Đồ án
Thiết kế hệ thống dẫn động
băng tải
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
Mục lục
Bản thuyết minh đồ án gồm những phần chính sau:
- Phần I : Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền.
- Phần II : Tính toán bộ truyền đai thang.
- Phần III : Tính toán bộ truyền bánh răng côn răng nghiêng.
- Phần IV : Tính toán và kiểm nghiệm trục.
- Phần V : Tính và chọn then.
- Phần VI : Thiết kế gối đỡ trục.
- Phần VII : Cấu tạo vỏ hộp và các chi tiết máy khác.
- Phần VIII : Bôi trơn hộp giảm tốc.
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
Đề số: 2A
Thiết kế hệ dẫn động băng tải

Lược đồ hệ dẫn động băng tải
1. Động cơ 2. Nối trục 3. Bộ truyền đai
4. Hộp giảm tốc 5. Bộ truyền xích 6. băng tải
Số liệu cho trước:
1 Lực kéo băng tải F 2250 N
2 Vận tốc băng tải V 1,3 m/s
3 Đường kính băng tải D 320 Mm
4 Thời gian phục vụ L

a. Mô men thực tế trên băng tải:
Mômen thực tế trên băng tải:

M
bt
=
.D
2
F
=
2250.320
2
=360000 Nm
Trong đó F= 2250 N là lực kéo băng tải
D=320 mm là đường kính băng tải
b. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ:
Số vòng quay đòng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay) được xác định theo
công thức:
n
db
=
p
f.60
(I – 2)
Trong đó: f – tần số của dòng điện xoay chiều;
mạng điện ở nước ta có f = 50 Hz
p – số đôi cực từ (chọn p = 2 ,động cơ điện loại K)
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6

η
ht
là hiệu suất của toàn bộ hệ thống được xác định theo công thức:

η
ht
=
η
k
.
η
đ
.
η
brc
.
η
ol
3
η
x
(I – 3)
Trong đó:
η
k
– hiệu suất của khớp nối.

η
đ
- hiệu suất của bộ truyền đai thang.

η
ht
= 1. 0,95. 0,96. (0,99)
3
.0,92 = 0,81
3. Chọn động cơ điện theo công suất:
a. Mô men đẳng trị:
M
đtbt
=
∑
∑
=
=
n
k
k
n
k
k
k
t
tT
1
1
.
2
(I – 4)
Trong đó, M
k

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
P
đtbt
=
.
9550
dtbt bt
M n
=
296,64.77,63
9550
= 2,41 Kw
c. Công suất đẳng trị cần có trên động cơ:
P
đtđc
=
dtbt
ht
P
η
=
2,41
0,81
= 2,97 Kw
Từ các thông số tính toán , ta chọn động cơ loại K có nhãn hiệu K112M2 – kiểu có bích, có
các thông số kỹ thuật được tra theo bảng P1.1 trang 234 TTTKHDĐCK tập 1, có bảng số liệu

K có phạm vi công suất từ 0,75 Kw đến 30 Kw lớn hơn của động cơ DK và nhỏ hơn của
động cơ 4A.
Động cơ K có khối lượng nhỏ hơn so với động cơ DK và đặc biệt là có mô men khởi động
cao hơn 4A và DK.
d. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ đã chọn:
- Kiểm tra điều kiện mở máy:
Khi mở máy, mô men tải không được vượt quá mô men khởi động của động cơ
( M<M
k
) nếu không động cơ sẽ không chạy.
Theo điều kiện:
M
mm
/M≤M
k
/M
dn
(I - 5)
Trong đó: M
mm
-mô men mở máy của thiết bị cần dẫn động.
M
k
(T
k
) - mô men khởi động của động cơ.
M
dn
(T
dn

9550
.3 = 19,82 Nm ;
⇒ [M
dc
] = 0,81. 2.19,82 =32,10 Nm
Tacókếtquả:
M
maxqtđc
=K
qt
.M
cản
=
9550.
.
dtbt
dc ht
P
n
η
. 1,5 (I - 6)
M
maxqtđc
=
9550.2,41
1445.0,81
. 1,5 = 29,49 Nm
Theo số liệu của động cơ đã chọn, có: [M
dc
] = 32,10Nm

ng
- tỉ số truyền ngoài hộp;
u
ng
=u
k
.u
x
.u
đ
(I -9) u
k
- tỉ số truyền của khớp nối.
do u
k
= 1 ⇒ u
ng
= u
x
. u
đ
u
x
- tỉ số truyền của bộ truyền xích.
u
đ
- tỉ số truyền của bộ truyền đai thang.

