Đồ án: Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn

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.

Đ I H C QU C GIA TP H  CHÍ MINH ­ TRẠ Ọ Ố Ồ ƯỜNG Đ I H C BÁCHẠ Ọ  

KHOA KHOA C  KHÍ – B  MÔN THI T K  MÁYƠ Ộ Ế Ế

M C L C Ụ Ụ

L iờ  nói đ u…ầ 2

I TÌM HI U H  TH NG  Ể Ệ Ố         TRUY N  Ề         Đ NG…  Ộ             3  

II.CH N Đ NG C  VÀ PHÂN PH I T  Ọ Ộ Ơ Ố Ỷ        SỐ          TRUY N…  Ề             5  

III TÍNH TOÁN THI T K  CÁC CHI  Ế Ế         TI T  Ế         MÁY…               6  

1.Tính toán bộ          truy n  ề        xích…               6  

2.Tính toán các b  truy n trong h p  ộ ề ộ        gi m  ả         t c… ố             8  

3.Ch n  ọ        n i          tr c…ố   ụ              12   

4.Tính toán thi t k  tr c  ế ế ụ        và          then…               13   

5.Ch n  ọ        ổ         lăn…              21   

6.Thi t k  v  h p và các chi  ế ế ỏ ộ         ti t          phụế                26   

7 Ch n d u  ọ ầ        bôi          tr n…  ơ              28   

8.B ng dung sai  ả         l p          ghép…ắ                29   

Tài li uệ  tham kh oả 30

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Trong cu c s ng h ng ngày, chúng ta có th  b t g p h  th ng truy nộ ố ằ ể ắ ặ ệ ố ề  

đ ng   kh p n i, có th  nói nó đóng vai trò nh t đ nh trong đ i s ng cũng nhộ ở ắ ơ ể ấ ị ờ ố ư trong s n xu t. Và đ  án thi t k  h  th ng truy n đ ng c  khí giúp sinh viênả ấ ồ ế ế ệ ố ề ộ ơ  chúng ta    bước đ u làm quen v i nh ng h  th ng truy n đ ngầ ớ ữ ệ ố ề ộ   này

Đ  án thi t k  h  th ng truy n đ ng c  khí là m t môn h c không thồ ế ế ệ ố ề ộ ơ ộ ọ ể thi u trong chế ương trình đào t o k  s  c  khí, nh m cung c p cho sinh viênạ ỹ ư ơ ằ ấ  các ki n th c c  s  v  k t c u máy. Đ ng th i, môn h c này còn giúp sinhế ứ ơ ở ề ế ấ ồ ờ ọ  viên h  th ng hóa ki n th c các môn đã h c nh  Nguyên lý máy, Chi ti t máy,ệ ố ế ứ ọ ư ế  

S c b n v t  li u, V  c  khí… t  đó cho ta m t cái nhìn t ng quan h n vứ ề ậ ệ ẽ ơ ừ ộ ổ ơ ề thi t k  c  khí. Thêm vào đó, trong quá trình th c hi n s  giúp sinh viên bế ế ơ ự ệ ẽ ổ sung và hoàn thi n các k  năng v  AutoCad, đi u này r t c n thi t đ i v i m tệ ỹ ẽ ề ấ ầ ế ố ớ ộ  

k  s  c  ỹ ư ơ  khí

Em xin chân thành c m  n th y Nguy n H u L c đã t n tình hả ơ ầ ễ ữ ộ ậ ướng d n,ẫ  

c m  n các th y cô và b n bè trong khoa C  khí đã giúp đ  em r t nhi u trongả ơ ầ ạ ơ ỡ ấ ề  quá trình th cự  hi n.ệ

Sinh viên th c hi n: ự ệ

Hu nh H ng Luânỳ ồ

I TÌM HI U H  TH NG TRUY N  Ể Ệ Ố Ề         Đ NG:  Ộ  

Các s  li u thi tố ệ ế  k :ế

_ Công su t trên tr c thùng tr n: P = 8 kWấ ụ ộ

_ S  vòng quay trên tr c thùng tr n: n = 55ố ụ ộ   vòng/phút

_ Quay m t chi u, làm vi c 1 ca, t i va đ pộ ề ệ ả ậ   nhẹ

_ Th i gian ph c v : L = 6 năm (1 năm làm vi c 300 ngày, 1 ca làm vi c 8  gi )ờ ụ ụ ệ ệ ờ_ Ch  đ  t i: Tế ộ ả 1  = T    ;   T2 =0,9T

