Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Lời mở đầu
Môn học tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là môn học không thể thiếu với
mỗi kỹ sư thuộc lĩnh vực cơ khí.
Nội dung môn học này giúp sinh viên nắm được các vấn đề căn bản trong thiết
kế máy và hệ thống dẫn động. Qua việc được học môn học và quá trình tự mình
hoàn thiện một bản thiết kế hệ dẫn động băng tải em đã hiểu thêm nhiều vấn đề
về cơ sở tính toán, thiết kế, các cách chọn lựa vật liệu, cách gia công và lắp ghép
chi tiết
Đồ án thiết kế còn giúp em có khả năng tự nghiên cứu, tìm hiểu sâu hơn về lĩnh
vực thiết kế máy.
Tuy nhiên nội dung môn học phức tạp, bao hàm lượng kiến thức lớn nên trong
quá trình làm em cũng không thông suốt hết mọi vấn đề và không thể tránh khỏi
những sai sót nên mong quý thầy cô hướng dẫn thêm cho em.
Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Hồ Ngọc Thế Quang đã tận tình hướng
dẫn, giới thiệu tài liệu và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thiện đồ án này!
1
1
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Phần 1 : TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI CHO HỆ
DẪN ĐỘNG
A. Chọn động cơ điện
 công suất động cơ P
đc
(kW)
 công suất cần thiết P
ct

+
η
ol
hiệu suất một cặp ổ lăn
+

η
kn
hiệu suất truyền động khớp nối
Tra bảng (2-3 trang 19 Ttttkhddck tập1) ta chon được các giá trị
+
η
tv
= 0,8 (z= 2, không hãm, che kín)
+
η
br
= 0,97 (răng trụ, che kín)
+
η
x
= 0,92 (để hở)
+
η
ol
= 0,993
+

η
kn

=
∑
∑
=

⇒
công suất cần thiết của động cơ

Tra bảng P.13/ 236 chọn động cơ mang số hiệu 4A180S2Y3
Công suất P
đc
= 22kW; số vòng quay n
đc
= 2940(v/p); số vòng quay đồng bộ n
đb
=
3000(v/p)
cosµ= 0,91; Tmax/T
dn
= 2,2; T
k
/T
dn
= 1.4
tra theo bảng 17/242
Đường kính trục động cơ d
1
= 48mm
Khối lượng m= 165kg
B. Phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền

1
= i
v
.i
br _
 i
v
: tỷ số truyền của bộ truyền trục vít
 i
br
: : tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng
+i
2
: tỷ số truyền bộ truyền ngoài
i
2
= i
kn
.i
x
 i
kn
: tỷ số truyền của khớp nối
 i
x
tỷ số truyền của bộ truyền xích
Theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu TTTKHĐCK tập 1 ta chọn
 i
x
= 2; i

/ i
br
= 117,6/2.352= 50 (v/p)
 trục 4 (trục bánh xích 2- trục công tác); n
4
= n
3
/ i
x
= 50/2= 25 (v/p)
D- Tính công suất trên các trục
 trục 4: P
4
= 13,22 kW
 trục 3: P3= kW
 trục 2: P
2
= kW
 trục 1: P
1
= kW
E- Tính mô ment xoắn trên các trục
 trục 1: T
1
= 9,5510
6
. P
1
/ n
1

Th«ng sè
§éng c¬ 1 2 3 4(C«ng
t¸c)
Tỷ số trg i= 1
i= 25 i= 2,352 i= 2
C«ng suÊt: P(kW)

13,22
Sè v/quay:n(v/p)
2940 2940 117,6 50 25
M«men: T(N.mm)
61392,9 1219736,
4
2763770 5050040
3
3
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Phần 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN
I. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
1. Chọn vật liệu
+ Bánh răng nhỏ: thép 45- phương pháp tôi cải thiện đạt độ cứng
HB 241-285
 σ
b1
= 850 MPa
 σ
ch 1
= 580 MPa

°
σ = σ
Theo bảng 6.2,thép c45 khi tôi cải thiện hoặc thường hóa đạt độ rắn từ 180-
350 HB
Chọn độ cứng bánh răng nhỏ HB
1
= 255;
Bánh răng lớn HB
2
= 240 + HÖ sè tuæi thä
 Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về sức
 Số chu kỳ ứng suất tương đương
4
4
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Ta có:

=>=>

=>=>
VËy


Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
c. các ứng suất quá tải cho phép

2,8. 2,8.450 1260( ).
0,8. 0,8.580 464( ).
1
0,8. 0,8.450 360( ).
2
max MPa
H
ch
max MPa
F
ch
max MPa
F
ch
σ σ
σ σ
σ σ
 
 
 
 
 
 
= = =
= = =

Vậy chọn Z
2
= 101
Tỉ số truyền thực tế u= Z
2
/ Z
1
= 101/43= 2,349
Tính lại khoảng cách trục mm
Cần dịch chỉnh để tang 288 lên 291
Ta tính hệ số dịch tâm theo công thức 6.22
Hệ số
=> tra bảng 6.10a ta tìm đc giá trị K
x
= 0,2058
Suy ra hệ số giảm đỉnh răng tính theo công thức 6.24
Tổng hệ số dịch chỉnh
6
6
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Hệ số dịch chỉnh bánh răng tính theo công thức 6.26
Góc ăn khớp tính theo công thức 6.27
Suy ra góc ăn khớp
 Chiều rộng vành răng được tính theo công thức
b
w
= ψ
ba

 Z
H
: hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
 Z
ε
hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Hệ số trùng khớp ngang
Hệ số trừng khớp dọc
 Suy ra
+ : hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc
7
7
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
K
H
= K
H
β
. K
HV
.K
H
α

K
H
β
: hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc(bảng 6.7) K

z
= 10-40 do đó ,
 Hệ số ảnh hưởng kích thước bánh răng
,
 Hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc vòng khi HB<350
=>>>
 Dẫn đến
Cặp bánh răng đảm bảo về độ bền tiếp xúc!
4.2 Kiểm nghiệm độ bền uốn
Kiểm nghiệm theo công thức 6.43
 T
1
= 1219736,4 Nmm
 K
F
β
hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên vành răng khi thử về
uốn K
F
β
=1,102 tra theo bảng 6.7
 K
F
α
hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho các đôi răng ăn
khớp đồng thời, tra bảng 6.14/107 ta được K
F
α
= 1 với v<2,5m/s và cấp chính
xác cấp 9

Điều kiện phòng biến dạng dư hoặc phá hỏng tĩnh mặt lượn chân răng
Vậy điều kiện quá được đảm bảo!
5. Các thông số và kích thước của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Thông số Kích thước
Số răng Z
1
=43
9
9
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Z
2
=101
Khoảng cách trục chia a=291 mm
Khoảng cách trục a
W
=291 mm
Đường kính chia d
1
=172 mm
d
2
=404 mm
Đường kính đỉnh răng d
a1
=181,63 mm
d
a2

W
=116,4 mm

Tỉ số truyền u=2,349
Góc nghiêng răng =0
0
.
Môdun m= 4mm.
Đường kính lăn6. Lực ăn khớp (theo c.thức 5.6/70 sách CSTK-Trịnh Chất)
10
10
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
II. Tính toán thiết kế bộ truyền động bánh vít- trục vít
1. Chọn vật liệu
Tính sơ bộ vận tốc trượt theo công thức 7.1/trang 147

Với
 n
1
= 2940 (v/p) số vòng quay trục vít
 T
2
= 1219736,4 Nmm – mô men xoắn trên trục bánh vít



Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
Vì bánh vít quay một chiều nên ứng suất uốn cho phép tính theo công thức
7.7/148, trục vít được tôi nên có thể tang 25% giá trị
 có thể nhận giá trị 107,6 Mpa
Hệ số tuổi thọ: (công thức 7.9/149)
(theo ct 7.10/149)



2.3 ứng suất quá tải cho phép
Bánh vít được làm từ vật liệu đồng thanh thiếc nên ta có công thức
3. Tính toán truyền động trục vít về độ bền
3.1 xác định các thông số cơ bản
 khoảng cách trục : theo công thức 7.16/150
 z
2
số răng trên bánh vít
• chọn số ren trục vít z
1
= 2 => z
2
= u.z
1
= 25.2 = 50
• Thỏa mãn điều kiện số răng z
2
nằm trong khoảng 26…80 để tránh cồng
kềnh và hiện tượng cắt chân răng



Tra bảng 7.6 chọn được cấp chính xác 7
Dựa vào bảng 7.7 chọn

Vậy điều bền tiếp xúc thỏa mãn
3.3 kiểm nghiệm độ bền uốn của bánh vít
Để đảm bảo độ bền uốn của răng bánh vít, ứng suất sinh ra tại chân răng
bánh vít không được vượt quá giá trị cho phép

 Mô đun pháp của răng bánh vít:

 Hệ số tải trọng
 Chiều rộng vành răng bánh vít xác định theo công thức trong bảng 7.9 với
z
1
= 2

 Số răng tương đương bánh vít

 Tra bảng 7.8/154 => Y
F
= 1,34
 Đường kính vòng chia bánh vít:

Vậy điều kiện bền uốn thỏa mãn
3.4 Kiểm nghiệm bánh vít về quá tải
 Để tránh biến dạng dư và dính bề mặt bánh răng, ứng suất tiếp xúc cực đại
không được vượt quá giá trị cho phép
 Để tránh biến dạng dư hoặc phá hủy tĩnh chân răng bánh vít, ứng suất uốn cực

f1
=85,68 mm
d
f2
=294mm
6. Đường kính ngoài của bánh vít
d
aM2
331,25 mm
7. Chiều rộng bánh vít
mm
8. Góc ôm
= 50,48
0
9. Tỉ số truyền
u=25
10. Góc vít
= 3,79
0
11. Số răng
Z
1
=2
Z
2
=50
11. Mô đun bánh vít
m=6,3 mm
13. Hệ số đường kính trục q= 16 mm


1. Chọn loại xích
Vì vận tốc truyền động xích nhỏ, điều kiện chịu va đạp nhẹ, tải trọng nhỏ và
hiệu suất của bộ truyền xích yêu cầu nâng cao ta chọn xích ống con lăn. Xích
ống con lăn có độ bền hơn xích ống và chế tạo không phức tạp như xích răng.
2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền
2.1 Chọn số răng đĩa xích
-Theo bảng 5.4/80 tài liệu TTTKHĐCK tập 1, với u= 2, chọn số răng đĩa nhỏ z-
1
= 29 – 2u= 25,
 số răng đĩa lớn z
2
= u.z
1
= 2.25= 50
Vì yêu cầu cần chọn số răng lẻ để đảm bảo ăn khớp chẵn nên chọn z
2
= 51<z
max
=
120.
Suy ra tỷ số truyền thực u
t
= z
2
/z
1
= 51/25= 2,04.
2.2 Xác định bước xích
- Xác định dựa theo công thức 5.3/81, công suất tính toán phải thõa điều kiện
-Trong đó


 Số mắc xích tính theo công thức 5.12/85 Lấy số mắc xích chẵn để đảm bảo ăn khớp x= 120
 Tính lại khoảng cách trục sơ bộ theo công thức 5.13/85
 Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng
o
 Do đó a= 2067mm
 Kiểm tra số lần va đập theo công thức 5.14
Thỏa điều kiện theo bảng 5.9/85
16
16
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương

3. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
Kiểm tra bền quá tải theo hệ số an toàn dựa vào công thức 5.15/85 vì hệ truyền
động của ta chịu tải trọng lớn khi mở máy và thường chịu tải trọng va đập.
Trong đó
 Q Tải trọng phá hỏng tra theo bảng 5.2/78
 Hệ số tải trọng động,với chế độ làm việc trung bình
 F
t
Lực vòng
Với v là vận tốc xích tải
 F
V
Lực căng do lực ly tâm gây ra

Ta chọn vật liệu làm đĩa xích lớn và nhỏ là cùng một loại vật liệu. Trong quá
trình làm việc bánh nhỏ dễ bị phá hỏng vì mòn nên ta dựa vào ứng suất cho
phép của đĩa nhỏ để chọn vật liệu. Để thỏa mãn điều kiện bền thì theo công thức
5.18/87
 Ứng suất cho phép tra theo bảng 5.11/86
 Lực va đập trên m dãy xích
 Hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy k
d
= 2 xích 2 dãy
 Lực vòng F
t
=
 Hệ số tải trọng động chọn k
đ
= 1,2 (va đạp nhẹ)
 Hệ số kể đến ảnh hưởng của số răng đĩa xích vì z
1
= 25 tính theo bảng trang
87
 Mô đun đàn hồi
 Diện tích bản lề A tra theo bảng 5.12/87 mm
2
Suy ra
Vậy theo bảng 5.11/86 ta chọn thép C45 tôi cải thiện độ rắn HB210 sẽ đạt
ứng suất cho phép đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho đĩa xích 1
Tương tự ta có
Do đó điều kiện bền tiếp xúc của đĩa xích 2 được đảm bảo
6. Các thông số của bộ truyền xích
Loại xích sử dụng là xích ống con lăn 2 dãy
Thông số Kích thước

1. Chọn khớp nối ( tài liệu chương 16 TTTKHTDCK- T2 TRỊNH CHẤT)
Với mô men xoắn T
1
= 61392,9 Nmm và yêu cầu thiết kế sử dụng khớp nối trục
vòng đàn hồi ( vì có khả năng bì sai lệch, giảm va đập, chấn động và cấu tạo đơn
giản)
+ Mômen xoắn tính toán (theo công thức 16.1/58 tập 2)
( k= 1,3 là hệ số chế độ làm việc theo loại máy công tác là băng tải)
+ Đường kính đầu trục của hộp giảm tốc lấy theo công thức thực nghệm
(CSTKM&CTM-TRINH CHẤT)
mm
Với d
đc
= 48mm
Ta chọn d= 40mm
Tra theo bảng 16.10a,b/68 dựa theo các giá trị vừa tìm ta xác định được các kích
thước cơ bản của nối trục vòng đàn hồi:
T = 250 (N.m) d = 45 (mm) D = 140 (mm)
d
m
= 80 (mm) L = 175 (mm) l = 110 (mm)
d
1
= 71 (mm) D
o
= 105 (mm) Z = 6
n
max
= 3800 (vg/ph) B = 5 B
1

 Điều kiện kiểm tra sức bền dập của vòng đàn hồi
 Điều kiện về sức bền uốn
Vậy vòng đàn hồi đảm bảo điều kiện làm việc
B. Thiết kế trục
Chọn vật liệu chế tạo các trục là thép C45 theo bảng 6.1/92 được tôi cải thiện có
σ
b
= 850 Mpa; σ
ch
= 580 Mpa; [τ]= 12 20 Mpa
1. Lực tác dụng
Lực tác dụng lên lên hệ truyền động
 Trên trục vít – bánh vít
 Trên cặp bánh răng trụ răng thẳng
20
20
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
 Trên trục điã xích
Fa1
Fa2
Fr1
Fr2
Ft1
Ft2
Fr3
Fr4
Ft3
Ft4

SVTH: Trần Vương
Chiều dài mayơ bánh răng trụ nhỏ (ct 10.10/189)
Chiều dài mayơ bánh bánh răng trụ lớn (ct 10.10/189)

Chiều dài mayơ đĩa xích (ct 10.10/189)
Xác định khoảng cách điểm đặt lực trên các trục và khoảng cách các gối đỡ
-Dựa vào đường kính d
k
và tra bảng 10.2/189 xác định gần đúng chiều rộng
ổ lăn b
o
và dựa vào các công thức ở bảng 10.4/190 để tính khoảng cách
điểm đặt lực
 Trục 1: d
1
= 40 => b
o
= 23mm
+
+
+
 Trục 2 :
 Trục 3
Khoảng cách giữa các gối đỡ được chọn
22
22
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
4. Tính toán các tiết diện lắp và chọn then lắp

+ các lực tác dụng+ Hệ lực tác dụng lên trục trong mặt
 Trong mặt phẳng oyz
 Trong mặt phẳng oxz
 Tải trọng hướng tâm tại đầu A,B
 Tính đường kính tiết diện ngang của trục tại các tiết diện
 Tiết diện 2-1
 Tiết diện 2-2 (lắp bánh vít) d
2
= 70mm,
Đường kính tiết diện 2-2
 Tiết diện 2-3 (lắp bánh răng nhỏ)
Đường kính tiết diện 2-3
 Tiết diện 2-4 (lắp ổ lăn 2)
Xuất phát từ các yêu cầu về độ bền, lắp ghép và công nghệ ta chọn
đường kính các đoạn trục như sau
 Đường kính ngõng trục lắp với ổ lăn
 Đường kính thân trục lắp với bánh vít, bánh răng
 Đường kính vai trục đoạn giữa bánh răng và bánh vít
 Tiến hành chọn then và kiểm nghiệm then cho trục II
Với đường kính tiết diện lắp then là d= 70mm ta chọn then bằng theo bảng
9.1a /173 có các thông số sau:
24
24
Đồ án thiết kế Trạm dẫn động băng tải_ Đề 9 GVHD: Hồ Ngọc Thế
Quang
SVTH: Trần Vương
+ chiều dài then trên tiết diện lắp bánh vít: