Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor phần 1
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
----------
ĐỒ ÁN
“Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn
dùng inventor phần 1”
----------
i
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................7
PHẦN I ........................................................................................................................................8
CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN ............................................................8
1.1 Công suất cần thiết.............................................................................................................8
1.2 Chọn động cơ.....................................................................................................................9
1.3 Công suất động cơ trên các trục.........................................................................................9
1.4 Phân phối tỷ số truyền .....................................................................................................10
1.5 Tốc độ quay trên các trục.................................................................................................10
1.6 Xác định mômen xoắn trên các trục ................................................................................11
PHẦN II.....................................................................................................................................12
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH...............................................................................................12
2.1 Chọn loại xích:.................................................................................................................12
2.2 Thông số bộ truyền: .........................................................................................................12
2.3 Tính kiểm nghiệm xích về độ bền: ..................................................................................13
2.4 Xác định thông số đĩa xích: .............................................................................................13
2.5 Tính toán và kiểm bền trên Inventor................................................................................16
PHẦN III....................................................................................Error! Bookmark not defined.
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG .................................Error! Bookmark not defined.
3.1Bánh răng cấp chậm..........................................................Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Tính toán lý thuyết....................................................Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Kiểm tra tính toán bằng inventor..............................Error! Bookmark not defined.
3.2 Bánh răng cấp nhanh........................................................Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Tính toán lý thuyết....................................................Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Kiểm tra tính toán bằng inventor..............................Error! Bookmark not defined.
PHẦN IV....................................................................................Error! Bookmark not defined.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC ...............................................Error! Bookmark not defined.
4.1 Chọn vật liệu ....................................................................Error! Bookmark not defined.
4.2 Xác định sơ bộ đường kính trục.......................................Error! Bookmark not defined.
4.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực:Error! Bookmark not
defined.
4.4 Phân tích lực tác dụng lên bộ truyền:...............................Error! Bookmark not defined.
4.5 Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục:Error! Bookmark not
defined.
4.6 Thiết kế và kiểm nghiệm trục bằng inventor ...................Error! Bookmark not defined.
4.6.1 Trục I ........................................................................Error! Bookmark not defined.
4.6.2 Trục II.......................................................................Error! Bookmark not defined.
4.6.3 Trục III......................................................................Error! Bookmark not defined.
ii
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
PHẦN V.....................................................................................Error! Bookmark not defined.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEN ...............................................Error! Bookmark not defined.
5.1 Tính toán lý thuyết ...........................................................Error! Bookmark not defined.
5.2 Tính toán các then lắp trên các đoạn trục bằng inventor.Error! Bookmark not defined.
5.2.1 Tính then lắp trên trục I ............................................Error! Bookmark not defined.
5.2.2 Tính then lắp trên trục II:.........................................Error! Bookmark not defined.
5.2.3 Tính then lắp trên trục III: ........................................Error! Bookmark not defined.
PHẦN VI....................................................................................Error! Bookmark not defined.
TÍNH TOÁN NỐI TRỤC ..........................................................Error! Bookmark not defined.
PHẦN VII ..................................................................................Error! Bookmark not defined.
THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC .......................................................Error! Bookmark not defined.
7.1 Chọn ổ lăn ........................................................................Error! Bookmark not defined.
7.1.1 Thiết kế Ổ lăn trên trục I ..........................................Error! Bookmark not defined.
7.1.2 Thiết kế Ổ lăn trên trục II .........................................Error! Bookmark not defined.
7.1.3 Thiết kế Ổ lăn trên trục III........................................Error! Bookmark not defined.
7.2 Chọn kiểu lắp ổ lăn ..........................................................Error! Bookmark not defined.
7.3 Cố định trục theo phương dọc trục...................................Error! Bookmark not defined.
7.4 Che kín ổ lăn ....................................................................Error! Bookmark not defined.
7.5 Bôi trơn ổ lăn ...................................................................Error! Bookmark not defined.
PHẦN VIII.................................................................................Error! Bookmark not defined.
CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC..........Error! Bookmark not defined.
PHẦN IX....................................................................................Error! Bookmark not defined.
BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC ...................................................Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined.
