Tài liệu thiết kế trục vít bánh vít

Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU

5

PHẦN 1 : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG

6

1. Chọn Động Cơ

6

1.1. Công suất yêu cầu của động cơ

6

1.2. Xác định số v ng quay

7

vi c

1.3 Chọn tỉ số truyền sơ bộ

7

1.4.Số v ng quay sơ bộ của động cơ.

7

1.5. Chọn động cơ:

8

2. Phân phối tỉ số truyền

8

2.1. Xác định tỉ số truyền ut của h thống

8

2.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền

8

3. Tính các thông số trên trục

9

3.1. Tính công suất trên các trục

9

3.2.Tính số v ng quay

9

3.3.Tính

9

o en trên trục

3.4. Bảng thông số
PHẦN 2 : TÍNH TO N THI T

10
C C BỘ T U

N

11

A.Thiết kế bộ truyền đai thang

11

1. Chọn loại đai

11

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 1


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

2. Xác định đường kính bánh đai:

12

3. Xác định chiều d i đai v khoảng cách trục

12

4. Xác định góc ôm của bánh đai góc nhỏ

13

5. Tính chính xác khoảng cách trục a

13

6. Tính số đai Z

13

7. Các thông số cơ bản của bánh đai

14

8. Xác định ực căng ban đầu v

14

ực tác dụng ên trục

9. Thông số của bộ truyền đai

15

B. Tính toán bộ truyền trong hộp

15

1. Chọn vật i u

16

răng bánh vít v trục vít

2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít

17

3. Xác định bộ khoảng cách trục

17

4. Xác định

18

ô đun

5. Tính chính xác khoảng cách trục aw

18

6. Xác định h số dịch chỉnh

18

7. Xác định các h số v

18

8. iể

nghi

ột số thông số động học

răng bánh vít

19

9. Tính nhi t truyền động trục vít

20

10. Một vài thông số của bộ truyền

20

11. Lực tác dụng

20

12. Bảng thông số bộ truyền

21

13.Chọn khớp nối

21

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 2


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

PHẦN 3: TÍNH TO N THI T

T ỤC

24

1.Tính sơ bộ trục

24

1.1 Chọn vật i u:

24

1.2 Xác định sơ bộ đường kính trục

24

1.3 Lực tác dụng ên trục

25

1.4 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ v trục

26

2. Tính chọn đường kính các đoạn trục

28

2.1 Trục I

28

2.1.1 Tính phản ực

28

2.1.2 Vẽ biểu đồ

30

2.1.3 Tính

o en

o en uốn tổng v

o en tương đương

32

2.1.4 Tính đường kính các đoạn trục

32

2.1.5 Chọn đường kính các đoạn trục

32

2.1.6 Chọn kiể

33

2.1.7 iể

nghi

nghi

2.1.8 Chọn v kiể

then

trục theo độ bền
nghi

ỏi

ổ ăn

34
39

2.2 Trục II

42

2.2.1 Tính chọn kết cấu v ổ ăn cho trục II

42

2.2.2 Chọn then

43

2.2.3 Chọn ổ ăn

44

2.2.4 Sơ kết kết cấu của trục

44

PHẦN 4: THI T

45

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

HỘP GIẢM TỐC

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 3


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

4.1 Tính, ựa chọn kết cấu cho các bộ phận v các chi tiết.

4.1.1

ết cấu hộp giả

tốc.

4.1.2

ết cấu các bộ phận, chi tiết khác.

45
45
47

4.2 Bôi trơn v điều chỉnh ăn khớp.

50

4.3 Đinh kiểu ắp, ập bảng dung sai.

