Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Chương 1: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1 . Phương án 1 : Hộp giảm tốc hai cấp khai triển sử dụng bộ truyền xích
Hình 1.1. Hộp giảm tốc hai cấp khai triển sử dụng bộ truyền xích
-Ưu điểm : Kết cấu đơn giản. Sử dụng bộ truyền xích thì không có hiện tượng
trượt khi chuyển động, hiệu xuất cao hơn so với truyền đai, không đòi hỏi phải căng
xích, có thế làm việc khi có tải đột ngột. Kích thước nhỏ gọn hơn bộ truyền đai nếu có
cùng công suất. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc từ 8 -40. Có nhều ưu điểm nên ngày nay
vẫn còn được sử dụng rộng rãi.
-Nhược điểm : Bánh răng bố trí không đối xứng trên trục nên tải trọng phân bố
không đều trên các ố. Kích thước thường to hơn các loại hộp giảm tốc khác khi thực
hiện cùg chức năng. Mắt xích dễ bị mòn, gây tải trọng động phụ, ồn khi làm việc.
1.2. Phương án 2 : Hộp giảm tốc hai cấp khai triển sử dụng bộ truyền đai
-Ưu điểm : Sử dụng bộ truyền đai nên có thể giữ động cơ xa hộp giảm tốc, làm
việc êm không ồn, có thể truyền với vận tốc lớn. Kết cấu vận hành đơn giản. Tỉ số
truyền của hộp giảm tốc từ 8 -40.
- Nhược điểm : Tải trọng phân bố không đều trên trục. Kích thước bộ truyền
lớn, tỉ số truyền khi làm việc dễ bị thay đối, tải trọng tác dụng lên trục và0 lớn, tuổi
thọ thấp.
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 1
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Hình 1.2. Hộp giảm tốc hai cấp khai triển sử dụng bộ truyền đai
1.2 . Phương án 3 : Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục sử đụng bộ truyền đai
Hình 1.3. Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục sử đụng bộ truyền đai
-Ưu điểm : Tải trọng phân bố đều trên các trục, bánh răng bố trí đối xứng nên
sự tập trung ứng suất ít, mômen xoắn tại các tiết diện nguy hiểm giảm còn một nửa.
Kích thước chiều dài giảm, trọng lượng cũng giảm. Sử dụng truyền xich nên không có
hiện tượng trượt như truyền đai, hiệu suất cao.
-Nhược điểm : Có bề rộng lớn, cấu tạo các bộ phận phức tạp, số lượng chi tiết

1.7. Phương án 7 :Hộp giảm tốc hai 2 cấp sử dụng bánh răng côn trụ sử
dụng bộ truyền đai
-Ưu điểm : Truyền được momen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao
nhau. Sử dụng bộ truyền ngoài bằng đai nên làm việc êm hơn. Với tỉ sổ truyền của hộp
giảm tốc là 8-15.
-Nhược điểm:Giá thành chế tạo đắt, lắp ghép khó khăn, khối lượng và kích
thước lớn hơn so với việc sử dụng bánh răng trụ.
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 4
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Hình1.7. Hộp giảm tốc hai 2 cấp sử dụng bánh răng côn trụ sử dụng bộ truyền đai
1.8. Phương án 8 :Hộp giảm tốc hai 2cấp sử dụng bánh răng côn trụ sử
dụng bộ truyền xích
Hình 1.8. Hộp giảm tốc hai 2cấp sử dụng bánh răng côn trụ sử dụng bộ truyền xích
-Ưu điểm : Truyền được momen xoắn và chuyến động quay giữa các trục giao
nhau. Có truyền động bằng xích nên tỉ số truyền cao hơn truyền động bằng đai và có
thế làm việc được khi có quá tải. Tỉ số truyền của hộp giảm tốc từ 8-15.
-Nhược điểm : Giá thành chế tạo đắt, lắp ghép khó khăn, khối lượng và kích
thước
lớn hơn so với việc sử dụng bánh răng trụ. Sử dụng truyền xích nên mắt xích dế bị
mòn , ồn khi làm việc.
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 5
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 6
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Chương 2 : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
2.1. Chọn động cơ điện
2.1.1. Xác định công suất trên trục động cơ

(ƞ
3
)
4
ƞ
4
ƞ
1
= 0,94 hiệu suất bộ truyền đai
ƞ
2
= 0,97 hiệu suất bộ truyền bánh răng
ƞ
3
= 0,99 hiệu suất của cặp ổ lăn
ƞ
4
= 1 hiệu suất khớp nối
ƞ=0,94.(0,97)
2
.(0.99)
4
.1= 0,85
Vậy công suất trên trục động cơ điện là :
8,95kW
0.85
7,608
η
lv
P

giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp.
Tra bảng 2.4 (Trang 21, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn được tỉ số truyền sơ bộ của :
d
u
=3,15 tỉ số truyền sơ bộ của đai thang
h
u
=12 tỉ số truyền động bánh răng trụ hộp giảm tốc 2 cấp
Suy ra :
d
.u
h
u
t
u
=
=12.3,15=37,8
Số vòng quay sơ bộ của động cơ :
t
.u
lv
n
sb
n
=
=37,8.76,43=2889,05 (vg/ph)
2.1.3. Chọn động cơ
Để thuận tiện cho việc tìm kiếm sữa chữa ,bảo dưỡng và giá thành sản phẩm
hợp lí ta chọn loại động cơ điện loại 4A.

lv
n
đc
n
t
u ===
Ta lại có :
d
.u
h
u
h
.u
n
u
t
u ==
Ta có
3,15
d
u
=

12,07
3,15
38,03
d
u
t
u

d
u
dc
n
1
n ===
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 9
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Tốc độ quay của trục II :
ph)213,63(vp/
4,32
922,86
1
u
1
n
2
n ===
Tốc độ quay của trục III :
)
h75,76(vp/p
2.82
213,63
2
u
2
n
3
n ===

η
2
η
3
P
2
P ===
Công suất trên trục I :
9,79(kW)
0,97.0,99
9,41
3
η
2
η
2
P
1
P ===
Công suất trên trục động cơ :
10,52(kW)
0,94.0,99
9,79
3
η
1
η
1
P
dc

N/mm)420659.55(
213,63
9,41
.
6
9,55.10
2
n
2
P
.
6
9,55.10
2
T ===
Mômen xoắn trên trục III :
(N/mm)1139545,94
75,76
9,04
.
6
9,55.10
3
n
3
P
.
6
9,55.10
3

6
9,55.10
ct
T ===
2.4. Bảng kết quả tính toán
Trục
Thông số
Động cơ I II III Công tác
Công suất P ,kW 10,52 9,79 9,41 9,04 8,95
Tỉ số truyền u 3,15 4,32 2,79 1
Số vòng quay n
,vp/ph
2907 922,86 213,63 75,76 75,76
Mômen xoắn T,
Nmm
34560,03 101309,5 420659,55 1139545,94 1128200,9
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 11
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Chương 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN NGOÀI
3.1. Chọn loại đai
Thiết kế bộ truyền đai cn phải xác định được loại đai, kích thước đai và bánh
đai, khoảng cách trục a, chiều dài đai l và lực tác dụng lên trục.
Do công suất động cơ
10,52P
dc
=
kW và
3,15
d

v 〈===
⇒
thỏa mãn điều kiện
Chọn d
1
theo tiêu chuẩn ta được d
1
=180(mm)
Đường kính đai lớn được tính theo công thức :
578,57(mm)
0.021
3,15.180
ε1
u
1
d
2
d =
−
=
−
=
Chọn d
2
theo tiêu chuẩn ta được d
2
=560(mm)
Xét tỉ số truyền thực tế ta có :
3,17
0,02)180.(1

a
=
(u
d
=3,15)
⇒
560(mm)
2
da ==
Kiểm tra điều kiện :
)
2
d
1
2(dah)
2
d
1
0,55(d +≤≤++
560)2(180a8560)0,55(180 +≤≤++⇔
1480415
≤≤⇔
a
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 13
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Thỏa mãn điều kiện
Chiều dài đai l được xác định theo khoảng cách trục đã chọn a theo công thức :
)2346,26(mm
4.560

max
i 9,79
2.8
27,38
l
v
i =〈===
Từ giá trị l đã chọn này , ta xác định lại khoảng cách trục theo công thức :
4
2
8Δ
2
λλ
a
−+
=
trong đó :
1638,2
2
560180
πl
2
2
d
1
d
πlλ =
+
−=
+

180560
o
180
o
.57
a
1
d
2
d
o
180
1
α 〉=
−
−=
−
−=
3.3. Xác định số đai
3.3.1.Xác định số đai
Số đai z được tính theo công thức :
)
Z
C
u
C
l
C
α
]C

0,93)
o
152
o
0,0025(1801)
1
α
o
0,0025(1801
α
C
=−−=−−=
1
C
: hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền , với
1,65
1700
2800
0
l
l
==
, tra bảng :
4.16 (Trang 61, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất –
TS. Lê Văn Uyển) chọn
12,1C
1
=
u
C

dc
P
==
tra bảng 4.18 (Trang 61, Tính toán thiết kế hệ dẫn
động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn
1
z
C =
Đo đó
24,1
1.14,1.12,1.93,0.88,7
1,1.52,10
==z

Vậy chọn z=2
3.3.2.Xác định chiều rộng và đường kính ngoài của bánh đai
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 15
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Từ bảng 4.21(Trang 63, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn tiết diện đai loại B với các thông số sau :
Kí hiệu tiết diện
đai
H

0
H
t e
A 12,5 3,3 15 10
Từ số đai z có thể xác định chiều rộng bánh đai B theo công thức :

o
F +=
trong đó :
2
v
m
q
v
F
=
lực căng do lực li tâm sinh ra với v=27,38(mm) ,
0,178
m
q =
133,44(N)
2
38)0,178.(27,
v
F ==⇒
Vậy
487,82(N)133,44
9327,38.1.0,
,52780.1,1.10
o
F =+=
Lựu tác dụng lên trục được tính theo công thức :
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 16
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
946,85(N)

Đường kính bánh đai nhỏ
1
d
(mm)
180
Đường kính bánh đai lớn
2
d
(mm)
360
Chiều rộng bánh đai B (mm) 35
Chiều dài đai l (mm) 2800
Số đai z 2
Khoảng cách trục a (mm) 796,44
Lực tác dụng lên trục
r
F
(N)
946,85
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 17
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Chương 4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG
4.1. Chọn vật liệu
Do hộp giảm tốc 2 cấp chị tải trọng trung bình, nên chọn vật liệu làm bánh răng
có độ rắn bề mặt răng HB < 350; tải trọng va đập nhẹ. Đồng thời để tăng khả năng
chạy mòn của răng chọn độ rắn bánh răng nhỏ lớn hơn độ rắn của bánh răng lớn từ 10
đến 15 đơn vị.
Tra bảng 6.1(Trang 92, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn :

σ =
(*)
Trong đó :
o
Hlim
σ
là ứng suất tiếp xúc cho phép, tra bảng 6.2(Trang 94, Tính
toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta
có:
-Với bánh răng nhỏ
510MPa702.220702HB
o
Hlim1
σ
=+=+=
-Với bánh răng lớn
490MPa702.210702HB
o
Hlim2
σ =+=+=
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 18
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
H
S
- hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc, tra bảng 6.2 (Trang 94, Tính toán thiết
kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn :
1,1
H
S =

30.220
HO1
N ==

6
11,23.10
2,4
30.210
HO2
N ==
HE
N
- số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương, được tính theo công thức :
i
t
i
n
3
)
max
T
i
T
(60c
HE
N
∑
=
Trong đó : c là số ln ăn khớp, T
i

3.15000.(160.1.213,6
HE2
N =+=
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 19
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
1
HL2
K
HO2
N
HE2
N
1
HL1
K
HO1
N
HE1
N
=⇒>⇒
=⇒>⇒
Thay vào (*) ta được :
[ ]
[ ]
445,45Mpa
1,1
490.1
2
H

S
FL
K
FC
K
o
Flim
σ
F
σ =

Do trục quay 1 chiều nên K
FC
=1
Tra bảng 6.2(Trang 94, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) với thép 45 thường hóa, thép 45 tôi cải thiện ta có
S
F
=1,75
378(Mpa)1,8.210
2
1,8HB
o
Flim2
σ
396(Mpa)1,8.220
1
1,8HB
o
Flim1

i
t
i
n
F
m
max
T
i
T
60c
FE
N
∑
=








SVTH: Trn Hồng Thái Trang 20
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
6
68,54.10)
8
5,4

N
1
FL1
K
FO1
N
FE1
N
=⇒>⇒
=⇒>⇒
Vậy
[ ]
[ ]
216(Mpa).1.1
1,75
378
2
F
σ
)226.29(Mpa.1.1
1,75
396
1
F
σ
==
==
4.2.3. Xác định ứng suất quá tải cho phép
[ ] [ ]
[ ] [ ]

H
σ
Hβ
K
1
T
1)(u
a
K
w
a +=
Trong đó :
K
a
- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng . Tra bảng 6.5(Trang 96,
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn
Uyển) ta chọn K
a
=49,5
Tra bảng 6.6(Trang 97, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn
0,3
ba
ψ
=
0,854,32)0,53.0,3(11)(u
ba
0,53ψ
bd
ψ =+=+=

0,02)a(0,01m ÷=÷=
Tra bảng 6.8(Trang 99, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS.
TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn môdun pháp m
n
=2,5
Số răng bánh nhỏ được tính theo công thức :
30
1)2,5.(4,32
2.195
1)
1
m(u
w
2a
1
z =
+
=
+
=
Số răng bánh lớn z
2
=uz
1
=4,32.30=130
Ta tính lại khoảng cách trục theo công thức : a
w
=m(z
1
+z

s20160.2,5.co
w
2a
mcosα
t
z
tw
cosα ===
Vậy
0
20α =
4.3.2. Tính kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
4.3.2.1. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 22
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
w1
2
ud
w
1)/b(u
H
K
1
2T
ε
Z
H
Z
M

Z
−
=
trong đó
α
ε
được tính như sau :
1,75
cosβ
)
2
1/z
1
3,2(1/z1,88
α
ε =
+−
=

0,87
ε
Z =⇒
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ d
w
:
75,19(mm)12.200/4,321)/(u
w
2a
w1
d

2,86π.75,19.92
60000
1
n
w1
πd
v ===
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 23
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
Với v=3,63(m/s) Tra bảng 6.13(Trang 106, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ
khí tập 1 của PGS. TS Trịnh Chất – TS. Lê Văn Uyển) ta chọn cấp chính xác 8, Tra
bảng 6.14(Trang 107, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 của PGS. TS Trịnh
Chất – TS. Lê Văn Uyển) với vận tốc v<5m/s ta chọn được
9
1,0
Hα
K =
Ta có :
v
H
= δ
H
.g
o
.v.
/ua
w
= 0,004.56.3,63.
32,4/200

ud
w
1)/(b(u
H
.K
1
2T
ε
Z
M
Z
H
Z
H
σ +=
=
2
)19,75.32,4.60/()132,4.(27,1.5,101309.2,87.274.1,76.0
+
= 412,4 MPa < [σ
H
] = 445,45 Mpa
Vậy bánh răng thỏa mãn điều kiện tiếp xúc
4.3.2.2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
Ta có :
m)
w1
d
w
/(b

w
= 0,011.56.3,63.
32,4/200
= 15,2
K
Fv
= 1+ v
F
.b
w
.d
w1
/(2T
1
.K
Fβ
.K
Fα
)
= 1+ 15,2.75,19.60/(2.101309,5.1,12.1,27) = 1,24
SVTH: Trn Hồng Thái Trang 24
Thiết Kế Hệ Dẫn Động Băng Tải Vận Chuyển Xi Măng GVHD : Đ Thế
Cn
K
F
= K
Fβ
.K
Fα
.K

]. Y
S.
Y
R.
K
xF
= 226,29. 1,022 .1 = 231,27 MPa
Tương tự tính được [σ
F2
] = 220,775 MPa
Thay các giá trị vừa tính được vào công thức (*)
σ
F1
= 2.101309,5.1,76.0,57.1.3,8/(60.75,19.2,5) = 68,49 MPa <
1
][
F
σ
σ
F2
= σ
F1.
Y
F2/
Y
F1
= 68,49.3,63/3.8 = 65,43 MPa <
2
][
F

F2
.K
qt
= 216.1,4 =302,4 MPa < [σ
F2
]
max
4.3.3. Các thông số và kích thước của bộ truyền
Khoảng cách truc a
w1
= 200mm
Môđun pháp m = 2,5mm
Chiều rộng bánh răng b
w
= 60mm
Tỉ số truyền u
m
= 4,32
Góc nghiêng của răng β = 0
Số răng bánh răng Z
1
= 30 ; Z
2
= 130
Hệ số dịch chỉnh răng x
1
= x
2
= 0
Đường kính vòng chia d