Đồ án Truyền động cơ khí: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

Đồ án trình bày chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền; tính toán thiết kế chi tiết máy; mời các bạn cùng tham khảo đồ án để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu.

Quay m t chi u, làm vi c hai ca, t i va đ p nh ộ ề ệ ả ậ ẹ

(1 năm làm vi c 250 ngày, ngày làm 2 ca,1 ca làm vi c 8 gi )ệ ệ ờ

Ch  đ  t i:tế ộ ả 1=15,t2=36,t3=49,T1=T,T2=0.3T,T3=0.3T

M C L C Ụ Ụ

M c l c   ụ ụ 3

L i nói đ u  ờ ầ 4

PH N I: CH N Đ NG C  VÀ PHÂN PH I T  S  TRUY N Ầ Ọ Ộ Ơ Ố Ỷ Ố Ề 5

I.1 Ch n đ ng c ọ ộ ơ 5

I.2 Phân ph i t  s  truy n ố ỷ ố ề 6

PH N II: TÍNH TOÁN THI T K  CHI TI T MÁY Ầ Ế Ế Ế 8

II.1 Thi t k  b  truy n đai thang ế ế ộ ề 8

II.2 Thi t k  b  truy n bánh răng ế ế ộ ề 12

II.3 Thi t k  tr c ế ế ụ 25

II.4 Tính toán ch n  ọ ổ 39

II.5 Thi t k  v  h p gi m t c  ế ế ỏ ộ ả ố 45

II.6 Các chi ti t ph   ế ụ 47

II.7 B ng dung sai l p ghép  ả ắ 51

Tài li u tham kh o ệ ả   54

L I NÓI Đ U: Ờ Ầ

Thi t k  và phát tri n nh ng h  th ng truy n đ ng là v n đ  c t lõi trong ế ế ể ữ ệ ố ề ộ ấ ề ố  

c  khí. M t khác, m t n n công nghi p phát tri n không th  thi u m t n n c ơ ặ ộ ề ệ ể ể ế ộ ề ơ   khí hi n đ i. Vì v y, vi c thi t k  và c i ti n nh ng h  th ng truy n đ ng là ệ ạ ậ ệ ế ế ả ế ữ ệ ố ề ộ   công vi c r t quan tr ng trong công cu c hi n đ i hoá đ t n ệ ấ ọ ộ ệ ạ ấ ướ c. Hi u bi t, ể ế  

n m v ng và v n d ng t t lý thuy t vào thi t k  các h  th ng truy n đ ng là ắ ữ ậ ụ ố ế ế ế ệ ố ề ộ  

nh ng yêu c u r t c n thi t đ i v i sinh viên, k  s  c  khí ữ ầ ấ ầ ế ố ớ ỹ ư ơ

Trong cu c s ng ta có th  b t g p h  th ng truy n đ ng   kh p n i, có th ộ ố ể ắ ặ ệ ố ề ộ ở ắ ơ ể   nói nó đóng m t vai trò quan tr ng trong cu c s ng cũng nh  s n xu t.Đ i v i ộ ọ ộ ố ư ả ấ ố ớ   các h  th ng truy n đ ng th ệ ố ề ộ ườ ng g p thì h p gi m t c là m t b  ph n không ặ ộ ả ố ộ ộ ậ  

th  thi u ể ế

Đ  án thi t k  h  th ng truy n đ ng c  khí giúp ta tìm hi u và thi t k  h p ồ ế ế ệ ố ề ộ ơ ể ế ế ộ  

gi m t c, qua đó ta có th  c ng c  l i các ki n th c đã h c trong các môn h c ả ố ể ủ ố ạ ế ứ ọ ọ  

nh  Nguyên lý máy, Chi ti t máy, V  k  thu t c  khí , và giúp sinh viên có cái ư ế ẽ ỹ ậ ơ   nhìn t ng quan v  vi c thi t k  c  khí.H p gi m t c là m t trong nh ng b ổ ề ệ ế ế ơ ộ ả ố ộ ữ ộ  

ph n đi n hình mà công vi c thi t k  giúp chúng ta làm quen v i các chi ti t c ậ ể ệ ế ế ớ ế ơ  

b n nh  bánh răng,   lăn,…Thêm vào đó, trong quá trình th c hi n các sinh viên ả ư ổ ự ệ  

có th  b  sung và hoàn thi n k  năng v  AutoCad, đi u r t c n thi t v i m t ể ổ ệ ỹ ẽ ề ấ ầ ế ớ ộ   sinh viên c  khí ơ

Em chân thành c m  n th y ThS.Nguy n Văn Th nh, các th y cô và các b n ả ơ ầ ễ ạ ầ ạ   khoa c  khí đã giúp đ  em r t nhi u trong quá trình th c hi n đ  án ơ ỡ ấ ề ự ệ ồ

V i ki n th c còn h n h p, vì v y thi u sót là đi u không th  tránh kh i, em ớ ế ứ ạ ẹ ậ ế ề ể ỏ  

r t mong nh n đ ấ ậ ượ c ý ki n t  th y cô và các b n ế ừ ầ ạ

      Sinh viên th c hi n: ự ệ

    Hoàng Quang Minh

Ch n  (theo b ng 3.2 tài li u [3] )ọ ả ệ

Ch n đ ng c    (tra b ng P1.1 tài li u [1] )ọ ộ ơ ả ệ

I.2. PHÂN PH I T  S  TRUY N Ố Ỉ Ố Ề

T  s  truy nỉ ố ề 3 5.73 2.21

PH N II: Ầ

II.1 THI T K  B  TRUY N ĐAI Ế Ế Ộ Ề

Theo (hình 4.22 ­ trang 152­tài li u [3] ) ch n s  hi u đai là A. ệ ọ ố ệ

Tính l i t  s  truy n u:ạ ỉ ố ề

Sai l ch 3.8% nên ch p nh n đệ ấ ậ ược

4. Kho ng cách tr c nh  nh tả ụ ỏ ấ

Xác đ nh theo công th c:ị ứ

2(d1+d2) ≥ a ≥ 0.55(d1+d2) + h2(140+400) ≥ a ≥ 0.55(140+400) + 8

1080 ≥ a ≥ 305

Ch n s  b : a=dọ ơ ộ 2=400mm

5. Chi u dài tính toán c a đai:ề ủ

Theo b ng 4.3 ( tài li u [3] ) ch n L=1600mm=1.6m theo tiêu chu n.ả ệ ọ ẩ

6. S  vòng ch y c a đai trong m t giây:ố ạ ủ ộ

7. Tính toán l i kho ng cách tr c a:ạ ả ụ

H  s   nh hệ ố ả ưởng đ n t  s  truy n u: Cế ỉ ố ề u=1.14 vì u=3>2.5

H  s   nh hệ ố ả ưởng đ n s  dây đai Cế ố z ta ch n s  b  b ng 0.95 (ch n z=2­3)ọ ơ ộ ằ ọ

H  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng ch  đ  t i tr ng: Cế ộ ả ọ r=0.7

H  s  xét  nh hệ ố ả ưởng chi u dài đai:ề

Theo đ  th  hình 4.21c (t ài li u [3] ) ta ch n [Pồ ị ệ ọ o] =2.3 khi d = 140mm đai lo i A.ạ

S  dây đai đố ược xác đ nh theo công th c:ị ứ

Ta ch n z=3 đai (th a đi u ki n ch n ban đ u).ọ ỏ ề ệ ọ ầ

9. Đ nh các kích thị ước ch  y u c a đai:ủ ế ủ

Chi u r ng bánh đai: B=(z­1)t+2Sề ộ

II.2 THI T K  B  TRUY N BÁNH RĂNG Ế Ế Ộ Ề

Đây là b  truy n bôi tr n t t (b  truy n kín) ta tính toán theo đ  b n m i ti p xúc độ ề ơ ố ộ ề ộ ề ỏ ế ể tránh hi n tệ ượng tróc r  b  m t và ki m nghi m l i đi u ki n b n u n.ỗ ề ặ ể ệ ạ ề ệ ề ố

a. Xác đ nh s  b   ng su t ti p xúc cho phép [ σị ơ ộ ứ ấ ế H ] và  ng su t u n cho ứ ấ ố

phép [σF ]:

b. S  chu kì làm vi c c  s :ố ệ ơ ở

NHO1 = 30  = 30* 2502.4 = 1.71*107 chu kì

NHO2 = 30  = 30* 2282.4 = 1.37*107 chu kì

NFO1 = NFO2 = 5*106 chu kì

c. S  chu kì làm vi c tố ệ ương đương:

NHE2 =  =  2.1*107 chu kì

NFE1 = 60c niti =

   = 60*1*481.67* * 24000   = 10.45*107 chu kì

NFE2 =  =  = 4.73*107 chu kì

2. Ch n  ng su t ti p xúc cho phép [σọ ứ ấ ế H]:

Vì không th a mãn đi u ki n:ỏ ề ệ

sai s  0.06%  nên ch p nh n đố ấ ậ ược.

V y b  truy n th a đi u ki n b n ti p xúc.ậ ộ ề ỏ ề ệ ề ế

12.Xác đ nh s  răng tị ố ương đương:

266.1

242.5

Đ t tính so sánh đ  b n u n các bánh răng:ặ ộ ề ố

Ta ki m nghi m đ  b n u n cho bánh d n là bánh có đ  b n th p h n.ể ệ ộ ề ố ẫ ộ ề ấ ơ

Giá tr   ng su t u n t i chân răng:ị ứ ấ ố ạ

NFE1 = 60c niti =

   = 60*1*84.06* * 24000   = 18.23*106 chu kì

NFE2 =  =  = 8.24*106 chu kì

H  s  tu i th :ệ ố ổ ọ

Do NHE1 > NHO1 ,NHE2 > NHO2 ,NFE1 > NFO1 ,NFE2 > NFO2 

Ta có 

σH = 307 Mpa ≤[σH]=379MPa

v y b  truy n th a đi u ki n b n ti p xúcậ ộ ề ỏ ề ệ ề ế

12.Xác đ nh s  răng tị ố ương đương:

Ta ki m nghi m đ  b n u n cho bánh b  d n là bánh có đ  b n th p h n.ể ệ ộ ề ố ị ẫ ộ ề ấ ơ

Giá tr   ng su t u n t i chân răng:ị ứ ấ ố ạ

  Tính t  tâm thì m c d u ph i cách tâm l n h n 2R/3 c a bánh răng l n nh t (đi u ừ ứ ầ ả ớ ơ ủ ớ ấ ềnày đ m b o m c d u s  th p h n 2R/3 c a t t c  bánh răng).ả ả ứ ầ ẽ ấ ơ ủ ấ ả

M c d u ph i cao h n đ nh phía dứ ầ ả ơ ỉ ướ ủi c a bánh l n là 10mm. ớ

1- V t li u ch  t o tr c và  ng su t cho phép ậ ệ ế ạ ụ ứ ấ

 V t li u tr c :thép 45, tôi c i thi n.ậ ệ ụ ả ệ

b=600MPa

 [ ] = 85, 70 ho c 65 MPa  ng v i tr c có đσ ặ ứ ớ ụ ường kính l n lầ ượt 30, 50, ho c 100 mm.ặ

Ch n:    đ i v i tr c đ u vào và ra, đ i v i tr c trung gian.ọ ố ớ ụ ầ ố ớ ụ

y

z

202702.77Nmm 104517.27Nmm

Fr2

Fa2

Fr3

Ft3

z

y Ft4

Fr4

328 164

z

y Fr4

RBy RAy

Fnt C

B D

A

z x

RBx RAx

428

KI M NGHI M TR C THEO H  S  AN TOÀN: Ể Ệ Ụ Ệ Ố

o V t li u tr c :thép C45, tôi c i thi n ậ ệ ụ ả ệ

b =600MPa

V i: ớ ­1 = 0.4*  b =240MPa

­1 =0.25* b =150MPa

o H  s  xét đ n  nh h ệ ố ế ả ưở ng t p trung t i tr ng:K ậ ả ọ  ,K

Tra b ng 10.8 tài li u[3] ta có : K ả ệ =1.75

 v i Wo là mômen c n xo n.ớ ả ắ

s  , s  là h  s  an toàn xét riêng cho  ng su t u n và  ng su t xo n:ệ ố ứ ấ ố ứ ấ ắ

Khi đó hê s  an toàn ki m nghi m cho tr c là :ố ể ệ ụ

K t qu  ki m ngi m h  s  an toàn cho th y các đo n tr c đ u thoã mãn h  s  an ế ả ể ệ ệ ố ấ ạ ụ ề ệ ốtoàn ki m nghi m tr c theo đ  b n m i. Ngoài ra tr c  còn đ m b o v  đ  c ng.ể ệ ụ ộ ề ỏ ụ ả ả ề ộ ứKích thướ ủc c a then (ph  luc 13.1. tài li u [3]), tr  s  mô men c n u n và mô men ụ ệ ị ố ả ố

c n xo n  ng v i các ti t di n tr c nh  sauả ắ ứ ớ ế ệ ụ ư

Kσ/(εσ* )β

Kτ/(ετ* )β

d rãnh then l pắ  

ch tặ

rãnh then

Theo b ng trên ta th y các ti t di n đ u th a đi u ki n b n theo h  s  an toànả ấ ế ệ ề ỏ ề ệ ề ệ ố

A. KI M NGI M THENỂ Ệ

Ki m ngi m đi u ki n b n d p và b n c t đ i v i then b ng:ể ệ ề ệ ề ậ ề ắ ố ớ ằ

V i các ti t d ên tr c dùng m i ghép then c n ti n hành ki m nghi m m i ớ ế ị ụ ố ầ ế ể ệ ố

II.4 TÍNH TOÁN CH N  Ọ Ổ

I. Thi t k    lăn   tr c đ u vào (tr c I): ế ế ổ ở ụ ầ ụ

S  li u thi t k  l y t  bài trố ệ ế ế ấ ừ ước:

Ch n   bi đ  vì không có l c d c tr c v i đọ ổ ỡ ự ọ ụ ớ ường kính vòng trong d = 25 mm

T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên   A:ụ ổ

T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên   B:ụ ổ

Vì FrB=1807.6>FrA=1645.6N, cho nên ta  tính toán đ  ch n   B.ể ọ ổ

Ch n các h  s :ọ ệ ố

Vì   bi làm vi c trong h p gi m t c nên tra b ng 11.2 (tài li u [3]) ta ch n h  s  ổ ệ ộ ả ố ả ệ ọ ệ ố

K =1. Nhi t đ  làm vi c nh  h n 100σ ệ ộ ệ ỏ ơ oC nên ta ch n Kt=1. Vì   lăn l p trên tr c và ọ ổ ắ ụvòng trong quay nên ch n V=1.ọ

Do không có l c d c tr c nen h  s  X=1, Y=0.ự ọ ụ ệ ố

T i tr ng quy ả ọ ước:

Q = (X*V*FrB + Y*Fa)*K*Kt    = (1*1*1807.6 + 0*0)*1*1 = 1807.6  N

Ta có: [Dpw .ngh].10­5 =4,5 (tra trong b ng 11.7 tài li u [3] khi bôi tr n b ng m )ả ệ ơ ằ ỡ

V i Dớ pw =(D+d)/2=43,5mm là đường kính tâm con lăn

 ngh  =10344.8 (vòng/ phút) > n=481.67 (vòng/phút)

Do đó   đổ ược ch n tho  s  vòng quay t i h n.ọ ả ố ớ ạ

II. Thi t k    lăn   tr c trung gian (tr c II): ế ế ổ ở ụ ụ

S  li u thi t k  l y t  bài trố ệ ế ế ấ ừ ước:

2. T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên   A và B:ụ ổ

3. Vì FrB= FrA nên ta tính toán ch n   theo   A và B :ọ ổ ổ

Ta có: 

T i tr ng quy ả ọ ước: Q= V *FrA *Kt*K  

V i:ớ V=1  ng v i vòng trong quay.ứ ớ

Kt =1    h  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng nhi t đ  đ n tu i th    ệ ộ ế ổ ọ ổ

K =1,3 h  s  xét đ n  nh hệ ố ế ả ưởng đ c tính t i tr ng đ n tu i th    ặ ả ọ ế ổ ọ ổ

Q= V *FrB *Kt *K  =5859.5N

4. Th i gian làm vi c tính b ng tri u vòng quay:ờ ệ ằ ệ

(tri u vòng quay)ệ

5. Kh  năng t i đ ng tính toán:ả ả ộ

Theo ph  l c 9.1 (tài li u [4]) ta ch n   c  nh  102208 v i:ụ ụ ệ ọ ổ ỡ ẹ ớ

8. Ki m tra kh  năng t i tĩnh c a  :ể ả ả ủ ổ

Do   đũa tr  ng n không có l c d c tr c nên:ổ ụ ắ ự ọ ụ

Q0=FrB=4507.3N

Ta th y Qấ 0=4507.3 <C=33700N, do đó   đổ ược ch n tho  mãn đi u ki n b n tĩnh.ọ ả ề ệ ề

9. Xác đ nh s  vòng quay t i h n c a  :ị ố ớ ạ ủ ổ

Ta có: [Dpw *ngh]*10­5 =3.5 (tra trong b ng 11.7 tài li u [3] khi bôi tr n b ng m )ả ệ ơ ằ ỡ

V i Dớ pw =(D+d)/2=60mm là đường kính tâm con lăn

 ngh  =5833.3(vòng/ phút) > n=84.06 (vòng/phút)

Do đó   đổ ược ch n tho  s  vòng quay t i h n.ọ ả ố ớ ạ

III. Thi t k    lăn   tr c đ u ra (tr c III): ế ế ổ ở ụ ầ ụ

S  li u thi t k  l y t  bài trố ệ ế ế ấ ừ ước:

RAy =

RBy = 

RBx = 

Lh = 24000 giờ

Ch n   bi đ  vì không có l c d c tr c v i đọ ổ ỡ ự ọ ụ ớ ường kính vòng trong d = 50 mm

T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên   A:ụ ổ

T i tr ng hả ọ ướng tâm tác d ng lên   B:ụ ổ

Vì FrB=1552.8N<FrA=3734N, cho nên ta  tính toán đ  ch n   A.ể ọ ổ

Ch n các h  s :ọ ệ ố

Vì   bi làm vi c trong h p gi m t c nên tra b ng 11.2 (tài li u [3]) ta ch n h  s  ổ ệ ộ ả ố ả ệ ọ ệ ố

K =1. Nhi t đ  làm vi c nh  h n 100σ ệ ộ ệ ỏ ơ oC nên ta ch n Kt=1. Vì   lăn l p trên tr c và ọ ổ ắ ụvòng trong quay nên ch n V=1.ọ

Do không có l c d c tr c nen h  s  X=1, Y=0.ự ọ ụ ệ ố

T i tr ng quy ả ọ ước:

Q = (X*V*FrA + Y*Fa)*K*Kt    = (1*1*3734 + 0*0)*1*1 = 3734 N

Th i gian làm vi c:ờ ệ

Kh  năng t i đ ng tính toán:ả ả ộ

Ch n ọ ổ

Theo ph  l c 9.1 (tài li u [4]) ta ch n   c  đ c bi t nh , v a 111 v i:ụ ụ ệ ọ ổ ỡ ặ ệ ẹ ừ ớ

Ta có: [Dpw *ngh]*10­5 =4.5 (tra trong b ng 11.7 tài li u [3] khi bôi tr n b ng m )ả ệ ơ ằ ỡ

V i Dớ pw =(D+d)/2=72.5mm là đường kính tâm con lăn

 ngh  =6207 (vòng/ phút) > n=38 (vòng/phút)

Do đó   đổ ược ch n tho  s  vòng quay t i h n.ọ ả ố ớ ạ

­M t đáy h p gi m t c nghiêng v  phía l  tháo d u v i đ  d c kho ng 1ặ ộ ả ố ề ỗ ầ ớ ộ ố ả o.

­K t c u h p gi m t c đúc, v i các kích thế ấ ộ ả ố ớ ướ ơ ảc c  b n nh  sau:ư

Chi u dày: ề

­ Thân h p,δộ

­ N p h p,δắ ộ 1

=0.03a+3=0.03*250+3=10δ

δ1=0.9*  =9δGân tăng c ng:ứ

­ Chi u dày,eề

­ Chi u cao,hề

­ Đ  d cộ ố

e=(0.8÷1) =10δh<58

Xác đ nh theo k t c u, ph  thu c tâm l  ị ế ấ ụ ộ ỗbulông và kích thước m t t a.ặ ự

B1(mm)

Ch n M30x2.Các thông s  trong b ng 18.7 trang 93ọ ố ả

Kích thước vòng lò xo dùng   tr c tu  đ ng tra trong b ng 15­7 và 15­8 tài li u [2] ở ụ ỳ ộ ả ệtrang 34 và 35.

mm mm

zvg/ph

Bmm

B1mm

l1mm

D3mm

l2mm

Đi u ki n s c b n d p c a vòng  đàn h iề ệ ứ ề ậ ủ ồ

  Đi u ki n s c b n c a ch t:ề ệ ứ ề ủ ố

II.7 B NG DUNG SAI L P GHÉP: Ả Ắ

D a vào k t c u và yêu c u làm vi c , ch  đ  t i c a các chi ti t trong h p ự ế ấ ầ ệ ế ộ ả ủ ế ộ

gi m t c mà ta ch n các ki u l p ghép sau:ả ố ọ ể ắ

­ L p vòng trong lên tr c theo h  th ng l ,l p vòng ngoài vào v  theo h  ắ ụ ệ ố ỗ ắ ỏ ệ

th ng tr c.ố ụ

­ Đ  các vòng   không tr n trể ổ ơ ượt theo b  m t tr c ho c l  h p khi làm vi c, ề ặ ụ ặ ỗ ộ ệ

c n ch n ki u l p trung gian có đ  dôi cho các vòng quay.ầ ọ ể ắ ộ

­ Đ i v i các vòng không quay ta s  dung ki u l p có đ  h ố ớ ử ể ắ ộ ở

Chính vì v y mà khi l p   lăn lên tr c ta ch n m i ghép k6, còn khi l p   lăn vào v  ậ ắ ổ ụ ọ ố ắ ổ ỏthì ta ch n H7.ọ

3. Dung sai khi l p vòng ch n d u:ắ ắ ầ

Ch n ki u l p trung gian H7/js6 đ  thu n ti n cho quá trình tháo l p.ọ ể ắ ể ậ ệ ắ

4. Dung sai khi l p vòng lò xo ( b c ch n) trên tr c tu  đ ng:ắ ạ ắ ụ ỳ ộ

Vì b c ch  có tác d ng ch n các chi ti t trên tr c nên ta ch n ch  đ  l p có đ  h  ạ ỉ ụ ặ ế ụ ọ ế ộ ắ ộ ởH8/h7

Sai l chệ  

gi i h nớ ạ  

dướ  i( m)

[3] Nguy n H u L c­ C  S  THI T K  MÁY.ễ ữ ộ Ơ Ở Ế Ế

[4] Nguy n H u L c­ BÀI T P CHI TI T MÁY.ễ ữ ộ Ậ Ế

[5] Tr n H u Qu  – V  K  THU T C  KHÍ ­ t p 1, t p 2.ầ ữ ế Ẽ Ỹ Ậ Ơ ậ ậ

[6] Ninh Đ c T n – DUNG SAI VÀ L P GHÉP.ứ ố Ắ