Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
Đồ án chi tiết máy
Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Số liệu cho trước:
1.Lực kéo băng tải : F = 9500 N
2. Vận tốc băng tải : v = 0,6 m/s
3. Đường kính tang : D = 350 mm
4. Thời hạn phục vụ : l
h
=17000 giờ
5.Số ca làm việc : soca = 2
6.Góc nghiêng đường nối tâm bộ truyền ngoài : 30
o
7. Đặc tính làm việc: êm
I.Tính động học hệ dẫn động
1.Chọn động cơ :
Công suất động cơ : P
dc
> P
yc
mặt khác
P
yc
= P
td
=
.
ct
P
β
η

2
14,81
3,51
1,2 1,2
h
u
u = = =

hiệu suất bộ truyền :

3 3
1
. . . .
n
i ot ol br k d
i
η η η η η η η
=
= =
∏

Theo bảng 2.3 [TL1] chọn :

ot
η
= 0,98 (một cặp ổ trượt được che kín)

ol
η
= 0,99 (một cặp ổ lăn được che kín)

sb
với
60000. 60000.0,6
32,74
. .350
ct
v
n
D
π π
= = =
(vg/ph)
u
sb
= u
sbh
.u
sb.btngoài

chọn u
sbh
= 15
u
sb.btngoài
= 3

→
u
sb
= 15 . 3 =45

đc
= 1455 (vg/ph)

2
k
dn
T
T
=

ax
2,2
m
dn
T
T
=
khối lượng 104 (kg)
2.Phân phối tỉ số truyền :
_Xác định tỉ số truyền chung :

.
dc
ch h ng
ct
n
u u u
n
= =
với u

2

chọn u
1
= 1,2 . u
2
2
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49

→

2
14,81
3,51
1,2 1,2
h
u
u = = =→
u
1
=1,2 . 3,51 = 4,21
Tính lại bộ truyền ngoài
1 2
44,44
3,00
. 4,21.3,51
ch

= = =
(kw)

2
1
2 2
6,12
6,71
. 0,99.0,96
ol br
P
P
η η
= = =
(kw)

'
1
6,71
7,13
. 0,95.0,99
dc
d ol
P
P
η η
= = =
(kw)
+Tốc độ :


n
n
u
= = =
(vg/ph)
+Mô men xoắn :

6 6
5,7
9,55.10 . 9,55.10 . 1662645,08
32,74
ct
ct
ct
P
T
n
= = =
(N.mm)

6 6
3
3
3
5,82
9,55.10 . 9,55.10 . 1693510,06
32,82
P
T
n

' 6 6
7,13
9,55.10 . 9,55.10 . 46798,28
1455
dc
dc
dc
P
T
n
= = =
(N.mm)
Kết quả tính toán được ghi trong bảng:
3
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trụcct
u u
1
u
2
u
3
u
ct
P (kw) 7,13 3,36 6,12 5,82 5,7
n(vg/ph) 1455 485 115,2 32,82 32,74
T (N) 46798,2
8
66062,37 507343,75 1693510,06 1662645,08
II.Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài :

2.Các thông số bộ truyền :
a, Đường kính bánh dẫn :
Theo CT4.1 [TL1]
3
1 1
(5,2 6,4).d T= ÷
3
(5,2 6,4). 46798,28 187,39 230,63= ÷ = ÷
(mm)
Theo tiêu chuẩn ta chọn : d
1
= 200 (mm)
b,Vận tốc đai :

1 1
. . .200.1455
15,24
60000 60000
d
d n
v
π π
= = =
(m/s)
c,Đường kính bánh đai bị dẫn :

2 1
. .(1 )d u d
ε
= −

d
u
d
ε
= = =
− −
→
Sai lệch tỉ số truyền

0
0
0
0
3,18 3
0,06 6
3
4
t
u u
u
u
u
− −
∆ = = = =
→ ∆ >
→
Xác định lại tỉ số truyền
Chọn u
đ
= 3,18

(mm)
Theo tiêu chuẩn lấy d
2
= 630 (mm)
Khoảng cách trục :

1 2
(1,5 2)( ) (1,5 2)(200 630) 1245 1660a d d≥ + = + =
(mm)
Chọn a = 1500 (mm)
→
chiều dài đai :
2
1 2 2 1
2
.( ) ( )
2.
2 4.
.(200 630) (630 200)
2.1500
2 4.1500
4334,58( )
d d d d
l a
a
mm
π
π
+ −
= + +

0
1 min
150
α α
→ > =
→
thỏa mãn
Xác định tiết diện đai và chiều rộng bánh đai :
1
7,13
1000. 1000. 467,85( )
15,24
t
P
F N
v
= = =
Đối với đai vải cao su :
ax
1
1
( )
40
m
d
δ
=
5
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49


1
2
2,5
10
k
k
=


=

0 1 2
1
5
[ ] . 2,5 10. 2,25( )
200
F
k k MPa
d
δ
σ
→ = − = − =
Theo bảng 4.10 [TL1] :
0,95C
α
=
Theo bảng 4.11 [TL1] :
0,95
v
C =

2.450
909( )
163,66
sin( )sin( )
22
r
F
F N
α
= = =
III.Thiết kế hộp giảm tốc :
Cấp nhanh : Cấp chậm :
P
1
= 3,36 (kw) P
2
= 6,12 (kw)
n
1
= 485 (vg/ph) n
2
= 115,20 (vg/ph)
T
1
= 66062,37 (N.mm) T
2
= 507343,75 (N.mm)
u
1
= 4,08 u

240 (HB)
750( )
450( )
b
ch
MPa
MPa
σ
σ
=


=

−
Xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :
giới hạn mỏi tiếp xúc :
0
lim
2. 70
H
HB
σ
= +
hệ số an toàn tiếp xúc :
S
H
= 1,1
giới hạn bền uốn :

σ

= + =

→

= =



0
lim2
0
lim2
2.230 70 530
1,8.230 414
H
F
MPa
MPa
σ
σ

= + =

→

= =



∑
7
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
3
1
2
1 ax
60. . . .( ) .
i i
HE i
m i
T t
n
N c t
u T t
=
∑
∑

3 3 7
485
60.1. .17000.(1 .0,5 0,8 .0,5) 9,17.10
4,08
= + =

2 02HE H
N N→ >

2
1

1
[ ] =530. 481,8( )
1,1
MPa
σ
→ =
Với bánh răng nghiêng :
H H 1 H 2
1
[ ]=([ ] +[ ] )
2
σ σ σ
1
(509,1 481,8) 495,45( )
2
MPa= + =
H H 2
[ ]<1,25.[ ]
σ σ
→
→
thỏa mãn điều kiện bánh răng trụ (
min 2
[ ] [ ]
H H
σ σ
=
)
Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :

Theo CT6.2a [TL1] với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
= 1,ta được :

0
lim
F
. .
[ ]=
S
F FC FL
F
K K
σ
σ

1
441.1.1
[ ] 252( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =

2
414.1.1
[ ] 236,5( )
1,75
F

2
H 1
.
.( 1)
[ ] .u .
H
a
ba
T K
a K u
β
σ ψ
= +

theo bảng 6.6 [TL1] chọn :
0,3
ba
ψ
=
theo bảng 6.5 [TL1] với răng nghiêng chọn : K
a
= 43
theo CT6.16 [TL1] :
1
0,5. .( 1) 0,5.0,3.(4,08 1) 0,762
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:

Theo CT6.31 [TL1] :
Số răng bánh nhỏ :
w
1
1
2. . os
2.150.0,82
19,37
.( 1) 2,5.(4,08 1)
a c
z
m u
β
= = =
+ +
lấy z
1
= 19
Số răng bánh lớn :
z
2
= u
1
.z
1
= 4,08.19 = 77,52
lấy z
2
= 78


c, Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :
9
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
2
1 1
w
1 w1
2. . .( 1)
. . .
. .
H
H M H
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
+
=
Theo bảng 6.5 [TL1] : Z
M
= 274 (MPa
1/3
)
Theo CT6.35 [TL1] :
cos .
t
b

