Đồ án chi tiết máy đề tài "Thiết kế hệ thống dẫn động máy khuấy"

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 LỚP : DHOT1TLT GVHD: DIỆP BẢO TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2007 MỤC LỤC CHƯƠNG I: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRỤC VÀ TÍNH THEN CHƯƠNG V: Ổ LĂN CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN VỎ HỘP GIẢM TỐC CHƯƠNG VII: KHỚP NỐI - BÔI TRƠN CHƯƠNG VIII: DUNG SAI LẮP GHÉP 20 35 37 38 39 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 = 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 Chương I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN I/ CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN Để chọn động điện ta tính cơng suất cần thiết động : Nct = N  Trong đó: N: cơng suất máy khuấy Ta có: η = ηđ ηrc ηrt η3ol ηk Chọn ηđ = 0,96 : hiệu suất truyền đai ηrc = 0,95 : hiệu suất truyền bánh côn ηrt = 0,96 : hiệu suất truyền bánh trụ ηol = 0,99 : hiệu suất cặp ổ lăn ηk = 0,99 : hiệu suất khớp nối vậy: η = 0,96 0,95 0,96 0,993 0,99 = 0,841 đó: Nct = 0,841 =10,7 (kw) Vậy ta phải trọn công suất động lớn công suất cần thiết Xác định sơ số vòng quay số vòng quay động cơ: nsb = nmk Uh Uđ với nmk: số vòng quay trục máy khuấy Uh: tỷ số truyền truyền hộp Uđ: tỷ số truyền truyền đai Theo đề ta có: nmk = 60 (vg/ph) Mà : Uh : (8…15) Uđ : (3…5)  nsb = 60.(8…15).(3…5) = (1440…4500) Từ ta chọn động AOC2 - 52 -2 có thong số kỹ thuật sau: Công suất Nđc = 13 (kw) Số vòng quay đọng cơ: nđc = 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: nđc 2130 91 U = n = 60 = = 45,5 mk Trong đó: nđc = 2730 (vg/ph) số vòng quay trục động Nmk = 60 (vg/ph) số vòng quay trục máy khuấy Mà ta có: U = Uđ Uh Trong đó: Uđ = 3,3 : tỷ số truyền truyền đai  Uh = U Uđ = 45,5 3,3 = 13,79 : tỷ số truyền cảu hệ thống bánh Ta cần xác định tỷ số truyền truyền cấp nhanh cấp chậm hệ thống truyền động bánh dựa vào thông số sau: kbr = 0,25 : hệ số chiều rộng vành Ck = 1,1; ψ = 1,2; [kko1] =[kko2] λ= 2,25.1,2 2,25.1,2 (1  k br ).k br [k k 02 ] = (1  0,25).0,25 = 14,4  λk λ3k = 1,44.(1,1)3 = 19,2 Dựa vào đồ thị ta tìm tỷ số truyền cặp bánh cấp nhanh là: Uh 13,79 Ucn = U  3,73 3,70 cn - Xác định thông số: + Công suất trục: N N 9,18 N2 9,66 mk Trục : N3 =    0,99.0,99 9,18 (kw) ol kn Trục 2: N2 =    0,99.0,96 9,66 (kw) ol rt Trục 1: N1 =   = 0,99.0,95 = 10,27 (kw) ol rc + Số vòng quay trục: n 2370 đc Trục 1: n1 = U  3,3 827 (vg/ph) đ n1 827 Trục 2: n2 = nU = 3,73 = 222 (vg/ph) cn + Momen xoắn trục: N 10,27 N2 9,66 Trục 1: T1 = 9,55 10 n 9,55.10 827 118595,5 (Nmm) Trục 2: T2 = 9,55.10 n =9,55 10 222 N 415554 (Nmm) 9,18 6 Trục 3: T3 = 9,55 10 n 9,55.10 60 1461150 (Nmm) Kết ta có bảng thơng số sau: Thơng số Cơng