intTypePromotion=3

Đồ án: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Chia sẻ: Shiro Kuro | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:45

0
228
lượt xem
52
download

Đồ án: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

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

Đồ án "Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn" giới thiệu đến các bạn những kiến thức về hệ thống truyền động, chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền, tính toán thiết kế các chi tiết máy,... 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: Đồ án: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ­ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH  KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ooOoo ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Sv THỰC HIỆN: HUỲNH HỒNG LUÂN  MSSV: 205012345 LỚP; CK05KSTN Gv HƯỚNG DẪN: NGUYỄN HỮU LỘC NĂM 2008
  2. MỤC LỤC Lời nói đầu…......................................................................................................2 I.  TÌM HIỂU HỆ THỐNG     TRUYỀN    ĐỘNG…                                                     .................................................      3 II.  CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ     SỐ    TRUYỀN…                               ...........................      5 III.  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI     TIẾT    MÁY…                                          ......................................      6 1.  Tính toán bộ    truyền    xích…                                                                            ........................................................................      6 2.  Tính toán các bộ truyền trong hộp     giảm    tốc…                                             .........................................      8 3.  Chọn    nối    trục…                                                                                            ........................................................................................       12 4.  Tính toán thiết kế trục    và    then…                                                                  ..............................................................       13 5.  Chọn    ổ    lăn…                                                                                                 .............................................................................................       21 6.  Thiết kế vỏ hộp và các chi     tiết    phụ                                                            ........................................................       26 7.  Chọn dầu    bôi    trơn…                                                                                    ................................................................................       28 8.  Bảng dung sai    lắp    ghép…                                                                            ........................................................................       29 Tài liệu tham khảo.............................................................................................30
  3. LỜI NÓI ĐẦU Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta có thể  bắt gặp hệ  thống truyền  động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong đời sống cũng như  trong sản xuất. Và đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ  khí giúp sinh viên   chúng ta    bước đầu làm quen với những hệ thống truyền động  này. Đồ  án thiết kế  hệ  thống truyền động cơ  khí là một môn học không thể  thiếu trong chương trình đào tạo kỹ  sư  cơ  khí, nhằm cung cấp cho sinh viên  các kiến thức cơ  sở  về  kết cấu máy. Đồng thời, môn học này còn giúp sinh  viên hệ thống hóa kiến thức các môn đã học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy,  Sức bền vật   liệu, Vẽ  cơ  khí… từ  đó cho ta một cái nhìn tổng quan hơn về  thiết kế  cơ  khí. Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện sẽ  giúp sinh viên bổ  sung và hoàn thiện các kỹ năng vẽ AutoCad, điều này rất cần thiết đối với một   kỹ sư cơ  khí. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Lộc đã tận tình hướng dẫn,   cảm ơn các thầy cô và bạn bè trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong   quá trình thực hiện. Sinh viên thực hiện:  Huỳnh Hồng Luân
  4. I.  TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN     ĐỘNG:  Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng  trộn: 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 răng nghiêng hai cấp đồng  trục 4­ Bộ truyền xích ống con lăn 5­ Thùng trộn Sơ đồ tải trọng:
  5. T Các số liệu thiết kế: _ Công suất trên trục thùng trộn: P = 8 kW _ Số vòng quay trên trục thùng trộn: n = 55  vòng/phút _ Quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đập  nhẹ _ Thời gian phục vụ: L = 6 năm (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8  giờ) _ Chế độ tải: T1  = T    ;   T2 =0,9T t1  =49s   ; t2  = 36s Đặc điểm của hộp giảm tốc hai cấp đồng  trục: + Ưu điểm: kích thước theo chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó có kích  thước nhỏ gọn hơn so với các loại hộp giảm tốc hai cấp  khác. + Nhược điểm: _ Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết, vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm   lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh trong khi đó khoảng cách trục của hai cấp  lại bằng nhau. _ Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí do chỉ có một trục đầu vào và  một   trục đầu ra. _ Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong vỏ  hộp. _Trục trung gian lớn do khoảng cách giữa các ổ  lớn. _ Kích thước chiều rộng lớn.
  6. II.  CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ     TRUYỀN:  Công suất tương đương trên trục thùng  trộn: Ptd    P    7,67 kW 8 Hiệu suất chung của hệ thống truyền động: 4 ch br1    br 2    x   ol Theo bảng 3.3 [1] ta chọn: br1    br 2    0,97; x    0,93; ol   0,99   ch     0,97.0,97.0,93.0,99     0,84 Công suất cần thiết của động cơ: P 7,67     9,13 kW dc P  0,84 td ch Tỷ số truyền chung: uch    u1u2ux n dc  n ct Dựa vào phụ lục P1.3 [2] ta chọn động cơ có công suất Pdc = 11kW với số   vòng quay và phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động như  sau: Động cơ Số vòng  Tỷ Tỷ Bộ   Bộ  Bộ  4A132M2Y3 2907 52,85 16 4 4 3,3 4A132M4Y3 1458 26,51 9,92 3,15 3,15 2,67 4A160S6Y3 970 17,63 6,25 2,5 2,5 2,82 4A160M8Y3 730 13,27 6,25 2,5 2,5 2,12
  7. Ta chọn động cơ 4A132M4Y3 với bảng đặc tính kỹ thuật như  sau: Trục Động  I II III Công tác Công suất (kW) 9,13 9,03 8,67 8,33 7,67 Tỷ số  1 3,15 3,15 2,67 Mômen xoắn (Nmm) 59802 59147 178830 541167 1331791 Số vòng quay (vg/ph) 1458 1458 463 147 55 III.  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT     MÁY:  1.  Tính toán bộ truyền     xích:  Các thông số đầu vào: P1 = 8,33kW; n1 = 147vg/ph; u = 2,67;  T = 541167Nmm. Chọn loại xích ống con lăn.  Số răng của đĩa xích dẫn: z1    29   2u   29   2.2,67   23,66   chọn z1 = 24 răng z2    uz1    2,67.24     z2  = 64 răng 64,08 Các hệ số điều kiện sử  dụng: K = KrKaKoKdcKbKlv  = 1.1.1.1.1.1 = 1 với Kr = 1: dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngoài tác dụng lên bộ  truyền tương đối êm Ka  = 1: khi a = (30÷50)pc Ko  = 1: khi đường nối tâm 2 đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc   nhỏ hơn 60 Kdc = 1: trục điều chỉnh được  Kb  = 1: bôi trơn nhỏ giọt Klv  = 1: làm việc một ca n 200  K      01      1,36 n1 147
  8. z 25  K    n1      1,04 z1 24 Kx  = 1: chọn xích một dãy
  9. Công suất tính toán: KKn Kz P1      1.1,36.1,04.8,33  P       11,78 kW Kx 1 Theo bảng 5.4 [1], ta chọn bước xích pc  = 31,75mm. Theo bảng 5.2 [1], số vòng quay tới hạn nth = 600vg/ph nên điều kiện n   nth được thỏa. Vận tốc trung bình của xích: nzpc      147.24.31,75  v    60000   60000  1,87 m/s Lực vòng có ích: 1000P  1000.8,33  F   t   v   1,87  4454,54 N Kiểm nghiệm bước xích: p     6003 P1K    8,33.1  26 6003 z1n1[p0 ]Kx 24.147.29.1 Do bước xích pc  = 31,75mm nên điều kiện được thỏa. Chọn khoảng cách trục sơ bộ: a   40pc   40.31,75   1270  mm Số mắt xích: 2 2 2a  z1   z2  z  z p 2.1270  24   64  64    31,75  X  24       ⎛  2  1  ⎞  .  c       ⎛  .   125 ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ pc 2 2 a 31,75 2 2 1270 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Chọn X = 126 mắt xích. Chiều dài xích:  L   pcX   31,75.126   4000,5 mm Tính chính xác khoảng cách trục: ⎢⎡ ⎤⎥  a   0,  X     z1  z2   1285,86 mm ⎢ ⎥ 25p 2 ⎣ ⎦ Chọn a = 1282mm ( giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)a  ).
  10. Theo bảng 5.6 [1] với bước xích pc = 31,75mm ta chọn [i] = 16.  Số lần va đập trong 1 giây: z n 24.147  i    1 1     1,87   [i]    16 15X 15.126 Tải trọng phá hủy: Q = 88,5kN
  11. Lực trên nhánh căng: F1   Ft  =4454,54N Lực căng do lực ly tâm gây nên:  F    q  v2    3,8.1,872    13, 29 N v m Lực căng ban đầu của xích: F0      Kf aqmg   6.1, 282.3,8.9,81   286,74 N Hệ số an toàn: Q 88,5.103 s   18,61   [s]   (7,8   9, 4) F1     Fv     F0 4454,54   13, 29   286,74 Lực tác dụng lên trục: Fr      KmFt    1,15.4454,54   5122,72 N Đường kính đĩa xích: pz 31,75.24  d     c 1      242,55  mm 1 31,75.64     646,81 mm d      pcz2 2 da1   d1   0,7pc   264,78 mm  da2    d2    0,7pc    669,03  mm 2.  Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm     tốc:    ọn vật liệu và xác định ứng suất cho     phép:  a/ Ch Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo quan điểm thống nhất hóa trong  thiết kế, ta chọn vật liệu 2 cấp bánh răng như  nhau. Chọn vật liệu la thép 45 được tôi cải thiện. Độ rắn trung bình bánh dẫn HB1  = 250 Độ rắn trung bình bánh bị dẫn HB2  = 235 Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn của các bánh  răng:  OH l im1   2HB1   70   2.250   70   570 MPa  OH l im2    2HB2    70   2.235   70   540 MPa  OF l im1   1,8HB1    1,8.250   450 MPa  OF l im2    1,8HB2    1,8.235   423 MPa Số chu kỳ làm việc cơ sở: 2,4 2,4 7 NHO1    30HB1  30.250  1,71.10   chu kỳ 2,4 2,4 7
  12. NHO 2   30HB2  30.235  1,  chu kỳ 47.10 NFO1  = NFO2 =5.106 Số chu kỳ làm việc tương đương:
  13. ⎞  3 ⎛ 49  36  ⎞  chu kỳ N 60c   ⎛   n t   9  60.1.1458.14400   .0,9 3    Ti 1,1.10 ⎜ ⎟ HE1 i   i ⎜ ⎟ T ⎝  max ⎠ 85 85 ⎝  ⎠ N NHE1  HE2    3,5.108 chu kỳ  u ⎞   ⎛ 49  36  ⎞  chu kỳ N 60c   ⎛   i 6n t    60.1.1458.14400   .0,96   109 T ⎟ ⎜  ⎟ FE1 ⎜  i   i ⎝ 85 85 ⎠ ⎝   Tmax  ⎠ N N FE2   FE1   3,17.108 chu kỳ  u Vì NHE > NHO; NFE  > NFO nên KHL = KFL   =1 Ứng suất tiếp cho phép: [   ]      0,9KHL H  OH  l im sH  [  H1 ]   570.0,9   466,36 MPa 1,1 [ 540.0,9  ]     441,82 MPa H2 1,1 [   ]   0, 45 [   ]   [   ]  408,68 MPa   [   ]   441,82 MPa H  H1  H 2    H 2   [  H ]   441,82 MPa Ứng suất uốn cho phép: [   ]      K F  FL OFlim sF  [  F1 ]    450   257,14 MPa 1,75 [ ]   423   241,71 MPa F2 1,75 b/ Tính toán cặp bánh răng cấp chậm: Các thông số cho trước: T2 = 178830Nmm; n2 = 463vg/ph; u2 = 3,15  Chọn   ba2    0, 4 . Khi đó   bd 2    ba2 (u 2   1)   0,83 .
  14. Theo bảng 6.4 [1], ta chọn   1,03;   1,05 KH KF Khoảng cách trục: aw2    43(u2    43(3,15     162,05 mm 1) 1) Theo tiêu chuẩn, ta chọn: aw2  = 160mm.
