Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu
-32-
Chương 3

BỘ TRUYỀN XÍCH

3.1. KHÁI NIỆM CHUNG

3.1.1. Nguyên lý làm việc 1
n
2
n
1
3
2
1
O
2
OHình 3.1. Sơ đồ bộ truyền xích

Bộ truyền xích làm việc theo nguyên lý ăn khớp. Bộ truyền xích bao gồm bánh dẫn 1, bánh
bò dẫn 2 được lắp trên hai trục và xích 3 bao quanh hai bánh xích. Nhờ sự ăn khớp giữa xích
với răng của các bánh xích nên khi bánh dẫn quay sẽ truyền chuyển động và cơ năng sang


b. Nhược điểm: - Có nhiều tiếng ồn khi làm việc.
- Tỉ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bò dẫn không ổn đònh.
- Yêu cầu chăm sóc thường xuyên (bôi trơn, điều chỉnh bộ phận căng xích).
- Chóng mòn, nhất là khi làm việc nơi nhiều bụi và bôi trơn không tốt.

c. Phạm vi sử dụng: - Bộ truyền xích thường được dùng để truyền công suất không quá 100kW với khoảng cách
giữa các trục tương đối xa (đến 8m). Bộ truyền xích thường được bố trí ở sau hộp giảm
tốc (bánh dẫn lắp vào đầu trục ra của hộp giảm tốc).
- Sử dụng trong trường hợp vận tốc thấp và trung bình v<15m/s và số vòng quay n<500vg/phút.
Tỉ số truyền u ≤ 6 (có trường hợp u<10). Hiệu suất bộ truyền xích
97,095,0 

.
- Bộ truyền xích được sử dụng rộng rãi trong các máy vận chuyển (môtô, xe đạp, xích
tải…), máy nông nghiệp, tay máy…

3.2. VẬT LIỆU VÀ KẾT CẤU XÍCH TRUYỀN ĐỘNG (Sinh viên tự đọc trong tài liệu [1])

3.2.1. Xích con lăn

Cấu tạo của xích ống con lăn như hình 3.3. Ống 4 lắp có khe hở với chốt 3 tạo thành bản lề.
Nhờ đó khi xích vào khớp, các má ngoài 2 lắp chặt với chốt 3 sẽ xoay tương đối với các má
trong 1 lắp chặt với ống 4 (ma sát sinh ra trong bản lề là ma sát trượt). Sự ăn khớp của xích

- Khi kích thước bánh xích nhỏ, có thể dùng phôi dập. Khi kích thước bánh xích lớn, có thể
chế tạo phần bánh và phần ma riêng. Sau đó ghép chúng lại với nhau bằng phương pháp
hàn hoặc bằng bulông.
Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu
-35-
- Biên dạng và kích thước răng bánh xích phụ thuộc vào loại và kích thước xích.

- Một số kích thước hình học của bánh xích:

 Vòng tròn chia: đi qua tâm bản lề xích



zp
z
p
d
cc

sin
(3.1)

Vì tỉ số
z

tương đối nhỏ nên
zz


cot5,0
(3.3)

3.2.5. Vật liệu xích và bánh xích

- Vật liệu xích phải có độ bền mòn và độ bền cao:
+ Má xích con lăn được chế tạo từ thép có thành phần carbon trung bình hoặc thép hợp
kim: C45, C50, 40Cr, 40CrNi3A, và tôi đạt độ rắn 40÷50HRC.
+ Má xích răng được chế tạo từ thép C50. Má xích cong được chế tạo từ thép hợp kim.
+ Các chi tiết: con lăn, ống, miếng lót … được chế tạo từ thép thấm carbon: C15, C20,
15Cr, 20Cr, 12CrNi3, 20CrNi3A… và tôi đạt độ rắn 55÷65HRC.

- Vật liệu bánh xích phải có độ bền mòn và khả năng chòu va đập cao:
+ Thép có thành phần carbon trung bình: C45, 45Cr, 40Mn2, 40CrNi… được tôi bề mặt
hoặc tôi thể tích đến đạt rắn 45÷55HRC.
+ Thép thấm than: C15, 20Cr, 12CrNi3A … với lớp thấm than 1÷1,5mm và được tôi
đạt độ rắn 55÷60HRC.
+ Để giảm tiếng ồn và làm việc êm, tăng tuổi thọ… ta có thể chế tạo vành bánh xích
từ chất dẻo như tectolit, poliamid … (khi
kWP 5
và v≤8m/s).
+ Dùng gang xám GX20, GX30 được tôi khi vận tốc thấp v≤3m/s và không có tải trọng
va đập.

3.3. THÔNG SỐ HÌNH HỌC BỘ TRUYỀN XÍCH

Các thông số hình học chủ yếu:
c
p
: bước xích (mm),


- Bước xích có giá trò từ 8÷50,8 (mm), có thể chọn theo bảng 5.4, trang 181, tài liệu [1].

3.3.2. Đường kính vòng chia bánh xích



zp
z
p
d
cc

sin3.3.3. Số răng bánh xích

- Nếu số răng bánh xích càng ít thì góc xoay tương đối của bản lề khi xích vào bánh và ra khỏi
bánh càng lớn (góc
z

2
) làm cho xích mòn càng nhanh. Mặt khác, va đập của mắt xích khi
tiếp xúc với răng của bánh cũng tăng lên và xích làm việc càng ồn. Do đó, ta cần hạn chế số
răng nhỏ nhất của bánh dẫn
1511
min1
z
. Đối với bộ truyền chòu tải va đập thì

dd
ddaL
4
)(
2
2
2
12
12


 Ta có, chu vi vòng chia bằng chu vi đa giác chia:
11
zpd
c


;
22
zpd
c


.

Nên:
 

(3.6) Suy ra:
a
pzzzz
p
a
p
L
X
c
cc
.
22
2
2
1212











(3.7)



(3.8)


0.
22
2
2
1212
2

















c
c





























1212
2
8
22
25,0

zzzz
X
zz
Xpa
c
(3.10)

Để bộ truyền xích làm việc có độ chùng bình thường, ta nên giảm khoảng cách trục
a
một
khoảng
aa )004,0002,0( 
.

3.4. VẬN TỐC VÀ TỈ SỐ TRUYỀN

3.4.1. Vận tốc và tỉ số truyền trung bình

1
n
2
n
1
c


(3.11)

+ Trên bánh bò dẫn:
6000060000
2222
2
nzpnd
v
c


(3.12)
Vì không có trượt nên:
21
vv 
.

- Tỉ số truyền trung bình:
1
2
2
1
z
z
n
n
u 
(3.13)


+ Trên bánh dẫn :

cos
1
vv
x

với









11
zz



(3.14)

+ Trên bánh bò dẫn:

cos
2
vv
x

Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu
-39-
- Phương trình (3.16) tương đương với:




cos
cos
22
12
12
cc
dd

(3.17)

Tỉ số truyền tức thời:

const
z
z
d
d
u
c
c
tt

O
2
O
0
F

0
F


1
T
1
O
2
O
2
F

1
F
a)
0
1
T
b)
0

f
K
: hệ số phụ thuộc vào độ võng của xích,
6
f
K
khi bộ truyền nằm ngang,

3
f
K
khi góc nghiêng <40
0
,
1
f
K
khi bộ truyền thẳng đứng.

- Khi bộ truyền xích làm việc (khi tác động moment xoắn
1
T
lên bánh 1):

 Trên nhánh căng : : lực trên nhánh căng.

 Trên nhánh chùng: : lực trên nhánh chùng.

 Lực quán tính ly tâm
2

, nên khi tính toán ta có
thể lấy gần đúng:

0
2
1


F
FF
t
(3.20)

3.5.2. Lực tác dụng lên trục và ổ - Lực tác dụng lên trục và ổ:
1
FKF
mr

(3.21)

trong đó
m
K
là hệ số trọng lượng xích,
15,1
m
K

. Mòn bản lề là dạng hỏng chủ yếu của bộ
truyền xích.

 Các phần tử xích bò hỏng do mỏi: dẫn đến xích bò đứt, con lăn bò rỗ hoặc vỡ. Xích bò
hỏng vì mỏi do tác dụng của ứng suất thay đổi gây nên bởi tải trọng làm việc, tải trọng
động hoặc va đập. Hỏng do mỏi chỉ xảy ra ở các bộ truyền chòu tải trọng lớn, vận tốc
cao và bôi trơn tốt.

 Mòn răng bánh xích.

3.6.2. Chỉ tiêu tính

 Tính theo độ bền mòn: để tránh hiện tượng tuột xích.

 Tính theo động năng va đập: để tránh đứt xích, rỗ hoặc vỡ con lăn. Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu
-41-
3.7. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH (Xích ống con lăn)

3.7.1. Tính theo độ bền mòn

- Điều kiện bền:
][pp 

F
x
c
t
][
28,0
0

(3.23)

trong đó,
0
d
: đường kính chốt, mm,

0
b
: chiều rộng ống, mm,

00
bdA
: diện tích của bản lề xích một dãy, mm
2
,

][
0
p
: áp suất cho phép của bộ truyền làm việc trong điều kiện thí nghiệm, tra bảng
5.3, trang 180, tài liệu [1].

Tải trọng va đập
Tải trọng va đập mạnh
r
K

1
1,2÷1,5
1,8 a
K
: hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách trục hay chiều dài xích

a

c
p25

c
p)5030( 

c
p)8060( 

a
K

1,25
1

căng xích
Trục không điều chỉnh
được hoặc không có bộ
phận căng xích
dc
K

1
1,1
1,25 b
K
: hệ số xét đến điều kiện bôi trơn Bôi trơn liên tục
Bôi trơn nhỏ giọt
Bôi trơn đònh kỳ
(gián đoạn)
b
K

0,8
1
1,5
Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu

28,0
0
 Nếu cho trước moment xoắn
1
T
, ta tiến hành tính lực vòng
t
F
:

1
11
22
1
zp
T
d
T
F
cc
t


(3.25)

Thay (3.25) vào (3.23), ta được:



Tra bảng chọn
c
p
theo tiêu chuẩn (tra bảng 5.5, trang 182, tài liệu [1]).

 Nếu cho trước công suất
1
P
và số vòng quay
1
n
, ta tiến hành tính moment xoắn
1
T
trước:

1
1
6
1
10.55,9
n
P
T 
(3.28)
Công thức (3.27) trở thành:

3
011

F
xt
][
0
60000.1000
].[
1000
.
1101
1
nzp
K
KpAvF
P
cxt

(3.30)


01
1
01
101010
1
60000.1000
].[
n

01010
nzppA
P
c

: công suất cho phép của bộ truyền thí nghiệm, (tra bảng 5.4,
trang 181, tài liệu [1]). 11
01
25
zz
z
K
z

: hệ số răng bánh xích dẫn,

1
01
n
n
K
n

: hệ số vòng quay trục dẫn.

Do đó, (3.31) trở thành:


p
theo cột
giá trò
01
n
.

3.7.2. Tính theo động năng va đập

- Điều kiện bền:

][
.15
.
i
X
nz
i 
(3.34)

trong đó
i
: số lần va đập của xích trong một giây. Khi xích quay một vòng sẽ xảy ra 4 lần va
đập: 2 lần khi vào khớp và 2 lần khi chuẩn bò vào khớp (mắt xích nhận chấn động
từ mắt xích trước nó mới vào khớp truyền sang) với răng của bánh dẫn và bánh bò
dẫn, nên
X
nz
Xp
nzp


trong đó,
Q
: tải trọng phá hủy cho phép của xích (tra bảng 5.1, trang 168, tài liệu [1]),

][s
: hệ số an toàn cho phép (tra bảng 5.7, trang 183, tài liệu [1]).
Bài giảng CHI TIẾT MÁY Chương 3: Bộ truyền xích

Bm. Thiết kế máy TS. Bùi Trọng Hiếu
-44-
3.8. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH (Sinh viên tự đọc trong tài liệu [1])

Thông số đầu vào: công suất
)(
1
kWP
, số vòng quay trục dẫn
1
n
(vòng/phút), tỉ số truyền
u
.

Thực hiện theo các bước sau:

1. Chọn loại xích tùy theo điều kiện làm việc.

2. Chọn sơ bộ số răng của bánh xích nhỏ theo công thức
uz 229

t
F
theo (3.20).

7. Chọn sơ bộ khoảng cách trục
c
pa )5030( 
. Xác đònh số mắt xích theo công thức (3.7)
(chọn là
X
số chẵn).

8. Tính chính xác khoảng cách trục
a
theo số mắt xích vừa chọn theo công thức (3.10). Để
xích không quá căng, ta giảm
a
một lượng
aa )004,0002,0( 
.

9. Kiểm tra số lần va đập của xích trong một giây theo công thức (3.34). Kiểm tra xích theo
hệ số an toàn dùng công thức (3.35).

10. Tính đường kính các bánh xích theo công thức (3.1).

11. Tính lực tác dụng lên trục
r
F
theo công thức (3.20).