Đồ án chi tiết máy đề tài 6 thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn phƣơng án 9

Đồ Án Chi Tiết Máy GVHD: Dương Đăng Danh MỤC LỤC  Lời nói đầu .Trang  Các thông số đầu vào…  Tính tốn chọn động .4  Thiết kế đai…  Thiết kế truyền bánh 13  Thiết kế trục then… 30  Tính tốn chọn ổ… 48  Thiết kế kết cấu vỏ… 54  Thiết kế chi tiết phụ… .56  Dung sai lắp ghép… 62  Tài liệu tham khảo… 65 SVTH: Nguyễn Anh Khoa MSSV: G0901235 LỜI NÓI ĐẦU -*** Thiết kế phát triển hệ thống truyền động vấn đề cốt lõi khí Mặt khác, công nghiệp phát triển thiếu khí đại Vì vậy, việc thiết kế cải tiến hệ thống truyền động công việc quan trọng cơng đại hố đất nước Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sư khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật…, giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Hộp giảm tốc phận điển hình mà cơng việc thiết kế giúp làm quen với chi tiết bánh răng, ổ lăn,… Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ AutoCad, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy Dương Đăng Danh , thầy cô khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức cịn hạn hẹp, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, em mong nhận ý kiến từ thầy Kính chúc q thầy sức khỏe hạnh phúc ĐỀ TÀI 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN PHƢƠNG ÁN Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1- Động điện; pha không đồng bộ; 2- Bộ truyền đai thang; 3- Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi; 4- Nối trục đàn hồi; 5- Thùng trộn Số liệu thiết kế: phƣơng án Công suất trục thùng trộn, P : 3,5 KW Số vòng quay trục thùng trộn, n(v/p) : 30(v/p) Thời gian phục vụ, L(năm) : Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 250 ngày, ngày làm ca, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T ;T2 = 0,2T ;T3 = 0,2T ;t1= 12s ;t2 = 60s ;t3= 28s PHẦN THUYẾT MINH TÍNH TỐN -*** PHẦN I: TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỈ SỐ TRUYỀN I Chọn động cơ: Xác định hiệu suất hệ thống:  Hiệu suất truyền động:       kn br d ol Trong đó: kn  0.99 br1  0.98 nghiêng br2  0.98 thẳng   d o 0.96 : Hiệu suất khớp nối : Hiệu suất truyền bánh trụ : Hiệu suất truyền bánh trụ : Hiệu suất truyền đai : Hiệu suất ổ lăn  0.99 br d kn l     br1 ol  0,877 2 Tính cơng suất đẳng trị ( cơng suất tính tốn ):  Cơng suất tính tốn :  n PP td max T  i  ti 1 T   3, 12.12  0, 22.60  0, 22.28 1, 379(KW ) nti 12  60  28  Công suất cần thiết trục động cơ: Pct  Pt   1,379  1,57(KW ) 0,877  Tỉ số truyền chung truyền : uch  u d uh  3.8  24 Trong đó: uh = tỉ số truyền hộp giảm tốc cấp phân đôi ud = tỉ số truyền truyền đai thang  Số vòng quay sơ động cơ: nsb  n lv u ch  30.24  720(vòng / phút) Chọn động điện, bảng thông số động điện:  Động điện chọn phải có cơng suất Pdc số vịng quay đồng thoả mãn điều kiện: + Pdc ≥ Pct = 1,57 (KW) + nđb ≈ nsb Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Tốn Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” Trịnh Chất Lê Văn Uyển ta chọn động Vận tốc quay cosφ (vịng/phút) 720 0,7 Kiểu động Cơng suất (KW) 4A132S8Y3 II % 83 Tmax/Tdn Tk/Tdn 2,2 Phân phối tỉ số truyền:  Chọn tỉ số truyền hệ thống dẫn động: 720 uch   24 ndc  30 nl v  Ta chọn uh = ( tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi, u1 = 3,08; u2 = 2,6 (bảng 3.1 trang 43 [1])  ud  u  ch uh III 24  (tỉ số truyền truyền đai thang) Lập bảng đặc tính: Tính tốn cơng suất trục: P ct  3, 5(KW ) P3  P  Pct  ol kn P3 br2 o 3,  3, 571(KW ) 0, 99 0, 99  3, 681(KW ) 3, 571  0, 98.0, 99  l P1  P2 br1 ol  3, 681 1,8 0, 98 0, 99  3, 794(KW ) P dc P1 3, 794  4(KW )  0, 99.0, 96 ol  d Tính tốn số vịng quay trục: ndc 720   240(vòng / ud phút) n n u1  240  77,922(vòng / phút) 3, 08 n n   77,922  29,97(vòng / phút) u2 2, n  Tính Moment xoắn trục: P 3, 794  150969, 58(Nmm) T  9, 55.10  9, 55.106 240  451137, 68(Nmm) n1  9, 55.106 3, 681 T  9, 55.106 P22 77, 922 n 3, 571  9, 55.106  1137906, 24(Nmm) 29, 97 T  9, 55.106 P33 ndc T  9, 55.10 P44 nlv Tdc  9, 55.106 Pdc  9, 55.106  9, 55.106 3.5  1115281, 95(Nmm) 29, 97  53055, 56(Nmm) 720 ndc *Bảng đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền động : Công Suất (KW) Trục động Trục Trục Trục Trục 4 3,794 3,681 3,571 3,5 Tỉ số 3,08 2,6 truyền u Số vòng 720 240 77,922 29,97 29,97 quay n (vòng/phút) Momen 53055,56 150969,58 451137,68 1137906,24 1115281,95 xoắn T (Nmm) Hình vẽ minh họa vị trí trục: Cd Q.m L Với: m = 10/3 L: tuổi thọ tính triệu vòng quay L  Cd 60.n2 L h 60.77,922.8000   37, (triệu vòng) 106 10  3677,86.10/3 37,  10900, 76  N  Vậy Cd = 10900,76 (N) < C = 33700( N) Khả tải động ổ đƣợc bảo đảm c) Khả tải tĩnh ổ: Q t  X0.F R  Y0 Fa Ta có Fa = Qo= Xo.FR = 0,6 6252,49= 3751,494 N với Xo = 0,6 (bảng 11.6 trang 221 [1]) Vì Qo < FR nên chọn Qo = 6252,49 N Vậy: Qo = 6252,49 N < Co = 24000 N Khả tải tĩnh ổ đƣợc bảo đảm A.TRỤC 3:  Đường kính trục: dA3 = dC3 = 65 (mm)  Số vòng quay: n3 = 29,97 (vòng/phút)  Tuổi thọ: thời gian làm việc hộp giảm tốc lớn nên ta chọn tuổi thọ ổ phù hợp.Chọn thời gian làm việc ổ năm  Thời gian làm việc ổ năm thay lần: Lh = 2.250.2.8 = 8000 (giờ) Vì lực dọc trục Fa (Fz22 ,Fz24 ) tự động triệt tiêu nên ta chọn ổ bi đỡ dãy ; tra bảng P2.7/ tr.255[1] ta chọn ổ lăn có ký hiệu 213, cỡ nhẹ, vừa; có thơng số: d= 65(mm); D= 120(mm); B= 23(mm); r= 2,5(mm); C= 44,9(kN); Co= 34,7(kN) a) Phản lực ổ: Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ A3 : FRA3  F2 8443,152 1466, 082  8569, 49 N  F2 x30y30  Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ C3 : FRC3   (387,12)2 1466, 082  1516,33 N  F2 F x31y31 Vì FRA3 > FRC3 nên ta tính tốn chọn ổ cho trục thông qua A3 b) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: Tải trọng động qui ước: Q  X V FR  Y.Fa  kt kd Ta có: Fa = => X =1 , Y = Vòng quay nên : V= Tải va đập nhẹ : kd = 1,1 Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ (to < 100 ) nên: kt = => Q = 8569,49.1,1 = 9426,439(N) Tải trọng thay đổi nên: (công thức 11.24 sách “cơ sở thiết kế máy”- “ Nguyễn Hữu Lộc”) QE  m  Q L L  13.12  0, 23.60  0, 23.28   Q3.  12  60  28   m ii i  4738, 72(kN ) Khả tải động: C d Q m L Với m = L: tuổi thọ tính triệu vịng quay L 60.n3.Lh 10  60.29,97.8000 10  14,39 (triệu vòng)  Cd  9426, 439.3 14,39  22928,1 N  Vậy Cd = 22928,1 N < C = 44900( N) Khả tải động ổ đƣợc bảo đảm c) Khả tải tĩnh ổ: Q t  X0.F R  Y 0.F a Ta có Fa = Qo= Xo.FR = 0,6 8569,49= 5141,694 (N) với Xo = 0,6 (bảng 11.6 trang 221 [1]) Vì Qo < FR nên chọn Qo = 8569,49( N) Vậy Qo = 8569,49 N < Co = 34700 (N) Khả tải tĩnh ổ đƣợc bảo đảm Bảng ổ chọn: Trục Ký hiệu ổ d(mm) 206 30 D(mm) B(mm) 62 16 2208 213 C (kN) 15,3 Co(kN) 40 80 18 33,7 24 65 120 23 44,9 34,7 10,2 PHẦN VI: THIẾT KẾ KẾT CẤU VỎ HỘP GIẢM TỐC -Vỏ hộp giảm tốc có nhiệm vụ bảo đảm vị trí tương đối giũa chi tiết phận máy, tiếp nhận tải trọng chi tiết lắp vỏ truyền đến, đựng dầu bôi trơn bảo vệ chi tiết tránh bụi -Vật liệu gang xám GX 15-32 -Bề mặt ghép vỏ hộp qua đường tâm trục để việc lắp ghép chi tiết thuận tiện -Bề mặt lắp nắp than cạo mài, để lắp sít , lắp có lớp sơn lỏng sơn đặc biệt -Mặt đáy hộp giảm tốc nghiêng phía lỗ tháo dầu với độ dốc khoảng 2o Kết cấu hộp giảm tốc đúc, với kích thước sau: 1/ Chiều dày : + thân hộp  = 0,03a + = 0,03.200 + = (mm) > (mm) (chọn 10mm ) + nắp hộp 1 = 0,9  = (mm) (chọn mm ) 2/ Gân tăng cứng: + chiều dày e = (0,8  )  = (8  10 ) + chiều cao h = 50 + độ dốc 20 3/ Đường kính : Bu lơng (d1): d1 > (0,04a+10 =18 mm)=18 >12 mm (chọn M20) Bu lông cạnh ổ (d2): d2 = (0,7 0,8 ) d1 = 16 mm Bu lơng ghép bích nắp thân (d3): d3 = (0,8 0,9 ) d2 =14 mm Vít ghép nắp ổ (d4): d4 = (0,6 0,7 ) d2 = 10 mm Vít ghép nắp cửa thăm (d5): d5 = (0,5 0,6 ) d2 = mm 4/ Mặt bích nắp thân: Chiều dày bích thân hộp (S3): S3 = (1,4  1,8 ) d3 = 25mm Chiều dày bích nắp hộp (S4): S4 = (0,9 ) S3 = 25mm Bề rộng bích nắp thân (k3 ): Chọn k3 = 45 5/ Kích thướt gối trục: chọn D=100 Đường kính ngồi tâm lỗ vít: D3 , D2 (tra bảng (18.2 ) [2]) Bề rộng mặt ghép bu lông cạnh ổ(k2 ): k2 = E2 + R2 + (  5) mm = 49,451,4 mm Chọn k2 = 50 Tâm bu lông cạnh ổ: E2 C ( k khoảng cách từ tâm bulông đến mép lổ ) E2 = 1,6 d2 =25,6 ( không kể chiều dày thành hộp ) R2 = 1,3 d2 =20,8 C = D3/ 2, phải đảm bảo k  1,2 d2 = 19,2 mm h = mm 6/ Mặt đế hộp: Chiều dày: khơng có phần lồi (S1) S1 = ( 1,3  1,5 ) d1 =26 mm Bề rộng mặt đế hộp, k1 q: k1 = 3d1 = 60 mm , q  k1 +2. = 74 mm 7/ Khe hở chi tiết: Giữa bánh với thành hộp:   (  1,2 )  = 10 Giữa đỉnh với đáy hộp: t  (  )  = 40 mm Giữa mặt bên bánh với nhau: 1   = 10 ( mm) 8/ Số lượng bulông z: Z = (L + B ) /( 200  300 ) = (  ) = mm PHẦN CÁC CHI TIẾT PHỤ 1.Vịng chắn dầu Khơng cho dầu mỡ tiếp xúc Chốt định vị: Chốt dịnh vị hình côn d = 8mm chiều dài l = 58 mm 3.Nắp quan sát: Nắp quan sát tra bảng 18.5 trang 98 [2] ta lấy: A B A1 B1 C K (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 150 100 190 140 175 120 Nút thông Các thông số bảng 18.6 trang 93 [2]: 5.Nút tháo dầu: Số R(mm) Vít lương vít 12 M8x22 Chọn M30x2.Các thơng số bảng 18.7 trang 93 d b M20x2 15 m f L c q D S D0 28 2,5 17,8 30 22 25,4 6.Que thăm dầu dầu bôi trơn: Dùng kiểm tra dầu hộp giảm tốc.Vị trí lắp đặt nghiêng 550 so với mặt bên, kích thước theo tiêu chuẩn Để đảm bảo tốt công việc bôi trơn cho truyền hộp giảm tốc với vận tốc vòng từ dến 2,5 m/s ta dùng dầu nhớt nhiệt độ 50˚C có độ nhớt 186 Theo bảng 18.13 ta chọn loại dầu công nghiệp 45 có độ nhớt 38-52 Khối lượng riêng (g/cm3) 20˚C 0,886÷0,926 Bulơng vịng: Bulơng vịng dùng để nâng vận chuyển hộp giảm tốc gia công hay lắp ghép Theo bảng 18.3b ta có khối lượng gần hộp giảm tốc là: Với, a1x a2 = 140x200 => Q=300 (kg) Theo bảng 18.3a ta có kết kích thước bulơng vịng sau: Ren d1 d M12 54 d2 d3 d4 d5 h h1 h2 l≥ f b c x r r1 r2 30 12 30 17 26 10 25 14 1,8 3,5 Định vị ổ trục: Dùng vòng hãm lò xo để định vị ổ trục, kích thước vịng hãm lị xo sau: Đường Rãnh trục kính trục d1 B±0,25 h d r d2 40 0,2 36,5 44,7 2,5 1,7 5,5 37,5 1,9 3,8 Vòng lò xo d3 d4 S b0,2- r3max l r2 22,1 3,5 Vật liệu làm vòng lò xo thép C45 loại thép tương đương khác, độ rắn40-50HRC Ống lót nắp ổ: + Ống lót: Ống lót dùng để đỡ ổ lăn, tạo thuận tiện lắp ghép điều chỉnh ăn khớp bánh Ống lót có bề dày: δ = 6÷8mm, chọn δ = 8mm, làm gang xám GX15-32 Chiều dày vai δ1 chiều dày bích δ2 δ + Nắp ổ: Nắp ổ thường chế tạo gang xám GX15-32, có hai loại nắp kín nắp thủng cho trục xuyên qua Các kích thước nắp hộp tra theo kích thước gối trục Trục D, mm D2, mm D3, mm D4, mm d4, mm z 62 75 90 52 M6 80 100 125 75 M8 120 140 170 115 M10 D – Đường kính ngồi