Luận văn tốt nghiệp Thiết kế hệ dân dụng băng tải

Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Luận văn tốt nghiệp

Đề tài: Thiết kế hệ dân dụng
băng tải

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
1


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

MỤC LỤC
PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI.............................................. 4
1. Chọn động cơ ....................................................................................... 4
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ ...................................... 4
1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện .................................... 5
1.3. Chọn động cơ ................................................................................. 5
2. Phân phối tỉ số truyền ........................................................................... 6
2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động.................................. 6
2.2. Phân phối tỉ số truyền ..................................................................... 6
3. Xác định các thông số trên các trục...................................................... 7
3.1. Số vịng quay trên các trục ............................................................. 7
3.2. Cơng suất tác dụng lên các trục ...................................................... 7

3.3. Mô men xoắn trên các trục .......................................................... 7
4. Bảng tổng kết ....................................................................................... 8
PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN ......................................................... 9
1. Thiết kế bộ truyền ngồi ....................................................................... 9
1.1. Chọn loại xích ................................................................................ 9
1.2. Chọn số răng đĩa xích ..................................................................... 9
1.3. Xác định số bước xích .................................................................... 9
1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích.....................................11
1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mịn .................................................12
1.6. Xác định các thơng số của dĩa xích................................................13
1.7. Xác định lực tác dụng lên trục .......................................................15
1.8. Các thông số của bộ truyền xích: ...................................................15
2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít......................................................16
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít ...........................................17
2.2. Xác định ứng suất cho phép..........................................................17
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục ...................................................19
2.4. Xác định các thông số....................................................................20
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít ...................................................................20
2.6. Xác định các kích thước bộ truyền ................................................22
2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít ......................................................23
2.8. Lực tác dụng lên trục. ....................................................................25
2.9. Các thông số bộ truyền trục vít. .....................................................26
PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC .............................................27
1. Chọn khớp nối .....................................................................................27
1.1. Tính chọn khớp nối .......................................................................27
1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục. ................................................28
1.3. Bảng các thông số khớp nối:..........................................................28
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52

2


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

2. Tính trục ..............................................................................................29
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục. .............................................................29
2.2. Xác định sơ bộ đường kính trục.....................................................29
2.3. Xác định khoảng cách giữa các điểm đặt lực. ................................30
2.4. Đặt lực tác dụng lên các đoạn trục. ................................................31
2.5. Vẽ biểu đồ mômen cho trục I.........................................................31
2.5. Vẽ biểu đồ mơmen. .......................................................................33
2.6. Xác định đường kính các đoạn trục. ..............................................34
2.7. Chọn then. .....................................................................................35
2.8. Kiểm nghiệm trục..........................................................................37
PHẦN 4: TÍNH CHỌN Ổ LĂN................................................................42
1. Trục I...................................................................................................42
1.1. Chọn loại ổ lăn. .............................................................................42
1.3. Xác định tải trọng tác dụng lên các ổ.............................................43
1.4. Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ...........................................45
1.5. Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh của ổ.............................................47
2. TrụcII ..................................................................................................49
PHẦN 5. THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC ...........................................50
1. Tính kết cấu của vỏ hộp .......................................................................50
1.2. Các kích thước cơ bản của vỏ hộp. ................................................50
1.3. Các chi tiết khác có liên quan. ..........................................................52
1.1.3. Vịng móc. .....................................................................................52
2. Bôi trơn hộp giảm tốc ..........................................................................53

2.1. Công dụng .....................................................................................53
2.2. Bôi trơn bộ truyền trục vít .............................................................54
2.3. Bơi trơn ổ lăn. ...............................................................................54
3. Bảng thống kê lắp ghép, trị số sai lệch giới hạn và dung sai lắp ghép. .54

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
3


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI
1. Chọn động cơ
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ
+ Công suất tương đương xác định theo công thức: Pct =

Pt


Trong đó: Pct, Pt: cơng suất cần thiết trên trục động cơ và cơng suất tính tốn trên
trục máy công tác.
Với giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi. Theo
công thức 2.10[1] và 2.11[1] ta có:
+ Cơng suất cơng tác Pt:

Pt 

F.v 5735.0,72

 4,13 KW
1000
1000

Với : v= 0,72 m/s - vận tốc băng tải;
F= 5375 N

- lực kéo băng tải;

+ Hiệu suất hệ dẫn động :
 =  nib
Theo sơ đồ đề bài thì :  =k.3ơl.tv.x;
Tra bảng( 2.3) Ttttkhdđck tập1 , ta được các hiệu suất:
k = 0,99

- hiệu suất nối trục.

ôl = 0,99

- hiệu suất một cặp ổ lăn;

tv = 0,80

- hiệu suất bộ truyền trục vít khơng tự hãm với Z1=2;

x = 0,93

- hiệu suất bộ truyền xích để hở ;

 = 0,99. 0,993.0,80. 0,93= 0,715 ;
Vậy :
Pct=

Pt
4,13
 5,78(Kw)
=
 0,715

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
4


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện
+ Số vòng quay của trục máy cơng tác là nlv tính theo cơng thức 2.16[1]:
nlv =

60.1000.v 60.1000.0,72

 26, 2 (vg/ph)
D

3,14.525

Trong đó:
v: vận tốc băng tải; v = 0,72 m/s ;
D: đường kính băng tải ; D=525 mm ;
+ Theo bảng 2.4[1] ta có thể chọn được:
un(sb): tỉ số truyền ngoài, ở đây bộ truyền ngoài xích: un(sb)=ux(sb)=2
uh(sb) tỉ số truyền của hộp giảm tốc, ở đây là bộ truyền trục vít:
uh(sb)=utv(sb)=20
Vậy tỉ số truyền sơ bộ của hệ dẫn động:
usb= un(sb).uh(sb)= 2.20= 40
Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo cơng thức 2.18[1]:
nsb= nlv.usb= 26,2.40= 1048 (vg/ph)

1.3. Chọn động cơ
Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : Pđc  Pct , nđc  nsb
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: nđc= 1000 (vg/ph)
Đồng thời có mơmen mở máy thỏa mãn:

Tmm Tk

T
Tdn
Do hệ dẫn động hoạt động ở chế độ tải trọng tĩnh nên mômen mở máy bằng
mômen xoắn của tải tức là: Tmm= T Do đó:

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

Tmm
1

T

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
5


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Tk
1
Vậy ta cần chọn động cơ có:
Tdn
Theo bảng P1.3[1] phụ lục với Pct= 5,78 (Kw) và nđc= 1000 (vg/ph)
Ta chọn được động cơ: 4A132M6Y3 với các thông số kĩ thuật là:
Cơng suất

:

7,5 (Kw)

Số vịng quay

:

968 (vg/ph)
Tk
2
Tdn

Đường kính trục:

38 (mm)

Khối lượng

93 (kg)

:

Kết luận động cơ 4A132M6Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.
2. Phân phối tỉ số truyền
2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
Theo cơng thức 3.23[1] ta có:

u sb 

n dc 968

 36, 95
n lv 26, 2

Trong đó:
nđc: Số vịng quay của động cơ đã chọn
nlv: Số vòng quay của trục máy công tác
2.2. Phân phối tỉ số truyền
Theo công thức 3.24[1] ta có:
usb= un.uh

Trong đó:
un: Tỉ số truyền của bộ truyền ngoài: un= ux
uh: Tỉ số truyền của bộ truyền trong hộp giảm tốc. uh= utv
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
6


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Chọn tỉ số truyền của bộ truyền xích ux=2,5 thì tỉ số truyền của bộ truyền trục
vít - bánh vít là:
u tv  u h 

u sb 36,95

 14, 78
un
2,5

3. Xác định các thông số trên các trục
3.1. Số vòng quay trên các trục
+ Tốc độ quay của trục I:

n1 = nđc= 968 (vg/ph)

+ Tốc độ quay của trục II:

n2 =

+ Tốc độ quay của trục công tác:

n *ct = n 2 = 64,5 = 25,8 (vg/ph)

n1
968
=
= 64,5 (vg/ph)
u tv 14,78
ux

2,5

3.2. Công suất tác dụng lên các trục
+ Công suất trên trục công tác: Pct= Pt= 4,13 (Kw)
+ Trục II: P2=

pt
4,13

 4,49 (kw)
«l .x 0,99.0,93

+ Trục I: P1=

P2
4,49


 5,67 (kw)
 tv  «l 0,99.0,80

*
+ Cơng suất trên động cơ: P đc 

P2
5, 67

 5, 79 (Kw)
ol . k 0, 99.0, 99

3.3. Mô men xoắn trên các trục
Ti = 9,55. 106 .

Pi
ni

+ Trục I : T1  9,55.106.

P1
5,67
 9,55.106.
 55938,53
n1
968

+ Trục II : T2 = 9,55. 106 .

P2
4,49
 9,55.106.
 664798,45
n2
64,5

(N.mm)
(N.mm)

+ Trục công tác:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
7


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Tct = 9,55. 106 .

Pct
6 4,13

9,55.
10
.
 1528740,31 (N.mm)

n *ct
25,8

+ Mômen xoắn trên trục động cơ:
6

Tđc  9,55.10 .

P* đc
n đc

 9,55.106.

5, 79
 57122, 42(Nmm)
968

4. Bảng tổng kết
Trục
Thụng số
U

Động cơ

I

II

1
P(Kw)

14,78

Công tác
2,5

5,79

5,67

4,49

4,13

n(vg/ph)

968

968

64,5

25,8

T(Nmm)

57122,42

55938,53

664798,45

1528740,31

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
8


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN
1. Thiết kế bộ truyền ngồi
Ta có bảng thơng số của bộ truyền:
P= P2= 4,49 (Kw)
T= T2= 664798,45 (Nmm)
n= n2= 64,5 (vg/ph)
u= ux= 2,5
β = 10

o

1.1. Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ vận tốc thấp nên dung xích con lăn.
1.2. Chọn số răng đĩa xích
Với u = 2,5, theo bảng 5.4[1] ta chọn z1= 25 (răng) là số răng đĩa xích nhỏ
Số răng đĩa xích lớn được xác định theo cơng thức5.1[1]:

Z2 = u.Z 1 = 2.25 = 62,5 (răng)
Do Z2 nguyên lên chọn Z2= 62 (răng)
Tỷ số truyền thực:

u th 

Sai số:

u=

Z 2 62

 2, 48
Z1 25
u th  u
u

.100 

2, 48  2,5
2,5

.100  0,8(%)  4(%)

1.3. Xác định số bước xích
Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện

Pt 

P.k.k z .k

kd

  P

Với
Pt : cơng suất tính toán
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
9


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

P: công suất cần truyền, P = 4,49(kW)
Chọn bộ truyền thí nghiệm là bộ truyền xích tiêu chuẩn, có số răng và vận tốc
vịng đĩa xích nhỏ là:
Z01= 25 (răng) và n01= 50 (vg/ph)
Do vậy ta tính được:
kz : hệ số răng, ta có kz =

z01 25

 1,
z1 25

kn: hệ số vòng quay kn
 kn 

z01
=
z1 , với n01 = 50

vịng/phút

50
 0, 775
64,5

Theo cơng thức 5.4[1]
K= k0.ka.kbt.kđ.kc.kđc
Với
k0 : hệ số kể đến ảnh hưởng vị trí bộ truyền,tra bảng 5.6[1] với

  100 chọn k0=1
ka: hệ số kể đến khoảng cách trục và ciều dài xích, chọn a=(30-50)p
tra bảng 5.6[1] được: ka = 1 (a = 50p)
kđc: hệ số kể đến ảnh hưởng của lực căng xích
chọn cách điều chỉnh bằng con lăn căng xích kđc=1
kbt: hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, mơi
trường làm việc có bụi, chọn kbt = 1,3
kđ: hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn kđ =
1,2
kc: hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca,
kc=1,25
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52

10


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

 K = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95

Kd: hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy với 3 dãy ta có: kd=2,5
Vậy ta có:
Pt 

P.k.k z .k
kd



4, 49.1.0, 775.1,95
 2, 7(kW)
2,5

Theo bảng 5.5[1], với Pt=2,7   P  và n01 = 50 vòng/phút, chọn bộ truyền
xích 1 dãy có:
Bước xích

: p = 25,4 (mm) thoả mãn điều kiện bền mịn

Đường kính chốt

: dc= 7,95 (mm)

Chiều dài ống

: B= 22,61 (mm)

Công suất cho phép: [P]= 3,20 (Kw)
Pt < [P] = 3,20 (kW).
1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
Chọn sơ bộ:
a= 35p = 35.25,4= 889 (mm)
Theo cơng thức 5.12[1], số mắt xích
2

2.a z1  z 2  z 2  z1  p
x


p
2
4 2 .a
2

2.889 25  62  62  25  .25, 4


x 
= 114,49
25, 4
2

4 2 889

Lấy số mắt xích chẵn xc = 114
Theo cơng thức 5.13[1], tính lại khoảng cách trục:
2
p 
z z
z z 
a  x c  1 2   x c  0,5  z1  z 2    2  2 1 
4
2
  


GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

2





SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
11


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

2
2
25, 4 
25  62
 62  25  

 114  0,5  25  62    2 
114 
 
4 
2
   



=883 (mm)
Để xích khơng phải chịu lực căng q lớn, giảm a một lượng
∆a = 0,003a = 0,003.1262 = 3(mm)
Vậy khoảng cách trục thực tế: a = 880 (mm).
+ Số lần va đập của xích
Theo ct 5.14[1], ta có số lần va đập I của bản lề xích trong 1 giây:
i=

z1.n
25.64,5

 0,94
15.x 15.114

Theo bảng 5.9[1], với p = 25,4 thì [i] = 30

Vậy i < [i]
1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mịn
Theo cơng thức 5.15[1] ta có S =

Q
 S
k đ .Ft  F0  Fv

Trong đó :
Q: Tải trọng phá hỏng được tra trong bảng 5.2[1].
Theo bảng 5.2[1], với xích con lăn 1 dãy có p= 25,4 thì tải trọng phá huỷ Q =
170,1 (KN) =170100 (N), khối lượng 1m xích q = 7,5 (kg)
kđ : hệ số tải trọng động. Do chế độ làm việc trung bình  kđ = 1,2.
v=

z1.p.n
25.25, 4.64, 5

 0, 68(m / s)
60000
60000

Ft: lực vòng, Ft = 1000.

P
4, 49
 1000.
 6602,94  N 
v
0, 68

Fv: lực căng do lực li tâm sinh ra
Ta có: Fv = q.v2 =7,5.0,682 =3,468 (N)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
12


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

F0 : lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra, được tính theo cơng
thức 5.16[1] :
Fv= 9,81kf.q.a
Trong đó:
a: Khoảng cách trục, a=0,88 (m)
kf: Hệ số phụ thuộc độ võng f của xích, lấy kf = 4
q: Khối lượng 1m xích, q= 7,5 (kg)
 F0 = 9,81.4.7,5.0,88 = 258,98 (N)

Vậy
Q
170100

 20, 78  S
k đ .Ft  F0  Fv 1, 2.6602, 94  258,98  3, 468

S=

Theo bảng 5.10[1] với n=64,5 (vg/ph) và p=25,4 có [s] = 8,2
Vậy s > [s] : bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
1.6. Xác định các thơng số của dĩa xích
Theo cơng thức 5.17[1] ta có:
Đường kính vịng chia:

d1 

p
sin

d2 


z1

p
sin


z2





25, 4
 202, 66(mm)


sin
25
25, 4
 501, 49(mm)

sin
62

Vậy đường kính vịng chia của đĩa dẫn d1 =202,66 (mm), đĩa bị dẫn
d2 = 501,49 (mm).
Theo bảng 14.4b[1] ta có:
Đường kính vòng đỉnh răng của:
+ Đĩa dẫn:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
13


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

d a1  p.(0,5  cotg


 

)  25, 4  0,5  cot g   213,76(mm)
z1

25 


+ Đĩa bị dẫn:
d a2  p.(0,5  cotg


 

