Thuyết minh đồ án thiết kế máy

Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI HÀNH LÍ TRONG SÂN BAY………………….4
1.1.1. Khái niệm về băng tải hành lí
1.1.2. Ứng dụng của băng tải hành lí5
1.1.3. Phân loại băng tải hành lí5
1.1.4. Các thiết bị và cơ cấu chính sử dụng trong băng tải hành lí
1.1.5. Một số thiết kế và lưu ý của hành khách để đảm bảo an toàn cho hành
khách .8
1.2. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ MÁY…………………………..8
1.2.1.Các nguyên lí cơ bản khi thiết kế máy8
1.2.2 Các chỉ tiêu để đánh giá thiết kế9
1.2.3. Cách tiến hành thiết kế1
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÍ2
2.1. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ2
2.1.1. Xác định các thông số kỹ thuật:2
2.1.2. Thiết kế nguyên lý2
2.2.

TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC ……………………………………………….……………

13
2.2.1. Tính toán các thông số của băng vận chuyển3
2.2.2. Phân loại và chọn sơ đồ hộp giảm tốc:4
2.2.3 Chọn động cơ điện, phân phối tỉ số truyền, xách định số vòng quay, công
suất và momen các trục của hộp giảm tốc.19

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY23
3.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG…………………..…………………..23
3.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG………………………………….25
3.2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh25
3.2.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm29
3.3 THIẾT KẾ CHI TIẾT TRỤC, THEN VÀ GỐI ĐỠ TRỤC……………………2
3.3.1 Thiết kế chi tiết trục2
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 1


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

3.3.2 Thiết kế gối đỡ44
3.4 . CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC..................................47
3.4.1. Cấu tạo vỏ hộp47
3.4.2. Các chi tiết khác:48
3.4.3. Bôi trơn và lắp ghép hộp giảm tốc...............................................................51
3.5. BẢNG THỐNG KÊ KÍCH THƯỚC, VẬT LIỆU CÁC CHI TIẾT MÁY VÀ
SƠ

ĐỒ

MẠCH

ĐIỆN......................................................................................................51
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN53

4.1. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN........................................................................................53
4.2. HIỂU BIẾT THÊM53
TÀI LIỆU THAM KHẢO55

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 2


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế máy là môn khoa học nghiên cứu các phương pháp tính toán và thiết kế
các chi tiết máy có công cụ chung. Thiết kế máy có nhiệm vụ trình bày những kiến
thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lí cũng như phương pháp tính toán các hệ truyền động,
nhằm bồi dưỡng cho sinh viên khả năng giải quyết các vấn đề tính toán và thiết kế
các hệ truyền động. Đối với ngành Cơ điện tử thiết kế máy là môn kỹ thuật cơ sở, kết
nối giữa kiến thức đã học và thực tế.
Khi thiết kế, sinh viên lần đầu tiên bắt tay vào một công việc mới mẻ: rèn luyện khả
năng vận dụng lý thuyết để giải quyết các vấn đề liên quan trực tiếp và rất phổ biến
trong thực tế sản xuất, cụ thể là tính toán thiết kế những chi tiết và bộ phận máy có
hình dáng kích thước cụ thể, phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật, các chỉ tiêu về khả
năng làm việc của chi tiết, và trong một chừng mực nhất định phải thỏa mãn các chỉ
tiêu về kinh tế.
Trong nội dung một đồ án môn học với đề tài “Thiết kế hệ truyền động của băng
vận chuyển hành lí trong các sân bay”, được sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Trần
Xuân Tùy em đã hoàn thành đúng thời hạn. Tuy nhiên, do kiến thức có phần hạn chế
nên không tránh khỏi sai sót. Em mong tiếp tục nhận được sự hướng dẫn và góp ý của

các thấy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn.

SVTH: Võ Minh Nhật

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 3


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1

TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI HÀNH LÍ TRONG SÂN BAY

1.1.1. Khái niệm về băng tải hành lí trong sân bay
Băng tải là một sự sáng tạo đặc biệt mang tính ứng dụng rất cao. Thay vì vận
chuyển bằng sức người vừa tốn thời gian lại vừa tốn kém chi phí nhân công lại tạo
khung cảnh lộn xộn cho nơi làm việc. Hiểu được điều đó, nên hiện nay băng tải đang
được ứng dụng rất nhiều trong đời sống công nghiệp hiện đại.
Băng tải hành lí là thiết bị vận chuyển dạng băng tải chậm giúp vận chuyển
hành lí kí gửi trên một mặt phẳng nằm ngang. Hành lí kí gửi được đưa khỏi máy bay
và đặt lên băng tải. Hành khách nhận hành lí ở sảnh ra của sân bay. Trong sân bay
thường được lắp đặt nhiều băng tải để phục vụ cho nhiều chuyến bay đáp xuống liên
tục.

