Thiết Kế Vít Tải Bột

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định
hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các
hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của
con người . Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người
chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều . Là một sinh viên khoa Cơ Khí Chế Tạo
Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ
thấy cô .
Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập
bởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn đông, hiểu sâu, hiểu kỹ và đúc
kết được những kiến thức cơ bản của của môn học. Từ đó ta áp thể áp dụng vào thực
tế sau khi ra trường. Vì vậy thiết đề án là công việc quan trọng và rất cần thiết .
Đề tài thiết kế của chúng em được giao là “Thiết kế trạm dẫn động vít tải nằm
ngang vận chuyển bột“.Đề án gồm 5chương mỗi chương em đi sâu vào thiết kế tính
toán các mô đun nhỏ. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu
cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn
tận tình của Thầy ABC cùng với sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn chúng em
đã hoàn thành được đề án được giao. Đề án được em thực hiện tại trường chủ yếu
mang tính lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế.
Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, tài
liệu tham khảo còn ít nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Em
rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn để đề án của em được hoàn thiện
hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 10 năm 2016
Sinh viên thực hiên :


CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU

∇ . Mục đích: Chương I nhằm mục đích giới thiệu cho chúng ta nắm
được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm… của hệ thống dẫn động vít
tải.
1.1. Giới thiệu về hệ dẫn động vít tải cát khô
Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang.
Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới
900, tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp.
Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công
tác của vít tải là vít cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn
ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh vít đẩy vật liệu di chuyển trong vỏ. Vật liệu
chuyển động không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lượng của nó và lực ma sát
giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lý
truyền động vít-đai ốc. Vít tải có thể có một cánh xoắn hoặc nhiều cánh xoắn,
với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn. Chất tải cho vít tải qua lỗ
trên nắp máng 18, còn dỡ tải qua cửa ra liệu ở phía dưới của ống.Vít tải thường
dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.
Sơ đồ nguyên lý vít tải nằm ngang:


9

8

7

5

6

4

3

10000

10

1500

750

A

1500

1500

1500
240

205

B
335

C

164

380

D
300

G

A

11

B

45
70

30
60

85

250

C

2545
2500

D

E

205

105

250

3000

544
2500

15

2500

14

2500

13

1119

12

Hình 1.1. Hệ thống vít tải nằm ngang

2

1 - Động cơ
2 – Bộ truyền đai dẹt
3 - Hộp giảm tốc
4 – Khớp nối
5 - Gối đỡ đầu
6 - Gối đỡ trung gian
7 - Cánh vít
8 - Trục vít
9 - Cửa vào liệu
10 - Gối đỡ đuôi vít
11 - Gia đỡ gối đuôi vít
12 - Giá đỡ gối đầu vít
13 - Cửa ra liệu
14 - Máng vít
15 - Trục đỡ máng
16 - Gia đỡ bộ truyền động
17 - Nắp quan sát
18 - Nắp máng vít
19 - Bộ cảm biến từ
* Các ưu điểm của vít tải
- Vật liệu chuyển động trong máng kín, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung gian
không tổn thất rơi vãi vật liệu, an toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận lợi cho
việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại.


- Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của
vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận chuyển khác.
- Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được bụi

khi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi.
- Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển khác.
* Các nhược điểm của vít tải
- Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá 30
m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ.
- Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính
dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục.
- Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền
nát ở khe hở giữa cánh vít và máng, chóng mòn cánh xoắn và máng khi vận
chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh. Ngoài ra nếu quãng đường vận chuyển dài,
vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng.
- Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy
khác.
Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được dùng rộng rãi trong các
nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoáng hoặc trong các xí nghiệp hoá chất.


Hình 1.2- Cấu tạo vít tải nằm ngang
- Vít tải thường được chia làm 2 loại theo phương vận chuyển vật liệu:
+ Vít tải nằm ngang
+ Vít tải thẳng đứng


-

Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại vít tải ra thành:

+ Loại cánh xoắn liên tục liền trục
+ Loại cánh xoắn liên tục không liền trục
+ Loại cánh xoắn dạng lá.

