Bài giảng Chi tiết máy (Machine Design) - Chương 4: Bộ truyền xích - Nguyễn Xuân Hạ

BỘ TRUYỀN XÍCH Bộ truyền xích 2 NỘI DUNG  Các khái niệm chung  Cơ sở tính toán bộ truyền xích  Tính bộ truyền xích theo độ bền mòn  Trình tự tính chọn bộ truyền xích Bộ truyền xích 3 1. Khái niệm chung 1.1 Công dụng và cấu tạo Truyền chuyển động và tải trọng giữa các trục ‘xa nhau’ đĩa xích dẫn → xích → đĩa xích bị dẫn Bộ truyền xích 4 1. Khái niệm chung 1.1 Công dụng và cấu tạo  Cấu tạo chung  1, 2: đĩa xích với số răng z1 và z2  3: Xích với bước p  Ngoài ra còn có bộ phận căng xích + bôi trơn + che chắn Bộ truyền xích 5 1. Khái niệm chung 1.1. Công dụng và cấu tạo Bộ truyền xích dùng cho xe máy Bộ truyền xích 6 1. Khái niệm chung 1.1. Công dụng và cấu tạo Xích trục Xích kéo Chỉ nghiên cứu xích truyền động! Bộ truyền xích 8 1. Khái niệm chung 1.3. Xích truyền động  Xích con lăn [1] Trịnh chất, Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1, NXB GD, 2006 Bộ truyền xích 9 1. Khái niệm chung 1.3. Xích truyền động  Xích ống [1] Trịnh chất, Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1, NXB GD, 2006 Bộ truyền xích 10 1. Khái niệm chung 1.3. Xích truyền động  Xích răng Bộ truyền xích 11 1. Khái niệm chung 1.3. Xích truyền động  Đĩa xích Bộ truyền xích 12  Răng đĩa ăn khớp với con lăn (ống) của các mắt xích trên đường tròn qua tâm các chốt, với đường kính d1,2  Vận tốc vòng:  Nếu v1 = v2, thì tỷ số truyền: → Đây là tỉ số truyền trung bình! 1,2 1,2 1,2 z pp d sin( / z )     1 2 3 1n n 2 v1 v21,2 1,2 1,2 d n v 60000   1 2 2 1 n z u n z   2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.1. Vận tốc và tỷ số truyền Bộ truyền xích 13  Trên đĩa xích dẫn x1 1 y1 1 1 1 v v cos ; v v sin : / 2 / 2         1xvv  2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.1. Vận tốc và tỷ số truyền Bộ truyền xích 14  Trên đĩa xích bị dẫn x2 2 y2 2 2 2 1,2 1,2 v v cos ; v v sin : / 2 / 2 2 z            2xvv  2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.1. Vận tốc và tỷ số truyền Bộ truyền xích 15  Tỉ số truyền tức thời i 1 2 x1 x2 i t i 2 1 60000v n z cos v v ; n u D n z cos         v 2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.1. Vận tốc và tỷ số truyền Bộ truyền xích 16 2 t 1 z cos u z cos    minz z , : - / 2 / 2 2 / z            p zp d sin / z p.z d         maxz z  2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.2. Số răng đĩa xích Bộ truyền xích 17  Chiều dài xích (L) và số mắt xích (x). x chẵn để dễ nối thành vòng kín   2 2 11 2 d -dd d L L 2a ; x 2 4a p       2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.3. Khoảng cách trục và số mắt xích Số mắt xích lẻ Số mắt xích chẵn Bộ truyền xích 18  Khoảng cách trục (a)  Tối thiểu 2 đĩa xích không chạm nhau: a > 0,5(da1+da2)  Nếu a bé => x nhỏ => xích chóng mòn do tần số ăn khớp tăng  Nếu a lớn => x lớn => nặng và chùng nhiều: a  80p  Thường lấy a = (30..50)p  1 d2 d1 a  2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.3. Khoảng cách trục và số mắt xích Bộ truyền xích 19  Bước xích được tiêu chuẩn hóa  p khả năng tải  Động năng va đập tỷ lệ với n2p3 => p  pmax  p↓=> sử dụng xích nhiều dãy! 2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.4. Bước xích p [1] Trịnh chất, Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1, NXB GD, 2006 Bộ truyền xích 20  Lực căng trên 2 nhánh xích  F0 chỉ do trọng lượng xích gây nên F0 = 9,81kfqa  Fv lực căng do lực ly tâm Fv = qv 2  Lực vòng Ft = 1000P/v;  Lực tác dụng lên trục  Kt – hệ số xét đến ảnh hưởng của trọng lượng xích  Phương của lực Fr  phương lực trên nhánh căng F1. Khi tính Fr lấy theo phương đường nối tâm 2 đĩa xích. 2. Cơ sở tính toán bộ truyền xích 2.5. Lực tác dụng 2 0 v 1 2 tF F F ; F F F    r t tF K F d1  1 1F F2 T1 2 F F1 rF  Bộ truyền xích 21 3. Tính toán bộ truyền xích 3.1. Các dạng hỏng  Mòn bản lề p d sin z     Tuột xích Bộ truyền xích 22 3. Tính toán bộ truyền xích 3.1. Các dạng hỏng  Các phần tử hỏng do mỏi/mòn: tróc rỗ bề mặt hoặc gẫy vỡ con lăn, mòn răng đĩa xích  Đứt xích do quá tải Bộ truyền xích 23 Mòn bản lề là nguyên nhân chủ yếu làm mất khả năng làm việc của bộ truyền xích chỉ tiêu tính toán cơ bản: độ bền mòn 3. Tính toán bộ truyền xích 3.1. Các dạng hỏng Bộ truyền xích 24  Nguyên tắc: trên cơ sở dữ liệu của bộ truyền thực nghiệm chuẩn + các hệ số tính đến điều kiện làm việc thực tế của bộ truyền 3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn t 0 0 x KF p [p ] K A   p0: áp suất sinh ra trong bản lề Ft: lực vòng A: diện tích tính toán Kx: hệ số xét đến số dãy xích K: hệ số điều kiện sử dụng [p0]: áp suất cho phép, xác định bằng thực nghiệm Số dãy 1 2 3 4 Kx 1 1,7 2,5 3 Bộ truyền xích 25 t 0 0 x KF p [p ] K A   K = KđKaKoKđcKbKc Kđ: tính chất của tải trọng động: êm, va đập nhẹ,vừa, mạnh Ka: khoảng cách trục/chiều dài xích Ko: góc nghiêng của bộ truyền: >60 độ sẽ dễ tuột hơn khi xích mòn Kđc: khả năng điều chỉnh độ căng xích Kb: chế độ bôi trơn Kc: mức độ làm việc liên tục, phụ thuộc số ca 3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn Bộ truyền xích 26 K = KđKaKoKđcKbKc 3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn Bộ truyền xích 27 1 3 1 1 x 0 KP p 600 z n K [p ]  Tính theo bước xích p P1: công suất cần truyền (kW) t 0 0 x KF p [p ] K A   3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn z1: số răng đĩa xích dẫn n1: số vòng quay đĩa xích dẫn (vg/ph) Bộ truyền xích 28 Tính theo công suất Pt Pt: công suất cần truyền (kW) t 0 0 x KF p [p ] K A   3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn Kz: hệ số số răng Kz = z01/z1 Kn: hệ số số vòng quay Kn = n01/n1  z nt 1 x KK K P P P K   [P]: công suất cho phép, xác định bằng thực nghiệm n01=50; 200; 400; 600; 800; 1000; 1200 vg/ph z01 = 25 Bộ truyền xích 29 Tra bước xích Pt [P] ví dụ Pt=4 kW, n1=150 v/ph, n01=200 v/ph 3. Tính toán bộ truyền xích 3.2. Tính xích theo độ bền mòn [1] Trịnh chất, Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1, NXB GD, 2006 Bộ truyền xích 30 b1. Chọn loại xích b2. Chọn số răng đĩa xích z1 = 29 – 2u z1  z1min (tùy theo u – TLTK 2) z2 = z1.u  zmax = 120 (ống+con lăn) ; 140(răng) z1, z2 lấy lẻ để không phải dùng mắt (xích) chuyển 4. Trình tự tính chọn bộ truyền xích Bộ truyền xích 31 Số răng đĩa xích nhỏ 4. Trình tự tính chọn bộ truyền xích [1] Trịnh chất, Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”, Tập 1, NXB GD, 2006 Bộ truyền xích 32 b3. Xác định bước xích p b4. Xác định thông số bộ truyền - khoảng cách trục - Số mắt xích (nên lấy chẵn) 4. Trình tự tính chọn bộ truyền xích Bộ truyền xích 33 Ngoài ra: b5. Kiểm nghiệm độ bền 𝑆 = 𝑄 𝐾𝑡𝐹𝑡 + 𝐹𝑜 + 𝐹𝑣 ≥ [𝑆] Kt – hệ số tải trọng phụ thuộc chế độ làm việc (1,2; 1,7; 2,0) [𝑆] phụ thuộc bước xích, số vòng quay b6. Tính các thông số đĩa xích b7. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích b8. Tính lực tác dụng lên trục 4. Trình tự tính chọn bộ truyền xích Bộ truyền xích 34 Chọn xích theo tiêu chuẩn DINISO 10823