ĐỒ ÁN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY
ĐỀ TÀI
Đề số 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN
iii
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Phương án số:01
Hệ thống dẫn động thùng trộn gồm:
1- Động cơ điện 3 pha không đồng bộ;
2- Khớp nối;
3-
4-
Hộp giảm bánh răng trụ 2 cấp đồng trục;
Bộ truyền xích ống con lăn;
5- Thùng trộn.
Số liệu thiết kế:
Công suất trên trục thùng trộn, P = 6,5 (kw);
Số vòng quay trên trục thùng trộn, n = 42 (v/ph);
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).
Chế độ tải:
T1 = T ;
T2 = 0,85T ;
t1 = 28 giây ; t2 = 60 giây.
iv
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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.
v
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................................
Hà Nội, Ngày … Tháng … Năm 2012
Giáo viên hướng dẫn:
vi
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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
7
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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 )
là hiệu suất truyền động.
푃
Ta có: 푃푐푡 = 훽
휂
(1)
Trong đó : - hệ số đẳng trị.
훽
휂 = 휂푘푛.휂2푏푟.휂4표푙.휂푥
kn = 0,99 – Hiệu suất khớp nối đàn hồi
br = 0,97 – Hiệu suất bộ truyền bánh răng
ol = 0,99 – Hiệu suất của một cặp ổ lăn
x = 0,95 – Hiệu suất bộ truyền xích ống con lăn.
= 0,99.0,972.0.994.0,95 = 0,85
2
2
2
2 푡푖
푡
푇푖
푇
푇1 푡1
푇2 푡2
푇푛 푡푛
훽 =
=
.
+
.
+ … +
.
푇
푡
푇
푡
푇
푡
Theo đề ta có:
-
-
-
P = 6.5 (kw) công suất trên thùng trộn;
t1 = 28 giây ;
t2 = 60 giây;
-
-
t = tck = t1 + t2 = 88 giây;
T1 = T ;
-
T2 = 0,85T ;
-
-
-
N = 42 (v/ph) – số vòng quay trên trục thùng trộn;
L = 6 (năm) – thời gian phục vụ;
Quay một chiều, làm việc 2 ca (1 ca làm việc 8 giờ), tải va đập nhẹ.
2
2
2
2
푇1 푡1
푇2 푡2
푇
푇
28
88
0,85푇 60
Vậy :훽 =
.
+
.
=
.
+
.
= 0,9
푇
푡
푇
푡
푇
88
Thay các số liệu tính toán được vào (1) ta được:
푃푡 0,9.6,5
푃푐푡 = 훽
=
= 6,88
휂
0,85
8
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Vậy là ta cần chọn động cơ điện có:
푃đ푚 ≥ 푃푐푡
• Kiểm tra điều kiện mở máy:
푇푚푚 푀푚푎푥
0
푀푚푎푥
푀푚푎푥
≤
=>
≤
=>
≥ 0
푇
푀푑푚
푇
푀푑푚
푀푑푚
• Kiểm tra điều kiện quá tải:
푇푞푡
푇
푀푚푎푥
푀푑푚
0
푀푚푎푥
푀푑푚
푀푚푎푥
≤
=>
≤
=>
≥ 0
푇
푀푑푚
1.2 Chọn động cơ
Ta có: nlv = 42 v/phút: - Số vòng quay trên trục thùng trộn;
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
: kết hớp các kết quả trên, tra (bảng P1.2) ta tìm được động cơ
푃đ푚 ≥ 푃푐푡
điện KD.52-2 (động cơ điện không đồng bộ ba pha) công suất động cơ Pdc = 7 KW; số vòng
quay 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
Ta có:
- Công suất trên trục III (trục làm việc) là:
푃푙푣 6,5
휂푥휂표푙 0,95.0,99
푃푙푣 = 푃푡 = 6,5 (푘푤)
푃퐼퐼퐼
=
=
= 6,911 (푘푤)
- Công suất trên trục II là :
푃퐼퐼퐼
6,911
푃퐼퐼 =
=
= 7,197 (푘푤)
휂표푙휂푏푟 0,99.0,97
- Công suất trên trục I (trục dẫn) là:
푃퐼퐼 7,197
휂표푙휂푏푟 0,99.0,97
푃퐼 =
=
= 7,495 (푘푤)
9
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
- Vậy kiểm nghiệm lại công suất trên trục động cơ thực tế là:
푃퐼
휂표푙휂푘푛 0,99.0,99
Công suất này lớn hơn công suất định mức của động cơ nên không thỏa mãn.