)  25, 4  0,5  cot g   513,55(mm)
z2
62 


Bán kính đáy: r = 0,5025.dl + 0,05
Với dl tra trong bảng 5.2[1] đường kính con lăn ta được: dl=15,08(mm)
Vậy: r = 0,5025.dl + 0,05=0,5025.15,08+0,05= 7,63 (mm)
Đường kính chân răng:
+ Đĩa dẫn: df1 = d1 – 2.r= 202,66–2.7,63= 187,4 (mm)
+ Đĩa bị dẫn: df2 = d2 – 2.r=501,49 –2.7,63= 486,23 (mm)
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc  H trên mặt răng đĩa xích:
Theo cơng thức 5.18[1]:

 H  0, 47

k r .  Ft .k đ +Fvđ  .E
  H 
A.k d

Trong đó:

Ft : Lực vịng, Ft = 6602,94 (N)
Fvđ : Lực va đập trên m=3 dãy xích, theo cơng thức 5.19[1]:
Fvđ = 13.10-7.n.p3.m
Fvđ = 13.10-7. 64,5.25,43.3 = 4,12 (N)
E=

2.E1.E 2
. Vật liệu dung làm con lăn và răng đĩa là thép có
E1  E 2

E1= E2= E = 2,1.105 (Mpa)
kđ : Hệ sô tải trọng động, kđ = 1,2

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
14


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

kr : Hệ số kể đến số răng đĩa xích, với z1 = 25 (răng) tra bảng trang 87 sách
tttkhdđ 1 ta có  kr = 0,42
kd = 2,5 (do sử dụng 3 dãy xích)
Theo bảng 5.12[1], với p = 25,4 và 3 dãy xích có A= 450 mm2
Vậy:

0, 42.  6602,94.1, 2  4,12  .2,1.105

 H  0, 47
 370,53  MPa 
450.2,5
Như vậy theo bảng 5.11[1] dùng thép 45 tôi cải thiện, đạt độ rắn HB210, ứng
suất tiếp xúc cho phép là

 H 

= 600 (MPa) đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho

răng đĩa xích 1.
Tương tự với răng đĩa xích 2 do chọn cùng vật liệu và chế độ nhiệt luyện nên
cũng có:

 H   H  .
1.7. Xác định lực tác dụng lên trục
Theo cơng thức 5.20[1]:
Fr = kx.Ft
Trong đó:
kx: Hệ số kể đến trọng lượng xích => bộ truyền đặt nằm nghiêng góc
β< 40o, chọn kx = 1,15
Ft: Lực vòng, Ft=6602,94 (N)
Vậy Fr = 1,15.6602,94 = 7593,33 (N)

1.8. Các thơng số của bộ truyền xích:
Thơng số

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

Ký hiệu

Giá trị

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
15


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Loại xích

Xích ống con lăn

Bước xích (mm)

p

25,4

Số mắt xích

x

114

Chiều dài xích (mm)

L

Khoảng cách trục (mm)

a

880

Số răng đĩa xích nhỏ

z1

25

Số răng đĩa xích lớn

z2

62

d1

202,66

d2

501,49

da1

213,76

da2

513,55

r

7,63

df1

187,4

df2

486,23

Fr

7593,33

Vật liệu đĩa xích
Đường kính vịng chia đĩa xích nhỏ
(mm)
Đường kính vịng chia đĩa xích lớn
(mm)
Đường kính vịng đỉnh đĩa xích nhỏ
(mm)
Đường kính vịng đỉnh đĩa xích lớn
(mm)

Bán kính đáy (mm)
Đường kính chân răng đĩa xích nhỏ
(mm)
Đường kính chân răng đĩa xích lớn
(mm)
Lực tác dụng lên trục (N)

2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít
Các thơng số của bộ truyền trục vít:
P= P1= 5,67 (kw)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
16


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

n1= 968 (vg/ph)
u= utv= 14,78
T1= 55938,53 (N)
T2= 664798,45 (N)
n2= 64,5 (vg/ph)
Số ca làm việc: 2 (ca)
Thời gian phục vụ: lh= 12500 giờ
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít
+ Tính sơ bộ vận tốc trượt
Theo cơng thức 7.1[1], ta tính vận tốc trượt sơ bộ:

vs  4,5.105.n1. 3 T2  4,5.105.968. 3 664798, 45  3,8  m / s 

Trong đó:
n1: Số vịng quay của trục vít
T1: Mơmen xoắn trên trục bánh vít
vs= 3,8 (m/s) < 5 (m/s). Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpAЖ 9-4 đúc
ly tâm có để chế tạo bánh vít có σb= 500(MPa), σch = 200 (MPa).
Theo bảng 7.2[1] ta sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít là thép tôi, độ rắn mặt
ren đạt độ cứng HRC  45
2.2. Xác định ứng suất cho phép
Vì bánh vít làm bằng đồng thanh khơng thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so
với trục vít bằng thép nên chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép và ứng suất
uốn cho phép đối với vật liệu làm bánh vít.

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
17


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh khơng thiếc
ЬpA Ж 9-4 ta có: với vs=3,8 (m/s) =>  H   160(MPa) .
2.2.2. Ứng suất uốn cho phép
Theo cơng thức 7.6[1] ta có:

 F    FO .K HL
Trong đó

 FO  : ứng suất uốn cho phép với 10

6

chu kỳ

Bộ truyền quay 1 chiều, theo công thức 7.7[1] ta có:

 FO   0, 25. b  0, 08 ch  0, 25.500  0, 08.200  141(MPa)
KFL: hệ số tuổi thọ. Theo công thức 7.9[1] ta có:

K FL 

9

106
N FE

Với
9

N FE

 T 
 60  2i  n 2i .t i
 T2max 

Vì tải trọng khơng đổi nên:
NFE= 60.n2.t 
Với:
n2: là số vịng quay của bánh vít trong 1 phút có: n2=64,5 (vg/ph)
t  : Tổng số thời gian làm việc của bộ truyền t  =lh=12500 giờ
=> NFE= 60.64,5.12500=4,84. 10 7 (chu kì)
Do đó:
K FL  8

106
 0, 62
4,84.107

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
18


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Vậy :  F    FO  .K HL  141.0, 62  87, 42(MPa)
+ Ứng suất cho phép khi quá tải
Theo công thức 7.14[1], ta có:

 H max  2. ch  2.200  400  MPa 
 F max  0,8. ch  0,8.200  160  MPa 
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục

Theo cơng thức 7.16[1] ta có:
2

 170  T2 .K H
a w   z 2  q  3 

q
 z 2  H  
Trong đó:
z2: là số răng bánh vít. Với u= utv = 14,78, chọn z1 = 2 => z2 =
u2z1 = 14,78.2 = 29,56 (răng), chọn z2=30 (răng)
Tỷ số truyền thực:

u th 

z 2 30

 15
z1
2

Sai số:

u=

u th  u
u

.100 

15  14,78
14,78

 1,5%  4%

q: Hệ số đường kính trục vít. Chọn sơ bộ q = 0,25.z2 = 0,27.30 = 8,1
Theo bảng 7.3[1], chọn q = 8
T2: Mômen xoắn trên trục bánh vít. T2 = 664798,45 Nmm
KH: Hệ số tải trọn. Chọn sơ bộ KH = 1,2
Vậy:

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
19


Đồ án chi tiết máy

Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2

a w   30  8 

3

 170  669798, 45.1, 2
 190, 52  mm 



8
 30.160 

Chọn aw= 190 (mm).
2.4. Xác định các thông số
Modun dọc trục của trục vít:
Theo cơng thức 7.17[1]:

m 

2a w
2.190

 10
z 2  q 30  8

Chọn m theo trị số tiêu chuẩn trong bảng 7.3[1] ta được: m = 10 (mm)
Tính chính xác khoảng cách trục aw:

aw 

10.  30  8
m
 190  mm 
 z2  q  
2
2

Lấy aw = 190 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là:

x 

aw
190
 0, 5.  q  z 2  
 0, 5  8  30   0  mm 
m
10

Thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít
2.5.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
Theo cơng thức 7.19[1] ta có điều kiện bền tiếp xúc của răng bánh vít là:
3

170  z 2  q  T2 .K H
H 
  H 


z2  a w 
q
+ Tính lại vận tốc trượt:
Theo công thức 7.20[1]:

vs 

 .d w1.n1
60000.cos  w

GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng

SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
20