Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn
Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu LộcTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCMKHOA CƠ KHÍBỘ MÔN THIẾT KẾ MÁYĐỒ ÁN MÔN HỌC: CHI TIẾT MÁYSinh viên thực hiện:THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT . MSSV:20800418Ngành đào tạo: Chế tạo máyGiáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc.Ngày hoàn thành: Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀIĐề số 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘNPhương án số:01SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 1 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu LộcHệ thống dẫn động thùng trộn gồm:1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm bánh răng trụ 2 cấp đồng trục; 4- Bộ truyền xích ống con lăn; 5- thùng trộn.Số liệu thiết kế: Công suất trên trục thùng trộn, P(KW)=3kw : Số vòng quay trên trục thùng trộn, n(v/p) =42:Thời gian phục vụ, L(năm)=5 :Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ.(1 năm làm việc 250 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ).Chế độ tải: T1 = T ; t1=60 giây; T2 =0.82T ; t2=12 giâyYÊU CẦU 01 thuyết minh, 01 bản vẽ lắp A0; 01 bản vẽ chi tiết.NỘI DUNG THUYẾT MINH 1. Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động.2. Tính toán thiết kế các chi tiết máy:a. Tính toán các bộ truyền hở (đai hoặc xích).b. Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít).c. Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lựcd. Tính toán thiết kế trục và then.e. Chọn ổ lăn và nối trục.f. Chọn thân máy, bu lông và các chi tiết phụ khác.3. Chọn dung sai lắp ghép.4. Tài liệu tham khảo.SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 2 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu LộcMỤC LỤCTrangMỤC LỤC 3LỜI NÓI ĐẦU .5PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .61.1. Chọn động cơ 61.2. Phân bố tỷ số truyền .71.3. Bảng đặc tính 8PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY .92.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN 92.1.1. Xác định thông số xích và bộ truyền 102.1.2. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền 112.1.3. Đường kính đĩa xích 112.1.4. Xác định lực tác dụng lên trục .122.2. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 122.2.1. Cấp chậm:bánh răng trụ răng nghiêng .122.2.1.1. Chọn vật liệu .122.2.1.2. Xác định hệ số tuổi thọ 132.2.1.3. Giới hạn mỏi tiếp xúc và giới hạn mỏi uốn 142.2.1.4. Ứng suất cho phép 142.2.1.5. Chọn hệ số 152.2.1.6. Xác định sơ bộ khoảng cách trục 152.2.1.7. Modun răng, góc nghiêng răng, tỉ số truyền .152.2.1.8. Các thông số hình học chủ yếu bộ truyền bánh răng 162.2.1.9. Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền .162.2.1.10. Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng bánh răng 172.2.1.11. Chọn hệ số tải trọng động .172.2.1.12. Kiểm nghiệm độ bền 182.2.1.13. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng nghiêng 19SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 3 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc2.2.2. Cấp nhanh: bánh răng trụ răng nghiêng .202.2.2.1. Chọn vật liệu .212.2.2.2. Xác định hệ số tuổi thọ 212.2.2.3. Giới hạn mỏi tiếp xúc và giới hạn mỏi uốn 212.2.2.4. Ứng suất cho phép 222.2.2.5. Chọn hệ số 222.2.2.6. Xác định sơ bộ khoảng cách trục 232.2.2.7. Modun răng, góc nghiêng răng, tỉ số truyền .232.2.2.8. Các thông số hình học chủ yếu bộ truyền bánh răng 242.2.2.9. Giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền .342.2.2.10. Chọn cấp chính xác theo vận tốc vòng bánh răng 242.2.2.11. Chọn hệ số tải trọng động .242.2.2.12. Kiểm nghiệm độ bền 252.2.2.13. Các thông số và kích thước bộ truyền bánh răng nghiêng 262.3. THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN 262.3.1. Chọn vật liệu chế tạo các trục 262.3.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực .272.3.3. Xác định lực tác dụng lên trục .272.3.4. Chọn then bằng và kiểm nghiệm then 362.3.5. Kiểm nghiệm trục 372.4. TÍNH TOÁN Ổ LĂN – NỐI TRỤC .382.4.1. Tính chọn nối trục đàn hồi .382.4.2. Tính chọn ổ lăn 39PHẦN 3: CHỌN THÂN MÁY, BULONG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 461. Xác định kích thước của vỏ hộp .462. Các chi tiết phụ khác 473. Chọn Bulong .504. Dung sai và lắp ghép 54TÀI LIỆU THAM KHẢO 55SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 4 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu LộcLỜI NÓI ĐẦUThiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí. Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất. Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật .; và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.Em chân thành cảm ơn thầy PGS.TS NGUYỄN HỮU LỘC, các thầy cô và các bạn trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án.Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn. Sinh viên thực hiện Thân Trọng Khánh ĐạtSVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 5 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu LộcPhần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUÂT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN1.1. CHỌN ĐỘNG CƠ:1.1.1. Chọn hiêu suất của hệ thống: Hiệu suất truyền động: η η η η η η= = =4 41 20,99.0,98.0,98.0,95.0,99 0,8677kn br br x ol Với:η=0,99kn: hiệu suất nối trục đàn hồi η=10,98br: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1.η=20,98br: hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 2.η=0,95x : hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn0,99η=ol : hiệu suất ổ lăn.1.1.2. Tính công suất cần thiết: Công suất tính toán:( )2 22 21 21 2ax1 20,82.60 .123 2,917 (1.1)60 12 ++ ÷ ÷ ÷ ÷ = = = × =+ +tt td mT TT Tt tT TT TP P P kWt t Công suất cần thiết: ( )2,9173,3620,8677η= = =ttctPP kWSVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 6 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc1.1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ: Số vòng quay trên trục cơng tác: nlv=42 (vòng/phút) Chọn sơ bộ tỷ số của hệ thống:= = =. 16.2 32ch h xu u uVới ( )( )= ÷= ÷16 : tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp 8 402 : tỉ số truyền của bộ truyền xích 2 5hxuu Số vòng quay sơ bộ của động cơ:( )= = =. 42 . 32 1344sb lv chn n u vòng phút1.1.4. Chọn động cơ điện: Động cơ điện có thơng số phải thỏa mãn: ( )( )3,3621344≥ =≈ =đc ctđc sbP P kWn n vòng phút Tra bảng 235 tài liệu (*) ta chọn:Động cơ 4A100L4Y3 ( )( )4 , 01420đcđcP kWn vòng phút==1.2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: Tỷ số truyền chung của hệ dẫn động:= = =142033,80942đcchlvnun Tra bảng 3.1 trang 43 Tài liệu (*) ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục:11 224 : tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh16 44 : tỉ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm== ⇒ = = ==h huu u u u vớiu Vậy tỷ số truyền của bộ truyền xích:SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 7 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc= = =1 233,8092,1126. 5,23.3,06chxuuu u1.3. BẢNG ĐẶC TRỊ:1.3.1. Phân phối cơng suất trên các trục:•( )ax333.190. 0,99.0,95η η= = =mol xPP kW•( )η η= = =3223,1903,2880,99.0,98ol brPP kW•( )η η= = =2113,2883,3890,99.0,98ol brPP kW•( )η η= = =13,3893,4580,99.0,99đcttol knPP kW1.3.2. Tính tốn số vòng quay trên các trục:•= =11420 ( / )đcn n vòng phút•( )12114203554= = =nn vòng phútu•( )23235588,754= = =nn vòng phútu1.3.3. Tính tốn moomen xoắn trên các trục:•( )= = × =6 63,4589,55.10 9,55.10 23256,271420đcttđcđcPT NmmnSVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 8 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc•( )= = × =6 61113,3899,55.10 9,55.10 22 792,221420PT Nmmn•( )6 62223,2889,55.10 9,55.10 88451,83355= = × =PT Nmmn•( )6 63333,1909,55.10 9,55.10 343261,9788,75= = × =PT Nmmn•( )= = × =6 64339,55.10 9,55.10 682 142,8642PT Nmmn1.3.4. Bảng đặc tính:TrụcThông sốĐộng cơ I II III IVCông suất (kW) 3,458 3,389 3,288 3,190 3Tỷ số truyền u 4 4 2,1126Số vòng quay (vòng/phút)1420 1420 355 88,75 42Momen xoắn (Nmm) 23 256,27 22 792,22 88 451,83343 261,97682 142,86PHẦN 2TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY2.1. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: 2.1.1. Chọn loại xích: • Công suất trên đĩa xích nhỏ của bộ truyền xích chính là công suất trên trục 3: P3=3,190 (Kw), với số vòng quay đĩa xích nhỏ n3=88,75 (vòng/phút)• Vì số vòng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống con lăn2.1.2. Thông số bộ truyền:SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 9 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc• Theo bảng 5.4 Tài liệu (*), với u=2,1126, chọn số răng đĩa xích nhỏ 127z=, do đó số răng đĩa xích lớn 2 1 ax. 27.2,1126 57 120x mz z u z= = = < =.• Theo công thức (5.3) tài liệu (*), công suất tính toán: 3. . . 3,190.1,95.0,926.2,254 12,98t z nP P k k k kw= = = Trong đó: với z1=27, kz=25/27=0,926; với n01= 200 (vg/ph), kn=n01/n3=200/88,75=2,254Theo công thức (5.4) và bảng 5.6 Tài liệu (*): = = =0. . . . . 1.1.1.1,2.1,25.1,3 1,95a ñc ñ c btk k k k k k k Với: k0=1: đường tâm của xích làm với phương nằm ngang 1 góc < 400.ka=1: khoảng cách trục a=(30÷50)pc.kđc=1: điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích.kđ=1,2: tải trọng động va đập nhẹ.kc=1,25: làm việc 2 ca 1 ngày.kbt=1,3: môi trường có bụi, chất lương bôi trơn II (đạt yêu cầu).• Theo bảng 5.5 Tài liệu (*) với n01=200 (vng/ph), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích pc=31,75mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: [P] 19,3 ( )tP kw< =• Đồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc=31,75mm<pmax.• Khoảng cách trục a=40pc=40.31,75=1270mm;• Theo công thức (5.12) tài liệu (*) số mắt xích.2 2c1 2 2 1cpz +z z - z2 a 2 1270 27 57 57 27 31,75x + + 122,57p 2 2π a 31,75 2 2π 1270× × + − = × = + + × = ÷ • Lấy số mắt xích chẳn x=122, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13) tài liệu (*)SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 10 [...]... Góc nghiêng răng Số răng bánh răng Hệ số dịch chỉnh Đường kính vòng chia Đường kính đỉnh răng Đường kính đáy răng Gía trị aw1=160mm m=2,5mm bw1=45+5=50 và bw2=45 um=4 β=12,43 z1=25 x1=0 d1=m.z1/cosβ=64 da1=d1+2m=69 df1=d1-2,5m=57,75 Góc profin răng α t = 20,440 Góc ăn khớp α w = 20,440 z2=100 x2=0 d2=256 da2=261 df2=249,75 2.3 THIẾT KẾ TRỤC - CHỌN THEN: Thơng số thiết kế: Moment xoắn trên các trục: ... 468,3MPa SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang 12 Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phương án 1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc Với: Ft=2515,8N : lực vòng kr=0,23: hệ số ảnh hưởng số răng xích (Với z2=57) Kđ=1,2: hệ số tải trọng động (Tải động, va đập nhẹ) Fvđ2=13.10-7n2.p3.m=13.10-7.42.31,753.1=1,75 N: lực va đập trên m dãy xích E=2E1E2/(E1+E2)= 2,1.105 Mpa A=262mm2: diện tích của bản lề (bảng 5.12... 1,15.2515,8=6.107.kx.P/Z.p.n =2893,2 (N) Với kx =1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc < 400 Ft=2515,8 N: Lực vòng Lực căng do lực li tâm: FV=q.v2=3,8.1,26772=6,107 N; Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra: F0=9,81.kf.q.a=9,81.4.3,8.1,257=187,43 N (Với kf=4 khi bộ truyền nằm ngang nghiêng 1 góc . các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu.Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế. vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động
![Theo bảng 10.5 tài liệu (*) với d1=25mm [] σ= 65MPa - Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn](https://media.store123doc.com/figures/001/136/bang-tai-lieu-d-mm-s-mpa-1136908.png)
![Theo bảng 10.5 tài liệu (*) với d2=30mm [] σ= 63MPa - Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn](https://media.store123doc.com/figures/001/136/bang-tai-lieu-d-mm-s-mpa-1136909.png)
![Theo bảng 10.5 tài liệu (*) với d3=45mm [] σ= 53MPa - Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn](https://media.store123doc.com/figures/001/136/bang-tai-lieu-d-mm-s-mpa-1136910.png)
![Kích thước nút thơng hơi (tra bảng 18-6 [1]): - Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn](https://media.store123doc.com/figures/001/136/kich-thuoc-nut-thong-hoi-tra-bang-1136918.png)