Hình 1.1: Mô hình băng vận chuyển hành lí ở sân bay

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 4


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

1.1.2. Ứng dụng của băng tải hành lí
Băng tải hành lí thường được lắp đặt tại các nhà ga tàu, sân bay…. Ứng dụng
chính là vận chuyển hành lí. Ngoài ra băng tải hành lí còn được sử dụng rộng rãi ở các
ngành khác như vận chuyển hàng hóa.
1.1.3. Phân loại băng tải vận chuyển
Băng tải vận chuyển hiện nay được thiết kế, chế tạo rất đa dạng với nhiều kiểu
loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình.
1. Phân loại theo dạng đường đi:

+Băng vận chuyển di chuyển thẳng rát phổ biến thường thấy ở các nhà ga
tàu, sân bay,…
+Băng vận chuyển dạng ô van ít phổ biến dùng để vận chuyển hàng hóa
thường thấy trong sân bay để trả hành lý,…
2. Phân loại theo các thông số cơ bản:

+Theo chiều dài băng vận chuyển.
+Theo dung lượng vận chuyển.
3. Phân loại theo mức độ tự động:

+Bán tự động
+Tự động
1.1.4. Các thiết bị và cơ cấu chính sử dụng trong băng vận chuyển hành lí
1. Nguồn động lực
Nguồn động lực có vai trò quan trọng trong tất cả các hệ thống truyền động.
Cung cấp toàn bộ năng lượng cho cả hệ thống hoạt động. Đối với băng vận chuyển
hành lí, nguồn động lực được sử dụng là động cơ điện không đồng bộ xoay chiều 3
pha 220-380V với tần số 50÷60Hz.
Vì động cơ rất quan trọng nên việc lựa chọn động cơ cho hệ thống băng vận
chuyển hành lí phải đảm bảo các điều kiện sau:
+ Công suất động cơ phải lớn hơn công suất cần thiết của cả hệ thống.
+Tốc độ phải phù hợp để đơn giản trong việc thiết kế các bộ giảm tốc và phải
đảm bảo về mặt kinh tế.
+Momen khởi động phải đủ sức thắng được monem cản ban đầu
+Động cơ không quá nóng khi làm việc trong thời gian dài.
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 5


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

2. Hộp giảm tốc
Hộp giảm tốc là một bộ phận phổ biến và quang trọng trong hầu hết các máy
móc cơ khí. Trong hệ thống băng vận chuyển hành lí, hộp giảm tốc dùng để giảm tốc
độ từ trục động cơ đến băng tải. Do băng vận chuyển hành lí không cần độ tự hãm lớn
nên các hãng chế tạo thường sử dụng bộ truyền bánh răng nghiêng kết hợp với bộ
truyền xích. Vì thế việc thiết kế hộp giảm tốc phải được tiến hành cẩn trọng, tính toán

kinh tế theo các phương án thích hợp nhất nên khi thiết kế hộp giảm tốc cần phải thõa
mãn các điều kiện sau:

Hình 1.2 Hộp giảm tốc
+ Hộp giảm tốc được thiết kế phải thỏa mãn những chi tiêu làm việc chủ yếu như
sức bền, độ bền mòn, độ cứng,…
+Gá thành chế tạo rẻ, nhỏ gọn và thẩm mĩ.
*Ngoài ra còn phải thỏa mãn những điều kiện kĩ thuật cơ bản:
+Cơ sở hợp lí để chọn kết cấu các chi tiết và bộ phận máy.
+Hình dáng cấu tạo của chi tiết phù hợp với các phương pháp chế tạo phôi gia
công.
+Những yêu cầu về tháo lắp, sữa chữa.
+Tiết kiệm được vật liệu.
+Dùng các chi tiết, bộ phận máy đã được tiêu chuẩn hóa.
+Bảo đảm dung sai lắp ghép các chi tiết.
*Ngoài ra khi thiết kế cần phải lưu ý đến các vấn đề an toàn lao động và thảm
mỹ của sản phẩm.
Như vậy, việc thiết kế hộp giảm tốc là quá trình sáng tạo. Để đạt được yêu cầu
của thiết kế có rất nhiều phương án khác nhau. Vì vậy người thiết kế phải vận dụng
các kiến thức về lý thuyết cũng như thực tế để lựa chọn phương án hợp lý và tối ưu
nhất. Mục đích cuối cùng là tạo ra chi tiết máy đảm bảo được các yêu cầu kĩ thuật,
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 6


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

tính kinh tế, tính thẩm mỹ, an toàn lao động,… Do đó trong quá trình thiết kế phải
tuân thủ các mục đích và yêu cầu của sản phẩm.
3. Băng dẫn
Gồm có hai dạng chính: dạng xích tấm và dạng con lăn.
+Dạng xích tấm với các tấm xích nối liền nhau, giúp hành lý được vận chuyển
không rơi ra ngoài khi chuyển đến tay hành khách.

