Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động.2.. Tính toán các bộ truyền ngồi đai, xích hoặc bánh răng.b.. Tính tốn các bộ truyền trong hộp giảm tốc bánh
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CƠ KHÍ – BM THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN THIẾT KẾ (Mã MH: ME3139) GVHD: LÊ THÚY ANH SVTH: VÒNG ĐẠT HUY MSSV: 2011299 TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP HCM KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN THIẾT KẾ (ME3139) Học kỳ I / Năm học 2023-2024 SV thực hiện: Vòng Đạt Huy MSSV: 2011299 Người hướng dẫn: Lê Thúy Anh Ký tên: Ngày hoàn thành: Ngày bảo vệ: ĐỀ SỐ 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Phương án số: 5 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 2 cấp khai triển 4 Bộ truyền xích ống con lăn 5 Thùng trộn Chế độ làm việc: quay 1 chiều, tải va đập nhe, một ca làm việc 8 giờ Phương án 5 Công suất trên trục thùng trộn: P (kW) 5 Số vòng quay trên trục thùng trộn: n (rpm) 38 Thời gian phục vụ: L (years) 6 Số ngày làm/năm: Kng (ngày) 226 Số ca làm trong ngày (ca) 1 t1 (giây) 53 t2 (giây) 14 T1 T T2 0.3 T Yêu cầu: - 01 thuyết minh - 01 bản vẽ lắp A0 và 01 bản vẽ chi tiết theo đúng TCVN Nội dung thuyết minh: 1 Xác định công suất động cơ và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động 2 Tính toán thiết kế các chi tiết máy: a Tính toán các bộ truyền ngoài (đai, xích hoặc bánh răng) b Tính toán các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít-bánh 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 tiết phụ khác 3 Chọn dung sai lắp ghép 4 Tài liệu tham khảo MỤC LỤC I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1 1 Hiệu suất của hệ thống 1 2 Công suất cần thiết của động cơ 1 3 Chọn động cơ điện phù hợp và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động 1 4 Lập bảng đặc tính 1 II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN 4 1 Xác định số răng của đĩa xích dẫn và xích bị dẫn 4 2 Tính toán các hệ số điều kiện sử dụng xích 4 3 Tính công suất tính toán Pt và chọn bước xích 4 4 Xác định vận tốc trung bình và lực vòng có ích của xích 5 5 Tính toán kiểm nghiệm bước xích 5 6 Xác định khoảng cách trục, số mắt xích, chiều dài xích 5 7 Kiểm tra xích theo hệ số an toàn và kiểm tra số lần va đập của xích 6 8 Lực tác dụng lên trục và các kích thước còn lại của bộ truyền 6 III THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 8 1 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh 8 1.1 Chọn vật liệu 8 1.2 Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép 8 1.3 Xác định ứng suất uốn cho phép: 9 1.4 Tính toán các thông số hình học 9 1.5 Vận tốc vòng bánh răng và giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền 11 1.6 Kiểm nghiệm răng 11 2 Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng cấp chậm 15 2.1 Chọn vật liệu 15 2.2 Xác định ứng xuất tiếp xúc cho phép 15 2.3 Xác định ứng suất uốn cho phép: 16 2.4 Tính toán các thông số hình học 17 2.5 Vận tốc vòng bánh răng và giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền 18 2.6 Kiểm nghiệm răng 19 3 Điều kiện bôi trơn 22 IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 24 1 Chọn vật liệu và xác định đường kính sơ bộ trục 24 2 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực 25 3 Phân tích lực tác dụng lên trục 26 4 Biểu đồ Momenồ Momen và đồ Momenường kính trục 28 5 Tính toán chọn then 37 6 Kiểm nghiệm trục 37 6.1 Kiểm nghiệm trục về đồ Momenộ bền mỏi 37 6.2 Kiểm nghiệm trục về đồ Momenộ bền tĩnh 39 7 Kiểm nghiệm đồ Momenộ bền của then 39 V CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC ĐÀN HỒI 41 1 Chọn ổ lăn trên trục I 41 2 Chọn ổ lăn trên trục II 43 3 Chọn ổ lăn trên trục III 45 4 Chọn nối trục đồ Momenàn hồi 47 VI THIẾT KẾ VỎ HỘP GIẢM TỐC VÀ CÁC CHI TIẾT LIÊN QUAN 49 1 Vỏ hộp giảm tốc 49 2 Bu lông 49 3 Các chi tiết phụ khác 50 3.1 Que thăm