Vít tải cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khô, có
kích thước nhỏ hay trung bình. Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển
động ngựơc lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn, năng suất
của nó đạt cao hơn các loại khác.
Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thước
lớn, hoặc vật liệu dính.
Vít tải loại cánh xoắn dạng lá dùng cho vật liệu kết dính, hoặc khi cần kết hợp quá
trình trộn khi vận chuyển vật liệu.
Qua phân tích trên ta thấy loại vít tải nằm ngang có cánh xoắn liên tục liền trục là
phù hợp với đề tài thiết kế nên chọn loại này.

Hình 1.3-Cấu tạo của trục vít tải
Cấu tạo gồm một máng cố định, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ, phía trên
được đậy bằng nắp. Trục quay trên đó có gắn vít tải được đỡ bằng hai ổ đỡ hai đầu
và ổ đỡ trung gian. Trục quay được truyền động bằng động cơ. Vật liệu được nhập
qua máng nhập liệu và được tháo ra qua bộ phận tháo liệu.
1.2. Mục tiêu thiết kế


Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, đòi hỏi sinh viên phải
nắm vững kiến thức lý thuyết để từ đó áp dụng vào thực tế sản xuất. Nhằm nâng
cao kiến thức cho sinh viên, nhà trường đã tạo cơ hội cho sinh viên thiết kế các hệ
thống dẫn động giúp sinh viên hiểu nắm được cấu tạo,nguyên lý hoạt động, dặc
tính… của các hệ dẫn động để từ đó áp dụng vào thực tế tạo ra các sản phẩm phục
vụ hữu ích cho sản xuất. Sau khi thiết kế xong giúp sinh viên sau hki ra trường có
thể nắm bắt nhanh với các vấn đề thực tế…
- Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ dàng,
thuận tiện, nhanh chóng đảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác. Các chi tiết của
vít tải có thể lắp với các chi tiết của vít tải cùng cỡ.
- Môi trường: Do vật liệu được vận chuyển trong máng vít tải nên đảm bảo

quá trình vận chuyển không có bụi, môi trường làm việc ít độc hại, ít gây ô nhiễm
môi trường.
- Dễ vận hành: Tương đối dễ vận hành, thao tác an toàn cho công nhân.
- Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ vít tải để đảm bảo
vít tải hoạt động liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra. Đảm bảo không gian xung
quanh vít tải luôn gọn gàng không gây cản trở cho quá trình vận hành.
+ Dừng vít tải và ngắt nguồn điện, khóa hệ thống điều khiển trước khi tiến
hành bảo trì và sửa chữa vít tải.
+ Làm sạch vít tải: Trong quá trình làm việc, vít tải chuyên trở các loại hạt
nhỏ, mịn vì thế liệu thường bám dính trên thân vít, trục vít và các bánh vít. Do đó để
đảm bảo năng suất ta phải thường xuyên làm sạch vít tải
+ Kiểm tra các bulong lắp ghép:


+ Kiểm tra thân vít tải, trục vít và bánh vít: Thân vít, trục vít và cánh vít là
những bộ phận luôn tiếp xúc với liệu, khi hoạt động thì liệu trượt dọc theo chiều dài
vít gây mòn vì vậy cần kiểm tra và phát hiện sớm để thay thế thân vít tải khi cần
thiết, cần thay thế thân vít tải khi thấy vít tải mòn quá 2/3 chiều dầy.
+ Bôi trơn: Ổ bi cần được bôi trơn theo định kỳ để tăng tuổi thọ làm việc cho
vít tải
- Tiết kiệm: So với băng tải thì vít tải nhỏ gọn hơn do đó chi phí ban đầu ít.
- An toàn: Vít tải hay những bộ phận đi kèm nó luôn phải có những thiết bị an toàn
để bảo vệ cho người sử dụng. Tất cả các bộ phận của vít tải cần được che chắn để
đảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh.

∇ . Kết luận: Ta thấy hệ thống dẫn động vít tải có rất nhiều ưu điểm, do đó nó được
sử dụng rất nhiều trong thực tế để vận chuyển các loại vật liệu. Sau khi nắm được
cấu tạo, ưu nhược điểm của hệ thống dẫn động vít tải, chúng ta sẽ đi thiết kế vít tải.
Vấn đề này sẽ được giải quyết trong chương II.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÍT TẢI
∇ . Mục đích: Chương II giúp chúng ta hiểu được kết cấu, xác định được đường
kính vít tải, năng suất , công suất, momen xoắn và lực vòng trên vít tải…
2.1. Kết cấu của vít tải
Kết cấu của vít tải cố định công dụng chung phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng, tháo
lắp bộ phận dẫn động và vit xoắn độc lập với nhau. các chi tiết và các bộ phận của
vít tải phải đảm bảo tính đổi lẫn.
- Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là:
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng cácloại
thép chống gỉ.
+ Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liệu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng các loại
thép bền mòn.
+ Nếu dùng để vận tải các vật liệu nóng trên 200 0 phải chế tạo bằng gang hoặc
thép lá.
- Vít tải: Là vít xoắn dùng để đẩy vật liệu chuyển động dọc theo máng. Hình
dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận chuyển các
loại vật liệu khác nhau.
Vít xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài mỗi đoạn không quá 3m.
Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục. Cánh xoắn gồm nhiều
đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một bước xoắn. Người ta chế tạo cánh
xoắn bằng cách dập. Trục vít xoắn được chế tạo từ thép ống, đầu mỗi đoạn ống có
hàn một mặt bích bằng thép có các lỗ để bắt với các mặt bích của ổ treo trung
gian. Hình dạng và kết cấu của cánh xoắn phụ thuộc vào mục đích sử dụng để vận


chuyển các loại vật liệu khác nhau. Dựa vào tính chất vật liệu vận chuyển người ta

sử dụng các loại vít xoắn:
Khi vận chuyển các loại vật liệu có dạng bột, hạt nhỏ và trung bình rời khô min
như: xi măng, tro, bột, cát khô thì dùng vít có cánh xoắn liền trục (hình 1.4-a). Loại
này cho năng suất vận chuyển cao. Hệ số điền đầy ε = 0,125 ÷ 0,45 và tốc độ quay
của vít từ n = 50 ÷ 120 vg/ph.
Vít liên tục không liền trục (hình 1.4-b) dùng vận chuyển hạt cỡ lớn như: sỏi
thô, đá vụn. . .Hệ số điền đầy của loại này đạt ε = 0,25 ÷ 0,40, và tốc độ quay của
vít từ n = 40 ÷ 100 vg/ph.
Vít tải dạng lá liền trục (hình 1.4-c) dùng cho vật liệu dính, dùng vừa trộn, tẩm
vừa vận chuyển như: đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của loại này đạt
ε = 0,15÷0,3
và tốc độ quay của vít n = 30 ÷ 60 vg/ph.
Vít tải dạng lá không liên tục (hình 1.4-d) dùng để vận chuyển loại hạt thô,
có độ ẩm như: sỏi thô, đá dăm, đất sét ẩm, bê tông, xi măng. Hệ số điền đầy của
loại này đạt ε = 0,15 ÷ 0,4 và tốc độ quay của vít từ n = 30 ÷ 60 vg/ph


a)

b)

c)

d)

f)

e)

g)

h)

k)

ε=45%

ε=40%

ε=30%

ε=25%

ε=15%

Hình 2.1. Các dạng vít tải:
a- vít có cánh xoắn liền trục,
b- vít có cánh xoắn liên tục không liền trục,
c- Vít dạng lá liên tục,
d- Vít có cánh xoắn dạng lá không liên tục. Sơ đồ vận chuyển:
e- Sang trái,
h- Dồn vào giữa.

f- Sang phải,

g- Đẩy sang hai phía,

k- Hệ số điền đầy vít tải


D

P

α

a)

cos α

=

πD φ
2

t

πD

πD -

α
πD

- πd
'

2 φ

b)

t

πd'

Trong trường hợp vận
chuyển vật liệu dính, ẩm người
ta sử dụng vít có hai cánh xoắn
hay còn gọi là vít kép. Loại này
thích hợp trong vận chuyển vữa
bê tông hoặc bột than.

b

D'

