Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
SỐ:….
Họ và tên sinh viên: HOÀNG VĂN THUYẾT.………………………………… Lớp: CTM 4
Khóa : 11 ……………………………………………………………………… Khoa : Cơ khí.
Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN TUẤN LINH…………………………………………………
NỘI DUNG
THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC MỘT CẤP
Loại hộp: hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng
Hình 1.2 Lược đồ động
1. Động cơ 3. Hộp giảm tốc 5. Băng tải
2. Bộ truyền xích 4. Nối trục đàn hồi
Các số liệu:
- 1. Lực kéo băng tải F= 12500 N ; - 5. Số ca làm việc: 2
- 2. vận tốc băng tải v= 0,48 m/s; - 6. góc nghiêng đường nối tâm bộ ngoài :55
0
- 3. đường kính tang D= 210 - 7. đặc tính làm việc: va đập êm
- 4. thời hạn phục vụ l
h
=1600 giờ
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Phần I: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền, mô men xoắn
trên các trục.
I. CHỌN ĐỘNG CƠ
1. Chọn loại động cơ

db
n = =
(vg/ph)
-Căn cứ vào tốc độ vòng của băng tải, chọn số vòng quay của băng tải là:
3
60.10 .
.
bt
v
n
D
π
=
Với : v - là vận tốc băng tải ( v = 0.48 m/s );
D- đường kính tang (D = 250 mm);
3
60.10 .0,48
36,68
3,14.250
bt
n⇒ = =
(vg/ph)
3. Xác định hiệu suất toàn bộ hệ thống:
Gọi η là hiệu suất toàn bộ hệ thống, theo công thức (2.9) T19.[1] được xác định :
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
=
3
ol
.

k k
k
n
k
k
T t
t
=
=
=


Trong ú : T
k
l mụ men th k ca ph ti trng tỏc ng lờn bng ti;
t
k
l thi gian tỏc ng ca mụ men th k.
T bi ta cú T
1
=1.55T, t
1
= 2.8 h ; T
2
=0,72T, t
2
=4.2 h
Vy cú kt qu:
2 2
bt

kiu bớch, theo bng P1.3 Trang 237 [1] cỏc thụng s k thut cú bng s liu nh sau:
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Bảng 1.1 Bảng đặc trưng cơ – diện của động cơ
Kiểu động cơ : 4A132M4Y3
Công suất : 11 kW
Vận tốc vòng quay : 1455vg/ph
Cos
ϕ
=0.86
η
% =85.5
k
dn
T
T
=2
max
dn
T
T
=2.2
4) Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn:
a) kiểm tra điều kiện mở máy:
Khi mở máy mô men tải không được vượt quá mô men khởi động của động
cơ (T < T
k
)

nếu không động cơ sẽ không chạy, trong các catalog động cơ đều cho

T T
= =
Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện mở máy.
b) kiểm nghiệm động cơ theo các điều kiện làm việc:
T
maxqtdc

≤
[T
dc
]; [T
dc
]=
η
ht
.2.T
T
9550
.4,0
1455
=
=26,2 (Nm); [T
dc
]=0,88.2.26,4=46,46 (Nm)
Có kết quả
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
T
maxqtdc
=K

36,68( / )
. 3,14.250
bt
v
n v ph
D

= = =
i
tổng
=
1455
39.65
36.68
dc
bt
n
n
= =
i
tổng
= i
đai
.i
br

Ta chọn i
br
= 3 (bảng 27)
i

Min
= N
II
max
.
ol

= 11,286.0,995 = 11,229 (KW).
Trục III: N
III
Max
= N
II
min
.
br

= 11,229.0,97 = 10,892 (KW).
N
III
Min
= N
III
max
.
ol

= 10,892.0,995 = 10,83 (KW).
b) Tính tốc độ trên các trục:
Trục I : n

c) TÝnh m« men xo¾n trªn c¸c trôc:
Trôc I: M
x
I
=
6
6
1
9,55.10 .
9,55 10 11,88
77975( )
1455
YC
N
Nmm
n
× ×
= =
Trôc II: M
xMax
II
=
6 max
6
2
9,55.10 . 9,55 10 11,286
978584( )
110,14
II
N

III
N
Nmm
n
× ×
= =
M
xMin
III
=
6 min
6
3
9,55.10 . 9,55 10 10,83
2817393( )
36,71
III
N
Nmm
n
× ×
= =
LËp b¶ng sè liÖu
Th«ng sè
Trôc
n(v/ph)

i
C«ng suÊt(KW) M« men xo¾n(Nmm)
n

1. Chọn loại xích :
Do vận tốc và công suất truyền không cao cho nên ta chọn loại xích con lăn.
2. Xác định các thông số của bộ truyền.
Dạng hỏng chủ yếu và nguy hiểm nhất là mòn, do đó ta tính xích theo độ bền
mòn.
-Theo bảng 5.4 (sách tính toán thiết kế tr 80-T1 ) ứng với u = 3, ta chọn số răng
đĩa nhỏ Z
1
= 25, từ đó ta có số răng đĩa lớn Z
2
= u. Z
1
= 75
- Bớc xích( t ) đợc xác định theo công thức tính toán ( công thức 12-22) và tra
bảng 12.5 [ giáo trình chi tiết máy T2 tr 12-15 ]
Ta có
Tải trọng va đập vừa, lấy K
đ
= 1,5 hệ số tải trọng động
Chọn khoảng cách trục a 40.t
K
a
= 1 hệ số chiều dài xích
Bộ truyền nằm ngang
K
o
= 1.25 hệ số xét đến cách bố trí bộ
truyền
Bộ truyền có thể điều chỉnh đợc
K

Hệ số vòng quay K
n
= n
0
/ n
1
= 50/ 36,71 = 1,36 ; với n
0
= 50 vg/ph
Hệ số xét đến số dãy xích K
x
= 1 chọn xích một dãy.
Theo công thức 12 22 (giáo trình chi tiết máy T2 tr 12-15) ta có công suất
tính toán là
N
tt
= K . K
Z
. K
n
. N / K
x

= 2,81 . 1 . 1.36. 11.88 / 1 = 45.4 KW
theo bảng 5.5 (sách tính toán thiết kế T1) với n
0
= 50 vg/ ph, ta chọn bộ xích
một dãy có bớc xích t = 50,8mm thoả mãn điều kiện bền mòn N
tt
< [N] = 14.7




+++=
2
12
2
2121
/Z2Z0,5-XZ0,5-X 25,0

ZZZta
thay số ta đợc a = 1276,75 mm
để xích không phải chịu lực căng quá lớn ta giảm khoảng cách trục a vừa tính đ-
ợc một lợng a = ( 0,002 0,004).a
do đó ta lấy a = 1274 mm
Đờng kính các đĩa xích
Theo công thức 5.17 (sách tính toán thiết kế tr 86-T1 )
Ta có :
đờng kính đĩa xích dẩn
d
1
= t/sin(/Z
1
) = 44,45 / sin(/25) = 355.6 mm
đờng kính đĩa xích bị dẩn
d
1
= t/sin(/Z
2
) = 44,45 / sin(/75) = 1061.4 mm

I
P P= =
(KW)
1
110
I
n n= =
(v/p)
3
h br
u u= =
S ca lm vic :2
T
I
=2747153 (Nmm)
1
1.55
mm
T T=
2 1
0,72T T=
1
2,8t =
2
4,2t =
1.Chn vt liu
-Do khụng cú yờu cu gỡ c bit v theo quan im thng nht húa trong thit k ta
chn vt liu nh sau:
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải

- Theo bảng 6.2 TTTKHDDCKT1 thép C45 tôi cải thiện thép C45 tôi cải thiện
350
≤
HB
.
702
lim
+= HB
H
δ
,
1,1=
h
S
,
8,1
lim
=
F
δ
HB ,
75,1=
F
S
- Chọn đọ rắn bánh nhỏ HB
1
=245 , Bánh lớn HB
2
= 230
( )

.
- Ta có số chu kì thay đổi ứng suất:
4,2
30
HBHo
HN =
do đó :
74,2
1
106,124530 ×=×=
Ho
N
74,2
2
1039,12303 ×=×=
Ho
N
- Ta có :
( )
3
3 3 7
1 1
1
110
60 60 12000 (1.55) 2,8 0,72 4,2 3.16 10
3
i
HE i i Ho
T
N c nt N

[ ]
( )
MPa
H
509
1,1
1
560
1
==
δ
[ ]
( )
MPa
H
482
1,1
1
530
2
==
δ
- Suy ra
[ ]
( )
MPa
H
(482=
δ
- Ta có :

=⇒
FL
K
- Tương tự
1
222
=⇒≥
FLFOFE
KNN
- Với bộ truyền quay 1 chiều K
FC
=1.
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
[ ]
F
FLFCF
F
S
KK
lim
δ
δ
=
[ ]
( )
MPa
F
252
175,1

MPa
MPa
MPa
F
chF
chH
3604508,0
4645808,08,0
12604508,28,2
max
2
1
max
1
2
max
=×=
=×==
=×==
δ
δδ
δδ
3.Xác định khoảng cách trục.
( )
[ ]
baH
HB
aw
u
KT

274715 1,07
49,5 3 1 201,2
482 3 0,4
w
a mm
×
⇒ = + =
× ×
n
.
4. Xác định thông số ăn khớp.
( )
64,582,202,001,0 ÷=÷=
w
am
⇒
Chọn m=4.
( )
( )
1
2
2 201,2
25,1
4 3 1
1
w
a
Z
m u
×

Bảng6.5TTTKHDDCKT1
- Với răng thẳng :
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
( ) ( )
( )
( )
( )
( )
( )
1 2
274
2cos
sin 2
cos
arccos
0,5 0,5 4 25 75 200
20
20
cos cos 0
200cos 20
arccos 20
200
2cos 0
1,76
sin 2 20
M
H
tw
t
tw

 
 
= = =
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
 
⇒ = =
 ÷
 
⇒ = =
×
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
( )
1
1 1
3 3
1,07
2
2 200
100
75
1
1
25
100 110
0,57
60 10 60 10

a
vgV
KKT
dbV
K
w
HH
HH
wwH
HV
0
1
1
2
1
δ
αβ
=
+=
- Với g
0
=82 bảng 6.16 TTTKHDDCKT1
-
006,0=
H
δ
bảng 6.15 TTTKHDDCKT1
( )
( )
2

⇒ = × × =
× ×
- Với v=0,6
1=⇒
V
Z
- Cấp chính xác cấp 9 nên chọm cấp chính xác về tiếp xúc là 9 khi đó cần gia công
đạt độ nhám
mR
z
µ
4010 ÷=
do đó Z
R
=0,9
- d
a
<700 nên K
XH
=1
-
[ ] [ ]
( )
MPaKZZ
XHRVHH
43319,01482 =×××==⇒
δδ
-
[ ]
( )

H
H
w
b
δ
δ
(mm) Lấy b
w
=115(mm).
Phần IV : Thiết kế trục và trọn ổ
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
Đồ án chi tiết máy Thiết kế hệ dẫn động băng tải
A.Tính trục
I.TÝnh trôc III.
1
1857( )P N=
2
691( )
r
P N=
1
394,7( )
a
P N=
VËt liÖu lµm b»ng thÐp 45 quay 1 chiÒu
ax
277585,7( . )
Z Zm
M M N mm= =
B íc 1: TÝnh s¬ bé trôc III.

Trong đó L
III
mo
= 1,3d
sb
III
.
[

] = 10
ữ
15 N/mm
2
.Chọn [

] = 12N/mm
2
.
3
3
max
277585,7
48,7( )
0,2[ ] 0,2 12
III
III
x
sb
M
d mm

= 20mm.
L
III
trong
= 65 + 2.30 + 20 = 145 mm.
L
III
ngoài
=
22
43
mo
III
o
L
ll
B
+++
3228
3
ữ=l
Chọn
28
3
=l
mm.
2010
4
ữ=l
Chọn

= 0),,,(
BAra
YYPP
Tính các phản lực tác dụng lên trục.
01455,72
2
)(
2
=ì+ì+ì=


Br
YP
D
PaFmA
2
308,1
72,5 394,7 691 72,5
2 2
1331,8( )
145 145
r
B
D
Pa P
Y N
ì ì ì ì
= = =
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti

uđ
= M
B
uđ
= 0
M
C
uđ
trái = -Y
A
.72,5 = -764,8.72,5 = -75540 (Nmm)
M
C
uđ
phải = Y
B
.72,5 =
173665,726,225 =ì
(Nmm).
b) Xét trên mặt phẳng ngang.
Trục chịu tác dụng của các lực cân bằng

= 0),,(
BA
XXP
Phản lực tại A và B.
Tải trọng đối xứng nên : X
A
= X
B





Chọn vật liệu làm trục thép 45.
Bảng 47:
55][
1
=

u

N/mm
2
.
Bảng 45 với vật liệu thép 45 :
600=
b

N/mm
2
.
2
1
/300240)5,04,0( mmN
b
ữ=ữ=


. Chọn

u
M
dd
xMax
III
BD
===



3
1
][1,0 u
cM
d
td
C



1159508485079025
2222
=+=+=
unud
C
u
MMM
(Nmm).
319906074,298154115950)()(
2222

7,38 mmd
C
=
ì
+=
.
Bảng 48 : Định kết cấu cho trục.

mmd
mmdd
mmd
C
AB
D
50
45
40
=
==
=
Chọn vai trục D=60(mm)
B ớc 3 : Nghiệm chính xác cho 2 vị trí C và D.
a) Nghiệm tại vị trí lắp bánh răng C.
Tại C trục chịu uốn và xoắn.
Hệ số an toàn đợc tính theo công thức:

5,25,1][
.
22
ữ=









1
+
=

mmN
b
/)300240(600)5,04,0()5,04,0(
1
ữ=ữ=ữ=


Chọn
mmN /280
1
=


mmN
b
/)180120(600)5,04,0()5,04,0(
1
ữ=ữ=ữ=

(N/mm
2
).
45,0
2
1016
4
5014,3
852
2
.
4
22
=
ì

ì
=

==
hbd
Pa
F
Pa
m


(N/mm
2
).





KK
;
Theo bảng 50 :
78,0=


;
67,0=



63,1=

K
;
5,1=

K
Lập tỉ số :
1,2
78,0
63,1
==




280
=
ì+ì
=

n

57,4
0.05,001,1352,2
150
=
+ì
=

n
5,25,1][9,3
57,465,7
57,465,7
22
ữ=>=
+
ì
= nn
Vậy mặt cắt qua C đảm bảo an toàn.
b) Nghiệm tại vị trí lắp khớp D.
Tại D trục chỉ chịu xoắn.
Hệ số an toàn đợc tính theo công thức:ma

0=
m

.
Tra bảng 49:
05,0=


.
Xác định tỉ số :



K
Theo bảng 50 :
71,0=



5,1=

K
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
Lập tỉ số :
1,2
71,0
5,1
==


Y
B
X
B
P
1
P
r1
P
bt
58213 Nmm
15763 Nmm
75640 Nmm
Y
A
X
A
SVTH : Nguyễn Văn Hùng GVHD : Hoàng Xuân Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
II.Tính trục II.
R
d
=496,8 (N)
1
1857( )P N=
2
691( )
r
P N=
2

x
sb
M
d mm

= =
[

] = 12
ữ
15 N/mm
2
.Chọn [

] = 12N/mm
2
.
Chọn
)(35 mmd
sb
=
L
tinh
=L
ng
+ L = L
tg
L = (2,5
ữ
3) d

mo
II
o
l
ll
B
+++

3228
3
ữ=l
Chọn
30
3
=l
mm.
2010
4
ữ=l
Chọn
10
4
=l
mm.
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
L
II
ngoài
=

D
PaFmA
)(8,158
145
7316885,72865
2
88
852
145
73.5,72.Pr
2
1
N
Rd
D
Pa
Y
B
=
ìì+ì
=
+
=

Phải đổi lại chiều
B
Y

)(7,8,27118,1588651688Pr0Pr NYRdYYYRdY
BAAB

Tải trọng đối xứng nên : X
A
= X
B
=
)(35,1170
2
7,2340
2
N
P
==
.
M
A
un
= M
B
un
= M
D
un
= 0.
M
C
un
= X
A
.72,5 = 1170,35.72,5 = 75640,375(Nmm)
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa

.
2
1
/300240)5,04,0( mmN
b
ữ=ữ=


. Chọn
2
1
/280 mmN=


.
2
1
/180120)3,02,0( mmN
b
ữ=ữ=


. Chọn
2
1
/150 mmN=


.


mm
u
MM
u
M
d
ud
A
XMax
II
td
A
=
+
=
+
=


3
1
][1,0 u
cM
d
td
C



5,9756284850,375 48154,5

45,26
5,26 mmd
D
=
ì
+=
.
)(68,30
100
45,29
5,29 mmd
C
=
ì
+=
.
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa
ỏn chi tit mỏy Thit k h dn ng bng ti
Bảng 48 : Định kết cấu cho trục.

30
35
45
D
B A
C
d mm
d d mm
d mm
=


1
+
=


ma
K
n








1
+
=

)300240(600)5,04,0()5,04,0(
1
ữ=ữ=ữ=
B

Lấy
1

=280 (N/mm

u
C
a

(N/mm
2
).
7,0
2
8.12
4
4014,3
852
2
.
4
22
=

ì
=

==
hbd
Pa
F
Pa
m



.
Xác định tỉ số :





KK
;
Theo bảng 50 :
83,0
=


;
71,0=



63,1=

K
;
5,1=

K
Lập tỉ số :
96,1
83,0
63,1

7,4
7,01,07,1736,3
280
=
ì+ì
=

n

82,6
005,073,852,2
150
=
ì+ì
=

n
5,25,1][87,3
82,67,4
82,67,4
22
ữ=>=
+
ì
= nn
Vậy mặt cắt qua C đảm bảo an toàn.
b) Nghiệm tại vị trí lắp ổ A.
Tại A trục chịu uốn và xoắn.
Hệ số an toàn đợc tính theo công thức:



ma
K
n








1
+
=

W
0
= 0,2.d
3
= 0,2.35
3
= 8575 mm
3
= 8,575 cm
3
.
W
u
= 0,1d

10.575,8
665,102991
3
====
Wo
M
xMax
II
Maxa

(N/mm).
0=
m

.
Tra bảng 49:
0,1=


;
05,0=


.
Xác định tỉ số :






ì+ì
=

n
5,25,1][2,3
1,68,3
1,68,3
22
ữ=>=
+
ì
= nn
Vậy mặt cắt qua A đảm bảo an toàn.
SVTH : Nguyờn Vn Hung GVHD : Hoang Xuõn Khoa