BỘ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG ĐAỊ HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TRUNG TÂM TNTH CƠ KHÍ  Đồ án chi tiết máy Đề tài Thiết kế hệ thống dẫn động máy khuấy NSVTH : NHÓM 4 LỚP : DHOT1TLT GVHD: DIỆP BẢO TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2007 1 MỤC LỤC CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 4 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI 6 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 9 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN 20 CHƯƠNG V: Ổ LĂN 35 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN VỎ HỘP GIẢM TỐC 37 CHƯƠNG VII: KHỚP NỐI - BÔI TRƠN 38 CHƯƠNG VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP 39 2 ĐỀ BÀI : ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đề : thiết kế hệ thống truyền đọng cho máy khuấy. Các số liệu cho biết: - Công suất máy khuấy N = 8 Kw - Số vòng quay trục máy khuấy:n = 70 v/ph - Thời gian làm việc t = 60000 - Kiểu hộp giảm tốc : hộp giảm tốc hai cấp côn - trụ. 3 Chương I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I/ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Để chọn động cơ điện ta đi tính công suất cần thiết của động cơ : N ct = η N Trong đó: N: công suất máy khuấy. Ta có: η = η đ . η rc . η rt . η 3 ol . η k Chọn η đ = 0,96 : hiệu suất của bộ truyền đai η rc = 0,95 : hiệu suất bộ truyền bánh côn η rt = 0,96 : hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ η ol = 0,99 : hiệu suất một cặp ổ lăn η k = 0,99 : hiệu suất khớp nối vậy: η = 0,96. 0,95. 0,96. 0,99 3 . 0,99 = 0,841 do đó: N ct = 841,0 9 =10,7 (kw) Vậy ta phải trọn công suất của động cơ lớn hơn công suất cần thiết. Xác định sơ bộ số vòng quay của số vòng quay của động cơ: n sb = n mk . U h . U đ với nmk: số vòng quay trục máy khuấy. U h : tỷ số truyền các bộ truyền trong hộp U đ : tỷ số truyền của bộ truyền đai. Theo đề bài ta có: n mk = 60 (vg/ph) Mà : Uh : (8…15) U đ : (3…5)  n sb = 60.(8…15).(3…5) = (1440…4500) Từ đó ta chọn động cơ AOC2 - 52 -2 có các thong số kỹ thuật như sau: Công suất N đc = 13 (kw) Số vòng quay của đọng cơ: n đc = 2730 (vg/ph) Hiệu suất làm việc: η = 83,5% Khối lượng: m = 110 (kg) II/PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN Tỷ số truyền chung: U = mk đc n n = 60 2130 = 2 91 = 45,5 Trong đó: n đc = 2730 (vg/ph) số vòng quay trục động cơ. N mk = 60 (vg/ph) số vòng quay trục máy khuấy. Mà ta cũng có: U = U đ . U h Trong đó: U đ = 3,3 : tỷ số truyền của bộ truyền đai. 4  U h = đ U U = 3,3 5,45 = 13,79 : tỷ số truyền cảu hệ thống bánh răng. Ta cần xác định tỷ số truyền của bộ truyền cấp nhanh và cấp chậm của hệ thống truyền động bánh răng dựa vào các thông số sau: k br = 0,25 : hệ số chiều rộng vành răng. C k = 1,1; ψ = 1,2; [k o1 ] =[k o2 ]  λ = ][).1( 2,1.25,2 02 kkk brbr − = 25,0).25,01( 2,1.25,2 − = 14,4  λ k . λ 3 k = 1,44.(1,1) 3 = 19,2. Dựa vào đồ thị ta tìm được tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh là: U cn = 70,3 73,3 79,13 == cn h U U - Xác định các thông số: + Công suất các trục: Trục 3 : N 3 = 18,9 99,0.99,0 9 . == knol mk N ηη (kw) Trục 2: N 2 = 66,9 96,0.99,0 18,9 . 3 == rtol N ηη (kw) Trục 1: N 1 = rcol N ηη . 2 = 95,0.99,0 66,9 = 10,27 (kw) + Số vòng quay các trục: Trục 1: n 1 = 827 3,3 2370 == đ đc U n (vg/ph) Trục 2: n 2 = cn nU n 1 = 73,3 827 = 222 (vg/ph) + Momen xoắn trên các trục: Trục 1: T 1 = 9,55. 6 10 . 5,118595 827 27,10 .10.55,9 6 1 1 == n N (Nmm) Trục 2: T 2 = 9,55.10 6 . 2 2 n N =9,55. 415554 222 66,9 .10 6 = (Nmm) Trục 3: T 3 = 9,55. 1461150 60 18,9 .10.55,9.10 6 3 3 6 == n N (Nmm) Kết quả ta có bảng thông số sau: Thông số Động cơ Trục 1 Trục 2 Trục 3 Công suất (kw) 13 10,27 9,66 9,18 Tỷ số truyền U 3,3 3,73 3,7 Số vòng quay n (vg/ph) 2730 827 222 60 Mômen xoắn T (Nmm) 118595,5 415554 1461150 5 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI I/ CHỌN LOẠI ĐAI Chọn loại đai thang thường tiết diện Ђ. II/ THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN Đường kính bánh đai nhỏ ta chọn d 1 = 180 mm Vận tốc đai: v đ = )/(7,25 60000 2370.180.14,3 60000 1 sm nd đc == π nhỏ hơn vận tốc đai cho phép v max = (25 ÷ 30) (m/s) Đường kính bánh đai lớn: )(12,582)02,01.(180.3,3)1(. 12 mmdUd đ =−=−= ε Trong đó: U đ = 3,3 là tỷ số truyền cỉa bộ truyền đai. D1 = 180 (mm) là đường kính của bánh đai nhỏ. ε = 0,02 hệ số trượt của đai. Vậy ta chọn d2 = 560 (mm) Tỷ số truyền thực tế: 17,3 )02,01.(180 560 )1.( 1 2 = − = − = ε d d U đt Sai lệch tỷ số truyền: %4%9,3%100. 3,3 17,33,3 %100. <= − = − =∆ đ đtđ đ U UU U (thỏa mãn). Tính sơ bộ khoảng cách trục a : Khoảng cách trục a phải thỏa mãn điều kiện: 0,55.( 1 d + ).(2)' 212 ddahd s +≤≤+  0,55.(180+560)+10,5 )560180.(2 +≤≤ s a  4,17 1480≤≤ s a Chọn a s = 1000 (mm). Chiều dài đai: )(9,3197 100.4 )180560( )560180( 2 100.2 4 )( ).( 2 2 2 2 12 21 mm a dd ddaL s st = − +++= − +++= ππ Chọn L = 3150 (mm) Số vòng chạy của đai: i = 102,8 15,3 7,25 max =≤== i L v đ Ta cần xác định lại khoảng cách trục a: a = 4 8 2 ∆−+ λλ với 2,1988)560180.( 2 14,3 3150).( 2 21 =+−=+−= ddL π λ 190 2 12 = − =∆ dd  a = )(9769 4 190.82,19882,1988 22 mm= −+ Góc ôm của đai: 0000 12 00 1208,157 976 )180560( .57180.57180 >≈ − −= − −= a dd α 6 Sồ đai: z = zul đđc CCCCP kP ].[ . 0 α Trong đó: P đc = 13 kw ; k đ = 1,25 ; [P 0 ] = 6 kw α = 157,8 0  C α = 0,945 4,1 2240 3150 0 == L L  C L 1,07 μ =3,3  C u = 1,14 16,2 6 13 ][ 0 == P P  C z = 0,945 Vậy z = 5,2 945,0.14,1.07,1.945,0.6 25,1.13 = . Vậy ta chọn số đai z = 3 Chiều rộng bánh đai: B = (z-1).t + 2e = (3-1).19 + 2. 1,25 = 63 (mm) -Đường kính ngoài bánh đai: 4,1882,4.21802 0 =+=+= hdd a (mm) III/ Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. Lực căng trên một đai: v đđc F zCv kP F += 780 0 α Trong đó: 2 .vaF mv = (định kỳ điều chỉnh lực căng) Với a m = 0,178 (kg/m) : khối lượng một m chiều dài đai.  F v = 0,178.25,7 2 =117,6 (N) Do đó : )(2926,117 3.945,0.7,25 25,1.13.780 0 NF =+= Lực tác dụng lên trục: )(1717 2 8,157 sin.3.292.2) 2 sin( 2 0 0 NzFF r === α  Kết quả ta có bảng thống kê sau: (bảng 1) 7 Thông số Kí hiệu Các giá trị Đơn vị Tiết diện đai Đường kính bánh đai nhỏ Vận tốc đai Đường kính bánh đai lớn Tỷ số truyền Tỷ số truyền thực tế Sai lệch tỷ số truyền Khoảng cách trục sơ bộ Chiều dài đai tính toán Chiều dài đai tiêu chuẩn Số vòng chạy của đai Khoảng cách trục chính xác Góc ôm trên bánh đai nhỏ Công suất cho phép Số đai cần thiết Số đai chọn Chiều rộng bánh đai Đường kính ngoài bánh đai Lực căng ban đầu Lực tác dụng lên trục Các hệ số d 1 v d 2 U đ U đt ∆ U a L t L i a α [ ] 0 P z z B a d 0 F r F k đ α C z u L C C C B 180 25,7 560 3,3 3,17 3,9 1000 3197,7 3150 8,2 976 157,8 6 2,5 3 63 188,4 292 1717 1,25 0,945 1,07 1,14 0,945 mm m/s mm % mm mm mm 0 Kw mm mm N N CHƯƠNG III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 8 I/ Chọn vật liệu. Bánh răng nhỏ: thép C45 tôi cải thiện, độ cứng đạt HB1 = 255 và có: MPaMPa chb 580,850 11 == σσ Bánh răng lớn: thép C45 tôi cải thiện, đọ cứng đạt HB2 = 240 và có: MPaMPa chb 450,750 22 == σσ II/ Xác định ứng suất cho phép. [ ] HLxHvR H H H kkzz S 0 lim σ σ = Với: z R : hệ số xét đến độ nhám bề mặt răng làm việc. z V : hệ số xét đến ảnh hưởng của vạnn tốc vòng. k xH : hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước bánh răng. Sơ bộ ta thấy: z R . z V . x H = 1 Và )(58070255.2702 0 1lim MPaHB H =+=+= σ : ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng nhỏ. )(55070240.2702 2 0 2lim MPaHB H =+=+= σ : ứng suất tiếp xúc cho phép trên bánh răng lớn. S H = 1,1 : hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc. H m HE HO HL N N k = : hệ số tuổi tyhọ khi xét ứng suất tiếp xúc. m H = 6 : bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc. N HO : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc. N HO1 = 30.H2,4HB1 = 30. 2552,4 = 1,97. 107 N HO2 = 30.H2,4HB2 = 30. 2402,4 = 1,55. 107 Và N HE = 60. c. n. t lv . C t T Ti i i .) max .( 3 3 1 Σ = : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Với C : số lần ăn khớp N : số vòng quay của bánh răng đang xét. T lv : tổng thời gian làm việc T i : momen xoắn C : chu kỳ làm việc Ta có: )(10.187)3,0.08.3,0.6,04,0.1.(60000.827.1.60 .) max .( 60 7333 3 3 1 11 MPa C t T T tncN ii i lvHE =++= = ∑ = )(10.4,49)3,0.08.3,0.6,04,0.1.(60000.222.1.60 .).( 60 7333 3 max 3 1 22 MPa C t T T tncN ii i lvHE =++= = ∑ = Ta có : 11 HOHE NN > và 22 HOHE NN > 1=⇒ HL k 9 Vậy [ ] )(3,527 1,1 1.580 . 0 1lim 1 MPa S k H HLH === σ σ [ ] )(500 1,1 1.580550 . 0 2lim 2 MPa S k H HLH === σ σ [ ] [ ] [ ] )(65,513 2 5003,527 2 21 MPa HH H = + = + =⇒ σσ σ Ứng suất cho phép: [ ] FLFCxFSR F F kkkYY S F 0 lim σ σ = Trong đó: YR: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám của mặt lượn chân răng. YS: hệ số xét đến độ nhạy của vật liệu đối với tập trung ứng suất. kxF: hệ số xét đến kích thước bánh răng ảnh hưởng đến dộ bền uốn. Sơ bộ ta thấy: YR.YS.kxF = 1. Ta có: )(459255.8,1.8,1 1 0 1lim MPaHB F === σ : ứng suất uốn cho phép trên bánh răng nhỏ. )(432240.8,1.8,1 2 0 2lim MPaHB F === σ : ứng suất uốn cho phép trên bánh răng lớn. SF = 1,75 : hệ số an toàn khi tính về uốn. kFC = 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải F m FE FO FL N N k . = : hệ số tuổi thọ xét đến chế độ tải trọng của bộ truyền. Với : m F =6 : bậc của đường cong mỏi khi xét về uốn. N FO = 4.106 : số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn. Ta có: 1 FE N = )(10.7,146)3,0.08.3,0.6,04,0.16.(60000.827.1.60 .)( 60 766 max 3 1 2 MPa C t T T tnc i m i i lv F =++= ∑ = )(10.4,39)3,0.08.3,0.6,04,0.1.(60000.222.1.60 .).( 60 7333 max 3 1 22 MPa C t T T tncN i mF i i lvHE =++= = ∑ = Ta có: FOFE NN > 1 và FOFE NN > 2 = > k FL = 1 Vậy [ ] F KLFCF F S kk 0 1lim 1 σ σ = )(3,262 75,1 1.1.459 MPa== [ ] F KLFCF F S kk 0 2lim 2 σ σ = )(247 75,1 1.1.432 MPa== Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải: [ ] 2 max 2,8. 2,8.450 1260( ) H ch MPa σ σ = = = Ứng suất uốn cho phép khi quá tải: 10 [...]... chi u rộng chọ kiểu lắp trên trục là P9/h9 và kiểu lắp trên bạc là Js9/h9 Theo chi u cao, sai lệch giới hạn kích thước then là h 11 Theo chi u dài sai lệch giới hạn kích thước then là h14 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Thiết kế chi tiết máy – Nguyễn Văn Lẫm – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM – 1995 2- Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, 2 – Trịnh Chất, Lê Văn Uyên – NXB Giáo dục 3- Vẽ kỹ thuật... : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng α 18 Yβ = 1 : hệ số kể đến độ nghiêng của răng YF 1 = 3,67 : hệ số dạng răng của bánh 1 dựa vào số răng tương đương ( zv1 = z1 ) và hệ số dịch chỉnh x1 YF 2 = 3,6 : hệ số dạng răng của bánh 2 dựa vào số răng tương đương ( zv 2 = z 2 ) và hệ số dịch chỉnh x2 kF: hệ số tải trọng khi tính về uốn: kF = kFβ kFα kFv với : kFβ = 1,16 : hệ số kể đến sự phân bố không đều... 0,5kd = 0,5.87 = 43,5( MPa) hệ số phụ thuộc vật liệu bánh răng và loại U cn = 3, 73 : Tỷ số truyền của bộ truyền cấp nhanh b kbe = = 0, 25 : Hệ số chi u rộng vành răng Re k H β = 1,11 : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chi u rộng k U ` 0, 25.3, 73 be cn vành bánh răng côn, dựa vào trị số: 2 − k = 2 − 0.25 = 0,53 b e T1 = 118595,5( Nmm) : mômen xoắn tren trục bánh răng côn nhỏ [ σ H ] =... hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều trên chi u rộng vành răng k Hα = 1 là hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn khớp k Hv là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp k Hv = 1 + v H bw d w1 2T2 k Hβ k Hβ Trong đó: vH = σ H g 0 v, v= aw Um với v là vận tốc vòng được tính : π d w1 n2 3,14.102,64.222 = = 11,925(m / s) 6000 6000 δH = 0,004 là hệ. ..Bánh răng nhỏ : σ F  max = 2,8.σ ch = 0,8.580 = 464( MPa)   1 1 Bánh răng lớn: σ F  max = 2,8.σ ch = 0,8.450 = 360( MPa)   III/ Thiết kế bộ truyền bánh răng côn răng nghiêng 1/ Xác định chi u dài côn ngoài và đường kính chia ngoài Chi u dài côn ngoài và đường kính chia ngoài của bánh răng côn chủ đọng được được xác định hteo độ bền tiếp... trên chi u rộng vành răng khi tính về uốn kFα =1 : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng không đều cho các đôi răng đồng thời ăn khớp khi tính về uốn kFv : hệ số kể đến otải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, ta có: k Fv = 1 + v F bw d w1 2T2 k Fβ k Fα Trong đó: v F = δ F g 0 v aw Um Với : v = 1,95 (m/s) vận tốc vòng δF = 0,011 là hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp g0 = 38 là hệ số... gần đúng chi u dài ổ lăn: b01= 19; b02 = 25; b03=31 - Chi u dài mayơ bánh đai: lmd = lml2 = (1,2…1,5)d1 = (1,2…1,5).31 = 37,2…46,5 (mm) Vậy chọn lml2 = 42 (mm) - Chi u dài mayơ bánh răng côn nhỏ: lm13 = (1,2…1,4)d1 = (1,2…1,4).31 = 37,2…43,4 (mm) Chọn lm13 = 40 (mm) - Chi u dài mayơ bánh răng côn lớn: lm22 = (1,2…1,4)d2 = (1,2…1,4).42 = 52,8…61,6 (mm) Chọn lm22 = 56 (mm) - Chi u dài mayơ bánh răng... -Khoảng lệch tâm của bánh răng côn tiếp tuyến: e = R.sin β m e Góc nghiêng của răng ở mặt mút: β e = arcsin R e Kết quả tính ta có bảng thống kê sau: (bảng 2) Thông số Chi u dài côn ngoài Kí hiệu Chi u rộng vành răng Chi u dài côn trung bình b Đường kính chia ngoài Các giá trị 150 d e1 d e2 14 - 78 290 Rm Đơn vị mm 37,5 131,25 Re - Chi u cao răng ngoài δ1 δ2 he 14058’0” 7502’0” 5,78 Chi u cao đầu răng... M = 274(MPa1/3 ) : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn khớp z H = 1, 62 : hệ số kể đến bề dạng hình dạng bề mặt tiếp xúc zε : hệ số kể đến sự trùng khớp của bánh răng, 1 : với ε α hệ số trùng khớp ngang εα   1   1 1   1 0 Ta có: ε α = 1,88 − 3, 2  + ÷ cosβm = 1,88 − 3, 2  + ÷ cos25 = 1,57 z1 z2   27 101        Với zε = ⇒ zε = 1 = 0,8 1,57 k H : hệ số tải trọng khi... tâm bánh răng e côn tiếp tuyến Góc nghiêng của răng ở β e mặt nút IV/ thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 1/ Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền Tính sơ bộ khoảng cách trục: aw = ka ( U cc + 1) 3 T2 k H β [σH ] 2 U cc ψ ba Trong đó: ka = 49,5( MPa1/ 3 ) :hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng ăn khớp T2 = 415554( Nmm) : mômen xoắn trên trục bánh răng chủ động 15 . CƠ KHÍ  Đồ án chi tiết máy Đề tài Thiết kế hệ thống dẫn động máy khuấy NSVTH : NHÓM 4 LỚP : DHOT1TLT GVHD: DIỆP BẢO TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm. TÍNH TOÁN VỎ HỘP GIẢM TỐC 37 CHƯƠNG VII: KHỚP NỐI - BÔI TRƠN 38 CHƯƠNG VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP 39 2 ĐỀ BÀI : ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY Đề : thiết kế hệ thống truyền