α =

Trên hình 1.4 e ÷ h là sơ đồ
hướng vận chuyển vật liêu: Vận
chuyển sang trái, sang phải,
phân sang hai phía, hai đầu dồn
vào giữa.

d

Kích thước của trục vít xoắn và bước xoắn vít thường được tiêu chuẩn hoá: Đường
kính d = 100 đến 320 mm, bước xoắn từ 80 đến 320 mm. Theo tiêu chuẩn
t
φ
trên bước xoắn thường bằng 0,8

đến 1 lần đường kính cánh xoắn.
Tốc độ quay thường từ 10 ÷ 300
d'
N
vòng/ phút.

co
s

a'

π

d

Đối với vít tải đặt đứng
thường vận chuyển vật liệu tơi c)
πd
vụn. ở đây sử dụng cánh xoắn
liên tục liền trục, trong quá trình
Hình 2.2. Xác định kích thước vít xoắn: a- Tạo
vận chuyển có xuất hiện ma sát cánh xoắn và trục, b- Triển khai góc nâng theo đường
giữa vật liệu và cánh xoắn. Dưới kính ngoài, c- Triển khai góc nâng theo đường kính
tác dụng của lực ly tâm, vật liệu trong
áp sát vào thành máng và bị vỏ
máy hãm chuyển động quay lại
và nhờ cánh xoắn đẩy nâng vật liệu đè lên trong máng. Muốn vật liệu không có
chuyển động quay khi ra đến thành máng thì lực ly tâm phải lớn. Vì vậy vít tải đặt
đứng có tốc độ quay lớn hơn nhiều so với tốc độ của vít tải đặt nằm ngang. Vít tải
đặt đứng tiết kiệm được diện tích, kín và dỡ tải bất cứ vị trí nào cần thiết. Tuy vậy

loại này tốn năng lượng, chóng mòn cánh. Chiều cao máy bị hạn chế bởi không lắp
được gối đỡ trung gian.
=>Như vậy để đảm bảo được các yêu cầu đề ra với vật liệu cần chuyển là muối
cát khô ta chọn loại vít liền trục.


- Máng vít: Máng của vít tải được chế tạo bằng phương pháp dập từ thép tấm có
chiều dày δ = 4 ÷ 8 mm, mỗi đoạn có
chiều dài đến 4m (Hình 1.6). Dung sai
khe hở giữa máng và cánh xoắn không
quá 60% khe hở bình thường giữa cánh
xoắn và máng. Nửa dưới của mặt cắt
ngang máng có dạng nửa hình tròn đồng
dạng với kích thước đường kính của cánh
xoắn; nửa trên có dạng hình chữ nhật có
chiều rộng bằng đường kính đáy để lắp

Hình 2.3. Máng vít tải

đặt trục cánh xoắn và dễ dàng trong việc chế tạo nắp đậy. Trên nắp ở đầu máng
tải có cửa cấp tải tiết diện vuông; còn ở đáy máng cũng có các cửa dỡ tải đặt ở
những vị trí cần thiết theo yêu cầu.
Kết cấu của máng và nắp phải đảm bảo không cho bụi hoặc khí độc thoát ra ngoài
khi vận chuyển vật liệu có bụi hoặc chất độc
- Máng của vít tải có các ống cấp tải và dỡ tải các ống này có tiết diện vuông.
Chúng được hàn với nắp (cấp tải) và với đáy máng (dỡ tải). Để quan sát sự làm
việc của các ổ treo, các ổ chặn hai đầu vít xoắn cũng như quan sát sự phân bố vật
liệu vận chuyển ở đoạn máng có ổ treo, người ta hàn các lố quan sát có nắp ở trên
nắp máng gần các ổ treo vít xoắn .
2.1. Tính toán vít tải

2.1.1. Xác định đường kính vít tải


Năng suất của vít tải
Qt

Qt

(tấn/h) được xác định theo công thức sau:

= (60.Π.D2. P . n . ρ . KC . Kn)/4 (tấn/h).

(2.1)

Trong đó:
Q : công suất vận chuyển, Q = 1000kg/ giờ
D: đường kính vít tải (m)
P: Bước vít tải (m)
P = 0,8.D
ρ: khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển(tấn/m3), theo đề ta có :
Chọn ρ = 0,55 (tấn/

m3

).

n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph).
n = Kv/

D

với:
KV: hệ số phụ thuộc vật liệu.Với vật liệu mịn, không sắc cạnh , có :
Kv = 45
KC: Hệ số chất đồng tiết diện máng, phụ thuộc vật liệu.
Vật liệu nặng không sắc cạnh có:
KC= 0,25


Kn: hệ số phụ thuộc góc nghiêng β (độ) của vít tải Kn = 1 khi β =

00

( vít tải nằm ngang).
Thay vào (2.1) ta có:

với (Q=1 tấn/h).
Theo dãy số quy chuẩn của đường kính số vít tải ta chọn: 100;125; 150; 160;
200; 250; 300; 320 [1] Chọn D = 125 (mm)
Theo [6] trang 14 với D= 125 (mm) chọn khe hở giữa cánh vít và máng vít

λ = 5(mm)
2.1.2. Tính số vòng quay của vít tải
Ta có công thức xác định số vòng quay của vít tải theo đường kính vít tải
như sau:

= 127,3 (vòng /ph).
Chọn

nv = 130 (vòng /ph)

2.1.3. Xác định công suất trên vít tải
Đối với vít tải nằm ngang, công suất trên trục vít tải được xác định theo công
thức sau:

P = Co .
Trong đó:

QL
360


Q : là năng suất của vít tải Q = 1 (tấn/h)
L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 16(m)
Co: hệ số lực cản ma sát với vật liệu vận chuyển là bột nặng và không sắc
cạnh có Co = 2,5
Vậy:
P = 2,5. = 0,08(kw)
2.1.4. Xác định momen xoắn trên vít tải

Tv = 9,55 . 106

p
nv

= 9,55 . 106 . = 5877 (Nmm)

Có : [T] = 100 000 (Nm) = 100 000.

10 3

(Nmm)

(Tra trong TCLX 2037 - 65 hoặc TCLX 2037 - 75)
Vậy : Điều kiện Tv ≤ [T] được thoả mãn.
2.1.5. Xác định lực dọc trục trên vít tải
Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức:

Fav =

Tv
[ R.tg (α + δ )]

(2.2)

Trong đó:
R - Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục của
vít tải (mm).
R(0,3 ÷0,4) .D = (0,3 ÷0,4).125 = (37,5 ÷ 50).


Chọn R = 50
α - Góc nâng của đường xoắn vít (độ) xác định theo công thức:

tgα =

P
2π .R

p - Bước vít tải (mm)

p = 0,8 D = 0,8.125 = 100 (mm)
⇒ tgα = = 0,318 => α = 20,90
δ: Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít (độ)
tgδ = f
Với:
f - Hệ số ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít . Với vật liệu vận
chuyển là bột khô có f = 0,8 ;
0

=> δ = arctg0,8 = 38,65
Thay vào (2.2) ta có :

∇ . Kết luận: Ta thấy sau khi xác định được đường kính vít tải ta xác định
được momen xoắn trên vít tải thỏa mãn điều kiện cho phép. Như vậy vít tải đảm
bảo momen xoắn trong quá trình làm việc. Sau khi thiết kế được vít tải ta tiến hành
tính toán hệ thống dẫn động và công việc này sẽ được thực hiện trong chương III.


CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

∇ . Mục đích: Tính toán hệ thống dẫn động nhằm chọn loại hộp giảm tốc
phù hợp, kết cấu gọn nhẹ,tiết kiệm nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao. Sau đó chọn
động rồi kiểm nghiệm xem đọng cơ có thỏa mãn điều kiện mở máy hay không.
3.1. Chọn loại hộp giảm tốc
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc
trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập được gọi là hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc là cơ
cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không đổi và được dùng để
giảm vận tốc góc và tăng moomen xoắn.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm tốc

bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảm tốc trục vít,
trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh răng hành tinh…
So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có các ưu điểm:
tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu đơn giản; có thể sử dụng trong một phạm vi rộng
của vận tốc. Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ được coi là phương án tối
ưu nhất.
Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng, răng
nghiêng, hoặc răng chữ V. Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng
chung dùng răng nghiêng. So với răng thẳng, truyền động bánh răng nghiêng làm
việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va đập và tiếng ồn giảm. Còn so với
răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn. Vì vậy, ở đây ta sử dụng
bánh răng nghiêng để năng cao khả năng ăn khớp, truyền động êm, vừa đảm bảo
chỉ tiêu về kỹ thuật vừa đảm bảo chỉ tiêu về kinh tế.
Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc
một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Trong đó, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp
được sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng từ 8
đến 40. Chúng được bố trí theo ba sơ đồ sau đây:


- Sơ đồ khai triển: Hộp giảm tốc kiểu này đơn giản nhất và dễ chế tạo. Do đó
được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Tuy nhiên, các bánh răng bố trí không đối
xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều trên chiều rộng vành răng.
Do đó, khi thiết kế, đòi hỏi trục phải đủ cứng thì sẽ đảm bảo được khả năng làm
việc.
- Sơ đồ phân đôi: Khi sử dụng sơ đồ này cần phải chú trọng đến việc bố trí ổ.
Phải đảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không được cân bằng ở cặp răng kề bên,
không được tác dụng vào trục tùy động của cấp phân đôi nếu không thì sự cân
bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân đôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân bố
không đều cho các cặp bánh răng phân đôi này.
- Sơ đồ đồng trục: Loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra

trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp cho việc bố trí
cơ cấu gọn hơn. Tuy nhiên, sơ đồ đồng trục có một số nhược điểm như: Khả năng
tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá
nhiều so với cấp nhanh, kết cấu gối đỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc bôi trơn
các ổ, do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn, nên trục trục không đảm bảo độ
bền và độ cứng nếu không tăng đường kính trục. Từ những nhược điểm này mà
phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc đồng trục bị hạn chế.
Việc lựa chọn sơ đồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu của
hệ dẫn động, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế. Qua việc phân tích
các sơ đồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:
+ So với sơ đồ phân đôi, thì sơ đồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế
tạo đơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối đỡ ổ cũng như việc bố trí ổ. Mặt khác,
chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp đặt dễ dàng hơn.
Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốc phân đôi tăng
dẫn đến giá thành cao hơn và chưa được sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai
triển.
+ So với hộp giảm tốc đồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn.
Tuy nhiên, kết cấu hộp đơn giản và vẫn đảm bảo khả năng làm việc. Mặt khác, kết
cấu của hộp giảm tốc đồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp không đều, kết cấu
gối đỡ phức tạp, đòi hỏi trục phải lớn để đảm bảo độ cứng và độ bền…


Vậy ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển để phù hợp với cơ cấu
làm việc và giảm vật liệu chế tạo.
- Để truyền động từ động cơ vào hộp giảm tốc ta chọn khớp nối trục đàn hồi. Loại
khớp nối này có khả năng giảm va đập và chấn động, đề phòng cộng hưởng và dao
động xoắn gây nên và bù lại độ lệch trục (làm việc như một trục bù). Nối trục có
bộ phận đàn hồi làm bằng vật liệu không kim loại rẻ và đơn giản, vì vậy nó được
dùng để truyền mômen xoắn lớn, thường dùng trục có bộ phận đàn hồi là kim loại
để giảm kích thước.

3.2. Chọn động cơ điện
3.2.1. Chọn kiểu loại động cơ

5
4

1. Động cơ điện
2. Khớp nối
3. Hộp giảm tốc

3
2

4. Khớp nối đầu ra
5. Trục vít

1

Hình 3.1. Sơ đồ hệ dẫn động
- Động cơ điện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại động cơ điện là: Động
cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.


* Động cơ điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền
làm việc cao, momen khởi động lớn.
* Động cơ điện một chiều: Là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong
phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo dể dàng, giá thành
cao khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu.
Dựa trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ
điện một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ

không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế
hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ nầy vẫn chấp nhận được.
Vậy ta chọn động cơ điện xoay chiều.
3.2.2. Chọn công suất động cơ
- Các thông số:
+ Lực dọc trục:

Fav=69 (N)

+ Công suất trên vít tải:

P= 0,011 (Kw)

+ Mômen xoắn trên vít tải:

Tv= 5877 (N.mm)

+ Số vòng quay:

n= 130 (vòng/phút)

+ Đường kính:

D= 125(mm).

+ Thời gian:

5 năm

+ Mỗi ngày làm việc:

2/3

+ Mỗi ca:

2/3

- Tính công suất cần thiết:


Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ, đảm bảo cho động cơ khi
làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép. Muốn vậy điều kiện sau phải
thoả mãn.
Pđm ≥ Pdt (KW)

(3.1)

Pđm: Công suất định mức động cơ.
Pđt : Công suất đẳng trị trên trục động cơ, được xác định như sau.
Với tải là không đổi trong quá trinh làm việc, ta có:
Pđt
Plvdc

Plvdc

≥

Plvdc

(3.2)

: Công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ.

=

Plvct
η∑

(KW)

Trong đó:
η∑

: Hiệu suất chung của toàn hệ thống.

Plvct

η∑

ηK

: Giá trị công suất làm việc danh nghĩa trên trục công tác.

=

2
η K2 .ηO3 .η BRN
.η d1

: Hiệu suất của khớp nối.

(3.3)


ηO

: Hiệu suất của một cặp ổ lăn.

η BRN

: Hiệu suất của bánh răng nghiêng.

Tra bảng 2.3 [2 ]: Trị số hiệu suất của các bộ truyền và ổ được che kín.
ηK
η∑

= 1;

ηO

= 0,995;

η BRN

= 0,98; ηd= 0,95

= 12. 0,9953. 0,982.0,95 = 0,898

3.3. Chọn tốc độ đồng bộ của động cơ
Số vòng quay đồng bộ bộ của động cơ được xác định theo công thức:

ndb = nlv .ut

Trong đó:
ut

nlv

- số vòng quay của trục công tác ;

(3.1)

nlv

= 85 v/ph

- là tỉ số truyền nên dùng của HGT bánh răng trụ hai cấp

Tra bảng 2.4 [I] ta có tỷ số truyền nên dùng của hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp
nằm trong khoảng 8 ÷ 40 (tỷ số truyền của khớp lấy bằng 1)
=> nđb = 85. (8 ÷ 40) = 680 ÷ 3400 (vòng/phút)
chọn nđb = 1500 (vòng/phút).
Khi đó tỉ số truyền sơ bộ của hệ thống được xác định theo công thức sau:


3.4. Chọn động cơ thực tế
Từ (3.2) chọn Pđtđc = Plvđc = 0,75 (kw)
Căn cứ vào công suất đẳng trị đã tính tiến hành tra bảng chọn động cơ có công
suất định mức thoả mãn điều kiện (3.1)
Pđmđc ≥ Pđtđc và số vòng quay đồng bộ của động cơ là giá trị đã được xác định n đb

= 1500v/ph
Hiện nay trên thị trường có một số loại động cơ như: động cơ nhãn hiệu DK do
nhà máy điện cơ Hà Nội chế tạo, động cơ nhãn hiệu K do nhà máy động cơ Việt Hung chế tạo và động cơ nhãn hiệu 4A do Liên Xô cũ chế tạo. Các động cơ 4A
được chế tạo theo GOST 19523-74 có phạm vi công suất lớn , số vòng quay đồng
bộ rộng khối lượng nhẹ hơn động cơ DK và K . Vậy ta chọn động cơ loại 4A.
Tra bảng P1.3 [3] chọn động cơ
Bảng 3.1. Kiểu động cơ
Kiểu động

Công suất

Vận tốc quay

Cos

cơ

( kw)

(v/ph)

ϕ

4A80B4Y3

0,75

1450

0,83

η%

Tmax/Tmin

Tk/Tdn

77

2,2

2,0

3.5. Kiểm tra điều kiện mở máy và điều kiện quá tải cho động cơ
*. Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ
Khi khởi động, động cơ sinh ra cần 1 công suất đủ lớn để thắng sức ỳ của hệ
thống. Vì vậy cần kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ.
Điều kiện mở máy của động cơ thỏa mãn nếu công thức sau đảm bảo: