Thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục

LỜI NÓI ĐẦUTính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy.Thông qua đồ án môn họ

MỤC LỤC

1 | P a g e

LỜI NÓI ĐẦU

Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí là yêu cầu không thể thiếu đối với một kỹ sư ngành cơ khí, nhằm cung cấp các kiến thức cơ sở về máy và kết cấu máy.

Thông qua đồ án môn học Chi tiết máy, mỗi sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học nhằm tính toán thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc , thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung và bệ máy , chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, trong đó cung cấp nhiều số liệu mới về phương pháp tính, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu khác Do đó khi thiết kế đồ án chi tiết máy phải tham khảo các giáo trình như Chi tiết máy, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Dung sai và lắp ghép, Nguyên lý máy từng bước giúp sinh viên làm quen với công việc thiết kế và nghề nghiệp sau này của mình.

Nhiệm vụ của em là thiết kế hệ dẫn động thùng trộn gồm có hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục và bộ truyền xích Hệ được dẫn động bằng động cơ điện thông qua khớp nối, hộp giảm tốc và bộ truyền xích để truyền động đến thùng trộn

2 | P a g e

ĐỒ ÁN MÔN HỌCCHI TIẾT MÁY

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trần Khôi Nguyên MSSV: G0901762 Ngành đào tạo: Ô tô – Máy Động Lực.

Giáo viên hướng dẫn: Dương Đăng Danh Ký tên: Ngày hoàn thành: Ngày bảo vệ:

Phương án số 15

Hệ thống dẫn động băng tải gồm:

3 | P a g e

1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ; 2- Nối trục đang hồi; 3- Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển; 4- Bộ truyền xích ống con lăn; Thời gian phục vụ 9 L(năm)

Quay một chiều, làm việc 2 ca, tải va đập nhẹ (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca

Nội dung thuyết minh:

1.Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động.

2. Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

a. Tính toán các bộ truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng)

b. Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục 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.

4 | P a g e

f. Chọn thân máy, bulông và các chi tiết phụ khác.

3. Chọn dung sai lắp ghép.

4. Tài liệu tham khảo.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẨN ĐỘNG BĂNG TẢI

PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN BỐ TỸ SỐ TRUYỀN

I – Chọn động cơ:

1 – Xác định hiệu suất hệ thống

= 0,99 : Hiệu suất truyền của nối trục đàn hồi = 0,90 : Hiệu suất của bộ truyền xích ống con lăn = 0,98 : Hiệu suất của bộ truyền bánh rang = 0,99 : Hiệu suất truyền của ổ lăn ( có 3 cặp ổ lăn )

Ta có : = 0,99 0,90 0,83 2 – Tính công suất đẵng trị ( công suất tính toán)

Công suất tính toán

5 | P a g e

= = = 6,22

Công suất cần thiết trên trục động cơ = 7,49 ( kw) Xách định số vòng quay sơ bộ cũa động cơ

Số vòng quay cũa trục công tác 30,56 ( v/p) Tỹ số truyền

Trong đó:

uh = 8 là tỉ số truyền của hộp giảm tốc.

ux = 3 là tỉ số truyền của bộ truyền xích ống con lăn Số vòng quay sơ bộ của động cơ

nsb = nlv nch = 30,56 24 = 733,44 (v/p) 3 – Chọn động cơ điện

Động cơ điện được chọn phải có công suất P và số vòng quay đồngdc bộ thoả mãn điều kiện:

+ P ≥ Pdcct + n ≈ nđb sb

Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta chọn động cơ “ 4A160M8Y3 ” có công suất là 11 KW và số vòng quay

III – Tính toán thiết kế các chi tiết máy

1. – Tính công suất trên các trục

(kw) (kw) (kw)

2. – Tính toán số vòng quay trên các trục

Ta chọn , , từ bảng 3.1 sách “ Tính toán thiết kế hệ thống dẩn động cơ khí tập một” của “ Trịnh Chất và Lê Văn Uyển”

3. – Tính toán các moment xoắn trên các trục

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY

I – Thông số kỹ thuât để thiết kế bộ truyền xích Công suất bộ truyền : P = 8,08 (kw) Tỷ số tryền bánh xích :3

Quay một chiều, tải va đập nhẹ, làm việc hai ca, bộ truyền ngoài bôi trơn định kì gián đoạn ( 1năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8h) II – Trình tự thiết kế xích gồm các bước sau:

Xích chọn là xích ống con lăn

1. - Chọn số rang đĩa xích dẩn theo công thức:

Chọn số rang đĩa xích lớn theo công thức

8 | P a g e

Chọn = 92 < răng

2. - Xác định các hệ số điều kiện sử dụng xích theo công thức (5.22): K = = 1.1.1.1.1.1,25 = 1,25

: Hệ số ảnh hưởng của cách bố trí bộ truyền ( bố trí nằm ngang) : Hệ số xét đế ảnh hưởng của khoảng cách trục ( chọn a = 40

Hệ số xét đến ảnh hưỡng của khả năng điều chỉnh lực căng xích ( điều chỉnh được lực căng xích)

1: Hệ số xét đến điều kiện bôi trơn ( bôi trơn định kỳ) Hệ số tải trọng động, tải có va đập nhẹ

Hệ số xét đến chế độ làm việc ( làm việc 2 ca)

3. – Tính toán công suất

5. - Kiểm tra lại số bước xích:

Với: = 29 (MPa), tra bảng 5.3 trang 181 = 32,95

Bước xích đã chon = 38,1 (mm) thoả điều kiện.

9 | P a g e

Theo bảng 5.6 với bước xích là = 38,1 (mm), chọn Kiểm tra xích theo hệ số an toàn theo công thức 5.28

10 | P a g e

Tải trọng phá huỷ Q tra bảng 5.2 trang 78 sách “ TÍNH TOÁN HỆ DẨN ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP 1” của “ Trịnh Chất và Lê Văn Uyển” với = 38,1 (mm) => Q = 127 (kN) = 127000 ( N)

Lực trên nhánh căng:

Lực căng do lực ly tâm gây nên xác định theo công thức 5.16 Với = 5,5 (kg/m): khối lượng của 1m xích

Lực căng do lực ly tâm gây nên xác dịnh theo công thức 5.17

9. – Tính lực tác dụng lên trục theo công thức 5.19

Trong đó = 1,15 là hệ số trọng lượng xích ( bộ truyền đặt nằm ngang)

10.– Đường kính đĩa xích Bánh xích dẫn: Bánh xịch bị dẫn:

PHẦN 3: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC

A. Chọn vật liệu và tính ứng suất cho phép

Đây là bộ truyền bôi trơn tốt ( bộ truyền kín) ta tính toán theo độ bền mỏi tiếp xúc để tránh hiện tượng tróc rổ bề mặt và kiểm nghiệm lại điều kiện bền uốn I – Vật liệu và nhiệt luyện bánh rang

Ta chọn loại vật liệu hai cấp bánh rang như nhau là thép C45 thường hóa: Ta chọn như sau

11 | P a g e

+ Độ rắn bánh nhỏ là 250 HB, , thép 45 tôi cải thiện, σ = 850 MpabI + Độ rắn bánh lớn là 240 HB, , thép 45 tôi cải thiện, σ = 750MPabII II - Ứng suất cho phép

1. - Ứng suất tiếp xúc cho phép

Khi chưa có kích thước bộ truyền ta có thể tính sơ bộ theo công thức(6.33)

: số chu kì làm việc tương đương : số chu kì làm việc cơ sỡ

: bậc cũa đường cong mỏi, có giá tri là 6

Số chu kì làm việc tương đương được xác định theo công thức (6.36) = 60 ]

=60 1.730( ).43200 =1,28 (chu kì) = = (chu kì )

Trong đó : c : số lần ăn khớp cũa rang trong mỗi vòng quay : tổng thơi gian làm việc

Số chu kì làm việc cơ sở được tính bằng

12 | P a g e

Với 1,25 [ = 1,25 400,9 = 501,125 Thoả điều kiện

2. - Ứng suất uốn cho phép

Khi chưa có kick thước bộ truyền ta có thể chọn sơ bộ theo công thức (6.47) [] =

: giới hạn mỏi uốn, tương ứng với chu kì cơ sở được chọn phụ thuộc vào độ rắn bề mặt,phương pháp nhiệt luyện, tra theo bảng 6.13

Từ bảng 6.14 trang 107, ta chọn trị số của hệ số phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thơi ăn khớp

KHα = 1,16 KFα = 1,4

KHV : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

Theo bảng 6.15, 6.16 trang 107

= 0,002 : hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp = 73 : hệ số kể đến ảnh hưởng sai lệch bước răng

= 3,45 = 1,056

24 | P a g e

Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng Ta thấy = > thoả điều kiện

19.– Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn :

Theo công thức 6.43 trang 108 [I] :

Vậy bánh răng thoả điều kiện về độ bền uốn 10.– Kiểm nghiệm răng về quá tải Ứng suất tiếp xúc với bề mặt răng làm việc:

26 | P a g e

Dựa vào bảng P1.3 trang 236 sách “ Tính Toán Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí Tập Một” của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển ta chọn động cơ “ 4A160M8Y3 ” có công suất là 11 KW và số vòng quay

D Kiểm nghiệm điều kiện bôi trơn ngâm dầu

Việc bôi trơn hộp giảm tốc phải đảm bảo những điều kiện sau:

Mức dầu thấp nhất ngập chiều cao răng của bánh răng 2 ( nhưng ít nhất là 10 mm )

Khoảng cách giữa mức dầu thấp nhất và cao nhất Mức dầu cao nhất không được ngập quá Ta có = 10 mm

Tổng hợp các điều kiện trên để đảm bảo điều kiện bôi trơn phải thoả mãn bất đẵng thức:

28 | P a g e

3. – Lực do bộ truyền xích gây nên

Với : : hệ số trọng lượng xích ứng với bộ truyền xích nằm ngang = 6012 : Lực trên nhánh căng

= 6012 1,15 = 6913,8 (N)

29 | P a g e

TRỤC 2

TRỤC 3

PHẦN 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC – TÍNH VÀ CHỌN THEN TRÊN 3 TRỤC CỦA HỘP GIẢM TỐC

A. – Chọn vật liệu

1. – Chọn vật liệu và ứng suất

31 | P a g e

Chọn vật liệu chế tạo là thép C45 có

2. – Xác định nối trục đàn hồi

Tra bảng 16 – 10, xác định được kích thước nối trục vòng đàn hồi : đường kính vòng tròn qua tâm các chốt [ 80: ứng suất uốn cho phép Kiểm nghiệm điều kiện bền dập

= < [ Thoả điều kiện

Kiểm nghiệm điều kiện bền uôn