đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế hệ dẫn động vít tải để trộn muối iốt, dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ cấp

Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy NHẬN XẫT CỦA GIÁO VIÊN Mục lục Nội dung Trang Lời nói đầu 2 Phần I : Thiết kế vít tải 3 Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 1 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy Phần II : Thiết kế hộp giảm tốc 5 Chương I : Tính chọn động cơ và phân loại tỉ số truyền 6 Chương II : Tính thiết kế các bộ truyền cơ khí 11 Chương III : Tính toán thiết kế trục 29 Chương IV :Tính toán chọn ổ lăn 49 Chương V : Tính chọn then 58 Chương VI : Tính chọn khớp nối 61 Chương VII : Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 63 Chương VIII :Thiết kế các chi tiết phụ 65 Phần III : Lập quy trình công nghệ gia công bámh răng côn lớn 67 Tài liệu tham khảo 94 Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 2 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy Lời nói đầu Ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế . Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò hết sưc quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành ngời kỹ sư. Qua quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những kiến thức đã được tiếp thu trong quá trình học tập, đồng thời nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này để làm đồ án cũng như công tác sau này. Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế hệ dẫn động vít tải để trộn muối iốt, dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ cấp “ Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực tập và làm đồ án tốt nghiệp đợc sự chỉ bảo tận tình của cô giáo hướng dẫn thầy Ks.Lờ Xuõn Hưng và cô Ths.Nguyễn Thị Quốc Dung cùng với các thầy giáo trong bộ môn cộng với sự học hỏi của bản thân em đã đưa ra một phương án Thiết kế hệ thống dẫn động vít tải để tải và trộn muụớ Iốt, dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ hai cấp, theo em phương án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật. Đồ án tốt nghiệp của em gồm có phần thuyết minh và phần bản vẽ mà ở đó đã trình bày đầy đủ quy trình công nghệ và yêu cầu kỹ thuật Nhưng do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do đó trong đồ án này không thể tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy giáo cô giáo trong bộ môn, để em có thể hiểu sâu hơn về môn học cũng như các phương ỏn khỏc hợp lý hơn. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn thầy Ks. Lờ Xuõn Hưng cựng cụ Ths.Nguyễn Thị Quốc Dung và các thầy, cô giáo trong khoa cơ khí Trường ĐHKTCNTN đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em trong suốt 5 năm học qua cũng như trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp . Thái Nguyên ngày tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Văn Thành Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 3 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy Phần I:THIẾT KẾ VÍT TẢI 1.Tìm hiểu về vít tải 1.1. Giới thiệu chung về vít tải Vít tải thuộc nhóm máy chuyển liên tục không có bộ phận kéo. Bộ phận công tác của vít tải là vit cánh xoắn chuyển động quay trong một vỏ kín tiết diện tròn ở dưới. Khi vít chuyển động, cánh vit đẩy vật liệu di chuỷen trong vỏ. Vật liệu chuyển đọng không bám vào cánh xoắn là nhờ trọng lực của nó và lực ma sát giữa vật liệu và vỏ máng, do đó vật liệu chuyển động trong máng theo nguyên lýtruyền đọng vit đai ốc. Vít tải có thể có một cánh xoắn hoặc nhiều cánh xoắn, với nhiều cánh xoắn thì vật liệu chuyển động êm hơn. Chất tải cho vít tải qua lỗ trên lắp mỏng, cũn dỡ tải qua lỗ ở phía dưới của ống. Vít tải thường dùng để vận chuyển vật liệu nóng và độc hại. (H1.1- Hình vẽ vít tải ngoài thực tế) Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 4 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy • Các ưu điểm của