  15. Mô đun răng: mn = (0,01 0,02)aw2 = 1,6 3,2 mm  Theo tiêu chuẩn, ta chọn: mn  = 3mm. Từ điều kiện: 8      20 suy ra 2aw2 cos 20   2a cos8  z   w 2  mn (u 2   1) mn (u 2    1)  24,1   z3   25, 4 Chọn z3  = 25   z4  = 25.3,15 = 78,75   chọn z4  = 79 Góc nghiêng răng: 3.25(3,15   1)     arccos   13,  43  2.160 Tỷ số truyền:  79     3,16 u2   25 z4 z3 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền bánh  răng: Đường kính vòng  chia: 25.3  77,11 mm ; d4 =243,66mm d      cos13, 43 z3mn 3 cos  Đường kính vòng đỉnh: da3    d3  2mn   83, 28 mm ; da4 = 249,83mm cos  Đường kính vòng chân: df3     2,5m   cos  n  69, 40 mm ; df4 = 235,95mm d3 Khoảng cách trục:  m z (u  1)  a w2     n 3  2   160 mm  2cos  Chiều rộng vành răng:
  16. b4 =  a = 0,4.160 = 64 mm  ba2 w2  b3  = b4  + 5 = 64 +5 = 69 mm Vận tốc vòng bánh răng:  d3n2    .77,11.463  v   60000   60000  1,87 m/s Theo bảng 6.3 [1], ta chọn cấp chính xác 9 với vgh  = 6m/s. Chọn hệ số tải trọng động KHV = 1,03; KFV = 1,1  ZM  = 275MPa1/2
  17.   ⎞  ⎞    ⎛ tg ⎛ tg20  20,516 arctg ⎜    ⎟ ⎜  ⎟ tw t cos    ⎝ cos13, 43   ⎠ ⎝ ⎠ b   arctg(cos t .tg  )   arctg(cos 20,516 .tg13, 43 )   12,606 ZH   2cos12,606   2cos  b    1,724 sin(2.20,516 ) sin2 tw bw sin  64sin13, 43            .3  1,577   1  mn  Z  0,775 ⎡ ⎤ với  ⎛ 1   ⎞ cos     1,665 2   1,88  ⎢  3,  ⎜ 1   ⎟⎥ z z ⎝  3 4  ⎠ ⎣ ⎦ dw3  2aw2    2.160  76,92 mm u 2   1 3,16   1 Kiểm nghiệm độ bền tiếp  xúc:  H    422 MPa [  H ]   [  H ]ZVZR ZxH    441,82.1.0,95.1,02   428,12 MPa  H    [  H ]  nên điều kiện bền tiếp xúc được thỏa. Kiểm nghiệm độ bền  uốn: Hệ số dạng răng: Y 13, 2  F3  3, 47    3,998 Y z3 F4 13, 2   3, 47    3,64 z4
  18. Đặc tính so sánh độ bền các bánh  răng: [  F3 ]  257,14  Y    64,32 F3 3,998 [  F4 ]  241,71  Y  3,64  66, 4 F4 Ta kiểm tra độ bền uốn theo bánh dẫn có độ bền thấp  hơn. 2Y  T K K F3    2 F FV  111,83 MPa    ]   257,14 MPa [ F3 F3 w3    w n
  19. Do đó độ bền uốn được thỏa. Lực tác dụng lên bộ  truyền: F      2T cos  2.178830.cos13, 43   F   2      4638 N t3 t  4 mnz3 3.25 F      F 4638.tg20        1736 N Ft3tg nw r3 r  4 cos  cos13, 43 Fa3     Fa4     Ft 3tg    4638.tg13, 43    1107 N c/ Tính toán cặp bánh răng cấp nhanh: Vì đây là hộp giảm tốc đồng trục nên ta chọn các thông số hình học của cặp  bánh răng cấp nhanh giống như cặp cấp chậm, chỉ trừ chiều rộng vành  răng. Chọn   ba1   0, 25 . Khi đó, chiều rộng vành răng của cấp nhanh: b2 =  a = 0,25.160 = 40 mm  ba1 w1  b1  = b2  + 5 = 40 +5 = 45 mm Lực tác dụng lên bộ truyền: F      2T1 cos  F  1534 N   t1 t  2 mnz1 F      F  574 N   Ft1tg nw r1 r  2 cos  Fa1    Fa2     Ft1tg      366 N 3.  Chọn nối    trục:  Mômen truyền qua nối trục T = 59802Nmm.   Theo phụ lục 11.5 [3], ta chọn nối trục đàn hồi  có: d = 20mm dc  = 10mm D0  = 68mm lc  = 19mm dm  = 40mm đai ốc M8
  20. l1  = 15mm z = 6 l2  = 22mm d0  =19mm c = 2mm l0  = 15mm Chọn vật liệu là thép 45 với ứng suất uốn cho phép [ F] = 70Mpa, ứng  suất dập giữa chốt và ống [ d] = 3Mpa. Kiểm tra độ bền uốn: 1, 45.59802.19  KTlc    40,38 MPa   [  ] F 3 3 F 0,1d D  z 0,1.10 .68.6

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản