thiết kế máy đập nón đập thô kkd900160

Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân
MỤC LỤC
Tổng quan ………………………………………………………………… 1
Chương I : giới thiệu máy thiết kế 3
Chương II: tính toán các thông số cơ bản
1. yêu cầu kỹ thuật 5
2. xác đònh tỷ số nghiền 5
3. xác đònh các kích thước sơ bộ 6
4. xác đònh năng lượng nghiền 6
5. tính góc ôm 8
6. xác đònh vận tốc trục lệch tâm 10
7. xác đònh công suất 12
8. xác đònh năng suất 13
Chương III:tính toán bộ truyền
1. tính toán tỉ số truyền 14
2. xác đònh công suất và môment trên các trục 15
Chương IV: tính toán thiết kế chi tiết máy
1. thiết kế bộ truyền đai 16
2. thiết kế bộ truyền bánh răng côn 19
3. thiết kế trục 27
4. chọn ổ lăn 36
Chương V: một số mẫu máy thực tế 38
Tài liệu tham khảo 40

SVTK: LÊ VĂN HẢO
1
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn Hồng Ngân
SVTK: LÊ VĂN HẢO
2
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân

Hiện nay nước ta đang trên đà phát triển nên việc xây dựng cơ sở
hạ tầng và các công trình kiến trúc, nhà ở phát triển mạnh. Trước
đây việc xây dựng chủ yêu dựa trên sức người nên năng suất không
cao, chất lượng cũng không đảm bảo. Trong mấy thập kỉ gần đây,
nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của ta rất phát triển nên ta
cũng dần dần áp dụng các loại máy tự động vào quá trinh xây dựng
nhằm giảm sức lao động cho con người, tăng năng suất lao động
đồng thời nâng cao chất lượng của công việc. Các máy phục vụ cho
quá trình xây dựng có nhiều chủng loại, từ máy vận chuyển như các
loại xe máy ủi, cần trục….máy tạo ra các nguyên liệu ban dầu như
máy đập đá, máy nghiền…Các máy xây dựng trên, nhất là các máy
đập đá giữ vai trò rất quan trọng trong các công trình xây dựng.
Có nhiều chủng loại máy đập đá, tùy vào mục đích sử dụng mà ta
chọn loại máy thích hợp. Sau đây là một số loại máy đập đá tiêu
biểu:
 Máy đập má: là loại máy dùng để đạo các vật liệu có
kích thước, cỡ cục trung bình và lớn. Kết cấu của máy thường đơn
giản, bền, dễ dàng trong việc sử dụng. Vật liệu trong máy được
nghiền giữa hai má cố đònh và di động theo chu kỳ.
 Máy đập nón: dùng để nghiền vật liệu có kích cỡ lớn
và trung bình. Trong máy đập nón vật liệu đựơc phá vỡ giữa nón
ngoài và nón trong bằng phương pháp ép nón trong lên vật liệu.
Nón này hoặc sẽ lặc quanh điểm cố đònh hay dòch chuyển theo quỹ
đạo tròn, thực hiện chuyển động tònh tiên. Trong những chuyển
động trên của nón sẽ tạo ra những hình nón hoặc lại gần hoặc tách
SVTK: LÊ VĂN HẢO
1
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
xa nhau. Khi nón đến gần, vật liệu sẽ bò đập vỡ, khi tách xa vật liệu

sẽ rơi xuống dưới.
 Máy đập trục: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt dùng để nghiền những loại vật
liệu dính và ẩm ướt. No cũng được sử dụng để đập lần hai những
vật liệu cứng như đá vôi, than, các loại quặng…Quá trình đập vật
liệu trong máy đập trục được thực hiển bởi hai trục đập quay ngược
chiều nhau. Vật liệu đem đập đưa vào phía trên lọt qua khe hở giữa
hai trục và bò bóp nát ở đấy, sản phẩm sau khi đập tự tháo ra khỏi
máy dưới tác dụng của trọng lực.
Máy đập búa: có vỏ bằng thép, mặt trong lót các tấm đập làm
bằng thép CT5. Để các cục vật liệu được đập mạnh hơn, người ta
làm các tấm đập có gắn ở phía trên bề mặt đập. Phía dưới của vỏ
có hai cửa(mỗi phía một cửa) có nắp đóng kín. Các cửa này dùng
để sửa chữa máy đập và quan sát máy. Khi trục quay dưới tác dụng
của lực ly tâm các búa đựơc văng ra theo chiều hướng tâm và gây
nên lực đập rất lớn đập nát vật liệu. Các máy này thường dùng để
đập apatit klinker…
Chúng ta sẽ nghiên cứu về máy đập nón đập thô, một loại máy đập
khá thông dụng hiện nay thường dùng để đập các loại đá cỡ lớn và
trung bình.
SVTK: LÊ VĂN HẢO
2
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
SVTK: LÊ VĂN HẢO
3
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU MÁY THIẾT KẾ
Ta thiết kế máy đập nón đập thô dùng để nghiền đá vôi ,sơ đồ

động của máy như hình vẽ :
Nguyên lý làm việc:
Buồng nghiền trong máy nghiền nón được tạo nên bởi hai mặt nón,
trong đó có một mặt nón cố đònh và nón di động. Nón di động 8
được gắn cứng với trục nón 10 ma đầu dưới của nó được lồng vào
bạc lệch tâm 7 sao cho đường tâm của trục nón lệch một khoảng
nào đó so với đường tâm của máy nghiền ( đường trục của chuyển
động quay tròn). Trục nón được treo trên xà đỡ 11. Vì vậy những
máy nghiền này còn được gọi là máy nghiền nón có trục nón công
xôn. Bạc lệch tâm được dẫn động quay tròn nhờ cơ cấu dẫn động
nên nón di động nhận được chuyển động lắc. Tâm lắc của máy
trùng với tâm ổ treo trục nón.
Khi máy nghiền nón làm việc đường tâm của trục nón di động vạch
thành một mặt có đỉnh là điểm O, khi đó các đường sinh của mặt
nón di động lần lượt tiến sát vào mặt cố đònh, rồi sau đó lại tách xa
chúng, cứ như là mặt nón di động lăn trên mặt nón cố đònh qua lớp
SVTK: LÊ VĂN HẢO
4
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
đá nghiền trong buồng nghiền. Do vậy, việc nghiền đá liên tục
được thực hiện. Vậy về nguyên tắc máy nghiền nón làm việc cũng
tươngtự như máy nghiền má, nhưng trình nghiền và xả ở đây là liên
tục, vòng vùng nghiền và vùng xả là đối xứng nhau và thay đổi
theo chiều quay của nón nghiền di đông. Chính vậy, vào bất cứ thời
điểm nào cũng xảy ra sự tiến sát hai mặt nón vào nhau tại chỗ nào
đó và ở đó vật liệu bò nghiền, còn vùng đối xứng qua tâm máy, mặt
nón di động lại tách xa nón cố đònh nên tại đó cửa xả để mở rộng
để đá rơi xuống.
Chuyển động của nón di động là phức tạp. Khi không tải, lực ma

sát giữa trục và bạc lệch tâm lớn hơn ma sát giữa trục và ổ treo. Do
đó nón di động chuyển động quay tròn quanh đường tâm mình theo
hướng quay của bạc lệch tâm với tốc độ n
1
. Phụ thuộc vào tương
quan giữa các lực ma sát, số vòng quay n
1
có thể thay đổi từ 0 đến n
– số vòng quay của bạc lệch tâm.
Chuyển động quay đó của nón di động là không có lợi, vì sẽ tạo ra
tải trọng động lớn ở thời điểm nạp liệu. Để khắc phục hiện tượng
này, ta đặt cơ cấu phanh, hãm chuyển động quay đó.
Máng xả liệu có thể bố trí ở một bên hay ở chính tâm máy. Máng
xả liệu đặt ở một bên làm tăng chiều cao của máy và khe xả
thường bò tắc. Máng xả liệu đặt hai bên khắc phục đựơc nhược
điểm trên song đòi hỏi hai băng tải thu sản phẩm. Máng xả liệu đặt
ở chính tâm vừa đảm bảo vừa không tắc vừa dễ tháo lắp. Máy
nghiền nón thường sử dụng dẫn động bằng đai vì dễ sử dụng, song
cồng kềnh, nặng nề và khó khởi động khi buồng nghiền chứa vật
liệu. Sau đây chúng ta sẽ đi vào phần tính toán cụ thể các thông số
kỹ thuật của máy nghiền nón nghiền thô.
SVTK: LÊ VĂN HẢO
5
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
1. YÊU CẦU KỸ THUẬT:
♦ Chiều rộng nạp liệu: 0,5 m
♦ Kích thước lớn nhất của vật liệu đề nghò nạp : 0,4 m

