Truyền động xích và Truyền động đai
Truyền động xích và truyền động đai là hai cơ cấu dùng trong truyền lực. Sản lượng công suất từ động cơ dưới dạng mô-men xoắn được truyền bởi trục khuỷu hoặc trục quay được chuyển đến một vật quay khác như trục hoặc bánh xe bằng cách sử dụng vòng kín của xích hoặc dây đai. Nó là một trong những phương thức truyền tải điện năng phổ biến nhất.
Thông tin thêm về Chain Drive
Trong hầu hết các cơ cấu dẫn động bằng xích, công suất được truyền bằng cách sử dụng một xích con lăn làm bằng các liên kết kim loại truyền qua bánh răng xích. Răng của bánh răng ăn khớp với các lỗ trên các mắt xích của xích. Khi bánh răng quay từ công suất của động cơ hoặc động cơ, xích cũng chuyển động bánh xe dẫn động ở đầu kia. Bộ truyền động xích được sử dụng trong động cơ xe đạp máy, xe đạp máy và các loại ô tô khác.
Xích truyền lực có thể được phân loại thành xích con lăn, xích thép kỹ thuật, xích im lặng, xích có thể tháo rời và xích thanh bên bù đắp. Truyền động xích có lợi thế trong các ứng dụng vì những lý do sau. Bộ truyền động xích không có hiện tượng trượt giữa các răng và xích và độ giãn của xích là nhỏ nhất với độ uốn cao. Do đó, truyền động xích có thể được sử dụng cho cơ cấu truyền động hoạt động ở điều kiện tải cao.
Tuổi thọ của bộ truyền động xích cũng cao hơn do tính chất vật liệu [hợp kim phù hợp] và khả năng sử dụng chất bôi trơn [như dầu hoặc mỡ]. Bộ truyền động xích có thể được sử dụng trong các tình huống khắc nghiệt và môi trường khắc nghiệt mà các hệ thống khác có thể bị lỗi. Cấu trúc kim loại mang lại cho nó khả năng chịu nhiệt độ cao hơn và điều kiện ẩm ướt. Nó không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của bụi bẩn, bùn hoặc các chất gây ô nhiễm khác trong hệ thống; do đó đáng tin cậy.
Về quan điểm bảo trì, các thành phần của bộ truyền động xích yêu cầu bảo dưỡng rất thô sơ có thể được thay thế và bảo dưỡng mà không cần tháo rời các thành phần khác.
Nhược điểm của bộ truyền động xích là loại trừ chúng khỏi cơ chế hoạt động chính xác. Bộ truyền động xích tạo ra một lượng lớn tiếng ồn [nhưng dây chuyền im lặng tạo ra tiếng ồn nhỏ hơn]. Đĩa xích kéo dài và biến dạng do sự mài mòn của liên kết và bề mặt tiếp xúc với đĩa xích. Tính linh hoạt của xích chỉ giới hạn ở một đồng bằng và nó chỉ có thể được sử dụng trong các máy tốc độ tương đối thấp.
Thông tin thêm về Truyền động vành đai
Một vòng dây được làm bằng vật liệu dẻo và được sử dụng cho mục đích truyền lực thường được gọi là bộ truyền động đai. Dây curoa cũng có thể được sử dụng để theo dõi chuyển động tương đối và như một nguồn chuyển động [băng tải].
Hoạt động của cơ cấu dây đai bao gồm hai hoặc nhiều puli trong đó dây đai được quấn căng quanh chúng và các puli được nối với cơ cấu dẫn động và dẫn động. Do tính chất linh hoạt của vật liệu của đai, các ròng rọc có thể được bố trí để quay theo các mặt phẳng khác nhau và quay theo các hướng ngược nhau.
Truyền động đai đã trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các cơ cấu truyền lực do những ưu điểm sau. Dây đai truyền lực không được bôi trơn và việc bảo dưỡng là ít. Nó có độ bền kéo cao hơn và có thể chịu được sự thay đổi đột ngột của tải trọng và ngăn chặn các rung động. Hoạt động trơn tru và không gây tiếng ồn. Ròng rọc được chế tạo ít tốn kém hơn so với bánh răng xích, do đó rẻ hơn.
Mặc dù truyền động đai có nhiều ưu điểm, nhưng chúng có những nhược điểm sau. Không thể sửa chữa các đai vòng lặp vô tận khi bị hỏng và phải được thay thế. Ngoài ra, những thay đổi về tải trọng hoặc lực căng có thể gây ra trượt. Chúng không thể hoạt động trong các tình huống khắc nghiệt vì vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm làm giảm ma sát bề mặt tiếp xúc gây trượt. Ngoài ra, không thể điều chỉnh độ dài của bộ truyền động đai.
Sự khác biệt giữa Truyền động xích và Truyền động đai là gì?
• Truyền động đai được làm bằng polyme, và xích được làm bằng hợp kim.
• Truyền động xích có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao và ẩm, nhưng truyền động đai thì không.
• Bộ truyền động đai không được bôi trơn, trong khi bộ truyền động xích được bôi trơn.
• Bộ truyền động đai bị trượt, trong khi bộ truyền động xích không bị trượt.
• Bộ truyền động xích sử dụng đĩa xích, trong khi bộ truyền động đai sử dụng puly [ròng rọc].
• Bộ truyền động xích có thể hoạt động dưới tải trọng cao, trong khi bộ truyền động đai có thể hoạt động trong điều kiện tốc độ cao.
• Bộ truyền động dây curoa không ồn, trong khi bộ truyền động xích ồn ào.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Chương 2: Bộ truyền xíchChương 2: [2 tiết]BỘ TRUYỀN XÍCHMỤC TIÊU:Sau khi học xong bài học này, sinh viên có khả năng:- Phân biệt được các loại bộ truyền xích.- Trình bày được ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền.- Liệt kê được các thông số hình học và động học của bộ truyền xích. - Giải thích được nguyên nhân của sự tuột xích. - Tra bảng và chọn được số liệu phù hợp.- Dựa vào trình tự tính toán được bộ truyền xích.NỘI DUNG:I. Đại cương1. Cấu tạo2. Phân loại3. Vật liệu trong bộ truyền xích4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền xíchII. Kết cấu xích truyền động1. Xích con lăn2. Xích ống3. Xích răng4. Đĩa xíchIII. Thông số hình học và động học của bộ truyền xích1. Bước xích2. Số răng đĩa xích3. Khoảng cách trục A và số mắt xích X 4. Vận tốc và tỷ số truyềnIV. Lực tác dụng của trục lên bộ truyềnV5. Tính toán bộ truyền xíchCâu hỏi ôn tập NHỮNG LƯU Ý VỀ GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP:1. Những khái niệm và định nghĩa cần lướt qua nhanh, vì sinh viên phải có giáo trình để học. Tập trung giải thích các thông số và vận dụng các công thức để tính toán. Giải một bài tập mẫu cho sinh viên. Hướng dẫn sinh viên cách tra bảng số liệu.2. Sinh viên phải đọc trước các nội dung trước khi đến lớp. Liên hệ thực tiễn và chú ý giải các bài tập trong giáo trình. Đọc thêm các tài liệu tham khảo. Giáo trình Chi tiết máy13Chương 2: Bộ truyền xíchI. ĐẠI CƯƠNG 1. Cấu tạoBộ truyền xích thường dùng truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau và cách xa nhau [Hình 2.1], hoặc truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn [Hình 2.2].Bộ truyền xích có 3 bộ phận chính:- Đĩa xích dẫn 1, có đường kính tính toán là d1, lắp trên trục I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động N1, mô men xoắn trên trục M1. Đĩa xích có răng tương tự như bánh răng. Trong quá trình truyền động, răng đĩa xích ăn khớp với các mắt xích, tương tự như bánh răng ăn khớp với thanh răng.- Đĩa xích bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động N2, mô men xoắn trên trục M2.- Dây xích 3 là khâu trung gian, mắc vòng qua hai đĩa xích. Dây xích gồm nhiều mắt xích được nối với nhau. Các mắt xích xoay quanh khớp bản lề, khi vào ăn khớp với răng đĩa xích.Nguyên lý làm việc của bộ truyền xích: dây xích ăn khớp với răng đĩa xích gần giống như thanh răng ăn khớp với bánh răng. Đĩa xích dẫn quay, răng của đĩa xích đẩy các mắt xích chuyển động theo. Dây xích chuyển động, các mắt xích đẩy răng của đĩa xích bị dẫn chuyển động, đĩa xích 2 quay.Như vậy chuyển động đã được truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ sự ăn khớp của răng đĩa xích với các mắt xích. Truyền động bằng ăn khớp, nên trong bộ truyền xích hầu như không có hiện tượng trượt. Vận tốc trung bình của bánh bị dẫn và tỷ số truyền trung bình của bộ truyền xích không thay đổi. 2. Phân loại- Theo công dụng ta có: Xích kéo, Xích tải, Xích truyền động, . . . - Theo số dãy ta có: Xích một dãy, Xích nhiều dãy, . . . - Theo cấu tạo của dây xích ta có: Xích ống con lăn, Xích ống, Xích răng. 3. Vật liệu dùng trong bộ truyền xícha] Vật liệu xích:- Má xích con lăn làm từ thép cacbon trung bình hoặc thép hợp kim: C45, C50, 40Cr, 40CrNi3A và tôi đạt độ cứng 40 ÷ 50 HRC.- Má xích răng được làm từ thép C50.Giáo trình Chi tiết máy14Hình 2.1: Bộ truyền xíchHình 2.2: Truyền động tới nhiều trục bị dẫnAChương 2: Bộ truyền xích- Các chi tiết như ống, con lăn, . . . làm từ thép C15, C20, 15CrNi3, 20CrNi3A, thấm cacbon và tôi đạt độ cứng 55 ÷ 65 HRC.b] Vật liệu đĩa xích:- Đối với đĩa xích chịu tải trọng nhỏ và không va đập, tốc độ thấp [đến 3m/s] có thể dùng gang xám GX15-32 rồi tôi, hoặc gang xám có độ bền cao hơn. Nếu làm việc với tốc độ lớn hơn thì nên dùng thép cacbon kết cấu, nhiệt luyện mặt răng đạt độ cứng 40-50 HRC hoặc dùng gang cải tiến.- Đĩa xích nhỏ [đĩa dẫn] chịu tải trọng va đập và tốc độ cao được chế tạo bằng thép hợp kim 40Cr, 40CrNi và nhiệt luyện đạt độ cứng 50 - 53 HRC.- Đĩa xích có đường kính trên 200mm nên chế tạo ghép: vành ngoài bằng thép, thân đĩa bằng gang. 4. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền xích:* Ưu điểm:- Có thể truyền chuyển động giữa các trục xa nhau [Amax = 8m].- So với truyền động đai, truyền động xích làm việc không có sự trượt, do đó tỉ số truyền không đổi, hiệu suất khá cao [0,96-0,98], kích thước bộ truyền nhỏ gọn hơn, lực tác dụng lên trục nhỏ hơn vì không cần lực căng ban đầu.- Chỉ cần một xích cũng có thể truyền chuyển động từ trục dẫn tới nhiều trục bị dẫn khác nhau.* Nhược điểm:- Do đặc điểm hình học của sự ăn khớp giữa xích và đĩa xích làm chuyển động của xích và đĩa bị dẫn không đều đặn, gây ra tải trọng va đập và tiếng ồn.- Răng và mắt xích nhanh chóng bị mòn: nhất là trong môi trường bụi bậm và không được bôi trơn tốt.- So với truyền động đai, truyền động xích có giá thành cao hơn vì kết cấu phức tạp hơn.* Phạm vi ứng dụng: Truyền động xích được dùng rộng rãi trong máy nông nghiệp và máy vận chuyển [xe đạp, xe máy], trong máy công cụ và tay máy công nghiệp ; với công suất nhỏ và trung bình [ [d1 + d2]/2 + 2.h ; h là chiều cao của răng đĩa xích. Tính góc ôm α1 theo công thức [2.4]. Kiểm tra điều kiện α1 ≥ 1200. Nếu không thỏa mãn, phải điều chỉnh khoảng cách trục Asb.10- Tính số mắt xích X theo công thức [2.1]. Tính chiều dài xích L theo công thức [2.2]. Tính chính xác khoảng cách trục A theo công thức [2.3]. 11- Tính lực tác dụng lên trục Fr, theo công thức [2.8].VI. Ví dụ tính toán1. Tính toán bộ truyền xích theo sơ đồ truyền động như hình 2.13 với các số liệu cho trước như sau: công suất N = 5,43 kW; số vòng quay đĩa dẫn n1 = 119 vg/ph; mômen xoắn M = 434.855,4Nmm; tỉ số Giáo trình Chi tiết máy23Hình 2.13: Bộ truyền động1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bộ truyền xích; 5- Băng tảivChương 2: Bộ truyền xíchtruyền i = 2,5. Bộ truyền nằm ngang, làm việc 2 ca; tải trọng tĩnh, bôi trơn nhỏ giọt, trục đĩa xích điều chỉnh được. Phần tính toán:1- Chọn loại xích: Chọn xích ống con lăn một dãy.2- Chọn số răng đĩa xích nhỏ, Z1 = 29 - 2.i12 = 29-5 = 24 . Tính Z2 = i12.Z1.