Cơ khí chế tạo máy - Truyền động cơ khí

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 1 TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 2 NGUYÊN TẮC Trực tiếp Gián tiếp DÙNG MA SÁT Bánh ma sát Truyền động đai ĂN KHỚP Bánh răng, trục vít, vít- đai ốc Truyền động xích CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 3 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 4 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH First drawing of chain during the Renaissance by Leonardo da Vinci 5 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 6 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 7 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 8 CHƢƠNG 5. TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 9 NỘI DUNG 1. Các khái niệm chung 2. Thông số và quan hệ hình học 3. Cơ học truyền động xích 4. Tính toán và thiết kế bộ truyền xích 10 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 1,2 : đĩa xích 3: dây xích Chuyển động quay và công suất được truyền từ đĩa chủ động 1 sang đĩa bị động 2 nhờ sự ăn khớp giữa các răng đĩa với mắt xích 11 1 2 3 1n n2 n1 2n 1 3 2 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Chuyển động quay và công suất được truyền từ đĩa chủ động 1 sang đĩa bị động 2 nhờ sự ăn khớp giữa các răng đĩa với mắt xích 12 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại (theo công dụng)  Xích trục  Xích kéo (xích tải)  Xích truyền động 13 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại (theo công dụng)  Xích trục : dùng để nâng, hạ vật 14 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại (theo công dụng)  Xích kéo (xích tải) : vận chuyển vật 15 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại (theo công dụng)  Xích kéo (xích tải) : vận chuyển vật 16 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Phân loại (theo công dụng)  Xích kéo (xích tải) : vận chuyển vật 17 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Các loại xích truyền động  Xích con lăn  Xích ống  Xích răng 18 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Cấu tạo xích và đĩa xích Xích con lăn 19 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Cấu tạo xích và đĩa xích Xích con lăn 20 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xích ống  Kết cấu tương tự như xích con lăn, chỉ khác là không có con lăn  Dùng với các trường hợp không quan trọng, khối lượng nhỏ, vận tốc thấp 21 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xích răng 22 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 23 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 24 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 25 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xích răng 26 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xích răng gồm nhiều má xích hình răng xếp xen kẽ và nối với nhau bằng bản lề. 27 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xích răng 28 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 29 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 30 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 31 32 33 34 35 36 37 38 5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC 39 p : bước xích 5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC 40 d : đường kính tính toán df: đường kính chân răng đĩa xích da: đường kính đỉnh răng đĩa xích 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 41 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 42 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 43 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 44 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 45 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 46 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 47 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 48 5.1 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG 49 5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC z : số răng đĩa xích z1  19 (xích con lăn) zmax = 100  120 z1 = 29 – 2u 50 z p d  sin  pzd  5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC a : khoảng cách trục 51  1 d2 d1 a  5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC Quan hệ hình học a, z1, z2, p, x 52 a4 )dd( 2 )dd( a2L 2 1221    a zz p azz x 2 2 1221 4 )(2 2                               2 12 2 2121 2 224  zzzz x zz x p a 5.2 THÔNG SỐ VÀ QUAN HỆ HÌNH HỌC amin xác định từ điều kiện 1 > 120 o Chọn a = (30  50)p xích làm việc ổn định nhất Giảm a một lượng a để ko bị căng a = (0.002  0.004)a 53 12 dda  5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.1. Tải trọng tác dụng trong bộ truyền Khi chưa làm việc Lực căng Fo = kfqma.g kf - Hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích Khi làm việc truyền momen xoắn T Lực vòng: 54 d T.2 Ft  5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.1. Tải trọng tác dụng trong bộ truyền 55 5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.1. Tải trọng tác dụng trong bộ truyền F1 - Lực căng trên nhánh chủ động. F2 - Lực căng trên nhánh bị động. Điều kiện cân bằng đĩa xích Ft = F1 - F2 56 5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.1. Tải trọng tác dụng trong bộ truyền Lực ly tâm -> lực căng phụ Fv = qmv 2 Khi làm việc • Nhánh bị động (trùng): F2 = Fo + Fv • Nhánh chủ động (căng): F1 = Ft + F2 57 5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.1. Tải trọng tác dụng trong bộ truyền Lực tác dụng lên trục do lực vòng Ft và trọng lượng của xích gây ra Fr = kxFt kx hệ số kể đến trọng lượng xích (phụ thuộc góc nghiêng) 58 5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.2. Vận tốc và tỷ số truyền Vận tốc trung bình của xích Tỷ số truyền trung bình 59 60000 zpn v  60000 pn z v 60000 pn z v v 2 2 2 1 1 1     1 2 2 1 z z n n u  5.3 CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 5.3.2. Vận tốc và tỷ số truyền Xích ăn khớp với răng đĩa xích theo hình đa giác  Tỷ số truyền thay đổi Xét tại thời điểm (trên bánh dẫn) A đang ăn khớp, B sắp sửa vào ăn khớp với răng C 60 5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN Vận tốc bản lề A, phân thành 2 thành phần - dọc theo nhánh xích vx - vuông góc với nhánh xích vy 61 1 11 1 cos 2   d vx  1 11 1 sin 2   d vy  5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN -> vx1 thay đổi 62        2 ; 2 11 1   5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN vx1 lớn nhất khi 1 = 0 và nhỏ nhất khi 1 =  1/2 63 5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN Tương tự trên đĩa bị động vx2 lớn nhất khi 2 = 0 và nhỏ nhất khi 2 =  2/2 64 2 22 2 cos 2   d vx         2 ; 2 22 2   5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN Bỏ qua biến dạng => vx1 = vx2 Tỷ truyền tức thời 65 2 22 1 11 cos 2 cos 2     dd  11 22 2 1 cos cos     d d ut  5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN Nhận xét: z giảm ->  tăng -> u dao động lớn z giảm -> vy max tăng 66 5.3.2 VẬN TỐC VÀ TỶ SỐ TRUYỀN Thành phần vy gây nên va đập giữa bản lề xích và răng đĩa -> tiếng ồn và gây hỏng xích. Tổn thất động năng E  n1 2p3 Vận tốc xích thay đổi -> gia tốc -> tải trọng động 67 000.180 . 21 pnaqF md  5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Mòn bản lề 68 5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Mòn bản lề Càng bị mòn, xích ăn khớp càng xa tâm đĩa => tuột xích Mòn => bị đứt xích 69 5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Mòn bản lề 70 z p d    sin  5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Các phần tử xích bị hỏng do mỏi Khi làm việc lực trên 2 nhánh khác nhau Khi vào khớp có va đập giữa bản lề và răng đĩa => ứng suất trên các phần tử xích thay đổi => hỏng do mỏi 71 5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Các phần tử xích bị hỏng do mỏi Hỏng vì mỏi thường chỉ xảy ra với bộ truyền chịu tải lớn, vận tốc cao, làm việc trong hộp kín (bôi trơn tốt nên ít mòn) Ngoài ra: do làm việc quá tải xích bị đứt 72 5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng 73 5.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH 5.4.1 Các dạng hỏng Trong các dạng hỏng trên, mòn bản lề là dạng hỏng nguy hiểm hon cả, và là nguyên nhân chủ yếu làm mất khả năng làm việc của bộ truyền xích. => chỉ tiêu tính toán cơ bản của bộ truyền xích là tính về độ bền mòn. 74 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN - Chưa có phương pháp tính chính xác độ bền mòn của chi tiết. - Áp suất là nhân tố chủ yếu gây mòn của xích po  [po] Ft : lực vòng A: diện tích tính toán A  0.28p2 [po]: áp suất cho phép, xác định bằng thực nghiệm 75 ][ o t p A F  5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN Do điều kiện làm việc khác điều kiện thí nghiệm, để xét đến ảnh hưởng này, đưa vào công thức hệ số sử dụng K K = KđKaKoKđcKbKc Kđ : hệ số xét đến tính chất của tải trọng tải trọng tĩnh Kđ =1 tải trọng va đập nhẹ Kđ = 1.2 tải trọng va đập nặng Kđ = 1.5 76 ][ o t p A KF  5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Ka : hệ số kể đến ảnh hưởng của khoảng cách trục a lớn -> số lần ăn khớp với đĩa xích trong 1 đơn vị thời gian giảm -> độ mòn giảm a= (30  50)p Ka =1  a < 30p Ka = 1.25  a> 50p Ka = 0.8 77 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Ko : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền : góc của bộ truyền so với phương ngang    60o Ko =1   > 60o Ko = 1.25 78 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Kđc : hệ số kể đến khả năng điều chỉnh xích di chuyển 1 trong 2 đĩa Kđc = 1 con lăn căng xích Kđc = 1.1 ko điều chỉnh được Kđc = 1.25 79 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Kđc : hệ số kể đến khả năng điều chỉnh xích di chuyển 1 trong 2 đĩa Kđc = 1 con lăn căng xích Kđc = 1.1 ko điều chỉnh được Kđc = 1.25 80 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Kb : hệ số kể đến ảnh hưởng của bôi trơn Bôi trơn nhỏ giọt Kb = 1 Bôi trơn định kỳ Kb = 1.5 Bôi trơn liên tục Kb = 0.8 81 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN K = KđKaKoKđcKbKc Kc : hệ số kể đến mức độ làm việc liên tục, phụ thuộc số ca Làm việc 1 ca Kc = 1 Làm việc 2 ca Kc = 1.25 Làm việc 3 ca Kc = 1.45 82 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN Kx : hệ số xét đến số dãy xích 1 dãy Kx = 1 2 dãy Kx = 1.7 3 dãy Kx = 2.5 83 5.4.2 TÍNH XÍCH VỀ ĐỘ BỀN MÒN 84 K Ap F ot ][  1000. ][ 1000 K AvpvF ot  1000.601000. ][ 11 pnz K Ap P o 1 01 1 01 0101 . 1 1000. ][ n n z z pnz K Ap P o nz o KKK P P  onz PKPKK  7 0101 10.6 ][ pnAzp P oo  5.4.3 CÁC BƢỚC THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH b1. Chọn loại xích b2. Chọn số răng đĩa xích z1 = 29 – 2u z1  z1min z2 = z1.u 85 5.4.3 CÁC BƢỚC THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH b3. Xác định bƣớc xích p lấy theo tiêu chuẩn sao cho p  pmax ; Pt  [P] p 31.75 -> dùng xích nhiều dãy [P] >> Pt -> thừa khả năng tải => giảm z1 Pt > [P] tăng z1 86 5.4.3 CÁC BƢỚC THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH b4. Xác định thông số bộ truyền -Chọn sơ bộ a -Tính số mắt xích theo a lấy x chẵn tính lại a, để không bị căng, giảm a - Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1s 87 5.4.3 CÁC BƢỚC THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH b5. Kiểm nghiệm độ bền mòn s  [s] s < [s] Tăng số dãy xích Tăng bước xích Giảm số răng đĩa xích z1 88 5.4.3 CÁC BƢỚC THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH b6. Tính các thông số đĩa xích b7. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích tính H => tra và chọn vật liệu làm đĩa xích sao cho H  [H ] b8. Tính lực tác dụng lên trục 89