Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
MỤC LỤC
1. Chọn động cơ..........................................................................................................................3
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ..........................................................................3
2.2. Phân phối tỉ số truyền ...........................................................................................................5
3.1. Số vòng quay trên các trục ...................................................................................................6
PHẦN 2: TÍNH CÁC BỘ TRUYỀN .................................................................................................. 8
1. Thiết kế bộ truyền ngoài...............................................................................................................8
1.1. Chọn loại xích........................................................................................................................8
1.2. Chọn số răng đĩa xích............................................................................................................8
1.3. Xác định số bước xích...........................................................................................................8
1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích ........................................................................10
1.5. Kiểm nghiệm xích về độ bền mòn......................................................................................11
1.6. Xác định các thông số của dĩa xích ....................................................................................12
1.7. Xác định lực tác dụng lên trục............................................................................................14
1.8. Các thông số của bộ truyền xích: ......................................................................................14
2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít ......................................................................................15
2.1. Chọn vật liệu chế tạo trục vít-bánh vít................................................................................16
2.2. Xác định ứng suất cho phép...............................................................................................16
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục........................................................................................18
2.4. Xác định các thông số.........................................................................................................19
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít.........................................................................................................19
2.6. Xác định các kích thước bộ truyền.....................................................................................21
2.7. Tính nhiệt truyền động trục vít...........................................................................................22
2.8. Lực tác dụng lên trục...........................................................................................................24
2.9. Các thông số bộ truyền trục vít...........................................................................................25
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC......................................................................................26
1. Chọn khớp nối............................................................................................................................26
1.1. Tính chọn khớp nối.............................................................................................................26
1.2. Lực từ khớp nối tác dụng lên trục......................................................................................27
1.3. Bảng các thông số khớp nối:...............................................................................................27

2
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
PHẦN 1: ĐỘNG HỌC PHẦN BĂNG TẢI
1. Chọn động cơ
1.1. Xác định công suất cần thiết của động cơ
+ Công suất tương đương xác định theo công thức: P
ct
=
η
t
P
Trong đó: P
ct
, P
t
: công suất cần thiết trên trục động cơ và công suất tính toán trên
trục máy công tác.
Với giả thiết hệ dẫn động băng tải làm việc ổn định với tải trọng không đổi. Theo
công thức 2.10[1] và 2.11[1] ta có:
+ Công suất công tác P
t
:

= = =
t
F.v 5735.0,72
P 4,13
1000 1000
KW
Với : v= 0,72 m/s - vận tốc băng tải;

= 0,93 - hiệu suất bộ truyền xích để hở ;
η = 0,99. 0,99
3
.0,80. 0,93= 0,715 ;
Vậy :
P
ct
=
t
P
η
=
4,13
5,78(Kw)
0,715
=
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
3
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

1. 2. Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ điện
+ Số vòng quay của trục máy công tác là n
lv
tính theo công thức 2.16[1]:
n
lv
=
= =
π
60.1000.v 60.1000.0,72

Số vòng quay sơ bộ của động cơ được tính theo công thức 2.18[1]:
n
sb
= n
lv
.u
sb
= 26,2.40= 1048 (vg/ph)

1.3. Chọn động cơ
Chọn động cơ phải thỏa mãn điều kiện : P
đc

≥
P
ct
, n
đc
≈ n
sb

Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ: n
đc
= 1000 (vg/ph)
Đồng thời có mômen mở máy thỏa mãn:

T T
T T
mm k
dn


T
2
T
k
dn
=
Đường kính trục: 38 (mm)
Khối lượng : 93 (kg)
Kết luận động cơ 4A132M6Y3 có kích thước phù hợp với yêu cầu thiết kế.
2. Phân phối tỉ số truyền
2.1. Xác định tỉ số truyền chung của hệ dẫn động
Theo công thức 3.23[1] ta có:

dc
n
968
u 36,95
n 26,2
sb
lv
= = =
Trong đó:
n
đc
: Số vòng quay của động cơ đã chọn
n
lv
: Số vòng quay của trục máy công tác
2.2. Phân phối tỉ số truyền


u
36,95
u u 14,78
u 2,5
sb
tv h
n
= = = =

3. Xác định các thông số trên các trục
3.1. Số vòng quay trên các trục
+ Tốc độ quay của trục I: n
1
= n
đc
= 968 (vg/ph)
+ Tốc độ quay của trục II: n
2
=
1
tv
n
u
=
968
14,78
= 64,5 (vg/ph)
+ Tốc độ quay của trục công tác:
*