u
h
= u
brc
= 2,06 ;
- tỉ số truyền của bộ truyền đai: u
đ
= 3
- tỉ số truyền của bộ truyền xích: u
x
= 3
I-3 Xác định các thông số động học và lực tác dụng lên các trục
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
Ký hiệu các trục trong hệ thống dẫn động băng tải
1. Tính toán tốc độ quay của các trục
- Trục động cơ: n
đc
= 1445 vòng/phút
- Trục I: n
I
=
k
dc
u
n
=

u
n
=
233,7
3
=77,9 vòng/phút
2. Tính công suất trên các trục
Gọi công suất trên các trục I, II, III, IV lần lượt là P
I
, P
II
, P
III
, P
IV
có kết quả như sau:
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
- Công suất danh nghĩa trên trục động cơ:
P
dc
= P
lv
dc
= 2,97 Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục I:
P

= 2,79. 0,96. 0,99 =2,65 Kw
- Công suất danh nghĩa trên trục IV:
P
IV
= P
III
.
x
η
.
ol
η
= 2,65. 0,92. 0,99 = 2,41 Kw
3. Tính mô men xoắn trên các trục
Gọi mô men xoắn trên các trục I, II, III, IV lần lượt là
M
I
, M
II
, M
III
, M
IV
ta có kết quả sau:
- Trục động cơ:
M
dc
= 9,55.
dc
dc

P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,79
481,6
= 55325 Nmm
- Trục III:
M
III
= 9,55.
III
III
n
P.10
6
= 9,55.
6
10 .2,65
233,7
= 108290Nmm
- Trục IV:
M
IV
= 9,55.
IV
IV
n
P.10
6

Trục III
3
233,7 2,65 108290
Trục IV
3
77,9 2,41 295449
Bảng số liệu động học và động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động.
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
Phần II: Tính toán thiết kế các bộ truyền
A - tính toán thiết kế các bộ truyền ngoài
II. I . Thiết kế bộ truyền đai thang
II. I. 1 . Xác định kiểu đai
- Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:
n
dc
= 1445 (vòng/phút) ; P
dc
= 5,5 Kw ; u
d
= 4
Căn cứ vào Hình 4.1 - Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc
biệt nào nên ta chọn loại đai hình thang bình thường loại A trong bảng 4.13. Các thông
số của đai hình thang - tr59 TTTKHDĐCK tập 1. Theo đó, thông số kích thước cơ bản
của đai được cho trong bảng sau:
Loại đai Kích thước mặt cắt (mm)
b

Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
v =
60000
1445.100.14,3
= 7,56 (m/s)
Như vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép v
max
= 25 m/s (đối với loại
đai thang).
Ta chọn
ε
= 0,02 (
ε
- hệ số trượt đai).
Theo công thức:
d
2
= d
1
. u
d
. (1 -
ε
) (II - 2)
ta có: d
2
= 100. 4. (1 - 0,02) = 392 (mm)
II. I. 3. Chọn đường kính đai tiêu chuẩn


Vậy: ∆u < 3 ∼ 4% ⇒ Thỏa mãn điều kiện về sai lệch tỉ số truyền đai.
- Chọn sơ bộ chiều dài khoảng cách trục là:
a
sb
= 1,5. d
2
= 600 (mm)
Chiều dài sơ bộ của đai là:
l
sb
= 2.a
sb
+
2
)(
21
dd +
π
+
sb
a
dd
.4
)(
2
12
−
(II - 5)
l

2
-d
1
)/2
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
Hay:
a =
[ ]
8
)(8)(2)(2
2
12
2
1212
ddddlddl −−+−++−
ππ
(II - 8)
⇒ a = 588,38 mm
Kiểm tra điều kiện khoảng cách trục cần thỏa mãn:
0,55(d
1
+ d
2
) + h ≤ a ≤ 2(d
1
+ d

= 150,94
o

Vậy α
1
= 150,94
o
>120
o
, góc ôm thỏa mãn điều kiện.
II. I. 4. Xác định số đai z
áp dụng công thức 4. 16 - tr 60 - TTTKHDĐCK tập 1:

z =
[ ]
zul
dcd
CCCCP
KP
α
.
.
0
(II -11)
Trong đó:
- P
cd
- Công suất trên trục bánh đai chủ động P
I
= 4,837 Kw ;

+ C
l
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai.
Với l/l
0
= 2000/1700 = 1,176, tra bảng 4. 16 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta có: C
l
= 1,04
+ C
u
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền, tra bảng 4. 17 - tr 61 - TTTKHDĐCK
tập 1, với trường hợp u ≥3 , ta có: C
u
= 1,14 ;
+C
z
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, với
P
I
/[P
0
] = 4,837/1,85 =2,6 ,tra bảng 4. 18 - tr 61 - TTTKHDĐCK tập 1, ta chọn:C
z
= 0,95
Thay các giá trị trên vào công thức (II -11), ta được:
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí

a2
= d
2
+ 2h
0
= 400 + 2.3,3 = 406,6 (mm)
II. I. 6. Xác định lực trong bộ truyền
- Xác định lực vòng theo công thức:

F
v
= q
m
. v
2
(II - 14)
Với q
m
- Khối lượng 1 mét chiều dài đai, tra bảng 4. 22 - tr 64 - TTTKHDĐCK tập 1, ta
có: q
m
= 0,105 kg/m.
⇒ F
v
= 6 (N)
- Xác định lực căng ban đầu:
áp dụng công thức tính lực căng trên 1 đai:

F
0

r
= 1146,11 (N)
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
F
1
F
1
F
2
F
2
F
r
O
1
d
1
n
1
1
29,06
0
Sơ đồ lực tác dụng lên trục khi bộ truyền đai làm việc.
Bảng thông số của bộ truyền đai:
Khoảng cách trục a 588,38 mm
Góc ôm α

2
= u
xích
. z
1
≤ z
max
(II -18)
Đối với xích con lăn z
max
= 120, từ đó ta tính được: z
2
= 3,5. 22 = 77 (răng)
b. Xác định bước xích p
Bước xích p được xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề. Điều kiện đảm bảo chỉ tiêu
về độ bền mòn của bộ truyền xích được viết dưới dạng:
P
t
= P. k. k
z
. k
n
≤ [P] (II -19)
Trong đó: P
t
- Công suất tính toán;
P - Công suất cần truyền; P = 4,323 (Kw);
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6

200
= 2,048
Hệ số k được xác định theo công thức:
k = k
0
. k
a
. k
đc
. k
bt
. k
đ
. k
c
(II -20)
Trong đó các hệ số thành phần được chọn theo bảng 5.6 -tr 82 - TTTKHDĐCK tập 1,với:
k
0
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyền, k
0
= 1 (do đường nối tâm của
hai đĩa xích so với đường nằm ngang là 25
o
<60
o
);
k
a
- Hệ số kể đến ảnh hưởng của khoảng cách trục và chiều dài xích;

= 4,323. 2,437. 1,136. 2,048 = 24,51 (Kw)
⇒ P
t
= 24,51 Kw < [P] = 34,8 Kw
Với bước xích p = 38,1 (mm), theo bảng 5.8 - tr 83 - TTTKHDĐCK tập 1, điều
kiện p <p
max
được thỏa mãn.
Tính khoảng cách trục sơ bộ, ta lấy:
a
sb
= 40p = 40. 38,1 = 1524 (mm);
Ta xác định số mắt xích theo công thức:
x =
p
a2
+
2
21
zz +
+
a
pzz
2
2
12
4
.)(
π
−








−
−+−++−
2
12
2
1212
)(
2)](5,0[5,0
π
zz
zzxzzx
cc
(II -22)
Theo đó, ta tính được:
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Đồ án cơ sở thiết kế máy
Khoa : Cơ Khí
a
∗
= 0,25.38,1
( )

∗
- ∆a = 1535 - 5 = 1530 (mm)
Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:
i =
c
III
x
nz
.15
.
1
≤ [i] (II -23)
⇒ i =
132.15
635,97.22
= 1,085
Theo bảng 5. 9 - tr 85 - TTTKHDĐCK tập 1, ta có: [i] = 20;
⇒ i = 1,085 < [i] = 20, sự va đập của các mắt xích vào các răng trên đĩa xích
đảm bảo, không gây ra hiện tượng gẫy các răng và đứt má xích.
c. Kiểm nghiệm xích về đọ bền
Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thường xuyên chịu tả trọng va đập
trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ số an toàn:
s =
vtd
FFFk
Q
++
0
.
≥ [s] (II -24)

=
v
P.1000
(II -26)
⇒ F
t
=
364,1
323,4.1000
= 3169,35 (N)
F
v
- Lực căng do lực ly tâm sinh ra khi làm việc:
F
v
= q. v
2
(II -27)
⇒ F
v
= 5,5. (1,364)
2
= 10,23 (N)
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGÔ VĂN QUYẾT
Sinh viên: TRẦN ĐỨC MẠNH
Lớp : ĐLK6