đồ án thiết kế chi tiết máy đề tài thiết kế hệ thống truyền động cơ khí

LOI CAM ON Để hoàn thành bài thuyết minh đồ án môn học thiết kế chỉ tiết máy: “thiết kế hệ thống truyền động cơ khí” cho tôi gửi lời cảm ơn tới các quý thầy cô trong khoa Kỹ thuật - Công

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ

NGUYEN TAT THANH

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

SVTH: LÊ QUANG HUY MSSV:2000006041

THẾ QUANG

TP HỒ CHÍ MINH, 10/2023

ĐỀ TÀI: Chọn hệ thống truyền động như

— 3 _ Hộp giảm tốc

3 4 Bộ truyền xích ` 5 Thùng trộn

M

Số liệu ban đầu: -Công suất thùng trộn: 5.5 (kW) - Số vòng quay của thùng trộn: n3 (vòng/phút) - Thời gian phục vụ: L=8 năm

- Quay 1 chiều, làm việc 2 ca, tải trọng tĩnh (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

- Động cơ có số vòng quay: nđc = 1420 (vòng/phút) Hiệu suất:

- Hiệu suất bộ truyền đai thang nổ = 0,95 - Hiệu suất cặp bánh răng trụ răng thẳng nbr = 0,96 - Hiệu suất cặp ổ lăn nol = 0,99

- Hiệu suất bộ truyền xích nx = 0,95

Bánh răng tính theo tiêu chuẩn ISO, chọn vật liệu ENC60, các hệ số KA = 1; KHv = 1; KHB = 1,2; KHa = 1 khi nhap trong phan mém Autodesk Inventor Professiona

Bộ truyền đai tính theo tiéu chudn DIN 2215, chon trudéc d1 = 180 mm, khoảng cách trục (a = d2), chiều dài đai, loại đai DIN Các hệ số

PRB = 3,8 kW, k1 = 1,2

Chọn xích theo tiêu chuẩn ISO 606:2004 (EU)

LOI CAM ON

Để hoàn thành bài thuyết minh đồ án môn học thiết kế chỉ tiết máy: “thiết kế hệ thống truyền động cơ khí” cho tôi gửi lời cảm ơn tới các quý thầy cô trong khoa Kỹ thuật - Công nghệ Đại học Nguyễn Tất Thành đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức về chuyên ngành cơ khí để từ đó tôi có thể vận dụng vào thực tiễn và cảm ơn cô giảng viên ThS Hồ Ngọc Thế Quang người đã trực tiếp hướng dẫn tôi về kỹ năng để làm bài báo cáo này

Do trình độ nghiên cứu còn hạn chế và những nguyên nhân khác nên dù cố gắng song bài báo cáo của tôi không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Vì thế, tôi rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý của các thầy cô giáo để bài báo cáo của tôi được hoàn chỉnh hơn

Những ý kiến đóng góp của thầy cô sẽ giúp tôi nhận ra những hạn chế và qua đó tôi sẽ có thêm những nguồn tư liệu mới trên con đường học tập cũng như nghiên cứu sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn.

LOI MO DAU

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu

Đồ án thiết kế máy giúp ta tìm hiểu và thiết kế hộp giảm tốc, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật , và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí

Hộp giảm tốc là một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chỉ tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ AutoCad, điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí

Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô

Kính chúc quý thầy cô sức khỏe và hạnh phúc

TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG

Hệ thống dẫn động băng tải là gì? Hệ thống dẫn động băng tải là một hệ thống mà sử dụng công suất từ một động cơ truyền động cho băng tải di chuyển qua một hộp giảm tốc đểđiều chỉnh vận tốc phù hợp, với mục đích là biến chuyển động quay của trục tang trống băng tải thành chuyển động tịnh tiến của băng tải để di chuyển các sản phẩm hoặc các chỉ tiế sản phẩm sau khi ra khỏi dây chuyền để tiến hành đóng gói

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hệ thống dẫn động băng tải sửa dụng động cơ làm nguồn cung cấp công suất cho hệ thống hoạt động, qua nối trụcđàn hồi tới trục sơ cấp của hộp giảm tốc Tại hộp giảm tốc sẽ Có nhiệm vụ thay đổi momen cũng như vận tốc quay để cóđược momen quay, vận tốc thích hợp tại đầu ra của hộp giảm tốc là trục thứ cấp, công suất tiếp tụcđược truyền đến bộ truyền xíchống con lăn làm quay trục tang trống băng tải từđó làm cho băng tải di chuyển, tại đó sẽ giúp ta đưa sản phẩm ra khỏi dây chuyền

Phạm vi ứng dụng của hệ thống Hệ thống băng tải là một phần không thể thiếu trong các ngành công nghiệp, giúp giảm sức lao động, nâng cao năng suất, tối ưu chi phí cho các doanh nghiệp

Hệ thống dẫn động băng tải được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, Việc sử dụng băng tải công nghiệp khác nhau tùy theo vị trí, loại sản phẩm đang được di chuyển, khoảng cách mà đối tượng sẽ được di chuyển Tiêu chuẩn cho băng tải được đo lường và xác định bởi tải trọng tối đa, trọng lượng của sản phẩm, số lượng

các mảnh trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ và dòng chảy của vật liệu.

Chương 1.TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ

I Tính toán công suất va chọn động cơ 1 Công suất trên trục công tác của xích tải

Prai = Pry

=5.5 kW

2 Hiéu suat chung cua hé théng truyén

1 ch = Nol Mx Na Nor = 0,993.0,96.0,95.0,95=0,84 (1.1)

Trong đó: Hiệu suất bộ truyền xích: nx = 0,95

Hiệu suất bộ truyền đai thang nở = 0,95 Hiệu suất cặp bánh răng trụ răng thẳng nbr = 0,96 Hiệu suất cặp ổ lăn nol = 0,99

3 Công suất cần thiết của động cơ

Pe = P./ịn = 5,5/0,84 = 6,55 KW (1.2)

4 Tỉ số truyền sơ bộ của động cơ Uch = Up Ux.Ug = 3.4.4= 48 (1.3) 5 Số vòng quay bộ phận công

H cac = Na/Nv = 1420/48=29,58 6 Chọn động cơ

Tỉ số truyền chung chính xác của bộ truyền là: Uch= Na/Niy = 1455/29,58 = 49,18

II Phân phối tỉ số truyền 1 Tính tỉ số truyền

Theo phương án đã xác định tỉ số truyền của các bộ truyền nhưự sau:

-Ti s6 truyền của bộ truyền đai thang: u¡=3 -TÏ số truyền của HGT: ua=4

-Ti s6 truyén cua b6é truyén xich: us=4 2 Tinh công suất trên các trục

Công suất trên trục có kết quả như sau:

Pu.= 5,5 (kW)

P;=P./(n.rei)=5,5/(0,95.0,99)=5,85 (kW)

P1=P2/(ypr-No) =5,85/(0,96.0,99)=6,15 (kW)

Pa.=P:/(na.no)=6,15/(0,95.0,99)=6,54(kW) 3 Tính toán tốc độ quay của các trục

Nae = 1455 (v/ph) Ni = Na/Ui = 1455/3 = 485 (v/ph)

N2 = Ni/U2 = 485/4 = 121,25 (v/ph) Niy = N2f/u3 = 121,25/4 = 30,31 (v/ph)

4 Tinh mémen xoan trén cac truc

Tac = (9,55.10° Pac)/Nae = 42925,77 (N.mm) Ti= (9,55.10° Pi)/ni = 121097,93 (N.mm) T2= (9,55.10 6 P2)/n2 = 460762,88 (N.mm) Ty = (9,55.10 6 Piy)/niy = 1732926 (N.mm)

Bảng 1 Bảng thông số

Trục

Động cơ 1 2 3 Thông số

Công suất (kW) 6,54 6,15 5,85 5,5

Số vòng quay 1455 485 121,25 30,31 (v/ph)

Mômen xoắn 42925,77 | 121097,9 | 46062,88 1732926

Chuong 2 TINH TOAN THIET KE CAC CHI

TIET MAY

Thiết kế bộ truyền đai 1 Chọn loại đai Công suất động cơ: P = 6,54 kW Số vòng quay động cơ: n = 1455 v/ph Tỷ số truyền bộ truyền đai: ua = 3 Với thông số trên, (theo bảng 4.1 trang 59) ta chọn đai loại B với các thông số

Loại đai | Kí hiệu | Kích thước tiết Diện Đường | Chiều

diện, mm tích tiết | kính | dài giới be) Bb | A | Yo | gigna, | bánh | han,

mm đai nhỏ | mm

di, mm Dai hinh

B 14 | 17 | 10, | 4,0 138 140-280 800- thang

thường

2 Tính các thông số bộ truyền Chọn d¡ = 180 mm (đề bài cho) + Tinh van téc dai: v = dini/60000 = 13,71 m/s < 25m/s

+ Đường kính bánh đai lớn: dz = di.u.(1-€) = 180.3.(1-0,02) = 529,2 mm

Chon d2= 560 mm (Theo bảng 4.21 trang 63) + Tỉ số truyền thực tế: u; = = = 3,17

+ Sai lệch tỉ số truyền: Au= < 3% (thỏa) + Định khoảng cách trục sơ bộ (theo đề bài a=d;): azs = d; = 560 mm

+ Tính chiều dài dây theo a„ :

Chọn L = 2800 mm = 2,8m (tiêu chuẩn - bảng 4.13 trang 59)

+ Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây: + Tính a theo L tiêu chuẩn:

+ Khoảng cách trục phải thỏa mãn điều kiện:

+ Góc ôm bánh dẫn:

3 Các hệ số sử dụng Ka=1,1 hệ số tải trọng động (B 4.7) [P.J=4,2 Kw công suất cho ph#&Ap (B 4.19) C„=0,925 hệ số góc ôm (B4.15)

Œ.= 0,92 hệ số chiều dài đai (B 4.16) Cu=1,125 hệ số tỉ số truyền (B 4.17) C;=0,95 hệ số phân bố tải lên các dây (B 4.18) Ta CÓ:

