Đồ án thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA: KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH: CƠ KỸ THUẬT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ KỸ THUẬT Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV Thành phố HỒ CHÍ MINH Tháng 12 năm 2006 : TS Vũ Cơng Hịa : Lê Phi Hổ : K0304100 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA: KHOA HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH: CƠ KỸ THUẬT ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ KỸ THUẬT Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV Lớp Thành phố HỒ CHÍ MINH Tháng 12 năm 2006 : : : : TS Vũ Cơng Hịa Lê Phi Hổ K0304100 KU03BCKT LỜI NÓI ĐẦU Hệ thống thùng trộn sử dụng rộng rãi với nhiều ứng dụng công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng sinh hoạt ngày Môn học Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật hội cho em tiếp xúc, tìm hiểu vào thiết kế hệ thống dẫn động thực tiễn, hội giúp em nắm rõ kiến thức học học thêm nhiều phương pháp làm việc thực công việc thiết kế, đồng thời bước sử dụng kiến thức học vào thực tế Tập thuyết minh dừng lại giai đoạn thiết kế, chưa thực tối ưu việc tính tốn chi tiết máy, chưa mang tính kinh tế cơng nghệ cao giới hạn kiến thức người thực Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Cơ Kỹ Thuật cho em hội học môn học Xin chân thành cảm ơn bạn nhóm thảo luận trao đổi thơng tin q giá Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ts.VŨ CÔNG HỊA tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành công việc thiết kế Sinh viên Lê Phi Hổ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠ KỸ THUẬT Phịng 106 B4, 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, Tp HCM Tel: (84-8-) 660 586 Fax: (84-8-)8 651 211 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ KỸ THUẬT Sinh viên thực Ngành đào tạo Giáo viên hướng dẫn Thời gian thực : : : : Lê Phi Hổ MSSV: K0304100 Cơ Kỹ Thuật TS Vũ Cơng Hịa Từ 11/09/2006 đến 11/12/2006 Đề số 5: Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Thùng Trộn Phương án số: T T1 T2 t t1 Hình 1: Sơ đồ hệ thống dẫn động t2 Hình 2: Sơ đồ tải Hệ thống dẫn động thùng trộn (Hình 1) bao gồm: 1: Động điện pha không đồng 2: Bộ truyền đai thang 3: Hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh 4: Nối trục vòng đàn hồi 5: Thùng trộn Số liệu thiết kế: Công suất trục thùng trộn, P ( kW ) : 3,5 Số vòng quay trục thùng trộn, n (v / p ) : 45 Thời gian phục vụ, L (năm) Quay chiều làm việc ca, tải va đập nhẹ : : Một năm làm việc 300 ngày, ca làm việc : (T ,34) ; (0, 7T , 30) Chế độ tải Nội dung: Tìm hiểu hệ thống dẫn động thùng trộn Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động Tính tốn thiết kế chi tiết máy - Tính tốn truyền hở - Tính toán truyền hộp giảm tốc - Vẽ sơ đồ lực tác động lên truyền tính lực - Tính tốn thiết kế trục then - Chọn ổ lăn nối trục - Chọn thân máy bulông chi tiết phụ khác Chọn dầu bôi trơn bảng dung sai lắp ghép Yêu cầu: 01 thuyết minh 01 vẽ lắp A0 vẽ chi tiết Tiến độ thực hiện: Tuần Nội dung thực Nhận đề bài, nội dung ĐAMH Tìm hiểu hệ thống dẫn động thùng trộn Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống truyền động 3–6 7–8 – 12 13 – 14 15 Tính tốn thiết kế chi tiết máy Vẽ phác thảo hoàn thành kết cấu vẽ Vẽ hoàn thiện vẽ lắp hộp giảm tốc Vẽ 01 vẽ chi tiết, hoàn thành tài liệu thiết kế (thuyết minh vẽ) Giáo viên hướng dẫn duyệt ký tên Bảo vệ Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần I Phần I TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Khái niệm: Hệ thống thùng trộn hệ thống chuyên dùng để trộn, đảo nguyên vật liệu với theo yêu cầu kỹ thuật nhu cầu người, nhằm tạo hỗn hợp nguyên vật liệu cần thiết Ngày nay, hệ thống thùng trộn sử dụng nhiều lĩnh vực, đặt biệt ngành cơng nghiệp xây dựng, hóa thực phẩm … Kết cấu hệ thống thùng trộn: Hệ thống thùng có nhiều loại đa dạng tuỳ theo mục đích sử dụng có hệ thống tương ứng, thích hợp Nhìn chung, hệ thống hình thành từ thành phần sau: - Động cơ: nguồn phát động cho hệ thống - Hộp giảm tốc: chuyển công suất từ động sang thùng trộn theo tiêu kỹ thuật yêu cầu thiết bị - Thùng trộn: chứa trộn nguyên vật liệu cần trộn Trong ngành sử dụng thùng trộn với qui mô công suất lớn, người ta thường kết hợp với băng tải thiết bị vận chuyển khác nhằm nâng cao suất làm việc, mang lại hiệu kinh tế cao Ứng dụng: Trong số lĩnh vực điển hình như: - Hệ thống thùng trộn nghiền xi măng đất, đá cơng nghiệp khai khống - Hệ thống thùng trộn xi măng, cát, đá tạo vữa ngành xây dựng Hệ thống trộn bột, chất lỏng , chất dẻo, nguyên phụ liệu tạo hỗn hợp hoá chất - Hệ thống thùng trộn sử dụng dây chuyền sản xuất thực phẩm thức ăn gia súc Sử dụng thùng trộn có nhiều ưu điểm: - Tiết kiệm thời gian chi phí nhân công - Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thành phần sản phẩm - Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần I MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HOẠ VÀ THƠNG SỐ CỦA MỘT SỐ LOẠI THÙNG TRỘN • Tổng cụng sut: 18,5(kW ) ữ 45(kW ) ã Cụng sut trộn: 25(m h ) ÷ 75(m h ) Hệ thống thùng trộn bê tông công ty CITY NANHAI FOSHAN INCHINA JULONG CONSTRUCTION MECHINERY CO., LTD Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần II Phần II XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN CHO HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG Xác định tải trọng tương đương: Là trường hợp tải trọng thay đổi theo bậc nên ta có: ⎛T ⎞ ∑1 ⎜⎝ Ti ⎟⎠ ti ∑1 Pi ti 12 × 34 + 0, × 30 3,5 Ptd = = P = = 2, 66 (kW ) n n 34 + 30 ∑ ti ∑ ti n n (3.10[2]) Xác định công suất cần thiết động cơ: • Hiệu suất chung η hệ thống: η = η d η k η o lη Với: ηd = 0,96 : hiệu suất truyền đai η k = 0,98 : hiệu suất khớp nối đàn hồi ηol = 0,99 : hiệu suất cặp ổ lăn ηbr = 0,98 : hiệu suất truyền bánh br Vậy: η = 0,96 × 0,98 × 0,994 × 0,982 ≈ 0,87 P 2, 66 = 3, 06 ( kW ) • Cơng suất cần thiết động cơ: Pct = td = η 0,87 Phân phối tỉ số truyền cho hệ thống: • Chọn tỉ số truyền sơ bộ: Theo bảng 2-2[1] ta chọn tỉ số truyền sau: o Đai thang: ud = o Hộp giảm tốc hai cấp: uh = 11 Nên tỉ số truỵền sơ hệ thống là: usb = ×11 = 33 Vận tốc sơ động là: Vsb = usb n = 33 × 45 = 1485 (v / p) • Chọn động cơ: Ta có: Pct = 3, 06 (kW ) & Vsb = 1485 (v / p ) nên chọn động không đồng pha mang số hiệu A02-41-4 (bảng 2P[1]), có thơng số kỹ thuật sau: o Cơng suất: P = 4, ( kW ) o Vận tốc: V = 1450 (v / p ) • Phân phối lại tỉ số truyền cho hệ thống: Tỉ số truyền thực u = V 1450 = = 32, 22 n 45 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần II Ta tiến hành chia tỉ số truyền theo tiêu: dễ bôi trơn, thuận lợi cho việc ngâm bánh dầu trọng lượng nhỏ nhất… Chọn tỉ số truyền đai: u d = Khi tỉ số truyền hộp giảm tốc là: uh = 32, 22 = 10, 74 Tiếp tục chọn tỉ số truyền qua truyền bánh cấp nhanh ( un ) cấp chậm ( uc ) với điều kiện: uh = un × uc & un = uc (1, 1, 4) Chọn: uc = 2, 77 un = 3,88 Xác định công suất trục: • Trục I: P1 = Pηdηol = × 0,96 × 0,99 ≈ 3,8 (kW ) • Trục II: P2 = Pη dηol2 ηbr = × 0,96 × 0,99 ì 0,98 3, 69 (kW ) ã Trc III: P3 = Pη dηol3 ηbr2 = × 0,96 × 0,993 × 0,982 ≈ 3,58 (kW ) Tính số vịng quay trục: • Trục I: n1 = ndc 1485 = = 495 (v / p ) ud n2 = n1 495 = = 128 (v / p ) un 3,88 n3 = n2 127, = = 46 (v / p ) uc 2, 77 • TrụcII: • Trục III: Tính moment xoắn trục động cơ: Theo công thức sau: T= 9,55 ×106 P n (3.4[2]) Với: P : công suất (kW) n : số vịng quay (vịng/phút) • Moment xoắn trục động cơ: Tdc = 9,55 ×106 × Pdc 9,55 ×106 × = = 25734 ( Nmm) ndc 1485 • Moment xoắn trục I: T1 = 9,55 × 106 × P1 9,55 × 106 × 3,8 = = 72927 ( Nmm) n1 495 • Moment xoắn trục II: T2 = 9,55 ×106 × P2 9,55 × 106 × 3, 69 = = 274675 ( Nmm) n2 128 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần II • Moment xoắn trục III: T3 = 9,55 × 106 × P3 9,55 ×106 × 3,58 = = 739087 ( Nmm) n3 46 Bảng tổng hợp kết thông số cho hộp giảm tốc truyền đai Thông số Cơng suất (kW) Tỉ số truyền Số vịng quay (vòng/phút) Moment xoắn (Nmm) Động 1485 25734 Trục I 3,8 Trục II 3,69 3,88 485 72927 128 274675 Trục III 3,58 2,77 46 739087 Trục I Trục III Trục II Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V Trục II: Thông số đầu vào trục II: Cơng suất Số vịng quay Moment xoắn : 3,69 (kW) : 128 (vòng/phút) : 274675 (N/mm) o Tính sơ đường kính trục: Mx 274675 d sb = =3 ≈ 34 (mm) (7.1[1]) 0, 2[τ ]x 0, × 35 Theo tiêu chuẩn (trang 133[1]) ta chọn d = 40 (mm) , chọn ổ bi đỡ cỡ trung bình mang số hiệu 308 (bảng 14P[1]), với bề rộng ổ: B = 23( mm) o Xác định chiều dài trục dùng tính tốn: - e = 55 ( mm) - c = 75 ( mm) - d = 2(e + c) = 2(55 + 75) = 260 ( mm) o Các lực tác dụng: - Lực tác dụng vị trí hai bánh ngồi: P 2523 × 0,98 = 1236 ( N ) P 931 Lực hướng tâm: Pr12 = Pr22 = r ηbr = × 0,98 = 456 ( N ) 2 P 427 Lực dọc trục: Pa12 = Pa22 = a ηbr = × 0,98 = 209 ( N ) 2 Lực vòng: P21 = P22 = ηbr = - Lực tác dụng vị trí bánh giữa: 2M x × 9,55 × 106 × 3,58 = = 4920 ( N ) d 114 × 125 Lực hướng tâm: Pr = P × tgα = 4920 × tg 20o = 1790 ( N ) Lực vòng: P = o Tính moment tương đương theo thuyết bền IV tính lại đường kính trục điểm A, B, C, D, E Theo sơ đồ phân tích lực trang sau: - Tại A: M td = - Tại B: M td = 763752 + 2032802 + 0, 75 ×1402202 = 248810 ( Nmm) dB ≥ M td = 0,1[σ ] 248810 = 32,8 (mm) 0,1× 70 - Tại C: M td = 1434822 + 3877802 + 0, 75 × 1402202 = 430937 ( Nmm) dC ≥ M td = 0,1[σ ] 430937 = 39, 48 (mm) 0,1× 70 - Tại D: M td = 763752 + 2032802 + 0, 75 × 1402202 = 248801 ( Nmm) dD ≥ M td 248801 =3 = 32,8 (mm) 0,1[σ ] 0,1× 70 19 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V - Tại E: M td = Pa12 z x P21 A y Pr P22 r2 P B C P 55 Pa22 D 55 150 143482 E Pr22 76375 76375 24145 24145 Mx ( Nmm) My ( Nmm) 203280 203280 387780 Mz ( Nmm) 140220 140220 Sơ đồ phân tích lực trục II Dựa vào số liệu xuất phát từ yêu cầu lắp ghép tính cơng nghệ ta chọn thơng số trục II theo tiêu chuẩn (trang 133[1]), riêng thông số A ta chọn đường kính theo moment tương đương tính mặt cắt phía bên trái điểm B sơ đồ phân tích lực trục II Ta có: M td = 241452 + 2032802 + 0, 75 × 02 = 204709 ( Nmm) dA ≥ M td = 0,1[σ ] 204709 = 30,8 (mm) 0,1× 70 Từ ta chọn đường kính sau: d A = 35 (mm) d B = 40 (mm) dC = 45 (mm) d D = 40 (mm) d E = 35 (mm) 20 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V Trục III: Thông số đầu vào: Công suất Số vòng quay Moment xoắn : 3,58 (kW) : 46 (vòng/phút) : 739087 (N/mm) o Tính sơ đường kính trục: Mx 739087 d sb3 = =3 ≈ 47 (mm) 0, 2[τ ]x 0, × 35 Theo tiêu chuẩn (trang 133[1]) ta chọn d = 50 (mm) , chọn ổ bi đỡ cỡ trung bình mang số hiệu 310 (bảng 14P[1]), với bề rộng ổ: B = 27 (mm) o Xác định chiều dài trục dùng cho tính tốn (theo sơ đồ vẽ phác): - a = 130 ( mm) - b = 130 ( mm) - d = 90 ( mm) o Các lực tác dụng: - 2M x × 9,55 × 106 × 3,58 = = 4920 ( N ) 114 × 125 d Lực hướng tâm: Pr = P × tgα = 4920 × tg 20o = 1790 ( N ) Lực vòng: P = P z x y M A B 130 C Pr D 130 90 Mx ( Nmm) 116350 319800 My ( Nmm) 759465 Mz ( Nmm) Sơ đồ phân tích lực trục III 21 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V o Tính moment tương đương theo thuyết bền IV tính lại đường kính trục vị trí: A, B, C, D - Tại A: M td = - Tại B: M td = 1163502 + 3198002 + 0, 75 × 7594652 = 740540 ( Nmm) dB ≥ - Tại C: M td = 02 + 02 + 0, 75 × 7594652 = 657176 ( Nmm) dC ≥ - M td 740540 =3 = 47, 29 (mm) 0,1[σ ] 0,1× 70 M td 657176 =3 = 45, 46 (mm) 0,1[σ ] 0,1× 70 Tại D: M td = 02 + 02 + 0, 75 × 7594652 = 657176 ( Nmm) dD ≥ M td 657176 =3 = 45, 46 (mm) 0,1[σ ] 0,1× 70 o Theo số liệu tính tốn, tiêu chuẩn lắp ghép tính cơng nghệ, theo tiêu chuẩn (trang 133[1]) ta chọn kích thước trục sau: d A = 55 (mm) d B = 60 (mm) dC = 55 (mm) d D = 50 (mm) Kiểm nghiệm trục: Hệ số an tồn tính theo cơng thức sau: nσ nτ n= ≥ [n] (7.5[1]) nσ + nτ Với: o nσ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp: nσ = kσ σ −1 εσ β σ a +ψ σ σ m (7.6[1]) o nσ : hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp: nσ = kτ ετ β τ −1 τ a + ψ ττ m (7.6[1]) o σ −1 : giới hạn mỏi uốn σ −1 ≈ (0, ÷ 0,5)σ b o τ −1 : giới hạn mỏi xoắn τ −1 ≈ (0, ÷ 0,3)σ b o σ a : biên độ ứng suất pháp 22 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật σa = Phần V σ max − σ o τ a : biên độ ứng suất tiếp τ −τ τ a = max o σ m : trị số trung bình ứng suất pháp σ + σ σ m = max o τ m : trị số trung bình ứng suất tiếp τ +τ τ m = max Do ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên: τ a = τ m = πd τ max = Mx 2Wo bt (d − t ) (7.3a) 32 2d π d bt (d − t )2 − (7.3a) o Wo : moment cản xoắn Wo ≈ 16 2d 2σ − σ o o ψ σ : hệ số ứng suất ψ σ = −1 σo 2τ − τ o ψ τ : hệ số sức bền mỏi ψ τ = −1 o τo Dựa vào tiêu chuẩn vật liệu chế tạo trục bảng tra ta chọn số liệu sau: σ −1 (0, ữ 0,5) b = 0, 45 ì 600 = 270( Nmm2 ) o W : moment cản uốn W ≈ − τ −1 ≈ (0, ữ 0,3) b = 0, 25 ì 600 = 150( Nmm ) ψ σ ≈ 0,1 ψ τ ≈ 0,05 β =1 Theo bảng 7.4[1] ta chọn: ε σ = 0,86; ετ = 0,75 Theo bảng 7.8[1] ta chọn: kσ = 1,63; kτ = 1,5 Tập trung ứng suất lắp căng, chọn áp suất 30 ( Nmm ) , tra bảng 7-8[1] ta có: kσ εσ = 2,5 ⇒ ⎛k ⎞ = + 0,6 ⎜ σ − 1⎟ = 1,9 ετ ⎝ εσ ⎠ kτ 23 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V Bảng tổng hợp kết quả: Thông số Trục I Trục II Trục III Mặt cắt nguy hiểm M x (Nmm) M u (Nmm) W (bảng 7.3b[1]) Wo (bảng 7.3b[1]) C-C 72927 98976 2320 4970 40 C-C 274675 413474 7800 16740 48 B-B 759465 340308 18760 40000 16 7,3 8,2 9,5 2,7 10 2,6 2,25 7,2 2,1 6,75 6,2 4,56 σ a ( Nmm2 ) τ a = τ m ( Nmm2 ) nσ nτ n Ta thấy hệ số an toàn thỏa Các hệ số an toàn cho phép thường chọn từ 1,5 ÷ 2,5 II Thiết kế chọn then: Ở đây, chọn then theo TCVN cho tất mối ghép then Chọn tiết diện rãnh then theo TCVN 149 – 64 (bảng 7-23[1]) Chọn chiều dài then theo TCVN 150 – 64 (bảng 7-24[1]) Điều kiện bền dập mặt cạnh then làm việc tính theo công thức: σd = 2M x ≤ [σ ]d , ( N / mm ) dtl (7.11[1]) Điều kiện bền cắt then: τc = 2M x ≤ [τ ]c , ( N / mm ) dbl (7.12[1]) Theo bảng 7-20[1] 7-21[1] ta chọn: [σ ]d = 100 ( N / mm2 ) [τ ]c = 87 ( N / mm2 ) Trục I: Moment xoắn cần truyền: M x = 72927 ( Nmm) Ta lập bảng sau: Vị trí B C E d (mm) b × h (mm) 30 30 22 10 × 10 × 8× t (mm) 4,5 4,5 4, l (mm) σ d ( N / mm ) τ c ( N / mm ) 28 28 32 38, 38, 51,8 17, 17, 25,9 Vậy then trục I đảm bảo độ bền 24 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần V Trục II: Moment xoắn cần truyền: M x = 274675( Nmm) Ta lập bảng sau: Vị trí B C D d (mm) b × h (mm) 40 45 40 12 × 14 × 12 × t (mm) 4,5 5, 4,5 l (mm) σ d ( N / mm ) τ c ( N / mm ) 32 70 32 95, 34,9 95, 35, 12,5 l (mm) σ d ( N / mm ) τ c ( N / mm ) 70 55 65,8 98, 20,1 30, 35, Vậy then trục II đảm bảo độ bền Trục III: Moment xoắn cần truyền: M x = 759465( Nmm) Ta lập bảng sau: Vị trí B D d (mm) b × h (mm) 60 50 18 ×11 18 ×11 t (mm) 5,5 5,5 Vậy then trục III đảm bảo độ bền 25 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VI Phần VI: CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC I Chọn ổ lăn: Theo cấu tạo hộp giảm tốc, khơng có lực dọc trục nên ta chọn ổ bi đỡ dãy cho tất trục Trục I: 465,5 (N) 465,5 (N) A z D x 1384,3 (N) y 683,7 (N) Sơ đồ chọn ổ cho trục I o Phản lực A: FA = 465,52 + 1383, = 1460 ( N ) o Phản lực D: FD = 465,52 + 683, = 827 ( N ) Tính gối đỡ cho A A có lực lớn Xác định hệ số làm việc ổ lăn: C = Q(nh)0,3 Với: Q : tải trọng tương đương, (daN) Q = 146 (dnN ) n : số vòng quay, (vòng/phút) n = 485 h : thời gian phục vụ, (giờ) h = 19200 ⇒ C = 146(485 ×19200)0,3 = 17992 Tra bảng 14P[1], ứng với đường kính 25(mm) chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 305 Có: Đường kính ngồi : 62 (mm) Bề rộng ổ : 17 (mm) C : 27000 Trục II: 439 (N) 439 (N) A z E x 3696 (N) 3696 (N) y Sơ đồ chọn ổ cho trục II 26 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VI o Phản lực A: FA = 4392 + 36962 = 3722 ( N ) o Phản lực E: FE = 4392 + 36962 = 3722 ( N ) Tính gối đỡ cho A E Xác định hệ số làm việc ổ lăn: C = Q(nh)0,3 Với: Q : tải trọng tương đương, (daN) Q = 372, (dnN ) n : số vòng quay, (vòng/phút) n = 128 h : thời gian phục vụ, (giờ) h = 19200 ⇒ C = 372, 2(128 ×19200)0,3 = 30756 Tra bảng 14P[1], ứng với đường kính 35(mm) chọn ổ bi đỡ cỡ trung ký hiệu 307 Có: Đường kính ngồi : 80 (mm) Bề rộng ổ : 21 (mm) C : 40000 Trục III: 877 (N) 877 (N) A z C x 2411 (N) 2411 (N) y Sơ đồ chọn ổ cho trục III o Phản lực A: FA = 877 + 24112 = 2566 ( N ) o Phản lực C: FC = 877 + 24112 = 2566 ( N ) Tính gối đỡ cho A C Xác định hệ số làm việc ổ lăn: C = Q(nh)0,3 Với: Q : tải trọng tương đương, (daN) Q = 256, (dnN ) n : số vòng quay, (vòng/phút) n = 46 h : thời gian phục vụ, (giờ) h = 19200 ⇒ C = 256, 6(46 × 19200)0,3 = 15598 Tra bảng 14P[1], ứng với đường kính 50(mm) chọn ổ bi đỡ cỡ nhẹ, rộng vừa ký hiệu 110 Có: Đường kính ngồi Bề rộng ổ : 80 (mm) : 15 (mm) C : 25000 27 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VI II Nối trục đàn hồi: Nối trục đàn hồi gồm hai nửa nối trục lắp cố định với hai trục phận đàn hồi để ghép hai nửa nối trục với Ngoài khả bù sai lệch trục nhờ biến dạng chi tiết đàn hồi, nối trục đàn hồi cịn có thể: Giảm va đập chấn động Đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây nên Trong số trường hợp sử dụng nối trục đàn hồi làm tăng tuổi thọ cấu chịu tác động tải trọng động nhiều lần Trong ta sử dụng nối trục vịng đàn hồi có cấu tạo tương tự nối trục đĩa thay chốt có bọc vịng đàn hồi cao su Vật liệu làm nối trục: thép rèn 35 Vật liệu làm chốt: thép 45 thường hóa Nối trục vịng đàn hồi đơn giản dễ chế tạo giá rẻ nên dùng rộng rãi Tiến hành chọn thông số nối trục đàn hồi theo bảng 9.11[1] ta có: Đường kính trục (d) Đường kính đĩa (D) Chiều dài nối ( l ) Đường kính chốt ( d c ) : : : : 48(mm) 190(mm) 112(mm) 18(mm) Chiều dài chốt ( lc ) : 42(mm) Ren Số lượng chốt (Z) Đường kính ngồi vịng đàn hồi Chiều dài tồn vịng đàn hồi ( lv ) : : : : M 12 10 35(mm) 36(mm) Kiểm nghiệm sức bền dập vịng cao su (cơng thức 9.22[1]) σd = KM x ≤ [σ ]d ZDolv d c Với: - [σ ]d = ( N / mm2 ) - K = 1, : hệ số tải trọng động (bảng 9.1[1]) - M x = 739 ( Nm) - Do = D − = 190 − 36 = 154 (mm) ⇒ σd = ×1, 25 × 739 ×103 = 1,85 ( N / mm ) : thỏa điều kiện sức bền dập 10 ×154 ×18 × 36 Kiểm nghiệm sức bền uốn chốt (công thức 9.23[1]) σu = KM x lc ≤ [σ ]u , chọn [σ ]u = (60 ÷ 80) N / mm 0,1ZDo d c3 σu = 1, 25 × 739 × 103 × 42 = 43, ( N / mm ) : thỏa điều kiện sức bền uốn 0,1×10 × 154 × 183 28 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VII Phần VII CHỌN THÂN MÁY, BULÔNG, CÁC CHI TIẾT MÁY, BÔI TRƠN VÀ DUNG SAI LẮP GHÉP I Cấu tạo vỏ hộp: Chọn vỏ hộp đúc, vật liệu làm vỏ hộp gang xám Để đảm bảo cho công nghệ chế tạo lắp ráp, ta chia vỏ hộp thành hai phần: nắp thân Mặt phân chia phải qua đường tâm trục, thân nắp hộp ghép với bulơng, mặt bích lắp ghép phải gia cơng phẳng Phần nắp có cửa để quan sát ăn khớp sau lắp ráp rót dầu