♦ Chiều rộng khe ra : 0,075 m
♦ Năng suất khối lượng : 390 T/h
♦ Công suất động cơ : 125 kw
♦ Số lần lắc nón đập trong 1 giây: n = 2,67 v/s
♦ Khối lượng máy đập không kể thiết bò phụ : 38,54 T
2. XÁC ĐỊNH TỶ SỐ NGHIỀN:
Tỷ số nghiền là tỷ số giưã kích thước trung bình cục vậy liệu nạp
và kích thước trung bình của cục vật liệu xả. Tỷ số nghiền i là đại
lượng đặc trưng cho năng lượng nghiền , giá trò i càng lớn thì năng
lượng nghiền càng cao ngược lại giá trò i càng nhỏ thì năng lượng
nghiền càng nhỏ .

d
b
i
860,
=
Với b là chiều rộng khe nạp liệu (mm)
d là chiều rộng khe ra liệu (mm)
Theo yêu cầu kỹ thuật ta có:
Chiều rộng khe nạp liệu b=500 mm
Chiều rộng khe ra liệu d=75 mm
Vậy tỷ số nghiền là:

25
75
500850
,
,
==

x
i
SVTK: LÊ VĂN HẢO
6
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Ta thiết kế máy nghiền nón để nghiền đá vôi. Một số thông số kỹ
thuật của đá vôi:
Tỷ trọng γ=2630 kg/m
3
σ
nén
= 40 ÷ 100 MN/m
2
σ
nứt gãy
= 18,9 MN/m
2
σ
va đập
=5,24 MN/m
2
σ
mòn
= 0,125 MN/m
2
Modul đàn hồi E= 3,5x10
4
MN/m
2

Hệ số ma sát trượt giữa vật liệu và tấm đập f=0,32
3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA MÁY:
Qua các tài liệu thiết kế của Liên Xô, một số đặc tinh kỹ thuật của
máy đập nón đập thô KKD 500/75, ta dùng để tham khảo:
-Kích thước đá nạp lớn nhất: 400 mm
-Chiều rộng cửa nạp : 500 mm
-Chiều rộng cửa xả : 75 mm
-Năng suất ứng với khe hở ra đá :150 m
3
/h
-Đường kính cơ sở nón côn di động :1220 mm
-Bán kính lệch tâm của trục : 14 mm
-Số vòng quay của côn di động :2,6 v/s
-Công suất động cơ :125 KW
-Khối lượng máy không kể động cơ : 45 Tấn
-Kích thước bao:
Dài : 3330 mm
Rộng : 2450 mm
Cao : 3540 mm
Góc ôm nón cố đònh α
1
= 13
0

Góc ôm nón di động α
2
= 12
0
SVTK: LÊ VĂN HẢO
7

Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
4. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯNG NGHIỀN THEO MỨC NGHIỀN:
Có nhiều cách xác đònh năng lượng nghiền, ta có thể dựa trên các
đònh luật cơ bản sau:
Đònh luật Rittinger:
Công tiêu tốn để làm nhỏ vật liệu sẽ tỉ lệ thuận với bề mặt nhận
được của vật liệu thành phẩm. Tức là khi phá vỡ cục vật liệu sẽ
xuất hiện các bề mặt mới, khi đó lớp phân tử của những bề mặt này
sẽ tạo ra năng lượng chỉ được gọi là năng lượng về mặt của vật thể.
Năng lượng nghiền tỷ lệ thuận với số bề mặt nhận được

1i
A k
D
−
=
(J/kg) (1.4[1])
Với i là mức nghiền
D là kích thước cỡ cục vật liệu (m)
k là hệ số không đổi
Đònh luật Rintinger không tính đến năng lượng cho biế dạng đàn
hồi, biên dạng dẻo của vật thể mà chỉ tính đến năng lượng tạo ra bề
mặt mới và các hiện tượng liên quan tới nó. Đinh luật này thường
được sử dụng để tính năng lượng nghiền trong quá trình nghiền mòn.
Đònh luật Kirpitrev & Kik:
Năng lượng cần thiệt để nghiền hình dạng hình học của vật nào đó
sẽ tỉ lệ thuận với thể tích hay khối lượng của chính vật đó.
Đònh luật được biểu diễn bằng công thức:
A=k

tl
x∆V
Hay còn được xác đònh bằng công thức
2 2
* * *
2 2
l F V
A
E E
σ σ
= =
(J) (1.8[1])
Theo đònh luật này thì chỉ tính đến năng lượng tiêu tốn cho biến
dạng đàn hồi và biến dạng dẻo của vật liệu nghiền mà không quan
SVTK: LÊ VĂN HẢO
8
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
tâm đến năng lượng tạo ra các bề mặt mới để thắng các thành phần
lực ma sát ngoài, trong và năng lượng mất mát do sóng âm, điện và
hiện tượng nhiệt. Vì vậy nó được sử dụng trong quá trinh va đập.
Đònh luật Bond
Đây là đònh luật kết hợp giữa hai đònh luật Rintinger và Kirpitrev-
Kik.Theo đònh luật này thì năng lượng truyền cho vật nghiền khi
nén lúc đầu phân bố theo khối lượng sau đó sẽ tập trung vào các bề
mặt xuất hiện tỉ lệ với D3, nhưng khi dần xuất hiện trên bề mặt vết
nứt thì năng lượng này sẽ tập trung vào các bề mặt ở các cạnh vết
nứt khi đó nó sẽ tỉ lệ với D2. Trên cơ sở này cho rằng công phá vỡ
vật thể sẽ tỉ lệ với D2,5.
Như vậy đònh luật Bond được biểu diễn bằng công thức:

2,5
*
tl
A k D=
Do đònh luật Bond là đònh luật kết hợp giữa hai đònh luật Rintinger
và Kirpitreve-Kik nên thường được sử dụng để tính năng lượng
nghiền trong vùng giữa đập nhỏ và nghiền thô.
Qua ba đònh luật trên ta thấy đònh luật của Kirpitreve-Kik là phù
hợp để tính năng lượng nghiền cho máy đập nón của ta.Vì vậy ta có
thể xác đònh năng lượng nghiền theo công thức:
2
*
2
V
A
E
σ
=

Trong đó σ : ứng suất bền nén của vật liệu σ = 70 (MN/m
2
)
E : mô đun đàn hồi của vật liệu E = 3,5x10
4
(MN/m
2
)
V : thể tích đá bò nghiền sau một vòng quay(m
3
).Thể tích này được

xác đònh là hiệu số của thể tích khi nạp và thể tích khi xả
d
D
x
d
D
D
x
D
V
tb
tb
'33
66
ππππ
−=
SVTK: LÊ VĂN HẢO
9
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Trong đó: D là đường kính lớn nhất của đá nạp trong buồng nghiền
(m)
d là đường kính lớn nhất của sản phẩm nghiền (m)
D
tb
, D
’
tb
là đường kính trung bình ứng với vòng tròn vùng nạp
và vùng xả(m)

Nếu nhận D
tb
≈D
’
tb
≈D
H
thì ta có:

xE
dDxxDx
A
H
12
)(
222
−
=
σπ
=
4
2222
105,312
)075,04,0(37,170
xx
xxx −
π
=49,6
kJ
5.TÍNH GÓC ÔM :

Ta nhận thấy quá trình đập trong máy đập nón cũng gần giống như
trong máy đập má, chỉ khác ở chỗ là trong máy đập nón quá trình
tiến hành một cách liên tục. Vìvậy góc ôm của máy đập nón được
tính tương tự như máy đập má, xác đònh dựa trên điều kiện cân
bằng cục vật liệu.
Vật liệu trong máy nghiền chỉ nghiền được khi góc giữa hai má
đập không quá một giá trò giới hạn nào đó. Nếu vượt qua giá trò đó
thì vật liệu không giữ lại trên má đập mà bò trồi lên trên . Nhưng
mặt khác nếu góc này quá nhỏ thì mức độ nghiền sẽ thấp, năng
suất nghiền không cao
Sơ đồ xác đònh góc ôm
SVTK: LÊ VĂN HẢO
10
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Gọi α là góc ôm giữa hai má cố đònh và di động
α = α
1
+ α
2

Trong đó :
α
1,
α
2
là góc ôm của hai má cố đònh và di động.
G là trọng lượng cục vật liệu
P và P
1

là lực ép của hai má tác dụng lên cục vật liệu
T và T
1
là lực ma sát của hai má tác dụng lên cục vật liệu
T = fxP
T
1
= fxp
1
Với f là hệ số ma sát giữa vật liệu và má f=0,32
Điều kiện cân bằng của cục vật liệu khi hai nón ép lại :
1
*cos * *sin 0X P f P P
α α
= + − =
∑
1
* * *cos *sin 0Y f P f P P
α α
= + − =
∑
2
* *cos * *sin * *cos *sin 0f P f P f P P
α α α α
⇒ + + − =
2
* 0f f tg f tg
α α
⇒ + + − =
SVTK: LÊ VĂN HẢO

G
Nón cố đònh Nón di động
α
α 1
α
2
P1
T1
P
T
x
y
11
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
2
2
1
f
tg
f
α
⇒ =
−
Đặt tgϕ = f với ϕ là góc ma sát trong của vật liệu
2
α ϕ
⇒ =

α : góc ôm lớn nhất của má di động và má cố đònh

Như vậy với giá trò α=2ϕ thì cục vật liệu sẽ ở trạng thái không ổn
đònh, vậy để quá trình nghiền được thuận lợi thì phải lấy α < 2ϕ
α=2ϕ =2 arctg f = 2 arctg(0,32)=35,5
0
Mà α
np
= 0,65xα = 21
0
mà α
np
= α
1
+ α
2
, vậy ta có :
α
1
= 11
0

α
2
= 10
0
6. XÁC ĐỊNH VẬN TỐC TRỤC LỆCH TÂM:
Xét cục vật liệu rơi ở độ cao h
Khi má di động tách hoàn toàn thì trục lệch tâm quay được nửa
vòng. Khi đó thời gian tách má là
1
2

t
w n
π
= =
Trong đó n : là số vòng quay của trục lệch tâm (vg/s)
ω : là vận tốc góc (rad/s)
Khoảng thời gian đó vật liệu phải rơi kòp xuống
2h
t
g w
π
= =
Vậy =>
*
2
g
w
h
π
=
Tính độ cao h theo hành trình di động s
của má di động
SVTK: LÊ VĂN HẢO
α 2
α 1
r r
s
h
12
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn

Hồng Ngân
Hành trình má di động
1 2
2* * *s r h tg h tg
α α
= = +

Với r là bán kính lệch tâm
Vậy ta có độ cao h là
1 2 1 2
2s r
h
tg tg tg tg
α α α α
= =
+ +
=>
( )
1 2
*
2*2
g tg tg
w
r
α α
π
+
=
=
r

tgtg 21
9,4
αα
+
Mà ω=2πn
=>
1 2
0,785*
tg tg
n
r
α α
+
=
Ta có bán kính lệch tâm là r = 14 (mm)
Vậy ta có
)/(
,
, svg
tgtg
n 4
0140
1011
7850 =
°+°
=
Vậy n = 4x60 = 240 (vg/ph)
7. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT :
- Công suất lý thuyết
E

ndDD
N
Hn
12
22
2
2
)( −
=
σπ
(W)
Trong đó D
H
là đường kính đáy nón di động =1390 (mm)
D , d lần lượt là kích thước của vật liệu nạp và
xả
n số vòng quay trục lệch tâm (vg/s)
E mô đun đàn hồi của vật liệu
SVTK: LÊ VĂN HẢO
13
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
σ
n
ứng suất nén của vật liệu =70 MN/m
2
Vậy ta có công suất là
KW
xx
xxxx

N 898
105312
407504039170
4
2222
,
,
),,(,
=
−
=
π
Công suất cần thiết của động cơ:

KW
N
N 76111
8840
898
1
,
,
,
===
η
Với η =η
đ
* η
ổ lăn
2*η

br
*η
k
= 0,95*0,98
2
*1*0,95 = 0,884
η
br
hiệu suất bộ truyền bánh răng
η
k
hiệu suất khớp
η
đ
: hiệu suất của bộ truyền đai
η
κ
: hiệu suất của khớp nối
Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n = 4*2*3*60 =1440 (v/ph)
Ta chọn động cơ điện 4A280M4Y3 có các thông số sau:
+ công suất danh nghóa N = 132(kw)
+ số vòng quay n = 1465 (vg/ph)
+ hệ số cosϕ 0.9
+ hiệu suất η = 93%
+ T
max
/T
dn
2

8.XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT NGHIỀN :
Từ sơ đồ hình dưới ta có thể xác đònh được năng suất máy đập:

SVTK: LÊ VĂN HẢO
14
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Năng suất thể tích :
Q
v
=V*ϕ*n =
3600
1
*
***)(*
αα
ϕ
tgtg
nrraD
H
+
+
(m
3
/h)
V: thể tích vật liệu đi ra khỏi máy sau một vòng quay.
n: số vòng quay trong một giây
ϕ: góc ma sát của vật liệu
Thay các thông số vào ta được Q
V

=183(m
3
/h)
Năng suất khối lượng
*
k v
Q Q
γ
=
Trong đó γ khối lượng riêng (kg/m
3
)
Q
v
năng suất thể tích
Vậy năng suất khối lượng là
Q
k
= Q
v
xγ = 480 (T/h)
SVTK: LÊ VĂN HẢO
15
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN
1.Tính toán tỉ số truyền của bộ truyền :
Sơ đồ truyền động
Sơ đồ truyền động của máy nghiền bao gồm từ động cơ tới bộ
truyền đai thông qua khớp tới bộ truyền bánh răng côn

-Tỷ số truyền toàn bộ là

dc
truc
n
i
n
=
Trong đó n
dc
là số vòng quay của động cơ
n
truc
là số vòng quay của trục lệch tâm
vậy
16
240
1465
,==i
Theo bảng 3.2 sách cơ sở thiết kế máy ta chọn:
Tỷ số truyền cho bộ truyền đai là i
d
= 3
Tỷ số cho bộ truyền bánh răng côn là i
br
= 2,03
SVTK: LÊ VĂN HẢO
16
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân

2.Xác đònh công suất và moment trên các trục:
a) Xác đònh công suất:
Công suất trên trục bánh răng :
( )
)(
,.,
,
/ KwPP
brol
106
950990
898
2
2
21
===
ηη
Công suất trên trục động cơ :
( )
kwPP
đđc
7111
950
106
1
,
,
/ ===
η
b)Xác đònh số vòng quay :

Số vòng quay của trục 1 :
488
3
1465
1
===
đ
đc
u
n
n
v/ph
Số vòng quay của trục 2:
241
032
488
1
2
===
,
br
u
n
n
v/ph
c)Tính toán momen xoắn trên các trục :
Moment xoắn trên trục thứ i : Ti = 9,55.10
6
Pi / ni
Với : p

i
là công suất trên trục thứ i (kw)
n
i
là số vòng quay trên trục thứ i (v/ph)
moment xoắn trên trục bánh răng:

NmmT 2074385
488
10610559
6
1
==
,
Moment xoắn trên trục treo:
T
2
= T
1
* u
br
= 2074385* 2,03 =4211002 (Nmm)
Moment xoắn trên trục động cơ :
NmmT
đc
728147
1465
711110559
6
==

,*.,
SVTK: LÊ VĂN HẢO
17
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
d)Bảng đặc tính kỹ thuật :
TRỤC
THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ I II
Công suất P(kw) 111,7 106 98,8
Tỉ số truyền u 3 2,03
Số vòng quay
n(v/p)
1465 488 240
Mômen xoắn
T(N.mm)
728147 2074385 4211002

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
I) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI:
1) Chọn loại đai và vật liệu :
+ Chọn loại đai:vì bộ truyền đai truyền công suất 111,7 kw từ động
cơ điện với số vòng quay trục động cơ 1465 v/ph cũng là số vòng
quay của bánh đai nhỏ.
Từ công suất truyền và số vòng quay của bánh đai nhỏ theo hình
4.22 trang 152 sách cơ sở thiết kế máy ta chọn loại đai thang
thường C
+Vật liệu: cao su.
Chọn đai tiết diện C có:
Loại đai Kích thước tiết diện Diện tích tiết diện
C b

t
b h y
o
A,mm
2
19 22 13,5 4,8 230
l
gh
=1800 …… 10600 mm, đường kính bánh đai nhỏ giới
hạn:d
1
=250…400 mm
2 ) tính toán các thông số của bộ truyền đai:
SVTK: LÊ VĂN HẢO
18
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Đường kính bánh đai nhỏ được chọn theo tiết diện đai d
1
=250….400
mm ,chọn theo dãy tiêu chuẩn và thỏa d
1
= 1,2 d
min
.Ta được d
1

=1,2*250 =300 mm
Chọn d
1

theo tiêu chuẩn vậy d
1
= 315 mm
+Vận tốc vòng trên bánh dẫn: v
1
=
=
60000
1
nd **
π
24,16 m/s
Đường kính bánh đai lớn:
d
2
= u.d
1
= 3*315= 945 mm
Ta chọn đường kính bánh đai lớn theo dãy tiêu chuẩn, vậy d
2
=
1000 mm
Tính lại tỉ số truyền từ động cơ sang trục:
U
đ
= 1000/315 =3,17
Sai lệch tỉ số truyền:
( )
[ ]
%%,%. 635100 <=−=∆ uuuu

t
Sai lệch này chấp nhận được
*Xác đònh khoảng cách trục a:
Khoảng cách trục a được chọn sơ bộ theo d
2
. Theo bảng 4.23 sách
cơ sở thiết kế máy u
đ
= 3
⇒
a=d
2
= 1000 mm
Chiều dài đai L được xác đònh theo a sơ bộ:
2
1 2 2 1
( ) ( )
2
2 4
d d d d
L a
a
π
+ −
= + +
=4183 mm
Theo bảng tiêu chuẩn (4.13-[2]) ta chọn L = 4500 mm
Nghiệm số vòng chạy của đai trong một giây:
i =
l

v
=
=
54
1624
,
,
5,37 < i
max
=10. Do đó đai đạt yêu cầu về tuổi thọ
Khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn:L = 4500 mm
a =
4
8
22
∆−+
λλ
với:
2
21
)( dd
L
+
−=
π
λ
=
=
+
−

2
1000315
4500
)(
π
2434mm
SVTK: LÊ VĂN HẢO
19
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân

=−=∆ 2/)(
12
dd
(1000-315)/2=342,5 mm
=
−+
=⇒
4
5342824342434
22
,x
a
1167 mm
Kiểm nghiệm khoảng cách trục a. Khoảng cách trục a phải thỏa
mãn điều kiện sau
0,55(d
2
+ d
1

)+h=736,7
≤
a=1167
≤
2 (d
2
+ d
1
) = 2630.
h : chiều cao mặt cắt ngang của dây đai, h=13,5mm.
Vậy khoảng cách trục a thoả mãn điều kiện kiểm nghiệm.
*)xác đònh góc ôm đai:
Góc ôm α
1
trên bánh đai nhỏ:
theo (4.7-[2]):
a
xdd °−
−=
57)(
180
12
1
α
=141
0
> 120
0
kiểm tra điều kiện α
1

>= 120
0
đối với đai sợi tổng hợp ta có điều
kiện được thỏa
*)Xác đònh số đai:
Số đai Z được tính theo (4.16-[2])
Z =
[ ]
1
0
.
. . . .
d
l u z
P K
P C C C C
α
P
1
: công suất trên bánh chủ động P
1
= P
lv
= 111,7 KW
[ ]
0
P
: công suất cho phép, theo bảng 4.19 với v =24,16 m/s, đai loại
C, d
1

= 315 mm tra đồ thò 4.21 sách cơ sở thiết kế máy ta được
[P
0
]=14 KW
K
đ
: hệ số tải động, theo bảng (4.7-[2]) với tải va đập không ổn đònh
tải trọng mở máy đến 300%, K
đ
= 1,5
C
α
:hệ số ảnh hưởng của góc ôm
1
α
:
C
α
= 1,24(1-e
1101/
α
−
)
Với
1
α
=141
o
,vậy C
α

= 1,24(1-e
110141/−
)=0,896
C
u
: hệ số xét đến ảnh hưởng của tỉ số truyền u.Với u=3
⇒
C
u
=1,14.
SVTK: LÊ VĂN HẢO
20
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
C
l
: hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đai L.
C
l
=
6
0
LL /
với L=4500(mm),L
0
=2240(mm)
C
l
=
6

22404500/
=1,12
C
z
: hệ số xét đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng
giữa các dây đai,ta chọn sơ bộ C
z
=1
Vậy
4610
1121141896014
517111
,
,,,
,,
==
xxxx
x
Z
đai
Chọn Z = 11 đai
Chiều rộng của bánh đai: theo (4.17-[2])
B = ( Z – 1 ).t + 2e
Theo bảng (4.21-[2]) với đai thang loại C, ta có: e = 17 mm
t = 25,5 mm
h
0
= 5,7 mm
=> B= (11-1)x25,5 + 2x 17= 289 mm
đường kính ngoài bánh đai nhỏ: d

a1
= d
1
+ 2h
0
= 315 + 2x5,7= 327
mm
đường kính ngoài bánh đai lớn: d
a2
= d
2
+ 2.h
0
= 1000 + 2x5,7 =
1012 mm
*) tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
Lực căng trên 1 dây đai được xác đònh theo công thức:
F
0
=780*P
1
*K
đ
/ (V*C
α
*Z) + F
v
Trong đó:
♦ F
v

