THIẾT kế XÍCH CON lăn CHÍNH xác bước NGẮN và đĩa XÍCH THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM và nước NGOÀI

Bộ môn: Thiết kế máy
TS. Trơng Tất Đích

Thiết kế xích con lăn chính xác bớc ngắn và đĩa
xích theo tiêu chuẩn Việt Nam và nớc ngoài
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu về xích con lăn chính xác bớc ngắn và đĩa
xích các tiêu chuẩn : TCVN, ISO (kiểu Anh, Mĩ) và tiêu chuẩn GOST từ đó
trình bày phơng pháp thiết kế các loại xích này.
Sumary: This paper presents a Short pitch transmission precision roller
chains and chain wheels, his aplication for their standards TCVN, ISO
(America, English standards) and standard. GOST. And through that there is
request in about method design of this chain.
I. Đặt vấn đề.

Để thiết thực phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, thì cần thiết phải
nghiên cứu áp dụng những tiêu chuẩn mới của ngành cơ khí nói riêng và các
tiêu chuẩn quốc gia nói chung vì nó có ý nghĩa to lớn về kinh tế và kỹ thuật
cho đất nớc. Đồng thời để góp phần thúc đẩy quá trình hội nhập với khu vực
và quốc tế cần phải nghiên cứu các tiêu chuẩn quốc tế và nớc ngoài để áp
dụng trong thiết kế và sản xuất ở nớc ta càng nhanh càng tốt.
TCVN 6374 - 1998 về xích con lăn chính xác bớc ngắn và đĩa xích đã
đợc Bộ Khoa học công nghệ và Môi trờng ban hành. Tiêu chuẩn này đợc dựa
trên các tiêu chuẩn ISO 606: 1994 (E); ISO 1275: 1995; ISO 1395: 1997 (E)
để soạn thảo, Vì vậy việc áp dụng tiêu chuẩn này trong thiết kế và sản xuất
thay thế cho các tiêu chuẩn trớc đây có thể cho phép áp dụng một phơng pháp
thiết kế chung cho xích con lăn chính xác bớc ngắn của Việt Nam và của nớc
ngoài thay vì có nhiều cách thiết kế nh hiện nay.


II. Giới thiệu về xích con lăn theo TCVN; Tiêu chuẩn của Mỹ (ISO
kiểu A); tiểu chuẩn của Anh (ISO kiểu B) và tiêu chuẩn của Nga

GOST.

2.1. Xích con lăn theo tiêu chuẩn TCVN 6374 ữ 1998.
Ưu điểm của tiêu chuẩn này là đợc soạn thảo dựa trên các tiêu chuẩn
quốc tế ISO. Nó áp dụng cho xích con lăn chính xác bớc ngắn một dãy, nhiều
dãy và đĩa xích tơng ứng dùng trong truyền động cơ khí bao gồm: Kích thớc,
dung sai, chiều dài, tải trọng thử và độ bền kéo nhỏ nhất. Tiêu chuẩn này
không áp dụng cho xích xe đạp và xích xe máy mặc dầu bớc xích của chúng
có thể nh nhau.
Kí hiệu của các loại xích một dãy, hai dãy và ba dãy lần lợt nh sau:
16B - 1 TCVN 6374 : 1988
16B - 2 TCVN 6374: 1988
16B - 3 TCVN 6374: 1988
Vì các mắt xích có thể thể đợc chế tạo ở các cơ sở khác nhau nên tiêu
chuẩn quy định các kích thớc lớn nhất và nhỏ nhất để bảo đảm tính lắp lẫn các
mắt xích, đó là dung sai biểu thị giới hạn lắp lẫn, không phải dung sai chế tạo.
Để xác định độ bền kéo nhỏ nhất ngời ta đặt từ từ một lực kéo không
nhỏ hơn độ bền kéo nhỏ nhất đã qui định lên mẫu thử là đoạn xích thử bao
gồm ít nhất năm bớc xích, sự phá huỷ mẫu xuất hiện tại thời điểm mà độ dãn
dài không tăng hơn nữa khi tăng tải trọng, tức là tại đỉnh của biểu đồ tải trọng/
độ dãn dài.
Bảng 1: Trình bày TCVN 6374 - 1988.


B¶ng 1: KÝch thíc c¬ b¶n cña xÝch - lùc ®o vµ ®é bÒn kÐo,
Chiều
Khoảng Chiều
Chiều rộng má Chiều
Đường
cách

sâu Lỗ bạc sâu
ngoài
rộng
Bước kính
các má đường lót
đường
hoặc
má
con
lăn
Ký hiệu
trong
xích
xích
trung
trong
xích
gian
d1
b1
d2
d3
h1
h2
h3
p
max
min
mã
min

min
max
max
05A
06B
08A
08B
061
083
084
085
10A
10B
12A
12B
16A
16B
20A
20B
24A
24B
28A
28B
32A
32B
36A
40A
40B
48A
48B

56B
64B
72B

8
9,525
12,7
12,7
12,7
12,7
12,7
12,7
15,875
15,875
19,05
19,05
25,4
25,4
31,75
31,75
38,1
38,1
44,45
44,45
50,8
50,8
57,15
63,5
63,5
76,2

76,2
88,9
101,6
114,3

5
6,35
7,92
8,51
7,75
7,75
7,75
7,77
10,16
10,16
11,91
12,07
15,88
15,88
19,05
19,05
22,23
25,4
25,4
27,94
28,58
29,21
35,71
39,68
38,37

47,63
48,26
53,98
63,5
72,39

3
5,72
7,85
7,75
3,3
4,88
4,88
6,25
9,4
9,65
12,57
11,66
15,75
17,02
18,9
19,56
25,22
25,4
25,22
30,99
31,55
30,99
35,48
37,85

36,1
47,35
45,72
53,34
60,96
68,58

2,31
3,28
3,98
4,45
3,66
4,09
4,09
3,58
5,09
5,08
5,96
5,72
7,94
8,28
9,54
10,19
11,11
14,63
12,71
15,9
14,29
17,81
17,46

18,85
22,89
23,81
29,24
34,32
39,4
44,48

2,36
7,37
3,33
8,52
4
12,33
4,5
12,07
3,71 10,17
4,14 10,56
4,14 11,41
3,63 10,17
5,12 15,35
5,13 14,99
5,96 18,34
5,77 16,39
7,96 24,39
8,33 21,34
9,56 30,48
10,24 26,68
11,14 36,55
14,68 33,73

12,47 42,67
15,95 37,46
14,31 48,74
17,86 42,72
17,49 54,86
19,87 60,93
22,94 53,49
23,84 73,13
29,29 64,52
34,37 78,64
39,45 91,08
44,53 104,57

7,11
7,11
8,26
8,26
12,07 10,41
11,81 10,92
9,91
9,91
10,3
10,3
11,15 11,15
9,91
9,91
15,09 13,03
14,73 13,72
16,08 15,62
16,13 16,13

24,13 20,83
21,08 21,06
30,18 25,04
26,42 26,42
36,2
31,24
33,4
33,4
42,24 36,45
37,08 37,06
48,26 41,66
42,29 42,29
54,31 46,86
60,33 52,07
52,96 52,96
72,39 62,48
63,88 63,88
77,85 77,85
90,17 90,17
103,63 103,63

Kích thước mắt
khuỷu

l1
min
Mm
3,71
4,32
5,28

5,66
5,36
5,36
5,77
5,28
6,6
7,11
7,9
8,33
10,54
11,15
13,16
13,89
15,8
17,55
18,42
19,51
21,03
22,2
23,64
26,24
27,76
31,45
33,45
40,61
47,07
53,37

Khoảng Chiều dài chốt đỡ
Chiều

cách
Bước rộng
giữa
ngang mắt
các má 1 dãy 2 dãy 3 dãy
trong
ngoài

l2
min

c

pt

3,71
3,37
6,1
6,12
5,36
5,36
5,77
6,1
7,62
7,62
9,14
8,33
12,19
11,15
15,24

13,89
18,26
17,55
21,31
19,51
24,33
22,2
27,36
30,35
27,76
36,4
33,45
40,61
47,07
53,37

0,08
0,08
0,06
0,06
0,08
0,08
0,08
0,08
0,1
0,1
0,1
0,1
0,13
0,13

0,15
0,15
0,18
0,18
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2

5,64
10,24
14,38
13,92
18,11
16,59
22,78
19,46
29,29
31,88
35,76
36,45
45,44

48,36
48,87
59,56
58,55
58,55
65,84
71,65
72,29
87,83
91,21
106,6
119,89
136,27

b2
max

b3
min

b4
max

b5
max

4,77
4,9
8,6 14,3
8,53

8,66
13,5 23,8
11,18 11,23 17,8 32,3
11,3
11,43
17
31
5,8
5,93
10,2
7,9
8,03
12,9
8,8
8,93
14,8
9,07
9,2
14
13,84 13,89 21,8 39,9
13,28 13,41 19,6 36,2
17,75 17,81 26,9 49,6
15,62 15,75 22,7 42,2
22,61 22,66 33,5 62,7
25,45 25,56 36,1
68
27,46 27,51 41,1
77
29,01 29,14 43,2 79,7
35,46 35,51 50,8 96,3

37,92 38,05 53,4 101,8
37,19 37,24 54,9 103,6
46,58 46,71 65,1 124,7
45,21 45,26 65,5 124,2
45,57
45,7
67,4 126
50,85 5098 73,9 140
54,89 54,94 80,3 151,9
55,75 55,88 82,6 154,9
67,82 67,87 95,5 183,4
70,56 70,69 99,1 190,4
81,33 81,46 114,6 221,2
92,02 92,15 130,9 250,8
103,81 103,94 147,4 283,7

b6
max
19,9
34
46,7
44,9
57,9
52,6
72,6
61,7
91,9
99,9
113
116,1

141,7
150,2
152,4
184,3
182,9
184,5
206
223,5
227,2
271,3
281,6
-

KÍch
Lực đo
Độ bền kéo
thước
chi tiết
kẹp
1 dãy 2 dãy 3 dãy
chặt 1 dãy 2 dãy 3 dãy
b1
max
N
3,1
50
100 150
3,3
70
140 210

3,9
120 250 370
3,9
120 250 370
1,5
125
1,5
125
1,5
125
2
125
4,1
200 390 590
4,1
200 390 590
4,6
280 560 840
4,6
280 560 840
5,4
500 1000 1490
5,4
500 1000 1490
6,1
780 1560 2340
6,1
780 1560 2340
6,6 1110 2220 3340
6,6 1110 2220 3340

7,4 1510 3020 4540
7,4 1510 3020 4540
7,9 2000 4000 6010
7,9 2000 4000 6010
9,1 2670 5340 8010
10,2 3110 6230 9340
10,2 3110 6230 9340
10,5 4450 8900 13340
10,5 4450 8900 13340
11,7 6090 12190 13
7960 15920 14,3 10100 20190 -

Min
4,4
8,9
13,8
17,8
8
11,6
15,6
6,7
21,8
22,2
31,1
28,9
55,6
60
86,7
95
124,6

160
169
200
222,4
250
280,2
347
355
500,4
560
850
1120
1400

Min

min

kN
7,6
11,1
16,9 24,9
27,8 41,4
31,1 44,5
43,6 65,4
44,5 66,7
62,3 93,4
57,8 86,7
111,2 166,8
106

160
173,5 260,2
170
250
249,1 373,7
280
425
338,1 507,1
360
530
444,8 667,2
450
670
560,5 840,7
693,9 1040,9
530
950
1000,8 1501,3
1000 1500
1600 2240
2000 3000
2500 3750


Tiêu chuẩn TCVN 6374 - 1998 qui định về đĩa xích nh sau:
- Các thông số hình học đĩa xích: (Xem hình 1).
Đờng kính vòng chia:
P
180 0 d
sin

Z
Với P - bớc xiết, Z: số răng đĩa xích.
Đờng kính chốt đo.
d=

+0,01
0

dR = d1

Với d1 đờng kính vòng chân.
Kích thớc đo qua chốt.
MR = d + dRmin cho số răng chẵn.
0

