THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN_ Đề 2 phương án 8

BỘ CÔNG THƯƠNG. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM. KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY o0o— ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng. Sinh viên thực hiện: Phạm Đức Huân Ngô Văn Cường Nguyễn Thanh Đàm Nguyễn Tài Hoàng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 Tp HCM, tháng 02 năm 2011. Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 2 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 3 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 4 ỏn mụn hc chi tit mỏy 2 Phng ỏn 8 LI NểI U Môn học Chi tiết máy là một trong những môn cơ sở giúp cho sinh viên khoa cơ khí nói riêng và sinh viên khoa khác nói chung có một cách nhìn tổng quan về nên công nghiệp đang phát triển nh vũ bão. Và là cơ sở để học nhng môn nh dao cắt, công nghệ. Thiết kế đồ án chi tiết là một việc rất quan trọng, từ đó sinh viên có cơ hội tổng kết lại những kiến thức lý thuyết và làm quen với việc thiết kế. Trong ngnh xõy dng khi cn trn cỏc vt liu nh l thc phm trong ngnh thc phm hay xi mng, cỏt, nc trong ngnh xõy dng H thng thựng trn là một loại máy thờng đợc sử dụng khi trn cỏc vt liu nh xi mng, thc phm . Nú mang li tớnh u vit cho cac cụng trỡnh, gim chi phớ nhõn cụng cng nh l sc lao ng con ngi. Để làm quen với việc đó em đợc giao thit k h thng thựng trn, với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của bạn bè, Em đã hoàn thành đợc đồ án đợc giao. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rt mong s hng dn ca thy. Xin chõn thnh cỏm n cụ ! Giỏo viờn hng dn:Th.s Nguyn Tun Hựng 5 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 MỤC LỤC Phần 1. Tìm hiểu hệ thống thùng trộn 9 1. Khái niệm 9 2. Nguyên lý hoạt động 10 Phần 2 : Xác định công suất động cơ và phân phối tỷ số truyền 11 I.Chọn động cơ điện 11 I.1 Ý nghĩa chọn động cơ 11 I.2 Chọn động cơ và kiểu động cơ 11 I.3 Tính toán động cơ 12 I.4 Xác định công suất cần thiết 12 I.5 Tính tỷ số truyền sơ bộ 12 II. Xác định các thông số động học và lực tác dụng 13 II.1 Tính toán tốc độ quay của trục 13 II.2 Công suất trên trục : 13 II.3 Tính momen xoắc trên trục và động cơ như sau : 13 II.4 Bảng số liệu động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động: 14 Phần 3: Thiết kế bộ truyền đai 15 1. Đường kính bánh đai nhỏ 15 2. Vận tốc đai 15 3. Xác định số đai Z cần thiết 16 4. Tính ứng suất và tuổi thọ của dây đai 18 5. Tuổi thọ của đai 19 6. Bảng thông số bộ truyền đai 19 Phần 4: Bộ truyền bánh răng 20 I.Tính toán bộ truyền cấp nhanh 20 I.1Chọn vật liệu cho bánh răng cấp nhanh 20 I.1.1Thiết kế theo độ bền tiếp xúc [ ] với ứng suất tiếp xúc cho phép 20 I.1.2 Ứng suất tiếp xúc cho phép 21 I.1.3 Xác định ứng suất bền uốn 22 I.2 .Tính toán thiết kế từng cặp bánh răng cấp nhanh 23 I.2.1 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 23 I.2.2 Xác định đường kính vòng lăn bánh răng 1 trục I 23 I.2. 3 Vận tốc vòng của bánh răng 1 24 I.2.4 Chọn cấp chính xác cho bánh răng 1 24 I.2.5 Thông số ăn khớp 24 I.2.6 Tính số răng các bánh răng 24 I.2.7 Góc nghiêng răng 24 Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 6 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 I.3 Kiểm nghiệm răng theo độ bền tiếp xúc 24 I.4 Kiểm nghiệm răng theo độ bền uốn 26 I. 5 Các thông số hình học khác 28 I.6 Xác định lực tác dụng lên bộ truyền bánh răng cấp nhanh 28 I.7. Bảng thông số hình học bộ truyền cấp nhanh 28 II. Tính toán thiết kế bộ truyền cấp chậm 29 II.1 Chọn vật liệu cho bánh răng cấp chậm 29 II.1.1 Thiết kế theo độ bền tiếp xúc 30 II.1.2 Xác định ứng suất bền uốn. 32 II.2 Tính toán thiết kế các thông số hệ truyền cấp chậm 32 II.2.1Xác định khoảng cách trục 33 II.2.2 Đường kính vòng lăn bánh răng 3 33 II.2.3 Chọn cấp chính xác 33 II.2.4 Thông số ăn khớp 33 II.2.5 Tính số răng của bánh răng 3 và 4 33 II.2.5 Tỷ số truyền thực tế 33 II.2.6 Các thông số khác 33 II.2.7 Xác định lực tác dụng trên hệ truyền cấp chậm 34 II.2.8. Bảng thông số hình học bộ truyền cấp chậm 35 Phần 6. Thiết kế trục 36 I. Tính đường kính sơ bộ truc I,II,III 36 II. Chọn vật liệu 36 III. Thiết kế trục 37 III.1 Trục I 37 III.1.1 Xác định lực tác dụng lên trục I 37 III.1.2 Momen tương đương tại các đoạn trục trên trục I 38 III.1.1 Đường kính từng đoạn trục : 39 III.2 Trục II 40 III.2.1 Xác định lực tác dụng lên trục II: 40 III.2.2 Momen tương đương tại các đoạn trục trên trục II 41 III.2.3 Đường kính từng đoạn trục : 42 III.3 Trục III 42 III.3.1 Xác định lực tác dụng lên trục III 42 III.3.2 Momen tương đương tại các đoạn trục trên trục III 43 Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 7 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 III.3.3 Đường kính từng đoạn trục 44 III.4 Kiểm nghiệm độ bền từng đoạn trục hiểm 44 III.5 Bảng kiểm nghiệm trục tại mặt cắt nguy 45 III.6 Bảng hệ số an toàn tại các mặt cắt nguy hiểm 45 III.7 Xác định chính xác khoảng cách các chi tiết trên trục 45 III.7.1 Trục I 45 III.7.2 Trục II 46 III.7.3 Trục III 46 III. Thiết kế chọn then trên trục 47 PHẦN 7 : Thiết kế và chọn ổ lặn 48 I. Trục I 48 II. Trục II 48 III. Trục III 49 PHẦN 8: Chọn khớp nối giữa trục III và thùng trộn 51 PHẦN 9: Thiết kế vỏ hộp 53 I.Công dụng: 53 II. Yêu cầu: 53 III. Các thông số 53 III.1 Chiều dày thân hộp 53 III.2 Gân tăng cứng 53 III.3 Chiều dày nắp hộp 53 III.4 Nắp bít đầu trục (nắp ổ) 53 III.5 Bulong hợp giảm tốc 53 III.6 Chốt định vị 53 III.7 Vòng chắn dầu 54 III.8 Nắp hộp 54 III.9 Nút tháo dầu 55 III.10 Que thăm dầu 55 Phần 10 :Bôi trơn hộp giảm tốc 56 Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 8 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 PHẦN I. TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 1/Khái niệm: Là hệ thống chuyên dung để trộn, đảo các nguyên vật liệu với nhau theo yêu cầu kỹ thuật và nhu cầu con người, nhằm tạo ra các hỗn hợp nguyên liệu cần thiết. Ngày nay, hệ thống thùng trộn được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành xây dựng, thực phẩm… Hệ thống dẫn động thùng trộn : 1- động cơ điện 3 pha, 2- bộ truyền đai thang, 3-hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh, 4-nối trục đàn hồi, 5-thùng trộn. thiết kế thùng trộn đảm bảo yêu cầu công suất trên trục thùng trộn 7,5, số vòng quay trên trục thùng là 50 vòng/ phút, thời gian phục vụ là 6 năm, quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ ( một năm làm 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ ) chế độ tải trọng như sau: Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 9 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 1 2 1 0,75 48 15 T T T T t s t s = = = = Nguyên tắc hoạt động: Hệ thống thùng trộn dung 1 động cơ điện 3 pha không đồng bộ làm nguồn dẫn động cho hệ thống hoạt động. Công suất từ động cơ điện được truyền qua bộ truyền đai thang. Sau đó, truyền qua hộp giảm tốc để làm giảm tốc độ quay và làm tăng momen kéo cho hệ thống. Công suất sau khi truyền qua hộp giảm tốc đã được thay đổi về tốc độ và momen, tiếp tục truyền đến trục dẫn động thùng trộn thông qua mối nối trục đàn hồi. Và cuối cùng, thùng trộn có trách nhiệm trộn , đảo các nguyên vật liệu với nhau theo yêu cầu kỹ thuật, Ứng dụng : Thùng trộn được ứng dụng ở một số lĩnh vực điển hình như: hệ thống thùng trộn xi măng, đất đá trong công nghiệp khai khoáng, hệ thống trộn xi măng, cát, đá tạo vữa trong ngành xây dựng, hệ thống trộn bột, chất lỏng, chất dẻo tạo ra hỗn hợp hóa chất…. Sử dụng thùng trộn có nhiều ưu điểm : Tiết kiệm thời gian và chi phí nhân công Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và thành phần của sản phẩm. Giáo viên hướng dẫn:Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 10 [...]... Đường kính vòng chia bánh răng 1: d1 = Z1.m = 30 = 90mm - Đường kính vòng chia bánh răng 2 : d2 = Z2.m = 103 - Đường kính vòng đỉnh bánh răng 1 : da1 = d1 + 2m = 90 + 2 - Đường kính vòng đỉnh bánh răng 2 : da2 = d2 + 2m = 310 + 2 - Đường kính vòng đáy răng bánh răng 1: : df1 = d1 - 2, 5m = 82 , 5 mm Đường kính vòng đáy răng bánh răng 2: : df2 = d2 – 2, 5m = 3 02, 5 mm Đường kính vòng cơ sở bánh răng 1 = 310mm... ; e= 12. 5 B = ( Z − 1) × t + 2 × e = ( 4 − 1) ×19 + 2 × 12. 5 = 82 + Đường kính ngoài của bánh đai nhỏ d a1 = d1 + 2 × ho = 160 + 2 × 4 .2 = 1 68. 4( mm) Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục Theo bảng 4.19 [4] Fo = 780 × Po × K d + FV V × Cα × Ζ FV = qm × v 2 với: qm = 01 78( kg / m) ⇒ FV = 0.1 78 × ( 7.54 ) = 10. 12( N ) 2 ⇒ Fo = 780 × 7.5 ×1.1 + 10. 12 = 24 2.44( N ) ( 7.54 × 0.9 184 × 4 ) Theo (4 .21 [4]... hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Ký hiệu động cơ Công suất KQ170S6 7,5 Thông tin động cơ Đề 2 Phướng án 8 Vận tốc sơ bộ 900 9 2 Sử dụng điện áp 22 0- 380 V , Tỷ số momen cực đại 3 Hãng sản xuất: Việt Nam Đ/c : 1/11P đường Cầu Xéo , F Tân Sơn Nhì ,Q Tân Phú ĐT :0 82 . 245 087 7 – 090395 386 0 14 Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 Xác... ) ( Với P : công suất động cơ ; n: số vòng quay ) Momen xoắn trên trục động cơ : Momen xoắn trên trục I : Momen xoắn trên trục II : = = = 79 583 ,33Nm = 1 489 95 , 28 Nm = = 49 681 3,67 Nm 15 Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Momen xoắn trên trục III : Đề 2 Phướng án 8 = = 1 28 0 485 ,31 Nm Bảng số liệu động lực học trên các trục của hệ thống dẫn động: Động cơ Tỷ số truyền Công... n4 = 50, 029 v/ph Công suất trên trục chủ động (II) P2 = 6 ,84 5KW Công suất trên trục bị động (III) P3 = 6,708KW Momen xoắn trên trục chủ động (II) T2 = 49 681 3,67Nmm Momen xoắn trên trục bị động (III) T3 = 13 12, 5Nmm Tỷ số truyền u2 = 2, 63 2 Thiết kế theo độ bền tiếp xúc ( ) với ứng suất tiếp xúc cho phép 33 Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 a Số chu... n2 = 131,5 78 v/ph Công suất trên trục chủ động (trục I): P1 = 7, 02 KW Công suất trên trục bị động (trục II): P2 = 6 ,84 5 KW Momen xoắn trên trục chủ động (trục I) T1 = 1 489 95 , 28 Nmm Momen xoắn trên trục bị động (trục II) T2 = 49 681 3,67 Nmm Tỷ số truyền u1 = 3, 42 2 Thiết kế theo độ bền tiếp xúc ( a Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở ) với ứng suất tiếp xúc cho phép ( bảng 6.5[5] ) 22 Giáo viên hướng dẫn: Th.s... ( d1 + d 2 ) 2 2 2 2 2 1 = 1790 − × π × ( 160 + 300 ) = 1067.8mm ⇒ a = 1067 .8 + ( 1067 .8 − 8 × 70 ) = 529 .27 mm 2 4 + Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết để mắc đai amin=0.55 + h = 0.55 (160+300) +11 =26 4(mm) ( 4.4[3]) + Khoảng cách lớn nhất để tạo lực căng amax =2. ( =2 (160+300) = 920 (mm) Ta có: 920 530 26 4 (mm) Vậy a vẫn nằm trong khoảng cách cho phép + Góc ôm α1 Vì [ = - [ ] Thực tế góc giũa 2 dây đai:... 4 . 28 [3] ) = 1. 62 + 0.5 6.63 + 0.07 + 5 .25 = 10 .26 (Mpa) 5 Tuổi thọ của đai: m  σr  7  ÷ ×10  ÷ (h) σ =  max  Lh 2 × 3600i ( 4. 38 [3 ]) m: số mũ của đường cong mỏi (m = 8) = = ( giới hạn mỏi của đai ) i = 3.946 ( ) số vòng chạy của đai 20 Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 Thay vào công thức trên ta có: 8  12, 82  7  10, 26 ÷ ×10   L h = 2. .. NFO2 Áp dụng bánh răng 1: Áp dụng bánh răng 2: = 185 ,1 (MPa) Tính ứng suất uốn quá tải cho phép: 4 a Tính toán thiết kế từng cặp bánh răng cấp nhanh Xác định sơ bộ khoảng cách trục ( 6.67 [3] ) Trong đó: + : hệ số phụ thuộc vào vật liệu của bánh răng với Ka = 43 ( bảng 6.5, 6.4[4] ) + u: tỷ số truyền với u1 = 3, 42 + T: momen xoắn trên trục chủ động với T1 = 1 489 95 , 28 (Nmm) + + hệ số tải trọng động : hệ. .. α = 180 0 − ( d 2 − d1 ) × 570 = 180 0 − ( 300 − 160 ) × 570 ≈ 1650 >  120 0  a 529 .27 3 Xác định số đai Z cần thiết: Áp dụng công thức: Ζ= Pcd × K d [ P0 ] × Cα × CL × Cu × Cz   ( 4.16 [ 4 ] ) Hệ số tải trọng, TH tải dao dộng nhẹ: chọn Kd= 1.1 Hệ số ảnh hưởng của gốc ôm Cα = 1 − 0.0 025 × ( 180 − α ) 18 Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 Dùng phương . Hoàng Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 Tp HCM, tháng 02 năm 20 11. Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 2 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………. = × × Theo (4 .21 [4] ) lực tác dụng lên trục Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng 19 Đồ án môn học chi tiết máy Đề 2 Phướng án 8 2 sin 2 164. 92 2 24 2.44 4 sin 1 922 .75( ) 2 r o o F F N α . ) 1 2 1 2 1 1790 160 300 1067 .8 2 L d d mm λ π π = − × × + = − × × + = ( ) ( ) 2 1 2 2 300 160 70 2 2 1067 .8 1067 .8 8 70 529 .27 4 d d a mm − − ∆ = = = + − × ⇒ = = + Khoảng cách nhỏ nhất cần thiết