Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Đ� án Chi Ti�t Máy GVHD PGS TS Nguy�n H�u L�c Đồ án Chi Tiết Máy Đề số 4 – Phƣơng án 1 GVHD PGS TS Nguyễn Hữu Lộc SVTH Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV 20800418 Trang 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA[.]

Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CHI TIẾT MÁY Sinh viên thực hiện:THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT MSSV:20800418 Ngành đào tạo: Chế tạo máy Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc Ngày hoàn thành: Ngày bảo vệ: ĐỀ TÀI Đề số 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Phương án số:01 Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm bánh trụ cấp đồng trục; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- thùng trộn Số liệu thiết kế: Công suất trục thùng trộn, P(KW)=3kw : Số vòng quay trục thùng trộn, n(v/p) =42: Thời gian phục vụ, L(năm)=5 : Quay chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 250 ngày, ca làm việc giờ) Chế độ tải: T1 = T ; t1=60 giây; T2 =0.82T ; t2=12 giây YÊU CẦU 01 thuyết minh, 01 vẽ lắp A0; 01 vẽ chi tiết NỘI DUNG THUYẾT MINH Xác định công suất động phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy: a Tính tốn truyền hở (đai xích) b Tính truyền hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít) c Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên truyền tính giá trị lực d Tính tốn thiết kế trục then e Chọn ổ lăn nối trục f Chọn thân máy, bu lông chi tiết phụ khác Chọn dung sai lắp ghép Tài liệu tham khảo SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc MỤC LỤC Trang MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Chọn động 1.2 Phân bố tỷ số truyền 1.3 Bảng đặc tính PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN 2.1.1 Xác định thơng số xích truyền 10 2.1.2 Tính kiểm nghiệm xích độ bền 11 2.1.3 Đƣờng kính đĩa xích 11 2.1.4 Xác định lực tác dụng lên trục 12 2.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG 12 2.2.1 Cấp chậm:bánh trụ nghiêng 12 2.2.1.1 Chọn vật liệu 12 2.2.1.2 Xác định hệ số tuổi thọ 13 2.2.1.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc giới hạn mỏi uốn 14 2.2.1.4 Ứng suất cho phép 14 2.2.1.5 Chọn hệ số 15 2.2.1.6 Xác định sơ khoảng cách trục 15 2.2.1.7 Modun răng, góc nghiêng răng, tỉ số truyền 15 2.2.1.8 Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh 16 2.2.1.9 Giá trị lực tác dụng lên truyền 16 2.2.1.10 Chọn cấp xác theo vận tốc vịng bánh 17 2.2.1.11 Chọn hệ số tải trọng động 17 2.2.1.12 Kiểm nghiệm độ bền 18 2.2.1.13 Các thơng số kích thƣớc truyền bánh nghiêng 19 2.2.2 Cấp nhanh: bánh trụ nghiêng 20 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc 2.2.2.1 Chọn vật liệu 21 2.2.2.2 Xác định hệ số tuổi thọ 21 2.2.2.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc giới hạn mỏi uốn 21 2.2.2.4 Ứng suất cho phép 22 2.2.2.5 Chọn hệ số 22 2.2.2.6 Xác định sơ khoảng cách trục 23 2.2.2.7 Modun răng, góc nghiêng răng, tỉ số truyền 23 2.2.2.8 Các thơng số hình học chủ yếu truyền bánh 24 2.2.2.9 Giá trị lực tác dụng lên truyền 34 2.2.2.10 Chọn cấp xác theo vận tốc vòng bánh 24 2.2.2.11 Chọn hệ số tải trọng động 24 2.2.2.12 Kiểm nghiệm độ bền 25 2.2.2.13 Các thơng số kích thƣớc truyền bánh nghiêng 26 2.3 THIẾT KẾ TRỤC – CHỌN THEN 26 2.3.1 Chọn vật liệu chế tạo trục 26 2.3.2 Xác định khoảng cách gối đỡ điểm đặt lực 27 2.3.3 Xác định lực tác dụng lên trục 27 2.3.4 Chọn then kiểm nghiệm then 36 2.3.5 Kiểm nghiệm trục 37 2.4 TÍNH TỐN Ổ LĂN – NỐI TRỤC 38 2.4.1 Tính chọn nối trục đàn hồi 38 2.4.2 Tính chọn ổ lăn 39 PHẦN 3: CHỌN THÂN MÁY, BULONG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ 46 Xác định kích thƣớc vỏ hộp 46 Các chi tiết phụ khác 47 Chọn Bulong 50 Dung sai lắp ghép 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc 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 nƣớc Hiểu biết, nắm vững vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế hệ thống truyền động yêu cầu cần thiết sinh viên, kỹ sƣ khí Trong sống ta bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi, nói đóng vai trị quan trọng sống nhƣ sản xuất Đối với hệ thống truyền động thƣờng gặp hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp ta tìm hiểu thiết kế hộp giảm tốc, qua ta củng cố lại kiến thức học môn học nhƣ Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, Vẽ thiết kế máy tính ; 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 nhƣ bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, q trình thực sinh viên bổ sung hồn thiện kỹ vẽ Cơ khí, điều cần thiết với sinh viên khí Em chân thành cảm ơn thầy PGS.TS NGUYỄN HỮU LỘC, thầy bạn 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 đƣợc ý kiến từ thầy cô bạn Sinh viên thực Thân Trọng Khánh Đạt SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc Phần 1: XÁC ĐỊNH CÔNG SUÂT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ: 1.1.1 Chọn hiêu suất hệ thống:  Hiệu suất truyền động:   knbr1br 2xol4  0,99.0,98.0,98.0,95.0,994  0,8677  Với: kn  0,99 : hiệu suất nối trục đàn hồi br1  0,98 : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng br  0,98 : hiệu suất truyền bánh trụ nghiêng  x  0,95 : hiệu suất truyền xích ống lăn ol  0,99 : hiệu suất ổ lăn 1.1.2 Tính cơng suất cần thiết:  Cơng suất tính tốn: Ptt  Ptd  Pmax  Công suất cần thiết: Pct  1.1.3 2  T1   T2  T   0,82T  60   12   t1    t2   T T  T  T     3  2,917  kW  (1.1) t1  t2 60  12 Ptt   2,917  3,362  kW  0,8677 Xác định số vòng quay sơ động cơ:  Số vịng quay trục cơng tác: nlv=42 (vịng/phút)  Chọn sơ tỷ số hệ thống: uch  uh ux  16.2  32  uh  16 Với   ux  : tỉ số truyền hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp   40  : tỉ số truyền truyền xích   5 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc  Số vòng quay sơ động cơ: nsb  nlv uch  42 32  1344  vòng phút  1.1.4 Chọn động điện:  Pñc  Pct  3,362  kW   Động điện có thơng số phải thỏa mãn:  nđc  nsb  1344  vòng phút   Tra bảng 235 tài liệu (*) ta chọn:   Pñc  ,  kW  Động 4A100L4Y3    nñc  1420  vòng phút  1.2 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN:  Tỷ số truyền chung hệ dẫn động: uch  nñc 1420   33,809 nlv 42  Tra bảng 3.1 trang 43 Tài liệu (*) ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc cấp đồng trục:  u  : tỉ số truyền cặp bánh caáp nhanh uh  16  u1  u2  uh  với   u2  : tỉ số truyền cặp bánh cấp chậm  Vậy tỷ số truyền truyền xích: ux  uch 33,809   2,1126 u1 u2 5,23.3,06 1.3 BẢNG ĐẶC TRỊ: 1.3.1 Phân phối công suất trục:  P3   P2   P1  Pmax   3.190  kW  ol  x 0,99.0,95 P3  3,190  3,288  kW  0,99.0,98 P2  3,288  3,389  kW  0,99.0,98 olbr olbr1 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy  Pñctt  Đề số – Phƣơng án P1 olkn  GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc 3,389  3,458  kW  0,99.0,99 1.3.2 Tính tốn số vịng quay trục:  n1  nđc  1420 (vòng / phút)  n2  n1 1420   355  voøng phuùt  u1  n3  n2 355   88,75  vòng phút  u2 1.3.3 Tính tốn moomen xoắn trục: Pđctt 3,458  9,55.106   23256,27  Nmm  nñc 1420  Tñc  9,55.106  T1  9,55.106 P1 3,389  9,55.106   22 792,22  Nmm  n1 1420  T2  9,55.106 P2 3,288  9,55.106   88451,83  Nmm  n2 355  T3  9,55.106 P3 3,190  9,55.106   343261,97  Nmm  n3 88,75  T4  9,55.106 P  9,55.106   682 142,86  Nmm  n3 42 1.3.4 Bảng đặc tính: Trục Thơng số Cơng suất (kW) Tỷ số truyền u Số vòng quay (vòng/phút) Momen xoắn (Nmm) Động I II III 3,458 3,389 3,288 3,190 2,1126 4 IV 1420 1420 355 88,75 42 23 256,27 22 792,22 88 451,83 343 261,97 682 142,86 SVTH: Thân Trọng Khánh Đạt – MSSV:20800418 Trang Đồ án Chi Tiết Máy Đề số – Phƣơng án GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY 2.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH: 2.1.1 Chọn loại xích:  Cơng suất đĩa xích nhỏ truyền xích cơng suất trục 3: P3=3,190 (Kw), với số vịng quay đĩa xích nhỏ n3=88,75 (vịng/phút)  Vì số vịng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống lăn 2.1.2 Thông số truyền:  Theo bảng 5.4 Tài liệu (*), với u=2,1126, chọn số đĩa xích nhỏ z1  27 , số đĩa xích lớn z2  z1.ux  27.2,1126  57  zmax  120  Theo công thức (5.3) tài liệu (*), cơng suất tính tốn: Pt  P3 k.kz kn  3,190.1,95.0,926.2, 254  12,98 kw Trong đó: với z1=27, kz=25/27=0,926; với n01= 200 (vg/ph), kn=n01/n3=200/88,75=2,254 Theo công thức (5.4) bảng 5.6 Tài liệu (*): k  k0 ka kñc kñ kc kbt  1.1.1.1,2.1,25.1,3  1,95 Với: k0=1: đƣờng tâm xích làm với phƣơng nằm ngang góc < 400 ka=1: khoảng cách trục a=(3050)pc kđc=1: điều chỉnh đĩa xích kđ=1,2: tải trọng động va đập nhẹ kc=1,25: làm việc ca ngày kbt=1,3: mơi trƣờng có bụi, chất lƣơng bôi trơn II (đạt yêu cầu)  Theo bảng 5.5 Tài liệu (*) với n01=200 (vng/ph), chọn truyền xích dãy có bƣớc xích pc=31,75mm thỏa mãn điều kiện bền mòn: Pt  [P]  19,3 (kw)  Đồng thời theo bảng (5.8), bƣớc xích pc=31,75mm