Chi tiết máy tập 2 nguyễn trọng hiệp (XB năm 2003)

THƯ VIỆN DẠI HỌC NHA TRANG M 621.82 Ng 527 H T.2 NGUYỄN TRỌNG HIỆP TẬP HAI ilip 3000016491 CD NHÀ XUẤT BÀN GIÁO DỤC GS.TS NGUYỄN TRỌNG HIỆP CHI TIẾT MÁY TẬP HAI (Tái lằn thứ sáu) NHÀ XUẤT BẨN GIÁO DỤC 6C5 G D -03 189/52-03 Mã số : 7B043T3 • CNĐ Chương 12 TRUN ĐỘNG XÍCH 12.1 KHÁI NIỆM CHUNG 12.1.1 Cấu tạo ch ín h củ a tru yền xích Xích chuỗi m át xích với bàng lể x ích truyền chuyển động tải trọng từ trục dẫn (trục chủ động), sang trục bị dẫn (trục bị động) nhờ ăn khớp m át xích với đĩa xích Cấu tạo truyển xích gổm đĩa dẫn Zj, đĩa bị dẫn Z2 xích (hình 12.1) Ngồi tùy trường hợp, có th ể có thêm phận căng xích, phận bơi trơn, hộp che Có dùng xích để truyền động từ đỉa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn (hình 12.2c) H ình 12.1 H ình 12.2 12.1.2 Ưu, nhược đ iểm phạm vi sử dụng Ưu điểm truyền động xích : - Co' th ể truyền chuyển động trục cách tương đối xa - So với tru y ền động đai, kích thước tru y ền xích nhỏ gọn hơn, làm việc khơng có trư ợ t, hiệu su ấ t cao (í£ = 0,96 -ỉ- 0,98) lực tác d ụ n g lên trụ c tư ng đối nhỏ - Co' th ể m ột lúc truyền chuyển động công su ất cho nhiểu trục Truyền động xích có nhược điểm sau : - Có nhiểu tiếng ồn làm việc - Vận tốc tức thời xích đỉa bị dẫn khơng ổn định - u cẩu chăm sóc thường xun (bơi trơn, điều chỉnh làm căng xích) - Chđng mịn, n h ất làm việc nơi nhiều bụi bơi trơ n khơng tốt Truyền động xích chủ yếu dùng tro n g trư ng hợp trụ c có khoảng cách tru n g bình (nếu dùng truyền động bánh răn g cần cđ thêm bánh răn g tru n g gian ) ; yêu cẩu kích thước tương đối nhỏ gọn làm việc không trư ợ t (do không dùng tru yền động đai) Truyền động xích dùng để giảm tốc độ quay tă n g tốc độc quay trụ c song song Công su ấ t tru y ền thường không 100 kW, khoảng cách trụ c a đến m ét Trong truyền tốc độ cao (đĩa dẫn láp với trụ c động cơ), vận tốc xích V = -í- 25 m/s, tỷ số tru y ền u sá Đối với truyền tốc độ chậm (truyền dẫn từ trụ c hộp giảm tốc đến phận cơng tác), vận tốc xích V = -ỉ- m/s, tỷ số truyền u < ; V ^ m/s tỷ số tru y ền có th ể tới 10 -5- 15 Bộ truyền xích bố trí nằm ngang (hình 12.2a) dốc nghiêng, đường nối hai tâm tạo th àn h với m ặt phảng ngang góc ự' (hình 12.2b) H iện tru y ền động xích dùng rộng rãi tro n g máy vận chuyển (mơtơ, xe đạp, xích tải ), m áy nông nghiệp, máy công cụ, tay máy 12.2 CÁC LOẠI XÍCH TRUYỀN ĐỘNG VÀ ĐĨA XÍCH 12.2.1 C ác lo i x íc h tru y ển đ ộ n g Các loại xích truyền động thường dùng gồm xích lăn, xích ống, xích (Ngồi loại xích truyền động, tro n g chế tạo máy cịn có loại xích trục, xích kéo để nân g hạ, vận chuyển vật nặng) Cấu tạo, kích thước, vật liệu, tín h độ xác xích quy định tro n g tiêu chuẩn x í c h c o n lă n có cấu tạo trìn h bày trê n hình 12.3, gồm m tro n g xen kẽ với m 2, có th ể xoay tương đối Các m tro n g lắp chặt với ống 3, m láp chặt với chốt 4, ống chốt có khe hở, có th ể xoay tự nhau, tạo th àn h lề N hằm mục đích giảm mịn răn g đĩa xích, phía ngồi ống cd láp lăn 5, cố th ể xoay tự Đ ể nối hai m át cụối xích lại với thành vịng kín, thường dùng chốt chẻ (hình 12.4a) Nếu số m át xích lẻ, phải dùng m át chuyển co' m cong (hình 12.4b) chốt chốt chẻ D ùng m át chuyển, xích bị yếu m xích có thêm ứng su ấ t uốn v ì nên lấy số m át xích số chẵn Bưốc xích t thơng só chủ yếu xích truyền động Các kích thước xích quy định theo bước xích Trong bảng 12.1 cho số thơng số cỡ xích lăn (Liên Xơ cũ) có bước t = 12,7 -ỉ- 50,8 nim H ỉnh 12.3 H ình 12.4 B ản g 12.1 x íc h lãn (Liên Xơ củ) Bước xích t, Cỡ xích Đường kính lăn D Đưịng kính chốt Khoảng cách m trong, b Thi trọ n g phá hỏng, N Khối lượng m ét xích, kg 3,30 5,40 7,75 6,48 9,65 12,70 15,88 19,05 22,23 25,40 31,75 9000 18000 18000 23000 23000 32000 56700 88500 127000 172400 226800 0,35 0,65 0,75 0,80 1,00 1,52 2,57 3,73 5,50 7,50 9,70 mm np np - 12,7 - 9000 - 12,7 - 18000 - IIP - 12,7 - 1800 - - 15,875 - 23000 - - 15,875 - 23000 - - 19,05 - 32000 IIP - 25,4 - 56700 - 31,75 - 88500 IIP - 38,1 - 127000 - 4 ,4 - 172400 - 50,8 - 226800 np np np np np np 12,700 12,700 12,700 15,875 15,875 19,050 25,400 31,750 38,100 44,450 50,800 7,75 8,51 8,51 10,16 10,16 11,91 15,88 19,05 22,23 25,40 28,58 3,66 4,45 4,45 5,08 5,08 5,96 7,95 9,55 11,12 12,72 14,29 Khi tải trọng lớn, vận tốc cao, để khỏi phải chọn bước xích lớn, gây nên va đập m ạnh có hại, người ta dùng xích nhiéu dãy (2 dãy, dãy) Cấu tạo xích nhiều dãy tương tự xích dãy, trừ chiều dài chốt tăn g thêm Tải trọng phá hỏng cơng suất truyển xích tỷ lệ thuận với số dãy Trong máy xây dựng máy làm đường, truyền làm việc có tải trọng động, va đập quay hai chiêu, người ta dùng xích lăn có m cong, gổm m xích co' hình dạng m chuyển Do m xích cong độ dài xích tặn g lên, làm tă n g khả chịu tải trọng động x íc h ố n g cấu tạo giống xích lăn không cổ lăn Giá th àn h chế tạo rẻ khối lượng xích nhỏ hơn, xích răn g đĩa chóng mịn, đo' tương đối dùng x íc h r ă n g (hình 12.5) gồm nhiều m xích liên kết với nhau, bàng chốt hình q u ạt lăng trụ Các m xích m làm việc, m có hai răn g hai lỗ định hình để xuyên chốt Các má xích khơng có răng, có tác dụng dẫn hướng, giữ cho xích khơng bị dịch chuyển khỏi đĩa làm việc Bề m ặ t làm việc m xích hai m ật phía ngồi, cố dạng m ặt phẳng Các bề m ặ t tỳ lên hai răn g đĩa xích (hình 12.6a) H ình 12.6 M ặt làm việc chốt m ặt cong lồi (hình 12.6b), m xích xoay nhau, chốt lăn khơng trượt, nhờ lề đỡ mịn x ích răn g có khả n ăn g tả i cao xích lăn, làm việc êm ồn hơn, song chế tạo phức tạp khối lượng nặng hơn, dùng Bảng 12.2 cho số thơng số xích (Liên Xơ cũ) (các ký hiệu kích thước xem hình 12.5) Cường độ tải trọng phá hỏng, tải trọng phá hỏng xích cđ chiều rộng mm, tính bàng N/mm B ản g 12.2 x íc h (Liên Xơ củ) (bản lề ma sát lăn) Xích cd bước t, mm 12,700 15,875 19,050 25,400 31,750 Chiẽu rộng xích B, mm 22,5 30 45 57 69 - - 52,5 (tăng mm) 70 (tăng mm) 93 (tăng 12 mm) 105 (tăng 12 mm) 117 (tăng 12 mm) b mm 13,4 16,7 20,1 26,7 33,4 bl mm 7,0 8,7 10,5 14,0 17,5 s mm 1,5 2,0 3,0 3,0 3,0 Cường độ tải trọng phá hỏng (đối với mm chiều rộng xích) N/mm Khối lượng mét xích cd chiêu rộng cm, 10000 12500 15000 20000 25000 0,58 0,72 0,86 1,14 1,45 c k8 12.2.2 Đ ĩa xích Đĩa xích có hình dạng kết cấu tương tự bánh Hình dạng kích thước prơíln răn g quy định theo tiêu chuẩn Prơíìn đỉa xích lăn gổm đoạn cong đỉnh AB bán kính Rj, đoạn thẳng BC chuyển tiếp, cung CD có bán kính R rãnh bán kính r (hình 12.7) Chiều rộng b vành lấy nhỏ khoảng cách bj hai má Prơíln răn g đĩa xích có hình thang (hình 12.6a) H ình 12.8 Đĩa xích cđ đường kính nhỏ chế tạo bàng dập (hình 12.8a) Đĩa xích đường kính tru n g bình lớn chế tạo riêng mayơ vành rổi ghép lại hàn (hình 12.8b) bulơng (hình 12.8c) v.v Ỉ2.2.3 V ậ t liệ u x íc h v đ ĩa x íc h Má xích thư ng làm b àn g th ép cán nguội, h àm thép hợp kim cán nguội : th é p 45, 50, 40X, 40X H độ rắ n 40 -ỉ- 