suất (kw) Tỷ số truyền U Số vòng quay n (vg/ph) Mômen xoắn T (Nmm) Động 13 3,3 2730 Trục 10,27 Trục 9,66 3,73 827 118595,5 222 415554 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI I/ CHỌN LOẠI ĐAI Chọn loại đai thang thường tiết diện Ђ Trục 9,18 3,7 60 1461150 II/ THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN Đường kính bánh đai nhỏ ta chọn d1 = 180 mm Vận tốc đai: vđ =  d1.nđc 3,14.180.2370  25,7(m / s ) nhỏ vận tốc đai cho phép 60000 60000 vmax = (25  30) (m/s) Đường kính bánh đai lớn: d U đ d1 (1   ) 3,3.180.(1  0,02) 582,12( mm) Trong đó: Uđ = 3,3 tỷ số truyền cỉa truyền đai D1 = 180 (mm) đường kính bánh đai nhỏ ε = 0,02 hệ số trượt đai Vậy ta chọn d2 = 560 (mm) d 560 Tỷ số truyền thực tế: U đt  d (1   ) 180.(1  0,02) 3,17 U U 3,3  3,17 đ đt 100%  Sai lệch tỷ số truyền: U đ  U 3,3 đ Tính sơ khoảng cách trục a : Khoảng cách trục a phải thỏa mãn điều kiện: 0,55.( d1 + d ' )  h a s 2.(d1  d )  0,55.(180+560)+10,5 a s 2.(180  560)  4,17 a s 1480 Chọn as = 1000 (mm) Chiều dài đai: Lt 2a s  100% 3,9%  4% (thỏa mãn) ( d  d1 )   (560  180) ( d1  d )  2.100  (180  560)  3197,9(mm) 4a s 4.100 Chọn L = 3150 (mm) Số vòng chạy đai: i = vđ 25,7  8,2 imax 10 L 3,15 Ta cần xác định lại khoảng cách trục a: a= với    2  8  3,14  L  (d1  d ) 3150  (180  560) 1988,2 2 d  d1 190 a= 1988,2  1988,2  8.190 9769(mm) Góc ơm đai:  1800  57 d  d1 (560  180) 1800  57 157,80  1200 a 976 Pđc k đ Sồ đai: z = [k P ].C C C C  l u z Trong đó: Pđc = 13 kw ; kđ = 1,25 ; [kP0 ] = kw  = 157,80  Cα = 0,945 L 3150  1,4  L0 2240 CL 1,07 μ =3,3  Cu = 1,14 P 13  2,16  [k P0 ] Vậy z = Cz = 0,945 13.1,25 2,5 6.0,945.1,07.1,14.0,945 Vậy ta chọn số đai z = Chiều rộng bánh đai: B = (z-1).t + 2e = (3-1).19 + 1,25 = 63 (mm) -Đường kính ngồi bánh đai: d a d  2h0 180  2.4,2 188,4 (mm) III/ Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục 780.P k đc đ Lực căng đai: F0  v.C z  Fv  Trong đó: Fv a m v (định kỳ điều chỉnh lực căng) Với am = 0,178 (kg/m) : khối lượng m chiều dài đai  Fv = 0,178.25,72 =117,6 (N) Do : F0  780.13.1,25  117,6 292( N ) 25,7.0,945.3 Lực tác dụng lên trục: Fr 2.F 0.z.sin(  157,8 ) 2.292.3.sin 1717( N ) 2  Kết ta có bảng thống kê sau: (bảng 1) Thơng 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 Chiều dài đai tính tốn Chiều dài đai tiêu chuẩn Số vòng chạy đai Khoảng cách trục xác Góc ơm bánh đai nhỏ Công suất cho phép Số đai cần thiết Số đai chọn Chiều rộng bánh đai Đường kính ngồi bánh đai B 180 25,7 560 3,3 3,17 3,9 1000 3197,7 3150 8,2 976 157,8 2,5 63 188,4 292 1717 1,25 0,945 1,07 1,14 0,945 d1 v d2 Uđ Uđt U a Lt L i a   P0  z z B da F0 Lực căng ban đầu Lực tác dụng lên trục Các hệ số Fr kđ C CL Cu Cz CHƯƠNG III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG I/ Chọn vật liệu mm m/s mm % mm mm mm Kw mm mm N N Bánh nhỏ: thép C45 cải thiện, độ cứng đạt HB1 = 255 có:  b1 850MPa,  ch1 580 MPa Bánh lớn: thép C45 cải thiện, đọ cứng đạt HB2 = 240 có:  b 750MPa,  ch 450MPa II/ Xác định ứng suất cho phép  H   H lim z R zv k xH k HL SH Với: zR: hệ số xét đến độ nhám bề mặt làm việc zV: hệ số xét đến ảnh hưởng vạnn tốc vòng kxH: hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh Sơ ta thấy: zR zV xH = Và  H lim1 2 HB  70 2.255  70 580( MPa) : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh nhỏ  H0 lim 2 HB2  70 2.240  70 550( MPa) : ứng suất tiếp xúc cho phép bánh lớn SH = 1,1 : hệ số an toàn tính tiếp xúc k HL mH N HO N HE : hệ số tuổi tyhọ xét ứng suất tiếp xúc mH = : bậc đường cong mỏi thử tiếp xúc NHO: số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử tiếp xúc NHO1 = 30.H2,4HB1 = 30 2552,4 = 1,97 107 NHO2 = 30.H2,4HB2 = 30 2402,4 = 1,55 107 Và NHE = 60 c n tlv .( i 1 Ti t i ) : số chu kỳ thay đổi ứng suất tương T max C đương Với C : số lần ăn khớp N : số vòng quay bánh xét Tlv: tổng thời gian làm việc Ti : momen xoắn C : chu kỳ làm việc N HE1 60.c.n1 t lv  ( Ta có: i 1 Ti t )3 i T max C 60.1.827.60000.(13.0,4  0,6 3.0,3  083.0,3) 187.10 ( MPa) T t N HE 60.c.n2 t lv  ( i ) i Tmax C i 1 60.1.222.60000 (13.0,4  0,6 3.0,3  083.0,3) 49,4.10 ( MPa ) Ta có : N HE1  N HO1 N HE  N HO  k HL 1  H0 lim k HL 580.1  527,3( MPa ) SH 1,1 Vậy        H lim k HL SH   H    580550.1 500( MPa) 1,1      527,3  500 513,65(MPa) H1 H2 2 Ứng suất cho phép:  F   F0 lim  YR YS k xF k FC k FL S F Trong đó: YR: hệ số xét đến ảnh hưởng độ nhám mặt lượn chân YS: hệ số xét đến độ nhạy vật liệu tập trung ứng suất kxF: hệ số xét đến kích thước bánh ảnh hưởng đến dộ bền uốn Sơ ta thấy: YR.YS.kxF = Ta có:  F0 lim1 1,8.HB1 1,8.255 459( MPa) : ứng suất uốn cho phép bánh nhỏ  F0 lim 1,8.HB2 1,8.240 432( MPa) : ứng suất uốn cho phép bánh lớn SF = 1,75 : hệ số an toàn tính uốn kFC = : hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải k FL mF N FO N FE : hệ số tuổi thọ xét đến chế độ tải trọng truyền Với : mF =6 : bậc đường cong mỏi xét uốn NFO = 4.106 : số chu kỳ thay đổi ứng suất sở thử uốn Ta có: N FE = 60.c.n2 t lv  ( i 1 N HE Ta có: Ti mF t i ) Tmax C 60.1.827.60000.(16.0,4  0,6 6.0,3  08 6.0,3) 146,7.10 ( MPa) T t 60.c.n2 t lv  ( i ) mF i Tmax C i 1 60.1.222.60000.(13.0,4  0,6 3.0,3  08 3.0,3) 39,4.10 ( MPa ) N FE1  N FO N FE2  N FO = > kFL =  F0 lim1 k FC k KL 459.1.1  262,3( MPa ) 1,75 SF Vậy  F    F   F lim k FC k KL SF  432.1.1 247( MPa) 1,75 Ứng suất tiếp xúc cho phép tải:   H  max 2,8. ch 2,8.450 1260( MPa) Ứng suất uốn cho phép tải: Bánh nhỏ :   F  max 2,8. ch 0,8.580 464( MPa) 1 10