truyền động cơ khí bộ truyền động xích

1.1 Nguyên tắc làm việc của bộ truyền xích và cấu tạo chính của bộ truyền Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm: đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn 2 và xích 3 hình 4.1.. Có khi dùng một xích để truyề

1 Khái niệm chung

1.1 Nguyên tắc làm việc của bộ truyền xích

và cấu tạo chính của bộ truyền

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:

với các răng trên đĩa xích

(ăn khớp gián tiếp)

Bộ phận căng xích

Các trục của bộ truyền xích

có thể song song nhau, có

thể trong bộ truyền có nhiều

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 tiếng 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

b 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 < 110 kW

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

v=(6÷25)m/s;

 Hiệu suất η=(0.96÷0.98)

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

c Phạm vi sử dụng

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.

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

4

2.2 Lựa chọn bước xích

2.3 Vật liệu chế tạo xích

Má xích làm bằng thép cán nguội có hàm lượng C trung bình (45, 50 ), hoặc thép hợp kim cán nguội (40X, 40XH ), tôi đạt độ cứng 40-50 HRC Bản lề (chốt, ống, con lăn) làm bằng thép cacbon và thép hợp kim thấp (15,20,15X, 20X,12XH3A ), thấm than rồi tôi đạt độ cứng 50-65 HRC

3 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

 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

3 Đĩa xích

Đường kính vòng chia đĩa xích:

t : Bước xích (mm)

Z : Số răng đĩa xích

4.Cơ học truyền động xích

4.1.Định khoảng cách trục

 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

Bước xích của dây xích

t

Số răng đĩa xích

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.

zmax ≤ 100 - 120 (xích con lăn).

zmax ≤ 120 - 140 (xích răng),

Để tránh tuột xích khi xích

mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất

Khoảng cách trục A

-Khoảng cách trục (A): khoảng

cách giữa hai tâm của hai đĩa xích

Nó có ảnh hưởng tới góc ôm của

xích và sự va đập của bộ truyền.

-Khi xác định khoảng cách trục

phải căn cứ vào điều kiện góc ôm α

Với, de1, de2 : đường kính vòng đỉnh của đĩa xích dẫn

và bị dẫn

Khi i ≤ 3 thì

Khi i ≥3 thì

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

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

4.3 Vận tốc, tỷ số truyền và tải trọng động

a Vận tốc và tỷ số truyền tức thời

 Tại A, vận tốc tuyệt đối

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

VD1: Xích ống con lăn có bước t=6(mm) mắc lên các đĩa xích có số răng Z 1 =23 và Z 2 =75 khoảng cách trục sơ bộ

A sb =160 (mm) Tìm số mắt xích X và khoảng cách trục chính xác A

VD2: Xác định khoảng cách trục của bộ truyền xích và đường kính vòng chia của đĩa xich , nếu Z 1 =25 , Z 2 =69 và

t =15,87 Số mắt xích X=127

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

→



C

V

4.3 Lực tác dụng trong bộ truyền xích

 Lực vòng P liên hệ với lực trên nhánh dẫn F1 và nhánh bị dẫn F2: F 1-F2=P

 Lực căng do ly tâm:

 qm : 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

5 Các dạng hỏng, chỉ tiêu 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 tiêu tính toán

F F

độ mòn nhanh nếu không bôi trơn tốt

 Bản lề mòn làm cho bước xích tăng lên, xích ăn khớp không chính xác với răng đĩa xích Nếu mòn nhiều

xích dễ bị trật ra khỏi đĩa xích và có thể bị đứt xích 5.1 Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán

 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

 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:

 Vì trong thực tế điều kiện làm việc của bộ truyền có khác với điều

kiện thí nghiệm cho nên khi tính toán phải đưa vào hệ số điều kiện sử dụng k để điều chỉnh

6 Tính toán bộ truyền xích

6.1 Tính truyền động xích theo áp suất cho phép

 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:

-Z01, n01: 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