Hình 1.3a Băng tải dạng xích tấm.
4. lớp áo bọc của băng vận chuyển hành lí

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 7


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Lớp áo bọc này có nhiệm vụ che chắn cho toàn bộ hệ thống truyền động của hệ
thống. Nó giúp ngăn cản bụi rơi vào các cơ cấu ăn khớp bên trong. Có thể làm giảm
tiếng ồn phát ra bên ngoài hệ thống. Nó còn tạo nên yếu tố thảm mỹ cho toàn bộ hệ
thống.
5. Cảm biến tốc độ
Là thiết bị dùng để kiểm tra tốc độ của băng vận chuyển. Sau đó, đưa thông số
vân tốc về tín hiệu điện áp hay dòng điện cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm để xử
lý và đưa ra tín hiệu điều khiển động cơ đảm bảo vận tốc làm việc của băng vận
chuyển theo các yêu cầu thay đổi bên ngoài.
Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều không đồng bộ gồm có:
+Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch roto

+ Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp stato.
+ Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực(p).
+Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số của điện áp. Thông
thường khi thay đổi tần số f để điều chỉnh tốc độ động cơ người ta thường kết hợp với
thay đổ điện áp stato
1.1.5. Một số lưu ý của người thiết kế để đảm bảo an toàn cho hành khách khi di
nhận hành lí kí gửi trong sân bay.
Một số tai nạn có thể tránh khỏi bằng cách tuân thủ một số khuyến cáo đơn an
toàn như:
+ Không đặt chân lên thành của băng tải.
+ Sau khi lấy hành lí nên nhanh chóng kiểm tra và rời khỏi khu vực nhận hành lí
để tránh gây ùn tắc.
+ Khi có trẻ nhỏ đi cùng nên quan sát và trông chừng, không được để trẻ nhỏ
trèo lên băng tải.
+ Không xô đẩy chen lấn khi nhận hành lí để tránh ngã vào băng tải.
1.2 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ MÁY
1.2.1 Các nguyên lí cơ bản khi thiết kế máy
1. Nguyên lý sức bền đều
Tất cả các chi tiết máy có sức bền tương đương nhau, đảm bảo thời gian mài
mòn như nhau, thời gian phục vụ như nhau
Trong thực tế, các chi tiết máy có điều kiện làm việc khác nhau, có vật liệu khác
nhau, tải trọng tác động khác nhau. Nhưng bị ràng buộc về mặt hình học do đó không
thể đảm bảo nguyên lí sức bền đều cho tất cả các chi tiết máy. Biện pháp để chúng ta
có thể thực hiện được nguyên lí này là :
+Phân nhóm các chi tiết theo thời gian phục vụ
+Thiết kế sao cho các chi tiết máy mau hỏng ở vị trí dễ thay thế. Trong hồ sơ của
máy phải có quy định về thời gian thay thế các chi tiết đó
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 8

Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

+Trong mọi trường hợp ta phải luôn luôn nghiên cứu vật liệu để chọn được vật
liệu phù hợp nhất về các thông số kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế,…
2. Nguyên lý trọng lượng bé nhất
Khối lượng máy càng bé thì càng tốt vì:
+Vận chuyển dễ dàng
+Các loại vật liệu sử dụng tương đương nhau mà khối lượng của máy nhỏ hơn
thì hạ giá thành, kích thước máy gọn hơn, chiếm ít không gian hơn.
+Thông thường trong chế tạo máy thì giá thành tính theo trọng lượng.
*Để đảm bảo các nguyên lý trọng lượng ta cần thực hiện các biện pháp:
+Chọn nguyên lí làm việc thích hợp.
+chọn vật liệu thích hợp
+Quy định trọng lượng máy để chọn được cơ cấu tối ưu nhất.
3. Nguyên lý công nghệ kết cấu
+Chế tạo và lắp ráp được.
+Sử dụng các cơ cấu phải tìm hiểu kỹ phân tích và nắm bắt các cơ cấu truyền
động.
+Tìm hiểu về công nghệ chế tạo cũng như thực hành trên các máy công cụ
+Thiết kế ra bản vẽ chế tạo chi tiết thích hợp để tạo ra sản phẩm.
+Quan tâm đến trình tự lắp ráp, tháo lắp để sửa chữa.
1.2.2 Các chỉ tiêu để đánh giá thiết kế
1. Chỉ tiêu về độ tin cậy
Chỉ tiêu về đọ tin cậy nhằm đánh giá thiết bị có duy trì được tính năng làm việc
của nó hay không. Để đánh giá về chỉ tiêu này ta thông qua tần suất hỏng hóc bất
thường của thiết bị.

Các biện pháp để đảm bảo độ tin cậy:
+Máy càng ít chi tiết thì độ chính xác càng cao.
+Thực hiện nghiêm túc việc bảo trì sửa chữa và thay thế các thiết bị theo đúng
thời gian quy định
+Vận hành máy đúng chế độ về công nghệ đối với người thiết kế máy. Quy định
đầy đủ các chế độ làm việc cảu máy và có cơ cấu đảm bảo đúng chế độ đó.
+Đảm bảo an toàn cho các cơ cấu hoạt động
2. Chỉ tiêu về độ chính xác
Chỉ tiêu về độ chính xác có nhiều cách để đánh giá:
+Độ chính xác động học: Độ chính xác về vận tốc chuyển động của xích truyền
động quan hệ với các thiết bị mà chuyển động của nhiều cơ cấu có ràng buộc lẫn
nhau, và quan hệ của các thiết bị có yêu cầu tốc độ chuyển động của khâu cuối cùng là
hằng số, hoặc thay đổi theo quy luật nhất định.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 9


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

+Độ chính xác hình học: Độ chính xác đến kết cấu hình học của khâu chấp hành
về kích thước, kích thước tương quan, hình dáng hình học và hình dáng hình học
tương quan.
+Độ chính xác về ổn định và động lực học: Tần số dao động riêng, tấn số dao
động cưỡng bức và chế độ làm việc khi tải.
Tiêu chuẩn độ chính xác được xây dựng trên cơ sở chủ yếu như sau:
+Điều kiện làm việc thực sự của máy: Tiêu chuẩn về độ chính xác cho từng loại

máy hoặc xây dựng tiêu chuẩn cho ngành sản xuất.
+Tốc độ chuyển động chính: Sai lệch của tốc độ thực do máy tạo ra so với tốc độ
làm việc không được quá 50%.
+Khi nguyên cứu độ chính xác giúp chúng ta lựa chọn được cơ cấu phù hợp,
hình thức chế tạo máy phù hợp.
3. Chỉ tiêu về độ bền
Độ bền là khả năng tiếp nhận tải trọng của máy mà không bị phá hủy. có hai chỉ
tiêu về độ bền là:
+Độ bền mòn: khi thiết kế máy phải đảm bảo chỉ tiêu độ bền mòn thì ứng suất
xuất hiện trong toàn bộ thiết bị phải nhỏ hơn ứng suất cho phép. Khi thiết bị mòn sẽ
làm giảm độ bền, giảm độ chính xác, giảm hiệu suất, tăng tải trọng động và tiếng ồn.
Cường độ mòn phụ thuộc vào trị số ứng suất tiếp xúc hoặc áp suất, vận tốc trượt
tương đối, sự bôi trơn, hệ số ma sát, và tính chống mà mòn của vật liệu.
Các biện pháp nâng cao độ bền mòn: Bôi trơn bề mặt tiếp xúc, chọn vật liệu
giảm ma sát,…
+Độ bền mỏi: là khả năng của thiết bị cản lại sự phá hủy mỏi. Đối với mọi kết
cấu kim loại, hợp kim thỏa mãn điều kiện mỏi điều thỏa mãn điều kiện bền
4.Chỉ tiêu về độ cứng vững và chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn
hóa, thống nhất hóa.
+Chỉ tiêu về độ cứng vững: được xác định bằng chuyển vị các phần tử của máy
trong phạm vi giới hạn đàn hồi
Biện pháp tăng độ cứng vững: Chọn hình dáng kết cấu thích hợp, bố trí các bộ
phận vị trí truyền động, tạo cơ chế siêu tĩnh.
+Chỉ tiêu về hệ số sử dụng các phần tử tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa: tiêu
chuẩn hóa là các phần tử có số lượng lớn được dùng phổ biến, tổ hợp các phần tử tạo
thành một bộ phận máy hoạt động độc lập. Quy định đối với các bộ phận hoặc phần
tử đó gọi là tiêu chuẩn. Mục đích để hạ giá thành sản phẩm và thời gian thiết kế, chế
tạo. Còn thống nhất hóa là các phần tử được dùng thường xuyên trong một ngành hoặc
một lĩnh vực nào đó.
1.2.3 Cách tiến hành thiết kế

Quá trình thiết kế có thể tiến hành theo các bước sau:
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 10


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

+Bước 1: Nghiên cứu đề tài, tham khảo những cấu tạo của các máy tương tự như
băng vận chuyên hàn hóa, … Chuẩn bị các phương tiện làm việc. Từ đó xác định các
thông số kỹ thuật cần thiết, thiết kế nguyên lý của toàn bộ hệ thống băng chuyển
người. Mô tả nguyên lí hoạt động của hệ thống
+Bước 2: Xác định kích thước của hệ thống
Giai đoạn này được tiến hành như sau: xác định công suất cần thiết để chon động
cơ điện, chọn động cơ, xác định tỉ số truyền chung và phân phối các bộ phận truyền
cho hệ thống dẫn động, tính các kích thước chủ yếu của bộ truyền (khoảng cách trục,
đường kính và chiều rộng bánh răng, đĩa xích….

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ NGUYÊN LÍ
2.1. THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 11


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

2.1.1. Xác định các thông số kỹ thuật:
Số liệu ban đầu:
+Hành trình:
L = 300m
+Vận tốc:
v = 1m/s
Sau khi tham khảo tài liệu xác định them các thông số:
Chiều rộng toàn hệ thống:
3000mm
Chiều rộng băng tải:
1000mm
Bán kính góc cua: +Bán kính trong: 500mm
+Bán kính ngoài: 1500mm
Dung lượng vận chuyển:
5000 hành lí/h
Nguồn cung cấp:
380V-50Hz
2.1.2. Thiết kế nguyên lý
1. Xây dựng sơ đồ động hệ thống băng vận chuyển hành lí
Từ việc phân tích các thiết bị và cơ cấu chính sử dụng trong băng vận chuyển
hành lí và trong quá trình tìm hiểu trên các nguồn tài liệu. Em đã xây dựng được sơ đồ
động của hệ thống băng vận chuyển hành lí như hình

Hình 2.1 Sơ đồ động của hệ thống băng vận chuyển hành lí

Từ mô hình sơ đồ động cho ta thấy rõ hơn được các thành phần và thiết bị cơ
bản của băng vận chuyển hành lí. Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ:
1: Hộp gảm tốc (gồm các bộ truyền bánh răng).
2: Bộ truyền xích.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 12


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

3: Khuôn dẫn hướng.
4: Con lăn.
5: Vỏ bọc bảo vệ.
6: Động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha.
7: Cụm mở rộng.
2. Mô tả nguyên lý hoạt động
Động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha khi được khởi động sẽ quay. Khi đó,
thông qua hộp giảm tốc sẽ đưa tốc độ cao của động cơ về tốc độ thấp. Tốc độ thấp này
sẽ được đưa vào bánh chủ động của bộ truyền xích của băng vận chuyển. Tại bộ
truyền xích có lắp đặt các tai ăn khớp với cơ cấu được gắn liền với băng dẫn. Mỗi
băng dẫn được nối với một bánh dẫn hướng chạy theo khuôn dẫn hướng định sẵn. Các
băng dẫn được nối với nhau thông qua khớp quay để có thể truyền động cho nhau và
chuyển động qua những khúc cua.

2.2. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
2.2.1. Tính toán các thông số của băng vận chuyển
Băng vận chuyển hoạt động vòng tròn theo một chiều nhất định (ở đây ta lấy
chiều ngược chiều kim đồng hồ) nhờ vào sự ăn khớp của cơ cấu lắp trên băng dẫn với
bộ truyền xích.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 13


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Từ tài liệu tham khảo và quy đổi các thông số: ta có được các kích thước như
hình vẽ:
1. Chiều cao tối thiểu từ mặt sàn đến mặt tên của tấm đệm.
2. Chiều rộng của khung thẳng.
3. Kích thước khu vực chân chống.
4. Chiều rộng lộ ra của tấm đệm.
5. Chiều rộng tổng thể của tấm đệm.
2.2.2. Phân loại và chọn sơ đồ hộp giảm tốc:
1. Phân loại hộp giảm tốc.
Hộp giảm tốc là một cơ cấu gồm các bộ truyền bánh răng hay trục vít, tạo thành
một tổ hợp biệt lập để giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến máy
công tác. Ưu điểm của hộp giảm tốc hiệu suất cao có khả năng truyền những công suất
khác nhau, tuổi thọ lớn, làm việc chắc chắn và sử dụng đơn giản.
Có rất nhiều tiêu chí để loại hộp giảm tốc. Tuy nhiên, đơn giản và phổ cập nhất
là phân theo hai tiêu chí sau:
+Theo nguyên lí truyền động: được chia ra các loại như bánh răng trụ, bánh răng
hành tinh, bánh răng côn, bánh vít, trục vít,… Có nhiều loại nguyên lí như vậy là bởi
mỗi loại điều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với yêu cầu sử dụng nhất định.
Chẳng hạn như các loại bánh răng trụ có giá thành rẻ, hoạt động ổn định, nhưng hạn
chế chỉ truyền động cho các trục, loại bánh vít trục vít thì hoạt động êm ái và có khả
năng tự hãm…
+Theo cấp giảm tốc: là thay đổi tỷ số truyền (thông qua việc thay đổi số lượng

bánh răng chuyển động ăn khớp nhau trong hộp giảm tốc). Chẳng hạn, muốn tỷ số
truyền là 4, chỉ cần phối hợp 2 bánh răng với số lượng răng tương ứng với tỷ lệ này là
1:4,…
*Hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 14


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Hình 2.2a và hình 2.2b là sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ nằm ngang và thẳng
đứng. Các bánh răng có thể răng thẳng, răng nghiêng hoặc chữ V. Vỏ hộp thường
được đúc bằng gang. Trục có thể lắp trong ổ lăn hoặc ổ trượt. Tỉ số truyền i có thể lấy
≤ 5 nếu là răng thẳng và có thể lấy tới 10 nếu là bánh răng nghiêng hoặc chữ V. Việc
chọn sơ đồ hộp giảm tốc nằm ngang hay thẳng đứng là do yêu cầu thuận tiện về kết
cấu chung của thiết bị dẫn động quyết định.

Hình 2.2a Hộp giảm tốc bánh
Hình 2.2b Hộp giảm tốc bánh răng trụ
răng trụ nằm ngang
thẳng đứng
*Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn hai cấp và ba cấp
Sơ đồ đồng trục: (hình 2.2c) Ưu điểm của loại sơ đồ này là cho phép giảm kích
thước chiều dài, trọng lượng so với các loại khác. Nhưng nhược điểm chính là khả
năng chịu tải trọng của cấp nhanh chưa dùng hết vì lực sinh ra trong quá trình ăn khớp
của các bánh răng cấp chậm lớn hơn nhiều so với các bánh răng cấp nhanh trong khi

khoảng các trục của hai cấp lại bằng nhau. Ngoài ra còn có các nhược điểm:
+Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí kết cấu chung của thiết bị dẫn động
vì chỉ có một trục vào và một trục ra.
+Khó bôi trơn bộ phận ổ trục ở giữa hộp.
+Khoảng cách giữa các gối đỡ của trục trung gian lớn, do đó muốn đảm bảo trục
đủ bền và cứng cần phải tăng đường kính trục.
Do những nhược điểm trên, sơ đồ hộp giảm tốc đồng trục rất ít dùng.
Sơ đồ hộp giảm tốc có cấp nhanh tách đôi dùng bánh răng nghiêng (hình 2.2d).
Ở cấp chậm dùng bánh răng chữ V hoặc bánh răng thẳng.
Hộp giảm tốc có cấp tách đôi được dùng rất rộng rãi nhờ những ưu điểm sau:
+Tải trọng phân bố đều trên các trục.
+Sử dụng hết khả năng của vật liệu chế tạo các bánh răng cấp chậm và cấp
nhanh.
+Bánh răng phân phối đối xứng với ổ, sự tập trung tải trọng theo chiều dài răng
ít hơn so với sơ đồ khai triển thông thường.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 15


Đồ án môn học thiết kế máy

Hình 2.2c Sơ đồ hộp giảm tốc
đồng trục

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Hình 2.2d Sơ đồ hộp giảm tốc có
cấp tách đôi

Khi chọn ổ cho hộp giảm tốc loại này nên lưu ý, chọn ổ sao cho trục lắp bánh
răng chữ V có khả năng tự điều chỉnh vị trí theo chiều trục để bù lại sai số góc
nghiêng răng.
Hộp giảm tốc cấp chậm tách đôi cũng có những ưu điểm như hộp giảm tốc có
cấp nhanh tách đôi.
Hộp giảm tốc có cấp tách đôi có nhược điểm là chiều rộng của hộp tăng lên một
ít, cấu tạo bộ phận ổ phức tạp hơn, số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng.
*Sơ đồ hộp giảm tốc hai cấp và ba cấp . Hộp giảm tốc hai cấp (hình 2.2e) thường
được dùng với phạm vi tỉ truyền i = 8÷30; ở các hộp giảm tốc tiêu chuẩn (IOCT
2188-55) có giới hạn imax = 50. Muốn có tỉ số truyền lớn có thể dung hộp giảm tốc ba
cấp ( hình2.2f ) ở đây i = 50÷400. Khuyết điểm chủ yếu của loại này là bánh răng
phân bố không đối xứng với gối tựa. Vì thế tải trọng phân bố không điều trên các ổ
trục. Các ổ trục được chon theo phản lực lớn nhất, nên tải trọng hộp giảm tốc có tăng
hơn so với các loại sơ đồ khác.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 16


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Hình 2.2e Hộp giảm tốc hai
Hình 2.2f Hộp giảm tốc ba
cấp khai triển
cấp khai triển
*Hộp giảm tốc trục vít

Hộp giảm tốc bánh răng nón- trụ hai cấp có tỉ số truyền thông thường i = 8÷15.
Hộp giảm tốc ba cấp (một cấp bánh răng nón và hai cấp bánh răng trụ, hình 2.2g)
được dùng khi i = 25÷75. Nếu dùng bánh răng nón răng nghiêng hoặc răng xoắn thì
tỉ số truyền i có thể lớn hơn trị số nêu ở trên.
Tùy theo vị trí tương đối giữa trục vít và bánh vít, sơ đồ hộp giảm tốc trục vít
chia làm 3 loại chính: trục vít đặt trên, đặt dưới và đặt cạnh. Ở hộp giảm tốc trục vít
đặt dưới (hình 2.2h) xác suất rơi của bột kim loại, sản phẩm của mài mòn và chỗ ăn
khớp ít hơn so với các loại trục vít đặt trên.

Hình 2.2g Hộp giảm tốc bánh
răng nón – trụ ba cấp

Hình 2.2h: Hộp giảm tốc
trục vít đặt dưới

*Hộp giảm tốc bánh răng – trục vít, trục vít – bánh vít hai cấp
Hình 2.2i là sơ đồ hộp giản tốc bánh răng – trục vít. Tỉ số truyền của hộp giảm
tốc này tới 150, trường hợp cá biệt có thể lớn hơn. Hình 2.2j là sơ đồ hộp giảm tốc
trục vít – bánh răng. Tỉ số truyền trung bình của loại này là 50 ÷ 130, imax có thể tới
250. Hình 2.2k là sơ đồ hộp giảm tốc trục vít hai cấp. Tỉ số truyền loại này có thể tới
70 ÷ 2500.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2 Trang 17


Đồ án môn học thiết kế máy
Hình 2.2i Hộp giảm tốc
bánh răng - trục vít

SVTH: Võ Minh Nhật

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
Hình 2.2j Hộp
giảm tốc trục vít
– bánh răng

Lớp 14CDT2 Trang 18

Hình 2.2k Giảm tốc
trục hai cấp


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Trong thiết kế môn học chi tiết máy, để tránh các kích thước của hộp giảm tốc
lớn và cấu tại phức tạp, tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng – trục vít và trục vít
– bánh răng nên giới hạn trong phạm vi i = 25÷80 , còn hộp giảm tốc trục vít hai
cấp i =150÷400.