50

4.4. Bảng thống kê các kiểu ắp, trị số của sai ch giới hạn v
dung sai của các kiểu ắp.
T LUẬN
TÀI LIỆU THAM HẢO

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

51

52
53

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 4


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế đồ án Chi tiết máy là một môn học cơ bản của ngành cơ khí,môn học
này không những giúp cho sinh viên có cái nhìn cụ thể, thực tế hơn với kiến thức
đã được học, mà nó còn là cơ sở rất quan trọng cho các môn học chuyên ngành sẽ
được học sau này.
Đề tài của em được giao là thiết kế hệ dẫn động băng tải gồm có hộp giảm tốc
trục vít bánh vít và bộ truyền đai thang. Hệ thống được đẫn động bằng động cơ
điện thông qua bộ truyền đai thang, hộp giảm tốc và khớp nối truyền chuyển động
tới băng tải. Trong quá trình tính toán và thiết kế các chi tiết máy em đã sử dụng và
tra cứu các tài liệu sau.
-Tập 1 và 2 Chi tiết máy của GS.TS- NGUYỄN TRỌNG HIỆP.
-Tập 1 và 2 Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí của PGS.TS.TRỊNH
CHẤT- TS. LÊ VĂN UYỂN.
-Dung sai và lắp ghép của GS.TS NINH ĐỨC TỐN.
Do là lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán, thiết kế chi tiết máy cùng
với sự hiểu biết còn hạn chế cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo tài liệu và bài
giảng của các môn học có liên quan song bài làm của em không thể tránh được
những thiếu sót. Em kính mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình của các
Thầy cô bộ môn giúp cho em ngày càng tiến bộ.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn Cơ Sở Thiết Kế Máy
và Rô Bốt, đặc biệt là Thầy Phạm Minh Hải đã trực tiếp hướng dẫn,chỉ bảo một
cách tận tình giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án được giao.
Hà Nội, Ngày 12 Tháng 3 Năm 2015
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 5


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Sinh Viên: Nguyễn Ngọc Chung

PHẦN 1 : TÍNH ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG
- Th ng số đầu vào :
ực k o băng tải :

5750

(N)

ận tốc băng tải : v

0,34

( m/s)

Đường kính tang : D

440

(mm)

Số ca làm việc : soca

3

( ca )

Thời hạn phục vụ :

h

= 7500

giờ

óc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài @ = 135

độ

+ Đặc tính làm việc: êm
1. Chọn Động Cơ
- Chọn động cơ điện là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy, vì
hộ giảm tốc và động cơ biệt lập nên việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất
nhiều đến việc chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp.
Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại và

chú đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị cần được dẫn động
- Chọn động cơ cần tiến hành theo các bước:
 Tính công suất cần thiết của động cơ
 Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ
 Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá
tải, mô men mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước
động cơ phù hợp với yêu cầu
1.1. C ng suất yêu cầu của động cơ:
Pct 

Pt



Pt : Công suất trên trục công tác
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 6


Đồ án Chi tiết máy

Pt

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

( Kw)

=

η: Hiệu suất hệ dẫn động.
η

ηtv.η3ol.ηd..ηkn

Trong đó : ηol là hiệu suất của ổ lăn
η tv là hiệu suất của bộ truyền trục vít
ηd là hiệu suất của bộ truyền đai
ηkn là hiệu suất của khớp nối
Tra bảng B 2.31 ta có : ηol = 0,99; ηtv = 0,8; ηd= 0,95; ηkn = 0,99

 η = η3ol.ηtv.ηd..ηkn = ( 0,99 ) . 0,8 . 0,95 . 0,99 = 0,73
3

=>Pct =

= 2,69 ( kW)

1.2. Xác định số v ng quay làm việc :

⁄

nlv =
1.3. Chọn tỉ số truyền sơ bộ:
usb = ud.utv
Theo bảng B 2.41 ta chọn sơ bộ :
+ Tỉ số truyền đai : ud = 4
+ Tỉ số truyền bộ truyền trục vít : utv = 16

 usb = 4.18 = 64
1.4. Số v ng quay sơ bộ của động cơ.
nsb = nlv.usb
=> nsb = nlv.usb = 14,76
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

= 944,64 ( v/ph)
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 7


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Chọn ndb = 1000 ( v/ph)
1.5. Chọn động cơ:
- Tra bảng ở phụ lục tài liệu p1.3 [1], chọn động cơ thỏa mãn
+ ndb ~ nsb = 944,64 ( v/ph)
+ Pdc  Pct = 2,69

( kW)

- Ta được động cơ với thông số sau :
+ Ký hiệu động cơ : DK51-6
+ Pcfdc = 2.8 ( kW)
+ ndc = 950 ( v/ph)
+ cosφ = 0,78
+ Đường kính động cơ : ddc=30 (mm)

Khối lượng : 84 kg
2. Phân phối tỉ số truyền :
- Sau khi lựa chọn động cơ điện ta tiến hành tính toán động học hệ dẫn động cơ
khí được thực hiện theo các bước:
 Xác định tỉ số truyền ut của hệ dẫn động
 Phân phối tỉ số truyền của hệ dẫn động ut, tính theo các bộ truyền
Ut = un.uh
 Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục
2.1. Xác định tỉ số truyền ut của hệ thống :
- Tỉ số truyền của hệ : uc =
2.2. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền :
- Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài : uh =
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 8


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Vậy ta có :
+ uc = 64,36
+ uh = 16,09
+ ud = 4
3. Tính các thông số trên trục :
3.1. Tính công suất trên các trục :
- Công suất trên trục II : pII =
- Công suất trên trục I : pI =

- Công suất trên trục động cơ: p*dc=
3.2.Tính số v ng quay:
- Số vòng quay của động cơ: ndc = 950 ( v/ph)
- Số vòng quay trên trục I : nI =
- Số vòng quay trên trục II : nII
- Số vòng quay trên trục III: n*lv=

=

= 237,50

( v/ph)

=14,76 ( v/ph)
( v/ph)

3.3.Tính momen trên trục:
- Momen xoắn trên trục động cơ :


- Momen xoắn trên trụ I:
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 9


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

 TI =

- Momen xoắn trên trục II :


Momen xoắn trên trục công tác :


3.4. Bảng th ng số:
Th ng số

Động cơ

I

II

Công tác

Truc
U

ud = 4

n (v/ph)

950

237,50

P (kw)

2,69

2,53

T (N.mm)

27041,58

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

uh = 16,09

88341,86

ukn = 1

14,76
2,00
1294037,94

14,76
1,96
1268157,18

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 10

Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
- Theo yêu cầu: truyền động đai
- Truyền động đai dùng để truyền động giữa các trục xa nhau. Đai được mắc lên
2 bánh với lực căng ban đầu O, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt
tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi.
- Nhờ đai có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ồn thích hợp với vận tốc lớn.
- Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng k o và tuổi thọ
của đai.
- Thiết kế truyền động đai gồm các bước:
 Chọn loại đai: đai thang
 Xác định các kích thước và thông số bộ truyền.
 Xác định các thông số của đaitheo chỉ tiêu về khả năng k o của đai và về
tuổi thọ
 Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục
A. Thiết kế bộ truyền đai thang :
- oại đai này có tiết diện hình thang, mặt làm việc là 2 mặt 2 bên tiếp xúc với
các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và
bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng k o cũng lớn
hơn. Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đai hình thang thấp
hơn đai dẹt.
- Th ng số yêu cầu :
P = pđc = 2,69 (kw)
TI = Tđc = 27041,58 (N.mm)
NI = nđc = 950 (vòng/phút)
U = uđ = 4

1. Chọn loại đai:
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 11


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Chọn đai thường
Theo 4.1[1] với {

→ chọn tiết diện đai A với các thông số bảng 4.3[1]
Kí hiệu Kích thước tiết
Diện tích tiết
diện
diện A
bt b
H Y0 (mm2 )
A
11 13 8
2,8
81

Đường kính
bánh đai nhỏ
d1(mm)

100÷200

Chiều dài
giới hạn l
(mm)
560÷4000

2. Xác định đường kính bánh đai:
Chọn theo tiêu chuẩn bảng B

4.21
1 , ta được d1  160(mm)
63

Kiểm tra về vận tốc :
v

 .d1 n1
60000



160.950.
 7, 96(m / s)vmax  25(m.s)
60000

 d1 thỏa mãn

d2 = u.d1(1- ɛ

4.160 1-0,03) = 620,8

(mm)

trong đó hệ số trượt   0, 02  0, 04 , ta chọn   0, 03
4.6
Chọn theo tiêu chuẩn bảng B 1 , ta được d2  630(mm)
67
d2
630

 4,059
Tỉ số truyền thực tế : ut 
d1. 1    160.(1  0,03)

Sai lệch tỉ số truyền:
u 

ut  u
4, 059  4, 000
.100   
.100    1, 482 %
u
4, 0
 d 2 thỏa

mãn
3. Xác định chiều dài đai và khoảng cách trục:
Dựa vào ut= 4,059, tra bảng 4.14[1] ta chọn a/d2=0,9
→ asb= 0,9.d2= 0,9.630 = 567 (mm)

Chiều dài đai :
d  d 2  d 2  d1 
160  630  630  160 
L  2.asb   1

 2.567  

 2471, 699(mm)
2
4.asb
2
4.567
2

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

2

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 12


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Dựa vào bảng 4.13[1] ta chọn
Số vòng chạy của đai:
i

theo tiêu chuẩn

2500(mm)

v 7,96

 3,18( 1 S )imax  10(mm)
L 2,50

4. Xác định góc m của bánh đai góc nhỏ

57  d2  d1 
57  630  160 
 180 
 156
a
1107,57
 1 >  min  120 . ậy 1 thỏa mãn.