50 HRC Vật liệu làm lể (chốt, ống, 15X, 20X, 12XH3A v.v thấm th a n rổi đ t độ rá n 50 lượng bon tr u n g bình (Liên Xơ cũ) v.v tơi có lăn) th n g th ép 15, 20, -ỉ- 65 HRC Đối với nhữ ng đĩa xích chịu tả i trọ n g nhỏ, vận tốc th ấ p (v < m/s) có th ể chế tạo gang CH 20 gang có độ bền cao tơi T ruồng hợp tả i trọ n g vận tốc cao hơn, đĩa xích chế tạo thép bon thép hợp kim thép 45, 40X, 40XH thép 15, 20, 12X2 H4A v.v th ấm th a n tơi với chiểu sâu lóp thấm -ỉ- 1,5 m m Độ rắ n bề m ặ t ră n g 50 -ỉ- 60 HRC 12.3 CÁC THƠNG s ố HÌNH HỌC CHÍNH 12.3.1 B c x íc h t thơng số tru y ền xích Xích có bước lớn khả n ăn g tả i trọ n g c n g lớn ng tải trọ n g động, va đập tiến g ồn tăng, n h ấ t vận tốc càn g cao Do xích làm việc với vận tốc cao, nên chọn bước xích nhỏ cấn th i tă n g số dây xích (đối với xích lăn) tă n g chiều rộng xích (đối với xích răng) để xích có đủ khả n ăn g tải B ảng 12.3 cho trị số vòng quay giới h n nj (vg/ph) đĩa xích dẫn (xích dãy), phụ thuộc số ră n g đĩa d ẫn Zj bước xích t B ả n g 12.3 S ố vòng quay giói hạn n J (vg/ph) đĩa xích dẫn n j ) vg/ph, bước xích t mm Z1 12,7 15,875 19,05 25,4 31,75 38,1 44,45 50,8 725 750 780 540 560 580 430 445 460 350 365 375 1300 - Xích lăn 20 25 30 2780 2900 3000 2000 2070 2150 1520 1580 1640 1000 1030 1070 Xích răn g 17 - 35 3300 2650 2200 1650 - 12.3.2 Đ n g k ín h v s ổ r& ng d ĩa x íc h Đường kính vịng chia (hình 12.6 12.7) đỉa xích dẫn dj đĩa bị dẫn đ2 tín h theo công thức t t d i = sin^r/Zj) d2 = sin(7t/z2) (12_1) Zj Z2 - số ră n g đĩa dẫn đĩa bị dẫn Bộ truyền xích thường dùng để giảm tốc độ, đo' số ră n g đĩa dẫn Zj nhỏ số răn g đĩa bị dẫn Z2- Nếu sổ răn g ít, góc quay tư n g đối lề xích vào đĩa r a khỏi đìa (bằng 2ĩi/Z) lớn, xích mịn càn g n h anh M ặt khác va đập m t xích tiếp xúc với răn g đĩa tă n g lên xích làm việc ổn Do đđ cẩn hạn chế số nhỏ Zj đĩa dẫn Trên sở thực nghiệm người ta lấy Zlmin > 19 vận tốc xích V > m/s Trong truyển cđ vận tốc V < m/s có th ể lấy Zjmin = - - 15 Đối với truyền chịu tải trọng va đập nên lấy Zlmin > 23 Để bảo đảm cho truyền xích làm việc lâu dài, ổn, trường hợp vận tốc tru n g bình cao nên lấy Zj = 29 - 2u ^ 19 nên quy tròn theo SỐ lẻ (u - tỷ số truyền) Số tối thiểu Zj đĩa xích lấy tăng 20 4- 30% so với trị số Số đĩa lớn (đĩa bị dẫn) Z2 = uZj, không nên lấy vượt trị số giới hạn Z2 7ấ 100 4- 120 xích lăn Z-2max íỉ 120 4- 140 xích Sở dỉ có giới hạn sau thời gian làm việc, xích bị mịn, bước xích tàn g thêm lượng At Khi ăn khớp với đỉa, m át xích có vị trí xa tâm đỉa so với vị trí ban đẩu xích chưa bị mịn Nđi cách khác, đường kính vịng trịn qua tâm lê xích lớn đường kính vịng chia (hình 12.9) m ột trị số Àd, suy từ công thức (12-1) id - ^ Z ) O 2' 1» Rõ ràng với xích mịn, độ tăng bước xích At Nếu số đĩa xích z lớn Ad lớn, xích dễ tuột khỏi đỉa Số răn g Z2 nên số lẻ, vối số m át xích chẵn, lề răn g đĩa mòn 12.3.3 K h o ả n g c c h t r ụ c a (hỉnh 12.1) có ảnh hưởng đến khả làm việc truyên xích N ếu khoảng cách trục a nhỏ, tẳn số chịu tải lê tăn g lên Ngoài ra, góc âm xích đĩa nhỏ a J giảm giảm khoảng cách trục a K hoảng cách nhỏ n h ất a hai trục đĩa xích định theo điều kiện góc ơm đĩa nhỏ a l > 120° hai đĩa xích khơng chạm Góc ơm đĩa nho tính theo công thức a, = 180P - — 57° a Để thỏa m ãn điều kiện a ^ 120°, từ công thức (12-2) ta định a (12-2) a * d2 - d r Điều kiện để hai đĩa xích khơng chạm a > 0,5(d + d ) + (30 4- 50) mm đd : d d - đường kính vòng a2 Nếu khoảng cách trụ c a lớn xích với độ tăn g bước xích At tương đối nhỏ bị rung nhiểu Do đd cần hạn chế đỉnh đĩa dán đĩa bị dẫn chống bị chùng (vì số m xích nhiéu, làm xích dài thêm nhiễu), làm việc khoảng cách trục tối đa a !ã 80t Thực tế cho thấy khoảng cách trục nên lấy a = (30 4- 50)t Khi định khoảng cách trụ c a, có th ể tỉm chiẽu dài xích L = x t ; X - số m ắ t xích, tín h theo cơng thức C h n g 19 LÒ XO 19.1 K H Á I N IỆ M C H U N G Lò xo tiế t m áy có tín h đàn hổi cao, dùng rộng rãi tro n g m áy móc, khí cụ để : - Tho nên lực ép tro n g khớp nối, phanh, truyền động bánh m a s t V V ; - Giảm chấn động, ru n g động ; - Tích lũy làm việc động (co't hổ.,.) ; - Thực dịch chuyển trở vị trí cũ van, cấu cam ; - Đo lực (trong khí cụ đo lực kế v.v ) Có th ể phân loại lò xo theo dạng tải trọng tác dụng (kéo, nén, uốn, xoắn) ; theo hình dạng cấu tạo (lị xo xoắn ốc, lị xo vịng, lị xo nhíp, lị xo xốy ốc v.v ) ; theo đặc tính (độ cứng không đổi, độ cứng thay đổi) Kết cấu m ột số loại lò xo giới thiệu trê n hình 19.1 : lị xo chịu kéo (hỉnh 19 la), lị xo chịu nén (hình 19.lb -ỉ- lh ), lò xo chịu xoắn (19.1i,k) lò xo chịu uốn (hình 19.11, n, m) Được dùng nhiều lị xo xoắn ốc chịu kéo, chịu nén chịu xoắn, chế tạo dây lò xo tiế t diện trò n (hỉnh 19.l a + 19.Id 19.li) Để giảm kích thước người ta dùng lị xo phức hợp, gồm hai (hình 19.lc) nhiều th àn h phẩn lồng vào Trong trư n g hợp lò xo th àn h phẩn quấn theo chiều xoắn ốc ngược để giảm bớt lực xoán m ặt m út tựa 131 Trong trư n g hợp đặc biệt, lò xo c h ế tạo b ằ n g b ăn g kim loại co' tiế t diện chữ n h ậ t (hình 19.lđ ) Ngồi ra, cịn dùng lị xo gồm hai, ba nhiều sợi bện lại (tiế t diện sợi bện : trê n hình 19.lb) Lị xo dĩa (hình 19 le) dùng tải trọ n g lớn, chuyển vị đ àn hồi nhỏ kích thước theo phương dọc trụ c nhỏ Lị xo vịng (hình 19.lg , h) d ù n g tả i trọ n g lớn, cấn khuếch tá n nhiểu n ă n g (để giảm chấn) Lò xo chịu xoắn dùng n h iểu tro n g máy, n h n g so với lò xo chịu kéo chịu nén Trong loại lị xo chịu xoắn, lị xo xồn ốc trụ chịu xoắn (hình 19 li) dùng nhiều Khi kích thước dọc trụ c nhỏ m ôm en xoắn nhỏ, dùng lò xo xoắn ốc dẹt (hình 19.11) Trường hợp kích thước hẹp theo phươ ng lực tá c dụng, theo phươ ng tư n g đối rộng, có th ể dùng lị xo n h íp (hình 19.In ), làm việc với ứng s u ấ t uốn, đ ể giảm chấn động va đập tro n g m áy vận tải v.v Một tro n g nh ữ n g đặc trư n g q u a n trọ n g củ a lò xo độ ng lò xo c = đF/cLl c

, F T - lực m ơm en xoắn tác dụng lên lị xo ; Ả

20 Vì lị xo chịu kéo có cấu tạo khác với lò xo chịu nén (lò xo chịu kéo co' đ ầu móc vịng lị xo sít lúc ban đáu) tính tốn kích thước vể chiểu dài lò xo khác Đối với lò xo cliịu kéo Chiểu dài lò xo chưa chịu ngoại lực II o = nd + 2h m -ch iều cao m ột đầu móc, h m = (0,5 s- 1) D tro n g h (19-8) Chiểu dài lò xo chịu lực lớn n h ấ t H m ax tro n g ;F lim lấy F = H o + í i mm lấy F = 135 L ực g iớ i h n đ ố i v i lò x o c h ịu k éo F lim = (1,05 * 1,2)F Chiéu dài lò xo chịu lực Fj chịu lực lớn n h ấ t (F max ) f • tín h tư n g tự tín h chiều dài lò xo Chiều dài dây để qu ấn lò xo ;rDn L = + 21, cosa J (1 -1 ) tro n g lj -c h ié u dài dây làm m ột đầu mdc Dối với lị xo chịu nén Số vịng tồn n bàng số vòng làm việc n cộng thêm (0,75 -s 1) vòng đấu m út n o = n + (1,5 -í- 2) Vì đ ầu m ú t lò xo chịu n én m ài m ột n ê n chiểu cao lị xo lúc vịng sít n h au H = (n, - 0,5)d (1 -1 ) Bước củ a vòng lò xo chưa chịu tả i t = d + (1,1 + 1,2) Ẵ tro n g Ằ_ /n (19 -1 ) tín h theo cơng th ứ c (1 -2 ) với lực F = F Chiều cao lò xo H chưa chịu tả i (chiếu cao ban đầu) H o = H s + n (t-d ) (1 -1 ) T in h lò xo chịu tải trọng th a y dổi Đối với nh ữ n g lò xo chịu tả i trọ n g th ay đổi với sổ chu kỳ lớn (như lò xo van tro n g động đổt tro n g ), cần tín h to án theo độ bền mỏi G iả sử lò xo chiu tải trọ n g th ay đổi từ F đến F ứ ng s u ấ t tro n g lò xo th ay đổi th eo chu trìn h khơng đối xứng Các ứ ng s u ấ t xoắn lớn n h ấ t nhỏ n h ấ t tro n g tiế t diện dây lò xo 8kDF max 8kD F mm (1 -1 ) r ™x = ^ ^ d ^ ; Tmm = Biên độ ứng su ấ t ứng s u ấ t tru n g bỉnh r max - r mm , r max + r mm - Lò xo kiểm nghiệm hệ số an to àn th eo điểu kiện r , s_ a T / £ + ự) a r *ĩ — ’ ~ (1 -1 ) tro n g đo' ĩ_ ! - giới h n xoắn dây lò xo tro n g chu trìn h đối xứng, ZT - hệ số xét đến ả n h hưở ng kích thước tiế t diện dây lò xo, lò xo làm b n g dây co' đường kinh d « m m l — ; ự’ = 0,1 -ỉ- 0,2 - hệ số xét đến ả n h h ng ứ ng s u ấ t tru n g binh Khi tín h hệ số an to n s ta lấy hệ số tậ p tru n g ứ n g s u ấ t th ự c t ế K =1 vỉ tậ p tru n g ứ ng s u ấ t xoắn độ cong dây lò xo đ ã x ét đến q u a h ệ số k tín h ứ ng° s u ấ t T_ , r max 136 19.3 LÒ XO XOẮN ỐC TRỤ CHỊU XOẮN Cấu tạo loại lò xo củng tương tự lị xo xoắn óc trụ chịu kéo chịu nén, chi khác vòng lò xo cuộn co' khe hở khoảng 0,5m m để trá n h cọ xát chịu tải đẩu m óc co' hình dạng riêng đê’ truyền mơmen xoắn (hình 19.11) Lị xo th n g lổng lõi Khi chịu tải, tiết diên lị xo chịu m ơm en M b n g với m ơm en xoắn lị xo tác dụng từ bên ngồi Vectơ m ơm en M hướng dọc trụ c lị xo (hình 19.5) Chia m ômen M làm hai th n h p h ầ n : m ơm en uốn vịng lị xo M = M cos« m ơm en xốn vịng lị xo MX = Msin« Vì lị xo chịu xoắn, thơng thư ng góc n â n g vịng lị xo a sí 12 -r 15° , tính tốn có th ể lấy gần M = M bỏ qua mômen xoắn vịng lị xo M H ình 19.5 Ưng s u ấ t uốn lớn n h ấ t sịnh thớ biên phía dâv phải thỏa m ãn điểu kiện kM [ w~ (1 -1 ) 0] w - m óm en cản uốn tiế t diện dây lò xo ; k vòng lò xo, lò xo có tiế t diện dây hình trịn k = hệ số x ét đến độ cong 4c - 4c - Đường kính dây lị xo d 2,16 I kM mm V [ỡĩ (19-17) tro n g mơmen M tính Nmm, ứng suất uốn cho phép [ơ] tính MPa Góc xoắn lị xo (tính rad) tính tính góc xoay tiết diện mút dám có chiểu dài L, tổng chiểu dcài n vòng lò xo, chịu tác dụng mômen uốn M ML IVbrDn EJ ~ EJ rad (19-18) tro n g đo' J - m ơm en qn tín h tiết diện dây lò xo m ột trụ c ; E - m ôđun đàn hổi vật liệu lị xo Sơ' vịng lị xo tín h theo điều kiện : mômen tâ n g từ Mmm (khi láp) đến M (lúc chiu tải lớn n h ất) lò xo bị xoắn gdc - Mn IirbxDn (M = ~ẼJ~ đo' ỚEJ n jr D (M v max — M (19-19) ) mirr 19.4 VẬT LIỆU LÒ XO VÀ ỨNG S Ấ T CHO P H É P 19.4.1 V ậ t liệ u lò xo Vật liệu lãm lò xo phải có tính đàn hổi cao, khơng thay đổi m ột thời gian dài co' đủ sức Vật liệu làm lị xo phải nhiệt luyện có th ể tăn g phương pháp làm biến cứng bể m ặt, v.v trường hợp quan trọng Lò xo th n g chế tạo bằn g th ép nhiều cacbon th ép 65,70 75, thép m angan 65r 55TC, th ép silic 55C2, 60C2, 60C2A, th ép cơrôm van ađ i 50 X(ị)A, thép niken silic 60C2H2A thép cơrôm m an g a n 50Xr v.v Thép nhiểu cácbon loại vật liệu dùng rộng rãi n h ất để làm lò xo xoắn ốc trụ đường kính dây 15mm, loại thép rẻ n h ất Tiêu chuắn Liên Xô qui định cấp dây thép cácbon làm lò xo, theo thứ tự giảm dẩn độ : I, II, IIA III Thép m an g an , thép silic th ép cơrôm - m an g an có tín h độ th ấ m tơi cao nên có th ể dùng để làm lị xo có đường kính dây đến 20m m , riê n g th ép c rô m -m a n g a n có th ể làm lị xo có đường kính dây đến 25 -T- 30m m Thép cơrơm vanađi có tính cao, đặc biệt độ mỏi, chịu nhiệt tốt (có thể làm việc khoảng nhiệt độ từ -4 đến 400°C) dùng làm lò xo quan trọng nhất, chẳng hạn lò xo van động đốt Để trá n h gỉ, lò xo m cátm i v.v Trường hợp lò xo phải làm việc mơi trư n g có tác d ụ n g ăn m òn hda học, dùng lò xo b àn g hợp kim m àu : đồng th a n h silic m an g a n BpK M ự - , đống th a n h thiếc -k ẽ m BpOIi; -3 , th a n h bêrili Bp B v.v Cơ tính số loại thép đồng làm lò xo cho bảng 19.2 19.3 B ả n g 19.2 Giói h n bền kéo Đưịng kính dây d.mm dây th ép cácbon làm lò xo ơb MPa Dây c ấ p I Dây cấp II Dây cấp lll 2700 2400 2100 1800 1500 - 2200 2000 1800 1700 1400 1300 1700 1600 1400 1300 1100 1000 0.2- 06 0,8-1,0 1,5- 2,0 2,5- 3,0 4,0- 6,0 7,0- 8,0 B ả n g 19.3 Cơ tín h m ộ t số loại thép dòng th a n h m lò xo L oại th é p h o ặ c d n g th a n h 65 70 55 r c 651' 55C2 60C2A 60C2XA 60C2XcỆ)A 50XỘA E p O II -3 E p K M u 3-1 138 N h iệ t d ộ tô i, N h iệ t đ ộ r a m , °c °c 840 830 820 830 820 860 870 850 850 100-1450 480 480 480 480 460 460 420 410 520 G iỏ i h n b ề n Ob, M P a 1000 1050 1150 1000 1300 1600 1800 1900 1300 00-900 650-750 GI ố i h n c h ả y O ch ■ M Pa G ió i h n b ề n x o ắ n Tb M P a 800 850 1000 800 1200 1400 1600 1700 1200 700 750 900 700 950 1100 1250 1350 950 G iỏi h n m ỏ i xoắn ĩ - MPa 300- 350 300- 350 300- 380 300- 380 - 400- 450 450- 500 500- 550 300- 400 - P h ầ n lớn lò xo cuộn nguội chế tạo dây thép nhiệt luyện (tôi) trư c cuộn, sau cuộn xong ram T ất lò xo cuộn no'ng n h ữ n g lò xo cuộn nguội quan trọ n g (chẳng hạn phần lớn lò xo làm thép hợp kim) sau cuộn xong 19.4.2 ứ n g s u ấ t ch o p h é p Chọn ứng suất cho phép lò xo cẩn xét đến : a) ch ất lượng v ật liệu n h iệt luyện ; b) tín h ch ất tải trọ n g ; c) điếu kiện làm việc (trong môi trư n g ăn mịn khơng, n h iệt độ mơi trư ng v.v ) ; d) mức độ quan trọng lị xo khả n ă n g có th ể thay th ế nh an h bị hỏng ; đ) thời hạn làm việc lò xo ứ n g s u ấ t xoắn cho phép lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo chịu nén cho tro n g bảng 19.4 Tùy theo tín h ch ất tải trọng tác dụng mức độ quan trọ n g lị xo, có th ể chia lị xo làm ba nhóm để chọn ứng suất cho phép N h ó m A : Tải trọ n g động thay đổi theo chu kỳ, việc thay th ế lò xo kho' khăn, lò xo gãy có th ể gây hư hỏng nghiêm trọ n g máy (lò xo van động đốt trong, lò xo phanh điện từ v.v ) N h ó m B : Tải trọ n g tĩn h thay đổi (lị xo van an to àn v.v ) Nhóm c : Lị xo khơng quan trọ n g (lị xo cửa v.v ) B ản g 19.4 ứ n g suất xoản cho phép lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo uà chịu nén Loại vật liệu Dây thép lò xo cấp I Dây thép lò xo cấp II, III Thep 60C2 60 C2H2A Đổng th an h EpOH -3 Đổng th an h EpK M L(3-l Đường kính dây d, mm 0,2-8 0,2-8 5-42 0,3-10 0,3-10 [r], MPa Nhóm A Nhđm B Nhóm c 0,3ỡb 0,3ơb 400 0,2ơb 0,3ơb 0,5ơb 0,5ơb 750 0,4ơb 0,5ỡb ° ’6ơb 750 “ Chú thích Đối với lị xo kéo co' đẩu móc vòng lò xo bẻ quặp, trị số [ĩ] phải giảm 25% so với trị số cho bảng ứ n g s u ấ t uốn cho phép lò xo xoắn ốc trụ chịu xoắn co' th ể lấy gần [ƠJ ~ 1,25 [ĩ] (19.20) 19.5 TRÌN H T ự T H IẾ T KẾ LÒ x o XOẮN ố c TRỤ TH Í DỤ 19.5.1 T rìn h tự th i ế t k ế lị xo x o n ốc tr ụ Khi th iế t kế lò xo thư ng cho trước lực tác dụng lên