Đồ án thiết kế trình bày chi tiết cụ thể quá trình tính toán, thiết kế hộp giảm tốc hai cấp côntrụ. Đồ án trình bày đầy đủ, chi tiết các bước từ tính toán chi tiết máy trong bộ truyền như bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng, tính toán thiết kế trục,... cụ thể với bản vẽ CAD kèm theo.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN: THIẾT KẾ MÁY oOo ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN” Tp Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 10 năm 2019 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG .2 LỜI NÓI ĐẦU YÊU CẦU THIẾT KẾ .4 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG Bảng Số liệu yêu cầu thiết kế 4 LỜI NÓI ĐẦU Trong sống bắt gặp hệ thống truyền động khắp nơi nói đóng vai trị định sống sản xuất Đối với hệ thống truyền động thường gặp nói hộp giảm tốc phận thiếu Đồ án thiết kế hệ thống truyền động khí giúp củng cố lại kiến thức học môn Nguyên Lý Máy , Chi Tiết Máy , Vẽ Kỹ thuật Cơ khí , giúp sinh viên có nhìn tổng quan việc thiết kế khí Cơng việc thiết kế hộp giảm tốc giúp hiểu kỹ có nhìn cụ thể cấu tạo chức chi tiết máy Thêm vào trình thực sinh viên bổ sung hoàn thiện kỹ vẽ kỹ cần thiết với kỹ sư khí Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vũ Thịnh bạn khoa khí giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Với kiến thức kỹ cịn non yếu, thiếu sót điều tránh khỏi Em mong nhận ý kiến góp ý chân thành từ quý thầy để đồ án hồn thiện Sinh viên thực Nguyễn Văn Phương YÊU CẦU THIẾT KẾ THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm: 1- Động điện pha không đồng bộ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc cấp bánh côn trụ; 4- Bộ truyền xích ống lăn; 5- Thùng trộn (Quay chiều, tải va đập nhẹ, ca làm việc giờ) Bảng số liệu: Công suất thùng trộn P, kW Số vòng quay trục thùng trộn n, vg/ph 80 Thời gian phục vụ L, năm Số ngày làm việc/năm Kng, ngày Số ca làm ngày, ca 160 t1 19 t2 11 T1 T T2 0,7T Bảng Số liệu yêu cầu thiết kế CHƯƠNG 1: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 1.1 Tính tốn chọn động Xác định công suất chọn động điện cho hệ thống dẫn động giai đoạn quan trọng cho trình thiết kế phận khác Chúng ta cần chọn loại động có công suất phù hợp với hệ thống không thừa cơng suất (đảm bảo tính kinh tế tiết kiệm lượng), khơng thiếu (đảm bảo an tồn hiệu cho hệ thống) - Công suất phận công tác (thùng trộn): Pct = 6kW - Hiệu suất chung cho hệ thống: ηch= ηkn.η4ôl ηbrc ηbrt ηx Trong đó: ηkn =0,98 : hiệu suất khớp nối (đàn hồi) ηôl = 0,99 : hiệu suất cặp ổ lăn (có cặp) ηbrc=0,96 : hiệu suất truyền bánh (che kín) ηbrt = 0,97 : hiệu suất truyền bánh trụ(che kín) ηx = 0,92 : hiệu suất truyền xích ⇒ ηch=0,98 (0,99)4 0,96.0,97.0,92 =0,8065 - Do tải trọng thay đổi nên ta tính cơng suất tương đương động cơ: ỉT t ữ ồi=1 ỗỗỗốTi ữ ữ ứi Ptd = Pct åt 2 ỉT ÷ ỉ0,7T ÷ ỗ ỗ 19 + 11 ữ ữ ỗ ỗ çT ÷ ç T ÷ è ø è ø =6 = 5,41kW 19 +11 i i=1 -Công suất lớn cần thiết trục động cơ: Pcth = Pct 5,41 = = 6,708kW hch 0,8065 Theo quy cách chọn động cơ, cơng suất số vịng quay đồng ïìï P ³ Ptd í động thỏa mãn điều kiện : ïïỵ ndb ; nsb -Xác định số vòng quay đồng động cơ: Từ bảng 3.2 [1], chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh côn-trụ cấp uh=8, tỷ số truyền truyền xích ux=2 Số vịng quay sơ động tính theo cơng thức: nsb=nlv.ut Trong đó: nlv=80 vg/ph số vòng quay việc trục thùng trộn ut =uh.ux tỷ số truyền toàn hệ thống truyền động Suy ra: nđb=80.(8.2)=1280 vg/ph Chọn số vòng quay đồng động ndb=1500 vg/ph -Theo bảng P1.3[2] với Pcth = 6,708kW nđb=1280 vg/ph ta chọn động 4A132S4Y3 có thơng số sau: Công suất P(kW) Ký hiệu 4A132S4Y3 Vận tốc quay n(v/ph) (%) cosϕ TK Tdn Tmax Tdn 1455 87,5 0,82 2,0 2,2 7,5 Bảng Thông số động chọn 1.2 Phân phối tỷ số truyền -Tỉ số truyền chung ut hệ dẫn động xác định lại sau chọn động cơ: ut = ndc 1455 = = 18,1875 nlv 80 - Chọn tỉ số truyền cặp bánh hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn uh = (trong ubrc=2,5; ubrt=3,2) tỉ số truyền truyền xích ux tốn lại ux = 1.2.1 tính ut 18,1875 = = 2,27 uh Tính công suất trục - Trục công tác: Pct=6kW -Trục III: -Trục II: P3 = P2 = Pct = = 6,5872kW hol hx 0,99.0,92 P3 6,5872 = = 6,8595kW hol hbrt 0,99.0,97 P1 = -Trục I: P2 6,8595 = = 7,2175kW hol hbrc 0,99.0,96 Pdc = -Trục động cơ: 1.2.2 Tính số vịng quay trục n1 = -Trục I: -Trục II: -Trục III: ndc 1455 = = 1455 ukn (vg/ph) (hiệu suất khớp nối ukn=1) n2 = n1 1455 = = 582 u1 2,5 (vg/ph) n3 = -Trục công tác: 1.2.3 P1 7,2175 = = 7,432kW hol hkn 0,99.0,98 n2 727,5 = = 181,875 u2 3,2 (vg/ph) nct = 80 (vg/ph) Tính momen xoắn trục 9,55.103.Pdc 9,55.103.7,432 Tdc = = = 48,83Nm n 1455 -Trục động cơ: dc 9,55.103.P1 9,55.103.7,2175 T1 = = = 47,3757 Nm n 1455 -Trục I: 9,55.103.P2 9,55.103.6,8595 T2 = = = 112,565 Nm n 727,5 -Trục II: 9,55.103.P3 9,55.103.6,5872 T3 = = = 345,906 Nm n 181,875 -Trục III: 9,55.103.Pct 9,55.103.6 Tct = = = 716,25Nm nct 80 -Trục công tác: Trục Độn Côn 10 L= 60.n1.L h 60.1455.23040 = = 2011,4 (triệu vòng quay) 106 106 -Khả tải động tính tốn Cd = Q E m L = 2560,3.10/3 2011,4 = 25081,2N = 25,081 kN < C = 29,6kN Vậy để đảm bảo khả tải động ta chọn ổ cở trung, ký hiệu 7305, có thơng số (bảng P2.11 [2]) d=25mm, D=62mm, C=29,6kN, C 0=20,9kN, góc tiếp xúc 〈=13,50 5.1.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Theo bảng 11.6[2], với ổ đũa côn XO=0,5; YO=0,22.cotg(〈)=1,1 Khả tải tĩnh: Q t = X O Fr1 + YO Fa = 0,5.2796,7 + 1,1.172,2 = 1588,8 < Fr1 Vậy Qt=Fr1=2796,7N Fs1 Do đó: Fa1= ∑Fa1 =1193,4 N -Xác định X Y Fa0 762,8 = =0,3e Xét tỉ số: VFr1 1.1780,4 (vì vịng quay nên V=1) Suy X=0,4; Y=0,4.cotgα=0,4.cotg(13,670)=1,05 (Bảng 11.4[2]) -Tải trọng quy ước ổ ổ 1: Q0 = ( XVFr0 + YFa0 ) K t Kd = ( 1.1.2519,2 + 0.762,8) 1.1 = 2519,2N Q1 = ( XVFr1 + YFa1 ) K t Kd = ( 0,4.1.1780,4 + 1,05.1193,4 ) 1.1 = 1962,0 N đó: Kt hệ số kể đến ảnh hưởng nhiệt độ, K t=1 nhiệt độ 105oC 53 Kd hệ số kể đến đặc tính tải trọng, Kd=1 (tra bảng 11.3[2]) Như cần tính cho ổ ổ chịu lực lớn -Do tải trọng thay đổi theo chu kỳ nên ta tính tải trọng động tương đương: Q E = Q EO = m ∑Q L ∑L m i i = 2519,2.10/3 i 19 11 + (0,7)10/3 = 2306,3N 30 30 (với ổ đũa m=10/3) -Tuổi thọ ổ tính triệu vịng quay: L= 60.n L h 60.582.23040 = = 804,6 (triệu vòng quay) 106 106 -Khả tải động tính tốn Cd = Q E m L = 2306,3.10/3 804,6 = 17162,3N = 17,16kN < C = 29, 8kN Rõ ràng khả tải động thừa nhiều, chọn cỡ ổ nhẹ hơn, ta chọn ổ đũa côn cỡ đặc biệt nhẹ có ký hiệu 2007106, theo bảng P2.11[2] với d=30mm, C=23,5kN, C0=19,9kN, đường kính ngồi D=55mm, chiều rộng ổ B=16mm 5.2.2 Kiểm nghiệm khả tải tĩnh Theo bảng 11.6[2], với ổ đũa côn XO=0,5; YO=0,22.cotg(〈)=1,38 Khả tải tĩnh: Q t = X O Fr0 + YO Fa = 0,5.2519,2 + 1,38.762,8 = 1852,2 < Fr0 Vậy Qt=Fr0=2519,2N