=
= =
η η
2
tv « l
P 4,49
5,67
0,99.0,80
(kw)
+ Công suất trên động cơ:
*
2
c
P
5,67
P 5,79
. 0,99.0,99
đ
ol k
= = =
η η
(Kw)
3.3. Mô men xoắn trên các trục
T
i
= 9,55.
6
10
.
i

ct
ct
*
ct
P 4,13
T = 9,55. 10 . 9,55. 10 . 1528740,31
n 25,8
(N.mm)
+ Mômen xoắn trên trục động cơ:

c
c
c
*
6 6
P
5,79
T 9,55.10 . 9,55.10 . 57122,42(Nmm)
n 968
đ
đ
đ
= = =
4. Bảng tổng kết
Trục
Thụng số
Động cơ I II Công tác
U 1 14,78 2,5
P(Kw) 5,79 5,67 4,49 4,13
n(vg/ph) 968 968 64,5 25,8

Z
2
= u.Z
1
= 2.25 = 62,5 (răng)
Do Z
2
nguyên lên chọn Z
2
= 62 (răng)
Tỷ số truyền thực:

2
th
1
Z 62
u 2,48
Z 25
= = =

Sai số:
th
u u 2,48 2,5
u= .100 .100 0,8(%) 4(%)
u 2,5
− −
∆ = = ≤
1.3. Xác định số bước xích
Bước xích p được tra bảng 5.5[1] với điều kiện


01
1
25
1
25
z
z
= =
,
k
n
: hệ số vòng quay k
n
=
1
01
z
z
, với n
01
= 50 vòng/phút
50
0,775
64,5
n
k⇒ = =
Theo công thức 5.4[1]
K= k
0
.k

đc
=1
k
bt
: hệ số kể đến ảnh hưởng bôi trơn, dùng cách bôi trơn nhỏ giọt, môi
trường làm việc có bụi, chọn k
bt
= 1,3
k
đ
: hệ số kể đến tải trọng động, bộ truyền làm va đập nhẹ, chọn k
đ
=
1,2
k
c
: hệ số kể đến chế độ làm việc bộ truyền, bộ truyền làm việc 2 ca,
k
c
=1,25
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
9
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
⇒
K = 1.1.1.1,3.1,2.1,25 = 1,95
K
d
: hệ số phân bố không đều tải trọng cho các dãy với 3 dãy ta có: k
d
=2,5

1.4. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích
Chọn sơ bộ:
a= 35p = 35.25,4= 889 (mm)
Theo công thức 5.12[1], số mắt xích

( )
2
2 1
1 2
2
z z p
z z2.a
x
p 2 4 .a
π
−
+
= + +
x
( )
2
2
62 25 .25,4
2.889 25 62
25,4 2 4 889
π
−
+
= + +
= 114,49

2
25,4 25 62 62 25
114 114 0,5 25 62 2
4 2
π
 
+ −
 
 
= − + − + − 
 
 
 
 
 
 
=883 (mm)
Để xích không phải chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng
∆a = 0,003a = 0,003.1262 = 3(mm)
Vậy khoảng cách trục thực tế: a = 880 (mm).
+ Số lần va đập của xích
Theo ct 5.14[1], ta có số lần va đập I của bản lề xích trong 1 giây:
i =
1
z .n
25.64,5
0,94
15.x 15.114
= =
Theo bảng 5.9[1], với p = 25,4 thì [i] = 30

: lực vòng, F
t
=
( )
P 4,49
1000. 1000. 6602,94
v 0,68
N
= =
F
v
: lực căng do lực li tâm sinh ra
Ta có: F
v
= q.v
2
=7,5.0,68
2
=3,468 (N)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
11
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
F
0
: lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động gây ra, được tính theo công
thức 5.16[1] :
F
v
= 9,81k
f

1
p 25,4
d 202,66(mm)
sin sin
z 25
π π
= = =

2
2
p 25,4
d 501, 49(mm)
sin sin
z 62
π π
= = =
Vậy đường kính vòng chia của đĩa dẫn d
1
=202,66 (mm), đĩa bị dẫn
d
2
= 501,49 (mm).
Theo bảng 14.4b[1] ta có:
Đường kính vòng đỉnh răng của:
+ Đĩa dẫn:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
12
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải

a1

+ 0,05=0,5025.15,08+0,05= 7,63 (mm)
Đường kính chân răng:
+ Đĩa dẫn: d
f1
= d
1
– 2.r= 202,66–2.7,63= 187,4 (mm)
+ Đĩa bị dẫn: d
f2
= d
2
– 2.r=501,49 –2.7,63= 486,23 (mm)
Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc
H
σ
trên mặt răng đĩa xích:
Theo công thức 5.18[1]:
( )
[ ]
r t v
H
d
k . F .k +F .E
0,47
A.k
đ đ
H
σ σ
= ≤
Trong đó:

1
= E
2
= E = 2,1.10
5
(Mpa)
k
đ
: Hệ sô tải trọng động, k
đ
= 1,2
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
13
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
k
r
: Hệ số kể đến số răng đĩa xích, với z
1
= 25 (răng) tra bảng trang 87 sách
tttkhdđ 1 ta có
⇒
k
r
= 0,42
k
d
= 2,5 (do sử dụng 3 dãy xích)
Theo bảng 5.12[1], với p = 25,4 và 3 dãy xích có A= 450 mm
2
Vậy:

x
.F
t
Trong đó:
k
x
: Hệ số kể đến trọng lượng xích => bộ truyền đặt nằm nghiêng góc
β< 40
o
, chọn k
x
= 1,15
F
t
: Lực vòng, F
t
=6602,94 (N)
Vậy F
r
= 1,15.6602,94 = 7593,33 (N)
1.8. Các thông số của bộ truyền xích:
Thông số Ký hiệu Giá trị
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
14
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Loại xích Xích ống con lăn
Bước xích (mm) p 25,4
Số mắt xích x 114
Chiều dài xích (mm) L
Khoảng cách trục (mm) a 880

d
f1
187,4
Đường kính chân răng đĩa xích lớn
(mm)
d
f2
486,23
Lực tác dụng lên trục (N) F
r
7593,33
2. Thiết kế bộ truyền trục vít-bánh vít
Các thông số của bộ truyền trục vít:
P= P
1
= 5,67 (kw)
n
1
= 968 (vg/ph)
u= u
tv
= 14,78
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
15
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
T
1
= 55938,53 (N)
T
2


< 5 (m/s). Sử dụng đồng thanh không thiếc ЬpAЖ 9-4 đúc
ly tâm có để chế tạo bánh vít có σ
b
= 500(MPa), σ
ch
= 200 (MPa).
Theo bảng 7.2[1] ta sử dụng thép 45 để chế tạo trục vít là thép tôi, độ rắn mặt
ren đạt độ cứng HRC
≥
45
2.2. Xác định ứng suất cho phép
Vì bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc có cơ tính thấp hơn nhiều so
với trục vít bằng thép nên chỉ cần xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép và ứng suất
uốn cho phép đối với vật liệu làm bánh vít.
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
16
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.2.1. Ứng suất tiếp xúc cho phép
Theo bảng 7.2[1], với bánh vít làm bằng đồng thanh không thiếc
ЬpA Ж 9-4 ta có: với v
s
=3,8 (m/s) =>
[ ]
H
160(MPa)
σ
=
.
2.2.2. Ứng suất uốn cho phép

=
Với

9
2i
FE 2i i
2max
T
N 60 n .t
T
 
=
 
 
∑
Vì tải trọng không đổi nên:
N
FE
= 60.n
2
.t
∑
Với:
n
2
: là số vòng quay của bánh vít trong 1 phút có: n
2
=64,5 (vg/ph)
t
∑

+ Ứng suất cho phép khi quá tải
Theo công thức 7.14[1], ta có:
[ ]
( )
H ch
max
2. 2.200 400 MPa
σ σ
= = =
[ ]
( )
F ch
max
0,8. 0,8.200 160 MPa
σ σ
= = =
2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
Theo công thức 7.16[1] ta có:

( )
[ ]
H
2
2
3
w 2
2 H
T .K
170
a z q

30
u 15
z 2
= = =

Sai số:

th
u u 15 14,78
u= .100 1,5% 4%
u 14,78
− −
∆ = = ≤
q: Hệ số đường kính trục vít. Chọn sơ bộ q = 0,25.z
2
= 0,27.30 = 8,1
Theo bảng 7.3[1], chọn q = 8
T
2
: Mômen xoắn trên trục bánh vít. T
2
= 664798,45 Nmm
K
H
: Hệ số tải trọn. Chọn sơ bộ K
H
= 1,2
Vậy:
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
18

