Do an thiet ke may tron be tong kieu lat do

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nhằm đáp ứng nhu cầu về quy mô, chất lượng và
tiến độ thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng cầu đường , thủy lợi,
sân bay, bến cảng,….Nước ta đã và dang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng
các thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới.
Bên cạnh việc sử dụng các thiết bị thi công của các nước trên thế giới thì trong
nước đã có nhiều cơ sở, nhà máy chế tạo một số thiết bị thi công trong lĩnh vực xây
dựng dần thay thế việc sử dụng các thiết bị nhập từ nước ngoài, trong đó việc sản
xuất chế tạo các thết bị các máy trộn bê tông ngày càng phát triển nhanh chóng với
nhiều cải tiến kỹ thuật. Đến nay trong nước đã có nhiều chủng loại máy trộn bê tông
nhằm phục vụ cho các yêu cầu khác nhau ở các công trình.
Thiết kế máy trộn bê tông tự do kiểu lật đổ là một đề tài mang tính thực
tiến cao, giúp cho sinh viên nghành cơ điện tử có thể áp dụng kiến thức đã học
của mình vào các yêu cầu kỹ thuật trong thực tế sản xuất.
Cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì nhu
cầu sử dụng máy móc độ chính xác ngày càng cao, làm tăng năng suất lao động
và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Đồ án thiết kế máy là mục đích giúp tác giả hệ thống lại những kiến thức
cơ bản đã học trước lúc ra trường
Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy Võ Như Thành đã giúp đỡ để hoàn
thành đồ án thiết kế máy này.
Tuy nhiên đề hoàn thành đồ án này không tránh phải những sai sót, tác giả
kính mong sự chỉ bảo của thầy cô để kiến thức được hoàn thiện hơn.

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Yên Chung

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 1


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................................................................2
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG VÀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG TỰ DO
KIỂU LẬT ĐỔ.................................................................................................................................................4
1.1 Công dụng và phân loại:.........................................................................................................................4
1.2 Giới thiệu máy trộn bê tông hình quả táo di động.................................................................................5
CHƯƠNG III :CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN.....................................................11
3.2.2 Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do...............................................................................14
3.4 Chọn phương án thiết kế bộ truyền :....................................................................................................20
4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng......................................................................................23
4.2.2 Xác định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.................................................................29
4.2.3 Xác định sơ bộ khoảng cách trục..................................................................................................30
4.2.4 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng...............................31
4.2.5 Định chính xác hệ số tải trọng K..................................................................................................31
4.2.6 Xác định mô đun, số răng, góc nghiêng của răng và chiều rộng bánh răng................................32
4.2.7. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.............................................................................................33
4.2.8. Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột...........................................................34
4.2.9. Các thông số hinh học chủ yếu của bộ truyền.............................................................................34
4.3.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng và phương pháp nhiệt luyện....................................................35
4.3.2. Xác định ứng suất cho phép.........................................................................................................36

4.3.3. Xác định chính xác khoảng cách trục A......................................................................................39
4.3.4. Xác định môđun, số răng, chiều rộng bánh răng.........................................................................39
4.3.5. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.............................................................................................40
4.3.6. Định các thông số hình học bộ truyền.........................................................................................40
CHƯƠNG V: THIẾT KẾ TRỤC....................................................................................................................41
5.3 Xác định lực tác dụng lên các cặp bánh răng......................................................................................43
5.4. Xác đinh khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực.....................................................................45

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

5.5 Trục 1....................................................................................................................................................46
5.6 Trục 2....................................................................................................................................................53
5.7 Trục 3....................................................................................................................................................60
5.8 Chọn then..............................................................................................................................................67
CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ TÍNH Ổ LĂN......................................................................................................69
6.1 Trục I.....................................................................................................................................................69
6.2 Trục II...................................................................................................................................................72
6.3 Trục II...................................................................................................................................................74
8.1 Chọn thân máy......................................................................................................................................79
8.1.1 Yêu cầu..........................................................................................................................................79
8.2.1 Chốt định vị:..................................................................................................................................81
8.2.2 Nắp ổ:............................................................................................................................................82
8.4 Bôi trơn hộp giảm tốc:..........................................................................................................................84

