Bài giảng Chi tiết máy - Chương 4: Truyền động xích - Nguyễn Minh Quân

CHƯƠNG IV TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 1 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 1. Cấu tạo 2. Nguyên tắc truyền động 2 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 3. Các thông số chính P ↑ Khả năng tải trọng ↑ Va đập ↑ 3 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ - Xích kéo 4 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 4. Phân loại - Xích truyền động Xích con lăn Con lăn: giảm mòn 5 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Số mắt xích chẵn Má cong Số mắt xích lẻ Ứng suất uốn (kéo lệch tâm) 6 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Xích ống Không có con lăn => nhanh mòn => Dùng trong kết cấu khối lượng nhỏ, v ≤ 1 m/s 7 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Xích răng - Má xích hình răng xếp xen kẽ, nối với nhau bằng bản lề - Khả năng tải cao, kết cấu chắc chắn - Chế tạo phức tạp => dùng trong một số trường hợp - Xác định kích thước dựa vào p 8 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 5. Đĩa xích Đường kính tính toán: 𝑑 = 𝑝/ sin(𝜋/𝑧) 9 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 6. Vật liệu Xích: + Má xích: thép cán nguội + Bản lề: thép ít cacbon Đĩa xích: + Chịu tải nhỏ => gang xám + Chịu tải lớn, vận tốc lớn => thép cacbon, thép hợp kim 10 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 1. Lực tác dụng lên bộ truyền Lực căng ban đầu: 𝑘𝑓 6 4 2 1 θ 0 40 ≥40 90 (0,01 0,02)f a  0 . . .f mF k q a g HS độ võng Chiều dài không ăn khớp 11 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 𝐹2 = 𝐹𝑜 + 𝐹𝑣 ; 𝐹1 = 𝐹2 + 𝐹𝑡 2 /tF T d 2.v mF q v 12 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 2. Lực tác dụng lên trục 𝑭𝒓 = 𝒌𝒙𝑭𝒕 𝒌𝒙 = 𝟏, 𝟏𝟓 khi góc nghiêng không quá 40 𝑜 𝒌𝒙 = 𝟏, 𝟎𝟓 khi góc nghiêng lớn hơ𝑛 40 𝑜 13 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 3. Vận tốc và tỉ số truyền v = z1.p.n1 = z2.p.n2 Tỉ số truyền trung bình: 𝑢 = 𝑛1 𝑛2 = 𝑧2 𝑧1 14 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Vận tốc xích trên bánh chủ động n1  1 2  vx1 v1 v y1 1 1 1 1 1cos 0,5 cosxv v d    1 1 1 1 1sin 0,5 sinyv v d    1 1 1 2 2            1 ax 1 10 0,5x mv v d     1 1 1 min 1 10,5 os 2 2 xv v d c         15 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Vận tốc xích trên bánh bị động n2 v y2 v2 vx2  21  2 2 2 2 2            2 2 2 2 2cos 0,5 cosxv v d    2 2 2 2 2sin 0,5 sinyv v d    1 2 2 2 1 1 os os tt d c u d c       16 Tỉ số truyền tức thời Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 4. Số răng đĩa xích Z    Góc xoay tương đối lớn Mòn nhanh Vận tốc dao động lớn, va đập tăng 15 17(17 19)Z    / sin( / )d p Z   29 2Z u  100 120(120 140)Z    17 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 5. Khoảng cách trục và số mắt xích Khoảng cách trục nhỏ nhất: Khoảng cách trục lớn nhất: min 1 23: ( ) / 2 30 50( )a au a d d mm     min 1 23: ( ) / 2 (9 ) /10a au a d d u     max 80a p (30 50)a p  18 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Chiều dài xích: Số mắt xích Tính lại a 2 1 2 2 12a 0,5 ( ) ( d ) / 4al d d d     2 2 1 1 2 2 0,25( ) p2a 0,5(Z ) Z Z x Z p a            2 2 21 2 1 2 1 20,25 0,5 0,5 2 /a p x Z Z x Z Z Z Z           19 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 6. Các dạng hỏng và chỉ tiêu tính toán Các dạng hỏng: Mòn bản lề Mòn răng đĩa Rỗ, gẫy vỡ con lăn Đứt xích 20 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Chỉ tiêu tính toán: - Độ bền mòn - Kiểm nghiệm quá tải 21 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ §3. Tính toán thiết kế bộ truyền xích 1. Tính toán độ bền mòn   .t o o F K p p A   . . . . .d a o dc bt cK K K K K K K Tải trọng động Khoảng cách trục θ Vị trí trục Bôi trơn ca 22 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Bước xích p Công suất cho phép theo số vòng quay 50 200 400 600 800 1000 1200 1600 12,7 0,19 0,68 1,23 1,68 2,06 2,42 2,72 3,20 15,875 0,57 2,06 3,72 5,08 6,26 7,34 8,22 9,65  o t p A F K  1 1 1 7 . . . . 1000 6.10 t tF v F Z p nP     1 1 1 7 . . . 6.10 . op A Z p n P K    01 01 1 7 . . . . . . 6.10 o Z n p A Z p n P K K K   t oP P Z01 = 25: số răng đĩa xích thí nghiệm n01 : số vòng quay thí nghiệm 01 1/ZK Z Z 01 1/nK n n   01 01 7 . . . 1 . 6.10 . . o Z n p A Z p n K K K  23 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Xích nhiều dãy 𝑃𝑡 = 𝑃1. 𝐾. 𝐾𝑍𝐾𝑛 𝐾𝑑 ≤ 𝑃𝑜 Số dãy 1 2 3 4 Kd 1 1,7 2,5 3 24 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 2. Kiểm nghiệm quá tải 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 25 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 3. Chỉ dẫn thiết kế 1. Chọn loại xích: v 2. Xác định số răng đĩa xích: z1 = 29 – 2u, z2 = u.z1 3. Xác định p (p < pmax): - P ≥ 31,75 => chọn xích nhiều dãy - [Po] >> Pt => giảm bớt số răng (z min) - Pt > [Po] => tăng số răng xích 4. Xác định khoảng cách trục, số mắt xích 5. Kiểm nghiệm số lần va đập/s i = 4v/l = 4z1.p.n1/(60.x.p) = z1.n1/(15.x) ≤ [i] 26 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ 6.Kiểm nghiệm quá tải 7.Tính lực tác dụng lên trục 𝐹𝑟 = 6. 107. 𝑃1𝑘𝑥 𝑧1𝑝. 𝑛1 27 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Bài tập Thiết kế bộ truyền xích của trạm dẫn động vít tải với các số liệu sau: Bộ truyền nằm ngang, môi trường không bụi, bôi trơn đạt yêu cầu, làm việc 1 ca, tải trọng va đập nhẹ, lực căng xích không điều chỉnh được. 1 4,5P Kw 1 150 /n vg ph 3,5u  28 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Giải 1. Chọn xích con lăn 2. Xác định số răng xích: Chọn , => ( , ) Kiểm tra 3. Xác định bước xích p: 𝑃𝑡 = 𝑃1. 𝐾. 𝐾𝑍𝐾𝑛 𝐾𝑑 ≤ 𝑃𝑜 K = Kd.Ka.Ko.Kdc.Kbt.Kc = 1,5 𝐾𝑍 = 1; 1 25Z  2 1 87,5Z uZ  2 87Z  1min 17Z 2max 100 120Z   87 3,48 0,6% 25 uu      1dK  200 1,333 150 nK   29 Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/ Tra bảng => [Po] = 11,0 Kw => p = 25,4 mm 4,5.1,5.1.1,333 9 1 tP Kw  30 Bước xích p Công suất cho phép theo số vòng quay 50 200 400 600 800 1000 1200 1600 12,7 0,19 0,68 1,23 1,68 2,06 2,42 2,72 3,20 12,7 0,35 1,27 2,29 3,13 3,86 4,52 5,06 5,95 12,7 0,45 1,61 2,91 3,98 4,90 5,74 6,43 7,55 15,875 0,57 2,06 3,72 5,08 6,26 7,34 8,22 9,65 15,875 0,75 2,70 4,88 6,67 8,22 9,63 10,8 12,7 19,05 1,41 4,80 8,38 11,4 13,5 15,3 16,9 19,3 25,4 3,20 11,0 19,0 25,7 30,7 34,7 38,3 43,8 31,75 5,83 19,3 32,0 42,0 49,3 54,9 60,0 ------ Th.S Nguyễn Minh Quân – Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Robot, Đại học Bách Khoa Hà Nội - https://sites.google.com/site/quannm187/