intTypePromotion=3

Đề tài số 7: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Chia sẻ: El Nino | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:62

0
329
lượt xem
69
download

Đề tài số 7: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đồ án "Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn" dưới đây để nắm bắt được cách xác định công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền cho hệ thống truyền động, tính toán thiết kế các chi tiết máy, tính toán các bộ truyền hở, tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc,... Với các bạn chuyên ngành Cơ khí - Chế tạo máy thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề tài số 7: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

  1. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh                         TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC:      CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện:                     MSSV:  Giáo viên hướng dẫn:   Ngày hoàn thành:         Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀI Đề số 7: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG  TRỘN Phương án số: 1 Trang 1
  2. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1 – Động cơ điện 3 pha không đồng bộ ;  2 – Nối trục đàn hồi ;  3 – Hộp  giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục ;  4 –Bộ truyền xích ống con lăn;  5  – Thùng trộn . Chiều quay như hình vẽ. Số liệu thiết kế: Công suất trên trục thùng trộn, P ( KW) = 3 Số vòng quay trên trục thùng trộn, n (v/p) = 40 Thời gian phục vụ, L (năm): 3 Quay một chiều, làm việc ba ca, tải va đập nhẹ. (1 năm làm việc 160 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) Chế độ tải: T1 = T ; t1 = 35s ; T2 = 0.6T ; t2 = 28s Yêu 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 phối tỷ số truyền cho hệ thống  truyền động. 2. Tính toán thiết kế các chi tiết máy : a. Tính toán các bộ truyền hở ( đai, xích hoặc bánh răng). 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 lực. d. Tính toán thiết kế trục và then. e. Chọn ổ lăn và nối trục. f. Chọn thân máy, bu lông và các chi tiêt phụ khác. 3. Chọn dung sai lắp ghép. 4. Tài liệu tham khảo. Trang 2
  3. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Trang 3
  4. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh LỜI NÓI ĐẦU Thiết 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 dẫn động thùng trộn 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, 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.      Trang 4
  5. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Sinh viên thực hiện                                                  PHẦN 1 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ  TRUYỀN 1.1. CHỌN ĐỘNG CƠ : 1.1.1. Chọn hiệu suất của hệ thống :  Tra bảng 2.3 tài liệu  [1], ta chọn được các hiệu suất sau: ­ Hiệu suất nối trục đàn hồi:  ­ Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1:  ­ Hiệu suất của bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng 1:  ­ Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn:  ­ Hiệu suất của một cặp ổ lăn :  Hiệu suất truyền động :  Vậy, hiệu suất truyền động là:  1.1.2. Tính công suất cần thiết :  Công suất tính toán:            Công suất cần thiết trên trục động cơ:              1.1.3. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ:  Số vòng quay trên trục công tác:  vòng/phút.  Chọn sơ bộ tỷ sô truyền của hệ thống : Với :  uh = 16  : tỉ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp ( 8 ÷ 40)           ux = 2 : tỉ số truyền của bộ truyền xích ( 2 ÷ 5)  Số vòng quay sơ bộ của động cơ :             vòng/phút    Vậy, số vòng quay sơ bộ của động cơ điện là: nsb = 1280 vòng/phút. 1.1.4. Chọn động cơ điện: Trang 5
  6. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh           Ở đây, ta chọn động cơ thõa mãn điều kiện sau:            , tức là ta phải tìm động cơ thỏa mãn           Ta chọn loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha, loại 3K do nhà máy          chế tạo động cơ điện Việt Nam Hungary sản xuất  :     Ta chọn động cơ 3K112S4  Công suất  Vận tốc quay  Kiểu động cơ kW vg/ph 3K112S4 3 1440    0.82 81,5 1.2. PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.  Tỉ số truyền chung của hệ thống dẫn động:          Trong đó:    nđc = 1440 vòng/phút; nlv = 40 vòng/phút.  Tra bảng 3.1 Tài liệu [1] ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp  đồng trục: uh = 16              uh =16 => u1 = u2 =  Với     u1 = 4  : tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp nhanh.            u2 = 4  : tỷ số truyền của cặp bánh răng cấp chậm.  Tỉ số truyền của bộ truyền xích: 1.3. LẬP BẢNG ĐẶC TÍNH. 1.3.1. Phân phối công suất trên các trục: 1.3.2. Công suất trên trục 3:             Công suất trên trục 2:          Công suất trên trục 1:          Công suất động cơ:           Trang 6
  7. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh 1.3.3. Tính toán số vòng quay các trục: Số vòng quay của trục 1:         vòng/phút Số vòng quay của trục 2:         vòng/phút Số vòng quay của trục 3:   vòng/phút  Vậy: ­ Số vòng quay trục 1 là:  n1  = 1440     vòng/phút. ­ Số vòng quay trục 2 là:  n2  = 360       vòng/phút. ­ Số vòng quay trục 3 là:  n3  = 90         vòng/phút. 1.3.4. Tính toán moment xoắn trên các trục: Moment xoắn trên trục động cơ:          Moment xoắn trên trục 1:          Moment xoắn trên trục 2:         Moment xoắn trên trục 3:         Moment xoắn trên trục thùng trộn :         1.3.5. Bảng đặc tính:  Thông  Trục 3 Trục 4 Động cơ Trục 1 Trục 2 số/Trục 3,2584 3 Công suất (kW) 3,5319 3,4616 3,3585 Tỉ số  1 4 4 2.25 truyền u Moment xoắn  (Nmm) 23423,36 22957,14 89093,54 345752,44 716250 Số vòng quay 1440 1440 360 90 40  (vòng/phút) Trang 7
  8. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Trang 8
  9. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh PHẦN 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1. 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  =  3,2584 Kw, với số vòng quay đĩa xích  nhỏ n3 = 90 vòng/phút. Vì số vòng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên  ta chọn loại xích ống con lăn. 2.1.2. Thông số bộ truyền: Theo bảng 5.4 Tài liệu [1], với u=2.25 ta chọn  số rang đĩa xích nhỏ z1= 27, do đó số rang đĩa xích lớn z2= z1 . ux =27 x 2.26 =  61 
  10. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Đồng thời theo bảng 5.8, bước xích pc =  31.75mm 
  11. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Bán kính đáy răng: mm. Với d1 = 19.05 tra bảng 5.2 Tài liệu [1] Đường kính vòng đáy răng:  Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức (5.18) Tài  liệu [1] :      Đĩa xích 1: ­ Ft = 2525,89 N : lực vòng. ­ kr = 0.39  : hệ số ảnh hưởng của sô răng đĩa xích ( z1 =27) ­ Kđ =1.2 : hệ số tải trọng động ( tải động, va đập nhẹ). ­ kđ = 1  : Hệ số phân bố không đều tải trọng. ­  : lực va đập trên 1 dãy xích. ­ E = 2E1E2 / ( E1 + E2 ) = 2.1 x 105 MPa : Modun đàn hồi. ­ A = 262 mm2 : Diện tích chiếu của bản lề. Độ bền tiếp xúc của đĩa xích 1:         . Do đó ta dùng thép 45 tôi cải thiệt đạt độ rắn bề mặt HB170 sẽ đạt được  ứng suất tiếp xúc cho phép  sẽ đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1. Đĩa xích 2: ­ Ft = 3788.37 : lực vòng. ­ kr = 0.23 : hệ số ảnh hưởng của sô răng đĩa xích ( z1 =27) ­ Kđ =1.2 : hệ số tải trọng động ( tải động, va đập nhẹ). ­ kđ = 1  : Hệ số phân bố không đều tải trọng. ­  : lực va đập trên 1 dãy xích. ­ E = 2E1E2 / ( E1 + E2 ) = 2.1 x 105 MPa : Modun đàn hồi. ­ A = 262 mm2 : Diện tích chiếu của bản lề. Độ bền tiếp xúc của đĩa xích 1:         . Do đó ta dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bề mặt HB210 sẽ đạt được  ứng suất tiếp xúc cho phép  sẽ đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 2. 2.1.5. Xác định lực tác dụng lên trục:  Lực vòng:  Ft = 2525,89N  Với kx = 1.15 : hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc 
  12. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh  Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra, do bộ truyền  nằm ngang , nghiêng một góc  
  13. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Suy ra   Ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 Tài liệu [1] với thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn 180…350 Giới hạn mỏi tiếp xúc: ; SH=1.1 ­ Bánh chủ động:  ­ Bánh bị động:    Giới hạn mỏi uốn:  ­ Bánh chủ động:  ­ Bánh bị động:     Ứng suất tiếp xúc cho phép : Thép 45 tôi cải thiện nên , do đó : Ứng suất uốn cho phép :   Với  (do quay 1 chiều), – tra bảng 6.2 Tài liệu [1]    và  Ứng suất quá tải cho phép: 2.2.1.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: Theo công thức (6.15a) tài liệu (*) ta có: Với:  Ka=43: hệ số phụ thuộc vào vật liệu cặp bánh răng và loại răng (Bảng  6.5 tài liệu [1].  T1=89093,54 Nmm: momen xoắn trên trục bánh chủ động.  ;   :trị  số  phân bố  không đều tải trọng trên chiều rông vành răng. Với  tra   bảng 6.7 tài liệu [1] Trang 13
  14. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh  Với kết quả aw tính được ta chọn khoảng cách trục aw=160mm. 2.2.1.4. Xác định các thông số ăn khớp: Theo bảng trị số tiêu chuẩn 6.8 Tài liệu [1] chọn  Chọn sơ bộ góc nghiêng răng  Theo (6.31) tài liệu (*) số răng bánh nhỏ:    lấy z1=25 (răng) Số răng bánh lớn:   lấy z2=100 ( răng). Do đó tỉ số truyền thực :  Góc nghiêng răng:  2.2.1.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo công thức (6.33) Tài liệu [1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm  việc:                Trong đó: ZM=274 Mpa1/3 : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn  khớp (Bảng 6.5 Tài liệu [1]). ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Theo công thức (6.34)  Tài liệu [1]:  Với: : góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở  với bánh răng nghiêng không dịch chỉnh (với  là góc profin răng và là góc  ăn khớp) : Hệ số kể dến sự trùng khớp của răng, xác định như sau: ­ Hệ số trùng khớp doc:  ­ Hệ số trùng khớp ngang:  ­ Do đó theo công thức (6.36c) Tài liệu [1] : KH  ­ hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:  Theo công thức (6.39) Tài liệu [1]:  Trang 14
  15. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ­ : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành  răng. ­ Theo (6.40) tài liệu [1], vận tốc vòng của bánh chủ động: .  Trong  đó đường kính vòng lăn bánh chủ động . Với v = 1.21 (m/s) 
  16. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh  Do đó theo (6.46) Vậy   Hệ số dạng răng  theo bảng 6.18 tài liệu [1] ­ Đối với bánh dẫn: ­ Đối với bánh bị dẫn:        : hệ số kể đến sự trùng khớp của răng.  : hệ số kể đến độ nghiêng của răng.  Với m=2.5 mm, YS=1.08 – 0.0695ln(2.5)=1.022; YR=1 (bánh răng  phay); KxF=1 (da
  17. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Chiều rộng vành răng bw3 = 65+5 = 70 và bw4 = 65 Tỷ số truyền um = 4 Góc nghiêng răng β = 12.430 Số răng bánh răng z1 = 25 z2 = 100 Hệ số dịch chỉnh x1 = 0               x2 = 0 Đường kính vòng chia d1= m.z1/cosβ= 64 d 2 = 256 Đường kính đỉnh răng da1=d1+2m= 69 da2=261 Đường kính đáy răng df1=d1­2.5m= 57.75 df2= 249.75 Góc profin răng Góc ăn khớp 2.2.2. Cặp bánh răng trụ răng nghiêng  cấp nhanh: 2.2.2.1. Chọn vật liệu: Do bộ truyền có tải trọng trung bình, không có yêu cầu gì đặc biệt, và  theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế. Theo bảng 6.1 tài liệu [1]  ta chọn vật liệu cặp bánh răng như sau: Bánh chủ động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB241…285 có  σb1=850Mpa, σch1=580Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB1=245HB. Trang 17
  18. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Bánh bị động: thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB192…240 có  σb2=750Mpa, σch1=450Mpa, ta chọn độ rắn bánh nhỏ HB2=230HB. 2.2.2.2. Xác định ứng suất cho phép: Số chu kì làm việc cơ sở: ­ Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc :  (chu kỳ)  (chu kỳ) ­ Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn :             (chu kỳ). ­ Tuổi thọ :  giờ Số chu kì làm việc tương đương, xác định theo sơ đồ tải trọng  Ứng suất cho phép: Theo bảng 6.2 Tài liệu [1] với thép 45, tôi cải thiện đạt độ rắn 180…350 Giới hạn mỏi tiếp xúc: ; SH=1.1 ­ Bánh chủ động:  ­ Bánh bị động:    Giới hạn mỏi uốn:  ­ Bánh chủ động:  ­ Bánh bị động:              ( chu kỳ).  Ta thấy  nên chọn để tính toán. Suy ra  Ứng suất tiếp xúc cho phép : Thép 45 tôi cải thiện nên , do đó : Trang 18
  19. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Ứng suất uốn cho phép :   Với  (do quay 1 chiều), – tra bảng 6.2 Tài liệu [1]    và  Ứng suất quá tải cho phép: 2.2.2.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục: Vì đây là hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục nên aw1=aw2=160Mmm Trị số đối với cấp nhanh nhỏ hơn 20… 30% so với cấp chậm nên : ,   :trị  số  phân bố  không đều tải trọng trên chiều rông vành răng. Với  tra   bảng 6.7 tài liệu [1]. 2.2.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc: Theo công thức (6.33) Tài liệu [1] ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm  việc:                Trong đó: ZM=274 Mpa1/3 : hệ số kể đến cơ tính vật liệu của các bánh răng ăn  khớp (Bảng 6.5 Tài liệu [1]). ZH : hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc: Theo công thức (6.34)  Tài liệu [1]:  Với: : góc nghiêng răng trên hình trụ cơ sở  với bánh răng nghiêng không dịch chỉnh (với  là góc profin răng và là góc  ăn khớp) : Hệ số kể dến sự trùng khớp của răng, xác định như sau: ­ Hệ số trùng khớp doc:  ­ Hệ số trùng khớp ngang:  Trang 19
  20. Đồ án Chi Tiết Máy        ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ­ Do đó theo công thức (6.36c) Tài liệu [1] : KH  ­ hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc:  Theo công thức (6.39) Tài liệu [1]:  ­ : hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành  răng. ­ Theo (6.40) tài liệu [1], vận tốc vòng của bánh chủ động: .  Trong  đó đường kính vòng lăn bánh chủ động . Với 2,5(m/s)

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản