THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG VÍT TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
 0o0 

THUYẾT MINH TÍNH TỐN THIẾT KẾ
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY - MDPR310423

HỌ & TÊN SINH VIÊN: Lê Đăng Khoa
MSSV:
20146497
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Ph.D Mai Đức Đãi
GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN:

Tp. HCM, Ngày 10 tháng 06 năm 2022

Trường ĐHSPKT TP.HCM
Khoa : Cơ khí Chế tạo máy

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ PRMD310523


Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG
VÍT TẢI
Đề số: 01 -- Phương án: 9

SVTH: Lê Đăng Khoa

MSSV: 20146497

GVH

Chữ ký:

Ph.D Mai Đức Đãi

D:

Ngày bảo

Ngày nhận đề:

vệ:

I. ĐỀ BÀI:

1.
2.
3.
4.
5.

A

300

3

Động cơ điện

Bộ truyền đai thang
Hộp giảm tốc
Khớp nối
Vít tải

5

4

2

Khoa

A

1

Hình 1: Sơ đồ động


Hình 2: Minh họa vít tải

Điều kiện làm việc:
- Tải trọng không đổi, quay một chiều
- Thời gian làm việc 5 năm (300 ngày/năm, 2 ca/ngày, 6 giờ/ca)
- Sai số tỉ số truyền hệ thống |∆𝑢/𝑢| ≤ 5%
Số liệu cho trước:
ST
T
1

Tên
gọi
Loại vật liệu vận chuyển

Giá
trị
Cát
45

2

Năng suất Q (tấn/giờ)

3

Đường kính vít tải D (m)

4

Chiều dài vận chuyển L (m)

10

5

Góc nghiêng vận chuyển  (độ)

10

0,32


Mục Lục
I.

Tính tốn cơng suất, tốc độ trục cơng tác.........................................................................................1

1.1.

Thơng số đầu vào.........................................................................................................................1

1.2.

Công suất trên trục công tác........................................................................................................1

1.3.

Tốc độ quay trục công tác............................................................................................................1

II.

Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền..............................................................................................1
2.1.

Thông số đầu vào.........................................................................................................................1

2.2.

Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền..........................................................................................1

2.3.

Bảng thơng số kỹ thuật hệ thống truyền động............................................................................2

III.

Tính tốn, thiết kế bộ truyền Đai/Xích.............................................................................................3

3.1.

Thơng số đầu vào.........................................................................................................................3

3.2.

Chọn loại đai và tiết diện đai

3.3.

Xác định các thông số bộ truyền..................................................................................................4

3.4.

Xác định số dây đai......................................................................................................................5

3.5.

Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục.............................................................................6

3.6.

Bảng thơng số kỹ thuật bộ truyền đai..........................................................................................6

IV.

..................................................................................................4

Tính tốn, thiết kế bộ truyền bánh răng...........................................................................................6

4.1.

Thơng số đầu vào.........................................................................................................................6

4.2.

.....................................................................................................................................................6

4.3.

.....................................................................................................................................................6

4.4.

…..................................................................................................................................................6

4.5.

…..................................................................................................................................................6

4.6.

…..................................................................................................................................................6

4.7.

…..................................................................................................................................................6

4.8.

…..................................................................................................................................................6

4.9.

…..................................................................................................................................................6

V.

Tính chọn nối trục...........................................................................................................................7
5.1.

Thơng số đầu vào.........................................................................................................................7

5.2.

…..................................................................................................................................................7

5.3.

…..................................................................................................................................................7

5.4.

…..................................................................................................................................................7

VI.

Tính tốn thiết kế trục, chọn then....................................................................................................7

6.1.

Thông số đầu vào.........................................................................................................................7

6.2.

Chọn vật liệu................................................................................................................................7

6.3.

…..................................................................................................................................................7


6.4.

…..................................................................................................................................................7

6.5.

…..................................................................................................................................................7

VII.

Chọn ổ lăn.......................................................................................................................................7

7.1.

…..................................................................................................................................................7

7.2.

…..................................................................................................................................................7

7.3.

…..................................................................................................................................................7

7.4.

…..................................................................................................................................................7

7.5.

…..................................................................................................................................................7

7.6.

…..................................................................................................................................................7

VIII.

Tính tốn vỏ hộp, các chi tiết phụ....................................................................................................7

8.1.

…..................................................................................................................................................7

8.2.

…..................................................................................................................................................7

8.3.

…..................................................................................................................................................7

8.4.

…..................................................................................................................................................7

Tài liệu tham khảo.......................................................................................................................................7


I. Tính tốn cơng suất, tốc độ trục cơng tác
I.1. Thông số đầu vào
- Loại vật liệu vận chuyển: Cát

tấn
h
- Đường kính vít tải, D=0,32m
- Chiều dài vận chuyển, L=10 m
- Góc nghiêng vận chuyển, λ=100
- Năng suất, Q=45

I.2. Cơng suất trên trục công tác
Công suất cần thiết chuyển tải liệu vít tải, Plv ( kW ) [1]

Plv =

QL
( +sin ) =4,136 kW
367
tấn
Q=40
, năng suất vận chuyển
h
L=15 m , chiều dài vận chuyển
ω=3,2, hệ số cản trở chuyển động của vật liệu vận chuyển (cát) [1]
π
λ=10 ×
=0,1745329252rad , góc nghiêng vận chuyển
180

I.3. Tốc độ quay trục công tác
Tốc độ quay trục cơng tác, nlv

nlv =

[1]
( vịng
phút )

4Q

vịng
=145,71
3
phút
60. π . D . K . ρ. . c
D=0,32m , đường kính vít
K=1, hệ số phụ thuộc bước vít, giả sử liệu khó vận chuyển, mài mòn [1]
tấn
ρ=2 3 , khối lượng riêng liệu vận chuyển (muối) [1]
m
ψ=0,125, hệ số điền đầy (muối) [1]
c=0,8 , hệ số phụ thuộc góc nghiêng vít tải [1]

II. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
II.1. Thông số đầu vào
- Công suất cần thiết chuyển tải liệu vít tải, Plv =4,136 kW
- Số vịng quay trục vít, nlv =145,71

vòng
phút

II.2. Chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền
- Công suất trên trục động cơ [2]
1


Pctđc =

P lv
=4,720 kW

η
3
η=ηđ × ( ηol ) ×η br × ηkn- hiệu suất truyền toàn hệ thống
ηđ =¿ 0,95:
- hiệu suất bộ truyền đai (hở)
η ol =0,99
- hiệu suất truyền động 1 cặp ổ lăn
ηbr =0,97
- hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiên (kín)
η kn=¿0,98
- hiệu suất nối trục

- Phân phối tỉ số truyền

u sb=uđ × ubr - tỉ số truyền sơ bộ
uđ =2,5
Chọn sơ bộ
- tỉ số truyền bộ truyền đai
ubr =4 - tỉ số truyền bộ truyền bánh răng
u sb=10
- Số vòng quay sơ bộ cần thiết

n sb=usb ×nlv =10 ×145,71=1457

vịng
phút

- Chọn động cơ điện
Chọn động cơ khơng đồng bộ 3 pha, rotor lồng sóc
Brand name

Output power

Speed

Voltage

Product code

ABB

5,5 kW

1425 rpm

380V/50Hz

M2QA - 132S4A

- Tính sai lệch tỉ số truyền sơ bộ

∆ u=

nmotor −nsb
1425−1457
× 100 %=
× 100 %=−2,2 %
n sb
1425

II.3. Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động
- Công suất cần thiết trên trục công tác

Pct =

Plv 4,136
=
=4,178 kW
ηol 0,99

- Công suất trục 2

P 2=

P ct
4,178
=
=4,306 kW
ηkn × ηol 0,98 × 0,99

- Cơng suất trục 1

P 1=

P2
4,306
=
=4,484 kW
ηol ×ηbr 0,99 ×0,97

- Cơng suất cần thiết trên trục động cơ

Pctđc =

P 1 4,484
=
=4,720 kW
ηđ 0,95

- Số vòng quay trục 1

2


- Số vòng quay trục 2, n2

- Số vòng quay trục công tác, n3

-Momen trên trục động cơ

-Momen trên trục 1

-Momen trên trục 2

-Momen trên trục máy công tác

- Bảng thông số kỹ thuật hệ thống truyền động
Thông số

Trục

Công suất, P (kW)

Trục động cơ

Trục 1

Trục 2

Trục công tác
(trục làm việc)

4,720

4,484

4,306

4,178

Tỉ số truyền, u

2,5

4

1

Số vịng quay, n (vg/ph)

1425

570

142,5

142,5

Mơmen xoắn, T
(N.mm)

31638

75140

288627

280026

III. Tính tốn, thiết kế bộ truyền Đai/Xích
3


III.1.

Thông số đầu vào
công suất cần thiết trên trục động cơ
tỉ số truyền bộ truyền đai
số vòng quay động cơ

III.2.

Chọn loại đai và tiết diện đai
, tài liệu [1] hình 4.1 trang 59
 Ta chọn đai thang có tiết diện loại B có kích thước:
, diện tích tiết diện A = 138(mm2)

III.3.

Xác định các thơng số bộ truyền
Ta có:

-

= 140(mm) đường kính tối thiểu bánh đai dẫn

Chọn đường kính bánh đai dẫn
Chọn


theo tài liệu[1] bảng 4.21
= 180(mm)

Với

= 180(mm) thì vận tốc trên đai:

(thõa điều kiện)

-

Chọn hệ số trượt đai

-

Đường kính bánh đai bị dẫn ,
Chọn


theo các giá trị tiêu chuẩn bảng 4.21, tài liệu [1]
= 450(mm)

-

Tính tỉ số truyền thực tế bộ truyền đai,

-

Sai lệch tỉ số truyền so với tỉ số truyền sơ bộ:
điều kiện)

-

Tra bảng 4.14[1], với u = 2,551 và

( thỏa

, ta xác định

4

Chọn tỉ số
tra điều kiện:
Kiểm

Chiều dài đai sơ bộ:

Chọn L = 2000(mm) theo bảng 4.13, tài liệu [1].
Tính lại chính xác khoảng cách trục

Tính tốn góc ơm

và kiểm tra điều kiện góc ơm bánh dẫn

(thỏa điều kiện)
III.4.

Xác định số dây đai
Số đai, 𝑧, được tính theo cơng thức 4.16, tài liệu [1]

Trong đó:

-

hệ số tải trọng động của vít tải làm việc 2 ca/ngày
5


-

hệ số kể đến ảnh hưởng góc ơm

-

hệ số xét đến ảnh hưởng chiều dài đai

-

hệ số xét đến ảnh hưởng tỉ số truyền

-

hệ số kể đến ảnh hưởng sự phân bố tải trọng kg đều lên các dây đai

-

giá trị nội suy


 Chọn z = 2
- Các thông số của bộ truyền đai
 Chiều rộng bánh đai B,

III.5.



Đường kính ngồi bánh đai dẫn



Đường kính ngồi bánh đai bị dẫn

Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục
•

Lực căng ban đầu
Trong đó

•

III.6.

được chọn dựa theo bảng 4.22[1]

Lực tác dụng lên trục

Bảng thông số kỹ thuật bộ truyền đai

Thông số
Công suất trên trục dẫn
Tốc độ quay trục dẫn
Tỉ số truyền thực tế
Loại đai
Tiết diện đai
Đường kính bánh đai dẫn
Đường kính bánh đai bị dẫn

Ký hiệu

P
n

Khoảng cách trục
Góc ơm
Số sợi dây đai
Lực căng đai

a

A

z

Lực tác dụng lên trục

6

Giá trị
4,720839555
1425
2,551
B
138
180
450

Đơn vị
KW
rpm

486,467
148,364
2
233,674

mm
Độ

899,301

N

mm
mm

N


IV. Tính tốn, thiết kế bộ truyền bánh răng
IV.1.

Thơng số đầu vào

IV.2.

...

IV.3.

...

IV.4.

…

IV.5.

…

IV.6.

…

IV.7.

…

IV.8.

…

IV.9.

…

V. Tính chọn nối trục
V.1. Thơng số đầu vào
V.2. …
V.3. …

V.4. …

VI. Tính tốn thiết kế trục, chọn then
VI.1.

Thơng số đầu vào

VI.2.

Chọn vật liệu

VI.3.

…

VI.4.

…

VI.5.

…

VII. Chọn ổ lăn
VII.1. …
VII.2. …
VII.3. …
VII.4. …
VII.5. …
VII.6. …

VIII. Tính tốn vỏ hộp, các chi tiết phụ
VIII.1. …
7


VIII.2. …
VIII.3. …
VIII.4. …
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển – Tập 2: Máy vận chuyển liên tục,
NXB ĐHQG Tp.HCM, 2004.
[2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 1, NXB Giáo dục, 2006.
[3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 2, NXB Giáo dục, 2006.
[4] Trần Thiên Phúc, Thiết kế chi tiết máy công dụng chung, Nhà xuất bản ĐHQG, 2011.

8