THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI

Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

PBL 1 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG BĂNG TẢI
(ĐỀ SỐ 1)

Giáo viên hướng dẫn :

TS. TÀO QUANG BẢNG

Sinh viên thực hiện :

NGUYỄN HỒNG LONG
ĐỖ BÁ CƠNG DANH

Lớp :

21CKHK

Đà Nẵng 2023

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

1

Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

LỜI NĨI ĐẦU
Mơn học giúp sinh viên nghiên cứu và phát triển tư duy cũng như những kĩ năng cần
thiết trong lĩnh vực Thiết kế, gia công chi tiết và lắp ráp máy. Sinh viên sẽ được tìm
hiểu về lý thuyết cũng như cách áp dụng thực tiễn thông qua các tài liệu chuyên môn
cũng như những video sinh động do giảng viên cung cấp, truyền đạt. Từ đó chuẩn bị
hành trang cho sinh viên trong tương lai khi làm việc trong môi trường thực tế.
Với sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các Thầy, Cơ nhóm em đã hồn thành nội
dung và yêu cầu cơ bản của môn học. Tuy nhiên vì kiến thức cịn hạn chế nên sẽ
khơng tránh khỏi các sai sót, nhóm em rất mong tiếp tục nhận được góp ý của Thầy,
Cơ và các bạn.
Nhân đây, em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các Thầy, Cơ vì đã giúp đỡ
em hồn thành đồ án này.

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

2


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

Mục Lục
PHẦN I : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BĂNG TẢI ..........................................................................8
1.1.XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN....................................................................................8

1.1.1Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải ............................................................................... 8
1.1.2.Xác định góc nghiêng vận chuyển băng tải ......................................................................... 8
1.1.3.Xác định vận tốc v của băng tải ........................................................................................... 8
1.1.4.Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải .......................................................................... 10
1.1.5. Tính tốn lực căng dây của băng tải ................................................................................. 11
1.2. XÁC ĐỊNH ĐỘNG CƠ .............................................................................................................13
1.3. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN................................................................................................13
1.3.1.Cơng suất trên các trục ....................................................................................................... 14
1.1.4.Số vịng quay trên các trục ................................................................................................. 14
1.1.5. Mô men xoắn trên các trục ................................................................................................ 14
PHẦN II : TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI .................................................................17
Thiết kế bộ truyền đai dẹt................................................................................................................17
PHẦN III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG ......................................................................19
3.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng nón thẳng .................................................................................19
3.1.1. Chọn vật liệu ....................................................................................................................... 19
3.1.2. Xác định ứng suất cho phép .............................................................................................. 19
3.1.3. Tính tốn bộ truyền............................................................................................................ 23
3.1.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc .............................................................................. 27
3.1.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ..................................................................................... 28
3.1.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải ............................................................................................ 29
3.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM ..................................................................................29
3.2.1. Chọn vật liệu ....................................................................................................................... 29
3.2.2. Xác định ứng suất cho phép .............................................................................................. 30
3.2.3. Tính toán bộ truyền............................................................................................................ 33
3.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc .............................................................................. 36
3.2.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ..................................................................................... 36
3.2.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải ............................................................................................ 37
PHẦN IV: THIẾT KẾ TRỤC .............................................................................................................38
4.1.Trục I ...............................................................................................................................................38
4.1.1.Chọn vật liệu ........................................................................................................................ 38

4.1.2.Tải trọng tác dụng lên trục ................................................................................................. 38
4.1.3. Lực tác dụng từ bộ truyền ................................................................................................. 38
4.1.4.Tính sơ bộ trục..................................................................................................................... 38
4.1.5. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục ............................................................ 39

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

3


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

4.2. Trục II ........................................................................................................................................43
4.2.1. Chọn vật liệu ....................................................................................................................... 43
4.2.2. Tải trọng tác dụng lên trục của bánh răng côn ............................................................... 43
4.2.3. Tải trọng tác dụng lên trục của bánh răng trụ ................................................................ 43
4.2.4. Tính sơ bộ trục.................................................................................................................... 44
4.2.5. Xác định khoảng cách các gối đở và điểm đặt lực ........................................................... 44
4.3. Trục III.......................................................................................................................................49
4.3.1. Chọn vật liệu ....................................................................................................................... 49
4.3.2. Tải trọng tác dụng lên trục của bánh răng trụ ................................................................ 49
4.3.3. Lực tác dụng từ bộ truyền ................................................................................................. 49
4.3.4. Tính sơ bộ trục................................................................................................................... 49
4.3.5. Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực ................................................................. 50
PHẦN V : Ổ LĂN , THEN , KHỚP NỐI ĐÀN HỒI .........................................................................55
5.1 Ổ LĂN .........................................................................................................................................55
5.1.1 Chọn ổ cho trục 1 ................................................................................................................ 55
5.2.2.Chọn ổ cho trục 2 ................................................................................................................ 57