= 2,5 x 24 = 603- Xác định hệ số tải trọng K:Công thức:K = Kđ.Ka.K0.Kđc.Kb.Klv+ Kđ = 1 [tải trọng tĩnh]. + Ka = 0,8 giả sử A = [60 ÷ 80].px + K0 = 1,25.+ Kđc = 1 [điều chỉnh được].+ Kb = 1 [bôi trơn nhỏ giọt] + Klv = 1,12 [làm việc 2 ca] K = 1×0,8×1,25×1×1×1,12 = 1,124- Tính công suất tính toán Nt và chọn bước xích px theo tiêu chuẩn. Công thức:[ ]NKNKKKNXZnt≤= + Chọn n01 = 200 vg/ph [bảng 2.1]; 68,1119200101===nnKn+ 04,12425251===ZKZ+ KX = 1 [dùng xích 1 dãy] .Do đó: ==XZntKNKKKN 1,12×1,68×1,04×5,43 = 10,625kWTra bảng 2.1; ứng với n01 = 200vg/ph; chọn [N] = 11kW để đảm bảo Nt < [N]. Sau đó chọn px = 25,4 mm; và ta có: dc = 7,95mm; lc = 22,61mm. 5- Kiểm nghiệm số vòng quay tới hạn ngh: yêu cầu n1 ≤ ngh.Số vòng quay tới hạn ngh = 800vg/ph , đảm bảo n1 < ngh. 6- Tính vận tốc trung bình v và lực vòng có ích Ft:Công thức: 21,11000604,25241191000.601000.601111=×××===xpZnndvπm/s6,448721,143,51000.10001=×==vNFtN7- Tính áp suất trên bề mặt tiếp xúc:Diện tích tính toán của bản lề, a = dc.lc = 7,95×22,61 = 179,75mm2Áp suất trên bề mặt tiếp xúc:Giáo trình Chi tiết máy24Chương 2: Bộ truyền xích96,2775,1796,448712,1..=×==XtKaFKpN/mm2Giá trị áp suất cho phép [p] = 30 MPa = 30N/mm2Vậy p < [p].8- Tính đường kính của đĩa xích. Ta có:1125,4194,6sinsin24xpdZππ= = = ÷ ÷ mm; [các góc tính theo radian]d2 = i.d1= 194,6×2,5 = 486,5mm. 9- Xác định sơ bộ khoảng cách trục Asb. Lấy Asb = 60.px = 60×25,4 = 1524mm. Tính góc nghiêng γ ≅ 57o.[d2 -d1] / A = 01115244,1955,48857 =−× Tính góc ơm α1 = 180o - γ = 1800 - 110 = 1690 > 1200.Vậy góc ơm thỏa mãn điều kiện cho phép. 10- Tính số mắt xích X:X ≈ 21 2 2 122 2xxpZ Z Z ZAp Aπ+ − + + ÷ = 22 1524 24 60 60 24 25,425,4 2 2 3,1416 1524× + − + + ÷× = 162,5Chọn X = 164. Chiều dài [mở] của xích : L=X.px = 164×25,4 = 4165,6mm. Khoảng cách trục chính xác:A = −−+−++−2122212128224πZZZZXZZXpx = ×−−+−++−221416,3224608260241642602416444,25 = 1542,5mm. Để nhánh xích bò dẫn có độ chùng vừa phải, khoảng cách trục A cần được điều chỉnh lại rút ngắn một lượng ∆A = [0,002 ÷ 0,004]A = 3 - 6mmVậy khoảng cách trục: A = 1538mm. 11- Tính lực tác dụng lên trục Fr:Cơng thức: Fr = Kt.Ft = 1,15×4487,6 = 5160,74N2. Tính tốn bộ truyền xích con lăn để dẫn động trục spinđen máy tiện tự động với các số liệu cho trước như sau: cơng suất trên trục dẫn N1 = 2,6 kW; số vòng quay đĩa bị dẫn n2 = 400 vg/ph; tỉ số truyền i = 2; khoảng cách trục khống chế A Giáo trình Chi tiết máy25Chương 2: Bộ truyền xích≤ 750 mm. Bộ truyền nằm nghiêng góc 80o so với phương ngang , làm việc 2 ca; tải trọng tĩnh, bôi trơn nhỏ giọt, trục đĩa xích điều chỉnh được. 3. Bộ truyền xích con lăn có thể truyền công suất N bằng bao nhiêu nếu cho trước: bước xích px = 25,4 mm; số răng đĩa xích dẫn Z1 = 23; số vòng quay n1 = 750 vg/ph; tỉ số truyền i = 3; khoảng cách trục khống chế A = [d1 + d2 ] + 50 mm. Bộ truyền nằm nghiêng góc 30o so với phương ngang , làm việc 2 ca; tải trọng tĩnh, bôi trơn định kỳ, trục đĩa xích không điều chỉnh được. CÂU HỎI ÔN TẬP1. Khái niệm, đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của bộ truyền xích.2. Các thông số hình học và động học của bộ truyền xích.3. Dựa vào sự mài mòn của bộ truyền xích để giải thích hiện tượng tuột xích.4. Làm các bài tập tính toán xích. Giáo trình Chi tiết máy26