 25-30 23-21 21-17 17-15 61 lăn Xích 35-32 32-30 30-27 27-23 23-19 19-17 Bảng 6-3 Trị số lớn bước xích cho phép t (mm) Bước xích Bước xích thơng số của truyền, xích có bước lớn tăng khả tải của truyền, ngược lại tải trọng động tiếng ồn tăng, truyền làm việc với vận tốc lớn va đập tiếng ồn tăng Do truyền làm việc với vận tốc lớn khơng nên lấy bước xích lớn, cần đảm bảo khả tải của truyền tăng số dãy xích lên Trị số lớn của bước xích cho phép tra bảng (6-3) Khoảng cách trục Khoảng cách trục chọn theo điều kiện góc ơm  dựa vào tỉ số truyền 62 Da1  Da  (30  50)mm mm D  Da (9  i ) i >  A = a1 10 Khi i   A = A  Thông thường A chọn sơ theo bước xích: A= (30  50) pt - L chiều dài xích: L  A  - Số mắc xích: X= X    D  D1  (D  D )  2 (6-1) 4A L Z1  Z 2 A  Z  Z1  px     px px  2  A với  D1  Z1 p.t ;  D2  Z p.t vào L ta suy mắc xích: Z  Z 2 A  Z  Z1  px X    px  2  A ( 6-2) Sau tìm X ta phải qui trịn theo số ngun chẳn, tính lại xác khoảng cách trục A theo số mắc xích vừa tìm 2 px  Z1  Z Z1  Z  Z  Z1     X   X  A   8    2  2       (6 - 3) Sau tính A để lực tác dụng lên trục nhỏ, ta phải thu ngắn lại khoảng cách trục A lượng A  (0,002  0,004) A Lực tác dụng lên truyền - Lực vòng Ft  1000.N 6.107.N  N v n.Z pt (6-4) - Lực tác dụng lên trục: R = Kt P (N) Trong P lực vịng, K t hệ số tải trọng: Kt =1,15  = (0  450 ) , Kt =1,05  = (45  900 ) Các tiêu tính tốn truyền xích Trong truyền dạng hỏng chủ yếu mòn lề, lề bị mòn làm cho bước xích tăng lên, xích ăn khớp với đĩa xích khơng cịn xác Do tính tốn mịn tính tốn để thiết kế truyền Thực nghiệm chứng tỏ áp suất sinh lề nhân tố chủ yếu định đế tuổi thọ của xích Do để xích đảm bảo độ bền mịn thường tính xích áp suất sinh lề Mặc khác, va đập ảnh hưởng đến tuổi thọ của xích sau tính xích theo áp suất, cần phải kiểm nghiệm va đập của mắc xích giây  Tính xích theo áp suất Xích làm việc thời gian tương đối lâu áp suất p sinh lề nhỏ áp suất cho phép [p]0 Vì khơng thể xác định [p]o thực tế của truyền nên phải chuyển áp suất thực tế sang điều kiện thí nghiệm cách dùng hệ số điều chỉnh K p = K P  [p]o F Trong P lực vịng 63 F hình chiếu bề mặt tiếp xúc của ống chốt Đối với ống xích lăn F = d.l ; d đường kính chốt; C khoảng cách má trong; s bề dày má trong; ta có l = C + 2s Bảng 6-4 Trị số áp suất cho phép [P0] Áp suất cho phép lề xích [P0] (MPa) số vịng quay của Bước xích pt bánh xích nhỏ n1 (vg/ph) (mm) 200 400 600 800 1000 1200 1600 2000 50 12,7 ÷ 15,875 35 31,5 28,5 26 24 22,5 21 18,5 16 19,05 ÷ 22,4 35 30 26 23,5 21 19 17,5 15 31,75 ÷ 38,1 35 29 24 21 18,5 16,5 15 44,45 ÷ 50,8 35 26 21 17,5 15 Bảng 6-5 Trị số công suất cho phép  N  truyền xích (với Z01 = 25) Chú ý: áp suất cho phép [p]0 tra theo bảng (6-4) - K : hệ số điều chỉnh (điều kiện) K = Kt KA K  Kb Kc Kdc - Kt : hệ số phụ thuộc vào tính chất của tải trọng tác dụng, tải trọng êm Kt=1; va đập Kt = (1,2  1,5) - KA: hệ số phụ thuộc khoảng cách hai trục A50pt lấy KA=0,8 K  : hệ số phụ thuộc vào bố trí của truyền Khi  =(0  60) lấy K  =1;  =(60  90) lấy K  =1,25 64 - Kb: hệ số phụ thuộc vào chế độ bôi trơn của truyền Khi bôi trơn nhỏ giọt lấy Kb= 1; bôi trơn định kỳ lấy Kb=1,25; bôi trơn liên tục lấy Kb=0,8 - Kc : hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việc của truyền Ngày làm việc ca lấy Kc= 1; ngày ca lấy Kc = 1,25; ngày ca lấy Kc = 1,45 - Kdc hệ số phụ thuộc vào điều chỉnh khoảng cách trục Bộ truyền điều chỉnh Kdc=1; truyền không điều chỉnh có thiết bị căng xích Kdc=1,1; truyền khơng điều chỉnh khơng có thiết bị căng xích Kdc=1,25 Từ cơng thức (6-4) suy lực vịng cơng suất cần thiết (thực tế) của truyền sau: P  p0 F nZpt Pv [ p]0 F N   K 1000K 1000.K 60.1000 Nếu gọi [N] công suất cho phép của truyền sở thì: N.K.KZ.Kn < [N], Nếu gọi Nt = N.K.KZ.Kn Nt < [N] Trong đó: Nt gọi cơng suất tính tốn KZ : hệ số phụ thuộc số đĩa dẫn K = sở, Z01 = 25, Z1 :số đĩa dẫn (6-5) Z 01 Z01 số đĩa dẫn Z1 Kn: hệ số phụ thuộc vào số vòng quay đĩa dẫn Kn = n01 ; n01 số vòng n1 quay đĩa dẫn sở, n1 số vịng quay đĩa dẫn Như sau tính Nt công thức (6-5) dựa vào bảng (6-5) tìm bước xích pt Trị số bước xích khơng lớn bước xích giới hạn cho phép bảng (6-6) Bảng 6-6 Số vòng quay giới hạn ngh đĩa dẫn Nếu dùng xích ống lăn dãy khơng thõa điều kiện cơng thức (6-5) dùng xích ống lăn nhiều dãy Gọi x số dãy xích ống lăn cơng thức (6-5) viết lại sau: Nt < x.[N] (6-6) Số dãy xích ống lăn x xác định theo điều kiện: x Nt N  (6 -7) 65 Đối với xích răng, chiều rộng b (mm) tính theo cơng thức: b 10.N t N  (6-8) Cũng chọn bước xích bảng (6-6) thỏa mãn điều kiện tiến hành kiểm nghiệm áp suất sinh lề: Trong : k- hệ số điều kiện sử dụng F- Diện tích hình chiếu của bề mặt tiếp xúc ống lăn lên mặt phẵng vuông góc với phương của lực tác dụng; lăn dãy F= d.l; (d- đường kính chốt; l: chiều dài ống l = c+ 2s, c khoảng cách hai má trong; s chiều dày má; xích căng F= 0,76d.b ( b chiều rộng xích) Tri số P0  cho bảng 6-7 Bảng 6-7 Trị số [P0] cho phép Bảng 6-8 Hệ số va đập cho phép u  Kiểm nghiệm số lần va đập u giây Để đảm bảo tuổi thọ của xích cần phải hạn chế số lần va đập u giây phải nhỏ số lần va đập giây cho phép u= Znpt v  u  v1  L 60.1000 m / s  66 L = x.pt ta u  nZ (6-7) 15.1000 x [u] cho phép tra bảng (6-8) Hiệu suất bôi trơn Bôi trơn: Hiện thường dùng phương pháp bôi trơn truyền: bôi trơn định kỳ, bôi trơn nhỏ giọt bôi trơn liên tục - Bôi trơn định kỳ: sử dụng xích làm với tốc độ thấp V  (3  4)m / s dùng dầu bơi trơn xích làm việc khoảng từ (6  8) giờ nên bơi trơn lại lần, dùng mở để bơi trơn nấu mỡ chảy lỏng, nhúng tồn xích vào dầu ngâm từ (2  3) giờ, mở chảy lỏng ngấm vào giữ khe hở của ống, chốt lăn Bôi trơn theo cách khỏang (160 180) giờ bôi trơn lại lần - Bôi trơn nhỏ giọt: sử dụng xích làm việc với vận tốc trung bình V  (5  8)m / s bơi trơn theo cách cần có thiết bị chứa dầu để nhỏ giọt lên xích - Bơi trơn liên tục: sử dụng xích làm việc với vận tốc cao V  8m / s , bôi trơn theo cách xích bơm dầu liên tục bơm phun dầu nhúng ngập dầu Bôi trơn theo cách xích cần có thiết bị che kín Độ nhớt của dầu bôi trơn chọn tùy theo vận tốc áp suất sinh lề Hình 6.5 Các phương pháp bơi trơn xích Hiệu suất: Cũng tương tự truyền bánh răng, truyền xích có mát cơng suất khuấy dầu Trong cơng suất mát chủ yếu ma sát lề ăn khớp với đĩa xích Đối với xích chế tạo chất lượng tốt, bơi trơn đầy đủ hiệu suất đạt được:   (0,96  0,98) Hướng dẫn thực tập 67 Để thiết kế truyền thường cho trước số liệu sau u cầu chọn loại xích, định bước xích, số dãy xích, bước đĩa xích, khoảng cách trục, số mắc xích x lực tác dụng lên truyền Trình tự thiết kế truyền bao gồm bước: Bước Chọn loại xích Bước Chọn số đĩa xích nhỏ dựa vào bảng (6-2), sau tính số đĩa xích lớn Z2 = i.Z1 Bước Tính bước xích theo cơng thức Nt  [N] Sau tra bảng (6-1) để tìm bước xích t Rồi so sánh bước xích Pt với bước xích giới hạn (Pgh) tra bảng (6-3) Nếu t > tgh phải tính lại thiết kế xích nhiều dãy Bước Chọn khoảng cách trục A, tính số mắc xích X, kiểm nghiệm lại số lần va đập u giây Bước Tính đường kính đĩa xích Bước Tính lực tác dụng lên truyền Để thực tập tính tốn thiết kế truyền xích tham khảo tập sau: Bài tập tham khảo: Thiết kế truyền xích truyền dẫn từ động điện dến xích tải theo số liệu sau: cơng suất 5kw, số vòng quay phút của động điện n1=720 vg/ph, số vòng quay phút của trục bị dẫn n2= 240 vg/ph, truyền làm việc ca, đường nối tâm đĩa xích làm với đường nằm ngang góc nhỏ 40 0, bơi trơn định kỳ trục đĩa xích khơng điều chỉnh Giải:  Chọn loại xích lăn dãy rẽ xích răng,và lại khơng u cầu truyền làm việc êm, không ồn  Theo bảng 6-3 với tỷ số truyền i  n1 720   chọn số đĩa dẫn Z1= 25 n2 240 số đĩa bị dẫn Z2 = 3.25 = 75 (công thức 6-5)  Tìm bước xích Pt Tính theo hệ số điều kiện sử dụng (công thức 6-6) : k = kđ.kA ko.kđc.kb.kc Trong đó: kđ = 1,2 tải trọng va đập (xích tải) kA = chọn khoảng cách trục A= ( 30 – 50) t k0 =1 góc nghiêng nhỏ 600 kđc = 1,2 trục không điều chỉnh kb= 1,5 bôi trơn định kỳ kc = truyền làm việc ca vậy: k= 1,2.1.1.1,2.1,5.1= 2,25 Z 01 25  1 Z1 25 n 800  1,11 (lấy n01= 800 vg/ph) hệ số số vòng quay đĩa dẫn k n  01  n1 720 Hệ số số đĩa dẫn k z  Công suất tính tốn cơng thức 6-7): Nt = N.k.kz.kn= 5.2,25.1.1,11= 12,5kw Tra bảng 6-3 với n01= 800vg/ph chọn xích lăn dãy có bước xích Pt=19,05, diện tích lề F= 104,8 mm2, có cơng suất cho phép N   14,11kw Với loại xích theo bảng 6-1 tìm kích thước chủ yếu của xích, tải trọng pha hỏng Q= 25000N, khối lượng xích q = 1,25kg 68 Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện (6-9) theo bảng (6-6) với Pt= 19,05 mm số đĩa dẫn Z1= 25, số vòng quay giới hạn ngh của đĩa dẫn đến 1500 vg/ph, điều kiện (6-9) thỏa mãn (n1= 720 vg/ph)  Định khoảng cách trục A số mắt xích X: Tính số mắt xích (cơng thức 6-4) 25  75  75  25   2.40   X   131.6  2  40 16) Lấy số mắt xích X= 132, kiểm nghiệm số lần va đập giây (công thức – 25.720  9,1 theo bảng (6-8) số lần va đập cho phép giây u   35 cho 15.132 nên điều kiện u  u  thỏa mãn u Tính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn (cơng thức 6-3): A 19,05  25  75 25  75 75  25   (132  )  8( )   766mm 132   2 2  Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách trục A khoảng A  0,003A  2mm Cuối lấy A= 764mm  Tính đường kính vịng chia của đĩa xích (cơng thức -1) 19,05  152mm 1800 sin 25 19,05 Đĩa bị dẫn: d c   455mm 1800 sin 75 Đĩa dẫn: d c1   Tính lực tác dụng lên trục (công thức -17): R 6.10 7.1,1.55  1000 N (Trong hệ số kt= 1,15) 25.19,05.720 Trọng tâm cần lưu ý chương: - Phân tích ưu nhượt điểm phạm vi ứng dụng của truyền xích - Thơng số hình học của truyền xích - Cơng thức tính vận tốc trung bình, tỷ số truyền trung bình, tỷ số truyền tức thới tải trọng va đập - Cách tính tốn truyền xích theo áp suất cho phép Câu hỏi ôn tập chương Khái niệm chung truyền xích Ưu, nhược điểm của truyền động xích so với truyền động đai Cấu tạo của xích ống lăn Các thông số động học của truyền xích Các bước tính tốn truyền xích ống lăn  Thảo luận nhóm: Theo hướng dẫn của giáo viên, tổ chức chia nhóm - sinh viên Các nhóm có nhiệm vụ tìm hiểu giải cơng việc sau: - Tính tốn truyền xích với số liệu cho trước sau: cơng suất N = 5,43 kW; số vịng quay đĩa dẫn n1= 119 vg/ph; mômen xoắn M = 434.855,4Nmm; tỉ số truyền i = 2,5 Bộ truyền nằm ngang, làm việc ca; tải trọng tĩnh, bôi trơn nhỏ giọt, trục đĩa xích điều chỉnh 69 - Tính tốn truyền xích lăn để dẫn động trục spinđen máy tiện tự động với số liệu cho trước sau: công suất trục dẫn N1 = 2,6 kW; số vòng quay đĩa bị dẫn n2 = 400 vg/ph; tỉ số truyền i = 2; khoảng cách trục khống chế A