t1 =49s   ; t2  = 36s

Đ c đi m c a h p gi m t c hai c p đ ngặ ể ủ ộ ả ố ấ ồ   tr c:ụ

+  u đi m: kích thƯ ể ước theo chi u dài nh  nên gi m tr ng lề ỏ ả ọ ượng, do đó có kích 

thước nh  g n h n so v i các lo i h p gi m t c hai c pỏ ọ ơ ớ ạ ộ ả ố ấ   khác

+ Nhược đi m:ể

_ Kh  năng t i c p nhanh ch a dùng h t, vì t i tr ng tác d ng vào c p ch mả ả ấ ư ế ả ọ ụ ấ ậ  

l n h n khá nhi u so v i c p nhanh trong khi đó kho ng cách tr c c a hai c pớ ơ ề ớ ấ ả ụ ủ ấ  

l i b ng nhau.ạ ằ

_ H n ch  kh  năng ch n phạ ế ả ọ ương án b  trí do ch  có m t tr c đ u vào và ố ỉ ộ ụ ầ

m t   tr c đ uộ ụ ầ  ra

_ K t c u   ph c t p do có   đ  bên trong vế ấ ổ ứ ạ ổ ỡ ỏ  h p.ộ

_Tr c trung gian l n do kho ng cách gi a các ụ ớ ả ữ ổ  l n.ớ

_ Kích thước chi u r ng l n.ề ộ ớ

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

Công su t tấ ương đương trên tr c thùngụ   tr n:ộ

Ta ch n đ ng c  4A132M4Y3 v i b ng đ c tính k  thu t nh   sau:ọ ộ ơ ớ ả ặ ỹ ậ ư

Tr cụ Đ ngộ   I II III Công tácCông su t (kW)ấ 9,13 9,03 8,67 8,33 7,67

K   zn1    25   1,04

z1 24

Kx  = 1: ch n xích m t dãyọ ộ

Công su t tính toán:ấ

P   KKn Kz P1     

 1.1,36.1,04.8,33   11,78 kW

Kx 1

Theo b ng 5.4 [1], ta ch n bả ọ ước xích pc  = 31,75mm

Theo b ng 5.2 [1], s  vòng quay t i h n nả ố ớ ạ th = 600vg/ph nên đi u ki n n ề ệ  nth

Theo b ng 5.6 [1] v i bả ớ ước xích pc = 31,75mm ta ch n [i] = 16. ọ

2 Tính toán các b  truy n trong h p gi m  ộ ề ộ ả         t c:   ố

a/ Ch n v t li u và xác đ nh  ng su t cho  ọ ậ ệ ị ứ ấ         phép:   

Do không có yêu c u gì đ c bi t và theo quan đi m th ng nh t hóa trong ầ ặ ệ ể ố ấthi t k , ta ch n v t li u 2 c p bánh răng nhế ế ọ ậ ệ ấ ư  nhau

Ch n v t li u la thép 45 đọ ậ ệ ược tôi c i thi n.ả ệ

N  

60c ⎛  

Ti 3

⎞  

n t    60.1.1458.14400⎛ 49 

 36 .0,93 ⎞ 

 1,1.109

FE2  NFE1   3,17.108 chu kỳ 

u

Vì NHE > NHO; NFE  > NFO nên KHL = KFL   =1

ng su t ti p cho phép:

[

]   570.0,9   466,36 MPa

1,1]   540.0,9   441,82 MPa

Các thông s  cho trố ước: T2 = 178830Nmm; n2 = 463vg/ph; u2 = 3,15 

 162,05 mmTheo tiêu chu n, ta ch n: aẩ ọ w2  = 160mm.

Các thông s  hình h c ch  y u c a b  truy n bánhố ọ ủ ế ủ ộ ề   răng:

Kho ng cách tr c:ả ụ  

aw2   mnz3 (u2   1) 

 160 mm 2cos 

Chi u r ng vànhề ộ  răng:

arctg⎛ tg

⎞  ⎛ tg20

⎞  20,516

Đ c tính so sánh đ  b n các bánh ặ ộ ề

răng: [  F3 ] 

 257,14   64,32Y

Do đó đ  b n u n độ ề ố ược th a.ỏ

c/ Tính toán c p bánh răng c p nhanh:ặ ấ

Vì đây là h p gi m t c đ ng tr c nên ta ch n các thông s  hình h c c a c p ộ ả ố ồ ụ ọ ố ọ ủ ặbánh răng c p nhanh gi ng nh  c p c p ch m, ch  tr  chi u r ng vành  răng.ấ ố ư ặ ấ ậ ỉ ừ ề ộ

Ch n ọ  ba1   0, 25 . Khi đó, chi u r ng vành răng c a c p nhanh:ề ộ ủ ấ

Mômen truy n qua n i tr c T = 59802Nmm.  ề ố ụ

Theo ph  l c 11.5 [3], ta ch n n i tr c đàn h i ụ ụ ọ ố ụ ồ

có: d = 20mm dc  = 10mm

D0 = 68mm lc  = 19mm

dm = 40mm đai  cố  M8

l1 = 15mm z = 6

l2 = 22mm d0 =19mm

c = 2mm l0  = 15mm

Ch n v t li u là thép 45 v i  ng su t u n cho phép [ọ ậ ệ ớ ứ ấ ố F] = 70Mpa,  ng ứ

su t d p gi a ch t và  ng [ấ ậ ữ ố ố d] = 3Mpa

Ki m tra đ  b n u n:ể ộ ề ố

KTlc  1, 45.59802.19   40,38 MPa   [  ]

F 0,1d3D z 0,1.103.68.6 F

Fa1  = Fa2 = 366N Fa3  = Fa4  = 1107N

S  d ng phử ụ ương trình mômen và phương trình hình chi u c a các l c trong  ế ủ ự

m t ph ng zOy và zOx, ta tính đặ ẳ ược ph n l c t i các   nh   sau:ả ự ạ ổ ư

Rx10 = 152N Ry10 = 130N 

Rx11 = 1034N Ry11 = 444N 

Rx20 = 113N Ry20 = 894N 

Rx21 = 3217N Ry21 = 1416N 

Rx30 = 2319N Ry30 = 1309N 

Rx31 = 2319N Ry31  = 8168N

l 12 l 11

R x11

l 21

R

l 33

R

Xác đ nh mômen tị ương đương và đường kính t i các ti t di n b ng các côngạ ế ệ ằ  

Tr c th a đi u ki n b n m i khi: s ụ ỏ ề ệ ề ỏ  [s] = 2,5

V i t i tr ng va đ p nh  thì: [ớ ả ọ ậ ẹ d] = 130Mpa; [ c] =  90Mpa

Đi u ki n b n d p và b n c t c a then:ề ệ ề ậ ề ắ ủ

K   = 1,3 ( b ng 11.2 [1] )ả

Kt  = 1

V = 1 ( vòng trong quay ) Vì:

Do đó, ta ch n   theo   1 vì t i tr ng tác d ng l n h n.ọ ổ ổ ả ọ ụ ớ ơ

T i tr ng tả ọ ương đương:

Nh  v y,   đã ch n đ m b o kh  năng t iư ậ ổ ọ ả ả ả ả   đ ng.ộ

Ki m nghi m kh  năng t i tĩnh: ể ệ ả ả

Theo b ng 11.6 [1] v i   đũaả ớ ổ  

F r1

S1

F a2 F a3

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

 X   0, 4; Y   0, 4cot g    1,604

 Q0    (XVFr 0    YFa 0 )K  Kt   1173 N

Do đó, ta ch n   theo   1 vì t i tr ng tác d ng l nọ ổ ổ ả ọ ụ ớ   h n.ơ

T i tr ng tả ọ ương đương:

i L   60nLh .10  60.463.14400.10  400,032  tri uệ  vòng

Nh  v y,   đã ch n đ m b o kh  năng t iư ậ ổ ọ ả ả ả ả   đ ng.ộ

Ki m nghi m kh  năng t i tĩnh: ể ệ ả ả

Theo b ng 11.6 [1] v i   đũaả ớ ổ  

 2663 N  8491 N

L c d c tr c: Fự ọ ụ a  = 1107 N

Theo ph  l c 9.4 [3], ta ch n   bi đ  ch n v i ký hi u 36210 có C = 43200N,ụ ụ ọ ổ ỡ ặ ớ ệ  