dầu và nút tháo dầu 50 3.2 Cửa thăm và nút thông hơi 51 3.3 Vòng móc 52 3.4 Vít tách nắp và chốt đồ Momenịnh vị 53 DUNG SAI LẮP GHÉP 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 1 Hiệu suất của hệ thống Hiệu suất của hệ thống: η=ηol4 ηx ηbr2 ηnt Tra bảng 2.3 tài liệu (1): ηol=0,99 hiệu suất cặp ổ lăn (4 cặp ổ lăn) ηx=0,93 hiệu suất bộ truyền xích ηbr=0,98 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng ηnt =0.98 hiệu suất nối trục đàn hồi Vậy ηch=ηol4 ηx ηbr2 ηnt=0,994 0,93 0,9820,98 = 0,84 2 Công suất cần thiết của động cơ Công suất trên trục công tác (trục thùng trộn): PCTmax = 5 kW Công suất tương đương trên trục công tác: Ti 2 ∑ ti T =5 ∑ti √ ( ) √ PTĐ=PCTmax 12 ×53+0,32×14 =4,50 kW 53+14 Công suất cần thiết trên trục động cơ: PĐC= PCTmax η = 5 =5,95 ch 0,84 3 Chọn động cơ điện phù hợp và phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Dựa vào bảng 3.1 tài liệu (1) ta chọn các động cơ SGA có công suất 7,5kW: Động cơ Số vòng Tỉ số Bộ Tỉ số Tỉ số Tỉ số quay truyền truyền truyền truyền truyền chung, xích, ux của hộp của cặp của cặp động cơ, giảm tốc, bánh bánh nđc uch răng, răng, uhgt (vg/ph) ubr12 ubr34 132SB 2895 76,184 2,15 35.5 8 4,44 132M 1450 38,158 2,01 19 5,5 3,45 160M 970 25,526 2,04 12,5 4 3,15 160L 715 18,816 2,09 9 3 3 Với các tỷ số truyền trên Bảng 1, ta chọn động cơ loại 160M có số vòng quay n = 970 vg/ph, và tỷ số truyền chung uch = 25,526; ubr12 = 4 ;ubr34 = 3,15 (uhgt =12,5); ux = 2,04 ∆ uhgt=0,8 % 4 Lập bảng đặc tính 1 Tính công suất trên các trục: PCT= PCTmax η = 5 =5,05 kW ol 0,99 PIII= PCT η = 5,05 =5,49 kW ol ηX 0,99 0.93 PII= PIII η = 5,49 =5,66 kW br ηol 0,98 0,99 PI= PII η = 5,66 =5.83 kW br ηol 0,98 0,99 PĐC= PI η = 5.83 =5,95 kW nt 0,98 Số vòng quay trên các trục: nđc=nI =970 vg / ph nII= nI u = 970 =242,5 vg / ph br 12 4 nIII = nII u = 242,5 =77,0 vg/ ph br 34 3,15 2 nCT= nIII u = 77,0 =37,7 vg / ph X 2,04 ∆ n=0,79 % Moment xoắn các trục: T ĐC= 9550 PĐCmax n = 9550 ×5,95 =58,60 Nm đc 970 T I =9550 PI n = 9550× 5,83 =57,40 Nm I 970 T II = 9550 PII n = 9550 ×5,66 =222,90 Nm II 242,5 T III = 9550 PIII n = 9550 ×5,49 =680,90 Nm III 77,0 T CT= 9550 PCT n = 9550 ×5,05 =1279,24 Nm CT 37,7 Trục Động cơ I II III Công tác 5,95 5,83 5,05 Thông số 1 5,66 5,49 Công suất, kW 970 4 2,04 Tỷ số truyền 970 3,15 37,7 Số vòng quay, 58,60 57,40 242,5 77,0 1279,24 vg/ph Moment xoắn, 222,90 680,90 Nm 3 II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN Thông số đầu vào: Công suất P1 = 5,49 kW Số vòng quay n1 = 77,0 vg/ph Tỉ số truyền ux = 2,04 1 Xác định số răng của đĩa xích dẫn và xích bị dẫn Số răng đĩa xích dẫn: z1=29−2ux=29−2× 2,04=24,92 Vậy chọn số răng đĩa xích nhỏ z1 = 25 răng Do đó số răng đĩa xích bị dẫn: z2=ux × z1= 2,04 ×25=¿ 51 răng < z2max Tính chính xác tỉ số truyền: ux= z2 z = 51 =2,04 1 25 ∆ u=0 % 2 Tính toán các hệ số điều kiện sử dụng xích K = K 0 K a K dc K b K r K lv Tra bảng 4.11 tài liệu (1) ta có: K0 = 1 Hệ số xét đến ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền với đường nối tâm 2 đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc n1 = 77,0 vg/ph Vậy thỏa điều kiện 4 Xác định vận tốc trung bình và lực vòng có ích của xích Vận tốc trung bình của xích: v= n1 pc z1 = 77 ×38,1 ×25 =1,22 m / s 60000 60000 Lực vòng có ích: Ft= 1000 P1 v = 1000 ×5,49 1,22 =4500 N 5 Tính toán kiểm nghiệm bước xích √ √ pc ≥ 600 3 P1 K =600 3 5,49 ×1,8 =33,7 ¿ z1 n1[ p¿ ¿ 0] Kx 25 ×77 × 29× 1 Với [p0] =29 là áp suất cho phép tra từ bảng 4.17 tài liệu (1) Do pc = 38,1 nên điều kiện được thỏa 6 Xác định khoảng cách trục, số mắt xích, chiều dài xích Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = 40pc Xác định số mắt xích X: ( ) X =2 a + z1+z2 + z2−z1 pc =2× 40+ 25+51 + 51−25 × 1 =118,1 pc 2 2π a 2 2 ×3,14 40 Chọn số mắt xích là X=118 Tính lại khoảng cách trục a: [ √( ) ( ) ] a=0,25 pc X− z1+z2 2 + X − z1+ z2 2−8 z2−z1 2 2 2π 5