bơi trơn, có lổ thơng lổ lắp bulơng vịng để việc di chuyển hộp giảm tốc dễ dàng Phần thân có thước đo dầu bôi trơn, phần đáy phải đúc cho nghiêng 1o ÷ 2o để việc tháo dầu dễ dàng thuận tiện Kích thước vỏ hộp: Bảng 10.9[1] cho phép ta xác định kích thước phần tử cấu tạo nên vỏ hộp sau: Chiều dày thành thân hộp Chiều dày thành nắp hộp Chiều dày mặt bích thân Chiều dày mặt bích nắp Chiều dày đáy hộp khơng có phần lồi Chiều dày gân thân hộp Chiều dày gân nắp hộp Chiều dày phần bích đáy Đường kính bulơng Đường kính bulơng cạnh ổ Đường kính bulơng ghép nắp vào thân Đường kính bulơng ghép nắp ổ Đường kính bulơng ghép nắp cửa thăm : : : : : : : : : : : : : (mm) (mm) 15 (mm) 13 (mm) 10 (mm) (mm) (mm) 20 (mm) 20 (mm) 16 (mm) 10 (mm) (mm) (mm) Với khoảng cách trục 144 x 214 tra bảng 10.11a[1] 10.11b[1] ta chọn bulơng vịng M16 với số lượng Chọn sơ chiều dài hộp L = 600 (mm) Chọn sơ chiều rộng hộp B = 350 (mm) Số lượng bulông n: n = L+B 600 + 350 = 3,8 Chọn n = = 200 ÷ 300 250 II Bôi trơn hộp giảm tốc: Bôi trơn truyền bánh răng: vận tốc nhỏ nên ta chọn phương pháp ngâm bánh hộp dầu, mức dầu thấp phải ngập chân bánh dẫn trục I, có hao phí lượng lực cản dầu, nhiên vận tốc bánh hộp nhỏ (v = 0,785m/s) nên hao phí khơng đáng kể 29 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VII Theo bảng 10.17[1] chọn độ nhớt dầu bôi trơn bánh 116 centistốc 16 độ Engle theo bảng 10.20[1] chọn loại dầu AK20 Bôi trơn ổ lăn: phận ổ bơi trơn mỡ, vận tốc truyền bánh thấp nên dầu khơng thể bắn tóe lên ổ Ta dùng mỡ loại T ứng với nhiệt độ làm việc từ 60o C ÷ 100o C vận tốc 1500 vòng/phút (bảng 8.28) Lượng mỡ chứa 2/3 chổ trống phận ổ III Dung sai lắp ghép: Căn vào yêu cầu làm việc chi tiết hộp giảm tốc ta chọn kiểu lắp ghép sau: Dung sai ổ lăn: Vịng ổ lăn chịu tải tuần hồn, lắp ghép theo hệ thống lổ Để vịng ổ khơng trượt bề mặt trục làm việc nên ta chọn mối ghép trung gian có độ dơi nhỏ h6 theo hệ thống trục Vịng ngồi lắp theo hệ thống lổ, vịng ngồi khơng quay nên chịu tải cục bộ, để ổ dịch chuyển dọc trục lượng nhỏ làm việc, nhiệt độ tăng trình làm việc nên chọn kiểu lắp trung gian H7 Dung sai lắp ghép bánh bánh đai: Bộ truyền chịu tải va đập nhẹ, mối lắp không yêu cầu phải tháo lắp thường xuyên nên chọn kiểu lắp H7/m6 Lắp ghép nắp ổ thân: Do mối lắp cần tháo lắp dễ dàng điều chỉnh nên chọn kiểu lắp lỏng H7/e8 Lắp ghép vòng chắn dầu trục: Để dễ dàng tháo lắp ta chọn kiểu lắp trung gian H7js6 Lắp chốt định vị: Chọn kiểu lắp chặt đảm bảo độ đồng tâm cao không bị ứng suất: H7u8 Lắp ghép then: Theo chiều rộng chọn kiểu lắp trục P9/h9 Trên chi tiết máy bánh răng, khớp nối chọn kiểu lắp Js9/h9 Theo chiều cao sai lệch giới hạn kích thước then h11 Theo chiều dài sai lệch giới hạn kích thước then h14 IV Chọn chi tiết máy phụ khác: Nắp ổ lăn: o Chọn kích thước nắp ổ: Dựa theo đường kính vịng ngồi ổ bảng 10-10b [1], ta chọn kích thước nắp, bề dày nắp ổ xác định theo bề dày vỏ hộp giảm tốc o Tác dụng nắp ổ lăn: Cố định trục theo phương dọc trục: Để cố định trục theo phương dọc trục dùng nắp ổ lăn điều chỉnh khe hở ổ kim loại nắp ổ thân hộp giảm tốc, nắp ổ lắp với