Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế gới và trong nước đang không ngừng
phát triển, sự phát triển đó nhằm phục vụ chính những lợi ích ngày càng cao của
con người. Để bắt kịp với thế gới, Đảng và nhà nước ta đã đề ra mục tiêu trong
những năm tới là thực hiện “Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước”. Muốn
thực hiện được tốt điều đó thì cần quan tâm phát triển mạnh ngành công nghiệp
nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng vì cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng
trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân, tạo
điều kiện cần thiết để các ngành này phát triển mạnh hơn.
Đồ án tốt nghiệp là 1 học phần đóng vai trò quan trọng trong quá trình đào
tạo trở thành người kỹ sư. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên tổng
hợp được các kiến thức, hiểu rõ hơn, thực tế hơn với những kiến thức lý thuyết của
môn học trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo
những kiến thức này trong quá trình làm đồ án cũng như công tác sau này.
Sau 5 năm học tập tại trường, nay em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Thiết kế hệ thống dẫn động gầu tải dùng để tải thóc, năng suất 6 tấn/h, chiều
cao tải là 8 m”.
Với sự cố gắng của bản thân, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
PGS.TS Vũ Ngọc Pi và thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn trong
khoa đến nay em đã hoàn thành đề tài. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành
tới thầy Vũ Ngọc Pi , thầy Nguyễn Văn Trang cùng các thầy cô, các bạn đã giúp
đỡ chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đề tài được
giao.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Trần Văn Cộng

GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 1 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

3
6 6
6
6
6
8
4
7
5
a)
5
7
4
8
b)
5
c)
7
4
8
5
8
4
7
4
5
8
d)
e)
Hình 1.1. Cấu tạo gầu tải

Do tính chất của vật liệu vận chuyển ngày càng phức tạp và khác nhau nên
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 4 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
kết cấu gầu cũng có nhiều thay đổi tương xứng. Ngày nay gầu có kết cấu tương đối
ổn định và thường được tiêu chuẩn hóa. Một số loại điển hình như gầu sâu đáy
tròn, gầu nông đáy tròn, gàu sâu đáy nhọn (hình 1.3).
b. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:
 Ưu điểm:
- Chiều cao nâng có thể đạt được H = 50÷55 m.
- Năng suất vận chuyển lớn có thể đạt 500 tấn/h.
- Hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuổi thọ cao.
- Cấu tạo đơn giản.
 Nhược điểm:
- Kích thước và khối lượng lớn nên khó vận chuyển lắp đặt, chiếm nhiều
diện tích.
- Chiều cao bị hạn chế do cấu tạo động học.
 Phạm vi sử dụng:
- Cơ cấu gầu tải dùng để vận chuyển một khối lượng nguyên vật liệu lớn ở
các độ cao khác nhau theo chiều thẳng đứng hay chiều nghiêng, đổ thành
đống không gây bụi.

Hình 1.4 Ứng dụng gàu tải trong tải thóc
- Gầu tải sử dụng để vận chuyển vật liệu dạng than cám hay vật liệu dạng
khối như than, xi măng, quặng, sắt, thép, đất sét…dùng trong công
nghiệp. Ngoài ra gầu tải còn được sử dụng để vận chuyển các vật phẩm
trong nông nghiệp như thóc, ngô…(hình 1.4)
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 5 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp

liệu nhẹ và vận tốc có thể đạt tơi 3,5 m/s.
- Băng: Băng kéo được làm là băng vải cao su có số lớp i ≥4 nối 2 đầu bằng đinh
tán hoặc gấp chìm. Chiều rộng được chọn phụ thuộc vào loại băng.
- Ưu điểm: vận tốc vận chuyển cao, chuyển động mê, có khả năng chống quá tải
bằng hiện tượng trượt tương đối với tang dẫn.
- Nhược điểm: do băng kéo được làm bằng cao su nên không thể làm việc được
trong điều kiện nhiệt độ cao.
Hình 2.1 cấu tạo băng tải cao su
1.lớp cao su; 2.lớp vải bó hoặc lõi thép; 3.lớp vải bọc
 Gầu tải xích: Cơ cấu kéo là xích, loại này dùng để vận chuyển các vật liệu
thô năng, vận tốc chuyển động của xích không quá 1,25 m/s
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 8 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
1
,
5
-
5
a)
1 2
1
,
5
-
2
1 2 3
b)
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
-Ưu điểm: Trong trường hợp điều kiện làm việc chịu tải trọng lớn thì ta dùng xích
vì nó có đặc điểm lực kéo lớn, ít bị mài mòn, khả năng chiệu nhiệt tốt, có thể làm

B A h R
Sâu, đáy tròn 160 105 110 35 0,6
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 10 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
4
5
°
5
5
°
5
0
°
6
5
°
4
5
°
5
0
°
c)
a)
A A
L
B
e)
A-A
B

MPa
σ
,
bp
MPa
σ
%
δ
%
ψ
3
, /C j cm
HB (không lớ hơn)
Không nhỏ hơn Sau cán
nóng
Sau ủ
3600 6100 16 40 50 241 197
2.1.4 Xác định vận tốc của gầu tải
Theo [1] có thể xác định vận tốc gầu tải như sau:
V =
3
.
3,6.10 . . .
Q a
i
φ ρ
(m/s) (2.3)
Trong đó:
Q - năng suất yêu cầu (tấn/h).
i - thể tích của một gầu (m

. . . 0,6.10 .2,31.0,6.10 .0,6
3,6. 3,6. 0,3( )
6
q v k
T m
Q
γ
−
= = =

GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 12 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
500
250
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Số lượng gầu dùng cho cả hệ thống
2 2.8
53,33
0,3
H
n
T
= = =
chọn n=(53 gầu).
2.1.6 Tang dẫn động
Tang dẫn động thường đặt ở phần trên của máy: Tang gầu tải băng chế tạo
bằng cách đúc hoặc hàn, đường kính tang phụ thuộc vào lớp vải trong băng và
được xác định theo công thức:
D = (125 ÷ 150).z (2.2)
Trong đó z là số lớp vải cao su trong băng.

2.1.6 Công suất trên trục động cơ dẫn động tang dẫn
Theo [9] ta có:
. .
1000.
t t
k F v
P
η
=
(2.6)
Trong đó:
K
t
- hệ số tính toán, thường chọn k =1,1÷1,2 chọn k
t
=1,1
F
t
- lực vòng trên tang dẫn.
v - là vận tốc cần thiết của gầu tải
η - là hiệu suất gầu tải.
0,7
η
=
Áp dụng công thức tính lực vòng trên tang dẫn [1] thì F
t
được xác định như sau

F
t

gầu trên một mét chiều dài = 5, 4 kg (khối lượng gầu = 1,8 kg).
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 14 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Vậy
⇒ q
0
= 4+5,4 =9,4 kg=94 N
Vậy khối lượng của một mét bộ phân kéo là q
0
=94 N/m
Khối lượng vật phẩm trên 1 m chiều dài
q
vl
=
.
0,36.
Q
v
γ
(2.9)
γ - Khối lượng riêng của vật liệu (tấn/m
3)
.
Vật liệu thóc khô ta có : γ= 0,6 tấn/m
3
⇒ q
vl
=
6.0,6

0 0.
min
.
( ). .
1
a
vl
a
q q H q H e W
S
e
µ
µ
+ − + ∑
≥
−
(2.11)
Trong đó ∑W là lực cản chuyển động của bộ phận kéo được tính theo công thức.
∑W = W
d
+ W
x
(2.12)
W
d
- Lực cản của trục dưới
W
x
- Lực cản xúc vật liệu
Mà W

1
= 4
⇨ W
x
= 4.4,33 = 17,32 (N)
Vậy ∑W = W
d
+W
x
= 80 +17,32 = 97,32 (N)
µ - hệ số ma sát giữa bộ phận kéo và tang
- Đối với tang bằng gang hoặc thép ta có :
µ = 0,1 khi bề mặt tiếp xúc rất ẩm
µ = 0,2 khi bề mặt tiếp xúc ẩm
µ = 0,3 khi bề mặt tiếp xúc khô
Do bề mặt tiếp xúc khô nên µ = 0,3
α : góc ôm bộ phận kéo trên tang dẫn (rad) α = Π
Thay các giá trị trên vào công thức (2.11) ta có
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 17 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
0,3.
min
0,3.
(94 4,33).8 94.8. 97,32
667,686( )
1
e
S N
e

Vậy lực kéo ở đầu ra của tang dẫn:
S
r
= S
min
+ q
0
H (2.15)
⇨ S
r
= 500 + 94.8 = 1252 (N).
Từ biểu thức (2.7) giá trị F
t
được tính như sau:
F
t
= (1383,96 – 1252)(1+ 0,04) = 137,24 (N).
Thay giá trị F
t
(N) vào (2.6) ta được công suất cần thiết trên trục tang dẫn của gầu
tải là.
1,1.137,24.2,31
0,498( )
1000.0,7
P Kw= =
Sau khi xác định được lực kéo tính toán cực đại, căn cứ vào trị số đó để
kiểm nghiệm xem băng kéo có phù hợp không.
- Với guồng tải băng cần phải kiểm nghiệm số lớp vải cao su của bộ
phận kéo
max 2

÷
0,9
Chọn k
3
=0,7
Z = 4 >
1383,96.10
2,47
50.60.0,7
=
(thỏa mãn)
Bảng 2.3 Hệ số trữ bền của băng theo số lớp vải cao su[1]
Z 2-4 5-8 9-14
K
2
10 11 12
2.1.7 Cơ cấu nhập liệu và dỡ liệu
Cơ cấu nhập liệu: Việc lựa chọn phương pháp nhập liệu phụ thuộc vào tính
chất của vật liệu.
+ Với vật liệu thô có bề mặt ma sát lớn thì nhập liệu trực tiếp vào gầu.
+ Với vật liệu mịn có bề mặt ma sát nhỏ thì nhập liệu bằng cách đổ vật liệu xuống
đáy gầu và dùng gầu múc vận chuyển lên trên. Vì vậy đối với vật liệu là thóc ta
chọn phương pháp nhập liệu bằng cách đổ liệu xuống đáy gầu và dùng gầu múc
vận chuyển lên trên.
Cơ cấu tháo liệu: Việc lựa chọn phương pháp tháo liệu phụ thuộc vào
khoảng cách từ tâm 0 đến cực tháo liệu A.
Khi gầu cùng vật liệu chuyển động trên bề mặt tang dẫn động nó chịu 2 lực
tác động.
G = m.g - Lực khối lượng do khối lượng của gầu và vật liệu sinh ra.
P = m.v

π
=

l =
2
895
td
n
(m ) (2.19)
n
td
: số vòng quay của tang dẫn
G
1
P
1
R
1
A
1
0
r
0
r
a
G
2
P
2
R

< l <r
a
sẽ xảy ra tháo liệu hỗn hợp, phương pháp này sử dụng cho các
loai vật liệu dạng hạt và mịn.
Với gầu tải trên ta có :
r
0
=
0,5
2
= 0,25 (m)
r
a
= r
0
+ A = 0,25 + 0,105 = 0,355(m) (2.20)
Vậy l < r
0
nên tháo liệu bằng lực ly tâm.
2.1.8 Xác định mômen xoắn trên gầu tải:
Mômen xoắn tác dụng lên gầu tải T
g
(N.mm) xác định theo công thức:
6
9,55.10 .
ct
g
ct
P
T

KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
PHẦN 3
TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC
HỆ DẪN ĐỘNG
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 22 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
3.1 Chọn hộp giảm tốc
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền
không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn. Tùy theo tỉ số
truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm tốc một cấp và hộp
giảm tốc nhiều cấp.
Tùy theo loại truyền động trong hộp giảm tốc phân ra: hộp giảm tốc bắng
răng trụ, hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ, hộp giảm tốc trục vít, trục
vít- bánh răng hoặc bánh răng trục vít, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảm
tốc bánh răng sóng và động cơ – hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc được sử dụng rộng
rãi trong các ngành cơ khí luyện kim, hóa chất, trong công nghiệp đóng tàu… Để
chọn được hộp giảm tốc phù hợp chúng ta cùng đi phân tích một số loại hộp giảm
tốc điển hình thường dùng trong cơ khí sau đây.
3.1.1 Hộp giảm tốc bánh răng trụ
3.1.1.1. Hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp
Được sử dụng khi tỉ số truyền u ≤ 7÷8 (nếu dùng bánh răng trụ răng thẳng thì u ≤
5). Nếu dùng tỉ số truyền lớn hơn, kích thước và khối lượng hộp giảm tốc một cấp
sẽ lớn hơn hộp giảm tốc 2 cấp
Hình 3.1: Sơ đồ hộp giảm tốc bánh răng trụ 1 cấp [2]
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 23 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang
Đề án tốt nghiệp Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
3.1.1.2 Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

- Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết.
- Phải bố trí các ổ của trục đồng tâm bên trong hộp giảm tốc nên kết cấu ổ đỡ
phức tạp.
- Khó bôi trơn cho các ổ bên trong vỏ hộp.
- Kết cấu trục trung gian lớn.
- Kích thước chiều rộng lớn.
GVHD: PGS.TS Vũ Ngọc Pi 25 SVTH: Trần Văn Cộng
KS Nguyễn Văn Trang