HCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬT

HCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬTHCMUT Bách Khoa BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

3.1 Tìm hiểu và chọn truyền động xích

Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích với răng của đĩa xích So với bộ truyền đai bộ truyền xích cơ những ưu điểm sau:

- Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột;

- Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn;

- Kích thứơc bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và số vòng quay

Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đó góc

ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và đo đó có thể truyền công suất

và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn

Tuy nhiên bộ truyền xích có những nhược điểm là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn mà theo hình đa giác, do đó khi vào và ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh xích thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích

Có 3 loại xích chính là xích ống, xích ống con lăn và xích răng

- Xích ống đơn giản, giá thành hạ và khối lượng giảm vì không dùng con lăn,

nhưng cũng vì thế mà bản lề mòn nhanh Vì vậy chỉ dùng xích ống đối với các

bộ truyền không quan trọng mặc khác yêu cầu khối lượng nhỏ

- Xích ống con lăn gọi tắt là xích con lăn, về kết cấu giống như xích ống chỉ khác

ngoài ống lắp thêm thêm con lăn, nhờ đó có thể thay thế ma sát trượt giữa ống

và răng đĩa bằng ma sát lăn giữa con lăn và răng đĩa Kết quả là độ bền của xích con lăn cao hơn xích ống, chê tạo không phức tạp bằng xích răng, do đó xích con lăn được dùng khá rộng rải

- Xích răng có khả năng tải lớn, làm việc êm, nhưng chế tạo phức tạp và giá

thành đắt hơn xích con lăn

Do vận tốc thấp nên ta chọn loại xích ống con lăn 1 dãy (xích con lăn 1 dãy) vì xích con lăn có độ bền mòn cao hơn xích ống, chế tạo không phức tạp giá thành thấp

3.2 Xác định thông số của xích

Dạng hỏng chủ yếu và nguy hiểm nhất của xích là mòn, do đó ta tính xích theo độ bền mòn

3.2.1 Chọn số răng đĩa xích

Chọn số răng của đĩa xích dẫn: Theo bảng 5.4 [1] với u xich  3, 03225:

+ Số răng đĩa nhỏ z1 29 2. u xich 22.9355 19 Chọn z 1 23;

+ Số răng đĩa lớn z2 z u1 xich 69, 7418 Chọn z 2 69.

Xác định bước xích: Bước xích được chọn theo điều kiện công suất tính toán, theo công thức (5.3), tài liệu [1], trang 81

 

t z n

Với:

Pt, P, [P] lần lượt là công suất tính toán, công suất cần truyền và công suất cho phép (kW)

Hệ số k: Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức (5.4) và bảng

5.5 [1], cụ thể ta có:

0 .a đ c b t d c 1,95

k k k k k k k 

Với:

1, 2

đ

k  : hệ số tải trọng động (tải va đập nhẹ)

1

a

k  : hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục (chọn a=40p)

0 1

k  : hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền (đường nối 2

tâm đĩa xích so với đường nằm ngang < 60o) 1

đc

k  : hệ số xét đến ảnh hưởng của khả năng điều chỉnh lực căng xích

bt

k  : hệ số xét đến bôi trơn (môi trường có bụi và chất lượng bôi

trơn II)

1, 25

c

k  : hệ số xét đến chế độ làm việc (2 ca)

Hệ số răng đĩa xích k z :

1

25 25 23

z

k z

Hệ số vòng quay Theo bảng 5.5 [1],

01 3

50

0, 4857 102.9542

n

n k n

Khi đó, công suất tính toán:

5, 6279

Dựa vào bảng 5.5 [1] theo cột n01 50 vg ph/  ta chọn bước xích p38,1 mm, đường kính chốt d c 11, 2mm, chiều dài ống B35, 46 mm và  P 10,5 kW(thỏa

 

t

P  P ), và theo bảng 5.8 thỏa mãn điều kiện p  p max)

3.2.2 Khoảng cách trục và số mắt xích

Theo bảng 5.6 [1], khi k  , ta chọn a 1 a40p40.38,1 1524 ( mm)

Theo công thức (5.12) [1] ta có số mắt xích:

127,3400( )

a

 Lấy số mắt xích bằng 128

Tính lại chính xác khoảng cách trục a theo công thức (5.13) [1] ta có:

0, 25.38,1 128 0,5.(69 23) [128 0,5(69 23)] 2[(69 23) / ]

1536, 7859 ( )

mm







Để xích khỏi chịu lực căng quá lớn, giảm bớt khoảng cách trục a một lượng:

*

0, 002 3, 0736( )

 Vậy lấy a1534 mm

Theo công thức (5.14) [1] ta có số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:

 

1 3 23.102,9542

1, 2333 20

z n

x

(Theo bảng 5.9 [1])

3.3 Tính kiểm nghiệm xích và độ bền

Theo công thức (5.15) ta có:

 

0

Q

Trong đó:

Theo bảng (5.2) [1], tải trọng phá hỏngQ127, 0 kN , khối lượng một mét xích q5,5kg; k  đ 1, 2: Hệ số tải động (tải trọng mở máy bằng 150% tải

trọng danh nghĩa)

Lực vòng Ft, lực căng do lực li tâm sinh ra Fv:

3

1000 1000.5,9325

3945, 4191( )

1, 2530

t

P

v

5,5.1,5036 12, 4352( )

v

Với

1 3 23.38,1.102,9542

1,5306( / )

z p n

Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, theo (5.16) [1] ta có:

0 9,81 .f 9,81.6.5,5.1,5036 496, 6018

(k  f 6: hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền, bộ truyền

nằm phương ngang) [s]: Hệ số an toàn cho phép

127000

24, 2203

1, 2.3934, 4191 496, 6018 12, 4352

s

Theo bảng (5.10) [1] với n3 200vòng phút/ , ta có s 8,5.

Vậy s   s => bộ truyền xích an toàn, đảm bảo đủ bền

3.4 Xác định thông số đĩa xích và lực tác dụng lên trục

3.4.1 Đường kính đĩa xích

Theo công thức (5.17) và bảng 13.4 [2] ta có:

1

2

1

1

2

2

1

2

38,1

279,8042 ( ) sin

sin

23 38,1

837, 0941( ) sin

sin

69

23

0,5 cot 38,1 0,5 cot

6

a

a

p

z p

z

z

z









 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1 2

855, 2765( ) 9

2 279,8042 2.11, 2206 257,3631( )

2 837, 0941 2.11, 2206 814, 6529( )

f f

mm



 

 

Trong đó:

1

d : đường kính vòng chia đĩa xích dẫn

2

d : đường kính vòng chia đĩa xích bị dẫn

1, 1

a f

d d

: đường kính vòng đỉnh răng và chân răng đĩa xích dẫn

2, 2

a f

: đường kính vòng đỉnh răng và chân răng đĩa xích bị dẫn Với:

0,5025 l 0, 05 0,5025.22, 23 0, 05 11, 2206 ( )

22, 23( )

l

d  mm (theo bảng 5.2 [1])

3.4.2 Kiểm nghiệm độ bền và chọn vật liệu cho bộ truyền xích

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18) [1] ta có:

 

1

1

5

0, 47

0, 44.(3945, 4191.1, 2 7, 4022).2,1.10

395.1

d H

đ

A k

MPa







Trong đó:

H  : Ứng suất tiếp xúc cho phép, tra bảng 5.11

t

F : Lực vòng.

5

1 2

2

E E

E E

2 395( )

A mm là diện tích chiếu của bản lề, tra bảng 5.12 [1]

vđ

F : Lực va đập trên m dãy xích, tính theo công thức (5.19) [1] ta có:

3 13.10 13.10 102,9542.38,1 1 7, 4022 ( )

vđ

d

k là hệ số phân bố không đều cho các dãy; k  (xích 1 dãy) d 1

đ

k là hệ số tải trọng động; k  đ 1, 2 (tải va đập nhẹ) bảng 5.6 [1].

0, 44 23

r

k  z  là hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích, phụ thuộc z (trang 87 [1])

Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện: H1 H 550

, đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1 Tương tự, H2 H

với cùng vật liệu và nhiệt luyện

Xác định lực tác dụng lên trục:

Lực tác dụng lên đĩa xích Fr do lực vòng Ft và trọng lượng xích gây nên, theo công thức (5.20) [1] ta có:

1,15.3945, 4191 4537, 2320( )

r x t

Trong đó: hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục, nằm ngang, chọn 1,15

x

3.4.3 Bảng thông số bộ truyền xích

Đại lượng Giá trị

Đường kính vòng chia đĩa dẫn (mm) 279,8042 Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn (mm) 837,0940 Lực tác dụng lên trục (N) 4537,2320