8.4.1. Bôi trơn trong hộp giảm tốc.........................................................................................................84
8.4.2. Bôi trơn ngoài hộp giảm tốc........................................................................................................84
8.5. Xác định và chọn kiểu lắp...................................................................................................................85

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY TRỘN BÊ TÔNG VÀ MÁY TRỘN
BÊ TÔNG TỰ DO KIỂU LẬT ĐỔ
1.1 Công dụng và phân loại:
*Công dụng:
Máy trộn bêtông dùng để trộn đều các thành phần vật liệu: cát, đá, ximăng, chất phụ
gia và nước để tạo nên hỗn hợp bêtông. Trộn bê tông bằng máy đảm bảo được chất lượng
bê tông, cho năng suất cao và tiết kiệm xi măng.
*Phân loại:
Dựa vào phương pháp trộn, máy trộn bêtông được chia làm 2 loại: máy trộn tự do và
máy trộn cưỡng bức.
Dựa vào phương pháp dỡ liệu (đổ bêtông ra khỏi thùng trộn), máy trộn bêtông có các
loại:
- Máy trộn dỡ liệu bằng cách lật úp thùng.
- Máy trộn dỡ liệu bằng máng.
- Máy trộn dỡ liệu bằng cách nghiêng thùng.
- Máy trộn dỡ liệu bằng cách quay ngược thùng so với chiếu quay khi trộn.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

- Máy trộn dỡ liệu bằng cách mở đáy thùng. Phương pháp này chỉ được thiết kế cho máy
trộn cưỡng bức.
Dựa vào tính liên tục, chia 2 loại: máy trộn chu kỳ và máy trộn liên tục. Dựa vào tính
cơ động, chia 2 loại: máy trộn cố định và máy trộn độc lập. Máy trộn cố định được lắp
trong các dây chuyền sản xuất bêtông và tại các xưởng đúc các cấu kiện bêtông. Máy trộn
độc lập thường được sử dụng tại các công trường xây dựng.
1.2 Giới thiệu máy trộn bê tông hình quả táo di động
Trong phạm vi đồ án này, em xin chọn máy trộn bê tông, với thùng trộn dạng quả
táo, không có gầu tiếp liệu, kết cấu thùng trộn đơn giản, cơ cấu truyền động đơn giản,
gọn nhẹ, dễ sử dụng trong công việc nhào trộn bê tông và thao tác lật đổ bê tông phục vụ
trong xây dựng nhà dân dụng, dễ chế tạo …

Hình 1.1 Máy trộn bê tông hình nón cụt dạng quả táo không có gầu tiếp liệu.
1- Khung máy; 2- Thùng trộn; 3- Vô lăng quay giá lật thùng; 4- Hộp giảm tốc; 5- Bộ
truyền đai; 6- Động cơ điện; 7- Đĩa địng vị thùng trộn; 8- Bàn đạp kéo thanh dài đĩa định
vị thùng trộn; 9- Bánh răng nón; 10- Vành răng quanh thùng trộn; 11- Giá lật thùng trộn;
12 – Trục và ổ quay.
+ Nguyên lý hoạt động :
Để trộn vật liệu thì thùng trộn để nghiêng một góc 45o so với phương nằm ngang.
Động cơ điện (6) quay, truyền chuyển động qua bộ truyền đai và hộp giảm tốc làm bánh
răng nón (9) quay, kéo theo vành răng gắn vào thùng trộn (10) quay, làm cho vật liệu ở

trong thùng trộn được nhào trộn.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 5


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Khi xả hỗn hợp bê tông ra khỏi thùng trộn thì trước hết đạp bàn đạp (8) để kéo thanh
gài ra khỏi đĩa định vị, rồi quay vô lăng (3), nhờ chuyển động của cặp bánh răng ăn khớp
trong, giá lật (11) quay, làm thùng trộn úp xuống để đổ vật liệu đã trộn ra ngoài. Khi đổ
thì thùng trộn quay một góc 135o so với phương thẳng đứng.
+ Ưu điểm :
Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, được dùng nhiều nhưng chất
lượng bê tông chưa thật tốt thường dùng để trộn bê tông nặng, bê tông cốt liệu lớn, di
chuyển dễ dàng, không đòi hỏi người sử dụng có trình độ cao, chế tạo gọn nhẹ, vật liệu
chế tạo không cao, sử dụng rộng rãi.

+ Nhược điểm :
Đòi hỏi người công nhân phải đổ vật liệu trực tiếp vào thùng trộn, với kết cấu miệng
thùng trộn cao nên người công nhân phải mất nhiều công sức và thời gian để đổ hết vật
liệu vào thùng trộn, cung cấp vật liệu bê tông xây dựng nhà cao tầng năng suất thấp, đòi
hỏi phải liên tục, tuổi bền sử dụng không cao, nên chỉ dùng cho các loại máy trộn dung
tích nhỏ.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 6


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

CHƯƠNG II :CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
CỦA MÁY
Trên cơ sơ những máy trộn đã được chế tạo và đưa vào sử dụng trong thực tế, đồng
thời theo nhiệm vụ đồ án thiết kế máy trộn bê tông di động cở nhỏ với dung tích hữu ích
là 350 lít em thiết lập ba phương án thiết kế máy như sau:
2. 1 Phương án 1
2.1.1. Sơ đồ động:
10

9

y

8

11
12
7 6

1
x

x

2
3

4

5

Hình 2.1 Máy trộn kiểu lật đổ.
1. Động cơ điện, 2. Hộp giảm tốc., 3. Thùng trộn, 4. Giá lật., 5. Gầu tiếp liệu,
6. Vô lăng., 7. Cặp bánh răng quay giá., 8. Phanh, 9. cáp, 10. Ly hợp, 11. Tăng xích ,
12. Xích
SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 7


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

2.1.2. Ngyên lý hoạt động:
Trên hình vẽ thể hiện cấu tạo chung và hệ thống truyền động của loại máy trộn tự
do kiểu lật đổ. Động cơ 1 qua hộp giảm tốc 2 làm bánh răng nón và xích 12 quay. Bánh
răng làm quay vành răng gắn trên thùng trộn làm nó quay quanh trục y-y ( nghiêng 450
so với mặt phẳng đứng ) để trộn vật liệu. xích 11 qua làm bộ phận chủ động b của ly hợp
10 quay trơn trên trục.
Muốn đổ vật liệu vào thùng trộn, kéo tay đòn A nó sẽ nới phanh hãm 8 và đóng ly
hợp 10 lại và cuốn dây cáp 9 để kéo gầu 5 trượt theo giá dẫn lên dần tới miệng thùng
trộn. Khi gầu tới đỉnh giá dẫn thì bị chặn lại, gầu bị lật ngược và đổ vật liệu chưa trộn vào
thùng trộn. Muốn lấy bê tông ra thì quay vô lăng 6, nhờ truyền động của cặp bánh răng trụ

7, giá lật 4 quay, làm thùng trộn úp xuống, đổ vật liệu đã trộn ra ngoài.
2.1.3. Phân tích phương án:
Loại đổ bê tông này rất nhanh và tương đối sạch, nhưng động tác lật thùng tốn
nhiều lực, nhất là khi quay thùng ngược lại vị trí cũ, nên chỉ dùng cho các loại máy trộn
có dung tích nhỏ.
Hiện nay thường dùng các loại máy tương tự như hình trên nhưng có hai động cơ
riêng biệt trong đó một động cơ gắn với hộp giảm tốc đặt ở giá lập dẫn gắn với động cơ
quay thùng trộn, một động cơ khác qua khớp nối và hộp giảm tốc trục vít bánh vít để dẫn
động gầu nạp liệu. Do đó phương án này chỉ thích hợp với dung tích mẻ trộn nhỏ, năng
suất thấp.
2. 2 Phương án 2:
2.2.1. Sơ đồ động học:

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 8


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Hình 2.2 Phương án máy trộn kiểu nghiêng đổ.
1. Bộ phận đóng mở, 2. Khóa, 3. Lọc khí, 4. Van phân phối, 5. Xi lanh khí nén, 6. Ổ lăn,
7. Thùng trộn, 8. Vành răng, 9. Ổ lăn, 10. Động cơ điện, 11. Khớp nối, 12. Hộp giảm tốc.
2.2.2. Nguyên lý hoạt động.
Máy gồm giá đỡ 5, thùng trộn 7 bên trong có lắp các cánh trộn, động cơ điện 10,
xi lanh ép nghiêng thùng 5 và vành răng 8.
Từ động cơ điện qua khớp nối trục 11, truyền qua hộp giảm tốc 12, các bánh răng
truyền mô men xoắn tới vành răng 11 của thùng trộn. Để nghiêng thùng đổ vật liệu và

đưa thùng về vị trí ban đầu, người ta dùng hệ thông khí nén gồm xilanh 9, van phhan phối
8, lọc khí bằng dầu 7, khóa 6 và bộ phận đóng mở 1. Thùng trộn khi quay tỳ vào các con
lăn đỡ. Các con lăn này quay trong ổ 10 và 12.
2.2.3. Phân tích phương án.
Nguyên lý này có hiệu quả cao cho hỗn hợp bê tông cóa cấp liệu to ( > 70 mm ),
thời gian trộn lâu ( thời gian của một chu kỳ xấp xỉ 120 ÷ 240 giây ) chu trình trộn phải
được nâng lên đổ xuống 30 ÷ 40 lần.
Máy trộn tự do này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo vận hành, nhưng để hỗn hợp
được nhào trộn tự do trong thùng thì dung tích hình học của thùng phải lớn hơn 2,5 ÷ 3
lần dung tích của hỗn hợp trộn, do đó làm cho dung tích của thùng trộn to, nặng, cồng
kềnh, nên tốc độ quay của thùng là không lớn. Nếu quá lớn thì lục ly tâm của thùng sẽ
cản trở quá trình trộn tự do. Thể tích sản xuất của thùng nhỏ : 56 lít, 165 lít 330 lít. Vì vậy
năng suất thấp, chất lượng bê tông không cao.
2.3. Phương án 3.
2.3.1. Sơ đồ động học:

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 9


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Hình 2.3 Phương án máy thiết kế.
1. Động cơ điện, 2.Khớp nối, 3. Hộp giảm tốc, 4. bánh răng nón, 5. Thùng trộn, 6. Vành
răng nón, 7. Giá đỡ, 8. Volăng.
2.3.2. Nguyên lý hoạt động:
Động cơ 1 truyền qua bộ truyền đai 2 rồi qua hộp giảm tốc 3 hoạt động thông qua

bộ truyền bánh răng - vành răng làm cho thùng trộn 5 quay.
Khi đổ liệu ra khỏi thùng trộn thì quay volang 8,nhờ truyềnđộng của cặp bánh
răng giá lật 7 quay làm cho thùng trộn 5 úp xuống, đổ vật liệu ra ngoài.
* Chọn phương án thiết kế:
Qua phân tích các kiểu máy trộn bê tông, thông qua các yêu cầu cơ bản về nhu cầu
thực tế: Nguyên lý trộn của máy phải đảm bảo về yêu cầu chất lượng cao. Kết cấu máy
đơn giản, gọn nhẹ, dễ tháo lắp.
Như vậy để phù hợp với yêu cầu thiết kế tác giả chọn Phương án 3 để thiết kế máy
trộn bê tông với dung tích mẻ trộn theo nhiệm vụ được giao.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 10


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

CHƯƠNG III :CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
3.1 Tính kích thước thùng trộn

Hình 3.1 Kích thước máy trộn bê tông

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 11


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Với thùng trộn hình nón ta có:
L: Chiều dài thùng trộn
D: Đường kính thùng trộn
Để quá trình tính toán được dễ dàng ta chia thùng làm 2 phần:
Phần hình trụ có thể tích V1
Phần hình nón cụt có thể tích V2
Thiết kế:
+ V2 = 0,8 V1
+ Chiều cao của hình trụ bằng đường sinh của nón cụt
Gọi:

+ Chiều cao của hình nón cụt là h2
+ Bán kính nhỏ của nón cụt là r
+ Bán kính lớn của nón cụt là R, suy ra R – r =a.

Giả sử: a = 0.6 h2; L = 0.9D = 1.8R.
Ta có:
V1 + V2 = Vthùng

(1)

h1 + h2 = L = 1.8R

(2)

V2 = 0.8V1

(3)

a2 + h22 = h12

(4)

a = 0.6h2

(5)

V1 = 3.14R2.h1

(6)

V2= h2.3.14.(R2+r2+R.r)/3

(7)

Với Vthùng = 300 lít, giải hệ 7 phương trình trên ta thu được:
R = 3,80

dm

r = 1,9

dm

h1 = 3,68

dm

h2 = 3,15

dm

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 12


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Như vậy ra sẽ thiết kế thùng trộn có kích thước như sau:
-

Chiều dài thùng trộn: L= 6,84 dm
Đường kính thùng trộn: D = 7,6 dm
Đường kính miệng thùng: d = 2r = 3,8 dm

3.2 Tính toán động lực học và năng suất cho thiết bị
3.2.1 Tính toán năng suất

Năng suất sử dụng của máy trộn bê tông
Nsd = Vb.m.Ktg

[m3/h]

Trong đó:

Vb : dung tích khối bê tông trộn được của mẻ trộn [m3]
Vb = Vsx . f
Vsx: dung tích sản xuất của thùng trộn
Ta có Vhh = Vthùng = 300 lít, mà Vhh = (2÷2.5)Vsx
Chọn Vsx = 150 lít.


Vsx = 0.15 m3

f: hệ số xuất liệu
f = 0.66


Vb = 0.66 x 0.15 = 0.099 m3

m: số mẻ trộn trong một giờ
Ktg: hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0.8 ÷ 0.9


Chọn Ktg = 0.8

Số mẻ trộn trong một giờ được tính theo công thức:
m=

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 13


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Trong đó:
T = t1 + t2 + t3 với: t1: thời gian đổ vật liệu vào thùng [s]
t2: thời gian trộn [s]
t3: thời gian đổ bê tông ra [s]
Với máy trộn có Vsx = 150 lít ta có:
t1 = 20 (s)
t2 = 60 (s)
t3 = 20(s)
 T = 90(s)
m=

= 36

 Nsd = 2.85 m3/h
Năng suất mỗi ca của máy trộn: Nca = Nsd.tca
Với tca = 8 giờ
 Năng suất mỗi ca của máy trộn
Nca = 2.85 x 8 = 22.8 m3/ca
3.2.2 Tính toán cơ bản cho máy trộn bê tông tự do

Công suất động cơ dẫn động quay cho thùng trộn
Phần lớn năng lượng truyền động cho máy trộn tự do bị tổn hao cho việc nâng hỗn
hợp trong thùng trộn khi quay thùng.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 14

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Hình 3.2 Sơ đồ tính toán cho máy trộn bê tông tự do
Ở dạng tổng quát tiêu hao cho một chu kỳ di chuyển khép kín của hỗn hợp.
A = GCM.H
Trong đó:

[J]

GCM : trọng lượng hỗn hợp

[N]

H : chiều cao nâng hỗn hợp trong thùng trộn [m]
Trọng lượng hỗn hợp trong thùng trộn
GCM = V.f.g [N]
V: dung tích của hỗn hợp bê tông trong thùng trộn [m3]
V = 0.15 [m3]
f: khối lượng riêng của hỗn hợp bê tông
f = 1800 [kg/m3]
g: gia tốc rơi tự do [m/s2]
g = 9.8 [m/s2]
 GCM = 0.15x1800x9.8 = 2646 [N]
SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 15

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Quỹ đạo chuyển động của hỗn hợp ở trong thùng trộn rất phức tạp. Một phần hỗn
hợp được nâng lên bằng các cánh trộn, phần còn lại được nâng lên do tác dụng của
lực ma sát.
Công suất cần tiêu hao để nâng hỗn hợp:
Nkt =

[Kw]\\

Trong đó:
G1: trọng lượng hỗn hợp được nâng lên do tác dụng của lực ma sát
G1 = 0.85GCM = 0.85x2646 = 2249.1 [N]
G2: trọng lượng hỗn hợp được nâng lên bằng các cánh trộn
G2 = 0.15GCM = 0.15x2646 = 396.9 [N]
h1np: chiều cao nâng hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát [m]
h2: chiều cao nâng hỗn hợp bằng cánh trộn
Z1, Z2: số lượng chu kỳ khép kín của hỗn hợp sau một vòng quay của
thùng trộn được thực hiện tương ứng do lực ma sát và bằng các cánh
trộn
n: số vòng quay của thùng trộn
n = 25 [vòng/phút] = 0.42 [v/s]
Ta có: h2 = R + R.sinβ = R(1 + sinβ)
R: bán kính thùng trộn
R = 0.38 [m]
Góc β có thể lấy bằng góc ma sát.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 16


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Β = 45°
Khi đó : h2 = 0.38x(1+1/

) = 0.6487 [m]

Chuyển động của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát phức tạp hơn so với trường
hợpđã xét ở trên. Xét chuyển động của phần tử hỗn hợp nằm trên thành tang trộn,
khi thùng trộnquay thì phần tử này sẽ được nâng lên, được xác định bằng góc ma
sát ƒ1 nhưng do chịu ảnhhưởng của các cánh trộn và được tỳ lên các phần tử khác,
do đó góc nâng thực ƒ2 sẽ lớn hơn(khoảng 90° ) sau đó phần tử này sẽ bị trượt
xuống theo bề mặt của hỗn hợp.
Tiếp nhận góc chuyển dịch từ điểm A tới điểm B1 (f2 = 90°) thì chiều cao nâng của
hỗn hợp do tác dụng của lực ma sát là:
h1np = R = 0.38 [m]
Số chu kỳ chuyển động khép kín của hỗn hợp dưới tác dụng của lực ma sát sau một
vòng quay của tang cuộn(coi thời gian mà hỗn hợp trượt xuống về vị trí ban đầu
bằng thời gian nâng lên tới độ cao h1np).
Z1 =
-

=2

Thời gian nâng cánh trộn bằng hỗn hợp
t1 =

t1 =

-

= 0.8929 [s]

Thời gian rơi tự do hỗn hợp từ độ cao h2
t2 =

=

= 0.3639 [s]

Số lượng chu trình chuyển động khép kín của hỗn hợp do các cánh trộn thực hiện
được sau một vòng quay của tang trộn.

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 17


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Z2 =

Trong đó:
tv = : thời gian thực hiện vòng quay của thùng trộn [s]
n: tần số vòng quay của thùng trộn [v/s]
R: bán kính thùng trộn [m]

 Z2 =

= 1.894 ≈ 2

Số lượng chu trình khép kín của hỗn hợp do các cánh trộn thực hiện sau một vòng
quay của tang cuộn là Z2 = 2. Điều đó cho thấy rằng: số lượng chu trình khép kín
của hỗn hợp cho cả hai trường hợp đã xét trên có thể coi là bằng nhau . Có nghĩa
Z1 = Z2 = Z = 2.

Do vậy, công suất tiêu hao để nâng hỗn hợp: N1 =
Thay các giá trị vào công thức trên ta có:
N1 =

≈ 1.05 [Kw]

Bán kính của thùng trộn với độ chính xác cần thiết có thể lấy bằng bán kính phần
hình trụ của nồi trộn. Bởi lẽ phần hỗn hợp tập trung ở giai đoạn này.
Ngoài công để nâng hỗn hợp động cơ còn phải tiêu hao năng lượng để khắc phục
lực ma sát ở các gối đỡ thùng trộn. Thành phần công suất tiêu hao này có thể được
xác định theo công thức sau:
Đối với máy trộn có cụm dẫn động thùng trộn trung tâm:

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 18

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

N2 =
Trong đó:
GT : trọng lượng thùng trộn GT = 9800 N
ω: vận tốc góc thùng trộn:
ω = 2πn = 2.3,14.0.42 = 2.6376 [rad/s]
μ: Hệ số ma sát trong ổ trục của thùng trộn để lắp ghép thùng trộn với
đầu trục ra của hộp giảm tốc. μ = 0,06
λ0: Bán kính ngỗng trục: λ0 = 0,06 [m]

N2 =

= 0,118 [Kw]

Công suất động cơ truyền chuyển động quay cho thùng trộn:

Nđc =
Trong đó:
η: là hiệu suất bộ truyền: η = ηn. ηb. ηbr. η1
η1: là hiệu suất ổ lăn: η1 = 0,97.
ηb: là hiệu suất hai cặp ổ bi: ηb = 0.992
ηn: là hiệu suất cặp bánh răng nón hở: ηn = 0,93
ηbr: là hiệu suất một cặp bánh răng trụ kín: ηbr = 0,98
 η = 0,992. 0,98. 0,93. 0,97 ≈ 0,87

 Nđc =

= 1,343 [Kw]

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 19


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

3.3 Chọn động cơ
Ta có công suất của động cơ điện máy trộn ở phần trước là 1,343 [Kw].
Tác giả chọn loại động cơ điện loại có các thông số sau đây :
Ký hiệu

: AO2-31- 4

Công suất

: 2,2 (KW)

Số vòng quay

: 1430 (vòng/ phút)

Hiệu suất

: 82,5 %

Khối lượng : 34 (Kg)
Nơi sản xuất : Việt Nam
3.4 Chọn phương án thiết kế bộ truyền :
3.4.1 Tỷ số truyền
Ở đây, số vòng quay của thùng trộn là nlv =25 vòng/phút,
- Xác định tỷ số truyền u t của hệ thống dẫn động
i=

ndc =1430

vòng/phút

n dc
nlv

Trong đó: n dc Là số vòng quay của động cơ
n lv Là số vòng quay của trục băng tải
Thay số => i = 1430 : 25 = 57,2
- Phân phối tỷ số truyền hệ dẫn động i t cho các bộ truyền
i = ibrc.i h
ibrc: tỉ số truyền bộ truyền bánh răng côn
ih: tỉ số truyền hộp giảm tốc
Chọn ibrc = 4 theo tiêu chuẩn => i h = i : ibrc = 57,2 : 4 =14,3
- chọn hộp giảm tốc báng răng trụ 2 cấp khai triển với i h = 14,3
Mà ih = i1.i2 trong đó :

i1 - tỉ số truyền tỉ số truyền cấp nhanh
i2 - tỉ số truyền bộ truyền cấp chậm

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 20


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc bằng phương pháp
ngâm dầu ta chọn: i1 =(1,2-1,3) i2, chọn i1 = 1,2 i2
i1 = 4,153
i2 = 3,452
Tính lại ibrc theo i1, i2 ta có:
Ibrc =i : ih =57,2 : (3,452.4,153) = 4
- Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục.
Dựa vào Pct và sơ đồ hệ thống dẫn động, có thể tính được công suất, mômen và số vòng
quay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền, trục và ổ.
Ta có : Pct = 2,2 (kW)
nđc = 1430 (vòng/phút)
3.4.2 Số vòng quay của các trục
+ Trục động cơ: ndc = 1430 (vòng / phút)
+ Trục I: nI = nđc = 1430 (vòng/phút)

+ Trục II: nII =

=

= 345 (vòng/phút)

+ Trục III: nIII =

= 100 (vòng/phút)

3.4.3 Công suất trên các trục
+Trục động cơ: Ndc=2,2 kw
+Trục I

NI=Nct.η k=2,2. 0,99 = 2,178 kw

+Trục II

NII=NI.η br . η ol =2,178.0,98.0,99 = 2,113 kw

+Trục III

NIII=NII.η br . η ol =2,113.0,98.0,99 =2,05 kw

3.2.4 Moment xoắn trên các trục.
SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 21


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

+Trục động cơ

6
Μ
x = 9,55.10

+Trục I

Μ
x1 = 9,55.10

+Trục II

9,55.10
Μ
x2 =

+Trục III

Μ
x3 = 9,55.10

6

6

6

Ν âc
2,2
= 9,55.10 6.

= 14692 Nmm
nâc
1430
Ν1
2,178
= 9,55.10 6.
= 14545 Nmm
n1
1430
Ν2
2,113
= 9,55.10 6.
= 58490 Nmm
n2
345

Ν3
2,05
= 9,55.10 6.
= 195775 Nmm
n3
100

Kết quả tính được ghi thành bảng như sau:
Bảng 3.1 Thông số hệ thống hộp giảm tốc
Trục
Động cơ
I
II

III

Thông số
Công suất P, kW

2,2

Tỉ số truyền i

2,178
1

Số vòng quay n,
vòng/phút

1430

Mômen xoắn Mx,
Nmm

14692

2,113
4,153

1430
14545

2,05
3,452

345

100

58490

195775

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 22


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

4.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

Hình 4.1 Bộ truyền bánh răng nón răng thẳng
- Chọn vật liệu làm bánh răng.
Bánh răng nhỏ: chọn thép 45 tôi cải thiện có:
σb= 800 N/mm2 ; σch= 300 N/mm2 ; HB = 210.
Bánh răng lớn: chọn thép 35 thường hóa có:
σb=500 N/mm2 ; σch= 260 N/mm2 ; HB = 170.
- Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
+ Ứng xuất tiếp xúc cho phép:

Tỉ số truyền : i = 4
Thời gian làm việc: 6 năm, một năm làm việc 280 ngày, mỗi ngày làm việc 8 giờ.
Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:
Ntđ2= 60 u Σ(Mi/Mmax)3ni.Ti
Mi,ni,Ti là moment xoắn, số vòng quay trong 1 phút và tổng số giờ bánh răng làm
việc ở chế độ i.
Mmax là moment xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng
u là số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay 1 vòng.
Ntđ2=60.1.6.280.8 .(806/2).[13.0,5 + (0,6)3.0,5]= 1,75.107> No
Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và
đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy:
K’N = K”N = 1
Theo bảng 3-9 [3]:
[σ]Notx= 2,6.HB
[σ]tx = [σ]Notx. k’N.
Ứng xuất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
[σ]tx2= 2,6.170 = 442 N/mm2

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 23


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Ứng xuất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:
Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ :
+ Ứng suất uốn cho phép:

Số chu kỳ tương đương của bánh lớn:

Ntđ2= 1,7.107
⇒
Ntđ1= 2.1,7.107= 3.4.107.
Ntđ1 và Ntđ2 > No do đó k’’N = 1.

Cả
[σ]u=

1,5σ −1.k'N'
do răng chịu ứng suất thay đổi mạch động.,
n.kσ

Giới hạn mỏi uốn của thép 45:
Giới hạn mỏi uốn của thép 35:
Hệ số an toàn:
Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng:
Bánh nhỏ:
Bánh lớn:
-

[σ]tx1= 2,6.210 = 546 N/mm2
[σ]tx2= 442 N/mm2

σ-1= 0,43.800 = 344 N/mm2.
σ-1= 0,43.500 = 215 N/mm2.
n = 1,5.
kσ= 1,8.
1,5.344

[σ]u1=
= 191,1 N/mm2.
1,5.1,8
[σ]u2=

1,5.215
= 119,4 N/mm2.
1,5.1,8

Sơ bộ chọn hệ số tải trọng k:
Có thể chọn sơ bộ k = 1,3.
Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
ψL= b/L = 0,3.
Xác định khoảng cách trục:
Theo công thức 3-11

θ’-hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh răng
nghiêng so với bánh răng thẳng. Chọn θ’= 1,25.

= 243

-

Tính vận tốc vòng và chọn cấp chế tạo bánh răng:
Vận tốc vòng của bánh răng nón:

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 24

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

GVHD: T.S VÕ NHƯ THÀNH

Theo công thức (3-18)

=

= 0,52 m/s

Với vận tốc này theo bảng 3-11[3] ta chọn cấp chính xác 9.
- Định chính xác hệ số tải trọng k:
Hệ số tải trọng k được tính theo công thức :
k = ktt.kđ.
ktt- hệ số tập trung tải trọng
kđ- hệ số tải trọng động
Chọn Ktt = 1, Kđ=1,2 theo bảng 3-14 [3]
Vậy K=1.1,2=1,2
Ta tính lại chiều dài nón: L = Lsb.

= 243.

= 230,5 mm

 Lấy L = 230 mm
-

Xác định modun, số răng và góc nghiêng của răng:
Modun: ms= (0,02- 0,03).L = (4,6-6,9)mm.

Lấy mL = 6 mm
Số răng bánh nhỏ:
Z1 =

=

= 18,59

 Lấy Z1 = 19
Số răng bánh lớn:
Z2= Z1.i = 19.4= 76
Tính chính xác chiều dài nón:
L = 0,5.ms.

= 0,5.6.

= 235 mm

Chiều dài răng
b = 0,3.235 = 70,5
 Lấy b = 70 mm
Modun trung bình:
mtb =
-

= 6.

= 5,11

Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

SVTH: NGUYỄN YÊN CHUNG – LỚP 16CDT2

TRANG 25