lò xo, chuyển vị làm việc kích thước giới hạn lị xo tro n g khn khổ cấu Để xác định kích thước lị xo, dùng hai phương trìn h x u ấ t p h t từ điểu kiện bền điều kiện chuyển vị, Tuy nhiên, vỉ co' ba đại lượng chủ yếu chưa biết đường 139 kính dây lị xo d , đường kính lị xo D số vịng làm việc n, cho n ên tín h to án f D th n g chọn trư ớc tỷ số đường kính c = -j- Trong trư n g hợp c ẩ n th iế t phải lập m ột số phương n tín h to án đ ể chọn phương án tố t n h ấ t Có th ể tiến hành thiết kế lò xo xoắn ốc trụ chịu kéo chịu nén theo trìn h tự sau : Chọn vật liệu ứng s u ấ t cho phép lị xo Chọn tỷ số đường kính = c D -j- Theo cơng thức (19.6) tìm đườ ng kỉnh dây d đối chiếu xem trị sơ' c chọn co' phù hợp khơng Tính số vịng làm việc n [theo cơng th ứ c (1 -7 ) ] Định kích thước lò xo Đối với lò xo chịu nén c ấ n H kiện ^ (đảm bảo tín h ổn định lò xo) kiểm nghiệm điễu Sau định kích thước c ủ a lị xo, phải xem x é t khn khổ lị xo có phù hợp với chỗ đ ặ t tro n g cấu không, cấn th iế t phải chọn lại tỷ số đường kính c, v ậ t liệu v.v tín h lại 19 5.2 Thí dụ T h iế t kế lò xo xoắn ốc tr ụ chịu nén tro n g nối trụ c lò xo xo ắn óc trụ (hình 18 9) theo sổ liêu : F m„ a x = 1000N ’; F m ì.n = 700N ’, X = 5m m ,’ tả i tro■n go có va đâp v ■f G iải C họn v ậ t liệu làm lò xo dây thép lò xo cấp I Giả sử đườ ng k ín h dây lị xo tro n g khoảng từ -ỉ- 6m m , lấy ơb — 1500 M Pa (bảng 19.2) ứ n g s u ấ t xoắn cho phép (theo b ản g 19.4) [r] = 0,3 b = 0,3 1500 = 450 M Pa Chọn c = D/d = 5, theo b ả n g 19.1 lấy k = 1,29 Theo công thứ c (1 -6 ) tín h đường kính dây 6m m Lấy d = 6m m N hư đường kính d tìm c ũ n g phù hợp với giả th iế t trê n Đ ường kính lị xo D = cd = = 30 m m T ính số vịng làm việc n Số vịng làm việc lị xo [cơng th ứ c (1 -7 ) ] 104 n = — ’ —- - —— -— 8,5 vịng 53(1000 —700) Đ ịnh kích thư c khác Số vòng th ự c tế lò xo n 140 = n + 1,5 = 10 vòng C huyển vị lớn n h ấ t lò xo (kể từ chưa chịu tải đến chịu F ), tính theo cơng thức (19-3) max X 0 303 8,5 104 64 17,7mm Bước vòng lò xo chưa chịu tải [công thức (19-12)] + 1,2 17,7 = 8,5 mm 8,5 Chiểu cao lò xo lúc chưa chịu tải [công thức (19-13) (19-11)] H o = (10 - 0,5) + 8,5 (8,5 - 6) - 78mm Ho Kiểm nghiệm tỷ số “ Họ _ 78 D ~~ 30 2,6 < Như lị xo khơng bị m ất ổn định Cuối phải xét xem kích thước lị xo thiết kế co' thích hợp nối trụ c khơng Nếu khơng thích hợp phải chọn lại tỷ số đường kính c, v ật liệu v.v tín h lại 141 TÀI LIÊU THAM KHẢO N guyên Trọng Hiệp Chi tiế t m áy, NXB Đại học TH CN , tậ p tậ p 2, 1969 B n p u e p H.A H Ap PacnẽT Ha npoHHOCTb AeTaneỉí MauiHH M : MaiHHHOCTpoeHne, 1979 HBaiiOB M H XỊeTaiiH MauiHH M : Bbicm aa lUKOiia, 1984 H o e n ÌIGBHH r.B ,IỊeTa.JiH ManiHH : MauiHHOCTpoeHHe, 1988 KouaeB B.n PacueT bi Ha npoHHOCTb npH HanpnaíeHHHX, nepeMeHHbix BO BpeMGHH M : ManiHHOCTpeHHe, 1977 KyữpíHỊeB B H ,IỊeTaJiH MauiHH JI : MauiHHOCTpoeHHe, 1980 O paoB n H O chobh KOHCTpynpoBaHHH, M : MoniHHOCTpoeHne, 1977 PemeTOB /Ị H JỊeTanH MaiHHH M : MauiHCTpeHHe, 1974 142 MỤC LỤC Tì'ang Chương IRUÌN DỘNG XÍCH 12.1 Khái niệ'm chung 12.2 Các loại truyền dộng vù dĩa xích 12.3 Các thơng số hình học chinh 12.4 C(1 học truyền dộng xích 12.5 Tinh truvcn dộng xích 12.0 Trinh tự thiết kế Thí dụ 10 TRUYĨÍN DỘNG DAI 13.1 Khái niộm chung 13.2 Các loại dai bánh dai 13.3 Các thơng số hĩnh học 13.4 Cd học truyền dộng dai 13.5 Tinh truyền dông dai 13.0 Trinh tự thiết kố tiuycn dai Thi dụ 18 10 25 20 32 30 TRUYLN DỎNC VÍT “ DAI Ổ c 14.1 Khái niệm chung 14.2 rinh truyền dộng vít - dai ố c 14.3 Thí dụ 42 44 40 12 10 13 Chương u Chương 14 Phan thừ tư TRỤC ị TRỤC KIIĨT NỐI VÀ IX) x o TRỤC 15.1 Khái niệ-m chung 15.2 Các dạng hòng vật liệu trục 15.3 linh dộ bồn cùa trục 15.4 'linh dộ cứng cùa trục 15.5 Tinh toán d.ao dộng cùa trục 15.0 Thí dụ 48 50 52 58 00 02 ổ 10.1 10.2 10.3 16.4 10.5 10.0 66 07 73 75 SI 85 C lu tư n g l ĩ Chương 16 C h n g 17 ổ 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.0 17.7 Chương TRƯ(Vf' Khái niệm chung Ma sát vá bôi trdn ổ trượt Vật liệu bôi tron KOI cấu ổ truọt vật liệu lớt Tính ổ lrượt Trinh tự tinh toán ổ trượt bổi trdn ma sát ưót Thí dụ LĂN Khái niệm chung Các loại ổ lăn I.ực ứng suất kin Dộng học dộng lực học ổ kin Tính tốn ổ kin _ K cấu gối dõ ổ kin Thí dụ 87 01 04 00 98 105 108 KHỎI’ N ố i 18.1 Khái niộm chung 18.2 Nổi trục chặt 18.3 Nổi trục bù 18.4 Nối trục dán hổi 18.5 Ly hdp 18.0 Ly hóp tự dộng 110 111 112 116 120 126 LÒ x o 10.1 Khái niệm chung 19.2 Lò xo xoắn ổc trụ chịu kéo vàchịu nén 10.3 Ló xo xoắn ốc trụ chịu xốn 19.4 Vật liệu lò xo ứng suất cho phép 19.5 Trinh tự thiết kố 16 xo xoắn ốc trụ Thi dụ lãi liệu tham khảo Mục lục 131 132 137 138 139 142 143 18 C h n g 19 143 Chịu trách n h iệm x u ấ t : G iám đốc NGÔ TRAN ÁI Tổng biên tậ p v ũ DƯ ƠNG THỤY B iên tập dầu : N G U Y ỄN VĂN MẬU B iên tập tái : NG U Y ỄN T H Ị H IẾ N Trinh bày bia : PHẠM NGỌC TĨI C hế : PH Ị N G C H Ế BẨN (NXB GIÁO DỤC) C H I T IẾ T M Á Y - T Ậ P H A I In 3.000 Khổ 19 X 27cm In Nhà in Công ty Sách - Thiết bị Trường học Đà Nằng Số in : 99 sổ xuất : 189/52 - 03 Cục Xuất cáp ngày 26/02/2003 ỉn xong va nộp lưu chiểu tháng nãm 2003 Tự động điều khiển q trình cơng nghệ Trần Dỗn Tiến Ngun lí máy - Tập Đinh Gia Tường (chủ biên) Nguyên lí máy - Tập hai Đinh Gia Tuờng (chủ biên) Chi tiết máy - Tập Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy ■Tập hai Nguyễn Trọng Hiệp Thiết kế chi tiết máy Nguyễn Trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Tập Trịnh Chất Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Tập hai Trịnh Chất Lê Văn Uyển Máy canh tác nông nghiệp Nguyễn Văn Muốn (chủ biên) 10 Máy thu hoạch nông nghiệp Phạm Xuân Vuợng 11 Độ tin cậy sủa chữa ôtô - máy kéo Nguyễn Nông Hồng Ngọc Vinh 12 Lí thuyết tính tốn máy thu hoạch nơng nghiệp Phạm Xn Vượng 13 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy Trần Văn Phú 14 Nguyên lí động đốt Nguyễn Tất Tiến 15 Lí thuyết động điêzen Lê Viết Lượng Bạn đọc có th ể tìm mua tụi Câng ti Sách - Thiết bị trường học địa phương Cửa hang Nha xuât Giảo dục: Tại Hà Nói: 81 Trần Hưng Đạo, 57 G iảng Võ, 232 Tây Son, 23 Tràng Tiền, 25 Hàn Thuyên Tại Đả Nằng: 15 Nguyễn Chí Thanh Tai Thanh phơ Hồ Chi Minh: 231 Nguyễn Ván Cừ, 240 Trần Bình Trọng (H á: 13.300(1 ... len 25 30 35 40 45 50 60 75 100 2, 10 1,70 1,50 1 ,20 2, 17 1,90 1,60 1,30 2, 20 2, 04 1,67 1,37 2, 25 2, 15 1, 72 1,47 2, 28 2, 23 1,77 1,47 2, 30 2, 30 1,80 1,50 2, 33 2, 40 1,85 1,55 2, 37 2, 50 1,90 1,60 2, 40... răn g đai Zd Chi? ??u rộng đai b, mm Khối lượng lm đai rộng lm m qm, kg/m.mm 2. 1 02 < 24 .1 02 10 12- 20 32- 125 8-16 0,00 32 14 -20 36-160 12, 5 -25 0,004 22 .103 15* 25 16 - 22 * 18 - 24 40-160 20 -40 0,005... 120 0 1600 28 00 22 ,5 19 16,5 - 21 17,5 15 - 18,5 15 - 14 13 11 9,5 12 10 10,5 8,5 - Xích lăn 12, 7 19,05 31,75 44,45 15,875 - 25 ,4 - 38,1 - 50,8 35 35 35 35 31,5 30 29 26 28 ,5 26 24 21 26 23 ,5 21