Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor phần 1 docx

Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động.. Tính toán thiết kế các chi tiết máy: - Tính toán các bộ truyền hở đai, xích hoặc bánh răng; - Tính các bộ tr

ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

Thời gian phục vụ, L = 6 (năm);

Quay một chiều, làm việc hai ca, tải va đập nhẹ(1 năm làm việc 300 ngày, 1 ca làm việc 8 giờ)

t1 = 28 giây ; t2 = 60 giây

YÊU CẦU

- 01 thuyết minh;bản vẽ lắp 3D của hệ thống; 01 bản vẽ lắp (bản in); 01 bản vẽ chi tiết; các file tính toán và kết quả

- Tất cả dữ liệu được lưa vào 1 đĩa CD

NỘI DUNG THUYẾT MINH

1 Tìm hiểu hệ thống truyền động máy;

2 Xác định công suất động cơ và phân bố tỉ số truyền cho hệ thống truyền động

3 Tính toán thiết kế các chi tiết máy:

- Tính toán các bộ truyền hở (đai, xích hoặc bánh răng);

- Tính các bộ truyền trong hộp giảm tốc (bánh răng, trục vít);

- Vẽ sơ đồ lực tác dụng lên các bộ truyền và tính giá trị các lực;

- Tính toán thiết kế trục và then;

- Chọn ổ lăn và nối trục;

- Chọn thân hộp, bu lông và các chi tiết phụ khác;

4 Chọn dầu bôi trơn, bảng dung sai lắp ghép;

5 Mô phỏng chuyển động của bộ truyền (bằng Inventor);

6 Tài liệu tham khảo

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày … Tháng … Năm 2012

Giáo viên hướng dẫn:

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại Vì vậy, việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong công cuộc hiện đại hoá đất nước Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.

Để nắm vững lý thuyết và chuẩn bị tốt trong viểc trở thành một người kỹ sư trong tương lai Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí trong ngành cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên ngành cơ khí làm quen với những kỹ năng thiết kế, tra cứu và sử dụng tài liệu được tốt hơn, vận dụng kiến thức đã học vào việc thiết kế một hệ thống cụ thể Ngoài ra môn học này còn giúp sinh viên củng cố kiến thức của các môn họcđã học trong các môn học như Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; và giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí.

Trong cuộc sống ta có thể bắt gặp hệ thống truyền động ở khắp nơi, có thể nói

nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như sản xuất Đối với các hệ thống truyền động thường gặp thì hộp giảm tốc là một bộ phận không thể thiếu - một trong những bộ phận điển hình mà công việc thiết kế giúp chúng ta làm quen với các chi tiết cơ bản như bánh răng, ổ lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện các sinh viên có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng vẽ, tính toán Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.

Em chân thành cảm ơn thầy Thạc Sĩ NGUYỄN MẠNH TIẾN, các thầy cô và

các bạn trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong nhận được ý kiến từ thầy cô và các bạn

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Đình Thi

PHẦN I CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

1.1 Công suất cần thiết

Gọi: P là công suất tính toán trên trục máy công tác ( KW )

Pct là công suất cần thiết trên trục động cơ ( KW )

hlà hiệu suất truyền động

Tac ó : P ct=β P

η(1)

Trong đó : β- hệ số đẳng trị.

η=η kn η br2 η ol4 η x

hkn = 0,99 – Hiệu suất khớp nối đàn hồi

hbr = 0,97 – Hiệu suất bộ truyền bánh răng

hol = 0,99 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn

hx = 0,95 – Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn

P ct=β P t

η =

0,9.6,5

Vậy là ta cần chọn động cơ điện có: P đ m ≥ P ct

Chọn: ux = 4: - Tỷ số truyền của bộ truyền xích;

uh = 16: - Tỷ số truyền hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp

Vậy: Tỉ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động là:

ut = ux.uh = 4.16 = 64

Số vòng quay sơ bộ của động cơ:

nsb = nlv.ut = 42.64 = 2688 (v/ph)

Động cơ phải có P đ m ≥ P ct: kết hớp các kết quả trên, tra (bảng P1.2) ta tìm được động cơ

của động cơ: ndc = 2900 v/ph ( sách tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí – tập 1; trang 235)

1.3 Công suất động cơ trên các trục

P dctt= P I

η ol η kn=

7,495

Công suất này lớn hơn công suất định mức của động cơ nên không thỏa mãn

u2- Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm

Vậy tỷ số truyền của bộ truyền xích:

1.6 Xác định mômen xoắn trên các trục

- Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức :

PHẦN II THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH

2.1 Chọn loại xích:

Công suất trên đĩa xích nhỏ của bộ truyền xích chính là công suất trên trục 3:

P III = 6,911(Kw), với số vòng quay đĩa xích nhỏ n III =183 (vòng/phút)

Vì số vòng quay thấp, tải trọng va đập nhẹ nên ta chọn loại xích ống con lăn

2.2 Thông số bộ truyền:

Theo bảng 5.4 Tài liệu (*), với u=4,35, chọn số răng đĩa xích nhỏ z1=22, do đó số răng đĩa xích lớn

z2=z1 u x=22.4,35=96<zmax=120Theo công thức (5.3) tài liệu (*), công suất tính toán:

P t=P III k k z k n=6,911.1,95 1,136 1,09=16,68 kwTrong đó: với z1 = 22, kz = 25/22 = 1,136; với n01= 200 (vg/ph), kn=n01/nIII=200/183,1 = 1,09

Theo công thức (5.4) và bảng 5.6 Tài liệu (*):

k =k0 k a k đ c k đ k c k kt=1.1.1 1,2.1,25 1,3=1,95Với: k0 = 1: đường tâm của xích làm với phương nằm ngang 1 góc < 400

ka = 1: khoảng cách trục a=(3050)pc

kđc = 1: điều chỉnh bằng 1 trong các đĩa xích

kđ = 1,2: tải trọng động va đập nhẹ

kc = 1,25: làm việc 2 ca 1 ngày

kbt = 1,3: môi trường có bụi, chất lương bôi trơn II (đạt yêu cầu)

Theo bảng 5.5 Tài liệu (*) với n01 = 200 (vng/ph), chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích

P t<[P]=19,3 kwĐồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc = 31,75mm < pmax

- kđ = 1,2 (Tải trọng va đập nhẹ, tải trọng mở máy bằng 150% tải trọng làm việc).

- Lực căng do lực li tâm: FV = q.v2 = 3,8.2,132 = 17N;

- F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.4.3,8.1,251 = 186,5N (Với kf=4 khi bộ truyền nằm ngang nghiêng

d2 = p/sin(π/z2) = 31,75/sin(π/96) = 970mm.(Đường kính vòng chia)

da1 = p[0,5+cotg(π/z1)] = 236,7mm;

da2 = p[0,5+cotg(π/z2)] = 985,7mm (Đường kính vòng đỉnh răng)

df1 = d1 - 2r = 223 – 2.19,05 = 185mm và df2 = d2 - 2r = 970 - 2.19,05 = 932 (với bán kính

Xác định lực tác dụng lên trục:

F r=k x F t=1,15.3244=3730 N

Với k x =1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc < 40 0

2.5 Tính toán và kiểm bền trên Inventor

Vào môi trường lắp ghép Assemble và lấy ra 2 cái trục để làm trục lắp bánh xích Ta đặt chúng cách nhau 1258mm (khoảng cách 2 bánh xích)

Khởi động Modull Design Acclerator chọn Design Roller Chains có giao diện như sau:

Vào Chain chọn loại xích Roller chain 20A-1-142 với bước xích là 31,75,khối lượng xích

là 3,7kg/m Chọn mặt phẳng làm việc cho bộ truyền (Select Chains Mid Plane) Mặt này là mặt phẳng đối xứng của bộ truyền (mặt giữa), nhập giá trị cho mặt làm việc offset với mặt vừa chọn, điền vào ô Mid Plane Offset Chọn xích đơn điền vào ô Number of Chain Strands k = 1

Tiếp theo là chọn trục làm việc cho từng bánh xích.

Kế bên ô bánh xích là ô vị trí, bấm nút mũi tên hướng xuống sẽ được như hình trên

Fixed position by coordinates là chọn theo vị trí xác định

Fixed position by selected geometry là chọn vị trí theo đối tượng có sẳn trong assembly

Free sliding position là vị trí trượt tự do ( dùng cho bánh tự do)

Ta chọn cho cả hai bánh xích là Fixed position by selected geometry

Tiếp theo là chọn thông số cho bánh xích 1: bấm vào Roller Chain Sprocket 1 và chọn số răng là 22 tại Teeth

Chọn thông số cho bánh xích 2: bấm vào Roller Chain Sprocket 2 và chọn số răng là 96 tại Teeth.

Chuyển qua tab Calculation, nhập thông số cho bộ truyền: công suất tại ô Power P = 6,911Kw; vận tốc Speed n = 183 vòng/phút Efficiency = 0,95.

Sau đó nhấn Calculate, rồi quay lại tab Design trong khung Sprokets chọn cho trục bánh xích 2: Free sliding position là vị trí trượt tự do

Chuyển tiếp sang tab Calculation nhấn Calculate rồi Ok Được kết quả bộ truyền:

Kết quả tính toán như sau:

Chain construction factor φ 1.000 ul

Sprocket 1 properties: Toothed sprocket

Height of tooth above pitch

Sprocket 2 properties: Toothed sprocket

Height of tooth above pitch

Power correction factors

Chain power rating

Results

Chain service life for specified