thân hộp giảm tốc vít, loại dễ chế tạo dễ lắp ghép 30 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần VII Che kín ổ lăn: Để che kín đầu trục ra, tránh xâm nhập bụi bặm tạp chất vào ổ, ngăn mỡ chảy ngoài, dùng loại vòng phớt đơn giản ( bảng 8-29 trang 203 [1]) Vịng phớt: Có tác dụng ngăn không cho dầu mỡ chảy ngồi hộp giảm tốc ngăn khơng cho bụi từ bên ngồi vào bên hộp giảm tốc Chọn vịng phớt theo tiêu chuẩn ISO 6194 Vòng chắn dầu: Có tác dụng khơng cho dầu mỡ tiếp xúc Chốt định vị: Có tác dụng định vị xác vị trí nắp thân hộp giảm tốc, dùng chốt định vị mà xiết bu lơng khơng làm biến dạng vịng ngồi ổ, loại trừ nguyên nhân làm ổ chóng hỏng giúp cho việc lắp ghép hộp giảm tốc dễ dàng Chốt định vị dùng chốt côn theo ISO 2339 làm thép CT3 Nắp cửa thăm: Có tác dụng để kiểm tra, quan sát chi tiết máy hộp giảm tốc lắp ghép đổ dầu vào hộp, quan sát an khớp bánh Cửa thăm đậy nắp Nắp cửa thăm chế tạo kết hợp với phận thông tay cầm Kích thước nắp cửa thăm lấy theo tiêu chuẩn bảng 10-12[2] Bulong tách nắp thân: o Dùng để tách nắp thân o Chọn bulong M10 x 40 tiêu chuẩn ISO 4014 Que thăm dầu: o Là chi tiết dùng để kiểm tra mức dầu hộp giảm tốc o Kích thước chọn theo tiêu chuẩn (trang 289 [2]) Nút tháo dầu: o Dùng tháo dầu cũ, bẩn khỏi hộp giảm tốc o Chọn loại nút theo tiêu chuẩn DIN 910, kích thước M20 x 31 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm_ Thiết Kế Chi Tiết Máy _ Nhà xuất giáo dục, 2005 Nguyễn Hữu Lộc _ Cơ sở Thiết Kế Máy _ Nhà xuất đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 2004 Phan Thị Bích Nga _ Bài tập Cơ Ứng Dụng _ Nhà xuất đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 2003 Trần Hữu Quế _ Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, tập _ Nhà xuất giáo dục, 2004 Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn _ Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, tập hai _ Nhà xuất giáo dục, 2004 Nguyễn Bá Dương, Nguyễn Văn Lẫm, Hoàng Văn Ngọc, Lê Đắc Phong _,Tập Bản Vẽ Chi Tiết Máy _ Nhà xuất Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1978 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật MỤC LỤC Tên Trang Phần I Tìm hiểu hệ thống dẫn động thùng trộn Phần II Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống Phần III Thiết kế truyền đai thang Phần IV Thiết kế truyền bánh Phần V Thiết kế trục chọn then 16 Phần VI Chọn ổ lăn nối trục 26 Phần VII Chọn thân máy, bulông, chi tiết máy, bôi trơn dung sai 29 ... 5: Thiết Kế Hệ Thống Dẫn Động Thùng Trộn Phương án số: T T1 T2 t t1 Hình 1: Sơ đồ hệ thống dẫn động t2 Hình 2: Sơ đồ tải Hệ thống dẫn động thùng trộn (Hình 1) bao gồm: 1: Động điện pha không đồng... tài liệu thiết kế (thuyết minh vẽ) Giáo viên hướng dẫn duyệt ký tên Bảo vệ Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật Phần I Phần I TÌM HIỂU HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Khái niệm: Hệ thống thùng trộn hệ thống chuyên... Nội, 1978 Đồ án Thiết Kế Kỹ Thuật MỤC LỤC Tên Trang Phần I Tìm hiểu hệ thống dẫn động thùng trộn Phần II Xác định công suất động phân phối tỉ số truyền cho hệ thống Phần III Thiết kế truyền đai