ổ; D2 – Đường kính đường tâm qua bulơng ghép nắp ổ D3 – Đường kính ngồi nắp; h – chiều dày nắp 10.Vú tra mỡ cho ổ lăn: Để bổ sung mỡ bôi trơn cho ổ trình làm việc ta dùng vú tra mỡ có kết cấu kích thước sau: 11 Lót kín phận ổ: Vòng phớt: Vòng phớt dùng nắp thủng có trục xun qua, kết cấu kích thước vòng phớt cho sau: Trục d 35 70 d1 36 71,5 d2 34 69 D 48 89 a 9 b 6,5 6,5 S0 12 12 Vòng chắn dầu Sử dụng vòng chắn dầu quay trục để ngăn dầu bôi trơn tạp chất xâm nhập vào ổ DUNG SAI LẮP GHÉP Dựa vào kết cấu làm việc, chết độ tải chi tiết hộp giảm tốc mà ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai lắp ghép bánh răng: Chịu tải vừa , thay đổi va đập nhẹ ta chọn kiểu lắp trung gian H7/k6 Dung sai lắp ghép ổ lăn: Khi lắp ổ lăn ta cần lưu ý: - Lắp vòng trục theo hệ thống lỗ, lắp vịng ngồi vào vỏ theo hệ thống trục - Để vịng ổ khơng trơn trựơt theo bề mặt trục lỗ hộp làm việc, chọn kiểu lắp trung gian có độ dơi cho vịng quay - Đối với vịng khơng quay ta sử dụng kiểu lắp có độ hở Vì lắp ổ lăn lên trục ta chọn mối ghép k6, lắp ổ lăn vào vỏ ta chọn H7 Dung sai lắp vòng chắn dầu: Chọn kiểu lắp trung gian H7/js6 để thuận tiện cho trình tháo lắp Dung sai lắp vịng lị xo ( bạc chắn ) trục tuỳ động: Vì bạc có tác dụng chặn chi tiết trục nên ta chọn chế độ lắp có độ hở H8/h7 Dung sai lắp ghép then lên trục: Theo chiều rộng ta chọn kiểu lắp trục P9 kiểu lắp bạc D10 Bảng dung sai lắp ghép bánh răng: Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn Mối lắp (μm) (μm) ES es EI ei 34H7/k6 +25 +18 45H7/k6 +25 +18 60H7/k6 +30 +21 70H7/k6 +30 +21 Nmax (μm) Smax(μm) +2 18 23 +2 18 23 +2 21 28 +2 21 28 Bảng dung sai lắp ghép ổ lăn: Mối lắp Sai lệch giới hạn Sai lệch giới hạn (μm) (μm) ES es EI ei 30k6 - +15 - +2 40k6 - +18 - +2 65k6 - +21 - +2 62H7 +30 - - 80H7 +30 - - 120H7 +35 - - Bảng dung sai lắp ghép then: Kích Sai lệch giới hạn chiều rộng rãnh then Chiều sâu rãnh then thước tiềt diện then bxh Trên trục Trên bạc H9 D10 10x8 +0,036 10x8 +0,036 14x9 +0,043 18x11 +0,043 22x14 +0,052 20x12 +0,052 +0,098 +0,040 +0,098 +0,040 +0,120 +0,050 +0,120 +0,050 +0,149 +0,065 +0,149 +0,065 Sai lệch giới Sai lệch giới hạn trục t1 hạn bạc t2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1, nhà xuất giáo dục - 2003 [2] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2, nhà xuất Giáo dục - 2003 [3] Nguyễn Hữu Lộc – Cơ sở thiết kế máy, nhà xuất Đại học quốc gia Tp.Hồ Chí Minh-2004 [4] Trần Hữu Quế - Vẽ kỹ thuật khí, tập 1, nhà xuất Giáo dục - 2003 [5] Trần Hữu Quế - Vẽ kỹ thuật khí, tập 2, nhà xuất Giáo dục - 2003 [6] Ninh Đức Tốn – Dung sai lắp ghép, nhà xuất giáo dục -1994