Thiết kế hệ dẫn động băng tải 1

Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
MỤC LỤC
1. Chọn động cơ..........................................................................................................................3
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ..........................................................................3
2.2. Phân phối tỉ số truyền ...........................................................................................................5
3.1. Số vòng quay trên các trục ...................................................................................................6
PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN..................................................................................................8
1. Thiết kế bộ truyền ngoài...............................................................................................................8
1.1. Chọn loại xích........................................................................................................................8
1.2. Chọn số răng đĩa xích............................................................................................................8
1.3. Xác định số bước xích...........................................................................................................8
1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích ........................................................................10
1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn......................................................................................11
1.6. Xác định các thông số của dĩa xích ....................................................................................12
1.7. Xác định lực tác dụng lên trục............................................................................................14
1.8. Các thông số của bộ truyền xích: ......................................................................................14
2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít ......................................................................................15
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít................................................................................16
2.2. Xác định ứng suất cho phép...............................................................................................16
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục........................................................................................18
2.4. Xác định các thông số.........................................................................................................19
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít.........................................................................................................19
2.6. Xác định các kích thước bộ truyền.....................................................................................21
2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít...........................................................................................22
2.8. Lực tác dụng lên trục...........................................................................................................24
2.9. Các thông số bộ truyền trục vít...........................................................................................25
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC......................................................................................26
1. Chọn khớp nối............................................................................................................................26
1.1. Tính chọn khớp nối.............................................................................................................26
1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục......................................................................................27
1.3. Bảng các thông số khớp nối:...............................................................................................27

2. TÍNH TRỤC...............................................................................................................................28
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục...................................................................................................28
2.2. Xác định sơ bộ đường kính trục..........................................................................................28
2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực.....................................................................29
2.4. Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục......................................................................................30
2.5. Vẽ biểu đồ mômen cho trục I..............................................................................................30
2.5. Vẽ biểu đồ mômen..............................................................................................................32
2.6. Xác định đường kính các đoạn trục....................................................................................33
2.7. Chọn then.............................................................................................................................34
2.8. Kiểm nghiệm trục. ..............................................................................................................36
PHẦN 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN........................................................................................................41
1. Trục I...........................................................................................................................................41
1.1. Chọn loại ổ lăn....................................................................................................................41
1.3. Xác định tải trọng tác dụng lên các ổ. ................................................................................42
1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ...............................................................................44
1.5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ.................................................................................47
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
1
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2. TrụcII..........................................................................................................................................48
PHẦN 5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC....................................................................................49
1. Tính kết cấu của vỏ hộp.............................................................................................................49
1.2. Các kích thước cơ bản của vỏ hộp......................................................................................49
1.3. Các chi tiết khác có liên quan..................................................................................................51
1.1.3. Vòng móc..............................................................................................................................51
2. Bôi trơn hộp giảm tốc.................................................................................................................52
2.1. Công dụng............................................................................................................................52
2.3. Bôi trơn ổ lăn.......................................................................................................................53
3. Bảng thống kê lắp ghép, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép......................................53
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52

2
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI
1. Chọn động cơ
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ
+ Công suất tương đương xác định theo công thức: P
ct
=
η
t
P
Trong đó: P
ct
, P
t
: công suất cần thiết trên trục động cơ và công suất tính toán trên
trục máy công tác.
Với giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi. Theo
công thức 2.10[1] và 2.11[1] ta có:
+ Công suất công tác P
t
:

= = =
t
F.v 5735.0,72
P 4,13
1000 1000
KW
Với : v= 0,72 m/s - vận tốc băng tải;

F= 5375 N - lực kéo băng tải;
+ Hiệu suất hệ dẫn động η:
η = ∏ η
n
i
b
Theo sơ đồ đề bài thì : η =η
k
.η
3
ôl
.η
tv
.η
x
;
Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta được các hiệu suất:
η
k
= 0,99 - hiệu suất nối trục.
η
ôl
= 0,99 - hiệu suất một cặp ổ lăn;
η
tv
= 0,80 - hiệu suất bộ truyền trục vít không tự hãm với Z
1
=2;
η
x

= 0,93 - hiệu suất bộ truyền xích để hở ;
η = 0,99. 0,99
3
.0,80. 0,93= 0,715 ;
Vậy :
P
ct
=
t
P
η
=
4,13
5,78(Kw)
0,715
=
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
3
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện
+ Số vòng quay của trục máy công tác là n
lv
tính theo công thức 2.16[1]:
n
lv
=
= =
π
60.1000.v 60.1000.0,72

26,2
D 3,14.525
(vg/ph)
Trong đó:
v: vận tốc băng tải; v = 0,72 m/s ;
D: đường kính băng tải ; D=525 mm ;
+ Theo bảng 2.4[1] ta có thể chọn được:
u
n
(sb): tỉ số truyền ngoài, ở đây bộ truyền ngoài xích: u
n
(sb)=u
x
(sb)=2
u
h
(sb) tỉ số truyền của hộp giảm tốc, ở đây là bộ truyền trục vít:
u
h
(sb)=u
tv
(sb)=20
Vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động:
u
sb
= u
n
(sb).u
h
(sb)= 2.20= 40

Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức 2.18[1]:
n
sb
= n
lv
.u
sb
= 26,2.40= 1048 (vg/ph)

1.3. Chọn động cơ
Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : P
đc

≥
P
ct
, n
đc
≈ n
sb

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
đc
= 1000 (vg/ph)
Đồng thời có mômen mở máy thỏa mãn:

T T
T T
mm k
dn

≤
Do hệ dẫn động hoạt động ở chế độ tải trọng tĩnh nên mômen mở máy bằng
mômen xoắn của tải tức là: T
mm
= T Do đó:
T
1
T
mm
=

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
4
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Vậy ta cần chọn động cơ có:
T
1
T
k
dn
≥

Theo bảng P1.3[1] phụ lục với P
ct
= 5,78 (Kw) và n
đc
= 1000 (vg/ph)
Ta chọn được động cơ: 4A132M6Y3 với các thông số kĩ thuật là:
Công suất : 7,5 (Kw)
Số vòng quay : 968 (vg/ph)

T
2
T
k
dn
=
Đường kính trục: 38 (mm)
Khối lượng : 93 (kg)
Kết luận động cơ 4A132M6Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.
2. Phân phối tỉ số truyền
2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
Theo công thức 3.23[1] ta có:

dc
n
968
u 36,95
n 26,2
sb
lv
= = =
Trong đó:
n
đc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn
n
lv
: Số vòng quay của trục máy công tác
2.2. Phân phối tỉ số truyền

Theo công thức 3.24[1] ta có:
u
sb
= u
n
.u
h


Trong đó:
u
n
: Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: u
n
= u
x
u
h
: Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc. u
h
= u
tv

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
5
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích u
x
=2,5 thì tỉ số truyền của bộ truyền trục
vít - bánh vít là:

u
36,95
u u 14,78
u 2,5
sb
tv h
n
= = = =

3. Xác định các thông số trên các trục
3.1. Số vòng quay trên các trục
+ Tốc độ quay của trục I: n
1
= n
đc
= 968 (vg/ph)
+ Tốc độ quay của trục II: n
2
=
1
tv
n
u
=
968
14,78
= 64,5 (vg/ph)
+ Tốc độ quay của trục công tác:
*

ct
n
=
2
x
n
u
=
64,5
2,5
= 25,8 (vg/ph)
3.2. Công suất tác dụng lên các trục
+ Công suất trên trục công tác: P
ct
= P
t
= 4,13 (Kw)
+ Trục II: P
2
=
= =
η η
t
«l x
p 4,13
4,49
. 0,99.0,93
(kw)
+ Trục I: P
1

=
= =
η η
2
tv « l
P 4,49
5,67
0,99.0,80
(kw)
+ Công suất trên động cơ:
*
2
c
P
5,67
P 5,79
. 0,99.0,99
đ
ol k
= = =
η η
(Kw)
3.3. Mô men xoắn trên các trục
T
i
= 9,55.
6
10
.
i

i
P
n
+ Trục I :
= = =
6 6
1
1
1
P 5,67
T 9,55.10 . 9,55.10 . 55938,53
n 968
(N.mm)
+ Trục II :
= =
6 6
2
2
2
P 4,49
T = 9,55. 10 . 9,55.10 . 664798,45
n 64,5
(N.mm)
+ Trục công tác:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
6
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

= =
6 6

ct
ct
*
ct
P 4,13
T = 9,55. 10 . 9,55. 10 . 1528740,31
n 25,8
(N.mm)
+ Mômen xoắn trên trục động cơ:

c
c
c
*
6 6
P
5,79
T 9,55.10 . 9,55.10 . 57122,42(Nmm)
n 968
đ
đ
đ
= = =
4. Bảng tổng kết
Trục
Thụng số
Động cơ I II Công tác
U 1 14,78 2,5
P(Kw) 5,79 5,67 4,49 4,13
n(vg/ph) 968 968 64,5 25,8

T(Nmm) 57122,42 55938,53 664798,45 1528740,31
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
7
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN
1. Thiết kế bộ truyền ngoài
Ta có bảng thông số của bộ truyền:
P= P
2
= 4,49 (Kw)
T= T
2
= 664798,45 (Nmm)
n= n
2
= 64,5 (vg/ph)
u= u
x
= 2,5

β
= 10
o
1.1. Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dung xích con lăn.
1.2. Chọn số răng đĩa xích
Với u = 2,5, theo bảng 5.4[1] ta chọn z
1
= 25 (răng) là số răng đĩa xích nhỏ
Số răng đĩa xích lớn được xác định theo công thức5.1[1]:

Z
2
= u.Z
1
= 2.25 = 62,5 (răng)
Do Z
2
nguyên lên chọn Z
2
= 62 (răng)
Tỷ số truyền thực:

2
th
1
Z 62
u 2,48
Z 25
= = =

Sai số:
th
u u 2, 48 2,5
u= .100 .100 0,8(%) 4(%)
u 2,5
− −
∆ = = ≤
1.3. Xác định số bước xích
Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện

[ ]
z
t
d
P.k.k .k
P P
k
η
= ≤
Với
P
t
: công suất tính toán
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
8
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW)
Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc
vòng đĩa xích nhỏ là:
Z
01
= 25 (răng) và n
01
= 50 (vg/ph)
Do vậy ta tính được:
k
z
: hệ số răng, ta có k
z
=

01
1
25
1
25
z
z
= =
,
k
n
: hệ số vòng quay k
n
=
1
01
z
z
, với n
01
= 50 vòng/phút
50
0,775
64,5
n
k⇒ = =
Theo công thức 5.4[1]
K= k
0
.k

a
.k
bt
.k
đ
.k
c
.k
đc
Với
k
0
: hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền,tra bảng 5.6[1] với
0
10
β
=
chọn k
0
=1
k
a
: hệ số kể đến khoảng cách trục và ciều dài xích, chọn a=(30-50)p
tra bảng 5.6[1] được: k
a
= 1 (a = 50p)
k
đc
: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích
chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích k

đc
=1
k
bt
: hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi
trường làm việc có bụi, chọn k
bt
= 1,3
k
đ
: hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn k
đ
=
1,2
k
c
: hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca,
k
c
=1,25
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
9
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
⇒
K = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95
K
d
: hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy với 3 dãy ta có: k
d
=2,5

Vậy ta có:

z
t
d
P.k.k .k
4,49.1.0,775.1,95
P 2,7(kW)
k 2,5
η
= = =
Theo bảng 5.5[1], với P
t
=2,7
[ ]
P
≤
và n
01
= 50 vòng/phút, chọn bộ truyền xích
1 dãy có:
Bước xích : p = 25,4 (mm) thoả mãn điều kiện bền mòn
Đường kính chốt : d
c
= 7,95 (mm)
Chiều dài ống : B= 22,61 (mm)
Công suất cho phép: [P]= 3,20 (Kw)
P
t
< [P] = 3,20 (kW).

1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
Chọn sơ bộ:
a= 35p = 35.25,4= 889 (mm)
Theo công thức 5.12[1], số mắt xích

( )
2
2 1
1 2
2
z z p
z z2.a
x
p 2 4 .a
π
−
+
= + +
x
( )
2
2
62 25 .25, 4
2.889 25 62
25,4 2 4 889
π
−
+
= + +
= 114,49

Lấy số mắt xích chẵn x
c
= 114
Theo công thức 5.13[1], tính lại khoảng cách trục:
( )
2
2
1 2 2 1
c c 1 2
z z z zp
a x x 0,5 z z 2
4 2
π
 
+ −
 
 
= − + − + − 
 
 ÷
 
 
 
 
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
10
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

( )
2

2
25, 4 25 62 62 25
114 114 0,5 25 62 2
4 2
π
 
+ −
 
 
= − + − + − 
 
 ÷
 
 
 
 
=883 (mm)
Để xích không phải chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng
∆a = 0,003a = 0,003.1262 = 3(mm)
Vậy khoảng cách trục thực tế: a = 880 (mm).
+ Số lần va đập của xích
Theo ct 5.14[1], ta có số lần va đập I của bản lề xích trong 1 giây:
i =
1
z .n
25.64,5
0,94
15.x 15.114
= =
Theo bảng 5.9[1], với p = 25,4 thì [i] = 30

Vậy i < [i]
1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn
Theo công thức 5.15[1] ta có S =
[ ]
t 0 v
Q
S
k .F F F
đ
≥
+ +
Trong đó :
Q: Tải trọng phá hỏng được tra trong bảng 5.2[1].
Theo bảng 5.2[1], với xích con lăn 1 dãy có p= 25,4 thì tải trọng phá huỷ Q =
170,1 (KN) =170100 (N), khối lượng 1m xích q = 7,5 (kg)
k
đ
: hệ số tải trọng động. Do chế độ làm việc trung bình
⇒
k
đ
= 1,2.
v=
1
z .p.n 25.25,4.64,5
0,68(m / s)
60000 60000
= =
F
t

: lực vòng, F
t
=
( )
P 4,49
1000. 1000. 6602,94
v 0,68
N
= =
F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra
Ta có: F
v
= q.v
2
=7,5.0,68
2
=3,468 (N)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
11
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
F
0
: lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra, được tính theo công
thức 5.16[1] :
F
v
= 9,81k
f

.q.a
Trong đó:
a: Khoảng cách trục, a=0,88 (m)
k
f
: Hệ số phụ thuộc độ võng f của xích, lấy k
f
= 4
q: Khối lượng 1m xích, q= 7,5 (kg)
⇒
F
0
= 9,81.4.7,5.0,88 = 258,98 (N)
Vậy
S =
[ ]
t 0 v
Q 170100
20,78 S
k .F F F 1,2.6602,94 258,98 3,468
đ
= = ≥
+ + + +
Theo bảng 5.10[1] với n=64,5 (vg/ph) và p=25,4 có [s] = 8,2
Vậy s > [s] : bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
1.6. Xác định các thông số của dĩa xích
Theo công thức 5.17[1] ta có:
Đường kính vòng chia:

1

1
p 25, 4
d 202,66(mm)
sin sin
z 25
π π
= = =

2
2
p 25,4
d 501, 49(mm)
sin sin
z 62
π π
= = =
Vậy đường kính vòng chia của đĩa dẫn d
1
=202,66 (mm), đĩa bị dẫn
d
2
= 501,49 (mm).
Theo bảng 14.4b[1] ta có:
Đường kính vòng đỉnh răng của:
+ Đĩa dẫn:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
12
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

a1

1
d p.(0,5 cotg ) 25,4 0,5 cot g 213,76(mm)
z 25
π π
 
= + = + =
 ÷
 
+ Đĩa bị dẫn:

a2
2
d p.(0,5 cotg ) 25,4 0,5 cot 513,55(mm)
z 62
g
π π
 
= + = + =
 ÷
 
Bán kính đáy: r = 0,5025.d
l
+ 0,05
Với d
l
tra trong bảng 5.2[1] đường kính con lăn ta được: d
l
=15,08(mm)
Vậy: r = 0,5025.d
l

+ 0,05=0,5025.15,08+0,05= 7,63 (mm)
Đường kính chân răng:
+ Đĩa dẫn: d
f1
= d
1
– 2.r= 202,66–2.7,63= 187,4 (mm)
+ Đĩa bị dẫn: d
f2
= d
2
– 2.r=501,49 –2.7,63= 486,23 (mm)
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc
H
σ
trên mặt răng đĩa xích:
Theo công thức 5.18[1]:
( )
[ ]
r t v
H
d
k . F .k +F .E
0,47
A.k
đ đ
H
σ σ
= ≤
Trong đó:

F
t
: Lực vòng, F
t
= 6602,94 (N)
F
vđ
: Lực va đập trên m=3 dãy xích, theo công thức 5.19[1]:
F
vđ
= 13.10
-7
.n.p
3
.m
F
vđ
= 13.10
-7
. 64,5.25,4
3
.3 = 4,12 (N)
E =
1 2
1 2
2.E .E
E E
+
. Vật liệu dung làm con lăn và răng đĩa là thép có
E

1
= E
2
= E = 2,1.10
5
(Mpa)
k
đ
: Hệ sô tải trọng động, k
đ
= 1,2
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
13
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
k
r
: Hệ số kể đến số răng đĩa xích, với z
1
= 25 (răng) tra bảng trang 87 sách
tttkhdđ 1 ta có
⇒
k
r
= 0,42
k
d
= 2,5 (do sử dụng 3 dãy xích)
Theo bảng 5.12[1], với p = 25,4 và 3 dãy xích có A= 450 mm
2
Vậy:

( )
( )
5
H
0,42. 6602,94.1,2 4,12 .2,1.10
0,47 370,53 MPa
450.2,5
σ
+
= =
Như vậy theo bảng 5.11[1] dùng thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn HB210, ứng
suất tiếp xúc cho phép là
[ ]
H
σ
= 600 (MPa) đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho
răng đĩa xích 1.
Tương tự với răng đĩa xích 2 do chọn cùng vật liệu và chế độ nhiệt luyện nên
cũng có:

[ ]
H H
σ σ
≤
.
1.7. Xác định lực tác dụng lên trục
Theo công thức 5.20[1]:
F
r
= k

x
.F
t
Trong đó:
k
x
: Hệ số kể đến trọng lượng xích => bộ truyền đặt nằm nghiêng góc
β< 40
o
, chọn k
x
= 1,15
F
t
: Lực vòng, F
t
=6602,94 (N)
Vậy F
r
= 1,15.6602,94 = 7593,33 (N)
1.8. Các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Ký hiệu Giá trị
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
14
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Loại xích Xích ống con lăn
Bước xích (mm) p 25,4
Số mắt xích x 114
Chiều dài xích (mm) L
Khoảng cách trục (mm) a 880

Số răng đĩa xích nhỏ z
1
25
Số răng đĩa xích lớn z
2
62
Vật liệu đĩa xích
Đường kính vòng chia đĩa xích nhỏ
(mm)
d
1
202,66
Đường kính vòng chia đĩa xích lớn
(mm)
d
2
501,49
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích nhỏ
(mm)
d
a1
213,76
Đường kính vòng đỉnh đĩa xích lớn
(mm)
d
a2
513,55
Bán kính đáy (mm) r 7,63
Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ
(mm)

d
f1
187,4
Đường kính chân răng đĩa xích lớn
(mm)
d
f2
486,23
Lực tác dụng lên trục (N) F
r
7593,33
2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít
Các thông số của bộ truyền trục vít:
P= P
1
= 5,67 (kw)
n
1
= 968 (vg/ph)
u= u
tv
= 14,78
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
15
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
T
1
= 55938,53 (N)
T
2

= 664798,45 (N)
n
2
= 64,5 (vg/ph)
Số ca làm việc: 2 (ca)
Thời gian phục vụ: l
h
= 12500 giờ
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít
+ Tính sơ bộ vận tốc trượt
Theo công thức 7.1[1], ta tính vận tốc trượt sơ bộ:
( )
5 5
3
3
s 1 2
v 4,5.10 .n . T 4,5.10 .968. 664798, 45 3,8 m / s
− −
= = =

Trong đó:
n
1
: Số vòng quay của trục vít
T
1
: Mômen xoắn trên trục bánh vít
v
s
= 3,8 (m/s)

< 5 (m/s). Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpAЖ 9-4 đúc
ly tâm có để chế tạo bánh vít có σ
b
= 500(MPa), σ
ch
= 200 (MPa).
Theo bảng 7.2[1] ta sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít là thép tôi, độ rắn mặt
ren đạt độ cứng HRC
≥
45
2.2. Xác định ứng suất cho phép
Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn
nhiều so với trục vít bằng thép nên chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép
và ứng suất uốn cho phép đối với vật liệu làm bánh vít.
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
16
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc
ЬpA Ж 9-4 ta có: với v
s
=3,8 (m/s) =>
[ ]
H
160(MPa)
σ
=
.
2.2.2. Ứng suất uốn cho phép

Theo công thức 7.6[1] ta có:
[ ] [ ]
F FO HL
.K
σ σ
=
Trong đó
[ ]
FO
σ
: ứng suất uốn cho phép với 10
6
chu kỳ
Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có:
[ ]
FO b ch
0,25. 0,08 0,25.500 0,08.200 141(MPa)
σ σ σ
= + = + =
K
FL
: hệ số tuổi thọ. Theo công thức 7.9[1] ta có:

6
9
FL
FE
10
K
N

=
Với

9
2i
FE 2i i
2max
T
N 60 n .t
T
 
=
 ÷
 
∑
Vì tải trọng không đổi nên:
N
FE
= 60.n
2
.t
∑
Với:
n
2
: là số vòng quay của bánh vít trong 1 phút có: n
2
=64,5 (vg/ph)
t
∑

: Tổng số thời gian làm việc của bộ truyền t
∑
=l
h
=12500 giờ
=> N
FE
= 60.64,5.12500=4,84.
7
10
(chu kì)
Do đó:

6
8
FL
7
10
K 0,62
4,84.10
= =
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
17
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Vậy :
[ ] [ ]
F FO HL
.K 141.0,62 87,42(MPa)
σ σ
= = =

+ Ứng suất cho phép khi quá tải
Theo công thức 7.14[1], ta có:
[ ]
( )
H ch
max
2. 2.200 400 MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
F ch
max
0,8. 0,8.200 160 MPa
σ σ
= = =
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo công thức 7.16[1] ta có:

( )
[ ]
H
2
2
3
w 2
2 H
T .K
170
a z q

z q
σ
 
= +
 ÷
 ÷
 
Trong đó:
z
2
: là số răng bánh vít. Với u= u
tv
= 14,78, chọn z
1
= 2 => z
2
=
u
2
z
1
= 14,78.2 = 29,56 (răng), chọn z
2
=30 (răng)
Tỷ số truyền thực:

2
th
1
z

30
u 15
z 2
= = =

Sai số:

th
u u 15 14,78
u= .100 1,5% 4%
u 14,78
− −
∆ = = ≤
q: Hệ số đường kính trục vít. Chọn sơ bộ q = 0,25.z
2
= 0,27.30 = 8,1
Theo bảng 7.3[1], chọn q = 8
T
2
: Mômen xoắn trên trục bánh vít. T
2
= 664798,45 Nmm
K
H
: Hệ số tải trọn. Chọn sơ bộ K
H
= 1,2
Vậy:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
18

Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

( ) ( )
2
3
w
170 669798, 45.1,2
a 30 8 190,52 mm
30.160 8
 
= + =
 ÷
 
Chọn a
w
= 190 (mm).
2.4. Xác định các thông số
Modun dọc trục của trục vít:
Theo công thức 7.17[1]:
w
2
2a
2.190
m 10
z q 30 8
= = =
+ +
Chọn m theo trị số tiêu chuẩn trong bảng 7.3[1] ta được: m = 10 (mm)
Tính chính xác khoảng cách trục a
w

:
( )
( )
( )
w 2
10. 30 8
m
a z q 190 mm
2 2
+
= + = =
Lấy a
w
= 190 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là:
( ) ( ) ( )
w
2
a
190
x 0,5. q z 0,5 8 30 0 mm
m 10
= − + = − + =
Thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít
2.5.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 7.19[1] ta có điều kiện bền tiếp xúc của răng bánh vít là:

[ ]
H
3

2
2
H H
2 w
T .K
z q170
z a q
σ σ
 
+
= ≤
 ÷
 

+ Tính lại vận tốc trượt:
Theo công thức 7.20[1]:
w1 1
s
w
.d .n
v
60000.cos
π
γ
=
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
19
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Trong đó:
d

w1
= m(q + 2x) = 10.(8 - 2.0) = 80 (mm)
'
1
w
z 2
arctg arctg 14 2
q 2.x 8 2.0
o
γ
 
 
= = =
 ÷
 ÷
+ +
 
 
Do đó:
( )
0
3,14.80.968
4,18 m / s
60000.cos14 2'
s
v
= =
K
H
: Hệ số tải trọng:

K
H
= K
H
β
.K
Hv
Với K
H
β
: Hệ số phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng. Do
tải trọng không nên ta có K
H
β
=1
K
Hv
: Hệ số tải trọng động. Theo bảng 7.6[1], v
s
=4,18 (m/s)
≤
5 (m/s) ta có cấp
chính xác chế tạo bộ truyền là 8. Tra bảng 7.7[1] ta có: K
Hv
= 1,24
 K
H
= 1.1,24= 1,24
Vậy:
[ ]

3
H H
170 30 8 664798, 45.1,24
126,7(MPa) 160(MPa)
30 190 8
σ σ
+
 
= = ≤ =
 ÷
 
=>
Bộ truyền đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc

2.5.2. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Theo công thức 7.26[1]ta có điều kiện đảm bảo điều kiện bền uốn của bánh
vít:
[ ]
2 E F
F F
2 2 n
1,4.T .Y .K
b .d .m
σ σ
= ≤
Trong đó
m
n
= m.cosγ= 10.cos
0

14 2'
= 9,7 : môdum pháp của răng bánh vít.
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
20
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
b
2
: chiều rộng vành răng bánh vít, mm, theo bảng 7.9[1] ta có: với z
1
=
2, b
2
≤ 0,75.d
a1
= 0,75(q +2)m = 0,75.10.(8+2) = 75
Lấy b
2
= 75 (mm)
d
2
đường kính vòng chia bánh vít, mm, d
2
= m
.
z
2
= 10.30 = 300 (mm)
Y
F
: hệ số dạng răng. Theo bảng 7.8[1] theo số răng tương đương:

2
v
3 3 0
z
30
z 32,84
cos cos 14 2'
γ
= = =

Tra được Y
F
= 1,71.
K
F
: Hệ số tải trọng.
K
F
= K
Fv
.K
F
β
= K
Hv
.K
H
β
= 1.1,24= 1,24

Vậy:
[ ]
( )
1,4.664798,45.1,71.1,24
9,04 87,42 MPa
75.300.9,7
F F
σ σ
= = < =
Vậy bộ truyền thoả mãn điều kiện bền uốn.
2.6. Xác định các kích thước bộ truyền
Khoảng cách trục: a
w
=190 (mm)
Mô đun : m=10
Hệ số đường kính: q=8
Tỷ số truyền : u= 15
Số ren trục vít : z
1
= 2
Số răng bánh vít : z
2
= 30
Hệ số dịch chỉnh : x=0
Góc vít :
0
14 2'
γ
=
Chiều dài phần cắt ren trên trục vít:

b
1
≥
(11+ 0,06.z
2
).m= (11+0,06.30).10= 128 (mm). Chọn
b
1
= 130(mm)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
21
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chiều rộng bánh vít: b
2
= 75 (mm)
Đường kính ngoài bánh vít:
d
aM2
≤
d
a2
+1,5.m
Với đường kính vòng đỉnh bánh vít:
d
a2
= m(z
2
+2+2x)= 10.(30+2+2.0)= 320 (mm)
 d
aM2

≤
d
a2
+1,5.m = 320+1,5.10= 335 (mm) => chọn d
aM2
= 300 (mm)
Đường kính vòng chia: d
1
= q.m= 8.10= 80 (mm)
d
2
= m.z
2
= 10.30= 300 (mm)
Đường kính vòng đáy: d
f1
= m.(q- 2,4)= 10.(8- 2,4)=56 (mm)
d
f2
= m(z
2
- 2,4+2x)= 10.(30-2,4+2.0)=276 (mm)
Đường kính vòng đỉnh trục vít:
d
a1
= d
1
+2m= 80+2.10= 100 (mm)
2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít
Bộ truyền lắp thêm quạt nguội ở đầu trục vít. Ta có nhiệt độ đầu trong hộp

phải thỏa mãn điều kiện 7.31[1] :
( )
( )
( )
[ ]
1
d 0 d
t q tq q
1000. 1 P
t t t
K . A-A . 1 K .A .
η
ψ β
−
= + ≤
 
+ +
 
Trong đó :
+ t
0
: Nhiệt độ môi trường xung quanh, t
0
=
0
20

+ A
q
: Diện tích bề mặt hộp được quạt nguội, A

q
=0,3A.
+ A :Diện tích thoát nhiệt cần thiết.
+ K
tq
: Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt được quạt, với số vòng quạt n=
968 (vg/ph) => K
tq
= 20,5
2 0
W
m . C
 
 ÷
 
+ [t
d
]: Nhiệt độ cao nhất của dầu. Trục vít đặt dưới bánh vít. [t
d
] = 90
o
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
22
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
+ K
t
: Hệ số tỏa nhiệt. Chọn K
t
= 13 W/(m
2

.
o
C)
+
ψ
: hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy, lấy
ψ

= 0,25
+ η: hiệu suất thực tế của bộ truyền. Theo công thức 7.22[1]
( )
w
w
tg
0,95
tg
γ
η
γ ϕ
=
+
Với
ϕ
: Góc ma sát được tra bảng 7.4[1]theo vận tốc trượt v
s
=4,18(m/s) và
vật liệu làm bánh vít.=>
ϕ
= 2,18
=>

( )
0
0
tg14 2'
0,95 0,82
tg 14 2' 2,18
η
= =
+
+
β
: hệ số kể đến sự giảm nhiệt sinh ra trong một đơn vị thời
gian do tải trọng ngắt quãng. Do tải trọng không đổi =>
β
=1
Từ điều kiện 7.31[1] ta có diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc là:

( )
( )
[ ]
( )
1
t tq d
1000. 1 .P
A
0,7.K . 1 0,3K . t t
o
η
ψ β
−

=
 
+ + −
 


( )
( ) ( )
2
1000 1 0,82 .5,67
0,83(m )
0,7.13. 1 0, 25 0,3.20,5 . 90 20
−
= =
+ + − 
 
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
23
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.8. Lực tác dụng lên trục.
Theo công thức 10.2[1] ta có:

2
a1 t2
2
2.T
2.664798,45
F F 4431,99(N)
d 300
= = = =

Với góc ma sát:
0 0
2,18 3
ϕ
= <
nên ta có:
F
t1
= F
a2
= F
a1
.tg
γ
= 4431,99.tg14,033 = 1107,76 (N)
F
r1
= F
r2
= F
a1
.tg
α
= 4431,99.tg20= 1613,11 (N)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
24
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.9. Các thông số bộ truyền trục vít.
Thông số Ký hiệu Giá trị
Khoảng cách trục (mm) a

w
190
Mô đun (mm) m 10
Hệ số đường kính q 8
Tỷ số truyền u 15
Số ren trục vít z
1
2
Số ren bánh vít z
2
30
Hệ số dịch chỉnh x 0
Góc vít (độ) γ
o
14 2'
Chiều dài phần cắt ren trục vít b
1
130
Chiều rộng bánh vít b
2
75
Đường kính vòng đỉnh bánh vít (mm) d
a2
320
Đường kính vòng đỉnh trục vít (mm) d
a1
100
Đường kính vòng chia trục vít (mm) d
1
80

Đường kính vòng chia bánh vít (mm) d
2
300
Đường kính vòng đáy trục vít (mm) d
f1
56
Đường kính vòng đáy bánh vít (mm) d
f2
276
Đường kính ngoài bánh vít (mm) d
aM2
300
Lực tác dụng lên trục (N)
F
a1
= F
t2
F
t1
= F
a2
F
r1
= F
r2
4431,99
1107,76
1631,11
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
25