5.3.3.Chọn ổ cho trục 3 ................................................................................................................ 59
5.2.THEN ..........................................................................................................................................61
5.2.1 Chọn then cho trục I ........................................................................................................... 61
5.2.2 Chọn then cho trục II .......................................................................................................... 61
5.2.3. Chọn then cho trục III: ...................................................................................................... 62
5.2.4. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi .............................................................................. 63
5.2.5. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh ............................................................................. 64
5.3.Chọn khớp nối ............................................................................................................................65
5.3.1. Khớp nối đàn hồi ở trục III ............................................................................................... 66
PHẦN VI : Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết khác ................................................................................68
6.1. Vỏ hộp ........................................................................................................................................68
6.2.Các chi tiết khác . .......................................................................................................................70
6.2.1.Bu lông vòng ........................................................................................................................ 70
6.2.2.Vòng phớt ............................................................................................................................. 71
6.2.3.Vòng chắn đầu ..................................................................................................................... 71
6.2.4.Nút tháo dầu ........................................................................................................................ 72
6.2.5.Chốt định vị.......................................................................................................................... 72
6.2.6. Nắp cửa thăm ...................................................................................................................... 73
6.2.7. Nắp ổ .................................................................................................................................... 73
6.2.8. Nút thông hơi ...................................................................................................................... 74
PHẦN VII: Dung sai ............................................................................................................................75

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

4


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

7.1. Chọn cấp chính xác: ..................................................................................................................75
7.2. Chọn kiểu lắp: ...........................................................................................................................75

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

5


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

Danh mục ảnh
Hình 1. Sơ đồ động của hệ thống……………………………………………………………………16
Hình 2. Sơ đồ tính tốn trục I…………………………………………………………………….….40
Hình 3. Biểu đồ momen trục I……………………………………………………………...…….….41
Hình 4. Sơ đồ tính tốn trục II………………………………………………………………….…...46
Hình 5. Biểu đồ momen trục II…………………………………………………………......……..…47
Hình 6. Sơ đồ tính tốn trục III…………………………………………………………...……..…..50
Hình 7. Sơ đồ tính tốn trục III………………………………………………………...…………....52
Hình 8. Khớp nối…………………………………………………………………………………..….66
Hình 9. Bu lơng vịng……………………………………………………………………….………...71
Hình 10. Vịng phớt……………………………………………………………………………..…….71
Hình 11. Vịng chắn dầu…………………………………………………………………………..….72
Hình 12. Nút tháo dầu……………………………………………………………………...……..….72
Hình 13. Chốt định vị…………………………………………………………………...……..……..72
Hình 14. Nắp cửa thăm……………………………………………………………………..……......73
Hình 15. Nắp ổ……………………………………………………………………………………......73
Hình 16. Nút thơng hơi………………………………………………………………………....……74

.

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

6


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

Danh mục bảng
Bảng 1 : Đặc tính động cơ…………………………………………………………............................15
Bảng 2 : Vật liệu bánh răng……………………………………………………….............................19
Bảng 3: Thông số của bánh răng và bộ truyền cấpnhanh………………………………..………..26
Bảng 4 : Thông số của bánh răng và bộ truyền cấp chậm…………………………….…………...35
Bảng 5 : Thông số vỏ hộp……………………………………………………………….………...….68
Bảng 6 : Dung sai……………………………………………………………............................……..75

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

7


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

PHẦN I : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ BĂNG TẢI

1.1.XÁC ĐỊNH CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN
1.1.1Xác định độ rộng tối thiểu của băng tải
-Độ rộng của băng tải phụ thuộc vào lưu lượng vận chuyển và kích cỡ vật phẩm
(hay kích cỡ của hạt vật liệu) vận chuyển trên băng. Nếu kích cỡ vật phẩm càng lớn thì
độ rộng băng phải càng lớn.
-Với loại vận chuyển là cát thì theo bảng 1[5] ta chọn băng tải có bề rộng tối
thiểu là A=450(mm)
1.1.2.Xác định góc nghiêng vận chuyển băng tải

-Theo số liệu đã cho thì có L=40m và chiều cao H=5m nên ta có góc nghiêng vận
chuyển là 7.12°

1.1.3.Xác định vận tốc v của băng tải
-Vận tốc băng tải thường được tính tốn dựa trên lưu lượng vận chuyển theo
yêu cầu cho trước . Lưu lượng vận chuyển của một băng tải thường được tính theo
cơng thức:
𝑄

𝑡
𝑣 = (60.𝐴.𝑦.𝑠
(tấn /h)
)

-Trong đó:
𝑄𝑡 : Lưu lượng vận chuyển (tấn/h)
A: Diện tích mặt cắt ngang dịng chuyển (𝑚3 )
V: Vận tốc băng tải (m/ph)
Y: Khối lượng riêng được tính tốn của khối vật liệu (tấn/𝑚3 )

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

8


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

S: Hệ số ảnh hưởng góc nghiêng
Xác định các đại lượng
-Diện tích mặt cắt ngang dịng chảy
Xác đinh theo cơng thức : A=K(0,9B − 0,05)2 (𝑚2 )
-Theo bảng ta có K=0.1106
A=0,1106(0,9.0,45 − 0,05)2 = 0,0139 (𝑚2 )
-Góc máng
Theo bảng 5[5] thì có góc máng là ∅ = 20°

-Khối lượng riêng tính tốn
Theo bảng 6[5] ta có khối lượng riêng = 1,4-1,68
Chọn y=1.5
-Hệ số ảnh hưởng của độ dốc băng tải

Theo bảng 7[5] ta có hệ số ảnh hưởng độ dốc băng tải s=0.97
Thay vào cơng thức tính vận tốc ta được :
150

𝑣 = (60.0,0139.1,5.0.97)=123,61 (m/ph)=2,06 m/s

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

9


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật
𝑚

Ta có 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 180 ( ) nên có v<𝑣𝑚𝑎𝑥 thỏa mãn u cầu
𝑝ℎ

1.1.4.Tính tốn cơng suất truyền dẫn băng tải
Cơng suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo cơng thức sau :
P=𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 + 𝑃𝑡 (KW)
-Trong đó:
𝑃1 là cơng suất cần thiết kéo băng tải khơng tải theo phương ngang
𝑃2 là công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang
𝑃3 là cơng suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương đứng (P3 nhận giá trị
âm nếu độ dốc đi xuống)
𝑃𝑡 là công suất cần thiết dẫn động cơ cấu gạt vật phẩm (Pt = 0 nếu không dùng
cơ cấu gạt)
-Các thành phần cơng suất được tính tốn như sau :
𝑓(𝑙+𝑙0 ).𝑊.𝑉

𝑃1 =

6210

(*)

Tra bảng 8[5] cho băng tải di chuyển được căn chỉnh và bảo dưỡng theo quy chuẩn
f=0,022 , 𝑙0 =66m
Tra bảng 10[5], W=28 (kg/m)
Thay vào * có được:
0,022.(40+66).28.123,61

𝑃1 =

6120

=1.31

Theo bảng dữ liệu đã cho ta có :
𝑃2 =
𝑃3 =

𝑓(𝑙+𝑙0)𝑄𝑡 0,022(40+66).150
=
367
367
𝐻𝑄𝑡
367

= 0,95

= 2.04

Tra bảng 9[5] cho cơ cấu hạt di động 𝑃𝑡 =0 (KW)
Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải là :
P=1,31+0,95+2,04+0=4,3 (KW)

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

10


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải
𝑊𝑚 =

𝑄𝑡
0,06.𝑉

=

150
0,06×123,61

= 20,22(kg/m)

Tra bảng 10[5], ta có: khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, khơng tính
khối lượng vật phẩm được vận chuyển W=28(kg/m)
Tra bảng 11[5], ta có
Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ tải 𝑊𝑐 = 7,1 ( kg)
Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn đỡ nhánh băng tải đi về
𝑊𝑟 = 5,4 (𝑘𝑔)
Tra bảng 12[5], ta có

Bước các con lăn đỡ tải 𝑙𝑐 = 1,35 (m)
Bước các con lăn đỡ nhánh chạy không 𝑙𝑟 = 3 (𝑚)
Tra bảng 13[5], ta có
Khối lượng phân bố băng tải 𝑊𝑙 = 7 (𝑘𝑔)
1.1.5. Tính tốn lực căng dây của băng tải
- Lực vịng:

𝐹𝑝 =

6120×𝑝𝑐𝑡
𝑉

=212,89 (Kg)=2128,9 N

-Lực căng trên 2 nhánh băng tải:
Tra bảng 15[6] và 16[6] ta có
𝜃: 𝑔ó𝑐 ô𝑚 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑑â𝑦 đ𝑎𝑖 𝑣à 𝑝𝑢𝑙𝑦 = 210°=3,66 rad
𝜇: ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑑â𝑦 đ𝑎𝑖 𝑣à 𝑝𝑢𝑙𝑦 = 0,3
+Nhánh căng
+Nhánh chùng

𝐹1 = 𝐹𝑝

𝑒 𝜇𝜃
𝑒 𝜇𝜃 −1

𝐹2 = 𝐹𝑝

=3194,32 (N)

1
𝑒 𝜇𝜃 −1

=1065,42 (N)

-Lực căng tối thiểu
Lực căng tối thiểu được xác định nhằm giữ cho dây băng tải không vượt quá
2% khoảng cách giữa các con lăn
𝐹4𝑐 = 6,25. 𝑙𝑐 . (𝑊𝑚 + 𝑊𝑙 ) = 6,25 × 1,35 × ( 20,22 + 7) = 229,66
(kg)= 2296,6N
𝐹4𝑟 = 6,25. 𝑙𝑟. 𝑊𝑙 = 6,25 × 3 × 7 = 131,25 (kg)=1312,5 N

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

11


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

Theo bảng 14[5], lực kéo lớn nhất có thể được tính:
𝐹𝑚𝑎𝑥 = 𝐹𝑝 + 𝐹4𝑟 = 1065,42 + 1312,5 = 2377,92 (N)
Độ bền cân thiết cho đai:
𝐹. 𝑇𝑆 =

𝐹𝑚𝑎𝑥×𝑆𝐹𝑧
𝐵𝑒

=61

Hệ số an tồn cho bang tải 𝑆𝐹𝑧 =9
Chiều rộng hữu ích của dây đai Be=45-3=42cm
Theo bảng 18[5], chọn vật liệu bang tải Polyester fabric có số hiệu EP160/2, cụ thể có
đọ bền 160kg/cm với số lớp dệt là 2
Tra bảng 23[5] chọn đường kính tối thiểu của các puly ứng với khả năng chịu tải từ
60 ÷ 100% khả năng cho phép cho loại dây EP160/2 là
𝐷𝐴 = 250𝑚𝑚, 𝐷𝐵 = 200𝑚𝑚, , 𝐷𝐶 = 160𝑚𝑚
Độ rộng của puly được tính:
L=B+2C= 450 + 2 × 65 = 580 𝑚𝑚
Tra bảng 24[5], Ta co khoảng cách giữa cách trung bình giữa các con lăn đỡ nhánh
căng là 1,5m
Khoảng cách giữa các con lăn đỡ nhánh chùng thường lấy là 3m
Chiều dài con lăn được tính: Lcl =

B
3

=

450
3

= 150 mm

Nếu giả sử tỷ lệ giữa lực kéo ở vùng chuyển tiếp với lực kéo lớn nhất trên 80%, góc
máng 𝛼 = 20º, tra bảng 28[5] cho chiều rộng máng≤ 600 𝑚𝑚, ta có b= 0,55 m
Chiều dài của bang tải:
𝐿1 =

𝑙
cos 𝛽𝑡𝑡

=

40
cos 7,12º

= 40,31𝑚

Chiều dài vít tải= 𝑙𝑣í𝑡 = 𝐿1 × 1,5% = 0,60𝑚 = 600𝑚𝑚 > 450𝑚𝑚 → nên ta sẽ dung
căng bằng đối trọng
Lực căng cần thiết để kéo căng bang tải
𝐹𝑇 = 𝐹2 + 𝐹𝑟 = 1065,42 − 14,48 = 1050,94 𝑁
Lực cản do ma sát giữa bang tải và con lăn đỡ nhánh bang tải đi về
Fr = f(l + l0 ) (W1 +

Wr
lr

) − H. 𝑊1 = 0,022 × (40 + 66) (7 +

5,4
3

)−7×5=

−14,48 𝑁
Vậy khối lượng đối trọng cần tối thiểu là 105 kg

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

12


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

1.2. XÁC ĐỊNH ĐỘNG CƠ
𝑝𝑐𝑡 =

𝑃𝑡
𝜂

=

4,3
0,97×0,96×0,96×0,994

= 5,01 𝑘𝑤

Hiệu suất của bộ truyền và ổ lăn
Bánh răng trụ= 0,97
Bánh răng côn= 0,96
Bộ truyền đai = 0,96
4 cặp ổ lăn = 0,994
Xác định số vòng quay sơ bộ
-

-

Tỉ số truyền toàn bộ hệ thống dẫn
𝑢𝑡 = 8.1.2 = 16
Ti số truyền của bộ truyền động bánh rang trụ hộp giảm tốc 2 cấp 𝑢1 =8
Tỉ số truyền khớp nối 𝑢𝑘𝑛 = 1
Tỉ số truyền của đai = 2
Số vịng quay của trục cơng tác
6. 104 . 𝑣 6. 104 . 2,06
𝑛𝑙𝑣 =
=
= 157,37
𝜋. 𝐷
𝜋. 250

Từ đó có : 𝑛𝑠𝑏 =𝑛𝑙𝑣 . 𝑢𝑡 =157,37.16=2157 (v/ph)
Chọn động cơ 4A100L2Y3 có cơng suất 5,5KW
Chọn số vịng quay của đơng cơ là 𝑛𝑑𝑐 =2880 (v/ph)
1.3. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
Tỷ số truyền chung của hệ thống là
𝑢𝑐ℎ =

2880

=18,3

157,37

- Tỉ số truyền của cấp nhanh (tỉ số truyền của bánh răng cơn)
u1 =( 0,22 ÷ 0,28 ).uh

Chọn u1 = 0,25.uh = 0,25.

18,3
2

=2,28

- Tỉ số truyền của cấp chậm (tỉ số truyền của bánh răng trụ)
𝑢2 =

𝑢ℎ
𝑢1

=

9,15
2,28

=4

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

13


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

1.3.1.Công suất trên các trục

Plv = (kW)
+ Công suất trên trục III :
𝑃3 =

𝑃𝑙𝑣

4,3

=

(𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑘𝑛 )

= 4,34 (kW)

(0,99.1)

+ Công suất trên trục II :
𝑃2 =

𝑃3
(𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑏𝑟𝑡 )

4,34

=

(0,99.0,97)

= 4,51 (kW)

+ Công suất btrên trục I :
𝑃1 =

𝑃2
(𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑏𝑟𝑐 )

𝑃𝑑𝑐 =

4,51

=

𝑃1
(𝜂𝑜𝑙 .𝜂𝑘𝑛 )

(0,99.0,96)

=

3,84
(0,99.1)

= 4,74 (kW)

= 4,78 (kW)

1.1.4.Số vịng quay trên các trục
Từ bảng 1, Ta có : ndc = 2880 (v/p)
+ Số vòng quay trên trục I :
𝑛1 =

𝑛𝑑𝑐
𝑢𝑑

=

2880
2

= 1440 ( v/p)

+ Số vòng quay trên trục II :
𝑛2 =

𝑛1
𝑢1

=

1440
2,28

= 631 (v/p)

+ Số vòng quay trên trục III :
𝑛3 =

𝑛2
𝑢2

=

631
4

= 157(v/p)

+ Số vòng quay của trục công tác :
𝑛𝑙𝑣 = 𝑛3 = 157 (v/p)
1.1.5. Mô men xoắn trên các trục
+ Mô men xoắn trên trục động cơ :
𝑇𝑑𝑐 =

9,55.106 .𝑃𝑐𝑡
𝑛𝑑𝑐

=

9,55.106 .5,01
2880

= 16613,02 (Nmm)

+ Mô men xoắn trên trục I :
𝑇1 =

9,55.106 .𝑃1
𝑛1

=

9,55.106 .4,74
1440

= 31435,41(Nmm)

+ Mô men xoắn trên trục II :

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

14


Đồ án môn học
𝑇2 =

Thiết kế kỹ thuật

9,55.106 .𝑃2
𝑛2

9,55.106 .4,51

=

557

= 68257,52 (Nmm)

+ Mô men xoắn trên trục III :

𝑇3 =

9,55.106 .𝑃3
𝑛3

9,55.106 .4,34

=

157

= 263993,63 (Nmm)

+ Mô men xoắn trên trục làm việc :
𝑇𝑙𝑣 =

9,55.106 .𝑃𝑡
𝑛𝑙𝑣

=

9,55.106 .4,3
139

= 261560,50 (Nmm)

- Tổng hợp kết quả tính tốn, đặc tính động cơ được thể hiện ở bảng 2 dưới đây :

Bảng 1 : Đặc tính động cơ

Trục Động cơ

I

II

III

Công Tác

Thông
số
Tỷ số truyền u

Uk = 1

U1 = 2,28

U2 = 4

uk = 1

Số vịng quay n,
v/ph

2880

1440

Cơng suất P, kW

5,01

4,74

16613,02

31435,41

631

157

157

4,51

4,34

4,3

68257,52

263993,63

261560,5

Mô men xoắn T,
Nmm

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

15


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

Hình 1. Sơ đồ động của hệ thống

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

16


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

PHẦN II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
Thiết kế bộ truyền đai dẹt
Thông số ban đầu : công suất 𝑃1 (kW) , số vòng quay 𝑛1 (vòng/ph) là , tỉ
số truyền u và điều kiện làm việc
1.Chọn vật liệu dây đai và bề mặt dây đai
Theo bảng 4.1 thì có có
2.Định đường kính bánh nhỏ theo cơng thức
3 𝑝1

𝑑1 =(1100÷ 1300) √

𝑛1

𝑑1 =163mm-193mm
Theo tiêu chuẩn thì ta chọn 𝑑1 =180mm
Chọn hệ số trượt  và tính 𝒅𝟐 =𝒅𝟏 . 𝒖/(𝟏 − )
Lấy giá trị của  trong khoảng 0,01÷ 0,02
Ta tính được 𝑑2 =363 ÷ 367mm
Theo tiêu chuẩn ta chọn d2= 400mm
3.Tính vận tốc đai

𝑣1 =

𝜋.𝑑1 .𝑛1 𝜋.180.1440
6.104

=

6.104

=13,57 m/s

𝑣2 = 𝑣1 (1 − ) = 13,43 m/s

𝑛2 = 631 v/ph
Tỉ số truyền thực tế: 𝑢 =

-𝑛2 =(1-)𝑛1 .

𝑑1

𝑑2

𝑑2 (1−)
𝑑1

= 2,2

=(1-0,01).1440. 180/400 =641 (v/ph)

-sai số về vòng quay
∆𝑛 =

641−631
641

=1,5%

Xác định khoảng cách trục

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

17


Đồ án mơn học

Thiết kế kỹ thuật

Lmin=v/umax=13,57/4=3,39 m=3390mm
Chọn L= 3400mm

umax=3÷5
➔ Khoảng cách trục a (CT 4.4) là a= 1239mm
Kiểm nghiệm lại a: 1239mm > 2(180+400) -> Thoả điều kiện
𝑣
Số vòng chạy trên 1 giây : U= =3,99 < [U]=3÷5
𝐿

Góc ơm α
- α1 = 180º − β = 180º −

(𝑑2 −𝑑1 )57
𝑎

=170º > 150º

Chiều dày của đai vải cao su 𝛿 là 𝛿 = 𝑑1 .

1
40

= 4,5 𝑚𝑚

dmin= 180/140 mm ( có lớp lót)
Lực vịng của dây đai
Ft = 1000P1\v= 349,3 N
Ứng suất có ích cho phép:
[𝜎𝐹 ] = [𝜎𝐹 ]0 𝐶𝛼 𝐶𝑉 𝐶0 =2,18
Ứng suất cho phép xác định bằng thực nghiệm :
[𝜎𝐹 ]0 = 𝑘1 −

𝑘2 𝛿
𝑑1

=2,25

Với ứng suất căng 𝛿0 = 1,8 𝑀𝑃𝑎 thì ta có 𝑘1 = 2,5, 𝑘2 = 10
Hệ số kể đến anh hưởng của góc ơm: 𝐶𝛼 = 0,97
Hệ số ảnh hưởng của lực li tâm đến độ bám của đai trên bánh đai: 𝐶𝑉 = 1
Hệ số ảnh hưởng của bộ truyền trong không gian và phương pháp căng đai:
𝐶0 = 1
Chiều rộng của dây đai : 𝑏 ≥

𝐹𝑡
𝛿.[𝛿𝐹 ]

= 35,6 𝑚𝑚

Chọn chiều rộng đai b= 40mm
Tính bề rộng bánh đai: B=1,1.b + (10 ÷ 15)
54 mm ≤ B ≤ 59mm
Lực căng đai 𝐹0 = 𝜎0 . 𝑏. 𝛿 = 324𝑁 Lực tác dụng lên trục 𝐹𝑟 = 2𝐹𝑜 sin

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

𝛼1
2

= 645,53 𝑁

18

Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

PHẦN III : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
3.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng nón thẳng
-Điều kiện làm việc của bánh răng
+ Mooonmen xoắn trên trục dẫn : T1 = 31425,41 (Nmm)
+ Số vòng quay trên trục dẫn : n1 = 1440(v/p)
+ Công suất trên trục dẫn : P1 = 4,74 (kW)
+ Tỷ số truyền : u1 = 2,28
+ Thời gian phục vụ :
3.1.1. Chọn vật liệu
Bảng 2 : Vật liệu bánh răng

Loại
bánh

Nhiệt luyện

Giới hạn bền

Độ rắn

 b (MPa)

Giới hạn
chảy  ch

(MPa)

Bánh nhỏ

Thép 45 – tôi

HB 241…285

(1)

cải thiện

(Chọn HB 250)

Bánh lớn

Thép 45 – tôi

HB 192…240

(2)

cải thiện

(Chọn HB 240)

850

580

750

450

3.1.2. Xác định ứng suất cho phép
• Ứng suất tiếp xúc cho phép : [ H ] =

 Ho lim
SH

Z R ZV K xH K HL (CT 6.1 trang

91[1])
Trong đó :
+  Ho lim là ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kì cơ sở, trị số của
chúng tra bảng 6.2
+ SH – Hệ số an tồn khi tính về tiếp xúc tra bảng 6.2[1]
+ ZR – Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc
+ ZV – Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

19


Đồ án môn học

Thiết kế kỹ thuật

+ KxH – Hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng

+ KHL – Hệ số tuổi thọ

Bánh răng nhỏ : [𝜎𝐻 ]1 =

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚

𝑆𝐻

𝑍𝑅 𝑍𝑉 𝐾𝑥𝐻 𝐾𝐻𝐿

Trong đó :
- Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở:
𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚
=2HB+70=2.250+70=570 (Mpa)

-Hệ số tuổi thọ :
6 𝑁

𝐾𝐻𝐿 = √ 𝐻𝑂
𝑁
𝐻𝐸

+ NHO = 30HB2,4 = 30.2502,4 =17.106
+ 𝑁𝐻𝐸 = 60𝑐𝑛𝐿ℎ = 60.1440.14400 = 1244.106
vì NHE > NHO nên KHL = 1
-Trong bước tính thiết kế , sơ bộ lấy 𝑍𝑅 𝑍𝑉 𝐾𝑥𝐻 𝐾𝐻𝐿 = 1
→ [𝜎𝐻 ]1 =

𝑜
𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚

𝑆𝐻

𝑍𝑅 𝑍𝑉 𝐾𝑥𝐻 𝐾𝐻𝐿 =

570
1,1

. 1 = 518,18 (MPa)

 Ho lim
Z R ZV K xH K HL
✓ Bánh răng lớn : [ H ]2 =
SH
Trong đó :
- Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở (Tra bảng 6.2)
 Ho lim = 2 HB + 70 = 2.240 + 70 = 550 (MPa)

- Hệ số tuổi thọ : K HL = 6

N HO
N HE

Với : + NHO = 30HB2,4 = 30.2402,4 = 15,5.106 chu kỳ (NHO – Số chu kì thay đổi
ứng suất cơ sở khi thử về uốn cơ sở khi thử về tiếp xúc)

GVHD: TS. TÀO QUANG BẢNG

20