: lực căng do lực ly tâm gây ra,F
v
= q
m
*V
2
,vớiq
m
là khối
lượng 1m chiều dài đai=0,3kg/m . V :vận tốc đai
=24,16m/s
⇒
F
0
=
2
162430
1189601624
517111780
,*,
*,*,
,*,*
+
=724 N
Lực tác dụng lên trục:
SVTK: LÊ VĂN HẢO
21
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
F

r
=2*F
0
*Z*sin(α
1
/2) = 2*724*11*sin(141/2) =15014 N
II) THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN:
Vì bộ truyền kín ,được bôi trơn tốt nên dạng hỏng chủ yếu là tróc
rỗ bề mặt răng ,ta tiến hành thiết kế theo ứng suất tiếp xúc
1) Chọn vật liệu:
+ Do không có yêu cầu đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hoá
trong thiết kế chọn vật liệu hai cấp bánh răng như nhau:
+Bánh nhỏ: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn : HB241……285 có
1
850
b
σ
=
MPa,
1
580
ch
σ
=
MPa
+Bánh lớn: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn : HB192……240 có
2
750
b
σ

=
MPa,
2
450
ch
σ
=
MPa
2)Xác đònh ứng suất cho phép:
[ ]
lim
. . . .
H HL R V XH
H
H
K K K K
S
σ
σ
°
=
Theo bảng 6.2 (trang 94 –thiết kế hệ thống truyền động cơ khí)với
thép 45 tôi cải thiện có độ rắn HB 180…350, ta có:
б
0
Hlim
=2HB+70
S
H
=1,1(hệ số an toàn phụ thuộc vào phương pháp nhiệt

luyện)
б
0
Flim
=1,8HB.
S
F
=1,75 (hệ số an toàn trung bình).
Bánh nhỏ: HB
1
= 250, bánh lớn HB
2
= 230.
б
0
Hlim1
=2*250+70 =570 MPa
б
0
Hlim2
=2*230+70 = 530 MPa
Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở theo (6.5-TL1) N
HO
= 30.HB
2,4
N
HO1
= 30.250
2,4
= 1,707.10

7
(chu kỳ)
N
HO2
= 30.230
2,4
= 1,39.10
7
(chu kỳ)
SVTK: LÊ VĂN HẢO
22
Đồ Án Môn Học Máy Xây Dựng GVHD: TS Nguyễn
Hồng Ngân
Ta có hệ số tuổi thọ: K
HL
=
H
m
HE
HO
N
N
- m
H
:bậc của đường cong mỏi có giá trò =6
- N
HE
:số chu kỳ làm việc tương đương được tính theo công
thức ứng với bộ truyền chòu tải trọng thay đổi theo bậc là :
N

HE
= 60c
∑








ii
3
max
i
nt
T
T

=60c
∑
∑

















i
i
i
hi
t
t
T
T
Ln
3
max
,
n
i
: số vòng quay của trục thứ i
c:số lần ăn khớp của răng trong mỗi vòng quay của bánh
răng (c=1).
L
h
:tổng thời gian làm việc tính bằng giờ.

h

L
= L*365*k
năm
*24*k
ngày
= 8*300*8 =19200(giờ)
Ta có : N
HE1
=60*1 *488*19200 =5,62.10
8
(chu kỳ)
N
HE2
=60*1*240*19200 =2,76.10
8
(chu kỳ)
Vậy :
N
HE1
> N
HO1
N
HE2
> N
HO2
do đó ta lấy N
HE
= N
HO
⇒

K
HL1,2
=1.
a)ứng suất tiếp xúc cho phép:
[б
H
] =
lim
0
H
σ
z
R
z
v
k
l
k
XH
/ s
H
=
lim
0
H
σ

H
HL
s

k
Với bánh nhỏ
[б
H
]
1
=570*
H
HL
S
K
=570*
1,1
1
=518,2 (MPa).
(khi đường kính d<1000(mm) ta lấy Z
R
Z
V
K
L
K
xH
=1 –trang 230,sách
CSTKM hoặc khi tính sơ bộ lấy Z
R
Z
V
K
L

K
xH
=1).
SVTK: LÊ VĂN HẢO
23