→ =
Theo CT6.34 [TL1] :
0
0
w
2. os
2. os(33,6 )
1,49
sin(2. ) sin(2.24,2 )
b
H
t
c
c
Z
β
α
= = =
Theo CT6.37 [TL1] :
Hệ số trùng khớp dọc :
0
w
.sin
45.sin36,07
3,38
. .2,5
b
m
β
β

Z
α
ε
ε
→ = = =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
w
w1
2.
2.150
58,71
1 4,11 1
m
a
d
u
= = =
+ +
(mm)
Theo CT6.40 [TL1] :
w1 1
. .
.58,71.485
1,49
60000 60000
d n
v
π
π
= = =

w
w1
1
. .
1,31.45.58,71
1 1 1,02
2. . . 2.66062,37.1,12.1,13
H
Hv
H
H
b d
K
T K K
α
β
ν
= + = + =
Theo CT6.39 [TL1] :
. . 1,12.1,13.1,02 1,29
H H Hv
H
K K K K
α
β
= = =
2
2.66062,37.1,29.(4,11 1)
274.1,49.0,86. 410,39( )
45.4,11.58,71

[ ] [ ].Z . . 495,4.1.0,95.1 470,63( )
H R xH
Z K MPa
σ σ
= = =
'
H
0 0
0 0
H
[ ] 410,39 470,63
14,68 10
410,39
H
σ σ
σ
− −
→ = = >

→
thừa bền
→
giảm b
w
= 40 (mm)

→
Hệ số trùng khớp dọc :
0
w

b d
K
T K K
α
β
ν
= + = + =

2
2.66062,37.1,29.(4,11 1)
274.1,49.0,86. 435,28( )
40.4,11.58,71
H
MPa
σ
+
⇒ = =
'
H
0 0
0 0
H
[ ] 435,28 470,63
8,12 10
435,28
H
σ σ
σ
− −
→ = = <


1,37
F
K
α
=
Theo CT6.47 [TL1] :

w
0
150
. . . 0,006.73.1,49. 3,94
u 4,11
F F
a
g v
ν δ
= = =
Trong đó theo bảng 6.15 [TL1] :
0,006
F
δ
=
bảng 6.15 [TL1] :
0
73g =
Theo CT6.46 [TL1] :

w
w1

Với
0
36,07
36,07 1 1 0,74
140 140
Y
β
β
β
= → = − = − =
Số răng tương đương :
0
1
1
3 3
19
36
os os 36,07
Z
Z
c c
ν
β
= = =
0
2
2
3 3
78
148

12
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
'
R
1 1
[ ] [ ].Y . . 252.1.1,02.1 257,04( )
xF
F F S
Y K MPa
σ σ
= = =

'
2
R
2
[ ] [ ].Y . . 236,5.1.1,02.1 241,23( )
F
xF
F S
Y K MPa
σ σ
= = =1 1
'
1 F1
w w1
2. . . . .

Theo CT6.48 [TL1] : với
max
1,5
T
qt
T
K = =
max
qt
H
1 ax
[ ]. K 470,63. 1,5 576,40 [ ] 1260( )
H
H m
MPa
σ σ σ
= = = < =
Theo CT6.49 [TL1] :
max
1 ax 1 F1
. 81.1,5 121,5( ) [ ] 464( )
qt
F m F
K MPa MPa
σ σ σ
= = = < =
max
2 ax 2 F1
. 77.1,5 115,5( ) [ ] 360( )
qt

= 0
x
2
= 0
Đường kính vòng chia

1
1
0
. 2,5.19
58,77
os os36,07
m z
d
c c
β
= = =
mm

2
2
0
. 2,5.78
241,25
os os36,07
m z
d
c c
β
= = =

2
= 6,12 (kw)
n
2
=
1
1
485
118
4,11
n
u
= =
(vg/ph)
T
2
=
6 6
2
2
6,12
9,55.10 . 9,55.10 . 495305,08
118
P
n
= =
(N.mm)
u
2
=


=

+Bánh lớn : thép 45 tôi cải thiện
HB : =241
÷
285 (HB)
850( )
580( )
b
ch
MPa
MPa
σ
σ
=


=

−
Xác định ứng suất cho phép :
Theo bảng 6.2 [TL1] đối với thép 45 tôi cải thiện :
giới hạn mỏi tiếp xúc :
0
lim
2. 70
H
HB
σ

lim1
2.300 70 670
1,8.300 540
H
F
MPa
MPa
σ
σ

= + =

→

= =



0
lim2
0
lim2
2.285 70 640
1,8.285 513
H
F
MPa
MPa
σ
σ

max
60. . ( ) . .
i
HE i i
T
N c n t
T
=
∑
3
1
2
1 ax
60. . . .( ) .
i i
HE i
m i
T t
n
N c t
u T t
=
∑
∑

3 3 7
118
60.1. .17000.(1 .0,5 0,8 .0,5) 2,68.10
3,4
= + =

MPa
σ
→ =

H 2
1
[ ] =640. 581,82( )
1,1
MPa
σ
→ =
Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng :
H 2
[ ]=[ ] 581,82( )
H
MPa
σ σ
=
Theo CT6.8 [TL1] :
Số thay đổi chu kì ứng suất tương đương :
6
ax
60. . ( ) . .
i
FE i i
m
T
N c n T
T
=

[ ]=
S
F FC FL
F
K K
σ
σ

1
540.1.1
[ ] 308,57( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =

2
513.1.1
[ ] 293,14( )
1,75
F
MPa
σ
→ = =
Ứng suất quá tải cho phép :
Theo CT6.13 và CT6.14 [TL1] :
max 2
[ ] 2,8. 2,8.580 1624( )
H ch

β
σ ψ
= +
theo bảng 6.6 [TL1] chọn :
0,5
ba
ψ
=
(vị trí bánh răng đối xứng đối với các
ổ trong hộp giảm tốc)
theo bảng 6.5 [TL1] với răng thẳng chọn : K
a
=49,5
theo CT6.16 [TL1] :
1
0,5. .( 1) 0,5.0,5.(3,4 1) 1,1
bd ba
u
ψ ψ
= + = + =
do đó theo bảng 6.7 [TL1] dùng nội suy ta tính được:

1,04
1,06
H
F
K
K
β
β

2.
2.210
38,18
.( 1) 2,5.(3,4 1)
a
z
m u
= = =
+ +
16
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
lấy z
1
= 38
Số răng bánh lớn :
z
2
= u
1
.z
1
= 3,4.38 = 129,2
lấy z
2
= 128
→
tỉ số truyền thực :
2
1
128

y z z= − + = − + =
Theo CT6.23 [TL1] :
1000. 1000.1
6,02
38 128
y
t
y
K
z
= = =
+
Theo CT6.10a [TL1] : K
x
= 0,266
Do đó theo CT6.24 [TL1] : hệ số giảm đỉnh răng :
.
0,266.(38 128)
0,04
1000 1000
x t
K z
y
+
∆ = = =
Theo CT6.25 [TL1] : tổng hệ số dịch chỉnh :
1 0,04 1,04
t
x y y= + ∆ = + =
Theo CT6.26 [TL1] : hệ số dịch chỉnh bánh nhỏ :

0
w
21,57
t
α
→ =
−
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :
2
2
w w1
2. . .( 1)
. . .
. .
H m
H M H
m
T K u
Z Z Z
b u d
ε
σ
+
=
Theo bảng 6.5 [TL1] : Z
m
= 274 Mpa
1/3
Theo CT6.34 [TL1] :

1 1 1 1
[1,88-3,2.( + )].cos [1,88-3,2.( + )].1 1,77
z z 38 128
α
ε β
= = =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
w2
w1
2.
2.210
96,14( )
128
1
1
38
m
a
d mm
u
= = =
+
+
Theo CT6.40 [TL1] :
w1 1
. .
.96,14.118
0,59( / )
60000 60000
d n

. .
1
2. . .
H
H
H
H
b d
K
T K K
α
α
β
ν
= +
Với
w w
. 0,5.210 105
ba
b a
ψ
= = =
(mm)
Theo bảng 6.14 [TL1] với cấp chính xác 9 và v < 2,5 mm :
1,13
H
K
α
=
2,04.105.96,14

R
= 1
với d
a
< 700 mm ; K
xH
= 1
do đó theo CT6.1 và CT6.1a [TL1] :
'
H H v
[ ] [ ].Z . . 581,82.1.1.1 581,82
R xH
Z K
σ σ
= = =
MPa
'
H H
[ ]<[ ]
σ σ
→ →
thừa bền
Giảm a
w2
= 190 mm
vẫn lấy m = 2,5
1
2.190
34,7
2,5.(3,4 1)

→ = =
mm
Do đó cần dịch chỉnh bánh răng để tăng khoảng cách từ 186,25
→
190 mm
−
Tính hệ số dịch tâm :
Theo CT6.22 [TL1] :
w2
1 2
190
0,5.( ) 0,5.(34 115) 1,5
m 2,5
a
y z z= − + = − + =
Theo CT6.23 [TL1] :
1000. 1000.1,5
10,07
34 115
y
t
y
K
z
= = =
+
Theo bảng 6.10b [TL1] dùng nội suy : K
x
= 0,7
Do đó theo CT6.24 [TL1] : hệ số giảm đỉnh răng :

w2
. . os
(34 115).2,5. os20
os 0,92
2. 2.190
t
z m c
c
c
a
α
α
+
= = =
0
w
22,9
t
α
→ =
−
Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc :
Theo CT6.33 [TL1] :
2
2
w w1
2. . .( 1)
. . .
. .
H m

4 1,76
0,87
3 3
Z
α
ε
ε
−
−
= = =
19
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
Với
1 2
1 1 1 1
[1,88-3,2.( + )].cos [1,88-3,2.( + )].1 1,76
z z 36 122
α
ε β
= = =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
w2
w1
2.
2.190
86,76( )
1 3,38 1
m
a
d mm

Với
0,006
H
δ
=
(theo bảng 6.15 [TL1])
Do đó
w
w1
1
. .
1
2. . .
H
H
H
H
b d
K
T K K
α
α
β
ν
= +
Với
w w
. 0,5.190 95
ba
b a

H
[ ] 579,4 581,82
0,42% 10%
579,4
H
H
σ σ
σ
− −
→ = = <
→
thỏa mãn điều kiện bền
−
Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :
1 1
1
w
w1
2. . . . .
. .
F
F
F
T K Y Y Y
b d m
ε
β
σ
=
Theo bảng 6.7 [TL1] :

Do đó theo CT6.46 [TL1] :
20
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
w
w1
1
. .
4,73.95.86,76
1 1 1,03
2. . . 2.495305,08.1,06.1,37
F
Fv
F
F
b d
K
T K K
α
β
ν
= + = + =
Do đó :
. . 1,06.1,37.1,03 1,5
F F Fv
F
K K K K
α
β
= = =
Với :

F
Y =
Với m = 2,5 mm
1,08 0,0695.ln 2,5 1,02
S
Y→ = − =
1
R
Y =
(bánh răng phay)
1
xF
K =
(
400
a
d <
mm)
Do đó theo CT6.2 [TL1] và CT6.2a [TL1] :
'
F1 F1 R
[ ] [ ].Y . . 308,57.1.1,02.1 314,74
S xF
Y K
σ σ
= = =
MPa
'
F2 F2 R
[ ] [ ].Y . . 293,14.1.1,02.1 299

1 F1
2 F2
[ ]
[ ]
F
F
σ σ
σ σ

<

→

<


→
thỏa mãn điều kiện bền uốn
−
Kiểm nghiệm răng về quá tải :
Theo CT6.48 [TL1] : với
ax
1,5
T
m
qt
T
K = =

1 ax

. 142,63.1,5 213,95
F
qt
K
σ σ
= = =
MPa <
max
2
[ ] 464
F
σ
=
MPa
→
thỏa mãn điều kiện quá tải
21
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
−
Các thông số kích thước bộ truyền cấp chậm:
Khoảng cách
trục
a
w
=190 mm
Mô đun pháp m = 2,5 mm
Chiều rộng
vành răng
b
w

1 1
. 2,5.34 85d m z= = =
mm

2 2
. 2,5.115 287,5d m z= = =
mm
Đường kính
đỉnh răng
1 1 1
2.(1 ). 85 2.(1 0,39 0,1).2,5 91,45
a
d d x y m= + + − ∆ = + + − =
mm
2 2 2
2.(1 ). 287,5 2.(1 1,21 0,1).2,5 298,05
a
d d x y m= + + − ∆ = + + − =
mm
Đường kính
đáy răng
1 1 1
(2,5 2. ). 85 (2,5 2.0,39).2,5 80,7
f
d d x m= − − = − − =
mm

2 2 2
(2,5 2. ). 287,5 (2,5 2.1,21).2,5 284,28
f

2.Xác định sơ bộ đường kính trục :

3
0,2.[ ]
k
k
T
d
τ
=
Với k = 1,2,3
Theo phần 1 ta có :
T
1
= 66062,37 Nmm
3
1
66062,37
28
0,2.15
d→ = =
mm
T
2
= 495305,08 Nmm
3
2
495305,08
55
0,2.15

1588029
81
0,2.15
d→ = =
mm
Ở đây lắp bánh đai lên đầu vào của trục, do đó không cần quan tâm đến
đường kính trục động cơ điện.
3.Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực :
Theo bảng 10.2 [TL1] :
d
1
= 28 mm
→
b
1
= 18 mm
d
2
= 55 mm
→
b
2
= 29 mm
d
3
=81 mm
→
b
3
= 39 mm

l =
mm
tương tự chọn
23
79
m
l =
mm

23
Hà Quốc Vinh Lớp Cơ điện tử 2-K49
l
31
l
32
l
21
l
m23
l
24
l
22
l
m24
l
23
l
m22
b

24 23 22
2. 2.155 70 240l l l→ = − = − =
mm
21 23
2. 2.155 310l l→ = = =
mm
−
Xét trục 3 :
32 23
155l l= =
mm
31 21
310l l= =
mm
33 32 33
2. 2.155 109 419
c
l l l= + = + =
mm
Với
33 33 0 3
0,5.( )
c m n
l l b k h= + + +
33 3
(1,2 1,5). (1, 2 1,5).81 97,2 121,5
m
l d= ÷ = ÷ = ÷
mm
lấy

l d= ÷ = ÷ = ÷
mm
lấy
1
42
m d
l =
1
0,5.(42 18) 20 20 70
d
l→ = + + + =
mm
4.Xác định trị số và chiều của các lực từ chi tiết quay tác dụng lên
trục :
_ Lực tác dụng lên trục do đai gây nên :
909
r
F =
N
0
.sin 909.sin 30 454,5
dx r
F F
α
= = =
N
0
. os 909. os30 787,2
dy r
F F c c

β
= = =
N
0
1 1
. 2250,5. 36,07 1639,3
a t
F F tg tg
β
= = =
N
_ Với bánh răng 2,3,4 :
2 3 4 1
2250,5
t t t t
F F F F= = = =
N
25