Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn giới thiệu đến các bạn những kiến thức về hệ thống truyền động, chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền, tính toán thiết kế các chi tiết máy,... Với các bạn chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY ooOoo ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHI TIẾT MÁY THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Sv THỰC HIỆN: HUỲNH HỒNG LN MSSV: 205012345 LỚP; CK05KSTN Gv HƯỚNG DẪN: NGUYỄN HỮU LỘC NĂM 2008 MỤC LỤC Lời nói đầu… I TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG… 3 II CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN… 5 III TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY… 6 Tính tốn bộ truyền xích… 6 Tính tốn các bộ truyền trong hộp giảm tốc… 8 Chọn nối trục… 12 Tính tốn thiết kế trục và then… 13 Chọn ổ lăn… 21 Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết phụ 26 Chọn dầu bôi trơn… 28 Bảng dung sai lắp ghép… 29 Tài liệu tham khảo 30 LỜI NĨI ĐẦU Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói nó đóng vai trò nhất định trong đời sống cũng như trong sản xuất. Và đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí giúp sinh viên chúng ta bước đầu làm quen với những hệ thống truyền động Đồ án thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một mơn học khơng thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ sở về kết cấu máy. Đồng thời, mơn học này còn giúp sinh viên hệ thống hóa kiến thức các mơn đã học như Ngun lý máy, Chi tiết máy, Sức bền vật liệu, Vẽ cơ khí… từ đó cho ta một cái nhìn tổng quan hơn về thiết kế cơ khí. Thêm vào đó, trong q trình thực hiện sẽ giúp sinh viên bổ sung và hồn thiện các kỹ năng vẽ AutoCad, điều này rất cần thiết đối với một kỹ sư cơ khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Lộc đã tận tình hướng dẫn, cảm ơn các thầy cơ và bạn bè trong khoa Cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong q trình thực hiện Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hồng Ln I TÌM HIỂU HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG: Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng trộn: Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1 Động cơ điện 3 pha khơng đồng bộ 2 Nối trục đàn hồi 3 Hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng hai cấp đồng trục 4 Bộ truyền xích ống con lăn 5 Thùng trộn Sơ đồ tải trọng: T Các số liệu thiết kế: _ Cơng suất trên trục thùng trộn: P = 8 kW _ Số vòng quay trên trục thùng trộn: n = 55 vòng/phút _ Quay một chiều, làm việc 1 ca, tải va đập nhẹ _ Thời gian phục vụ: L = 6 năm (1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ) _ Chế độ tải: T1 = T ; T2 =0,9T t1 =49s ; t2 = 36s Đặc điểm của hộp giảm tốc hai cấp đồng trục: + Ưu điểm: kích thước theo chiều dài nhỏ nên giảm trọng lượng, do đó có kích thước nhỏ gọn hơn so với các loại hộp giảm tốc hai cấp khác + Nhược điểm: _ Khả năng tải cấp nhanh chưa dùng hết, vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh trong khi đó khoảng cách trục của hai cấp lại bằng nhau _ Hạn chế khả năng chọn phương án bố trí do chỉ có một trục đầu vào và một trục đầu ra _ Kết cấu ổ phức tạp do có ổ đỡ bên trong vỏ hộp _Trục trung gian lớn do khoảng cách giữa các ổ lớn _ Kích thước chiều rộng lớn II CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN: Cơng suất tương đương trên trục thùng trộn: Ptd P 7,67 kW Hiệu suất chung của hệ thống truyền động: br1 br 2 x ol ch Theo bảng 3.3 [1] ta chọn: br 2 0,97; x 0,93; ol br1 0,99 ch 0,97.0,97.0,93.0,99 0,84 Công suất cần thiết của động cơ: P dc 7,67 9,13 kW 0,84 P td ch Tỷ số truyền chung: uch u1u2ux n dc n ct Dựa vào phụ lục P1.3 [2] ta chọn động cơ có cơng suất Pdc = 11kW với số vòng quay và phân bố tỷ số truyền hệ thống truyền động như sau: Động cơ Số vòng Tỷ Bộ Tỷ Bộ Bộ 4A132M2Y3 2907 52,85 16 4 3,3 4A132M4Y3 1458 26,51 9,92 3,15 3,15 2,67 4A160S6Y3 970 17,63 6,25 2,5 2,5 2,82 4A160M8Y3 730 13,27 6,25 2,5 2,5 2,12 Ta chọn động cơ 4A132M4Y3 với bảng đặc tính kỹ thuật như sau: Trục Cơng suất (kW) Tỷ số Động I II III Công tác 9,13 9,03 8,67 8,33 7,67 3,15 3,15 2,67 Mômen xoắn (Nmm) 59802 59147 178830 541167 1331791 Số vòng quay (vg/ph) 1458 1458 463 147 55 III TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY: Tính tốn bộ truyền xích: Các thơng số đầu vào: P1 = 8,33kW; n1 = 147vg/ph; u = 2,67; T = 541167Nmm Chọn loại xích ống con lăn. Số răng của đĩa xích dẫn: z1 29 2u 29 2.2,67 23,66 chọn z1 = 24 răng z2 uz1 2,67.24 z2 = 64 răng 64,08 Các hệ số điều kiện sử dụng: K = KrKaKoKdcKbKlv = 1.1.1.1.1.1 = 1 với Kr = 1: dẫn động bằng động cơ điện và tải trọng ngồi tác dụng lên bộ truyền tương đối êm Ka = 1: khi a = (30÷50)pc Ko = 1: khi đường nối tâm 2 đĩa xích hợp với đường nằm ngang một góc nhỏ hơn 60 Kdc = 1: trục điều chỉnh được Kb = 1: bơi trơn nhỏ giọt Klv = 1: làm việc một ca n 200 K 01 1,36 n1 147 z 25 K n1 1,04 z1 24 Kx = 1: chọn xích một dãy Cơng suất tính tốn: P KKn Kz P1 1.1,36.1,04.8,33 11,78 kW Kx Theo bảng 5.4 [1], ta chọn bước xích pc = 31,75mm Theo bảng 5.2 [1], số vòng quay tới hạn nth = 600vg/ph nên điều kiện n nth được thỏa Vận tốc trung bình của xích: nzpc 147.24.31,75 v 60000 60000 1,87 m/s Lực vòng có ích: 1000P 1000.8,33 F v 1,87 4454,54 N t Kiểm nghiệm bước xích: p 6003 P1K z1n1[p0 ]Kx 8,33.1 6003 26 24.147.29.1 Do bước xích pc = 31,75mm nên điều kiện được thỏa Chọn khoảng cách trục sơ bộ: a 40pc 40.31,75 1270 mm Số mắt xích: 2 2a z1 z2 z z p 2.1270 24 64 64 31,75 X ⎛ 2 1 ⎞ c ⎛ 125 24 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎞ a 31,75 2 1270 pc ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Chọn X = 126 mắt xích Chiều dài xích: L pcX 31,75.126 4000,5 mm Tính chính xác khoảng cách trục: ⎢⎡ X z1 z2 a 0, ⎢ 25p ⎣ ⎤⎥ 1285,86 mm ⎥ ⎦ Chọn a = 1282mm ( giảm khoảng cách trục (0,002÷0,004)a ) Theo bảng 5.6 [1] với bước xích pc = 31,75mm ta chọn [i] = 16. Số lần va đập trong 1 giây: z n 24.147 i 1 1,87 [i] 16 15X 15.126 Tải trọng phá hủy: Q = 88,5kN Chọn ổ lăn: a/ Trục I: Sơ đồ bố trí các ổ như hình vẽ: F r1 S1 Fa Tải trọng hướng tâm tác dụng lên các ổ: Fr0 200 N 1125 N Fr1 Lực dọc trục: Fa = 366 N Theo phụ lục 9.4 [3], ta chọn ổ đũa cơn cỡ nhẹ với ký hiệu 7205 có C = 24000N, C0 =17500N và góc tiếp xúc = 13,5 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: Theo bảng 11.3 [1], hệ số tải trọng dọc trục: e 1,5tg 1,5tg13,5 0,36 Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra: S0 0,83eFr 0 0,83.0,36.200 60 N S1 0,83eFr1 0,83.0,36.1125 336 N Vì S0 S1 S0 do đó theo bảng 11.5 [1], ta xác định được tải trọng dọc trục tính tốn: Fa0 = S0 = 60 N Fa1 = S0 + Fa = 60 + 366 = 426 N Hệ số: K = 1,3 ( bảng 11.2 [1] ) Kt = 1 V = 1 ( vòng trong quay ) Vì: F 60 200 a0 VFr0 0,3 e 0,36 X 1; Y 0 Q0 (XVFr 0 YFa 0 )K Kt 260 N F a1 VFr1 426 1125 0,38 e 0,36 X 0, 4; Y 0, 4cot g 1,666 Q1 (XVFr1 YFa1 )K K t 1508 N Do đó, ta chọn ổ theo ổ 1 vì tải trọng tác dụng lớn hơn Tải trọng tương đương: i (Q mi L ) 49 10/3 36 ⎡ ⎤ QE 1508 0,9. m L 85 ⎥⎦ ⎢⎣ 85 i 1449 N với ổ đũa côn m = 10/3 Khả năng tải động của ổ: 0,3 0,3 12335 N C 24000 N Ctt Q EL 1449 (1259,712) vớ L 60nL 10 60.1458.14400.10 1259,712 triệu vòng h i Như vậy, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải động Kiểm nghiệm khả năng tải tĩnh: Theo bảng 11.6 [1] với ổ đũa cơn: X0 = 0,5; Y0 = 0,22cotg = 0,22cotg13,5 = 0,916 Qt X0Fr1 Y0Fa1 0,5.1125 0,916.426 953 N Fr1 Qt = Fr1 = 1125 N□ C0 = 17500 N Do đó, ổ đã chọn đảm bảo khả năng tải tĩnh. b/ Trục II: Sơ đồ bố trí các ổ như hình vẽ: F r1 S1 F a2 F a3 Tải trọng hướng tâm tác dụng lên các ổ: Fr0 901 N 3515 N Fr1 Lực dọc trục: Fa = 1107 366 = 741 N Theo phụ lục 9.4 [3], ta chọn ổ đũa cơn cỡ nhẹ với ký hiệu 7207 có C = 38000N, C0 = 26000N và góc tiếp xúc = 14 Kiểm nghiệm khả năng tải động của ổ: Theo bảng 11.3 [1], hệ số tải trọng dọc trục: e 1,5tg 1,5tg14 0,37 Lực dọc trục do lực hướng tâm sinh ra: S0 0,83eFr 0 0,83.0,37.901 277 N S1 0,83eFr1 0,83.0,37.3515 1079 N Vì S0