vít tải: Vật liệu chuyển động trong mỏng kớn, có thể nhận và dỡ tải ở trạm trung gian không tổn thất rơi vãi vật liệu, àn toàn khi làm việc và sử dụng, rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu nóng và độc hại. • Các nhược điểm của vit tải: Nghiền nát một số phần vật liệu vận chuyển, chúng mũn cỏnh xoắn và máng khi vận chuyển vật liệu cứng và sắc cạnh, tổn thất năng lượng lớn và không dùng được để vận chuyển vật liệu dính và ẩm. Mặc dù có những nhược điểm như vậy, vít tải vẫn được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy xi măng, các nhà máy tuyển khoỏnghoặc trong các xí nghiệp hóa chất. - Vít tải thường được chia làm 2 loại theo phương vận chuyển vật liệu: Vít tải nằm ngang Vít tải thẳng đứng - Theo hình dạng cánh xoắn ta phân loại Vít tải ra thành: Loại cánh xoắn liên tục liền trục Loại cánh xoắn liên tục không liền trục Loại cánh xoắn dạng lá Vít tải dạng cánh xoắn liên tục liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng bột khụ, cú kích thước nhỏ hay trung bình. Loại cánh xoắn này không cho vật liệu chuyển động ngược lại, do đó khi cùng vận tốc quay và đường kính vít xoắn, năng suất của nó đạt cao hơn các loại khác. Vít tải liên tục không liền trục dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạt có kích thước lớn hoặc vật liệu dính. Vít tải loại cánh xoắn dạng lỏ dựng để vận chuyển vật liệu kết dính, hoặc khi cần kết hợp quá trình trộn khi vận chuyển vật liệu. Qua phân tích trên ta thấy loại vít tải nằm ngang có cánh xoắn liên tục liền trục là phù hợp với đề tài thiết kế nên chọn loại này. Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 5 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy (h1.2-hỡnh chiếu của vít tải) Cấu tạo gồm một máng cố định 7, phần dưới của nó có dạng nửa hình trụ, phía trên được đậy bằng nắp 3. Trục quay 8 trên đó có gắn vít tải được đỡ bằng hai ổ đỡ hai đầu 2,6 và ổ đỡ trung gian 4. Trục quay được truyền động bằng động cơ 1. Vật liệu được nhập qua máng nhập liệu 5 và được tháo ra qua bộ phận tháo liệu 9. 1.2. Kết cấu các bộ phận vít tải Kết cấu của vit tải cố định công dụng chung phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Thuận tiện cho việc kiểm tra xem xét, bôi trơn các bộ phận quay dễ dàng, tháo lắp bộ phận dẫn động và vít xoắn độc lập với nhau. Các chi tiết và các bộ phận của vit tải phải đảm bảo tính đổi lẫn. -Vật liệu dùng để chế tạo vít xoắn và máng của vít tải là: Nếu vít tải dùng để vận chuyển các vật liệu gây gỉ thì phải chế tạo bằng các loại thép chống gỉ. Nếu vít tải dùng để vận chuyển vật liêu cứng sắc cạnh phải chế tạo bằng loại thép bền mòn. Nếu dùng để vận tải các vật liệu núng trờn 200C phải chế tạo bằng gang hoặc thộp lỏ. - Bộ phận chủ yếu của vit tải là vit xoắn dùng để đảy vật liệu chuyển động dọc theo mỏng. Vớt xoắn gồm nhiều đoạn vít nối với nhau, chiều dài của mỗi đoạn không quá 3m. Mỗi đoạn vít xoắn gồm có trục và cánh xoắn hàn với trục. Cánh xoắn gồm nhiều đoạn hàn với nhau chiều dài mỗi đoạn bằng một bước xoắn. Người ta chế tạo cỏnh cỏnh xoắn bằng cách dập. Trục vít xoắn được chế Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 6 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy tạo từ thép ống, đầu mỗi đoạn ống có hàn một mặt bích bằng thép cú cỏc lỗ để bắt với các mặt bích của ổ treo trung gian. (1.3-hình vẽ máng của vít tải) - Máng của vít tải chế tạo bằng dập từ thộp lỏ,mỗi đoạn có chiều dài khoảng 4m. Kết cấu của máng và nắp phải đảm bảo không cho bụi hoặc khí độc thoát ra ngoài khi vận chuyển vật liệu có bụi hoặc có chất độc. Máng của vít tải cú cỏc ống cấp tải và dỡ tải các ống này có tiết diện vuụng. Chỳng được hàn với nắp( cấp tải) với đáy mắng (dỡ tải). Để quan sát sự làm việc của các ổ treo, các ổ chặn hai đầu vít xoắn cũng như quan sát sự phân bố vật liệu vận chuyển ở đoaạn mỏng cú ổ treo, người ta hàn các lỗ quan sát 2:Tính toán vít tải 2.1, Xác định đường kính vít tải Năng suất của vít tải Q được xác định theo công thức sau:( 16.1) (I) Q = (60.Π.D 2 . P . n . γ . K C . K n )/4 Trong đó: D: đường kính vít tải (m) P: Bước vít tải (m) P = (0.8-1)D Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 7 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy γ: khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển(tấn/m 3 ) γ = 0,65÷ 0,78(tấn/m 3 ) n: Số vòng quay vít tải (vòng/ph) n = Kv/ D (16.3) với: K V : hệ số phụ thuộc vật liệu Kv = 45 với vật liệu là muối K C : Hệ số chứa đầy tiết diện máng phụ thuộc vật liệu K C = 0,4 với vật liệu nặng Ýt sắc cạnh K n : hệ số phụ thuộc góc nghiêng β của vít tải K n =0.8 khi β = 10 0 Từ đó ta có: D = 5/2 ) 7,37(       KnKcKv Q = 2/5 150 37,7.45.0,25.0,8)       = 0,72144(m) Theo dãy số quy chuẩn của đường kính số vít tải ta chọn: D =800mm 2.2. Xác định số vòng quay của vít tải Ta có công thức xác định số vòng quay của vít tải theo đường kính vít tải nh sau: n = 45 0,8 Kv D = = 50.3115 (vòng /ph) (16.3) 2.3. Xác định công suất trên vít tải Đối với vít tải nằm nghiêng công suất trên trục vít tải được xác định theo công thức sau: Plv= Q.L/360( ϖ +sin β ) (16.6) (I) Trong đó: Q : là năng suất của vít tải Q = 150 (m 3 /h) L : là chiều dài vận chuyển của vật liệu theo phương ngang L = 15(m) ϖ :Hệ số lực cản xác định theo bảng 2 Vậy: Plv = 150.15.(2.5+sin10)/360 = 16.7(kw) 2.4. Xác định mô men xoắn trên vít tải Tv (Nmm) T v = 9,55.10 6 P/N v = 9,55 . 10 6 . 16.7 /50,3 = 3170,6.10 3 (Nmm) Ta có [T] = 10 000kg/m = 10 000.10 4 (Nmm) (Tra trong GOST 2037 - 65 hoặc GOST 2037 - 75) Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 8 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy Vậy thoả mãn điều kiện T v ≤ [T] 2.5- Xác định lực dọc trên vít tải Lực dọc trục trên vít tải được xác định theo công thức: F av = )](.[ δα +tgR T v (16.9) Trong đó: R - Khoảng cách điểm đặt lực ma sát của vật liệu với cánh vít đến trục của vít tải mm R(0,3 ÷0,4) .D = (0,3 ÷0,4).800 = (240 ÷ 320) Chọn R = 250 α Góc nâng của đường xoắn vít xác định theo công thức tgα = R P .2 π P - Bước vít tải P = (0,8 ÷ 1).D = (0,8 ÷1).800 P = (640 ÷ 800) Chọn P = 700 tgα = 700/2 . 3,14 .250 = 0,445=> α = 23 0 59'20,63'' δ: Góc ma sát của vật liệu vận chuyển với cánh vít tgδ = f Với: f - Hệ số với vật liệu than đá ta có f = 1 => δ = 45 0 Từ đó ta có F av = 3170,6 . 10 6 /100. tg(23'59'20,63''+ 45 0 ) = 12177,7 (N) Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 9 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy PHẦN II: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG VÍT TẢI F t Sơ đồ tải trọng Các thông số trên trục công tác: P IV = 16,7 KW Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 10 [...]... minh đồ án tốt nghiệp Chi CHƯƠNG I TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ Ι Chọn động cơ điện : 1 Chọn kiểu loại động cơ điện : Chọn động cơ bao gồm các công việc sau: - Chọn kiểu, loại động cơ - Chọn công suất động cơ - Chọn tốc độ đồng bộ động cơ - Chọn động cơ sử dụng thực tế - Kiểm tra điều kiện mở máy, quá tải cho động cơ Nội dung cụ thể của các b−ớc nh− sau: 1.Chọn kiểu, loại động cơ: Trong công... II.TÍNH TOÁN CẤP CHẬM: (Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng): 1 Xác định thông số cơ bản của bộ truyền : Xác định sơ bộ khoảng cách trục aw theo công thức 6-15a (II) aw = K a (u + 1).3 T2 K Hβ [σ H ]2 u ψ ba Trong đó : - Ka : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, Với cặp bánh răng nghiêng làm bằng thép_thép Tra bảng 6.5 : Ka=43 MPa1/3 - T2 _ Mômen xoắn trên trục bánh chủ động. .. máy , điều kiện quá tải cho động cơ: a Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ : Khi khởi động, động cơ cần sinh ra một công suất mở máy đủ lớn thắng sức ỳ của hệ thống Kiểm tra điều kiện mở máy cho động cơ theo công thức: dc dc P mm ≥ P bd Trong đó: P dc - là công suất mở máy của động cơ mm TK dc dc P mm = P dm = 1.4.22=30.8 (kw) Tdn dc P bd - là công suất cản ban đầu trên trục động cơ dc dc P bd = Kbđ.P... TOÁN CẤP NHANH: (BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG CÔN R¡NG THẲNG) 1 Xác định chiều dài côn ngoài hoặc đường kính chia ngoài Chiều dài côn ngoài hoặc đường kính chia ngoài của bánh răng chủ động được xác định theo độ bền tiÕp xóc Theo công thức 6_52a,b (II) Xác định chiều dài côn ngoài Ttheo công thức (6.52a) Re= KR U 2 + 1.3 T1 K Hβ / [(1 − K be ).K be U [σ H ] 2 ] Trong đó : + KR = 0,5Kđ (truyền động bánh răng côn. .. điều chỉnh đ−ợc So với động cơ không đồng bộ thì loại này có hiệu suất và cosϕ cao, hệ số quá tải lớn Tuy nhiên giá thành của chúng t−ơng đối cao và phải có thiết bị khởi động động cơ, do vậy th−ờng dùng khi công suất động cơ lớn ( trên 100 Kw ) +Động cơ ba pha không đồng bộ: Có hai loại: Roto dâycuốn và Roto lồng sóc Động cơ không đồng bộ roto dây cuốn cho phép điều chỉnhvận tốc trong một phạm vi ngắn... thể tính tỉ số truyền bộ truyền bánh răng cấp chậm u2 công thức 1.17 (III) u2 ≈ 1,0733 ψ ba 2uh K be (1 − 0,5 K be ) 2 Trong đó: Kbe- hệ số chiều rộng vành răng bánh răng côn Kbe = 0,25 ÷ 0,3 ψ ba2 - hệ số chiều rộng bánh răng trụ; ψ ba2=0,3÷0,4 Khi Kbe = 0,3 và ψ ba2 = 0,4 (các giá trị tối ưu) ta có Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 15 Bộ môn: KT CK tiết máy Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi u2 ≈ 1,323... hành phức tạp Th−ờng dùng khi cần điều chỉnh vận tốc trong phạm vi hẹp 2 Chọn công suất động cơ: Công suất động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ đảm bảo cho khi động cơ làm việc nhiệt độ sinh ra không quá mức cho phép, tức thoả mãn điều kiện: dc Pdm ≥ Plvdc = Plvct ηΣ (KW) Với: dc - Pdm : Công suất định mức động cơ dc - Plv : Công suất làm việc trên trục động cơ ct - Plv : Giá trị công suất làm việc... nghiệm răng về độ bền uốn: Điều kiện bền uốn với bánh răng côn như sau : σ F1 = 2.T1.KFY ε Y β YF1/(0,85bmnm.dm1) ≤ [σF1] σ F2 = σ F1 YF2/ YF1 ≤ [σF2] Với : - T1 : mômen xoắn trên bánh chủ động T1 = 107388,7 (Nmm) - mnm : mô đun pháp trung bình ( với bánh răng côn răng thẳng mnm= mtm =2,6) - b : chiều rộng vành răng b = 42(mm) - dm1: đường kính trung bình của bánh chủ động dm1 = 78,75 (mm) - Yε : Hệ số... thoả mãn điều kiện mở máy b Kiểm tra điều kiện quá tải cho động cơ : Do tính chất tải trọng thay đổi, để đảm bảo động cơ không bị quá tải thì công suất của nó phải thoả mãn điều kiện sau : P dc > P dc max qt dc Pmac : Công suất làm việc lớn nhất trên trục động cơ dc P mac = Tmax dc P =2,2.22=48.4 (kw) Tdn dm dc Pqt : Công suất quá tải trên trục động cơ dc dc P qt =P lv =16.7 (kw) Vậy điều kiện dc dc... bảng thông số khi làm việc Thông Sè Tỷ số truyền Công suất Số vòng quay Mômen xoắn Trục u P(kw) n(v/ph) T(Nmm) 16,7 1470 108493,1 13,88 51,4 2578817,5 Động cơ 1 Trục I 3,4 TrụcII 2,8 Trục III Trục IV 3 Trường Đại học KTCN Thái Nguyên 17 Bộ môn: KT CK tiết máy Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi CHƯƠNG II THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN CƠ KHÍ I,THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRONG HỘP CHỌN VẬT LIỆU : Theo bảng 6_1 Chọn vật liệu . vụ: Thiết kế hệ dẫn động vít tải để trộn muối iốt, dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ cấp “ Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực tập và làm đồ án tốt. thống dẫn động vít tải để tải và trộn muụớ Iốt, dùng hộp giảm tốc bánh răng côn trụ hai cấp, theo em phương án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật. Đồ án tốt nghiệp của em gồm có. Nguyên 9 Bộ môn: KT CK Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Chi tiết máy PHẦN II: THIẾT KẾ HỘP GIẢM TỐC SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG VÍT TẢI F t Sơ đồ tải trọng Các thông số trên trục công tác: P IV = 16,7 KW Trường