2. Chọn sơ đồ nguyên lí hộp giảm tốc
Từ sự phân loại hộp giảm tốc trên kết hợp với việc tính toán các thông số của
băng vận chuyển. Ta chọn hộp giảm tốc có thể chọn hộp giảm tốc trục vít để kích
thước nhỏ gọn và tự hãm tốt, song việc chế tạo vọ truyền vít tương đối khó khăn hơn
với bộ truyền bánh răng, phải làm nhiều kim loại màu để làm vành bánh vít, cấu tạo
bộ phận ổ phức tạp, điều chỉnh khó khăn. Mặt khác băng vận chuyển nằm ngang nên
không cần độ tự hãm lớn. Vì vậy, thích hợp nhất là chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ

tròn răng nghiêng hai cấp. Để truyền động cho băng tải ta dùng bộ truyền xích có gắn
thêm các tai ăn khớp.

Hình 2.2l: Bộ truyền xích gắn thêm các tai ăn khớp.

SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2

Trang 19


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Hình 2.2m: Sơ đồ truyền động hộp giảm tốc
1. Động cơ.
2. Nối trục.
3. Hộp giảm tốc.
4. Bộ truyền xích.
5. Bộ truyền đai
2.2.3 Chọn động cơ điện, phân phối tỉ số truyền, xách định số vòng quay, công
suất và moomen các trục của hộp giảm tốc.
2.2.3.1. Chọn động cơ điện
Động cơ điện được chọn phải tận dụng được toàn bộ công suất của động cơ.
Khi làm việc không quá nóng, có khả năng quá tải trong thời gian ngắn, có moomen
khởi động đủ lớn để thắng được moomen cản ban đầu của phụ tải.
Để chọn động cơ điện, cần phải tính công suất cần thiết:

Trong đó:
Ƞ1= 0,97 _ Hiệu suất của bộ truyền xích
Ƞ2= 0,97 _ Hiệu suất của bộ bánh răng
Ƞ3= 0,995 _ Hiệu suất của một cặp ổ lăn
Ƞ4= 1
_ Hiệu suất khớp nối
Ƞ = 0,97×0,972 × 0,9954 × 1 = 0,895
Số hành lí tối đa chạy cùng lúc trên băng dẫn (trung bình 2 hành lí chiếm
khoảng 0.7-1m).
A = L.2 / 0,7 = 300. 2 / 0,7 = 858 (hành lí)
Tải trọng tối đa (P) tác động lên băng tải cùng một lúc:
P=A.m.g
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2

Trang 20


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Với:

A: Số hành lí tối đa.
m: khối lượng mỗi hành lí.
g: gia tốc trọng trường g~10m/s.
Theo quy định của hãng hàng không Vietnam Airlines, Hành lí kí gửi có khối
lượng nằm từ 7kg đến 32kg.

Như vậy, tải trọng tối đa tính được: P = 858 . 32 . 10 = 274560 (N)
Lực kéo (F) của băng vận chuyển:
F = P. = 274560. 0,02 = 5491,2 (N)
Với
Công suất (N) trên băng vận chuyển:
N = = = 5,5 (kW)
Từ đó ta tính được:
Nct = = = 6,14 (kW)
Trong tiêu chuẩn động cơ có nhiều loại thoải mãn điều kiện này. Chọn động cơ điện
có mômen mở máy cao và có che kín có quạt gió. Dựa vào bảng P1.2, ta chọn động
cơ AO2-51-4 có các thông số sau:
N= 7,5kW, n = 1460 v/p, giá thành hợp lí.

2.2.3.2. Phân phối tỉ số truyền:
Từ vận tốc đặt ra ta tính toán được số vòng quay của đĩa xích ở đầu ra như
sau:
- Khi đĩa xích di chuyển 1 răng thì các mắc xích di chuyển được 1 bước
xích. Ta chọn xích có bước xích theo tiêu chuẩn là 12,7mm.
- Chọn đĩa xích có số răng quy định từ 9-150 răng. Dãy khuyên dùng là 17;
19; 21; 23; 25; 38; 57; 76; 95 và 114. Ở đây ta chọn đĩa xích có số răng là
76.
Như vậy ta tính được 1 vòng quay của đĩa xích thì các mắc xích di chuyển
được quãng đường là:
d = 76 x 25,4 = 1930,4 mm
Để đạt được vận tốc 1m/s thì đĩa xích sẽ quay số vòng là:
n = = 0.5(v/s) ~ 30 (v/p)
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2

Trang 21


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Tỷ số truyền chung là:
Với nt = 62,16 (vg/ph) _số vòng trên tang băng thang
= 48,66
-Mà ta có: i = iđ in. ic
-Trong đó:
iđ là tỷ số truyền của bộ truyền đai
in là tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp nhanh.
ic là tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng cấp chậm.
Chọn iđ = 3,25
in. ic = = 14,97
-Để đảm bảo việc bôi trơn bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng
phương pháp ngâm dầu được tốt nhất ta chọn:
in = (1,2÷1,3).ic
Do đó ta chọn in = 4,3
ic = 3,5
2.2.3.3. Xác định số vòng quay, công suất và moomen trên các trục hộp giảm
tốc.
b. Xác định công suất các trục:
+ Trục động cơ:
PI = Pdc.η3 = 7.5×0,995 = 6(kW)
+ Trục I:
PII = PI. η2 .η3 =6 ×0,97×0,995 = 5,64 (kW)
+ Trục II:

