Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình chế tạo máy - DR Phương
Chi tieát maùy Chương IVCHƯƠNG 4BỘ TRUYỀN XÍCH4.1. KHÁI NIỆM CHUNG4.1.1. Nguyên lýF1F2T2n2z2T1n1z1F2F1Bộ truyền xích thực hiện truyền động từ bánh xích chủ động sang bánh xích bị động nhờ vào sự ăn khớp giữa răng trên đĩa xích và các mắc xích.4.1.2. Phân loạiTheo công dụng chung, xích được chia làm ba loại:- Xích kéo.- Xích tải.- Xích truyền động.Trong chương trình chúng ta chỉ tìm hiểu về xích truyền động mà thôi. Xích truyền động được chia làm 3 loại chính: xích ống, xích con lăn và xích răng.4.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụngƯu điểm:- Không có hiện tượng trượt như bộ truyền đai, có thể làm việc khi có quá tải đột ngột, hiệu suất cao.- Không đòi hỏi phải căng xích, nên lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu cùng công suất- Góc ôm không có ý nghĩa như bộ truyền đai nên có thể truyền cho nhiều bánh xích bị dẫnNhược điểm:- Bản lề xích bị mòn nên gây tải trọng động, ồn.- Có tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi.- Phải bôi trơn thường xuyên và phải có bánh điều chỉnh xích.- Mau bị mòn trong môi trường có nhiều bụi hoặc bôi trơn không tốt.Phạm vi sử dụng- Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500v/p- Công suất truyền thông thường < 100 kW- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95 0,9741 Chi tieát maùy Chương IV4.1.4. Kết cấu xích truyền độnga. Xích con lănpcb01 2 3 4 5 6Thông thường số mắt xích là số chẵn. Các kích thước cơ bản có thể tra trong bảng (4.1)[1]b Xích ốngCấu tạo giống xích con lăn nhưng không có con lăn 6, nên mòn nhanh. Nhưng khối lượng và giá thành thấp.c. Xích răngpcGồm nhiều má xích xếp xen kẻ nhau, các má xích nối với nhau bằng khớp bản lề. Các má xích ăn khớp với bánh xích bởi hai mặt phẳng đầu má xích.Xích răng làm việc êm, ít ồn, khả năng tải caoĐể xích khi làm việc không bị trật khỏi đĩa xích theo phương dọc trục ta dùng các má dẫn hướng không có răng đặt giữa xích. Trên đĩa xích có phay rãnh.* Đĩa xíchKết cấu bánh xích như hình 42 Chi tiết máy Chương IV- Kích thước bánh xích nhỏ, có thể dùng phơi dập. Khi kích thước bánh xích lớn, có thể ghép rời mayơ và đĩa xích bằng mối ghép hàn hay bu lơng.- Biên dạng và kích thước răng xích phụ thuộc và loại và kích thước xích4.2. THƠNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN XÍCH4.2.1. Bước xích pc- Là thơng số cơ bản bộ truyền xích.- Bước xích càng lớn thì khả năng tải càng cao. Đồng thời tải trọng động, va đập và tiếng ồn cũng tăng theo, nhất là khi làm việc với vận tốc cao- 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 chọn theo tiêu chuẩn4.2.2. Số răng đĩa xích- Thơng thường Z1 < Z2, nếu số răng nhỏ thì xích mau bị mòn (vì góc xoay bản lề lớn) và tải trọng động cũng như va đập.- Do đó, ta hạn chế số răng nhỏ nhất. Thơng thường, khi v>= 2m/s. thì zmin >= 19, khi v<= 2m/s. thì zmin = 11…15. Trong thiết kế có thể tính theo cơng thức: z1 = 29 - 2u- Để tránh tn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất. zmax <= 100 120 (xích con lăn), zmax <= 120 140 (xích răng).- Số răng đĩa xích nên lấy theo số lẻ vì khi đó mỗi răng xích sẽ lần lượt ăn khớp với tất cả các mắt xích, như vậy răng xích sẽ mòn đều hơn. 4.2.3. Đường kính vòng chia+ Vòng tròn chia: đi qua tâm bản lề xích, được xác định theo cơng thức:π≈π=zp)zsin(pdcc(4.1)(Vì π/z tương đối nhỏ nên sin(π/z)≈π/z)+ Đường kính vòng ngồi đĩa xích:)]cotg(180/z[0,5pdca+=Đối với xích răng, đường kính vòng chia lớn hơn đường kính vòng đỉnh. Đường kính vòng đỉnh xác định theo cơng thức: )z/180(gcotpdca=d. Khoảng cách trục a và số mắt xích x- Khoảng cách trục amin được giới hạn bởi khe hở nhỏ nhất của hai đĩa xích từ 30 50mm+ Khi u <= 343 Chi tieát maùy Chương IV)50 .30(2/)dd(a2a1amin++=(4.2)+ Khi u > 3:10)u9(2)dd(a2a1amin++=- Sơ bộ, trong thực tế có thể chọn a = (30 50)pc(4.3)- Chiều dài xích xác định theo công thức:a4)dd(2dda2L22121−++π+=- Số mắt xích X :cpLX =[ ]ap)/2πz(z2)z(zp2ac21221c−+++=(4.4)Nên chọn X chẳn- Sau khi tính số mắt xích. Cần xác định lại chính xác khoảng cách trục a:π+−+−++−=22122121c2zz82)zz(X2)zz(Xp25,0a(4.5)Thường giảm a một khoảng ∆a = (0,002…0,004)a để tạo độ chùng cho bộ truyền xích.4.3. ĐỘNG HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH4.3.1. Vận tốc và tỉ số truyền trung bình - Vận tốc trung bình bộ truyền xích: 60000p.z.nvc=(4.6)n – số vòng quay của đĩa xích z – số răng của đĩa xíchpc – bước xích44 Chi tieát maùy Chương IV- Tỉ số truyền trung bình u = n1 / n2 = z2 / z1(4.7)Thông thường u <= 84.3.2. Vận tốc và tỉ số truyền tức thờiv2vv1θθϕ1AϖvV’’1CBv1- Vì xích ăn khớp với đĩa xích theo hình đa giác nên vận tốc xích và tỉ số truyền thay đổi theo thời gian- Xét điểm A :θω=θω=cosd5,0vsind5,0v112111(4.8)ϕ/ωvt,sV,m/sv2v1Dễ nhận thấy rằng : θ thay đổi trong khoảng (-ϕ1/2, +ϕ1/2), vận tốc đạt giá trị max khi θ = 0 và đạt giá trị min khi θ = ±ϕ1/2. Như vậy vận tốc v1 và v2 luôn thay đổi theo chu kỳ ϕ/ω, là nguyên nhân làm tỉ số truyền tức thời ut thay đổi- Trên bánh bị dẫn :βω=βω=cosd5,0vsind5,0v22'22'21(4.9)Vì v2 = v’2 ⇒ Tỉ số truyền tức thời:θβ=ωω=cosdcosd/u1221t45 Chi tieát maùy Chương IV4.4. ĐỘNG LỰC HỌC BỘ TRUYỀN XÍCH4.4.1. Lực tác dụng trong bộ truyền xích- Lực vòng Ft liên hệ với lực trên nhánh căng F1 và chùng F2:t21FFF=−(4.11)- Lực căng do ly tâm:2mvvqF=(4.12)qm – Khối lượng một mét xích, kg/mv – vận tốc vòng , m/s- Lực căng ban đầu do trong lượng nhánh xíxh tự do:gaqKFmf0=(4.13)a – chiều dài đoạn xích tự do bằng khoảng cách trụcg – gia tốc trọng trườngKf – hệ số phụ thuộc độ võng xíchKf = 6 – khi xích nằm ngangKf = 3 – khi xích nằm nghiêng < 400 so với phương ngangKf = 1 – khi xích thẳng đứng- v02FFF+=. Có thể lấy gần đúng: F1 = Ft (4.14)- Lực tác dụng lên trụctmrFKF=(4.15)Km – hệ số trọng lượng xích+Km = 1,15 – Khi xích nằm ngang hoặc nghiêng < 400+Km = 1 – Khi xích thẳng đứng hoặc nghiêng >= 4004.4.2. Tải trọng động- Sự thay đổi có chu kỳ của vận tốc như trên là nguyên nhân thay đổi tỉ số truyền tức thời, là nguyên nhân gây tải trọng động phụ trong bộ truyền.- Vận tốc v1 gây va đập giữa bản lề xích và răng bánh xích.4.4.3. Động năng va đập- Tại thời điểm bản lề B vào ăn khớp, v1 và v1’’ gặp nhau gây nên va đập. Tổn thất động năng :46 Chi tiết máy Chương IV2vmv5,0E=m = 103qmpc – khối lượng xích tham gia va đập.vv – vận tốc va đập. )z/360(sinpnq5,0E10232mc1+γ=(4.16)- Để tránh va dập, người ta chọn bước xích theo bảng (4.2)[1]4.5. TÍNH TỐN BỘ TRUYỀN XÍCH4.5.1. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tínhFFδpcd01 2Các dạng hỏng chủ yếu trong bộ truyền xích bao gồm:+ Mòn bản lề+ Mòn răng đĩa xích+ Vỡ con lăn…4.5.2. Tính tốn xích con lăn theo độ bền mòn- Tuổi thọ xích theo độ bền mòn phụ thuộc vào khoảng cách trục,số răng z1, áp suất trong bản lề p, điều kiện bơi trơn … Trong đó, áp suất sinh ra trong bản lề là ảnh hưởng quan trọng nhất đối với tuổi thọ- Tính tốn độ bền mòn theo p: KK]p[]p[AFpx0t=≤=(4.17)Ft – lực vòng, N; 11td2TF=; 1161nP10.55,9T=; π=c11pzd1000160000npzKK.A]p[1000v.FPKKA]p[F1c1x0t1x0t≤=⇒≤⇒Nhân cả tử và mẫu cho z01, n01KKnnzz1000.60000p.z.n.A]p[Px011011c01010t≤⇒47 Chi tiết máy Chương IVĐặt - 1000.60000p.z.n.A]p[]P[c01010=-101nnnK=-101zzzK=Ta có:KKK1K1]P[Pxnz1≤]P[KKKKPPxnz1t≤=⇒A = d0b0 –diện tích bản lề xích 1 dãy. Có thể lấy gần đúng: A=0,28pc2, mm2[p0] – áp suất cho phép, tra bảng (4.3)[1]Kx – hệ số xét đến số dãy xích. Nếu x = 1;2;3;4 thì tương ứng Kx = 1;1,7;2,5;3K – hệ số điều kiện sử dụng xíchK = Kr Ka K0 Kdc Kb Klv (4.18)( Các hệ số này tham khảo trong tai liệu [1])[P] – cơng suất cho phép bộ truyền một dãy có bước xích pcKz = 25/z1; Kn = n01 / n1.Tra bảng 4.4[1], tìm được pc4.5.3. Kiểm nghiệm xích theo số lần va đập trong một giây]i[X15nzXp60pnz4Lv4i11cc11≤===(4.24)X – số mắt xích tính theo (4.4)Z1,n1 – số răng và số vòng quay đĩa xích bị dẫn[i] – số lần va đập cho phép. Tra bảng (4.5)[1]- Kiểm tra theo hệ số an tồn:6 .5]S[FFFQS021=≥++=(4.25)Q – tải trọng phá huỷ cho phép của xích, bảng 4.1[1][S] – hệ số an tồn cho phép. Tra bảng (4.6)[1]4.6. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH48 Chi tiết máy Chương IV1. Chọn loại xích2. Chọn số răng xích theo cơng thức z1 = 29 –2u và z2 = uz13. Tính cơng suất tính tốn Pt, chọn bước xích pc 4. Định khoảng cách trục a, tính các đường kính đĩa xích Tính số mắt xích X theo (4.4) nên chọn X là số chẵn và kiểm tra số lần va đập xích trong một giây5. Tính lực tác dụng lên bộ truyền (4.15)49 . bảng 4. 4[1], tìm được pc4.5.3. Kiểm nghiệm xích theo số lần va đập trong một giây]i[X15nzXp60pnz4Lv4i11cc11≤=== (4. 24) X – số mắt xích tính theo (4. 4)Z1,n1. hợp n < 500v/p- Công suất truyền thông thường < 100 kW- Tỉ số truyền < 6, hiệu suất 0,95..0,9 741 Chi tieát maùy Chương IV4.1 .4. Kết cấu xích truyền