Thiết kế hệ thống dẫn động xích tải

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
NGÀNH CƠ KỸ THUẬT

GVHD: Nguyễn Tường Long
Nhóm SVTH:

Ngày hoàn thành: 14/06/2018

Ngày bảo vệ: 19/06/2018


ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI
Phương án:

Hệ thống dẫn động xích tải bao gồm :
(1) Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; (2)Bộ truyền đai thang; (3) Hộp giảm
tốc trục vít – bánh răng; (4) Nối trục đàn hồi; (5) Xích tải
Số liệu thiết kế :
- Lực vòng trên xích tải F(N): 16000
- Vận tốc xích tải v, (m/s): 0,5
- Số răng đĩa xích tải dẫn, z (răng): 15
- Bước xích tải, p (mm): 120
- Thời gian phục vụ L, năm : 10
- Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ :
- t1, giây: 25
- t2, giây: 15
- T1: T
- T2: 0,6T
Yêu cầu:

- 01 bản thuyết minh
- 01 bản vẽ lắp A0 cho hộp giảm tốc và 02 bản vẽ chi tiết (dùng Autocad).
- Tính toán – Mô phỏng (Inventor hay Solidworks, có thể dùng ANSYS).
- Có thể in 3D hộp số (nếu có khả năng về kinh phí).

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH TẢI.........................1
1.1. Tổng quan về hệ thống bộ truyền xích.......................................................1
1.1.1. Nguyên lí làm việc..............................................................................1
1.1.2. Phân loại..............................................................................................1
1.1.3. Ưu điểm, nhược điểm và phạm vi sử dụng.........................................2
1.2. Các loại băng tải xích.................................................................................3
1.2.1. Băng tải xích inox................................................................................3
1.2.2. Băng tải xích nhựa...............................................................................4
CHƯƠNG 2. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.....5
2.1. Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, chọn
quy cách động cơ...............................................................................................5
2.1.1. Chọn kiểu loại động cơ........................................................................5
2.1.2. Xác định công suất của động cơ..........................................................5
2.1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ..........................................6
2.1.4. Chọn quy cách động cơ.......................................................................6
2.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn...7
2.2. Phân phối tỷ số truyền................................................................................7
2.3. Xác định các thông số động học và lực của các trục..................................9
2.3.1. Tính tốc độ quay trên các trục.............................................................9
2.3.2. Tính công suất trên các trục.................................................................9
2.3.3. Tính momen xoắn trên các trục...........................................................9
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN..............................11

3.1. Thiết kế bộ truyền đai...............................................................................11
3.1.1. Chọn loại đai và tiết diện đai.............................................................11
3.1.2. Xác định kích thước và thông số bộ truyền.......................................11
3.1.3. Xác định lực trong bộ truyền.............................................................14
3.2. Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít.......................................................16
3.2.1. Số liệu ban đầu:.................................................................................16
3.2.2. Dự đoán vận tốc trượt........................................................................16
3.2.3. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép của
bánh vít........................................................................................................17
3.2.4. Chọn số mối ren................................................................................17
3.2.5. Chọn hiệu suất sơ bộ của bộ truyền trục vít......................................17
3.2.6. Tính khoảng cách trục theo độ bền tiếp xúc......................................17
3.2.7. Xác định kích thước chính của bộ truyền..........................................18
3.2.8. Vận tốc trượt xác định.......................................................................19
3.2.9. Tính toán lại ứng suất tiếp xúc cho phép...........................................19
3.2.10. Xác định số răng tương đương bánh vít..........................................19
3.2.11. Tính toán nhiệt.................................................................................20
3.2.12. Kiểm tra độ cứng của trục vít..........................................................20
3.3. Thiết kế răng trụ thẳng.............................................................................20
3.3.1. Chọn vật liệu.....................................................................................20
3.3.2. Xác định ứng suất cho phép..............................................................21
3.3.3. Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền.....................................24
3.3.4. Xác định thông số ăn khớp................................................................25
3.3.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...............................................27
3.3.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.....................................................29
3.3.7. Kiểm nghiệm độ bền quá tải..............................................................31
3.4. Nối trục đàn hồi........................................................................................31
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN...........................................33
4.1. Chọn vật liệu............................................................................................33

4.2. Xác định sơ bộ đường kính trục...............................................................33


4.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực...........................33
4.4. Tải trọng tác dụng lên trục........................................................................37
4.5. Xác định các lực lên các trục....................................................................39
4.6. Biểu đồ moment trên từng trục.................................................................40
4.6.1. Trục I.................................................................................................40
4.6.2. Trục II................................................................................................43
4.6.3. Trục III...............................................................................................47
4.7. Xác định đường kính các đoạn trục..........................................................50
M
M
4.7.1. Tính Moment uốn tổng kj và moment tương đương tdkj tại các tiết
diện j............................................................................................................51

4.7.2. Đường kính tại các tiết diện j trên mỗi trục.......................................52
4.8. Kiểm nghiệm trục và độ bền của then......................................................54
4.8.1. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi......................................................54
4.8.2. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh......................................................60
4.8.3. Kiểm nghiệm độ bền của then...........................................................61
CHƯƠNG 5. Ổ LĂN...........................................................................................63
5.1. Trục I........................................................................................................63
5.2. Trục II.......................................................................................................65
5.3. Trục III......................................................................................................68
CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC.................................................70
6.1. Chọn thân máy..........................................................................................70
6.1.1. Yêu cầu..............................................................................................70
6.1.2. Xác định kích thước vỏ hộp..............................................................70
6.2. Các chi tiết có liên quan tới kết cấu của vỏ hộp.......................................71

6.2.1. Chốt định vị.......................................................................................71
6.2.2. Nắp ổ.................................................................................................72
6.2.3. Cửa thăm...........................................................................................72
6.2.4. Nút thông hơi.....................................................................................73
6.2.5. Nút tháo dầu......................................................................................74
6.2.6. Que thăm dầu.....................................................................................74


6.2.7. Vít tách nắp và thân hộp giảm tốc.....................................................74
6.2.8. Vòng phớt..........................................................................................75
6.2.9. Vòng chắn dầu...................................................................................75
6.2.10. Bánh răng trụ...................................................................................76
6.2.11. Vòng móc........................................................................................78
6.3. Bôi trơn.....................................................................................................78
6.3.1. Bôi trơn các bộ truyền trong hộp.......................................................78
6.3.2. Bôi trơn ổ lăn.....................................................................................78
6.4. Dung sai lắp ghép.....................................................................................79
6.4.1. Dung sai ổ lăn....................................................................................79
6.4.2. Lắp ghép bánh răng trên trục.............................................................79
6.4.3. Lắp ghép then....................................................................................80
CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG VỎ HỘP GIẢM TỐC................82


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Bộ truyền xích..........................................................................................1
Hình 2. Các loại xích.............................................................................................2
Hình 3. Băng tải xích inox.....................................................................................3
Hình 4. Băng tải xích nhựa....................................................................................4
Hình 5. Đai thang thường....................................................................................11
Hình 6. Trục I......................................................................................................35

Hình 7. Trục II.....................................................................................................36
Hình 8. Trục III....................................................................................................37
Hình 9. Phân tích lực trên các trục......................................................................40
Hình 10. Biểu đồ moment của trục I...................................................................41
Hình 11. Phản lực tại A và C của trục I...............................................................41
Hình 12. Biểu đồ Moment My của trục I.............................................................42
Hình 13. Biểu đồ Moment Mz trục I....................................................................43
Hình 14. Biểu đồ moment của trục II..................................................................45
Hình 15. Phản lực tại A và D của trục II.............................................................46
Hình 16. Biểu đồ Moment My trục II..................................................................46
Hình 17. Biểu đồ moment Mx trục II...................................................................47
Hình 18. Biểu đồ moment trục III.......................................................................48
Hình 19. Phản lực tại A và C của trục III............................................................49
Hình 20. Biểu đồ moment My trục III.................................................................49
Hình 21. Biểu đồ moment Mx trục III.................................................................50
Hình 22. Chốt định vị..........................................................................................72
Hình 23. Cửa thăm..............................................................................................73
Hình 24. Nút thông hơi........................................................................................73
Hình 25. Nút tháo dầu.........................................................................................74
Hình 26. Que thăm dầu........................................................................................74
Hình 27. Vòng phớt.............................................................................................75
Hình 28. Bánh răng trụ........................................................................................76


Hình 29. Vòng móc.............................................................................................78


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Bảng thông số động học, momen và tỷ sô truyền hộp giảm tốc............10
Bảng 2. Thông số bộ truyền đai thang.................................................................16

Bảng 3. Thông số hình học cảu bánh vít và trục vít............................................19
Bảng 4. Thông số hình học của bánh răng trụ nhỏ và bánh răng trụ lớn.............27
Bảng 5. Bảng thông số ren của các trục I, II và III.............................................60
Bảng 6. Kết cấu nắp ổ trong hộp giảm tốc..........................................................72
Bảng 7. Dung sai ổ lăn của 3 trục I, II và III.......................................................79
Bảng 8. Dung sai lắp ghép trục II và bánh vít, bánh răng trụ nhỏ.......................80
Bảng 9. Dung sai lắp ghép trục III với bánh răng trụ lớn....................................80
Bảng 10. Sai lệch giới hạn của chiều rộng và chiều sâu rãnh then.....................81


LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành kinh tế
nói chung và ngành kỹ thuật nói riêng đòi hỏi các kỷ sư và cán bộ kỹ thuật nắm
được kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức
đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế.
Đồ án môn học – Thiết kế kỹ thuật là một trong những bước cơ bản đầu
tiên giúp cho sinh viên có một cái nhìn thực tế cụ thể hơn với các kiến thức năm
nhất năm hai đã học, nó còn là một môn cơ sở rất quan trọng để sinh viên chuẩn
bị tiếp cho môn Đồ án Mô phỏng Cơ kỹ thuật và hoàn thiện Luận văn tốt nghiệp
một cách tốt nhất. Trong quá trình thực hiện nhóm sinh viên có thể bổ sung và
hoàn thiện kỹ năng vẽ cơ khí cũng như cách tính toán một cách hợp lí và chính
xác, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên Ngành Cơ kỹ thuật.
Đề tài của nhóm sinh viên được giao là Thiết kế hệ thống dẫn động xích
tải. Đồ án thiết kế truyền động này giúp chúng em được tìm hiểu và thiết kế hộp
giảm tốc, qua đó có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn như Cơ
lý thuyết, Vẽ kỹ thuật, Cơ học vật răn biến dạng...
Cuối cùng nhóm sinh viên xin chân thành cảm ơn các Thầy cô bộ môn,
các ban trong Ngành Cơ kỹ thuật, đặc biệt là Thầy NGUYỄN TƯỜNG LONG
đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo một cách tận tình giúp nhóm sinh hoàn thành tốt
nhiệm vụ được giao.

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 nhóm không thể
tránh được những thiếu sót. Vì vậy nhóm rất mong nhận được sự góp ý của các
thầy cô và các bạn để đồ án này được tốt hơn.


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XÍCH
TẢI
1.1. Tổng quan về hệ thống bộ truyền xích
Vào năm 225 trước Công nguyên, Philo đã mô tả hệ thống lấy nước bằng bộ
truyền xích. Leonardo da Vinci phác thảo bản thiết kế xích vào những năm
1500.
Hệ thống băng tải, xích tải là hệ thống mang lại hiệu quả cao trong việc vận
chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu sản xuất. Hiện nay có rất nhiều loại xích tải
đang được ứng dụng, dựa theo điều kiện và tính chất công việc của các doanh
nghiệp, xí nghiệp, nhà máy cần lựa chọn loại xích tải phù hợp với doanh nghiệp
của mình.
1.1.1. Nguyên lí làm việc
Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ vào
sự ăn khớp giữa các mắc xích với răng của đĩa xích. Bộ truyền xích bao gồm
xích 1 và các đĩa xích dẫn 2, bị dẫn 3. Các trục của bộ truyền xích song song
nhau, có thể trong bộ truyền có nhiều bánh xích bị dẫn. Ngoài ra, trong bộ
truyền xích có thể có bộ phận căng xích, các bộ phận che chắn và bộ phận bôi
trơn.

Hình 1. Bộ truyền xích
1.1.2. Phân loại
Theo công dụng chung, người ta chia xích làm ba nhóm: xích kéo, xích tải và
xích truyền động. Trong đồ án này chúng ta khảo sát về bộ truyền xích tải.

Trang 1


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Hình 2. Các loại xích
a) Xích tải tròn; b) Xích tải bản; c) Xích tải kéo ống;
d) Xích truyền động một dãy; e) Xích truyền động hai dãy;
f) Xích truyền động má cong; g) Xích truyền động ống;
h, i) Xích răng có má dẫn hướng trong và ngoài
j, k) Xích ống truyền động có mắc xích định hình
1.1.3. Ưu điểm, nhược điểm và phạm vi sử dụng
So với bộ truyền đai, bộ truyền xích có các ưu điểm sau:
- Không có hiện tượng trượt, hiệu suất cao hơn, có thể làm việc khi có quá
tải đột ngột.
- Không đòi hỏi phải căng xích, lực tác tác dụng lên trục và ổ nhỏ hơn
- Kích thước bộ truyền nhỏ hơn bộ truyền đai nếu truyền cùng công suất và
số vòng quay.
- Bộ truyên xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh
xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trọng như trong bộ truyền đai và
do đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn.
Các nhược điểm của bộ truyền xích là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa
xích không theo đường tròn, mà theo hình đa giác, do đó khi vào khớp và ra

Trang 2


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

khớp, các mắc xích xoay tương đối với nhau và bản kề xích bị mòn, gây nên tải
trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức
thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có
bộ phận điều chỉnh xích.
Phạm vi sử dụng: bộ truyền xích được sử dụng khi truyền chuyển động và công
suất giữa các trục có khoảng cách xa (đến 8m) cho nhiều đĩa xích bị dẫn cùng
một lúc. Sử dụng trong trường hợp có vận tốc thấp và trung bình v < 15 m/s và
số vong quay n < 500 vg/ph. Thông thường đặt bộ truyền xích sau hộp giảm tốc.
1.2. Các loại băng tải xích
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại băng tải xích như: Băng tải xích inox,
băng tải xích nhựa, băng tải xích tấm, băng tải xích cào, băng tải xích treo, băng
tải xích đan lưới… Tuy nhiên 2 loại băng tải xích inox và băng tải xích nhựa là
được sử dụng nhiều nhất với các tính năng ưu việt hơn so với loại khác.
1.2.1. Băng tải xích inox

Hình 3. Băng tải xích inox
- Được chế tạo bằng inox, chịu sự mài mòn cao, có độ bền cao, chống gỉ tốt
nên thường được sử dụng trong các môi trường khác nghiệt.
- Băng tải có nhiệm vụ di chuyển các vật thể có kích thước lớn, trọng lượng
nhiều , điều này con người khó có thể di chuyển được hoặc cần lượng
nhân công rất lớn.
- Kết cấu gồm những tấm thép bắt ngang thường được sử dụng trong các
ngành sản xuất tải gỗ, đất, xi măng, đá…

Trang 3


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

- Băng tải xích inox còn có loại lưới inox tạo thành băng tải lưới inox có
chốt ngang. Sử dụng trong các môi trường tải thực phẩm, thủy sản, hay
trong các môi trường ngâm nước …
1.2.2. Băng tải xích nhựa
- Có trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, nhưng độ thẩm mỹ cao, phù hợp
với mọi địa hình như cong, ngang…

Hình 4. Băng tải xích nhựa

Trang 4


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

CHƯƠNG 2. CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI
TỶ SỐ TRUYỀN
2.1. Xác định công suất cần thiết, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện, chọn
quy cách động cơ
2.1.1. Chọn kiểu loại động cơ
Hiện nay có hai loại động cơ điện là động cơ điện một chiều và động cơ xoay
chiều. Để thuận tiện phù hợp cho lưới điện hiện nay ta chọn động cơ điện xoay

chiều. Trong các loại động cơ điện xoay chiều nhóm chọn động cơ điện ba pha
không đồng bộ roto ngắn mạch. Vì động cơ này có các ưu điểm: kết cấu đơn
giản, giá thành tương đối thấp, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực
tiếp vào lưới điện ba pha không cần biến đổi dòng điện.[1] trang 21
2.1.2. Xác định công suất của động cơ
Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức 3.11[2] trang 96
Trong đó:
– Công suất cần thiết trên trục động cơ (kW)
– Công suất tính toán trên trục máy công tác (kW)
– Hiệu suất chung của cả hệ thống
Theo công thức 3.4[2] trang 94
Theo công thức 3.10[2] trang 96

Hiệu suất truyền động theo công thức 2.9[1] trang 19
Theo bảng 3.3 [2] trang 96 ta chọn:
= 0,99: Hiệu suất của một cặp ổ lăn
= 0,85: Hiệu suất của bộ truyền trục vít
= 0,96: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ
= 0,94: Hiệu suất của bộ truyền đai
= 0,98: Hiệu suất của khớp nối
Trang 5


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Thay vào (1.1) ta được:
Vậy
2.1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ

Số vòng quay sơ bộ của động cơ theo công thức 2.18 [1] trang 21
Trong đó:
: Số vòng quay sơ bộ của động cơ
: Số vòng quay của trục máy công tác, ở bài toán này là đĩa xích
: Tỷ số truyền cho toàn hệ thống
Tra theo bảng 2.4 [1] trang 21, ta chọn:
= 3 Tỷ số truyền của bộ truyền đai thang
= 12 Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít
= 5 Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ
= 1 Tỷ số truyền của khớp nối
Suy ra:
2.1.4. Chọn quy cách động cơ
Động cơ được chọn phải thỏa mãn các điều kiện:
;
Theo bảng phụ lục P1.2 [1], ta chọn động cơ có:
- Kiểu động cơ: DK.62-2
- Công suất động cơ: P = 10 kW
- Vận tốc quay: n = 2930 (vg/ph)
Kiểu động
cơ

Công suất
kW

Vận tốc
quay
(vg/ph)

Cos

DK.62-2

10

2930

0,89

Trang 6

2,5

1,7


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

2.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn
2.1.5.1. Kiểm tra điều kiện mở máy
Khi mở máy momen tải không được vượt quá momen khởi động của động cơ (T
< Tk nếu không động cơ sẽ không chạy. Trong các catalog của động cơ đều cho
tỷ số , đó cũng là một số liệu cần để tham khảo khi chọn nhãn hiệu động cơ, với
điều kiện:
Trong đó Tmm – Momen mở máy của thiết bị dẫn động.
(theo bảng 1.1 ở trên)
Theo lược đồ phân bố tải trọng tác động như đã cho trong đề bài
Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy
2.2. Phân phối tỷ số truyền

Xác định tỷ số truyền ut của hệ dẫn động
Theo công thức 3.8 trang 95 [2]
Trong đó:
: Số vòng quay của động cơ
: Số vòng quay của đĩa xích
Thay số ta được:
Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động ut cho các bộ truyền
Tỷ số truyền ngoài hộp:
Theo bảng 2.4 trang 21 [1] ta chọn:
= 3,12: Tỷ số của bộ truyền đai
Vậy = 3
Suy ra:
Tỷ số truyền trong hộp:
Trang 7


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Do trục vít – bánh răng có răng nghiêng và nằm trong khoảng từ 40 đến 120
nên ta chon c = 2,4, sau đó tra bảng 2.4 [1] trang 47
Với ta tìm được , do đó tỷ số truyền của bánh răng trụ thẳng sẽ là:
Kiểm tra lại:
Ta có:
Sự chênh lệch giữa và không đáng kể
Vậy ta có kết quả tỷ số truyền của các bộ truyền trong hệ thống
Bộ truyền đai:
Bộ truyền bánh răng trụ thẳng:
Bộ truyền trục vít bánh răng:

2.3. Xác định các thông số động học và lực của các trục
2.3.1. Tính tốc độ quay trên các trục
Trục động cơ: (vg/ph)
Trục I: (vg/ph)
Trục II: (vg/ph)
Trục III: (vg/ph)
2.3.2. Tính công suất trên các trục
Gọi công suất các trục I, II, III lần lượt là PI, PII, PIII
Công suất danh nghĩa trên trục I:
(kW)
Công suất danh nghĩa trên trục II:
(kW)
Công suất danh nghĩa trên trục III:
kW)
2.3.3. Tính momen xoắn trên các trục
Trục động cơ:
(Nmm)
Trang 8


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Trục I:
(Nmm)
Trục II:
(Nmm)
Trục III:
(Nmm)

Trục công tác:
(Nmm)

Kết quả được ghi thành bảng như sau:

Công suất: P (kW)

Trục động
cơ

Trục I

Trục II

Trục III

10

9,31

7,83

7,44

Tỷ số truyền u
Số vòng quay (n)

3,12
2930

12,50
940

4,5
76

17

Moment xoắn (T)
Bảng 1. Bảng thông số động học, momen và tỷ sô truyền hộp giảm tốc

Trang 9


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
3.1. Thiết kế bộ truyền đai
3.1.1. Chọn loại đai và tiết diện đai
Ở đây ta chọn đai được chế tạo từ vật liệu tổng hợp với vật liệu nên là nhựa
polyamide liên kết với các sợi capron. Các loại này có độ bền tĩnh và mỏi rất
cao, bộ truyền đai có thể truyền công suất đến 15kW, có thể làm việc với tốc độ
cao (80100 m/s).
Dựa vào (kW) và (vg/ph), ta tra đồ thị hình 4.22 [2] trang 167 chọn loại đai là đai
thang thường loại A:
Các thông số của đai thang thường loại A bảng 4.3 [2] trang 137:
(mm); (mm); (mm); (mm)
Diện tích tiết diện: 81 (mm2)

Đường kính bánh đai nhỏ nhỏ nhất: (mm)
Với đường kính bánh đai nhỏ (công thức trang 166 )
Chiều dài đai: L = 5604000 (mm)

Hình 5. Đai thang thường
3.1.2. Xác định kích thước và thông số bộ truyền
3.1.2.1. Đường kính đai nhỏ
Chọn đường kính bánh đai nhỏ theo tiêu chuẩn, ta chọn (mm) (dãy số chọn
đường kính trang 166 [2])
Vận tốc đai: (công thức 4.6 [2])
Trang 10


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Vận tốc đai nhỏ hơn (m/s)
3.1.2.2. Đường kính đai lớn
Tính theo công thức 4.10 [2] trang 142
(mm)
Trong đó: là hệ số trượt (0,010,02)
Chọn đường kính theo tiêu chuẩn, (mm) (dãy số chọn đường kính trang 166 [2])
Tỷ số truyền thực tế:
Sai số tỷ số truyền:
Vậy thỏa mãn điều kiện: ta có thể giữ nguyên các thông số đã chọn
3.1.2.3. Khoảng cách trục a và chiều dài đai L
Chọn sơ bộ khoảng cách trục là:
Chiều dài sơ bộ của đai: (công thức 4.4 trang 141 [2])

Theo tiêu chuẩn chiều dài L trang 136 [2], ta chon L = 1800 (mm)
Tính số vòng chạy của đai trong một giây:
Do đó điều kiện được thỏa.
Tính chính xác khoảng cách trục theo chiều dài tiêu chuẩn: (công thức 4.5a trang
141 [2])
Với

Kiểm nghiệm điều kiện (công thức trang 166
mãn:
Trong đó:
Trang 11

[2]

), khoảng cách trục cần thỏa


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Vậy khoảng cách trục thỏa mãn điều kiện
Góc ôm bánh đai nhỏ:
Theo công thức 4.2 [2] trang 140, tính góc theo độ
3.1.2.4. Xác định số đai z
Tính số đai theo công thức 4.48 [2] trang 164
Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc:
Hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm đai:
Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ số truyền u:
Vì u = 3,12 > 2,5

Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài L:
Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng giữa các dây
đai:
Ta chọn sơ bộ
Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của chế độ tải trọng:
Theo bảng 4.8 [2] trang 162, ta chọn kW, khi d1 = 112mm, L0 = 1700mm, v =
17,17 m/s và đai loại A.
Số dây đai được xác định theo công thức:
Ta chọn z = 5 đai
3.1.2.5. Chiều rộng bánh đai và đường kính bánh đai
Tính chiều rộng bánh đai theo công thức 4.17 trang 63 [1]

Trang 12


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Với và tra trong bảng 4.21 trang 63[1]
Suy ra
Tính đường kính ngoài của bánh đai:
Banh đai dẫn:
Banh đai bị dẫn:
Với tra trong bảng 4.21 [1] trang 63
3.1.3. Xác định lực trong bộ truyền
3.1.3.1. Xác định lực vòng
(công thức 4.20 [1] trang 64)
Trong đó: là khối lượng 1 mét chiều dài đai
Tra bảng 4.22 trang 64 - [ CITATION Trị \l 1066 ] ta được = 0,105 kg/m

Suy ra
3.1.3.2. Xác định lực căng ban đầu
Theo công thức 4.19 [1] trang 63

Lực căng mỗi dây đai 28,39 N
3.1.3.3. Lực tác dụng lên trục
Theo công thức 4.21 [1] trang 64
3.1.3.4. Lực vòng có ích
Theo công thức 3.4 [2] trang 94

Lực vòng trên mỗi dây đai 110,31 N
3.1.3.5. Ứng suất lớn trong dây đai

Với E = 100 MPa, module vật liệu đai (E = 100350 MPa), suy ra:
Trang 13


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

3.1.3.6. Tuổi thọ của đai
Xác định theo công thức 4.37 [2] trang 156
Thông số

Trị số

Đường kính bánh đai nhỏ: d1 (mm)

112

Đường kính bánh đai lớn: d2 (mm)

355

Khoảng cách trục: a (mm)

519

Chiều dài đai: L (mm)

1800

Góc ôm đai: (độ)

153,31o

Số đai: z

5

Chiều rộng đai: B (mm)

80

Lực căng ban đầu: Fo (N)
Lực tác dụng lên trục: Fr (N)
1381,36
Bảng 2. Thông số bộ truyền đai thang
3.2. Thiết kế bộ truyền trục vít – bánh vít

3.2.1. Số liệu ban đầu:
Công suất P (kW)

9,31

Moment xoắn T1 (Nmm)

94676,29

Moment xoắn T2 (Nmm)

995294,82

Số vòng quay n1 (vg/ph)

940

Số vòng quay n2 (vg/ph)

76

Tỷ số truyền u

12,50

3.2.2. Dự đoán vận tốc trượt
Theo công thức (7.8) [2] trang 312

Tương ứng, vận tốc trượt vs = 3,8 (m/s) ta chọn cấp chính xác 8 theo bảng 7.4
trang 312

[2]

Vì vs < 5 (m/s), ta chọn đồng thanh không thiết BrAlFe9-4 đúc trong khuôn cát
và thép 45C với = 400MPa và = 200MPa làm bánh vít.
Trang 14


Đồ án Thiết kế kỹ thuật

GVHD: Nguyễn Tường Long

Chọn vật liệu cho trục vít là thép 45C được tôi rắn với độ rắn > 45
sau đó được mài và đánh bóng ren vít (bảng 7.8 [2])

HRC,

3.2.3. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép và ứng suất uốn cho phép của
bánh vít
Theo công thức 7.25
bánh vít:

[2]

trang 322, ta xác định ứng suất tiếp xúc cho phép của

[2]

trang 322 ta xác định ứng suất uốn cho phép của bánh

Ta chọn MPa
Theo công thức 7.28
vít:

Trong đó được tính theo công thức 7.29 [2] trang 322:
Nếu thì ta lấy
3.2.4. Chọn số mối ren
Ta chọn với tỷ số truyền u = 12,50 (mục 7.3 [2] trang 310)
Số răng bánh vít răng
Tính chính xác tỷ số truyền:
Chọn hệ số đường kính , chọn .
3.2.5. Chọn hiệu suất sơ bộ của bộ truyền trục vít
Theo công thức 7.11 [2] trang 314:
3.2.6. Tính khoảng cách trục theo độ bền tiếp xúc
Theo công thức 7.42a [2] trang 326

Trong đó hệ số tải trọng tính với và theo bảng 7.6 [2] trang 316
Tính mô-đun
Ta chọn m = 6,3 theo tiêu chuẩn
Vậy khoảng cách trục
Trang 15