C0  = 27000N và góc ti p xúc ế  = 26

Ki m nghi m kh  năng t i đ ng c aể ệ ả ả ộ ủ   :ổ

Theo b ng 11.3 [1], h  s  t i tr ng d c tr c: e = 0,68 ả ệ ố ả ọ ọ ụ

L c d c tr c do l c hự ọ ụ ự ướng tâm sinh ra:

Do đó, ta ch n   theo   1 vì t i tr ng tác d ng l n ọ ổ ổ ả ọ ụ ớ

h n. T i tr ng tơ ả ọ ương đương:

Nh  v y,   đã ch n đ m b o kh  năng t iư ậ ổ ọ ả ả ả ả   đ ng.ộ

Ki m nghi m kh  năng t iể ệ ả ả   tĩnh:

Theo b ng 11.6 [1] v i   bi đ  ch n: ả ớ ổ ỡ ặ

X0  = 0,5; Y0  = 0,37

Qt    X0Fr1    Y0Fa1    0,5.8491   0,37.5774   6382 N   Fr1

_ Khe h  gi a bánh răng v i thành trong h p:  ở ữ ớ ộ    10 mm

_ Khe h  gi a đ nh bánh răng l n v i đáy h p:  ở ữ ỉ ớ ớ ộ 1    30 mm

h/ Nút tháo d u: dùng đ  x  d u cũ ra ngoài.ầ ể ả ầ

8 B ng dung sai l p  ả ắ         ghép:   

_ Bánh răng đượ ắc l p trên tr c theo ki u l p trung gian:  H7/k6.ụ ể ắ

_ Vòng trong   lăn l p lên tr c theo h  th ng l , vòng ngoài   lăn l p lên vổ ắ ụ ệ ố ỗ ổ ắ ỏ 

h p theo h  th ng tr c.ộ ệ ố ụ

_Thông thường, vòng trong   quay còn vòng ngoài đ ng yên, do đó vòng trongổ ứ  

ch u t i tu n hoàn còn vòng ngoài ch u t i c c b  Vòng trong đị ả ầ ị ả ụ ộ ượ ắc l p có độ dôi v i tr c, v i mi n dung sai c a tr c: k6. Vòng ngoài l p có khe h  ho cớ ụ ớ ề ủ ụ ắ ở ặ  

l p trung gian v i v  h p, v i mi n dung sai c a l  trên v  h p: ắ ớ ỏ ộ ớ ề ủ ỗ ỏ ộ  H7

Chi ti tế M iố   ES,  m EI,  m es,  m ei,  mBánh răng – tr c Iụ H7/k6 +21 0 +15 +2Bánh răng – tr c IIụ H7/k6 +25 0 +18 +2Bánh răng – tr c IIIụ H7/k6 +30 0 +21 +2 đũa côn I – tr c I

Tài li u tham kh o: ệ ả

[1]. Nguy n H u L c, C  s  thi t k  máy, NXB Đ i h c Qu c gia TP. H  Chí ễ ữ ộ ơ ở ế ế ạ ọ ố ồMinh, 2004

[2]. Tr nh Ch t, Tính toán thi t k  h  th ng d n đ ng c  khí, T p 1 và 2, NXB ị ấ ế ế ệ ố ẫ ộ ơ ậGiáo d c, 2002.ụ

[3]. Nguy n H u L c, Bài t p chi ti t máy, NXB Đ i h c Qu c gia TP. H  Chí ễ ữ ộ ậ ế ạ ọ ố ồMinh, 2003

[4]. Ninh Đ c T n, Dung sai và l p ghép, NXB Giáo d c,  2000.ứ ố ắ ụ

[5]. Tr n H u Qu , V  k  thu t c  khí, T p 1 và 2, NXB Giáo d c,  2000.ầ ữ ế ẽ ỹ ậ ơ ậ ụ[6]. Nguy n H u L c, Thi t k  c  khí v i AutoCad Mechanical, NXB TP. Hễ ữ ộ ế ế ơ ớ ồ Chí Minh, 2003

[7]. Nguy n H u L c, Mô hình hóa s n ph m c  khí v i Autodesk Inventor,  ễ ữ ộ ả ẩ ơ ớNXB Khoa h c và k  thu t,ọ ỹ ậ   2007