:
( )
( )
( )
w 2
10. 30 8
m
a z q 190 mm
2 2
+
= + = =
Lấy a
w
= 190 mm, khi đó hệ số dịch chỉnh là:
( ) ( ) ( )
w
2
a
190
x 0,5. q z 0,5 8 30 0 mm
m 10
= − + = − + =
Thoả mãn điều kiện -0,7 < x < 0,7
2.5. Kiểm nghiệm bánh vít
2.5.1. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
Theo công thức 7.19[1] ta có điều kiện bền tiếp xúc của răng bánh vít là:

[ ]
H
3

w1
= m(q + 2x) = 10.(8 - 2.0) = 80 (mm)
'
1
w
z 2
arctg arctg 14 2
q 2.x 8 2.0
o
γ
 
 
= = =
 
 
+ +
 
 
Do đó:
( )
0
3,14.80.968
4,18 m / s
60000.cos14 2'
s
v
= =
K
H
: Hệ số tải trọng:

3
H H
170 30 8 664798,45.1,24
126,7(MPa) 160(MPa)
30 190 8
σ σ
+
 
= = ≤ =
 
 
=>
Bộ truyền đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc

2.5.2. Kiểm nghiệm độ bền uốn
Theo công thức 7.26[1]ta có điều kiện đảm bảo điều kiện bền uốn của bánh
vít:
[ ]
2 E F
F F
2 2 n
1,4.T .Y .K
b .d .m
σ σ
= ≤
Trong đó
m
n
= m.cosγ= 10.cos
0


2
v
3 3 0
z
30
z 32,84
cos cos 14 2'
γ
= = =

Tra được Y
F
= 1,71.
K
F
: Hệ số tải trọng.
K
F
= K
Fv
.K
F
β
= K
Hv
.K
H
β
= 1.1,24= 1,24

b
1
≥
(11+ 0,06.z
2
).m= (11+0,06.30).10= 128 (mm). Chọn
b
1
= 130(mm)
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
21
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
Chiều rộng bánh vít: b
2
= 75 (mm)
Đường kính ngoài bánh vít:
d
aM2
≤
d
a2
+1,5.m
Với đường kính vòng đỉnh bánh vít:
d
a2
= m(z
2
+2+2x)= 10.(30+2+2.0)= 320 (mm)
 d
aM2

phải thỏa mãn điều kiện 7.31[1] :
( )
( )
( )
[ ]
1
d 0 d
t q tq q
1000. 1 P
t t t
K . A-A . 1 K .A .
η
ψ β
−
= + ≤
 
+ +
 
Trong đó :
+ t
0
: Nhiệt độ môi trường xung quanh, t
0
=
0
20

+ A
q
: Diện tích bề mặt hộp được quạt nguội, A

.
o
C)
+
ψ
: hệ số kể đến sự thoát nhiệt qua đáy hộp xuống bệ máy, lấy
ψ
=
0,25
+ η: hiệu suất thực tế của bộ truyền. Theo công thức 7.22[1]
( )
w
w
tg
0,95
tg
γ
η
γ ϕ
=
+
Với
ϕ
: Góc ma sát được tra bảng 7.4[1]theo vận tốc trượt v
s
=4,18(m/s) và
vật liệu làm bánh vít.=>
ϕ
= 2,18
=>

=
 
+ + −
 ( )
( ) ( )
2
1000 1 0,82 .5,67
0,83(m )
0,7.13. 1 0,25 0,3.20,5 . 90 20
−
= =
+ + − 
 
GVHD: TS Nguyễn Tiến Dũng SVTH: Nguyễn Việt Dũng – CTM2 – K52
23
Đồ án chi tiết máy Đề số 5: Thiết kế hệ dẫn động băng tải
2.8. Lực tác dụng lên trục.
Theo công thức 10.2[1] ta có:

2
a1 t2
2
2.T
2.664798,45
F F 4431,99(N)
d 300
= = = =

w
190
Mô đun (mm) m 10
Hệ số đường kính q 8
Tỷ số truyền u 15
Số ren trục vít z
1
2
Số ren bánh vít z
2
30
Hệ số dịch chỉnh x 0
Góc vít (độ) γ
o
14 2'
Chiều dài phần cắt ren trục vít b
1
130
Chiều rộng bánh vít b
2
75
Đường kính vòng đỉnh bánh vít (mm) d
a2
320
Đường kính vòng đỉnh trục vít (mm) d
a1
100
Đường kính vòng chia trục vít (mm) d
1
80