PIII = PII. η2 .η3 = 5,64 ×0,97×0,995 = 5,43(kW)
+ Trục III:
Pt = PIII. η1 = 5,43×0,97 = 5,25 (kW)
c. Xác định moomen xoắn trên các trục:
Công thức để xác định momen xoắn trên các trục là: Mx = 9,55×106.
Trong đó: Pi và ni là công suất và vận tốc (vg/ph) của trục thứ i (i = idc+iIII)
+ Trên trục động cơ:
MxI = 9,55×106 × = 39247 (Nmm)
+ Trên trục thứ I:
MxII = 9,55×106 × = 119693 (Nmm)
+ Trên trục thứ II: MxIII = 9,55×106 × = 491142 (Nmm)
+ Trên trục thứ III:
Mxt = 9,55×106 × = 1671250 (Nmm)
Để thuận tiện cho quá trình tính toán thiết kế ta lập bảng số liệu được tính như
sau:
Trục
Thông số
i
n (vg/ph)
P (kW)

Trục động cơ
id= 3,25
1460
6

SVTH: Võ Minh Nhật

Trục I

Trục II

in = 4,3
450
104,65
5,64
5,43
Lớp 14CDT2

Trục III
ic = 3,5
30
5,25
Trang 22


Đồ án môn học thiết kế máy
M (Nmm)

39247

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
119693

491142

1671250

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC KẾT CẤU MÁY
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI THANG:

Đai hình thang được chia làm 7 loại, theo kích thước tiết diện từ nhỏ
đến lớn. Kích thước tiết diện đai và chiều dài đai đã được tiêu chuẩn hóa:
Ta có động cơ có thông số N=17kW, n=1450 v/p, nđ= 446 v/p
Giả thiết vận tốc của đai v > 5 m/s có thể dùng loại A hoặc δ(bảng 9-13)
A
δ
Tiết diện đai a x h (mm) (bảng 9-11)
13x8
17x10,5
3.1.

Diện tích tiết diện F(mm2)

81

138

Đường kính bánh đai nhỏ(d) (bảng 3.4) 140mm

200mm

Kiểm nghiệm vận tốc đai
10,6

15,2

v < vmax = (30-50) m/s
Đường kính bánh đai lớn (D):
445mm
Số vòng quay thực của trục bị dẫn:

nđ = (1-0,02).1450. = 1421.

SVTH: Võ Minh Nhật

636mm

447

Lớp 14CDT2

447

Trang 23


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

+Chọn sơ bộ khoảng cách trục A (bảng 9-16)
A~D
450

630

+Tính chiều dài đai L theo khoảng cách trục A sơ bộ:
L=

1870

2648

Lấy L theo tiêu chuẩn: (bảng 9-12)

1900

2650

+ Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L đã lấy theo tiêu chuẩn:
460
637
+khoảng cách nhỏ nhất(cần thiết để mắc đai):
Amin= A – 0,015L
432

597

+khoảng cách lớn nhất cần thiết để tạo lực căng:
Amax = A + 0,03L
517

717

+Tính góc ôm 1:
142
142
1 = 180 - .57
Các góc đều thỏa điều kiện > 120.
+Xác định số đai cần thiết:
Chọn ứng suất căng ban đầu o = 1,2 N/mm2 và theo trị số d tra bảng 3.7

tìm được công suất có ích cho phép:
[p]o N/mm2
1,7
1,74
Ct (bảng 9-6)
0,9
0,9
C (bảng 9-18)
0,89
0,89
Cv (bảng 9-19)
1
0,94
Số đai tính theo công thức:
Z
Lấy số đai Z:

4,6

1,9

5

2

+Các kích thước chủ yếu của bánh đai
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2

Trang 24


Đồ án môn học thiết kế máy

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

Chiều rộng:
B=(Z-1).t + 2S
84
Đường kính ngoài của bánh đai:
d1 = d + 2h
147
D1 = D + 2h
457
t,S,C ( tra bảng 13-5)
+ Tính lực căng ban đầu (S) và lực tác dụng lên trục (R)
S = o.F
97
R = 3S.Z.
1380
•

45
210
640

166
940

Kết luận: Chọn phương án dùng bộ truyền loại A có khuôn khổ nhỏ gọn
hơn tuy chiều rộng bánh đai và lực tác dụng lên trục lớn hơn một ít so
với dương án dùng loại δ.
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG:

3.2.

3.2.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh
1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

σ b = 580 N / mm 2
o

Bánh nhỏ: thép 45 thường hóa,

σ ch = 290 N / mm 2
HB = 220, phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi từ 100÷300 mm)

σ b = 480 N / mm 2
o

Bánh lớn: thép 35 thường hóa, hóa,

σ ch = 240 N / mm2
HB = 180, phôi rèn (giả thuyết đường kính phôi từ 300÷500 mm)
2.Xác định ứng suất tiếp cho phép và ứng suất uốn cho phép:
a. Ứng suất tiếp xúccho phép:
Số chu kì làm việc của bánh lớn
3

 Mi 
N 2 = 60.u.∑ 
÷ .ni .Ti
 M max 

Trong đó u- số lần ăn khớp của một răng khi bánh quay một vòng

M i , ni , Ti
- moomen xoắn, số vòng quay một phút và tổng thời giờ
bánh răng làm việc ở chế độ i.
SVTH: Võ Minh Nhật

Lớp 14CDT2

Trang 25