MR = d. cos 90 + dRmin cho số răng lẻ.
Z
Dạng rãnh răng (Xem hình 2).
d1 - đờng kính con lăn lớn nhất.
Ri - bán kính tựa con lăn, rimin = 0,505 d1.
90 0
- Góc tựa con lăn, max = 140 Z
re - Bán kính sờn lăn, remax = 0,12d1 (Z + 2)
**************
remin = 0,008d1(Z2 + 180)
0

rimin = 0,505d1 + 0,069 3 d1
90 0
min = 120 Z

0

Prophin răng đĩa xích (xem hình 3)
2.2. Xích con lăn theo tiêu chuẩn của Mỹ (ISO kiểu A), tiêu chuẩn của
Anh (ISO kiểu B), tiêu chuẩn của Nga (Gost).
Các bảng 2, 3, 4 trình bày về tiêu chuẩn trên
Xích con lăn theo tiêu chuẩn của Mỹ (ISO kiểu A)
Bảng 2
Loại xích
Bớc
b
Tải trọng phả
Khối ld1
xích
Hỏng kN
ợng
P,mm
1m xích

I


35(06C -1)
40(08A-1)
50(10A-1)
60(12A-1)
80(16A1)
100(20A-1)
120(24A-1)
140(28A-1)

160(32A1)
200(40A-1)

9.52
12.70
15.88
19.05
25.40
31.75
39.10
44.45
50.80
63.50

4.78
7.92
9.53
12.70
15.88
19.05
25.40
25.40
31.75
38.10

10.2
17.2
28.3
38.5
65.8

108.9
154.2
208.7
263.1
430.9

1,kg
0.33
0.61
0.98
1.59
2.56
3.78
5.82
7.62
9.88
15.91

5.08
7.92
10.16
11.91
15.88
19.05
22.23
25.40
25.58
39.67

10.13

14.38
18.11
22.78
9.29
35.76
45.44
48.87
58.55
71.55

XÝch con l¨n theo tiªu chuÈn cña Anh (ISO kiÓu B)
B¶ng 3
Lo¹i xÝch

Bíc
xÝch
P,mm

b

T¶i träng ph¶
Háng kN

06B-1
08B-1
10B-1
12B-1
16B-1
20B-1
24B-1

28B-1

9.52
12.70
15.88
19.05
25.40
31.75
38.10
44.45

5.72
7.75
9.65
11.68
17.56
19.56
25.40
30.99

10.7
18.2
22.7
29.5
65.0
98.1
108.9
131.5

Khèi lîng

1m xÝch
1,kg
0.39
0.68
0.85
1.16
2.71
3.70
6.70
8.25

32B-1
40B-1

50.80
63.50

30.99
38.10

172.4
272.2

9.22
15.48

D1

I

6.35
8.51
10.16
12.07
15.88
19.05
25.40
27.9
4
29.21
39.37

10.24
13.92
16.50
19.46
31.88
36.45
48.36
59.56
58.55
72.29


Xích con lăn theo tiêu chuẩn của Anh (GOST 13568-75)
Bảng 4
Xích con lăn 1 dãy, mm
Tải trọng
Bớc xích
Khối lợng

phả
B,
không
nhỏ
d
d
0
1
P,mm
1m
xích 1,kg
Hỏng kN
hơn
12,7
5,4
4,4 8,51
18,2
0,65
5
12,7
7,75
4,4 8,51
18,2
0,75
5
15,875
6,48
5,08 10,16
22,7
0,8

15,875
9,65
5,08 10,16
22,78
1,0
19,05
12,7
5,96 11,91
31,8
1,9
25,4
15,88
7,95 15,88
56,7
2,6
31,75
19,05
9,55 19,05
88,5
3,8
38,1
25,4
11,1 22,23
127,0
5,5
2.3. Một số nhận xét về TCVN và tiêu chuẩn nớc ngoài.
Việc xem xét các tiêu chuẩn của Việt Nam, Anh, Mỹ, Nga về loại xích
này cho thấy những điểm sau đây:
- Chúng đều đợc dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế ISO để biên soạn
thành tiêu chuẩn quốc gia của mỗi nớc cho nên những thông số

chung nh ký hiệu, kích thớc, tải trọng phá hỏng, khối lợng đều có
trong các tiêu chuẩn này.
- Thông số cơ bản là bớc xích P trong tiêu chuẩn của Anh, Mỹ giống
nhau với độ chính xác đến hai số lẻ (ví dụ 15,58mm).
- Thông số cơ bản này ở TCVN và GOST khác với hai tiêu chuẩn trên
ở số lẻ gồm 3 chữ số ví dụ P = 15,875 mm. Các số hàng chục và đơn
vị hầu nh giống nhau
Trong các tiêu chuẩn của Anh, Mỹ, Nga đều có ghi khối lợng 1 mét
xích, riêng TCVN không có.
Các tiêu chuẩn của Anh, Mỹ, Nga có các thông số của xích giống nhau
nhng trị số không giống nhau.
Ví dụ: khối lợng 1 m xích 9 kg đối với tiêu chuẩn của Mỹ, Anh và Nga
dùng cho bớc xích P = 12,70mm là 0,61, 0,68, 0,65


III. Thiết kế xích theo độ bền mòn

Chỉ tiêu cơ bản để tính toán bộ truyền xích là đảm bảo độ bền mòn vì
mòn bản lề xích là dạng hỏng nguy hiểm nhất. Có nhiều cách tính toán khác
nhau khi thiết kế xích nhng nh trên ta đã trình bày 4 loại xích đã nêu đều dựa
trên tiêu chuẩn ISO để biên soạn nên có thể thiết kế theo phơng pháp sau để
đảm bảo chỉ tiêu độ bền mòn.
Gọi [P0] là áp suất cho phép
KFt
(3.1)
A
Với K: hệ số sử dụng.
K = Ka. Kb. Kd. Kde. K0
Ka: hệ số xét đến ảnh hởng của khoảng cách trục
Kb: hệ số xét đến ảnh hởng của điều kiện bôi trơn

Kc: hệ số xét đến chế độ làm việc
Kd: hệ số xét đến tải trọng động
K0: hệ số xét đến cách bố trí bộ truyền
Kdc: hệ số xét đến khả năng điều chỉnh lực căng xích
Ft: lực vòng cũng là độ bền kéo lấy theo bảng 1
A: diện tích hình chiếu của mặt tựa bản lề lên phơng tác dụng của lực.
Công suất cần truyền đợc tính là:

[ P0 ] =

P1 =

A [ P0 ] Z01 n01 P
6.107 K

(3.2)

ở đây:
P: bớc xích
Z0, n0: số răng đĩa xích nhỏ và số vòng quay của bộ truyền cơ sở.
Bộ truyền cơ sở có công suất cho phép là:

[ P0 ] =

A [ p0 ] Z01 n01 P

(3.3)
6.107 K
Quan hệ giữa công suất cần truyền và công suất cho phép đợc viết nh
sau:

P1 =
Với K z =

[ p0 ] .A.Z01n01 p
K .Kn .K z 6.10 7

Z01
n
; K n = 01
Z1
n1

(3.4)


Công suất tính toán đợc tính nh sau:
P
Pt = P1. K. Kz.Kn [ 0 ]
(3.6)
Từ đó tra bảng ta tìm đợc bớc xích và ký hiệu xích
VI. Kết luận và kiến nghị

Qua việc phân tích, so sánh các tiêu chuẩn của Việt Nam, Anh, Mỹ và
Nga ta thấy chúng có cùng các thông số kết cấu và tải trọng, cùng có các ký
hiệu thống nhát. Chúng khác nhau không nhiều về các trị số của các thông số
nêu trên vì chúng có cơ sở từ các tiêu chuẩn quốc tế ISO. Do đó chúng tôi kiến
nghị lấy chỉ tiêu là bảo đảm chống mòn bản lề xích và thiết kế theo áp suất
cho phép, để chọn ký hiệu xích của mỗi nớc ta dựa vào tiêu chuẩn của các nớc
đó (theo các bảng 1, 2, 3, 4).
V. Tài liệu tham khảo

[1]. Trơng Tất Đích Chi tiết máy NXB Giao thông Vận tải 2002
[2]. Tiêu chuẩn Việt Nam Hà Nội 2001
[3]. Joseph Edmard Shiley Mechanical Engneering Design-1983
[4]. Robert Mott LPR Machine Elements in Mechanincal Desgin-1992