Z= PiKa/([Po]CaCiCuC,)= =1,83 Chon z=2 day Theo B4.21, tr63, tập 1, ta có:

Đai thang Bcó: t= 19,e= 12,5

=> A = (z-1)t +2e = (2-1).194+2.12,5= 44 mm

Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục: +Lực căng phụ: F¿ = qm.V? = 0,178.13,71? = 33,46 (N) (B4.22, tr64, tập 1: Đai thang B có qm=0,178 kg/m) + Lực căng ban đầu: Fa= + F, =

+ Lực tác dụng lên trục: F; = 2.Fa.Z.sin() = 2.254,7.2.sin(71,5) =966,15 (N)

Bảng 3 Thông số bộ truyền đai

Đường kính bánh đai d1 = 180 mm, d2 = 560 mm Chiều dài dây đai L = 2800 mm

Số dây đai z=2 Chiều rộng bánh đai A =44mm

Lực căng ban đầu Fo= 254,7N Lực tác dụng lên trục F,= 966,15 N

Il Thiết kế bộ truyền xích Các thông số kỹ thuật để thiết kế bộ truyền xích - Công suất bộ truyền: kW

- _ Tỉ số truyền: - Số vòng quay bánh dẫn: (v/ph) - Moment xoan: T; = N.mm Bộ truyền làm việc 2 ca, tải trọng tĩnh

1 Chọn loại xích +Chọn loại xích: vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, dùng xích ống con lăn

+Ưu điểm: e Băng tải con lăn có độ bền và độ cứng lớn Nó cho phišÃp vận chuyển hàng hóa có dạng hòm lớn, và nặng

e Băng tải con lăn truyền động xích bằng bánh răng có kích thước nhỏ gọn, làm việc linh hoạt

e Có thể vận chuyển hàng hóa theo tuyến thẳng hoặc tuyến cong

e Băng tải con lăn với kết cấu đơn giản, thuận tiện cho việc vận chuyển

Nhược điểm: se Hệ thống băng tải con lăn có nhiều con lăn và bánh răng nên việc chăm sóc và bảo dưỡng phải tiến hành thường xuyên, do đó chỉ phí vận hành, bảo trì lớn

e Băng tải con lăn truyền động bằng bánh răng thường rất nhạy cảm với sự không cân bằng giữa các trục của con lăn 2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích

Chọn số răng đĩa xích (Theo bảng 5.4 trang 79) +Với u„= 4 chọn số răng đĩa nhỏ (đĩa dẫn) z¡ = 29 - 2.u =

29-2.4= 21

+Với z¡ = 25, ta có số răng đĩa lớn (đĩa bị dẫn) z: = Z¡.U„ =

21.4 = 84 < Zmax (Zmax = 120)

Xác định bước xích p Theo CT5.3 trang 81: Công suất tính toán

Pị = (P.k.k;.ka)/k, = [P] Trong đó:

+P:: Công suất tính toán +P: Công cần truyền (5,85 kW) +[P]: Công suất cho phišÃp +Zoi = 25

+nạ¡ = 200 (v/ph)

+từ đó ta tìm được: +k;: hệ số răng đĩa xích, ta có k; = Zo/Z¡ = 25/21 = 1,2 +ka: hệ số vòng quay, ta có kn = na¡/n¡ = 200/121,25 = 1,65 +k, :hệ số x‡#Ãt đến số dãy của xích, k„ = 1

+Theo CT5.4 trang 81: kK = Ko.Ka.Knt.Ka.Ke.Kac = 1.1.1,3.1.1,25=1,625 +Tra bang 5.6 trang 80:

+kạ: Hệ số kể đến ảnh hưởng của vị trí bộ truyén: ko = 1 +ka: Hệ số kể đến khoảng cách trục và chiều dài xích: kạ= 1 +ku:: Hệ số kể đến ảnh hưởng đến bôi trơn, bôi trơn nhỏ giọt, môi trường làm việc có bụi: kụy = 1,3

+ka: Hệ số kể đến tải trọng, tải trọng tĩnh: ka = 1 +k.: Hệ số kể đến chế độ làm việc, làm việc 2 ca: k = 1,25 +ka.: Hệ số kể đến ảnh hưởng đến lực căng xích: kạc = 1 Từ các dữ liệu trên, ta có: P:= P.k.k;.ka < [P]

= 5,B5.1,625.1,2.1,65 = 18,82 kW < [P] = 19,3 kW

Theo bảng 5.5, trang 81 [1], ứng với công suất [P] > Pt và số vòng quay thực nghiệm n01 = 200 vòng/phút, ta chọn được bước xích p = 31,75 mm

Từ bước xích p = 31,75 mm, ta tra bảng 5.8, trang 83 [1] Ta có Ntsi han= 630 vòng/phút Vậy nên điều kiện làm việc n = 121,25

vòng/phút < n‹z nạn thoã điều kiện bền 3 Kiểm nghiệm bước xích

p.> 600 = 600 = 29,95 mm

> Thõa điều kiện 4 Các thông số của bộ truyền xích