1  180 

5. Tính chính xác khoảng cách trục

a=



√

=L-

=

 d2  d1   2265
2

 d2  d1 
2



 630  160   235
2

√

a=

= 1107,57 (mm)

6. Tính số đai Z
Z

p.k đ
 p0 .C α .CL .Cu .Cz

Trong đó

P- công suất trên trục bánh đai chủ động P = 2,69 (kw)
 p0  - công suất cho phép . Tra bảng 4.19[1] theo tiết diện đai A,

d1 160 mm và v 7,96 m/s ta được{

 p0 

k đ - hệ số tải trọng động . Tra bảng 4.7[1] ta được k đ =1,1

C α - hệ số ảnh hưởng của góc ôm
C α = 1- 0,0025(180- ) khi
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

= 150o÷180o
SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 13


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Tra bảng 4.15[1] ta được C α = 0,96
C L - hệ số ảnh hưởng của chiều dài đai. Tra bảng 4.16[1] với
L
=
L0

47=> C L = 1,08

Cu - hệ số ảnh hưởng của tỉ số truyền

Tra bảng 4.17[1] với ut>3 ta được Cu =1,14

C z - hệ số kể dẫn đến sự phân bố không đều tải trọng giữa các dãy đai
Tra bảng 4.18[1] ta có

Z

P
=
P0

p.k đ
 p0 .C α .CL .Cu .Cz

=

=> C z = 1
2, 69.1,1
 1, 07
2,34.0,96.1, 08.1,14.1

ấy z 1
7. Các th ng số cơ bản của bánh đai
Chiều rộng bánh đai B Z-1)t =2e
ới z 1, t 15,e 10. Tra bảng 4.21[1]

 B = (1-1).15 +2.10=20(mm)
{

h0

{

360

Đường kính ngoài của bánh đai
 d a1  d1  2h0  160  2.3,3  166, 6(mm)

d a 2  d 2  2h0  630  2.3,3  636, 6(mm)

Đường kính chân bánh đai
 d f 1  d a1  H  166, 6  12,5  154,1(mm)

d f 2  d a 2  H  636, 6  12,5  624,1(mm)

8. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
ực căng ban đầu F0 

780. p.kđ
 Fv
V .C .Z

Bộ truyền tự động điều chỉnh lực căng > v=0(N)
Bộ truyền định kỳ điều chỉnh lực căng > v=qm.v2
Tra bảng 4.22[1] > qm.= 0,105, V=7,96(m/s)
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 14


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

 Fv=0,105. 7,962=6,65(N)
 F0 

780. p.kđ
780.2,69.1,1
 Fv =
 6,65  308,68( N )
V .C .Z
7,96.0,96.1

ực tác dụng lên trục bánh đai


156
)  603,87( N )
2

Fr= 2F0 .Z sin( 1 )  2.308, 68.1.sin(
2

9. Tổng hợp th ng số của bộ truyền đai

Thông số
Tiết diện đai
Đường kính bánh đai nhỏ
Đường kính bánh đai lớn
Đường kính đỉnh bánh đai nhỏ
Đường kính đỉnh bánh đai lớn

Đường kính chân bánh đai nhỏ
Đường kính chân bánh đai lớn
óc chêm rãnh đai
Số đai
Chiều rộng bánh đai
Chiều dài bánh đai
Khoảng cách trục
óc ôm bánh đai nhỏ
ực căng ban đầu
ực tác dụng lên trục

Ki hiệu
A
d1
d2

d a1
da 2

d f1

df2

Z
B
L
a
1
F0
Fr

iá trị
160(mm)
630(mm)
166,6(mm)
636,6(mm)
154,1(mm)
624,1(mm)
360(mm)
1
20(mm)
2500(mm)
1107,57(mm)
1560
6,65(N)
603,87(N)

B. Tính toán bộ truyền trong hộp.
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 15


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

 Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp với nhau. Nó được
dùng để truyền động giữa các trục ch o nhau, góc giữa 2 trục thường là 90o

 Do các trục ch o nhau như vậy nên trong chuyển động trục vít xuất hiện vận
tốc trượt vs hướng dọc treo ren trục vít. Trượt dọc rang làm tăng mất mát về
ma sát, làm giảm hiệu suất, tăng nguy hiêm về dính và mòn. ì vậy đăc
điểm này cần được chú ý trong quá trình thiết kế truyền động trục vít
 Bộ truyền trục vít có các dạng hỏng: tróc rỗ bề mặt rang, gẫy răng, mòn và
dính, trong đó mòn và dính xảy ra nguy hiểm hơn. Tuy nhiên vì chưa có
phương pháp tính dính và mòn một cách thỏa đáng nên vẫn tính toán bộ
truyền trục vít theo độ bền tiếp xúc và độ bền uốn, đồng thời trên cơ sở thực
nghiệm và kinh nghiệm sử dụng bộ truyền mà điều chỉnh trị số của ứng suất
cho ph p, nhờ đó có thể đề phòng được dính và hạn chế được mòn.
 Thiết kế truyền động trục vít bao gồm các bước sau:
 Chọn vật liệu
 Xác định ứng suất cho ph p
 Tính thiết kế
 Tính kiểm nghiệm
 Quyết định lần cuối các kich thước và thông số bộ truyền
 Kiểm nghiệm về nhiệt
 Tính toán truyền động trục vít - bánh vít.
Thông số đầu vào:

 P  P1  2,53  kW 

T1  TI  88341,86  N .mm  ; T2  TII  1294037,94  N .mm 

n1  nI  237,50  v / ph  ; n2  nII  14, 76  v / ph 
u  u  16, 09
TV

 Lh  7500  h 


1. Chọn vật liệu làm răng bánh vít và trục vít:
a. Xác định sơ bộ vận tốc trượt:

vs  4,5.105.n1 3 T2  4,5.105.237, 50. 3 1294037, 94  1,16  m / s 

b. Xác định vật liệu:
vs=1,16 (m/s) < 2(m/s)→ Chọn vật liệu răng bánh vít là gang xám tương
đối mềm.
Tra bảng B7.1/146[1] với:
ật liệu bánh vít: Gang xám
 Ký hiệu:
C 5-32
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 16


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

 Cách đúc: dùng khuôn cát
 σb = 150 (MPa)
 σbu = 320 (MPa)
Chọn vật liệu trục vít là: Th p 45,tôi cải thiện đạt độ rắn HRC>45
2. Xác định ứng suất cho phép của bánh vít [ ]
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng

7.2
1 với vs  1,16(m / s)  [
148

]= 155,2 (MPa)

b. Xác định ứng suất uốn cho phép [ ]
Theo công thức 7.11[1]: [ ]=0,12 σbu
 FO   0,12 bu  0,12.320  38, 4MPa
c.Ứng suất cho phép khi quá tải:
Theo công thức 7.14[1] có:

[ H ]max  1,5. H   1,5.155, 2  232,8  MPa 

[ F ]max  0.6 b  0, 6.150  90( MPa)

3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
2

 170  T2 .K H
aw  ( Z 2  q). 3 
.
, với:
 Z .  
q
2
H



KH- Hệ số tải trọng. Chọn sơ bộ KH=1,2
Chọn số mối ren trục vít Z1=2  Z2= u.Z1=16,09.2= 32,18
Chọn Z2= 32
Tỉ số truyền thực tế:
ut 

Z2
32

 16
Z1
2

Sai lệch tỉ số truyền:
u

ut  u
16  16, 09
.100% 
.100%  0,56 %
u
16, 09

q - hệ số dường kính trục
7.3
[1] , chọn q theo tiêu chuẩn q 10
150
T2 - Môment trên trục bánh vít trục II :T2= 1294037,94 (Nmm)

q =0,3.Z2=0,3.32= 9,6 ; Tra bảng B

Do vậy:

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 17


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

2

 170  T2 K H
 170  1294037, 94.1, 2
aw  ( Z 2  q). 3 
 (32  10). 3 
 237,99(mm)
 .
 .
q
10
 32.155, 2 
 Z 2 .[ H ] 
2

Chọn aw= 240(mm)

4. Xác định m đun:
2.aw
2.240

 11, 43(mm)
q  Z 2 10  32
7.3
[1] ,chọn m theo tiêu chuẩn: m 12,5
Tra bảng B
150
5. Tính chính xác khoảng cách trục aw
m( Z 2  q) 12,5.(32  10)
aw 

 262,5(mm)
2
2
Chọn aw=265(mm).
m

6. Xác định chính xác hệ số dịch chỉnh
Hệ số dịch chỉnh:
x

aw
265
 0,5.(q  Z 2 ) 
 0,5.(10  32)  0, 2  x  0, 7 thỏa mãn
m
12,5

7.Xác định các hệ số và một số th ng số động học:
Tỉ số truyền thực tế: ut=16


Z1 
4


  arc tg 
  10,89
q

2.
x
10

2.0,
2





óc vít lăn:  w  arc tg 

d w1  (q  2.x).m  10  2.0, 2.12,5  130(mm)
d w2  2.aw  d w1  2.265  130  400(mm)
 .d w1.n1
 .130.237,5

ận tốc trượt: vs 

 1, 65 (m/s)
60000.cos  w 60000.cos10,89

Đường kính vòng lăn của trục vít: 

ới vs =1,65 (m/s) Tra bảng 7.2[1] =>v= 1,65(m/s) =>  H  =140,5 (Mpa)
Theo bảng

7.4
1 với:
152

 Nhóm vật liệu bánh vít: Gang xám
 Độ rắn mặt ren trục vít: HRC 45
 Vận tốc trượt: vs = 1,65 (m/s)

Ta được:
 Góc ma sát   3,55o
 Hệ số ma sát f  0,062
Hiệu suất của bộ truyền:
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 18


Đồ án Chi tiết máy



Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

0,95.tg ( w ) 0,95.tg (10,89)

 0, 71
tg ( w   ) tg (10,89  3,55)

tải trọng: K H  K H  .K Hv , trong đó:
K H  - Hệ số tập trung tải trọng trên chiều rộng vành răng:
Tải trọng không đổi (các bộ truyền 1 cấp → K H  =1
K H  Hệ số tải trọng động:
K H - Hệ số

Với vs =1,65(m/s) tra bảng B

7.6
[1] ta được: Cấp chính xác của bộ truyền
153

trục vít bằng 9.
Tra bảng B

7.7
[1] với vs =1,65(m/s) và CCX=8 ta được K HV  1,3
153

Vậy K H  K H  .K Hv  1.1,3  1,3
8. Kiểm nghiệm răng bánh vít:

a. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc:
3

170  Z 2  q  T2 .K H 170  32  10  1294037,94.1,3
H 

 132, 09( MPa)

 .

 .
Z 2  aw 
q
32  265 
10
3

Kiểm tra:
 H  132,09  [ H ]  140,5

>Thỏa mãn

b. Kiểm nghiệm về độ bền uốn:
F 

1, 4T2 .K F .YF
 [ F ]
b2.d 2 .mn

[  F ]- Ứng suất uốn cho phép của bánh răng vít: [  F ]=38,4 (MPa)

KF - Hệ số tải trọng khi tính về uốn: KF = K F  .K Fv , K F  = K H  =1
K Fv = K Hv =1,3
mn - Mô đun pháp của răng bánh vít:
mn  m.cos   m.cos  w  12,5.cos10,89 o  12, 27( mm)
YF - Hệ số dạng răng: Phụ thuộc vào số răng bánh vít tương đương Zv:
Zv 

Z2
Z2
32


 33, 79
3
3
3
cos  cos  w cos 10,89o

Tra bảng B

7.8
[1] với Zv =68,94 ta được YF = 1,67
154

b2 - Chiều rộng bánh răng vít:
b2  0,75.da1  0,75.m.(q  2)  0,75.12,5.(10  2)  112,5

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

(mm)

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 19


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Chọn b2= 110(mm)
d2 =m.Z2 = 12,5.32 =400(mm)
Thay vào ta có:
F 

1, 4T2 .K F .YF 1, 4.1294037,94.1,3.1,67

 7, 28MPa  [ F ]  38, 4( MPa)
b2 .d 2 .mn
110.400.12, 27

(Thỏa mãn)
9. Tính nhiệt truyền động trục vít:
Diện tích thoát nhiệt cần thiết của hộp giảm tốc(Khi Aq 0,3.A):
A

1000(1   ).P
, trong đó:
[0,7.K t (1+ )+0,3.K tq ]. .([t d ]-t 0 )

  Hiệu suất bộ truyền:   0, 74

P - Công suất trên trục vít: P  P1  2,53(kW ).
Kt - Hệ số tỏa nhiệt: Kt =8 17,5 W/(m2 oC) Chọn Kt= 13
t0 - Nhiệt môi trường xung quanh: Thường lấy t0= 25o
[td] - Nhiệt độ cho phép cao nhất của dầu: Do trục vít đặt dưới  [td] = 90oC
Ktq - Hệ số tỏa nhiệt của phần bề mặt hộp được quạt tra bảng trang 157[1]
với số vòng quay của quạt nq = 950(vg/ph)  Ktq = 20,2(W/m2.C0)
  Hệ số kể đến sự thoát nhiệt xuống đáy hộp:   0,25
  Hệ số giảm nhiệt do làm việc ngắt quãng:   1
Thay vào ta có:
A

1000(1  ).P
1000(1  0, 74).2,53

 0,58(m2 )
[0,7.K t (1+ )+0,3.K tq ]. .([t d ]-t 0 ) [0, 7.13.(1  0, 25)  0,3.20, 2].1.(90  25)

10. Một vài thông số của bộ truyền:
Đường kính vòng chia:
d1  q.m  10.12,5  125(mm)

d 2  m.Z 2  12,5.32  400(mm)

Đường kính vòng đỉnh:
d a1  d1  2m  125  2.12,5  150(mm)

d a 2  m( Z 2  2  2.x)  12,5(32  2  2.0, 2)  430(mm)

Đường kính vòng đáy:

d f 1  d1  2, 4m  125  2, 4.12,5  95(mm)

d f 2  m( Z 2  2, 4  2.x)  12,5(32  2, 4  2.0, 2)  375( mm)



b2
110


 44o 4'
Góc ôm:   arcsin 
  arcsin 

 150  0,5.12,5 
 d a1  0,5.m 
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 20


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

11.Lực tác dụng
Theo công thức 10.2[1] ta có:
Fa1  Ft 2 

2TII 2.1294037,94

 6470,19( N )
d2
400

Ft1 = Fa 2 = Fa1 .tg
Fr1 = Fr 2 =

=4977,07.tg(10,89o+3,55o)= 1666,08 (N)

Fa1.cos 
6470,19.cos 3,55o
.tg .cos  
tg 20o.cos10,89o  2383, 40( N )
o
o
cos(   )
cos(10,89  3,55 )

12.Thông số bộ truyền trục vít
Thông số
Khoảng cách trục
Mô đun
Tỉ số truyền
Số mối ren vít
Số răng bánh vít
Đường kính vòng chia
Đường kính vòng lăn
Đường kính vòng đỉnh

Đường kính vòng đáy
Đường kính vòng đáy
Hệ số đường kính
Hệ số dịch chỉnh bánh vít
Góc ôm
Góc vít
Chiều rộng bánh vít
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

Ký hiệu
aw
m
u
Z1
Z2
d1
d2
dw1
dw2
da1
da2
df1
df2
q
x

w

b2

iá trị
265(mm)
12,5 (mm)
16
2
32
125 (mm)
400 (mm)
130 (mm)
400 (mm)
150 (mm)
430 (mm)
95(mm)
375(mm)
10
0,2
44°4’
10°53’
110 (mm)

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 21


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

13. Chọn khớp nối:
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi để nối trục.

Ta sử dụng khớp nối theo điều kiện:
Tt  Tkncf

cf
dt  d kn

Trong đó:
dt - Đường kính trục cần nối:
d sb 

3

TII
0, 2.[ ]

Chọn [ ]=20 MPa
 d sb 

3

TII
1294037,94
3
 68, 65(mm)
0, 2.[ ]
0, 2.20

Chọn dt =dsb = 68,65(mm)
Tt - Mooment xoắn tính toán:
Tt k.T, với:

k - Hệ số chế độ làm việc, phụ thuộc vào loại máy. Tra bảng, B

16.1
[2] ta lấy k 1,3
58

T - Môment xoắn danh nghĩa trên trục:
T = TII = 1294037,94 (Nmm)
Tt =k.T=1,3. 1294037,94 =1682249,322(Nmm)=1682,25(Nm)
16.10a
[2] với điều kiện:
68
Tt  1682249,322( Nmm)  Tkncf

cf
dt  68, 65(mm)  d kn

Tra bảng B

Ta được kích thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi,mm:
nmax
dm
d1
Do Z
B1
d
D
L
l
B

l1

D3

l2

71

48

48

48

260 120 175 140 125 200 8

2300 8

Kích thước cơ bản của vòng đàn hồi: Tra bảng B

70

160b
[2] với Tkncf  2000( Nm)
69

Ta được:
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 22


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

T,Nm

dc

d1

D2

l

l1

l2

l3

h

2000

24

M16

32

95

52

24

44

2

* Điều kiện sức bền dập của vòng đàn hồi:
d 

2kT
2.1,3.1294037,94

 1,99MPa  [ d ]  2MPa
Z .D0 .dc .l3
8.200.24.44

* Điều kiện sức bền uốn của chốt:
kTl0
1,3.1294037,94.64

 48, 68MPa  60MPa
3

0,1.dc .Do .Z
0,1.243.200.8
l
24
ới lo  l1  2  52   64
2
2

u 

GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 23


Đồ án Chi tiết máy

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

PHẦN 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC
 Trục dùng để đỡ các chi tiết quay, bao gồm trục tâm và trục truyền. Trục
tâm có thể quay với các chi tiết lắp trên nó hoặc không quay, chỉ chịu được
lực ngang và momen uốn.
 Trục truyền luôn luôn quay, có thể tiếp nhận đồng thời cả momen uốn và
momen xoắn. Các trục trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ là trục truyền.
 Chỉ tiêu quan trọng đối với phần lớn các trục là độ bền, ngoài ra là độ
cứng, đối với trục quay nhanh là độ ổn định
 Tính toán thiết kế trục bao gồm các bước:
 Chọn vật liệu

 Tính thiết kế trục về độ bền
 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
 Trường hợp cần thiết tiến hành kiểm nghiệm trục về độ cứng. Đối với
trục quay nhanh còn kiểm nghiệm trục về độ ổn định dao động.
1.Tính sơ bộ trục:
1.1 Chọn vật i u:
Dùng th p C45 có tôi cải thiện.
Ứng suất bền:  b  600(MPa)
Ứng suất xoắn cho ph p: [ ]  15...30MPa
1.2 Xác định sơ bộ đường kính trục:
10.9
[1] ta có:
188
TI
dI  3
0, 2.[ ]

Theo công thức

d II 

3

TII
0, 2.[ ]

Trong đó: [ ]: ứng suất xoắn cho ph p. Chọn trục I [ ]  15(MPa)
Trục II [ ]  20(MPa)
TI:Momen xoắn trên trục vít. TI=T1= 88341,86 (Nmm)
TII:Momen xoắn trên trục bánh vít TII =T2= 1294037,94 (Nmm)

ậy:
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 24


Đồ án Chi tiết máy

dI 

3

d II  3

Đề số 6/7: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

TI
88341, 86
3
 30,88(mm)
0, 2.[ ]
0, 2.15

TII
1294037,94
3
 68, 65(mm)
0, 2.[ ]
0, 2.20

d I  35(mm)

Chọn sơ bộ:

d II  70(mm)

1.3Lực tác dụng ên trục:
 ực do bộ truyền trục vít tác dụng lên:
2T2

 Fa1  Ft 2  d
2

 Ft1  Fa 2  Fa1.tg (   )

F .cos 
 Fr1  Fr 2 a1
.tg .cos 
cos(   )


Trong đó:
ần lượt là lực dọc trục trên trục vít và bánh vít
Ft1; Ft 2 : ần lượt là lực vòng trên trục vít và bánh vít
Fr1; Fr 2 : ần lượt là lực hướng tâm trên trục vít và bánh vít
d 2 : Đường kính vòng chia bánh vít, d2  650(mm)
T2 : Momen xoắn trên trục bánh vít, T2  1294037,94( Nmm)
 : à góc profin trong mặt cắt dọc của trục vít,   20o
 : Góc vít,   1118’
 : Góc ma sát,   3,15

Dấu do trục vít là chủ động
Fa1; Fa 2 :

2T2 2.1294037,94

 6470,19( N )
 Fa1  Ft 2  d 
400
2

Ta có:  Ft1  Fa 2  Fa1.tg (   )  6470,19.tg (10,890  3,550 )  1666, 08( N )

0
 Fr1  Fr 2  Fa1.cos  .tg .cos   6470,19.cos 3,55 .tg 200.cos10,890  2383, 40( N )

cos(   )
cos(3,550  10,890 )



ực do bộ truyền đai tác dụng lên trục theo kết quả phần 2 :
Fr  603,87( N )

ì góc nghiêng giữa bộ truyền đai và phương nằm ngang là @ 135o
Nên đường nối tâm tạo với phương thẳng đứng Oy 1 góc   45o
GVHD: TS.Phạm Minh Hải

SVTH: Nguyễn Ngọc Chung – 20113513
Trang: 25