Chương VI: Truyền động xích

Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa C khớ 601


CHNG VI: Truyền động xích

1- Khái niệm chung
1- Khái niệm
Xích là một chuỗi các mắt xích nối với nhau bằng khớp bản lề. Bộ truyền xích truyền
chuyển động và tải trọng nhờ sự ăn khớp của các mắt xích với các răng đĩa xích.
Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn 2 và xích 3 (hình 2.5.1).
Ngoài ra bộ truyền xích có thể có bộ phận căng xích (hình 2.5.2), bộ phận bôi trơn, che kín.













Hình 2.5.1: Cấu tạo truyền động xích Hình 2.5.2: Bộ truyền xích có bánh căng

2- Phân loại
Theo công dụng có thể phân ra.
- Xích trục, xích kéo: dùng để vận chuyển, nâng hạ các vật nặng.
- Xích truyền động: dùng để truyền chuyển động giữa các trục. Xích truyền động có
các loại: xích ống, xích ống con lăn, xích răng.

Trong phạm vi giáo trình chỉ trình bày về xích truyền động; xích trục và xích kéo được
trình bày trong các giáo trình chuyên ngành.
3- Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
a- Ưu điểm
- Có thể truyền chuyển động giữa các trục cách nhau tương đối lớn (a
max
= 8m).
- Khuôn khổ kích thước nhỏ hơn so với truyền động đai.
- Không có hiện tượng trượt ( trượt đàn hồi, trượt trơn) như truyền động đai.
- Có thể cùng một lúc truyền chuyển động cho nhiều trục.
- Lực tác dụng lên trục nhỏ hơn truyền động đai vì không cần căng xích với lực căng
ban đầu.
b- Nhược điểm
- Do có sự va đập khi vào khớp nên có nhiều tiếng ồn khi làm việc, vì vậy không
thích hợp với vận tốc cao.
- Đòi hỏi chế tạo, lắp ráp chính xác hơn so với truyền động đai. Yêu cầu chăm sóc và
bảo quản thường xuyên (bôi trơn, điều chỉnh làm căng xích).
- Vận tốc và tỷ số truyền tức thời không ổn định.
- Chóng mòn khớp bản lề, nhất là khi bôi trơn không tốt và làm việc nơi bụi bẩn.
c- Phạm vi sử dụng
- Truyền động với khoảng cách trục trung bình và yêu cầu kích thước nhỏ gọn, làm
việc không có trượt.
- Thích hợp với vận tốc thấp, thường lắp ở đầu ra của các hộp giảm tốc.
- Công suất truyền dẫn P 120 kw; khoảng cách trục lớn nhất a
max
= 8 m.
- Vận tốc thông thường: V 15m/s, đôi khi có thể tới 35 m/s;
3
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa C khớ 602

- Tỷ số truyền: u = 2 5.

2- Các loại xích truyền động và đĩa xích
1- Các loại xích truyền động
a- Xích ống con lăn
Các mắt xích được tạo thành từ các má xích xếp xen kẽ nhau. Các má ngoài 2 lắp
chặt với chốt bản lề 4, các má trong 1 lắp chặt với ống 3. ống 3 lắp có khe hở với chốt 4 do
đó chúng có thể xoay tương đối với nhau tạo thành khớp bản lề. Phía ngoài ống 3 lồng con
lăn 5 (có thể xoay tự do). Con lăn 5 lăn trên răng đĩa. Nhờ có con lăn nên khi xích ăn khớp
với răng đĩa, một phần ma sát trượt trên răng được thay thế bằng ma sát lăn, do đó giảm
mòn cho răng đĩa xích.










a) b) c)
Hình 2.5.3: Cấu tạo của dây xích ống con lăn

Để nối hai mắt cuối của xích lại với nhau thành vòng kín, thường dùng chốt chẻ. Nên
cố gắng dùng số mắt xích là chẵn để tránh dùng mắt xích chuyển (hình 2.5.3c)(mắt xích
này sẽ bị yếu do chịu thêm ứng suất uốn).
Bước xích p là thông số quan trọng nhất của truyền động xích (là khoảng cách của
hai tâm chốt bản lề sát nhau).
b- Xích ống

Kết cấu hoàn toàn giống như xích ống con lăn, chỉ khác là không có con lăn do vậy
khối lượng và giá thành rẻ hơn xích ống con lăn cùng cỡ, tuy vậy bản lề và răng đĩa mòn
nhanh hơn. Vì vậy chỉ dùng xích ống trong các bộ truyền không quan trọng hoặc cần khối
lượng nhỏ, làm việc với vận tốc thấp (v 1m/s).
c- Xích răng






Gồm các má xích 1 xếp xen kẽ và nối với nhau bằng bản lề (xem hình 2.5.4). Các
mặt cạnh của má xích hợp với nhau góc = 60
o
sẽ tiếp xúc với mặt bên của hai răng đĩa
Hình 2.5.4: Cấu tạo của xích răng
A
B
3
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa C khớ 603

xích 2. Để dẫn hướng cho dây xích, dùng các má 3 không có răng đặt hai bên hoặc chính
giữa chiều rộng xích. Các má này nằm trong rãnh s trên đĩa xích khi ăn khớp .
Chiều rộng b của xích là thông số quan trọng được xác định theo độ lớn tải trọng. Có
thể thay đổi b bằng cách thay đổi số lượng má xích. Chốt bản lề gồm hai chốt nhỏ tiết diện
hình quạt (xem hình 2.5.4). Mỗi chốt nhỏ gắn cố định với một nhóm má xích. Chốt 1 gắn
với các má A, chốt 2 gắn với các má B. Khi các má xích xoay tương đối với nhau, các chốt
nhỏ này sẽ lăn không trượt với nhau, do đó bản lề đỡ bị mòn.
2- Đĩa xích.
Về cấu tạo, đĩa xích khác với bánh răng ở phần vành răng. Kích thước và dạng prôfin

răng phụ thuộc vào loại xích (Theo TCVN 1785- 76 và TCVN 1789- 76).



Hình 2.5.5: Cấu tạo của đĩa xích

- Với đĩa xích ống con lăn và xích ống, biên dạng răng gồm các cung lõm bán kính r,
r
1
, đoạn thẳng chuyển tiếp và cung lồi bán kính r
2
(hình 2.5.5a). Hai mặt mút của răng là
các cung lồi có bán kính r
3
(hình 2.5.5c, d).
- Với xích răng: biên dạng răng có hình thang (h.2.5.5b).
- Khi xích ăn khớp với răng đĩa, tâm các bản lề nằm trên vòng tròn chia của đĩa xích
(trường hợp xích chưa mòn) có đường kính d =
2
Sin
p

với =
Z
2
; p là bước xích; Z
là số răng đĩa xích.

3- Cơ sở tính toán thiết kế truyền động xích
1- Tải trọng tác dụng trong bộ truyền

a- Lực căng trên các nhánh xích
Khi chưa làm việc, trọng lượng bản thân xích gây nên lực căng ban đầu.
F
o
K
f
q
m
ag (2.5.2)
a) b)
c) d) e)
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa C khớ 604

Trong đó: a - chiều dài đoạn xích tự do
(lấy gần đúng bằng khoảng cách trục a).
g - gia tốc trọng trường (g=9,81
m/s
2
).
K
f
- hệ số phụ thuộc vào góc
nghiêng của bộ truyền so với phương ngang
(tra bảng).
Khi truyền tải trọng:
F
1
- Lực căng trong nhánh dẫn.
F
2

- Lực căng trong nhánh bị dẫn
(hình 2.5.6).
Từ điều kiện cân bằng đĩa xích ta có:
(F
1
- F
2
)
2
d
1
= T
1

F
t
= F
1
- F
2
=
1
1
d
T2
(2.5.3)
Với: F
t
- lực vòng;
T

1
- mô men xoắn trên đĩa xích dẫn.
Tương tự như bộ truyền đai, khi xích chạy vòng qua đĩa sẽ xuất hiện lực căng phụ với
trị số là:
F
V
= q
m
v
2

Trong đó: q
m
khối lượng của 1 mét xích (kg/m);
v vận tốc của xích (m/s).
Như vậy khi làm việc lực tác dụng trên các nhánh xích sẽ là:
F
2
= F
o
+ F
V
; F
1
= F
t
+ F
2
= F
o

+ F
t
+ F
V
(2.5.4)
b- Lực tác dụng lên trục
Lực tác dụng lên trục đĩa xích do lực vòng F
t
và trọng lượng xích gây nên được tính
gần đúng theo công thức:
F
r
= K
x
. F
t
=
p.n.Z
P.10.6.K
1
7
x
(2.5.5)
K
x
- hệ số kể đến tác dụng của trọng lượng; Khi đường nối tâm các trục tạo với mặt
phẳng nằm ngang một góc 40
o
thì K
x

= 1,15; Khi > 40
o
thì K
x
= 1,05.
2- Vận tốc và tỷ số truyền
a- Vận tốc và tỷ số truyền trung bình
- Vận tốc trung bình của xích bằng vận tốc vòng trung bình trên hai đĩa xích.
v
x
= v
1
= v
2
=
3
11
10.60
n.p.Z
=
3
22
10.60
n.p.Z
(2.5.6)
Trong đó: Z
1
, Z
2
- số răng đĩa xích dẫn và bị dẫn;

p - bước xích (mm);
n
1
, n
2
- số vòng quay của đĩa dẫn và bị dẫn (v/ph).
v
x
càng lớn thì xích càng chóng mòn (vì quãng đường ma sát trong một đơn vị thời
gian tăng), tải trọng động tăng. Do đó phải hạn chế v
x
15m/s.
- Tỷ số truyền trung bình.
Từ phương trình (2.5.6) ta có:
Z
1
. p . n
1
= Z
2
. p . n
2

u =
2
1
n
n
=
1

2
Z
Z
(2.5.7)
b- Vận tốc và tỷ số truyền tức thời
Trong thực tế vận tốc của xích, đĩa bị dẫn và tỷ số truyền thay đổi liên tục theo thời
gian do trong quá trình ăn khớp các mắt xích phân bố trên đĩa xích theo hình đa giác đều.
Hình 2.5.6: Sơ đồ tính
lực căng của xích
Ngụ Vn Quyt, B mụn K thut C s, Khoa C khớ 605



Hình 2.5.6: Hoạ đồ vận tốc của bản lề xích

Thật vậy, hãy khảo sát sự ăn khớp của xích với các răng đĩa chủ động và bị động như
trên hình 2.5.6:
- Xét trên đĩa dẫn: Mắt xích AB đang vào khớp. Bản lề A đang chuyển động cùng với
đĩa xích do đó vận tốc của bản lề A bằng vận tốc vòng của đĩa xích tại điểm trùng với tâm
bản lề:
A
v

=
A1
v


v
A

=
1
r
1
; r
1
- bán kính vòng tròn chia của đĩa xích.
Mặt khác:
A
v

=
x
v

+
y
v

.
x
v

có phương dọc theo dây xích,
y
v

có phương vuông góc với dây xích. Như vậy chỉ có
x
v

có tác dụng kéo xích chuyển động, nên vận tốc của dây xích là:
v
x
= v
A
cos =
1
r
1
cos (2.5.8)
Từ phương trình (2.5.8) ta thấy mặc dù đĩa xích dẫn quay đều (
1
= const) nhưng vì
góc thay đổi liên tục từ
2
1



2
1

(từ
1
Z


1
Z

), ta có v
x
const, dây xích chuyển
động không đều.
- Tương tự ở đĩa xích bị dẫn:
v =
Cos
V
x
=


Cos
Cosr
11


2
=
2
r
v
=


Cosr
Cosr
.2
11

(2.5.9)
với thay đổi từ -
2
Z

đến
2
Z

.
Vì cả và đều thay đổi nên mặc dù đĩa xích dẫn quay đều thì đĩa bị dẫn vẫn quay
không đều (
2
thay đổi liên tục).
Tỷ số truyền tức thời:
u =
2
1


=



Cosr
Cosr
2
11
1
=

Cosr
Cosr
1
2
(2.5.10)
Do và thay đổi không cùng qui luật với các giá trị giới hạn khác nhau nên tỷ số
truyền tức thời u thay đổi liên tục.
v
x
v
x
V
y
A
B