7,495
푃푑푐푡푡
=
=
= 7,647 (푘푤)
Ta phải chọn loại động cơ: DK.62-2 có
công suất Pđc = 10KW;
số vòng quay: nđc = 2930v/ph
1.4 Phân phối tỷ số truyền
Với động cơ đã chọn ta có:
Theo công thức tính tỷ số truyền ta có:
푛푑푐 2930
ndc = 2930 (v/ph); Pdc = 10 (KW)
푢푡 =
=
= 69,76
푛푙푣
42
Tra bảng 3.1 trang 43 tài liệu * ta chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục với
ta được:
푢ℎ = 16
푢1 = 5,23
푢2 = 3,06
Trong đó:
u1- Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh
u2- Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm.
Vậy tỷ số truyền của bộ truyền xích:
푢푡
69,76
푢푥 =
=
= 4,35
푢1.푢2 5,23.3,06
1.5 Tốc độ quay trên các trục
- Tốc độ quay trên trục I là:
푛퐼 = 푛푑푐 = 2930 (푣/푝h)
- Tốc độ quay trên trục I là:
푛퐼 2930
푛퐼퐼 =
=
= 560 (푣/푝h)
= 183 (푣/푝h)
푢1
5,23
- Tốc độ quay trên trục I là:
푛퐼퐼 560
푛퐼퐼퐼
=
=
푢2 3,06
10
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
1.6 Xác định mômen xoắn trên các trục
- Mômen xoắn trên trục động cơ theo công thức :
푃푑푐푡푡
푛푑푐
7,647
푇đ푐푡푡 = 9,55.106.
= 9,55.106.
7,495
= 24925 (푁푚푚)
2930
푃퐼
푇퐼 = 9,55.106. = 9,55.106.
= 24429 (푁푚푚)
푛퐼
2930
푃퐼퐼
7,197
560
푇퐼퐼 = 9,55.106.
= 9,55.106.
= 122735 (푁푚푚)
푛퐼퐼
푃퐼퐼퐼
푛퐼퐼퐼
6,911
183
푇퐼퐼퐼 = 9,55.106.
= 9,55.106.
= 360656 (푁푚푚)
푃
6,5
푇퐼푉 = 9,55.106. = 9,55.106.
= 1477976 (푁푚푚)
푛
42
• Ta có bảng thông số sau:
Trục
Động cơ
I
II
III
IV
Thông số
Công suất (kW)
Tỷ số truyền u
7,647
7,495
7,197
6,911
6,5
4,35
5,23
3,06
Số vòng quay (vg/ph)
Momen xoắn (Nmm)
2930
2930
560
183
42
24925
24429
122735
360656
1477976
11
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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:
PIII = 6,911(Kw), với số vòng quay đĩa xích nhỏ nIII =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
đĩa xích lớn.
, do đó số răng
푧1 = 22
푧2 = 푧1.푢푥 = 22.4,35 = 96 < 푧푚푎푥 = 120
Theo công thức (5.3) tài liệu (*), công suất tính toán:
푃푡 = 푃퐼퐼퐼.푘.푘푧.푘푛 = 6,911.1,95.1,136.1,09 = 16,68 푘푤
Trong 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 (*):
푘 = 푘0.푘푎.푘đ푐.푘đ.푘푐.푘푘푡 = 1.1.1.1,2.1,25.1,3 = 1,95
Với: k0 = 1: đường tâm của xích làm với phương nằm ngang 1 góc < 400.
ka = 1: khoảng cách trục a=(3050)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
pc = 31,75mm thỏa mãn điều kiện bền mòn:
푃푡 < [푃] = 19,3 푘푤
Đồng thời theo bảng (5.8), bước xích pc = 31,75mm < pmax
.
Khoảng cách trục a = 40.pc = 40.31,75 = 1270mm;
Theo công thức (5.12) tài liệu (*) số mắt xích.
2
푧1 ― 푧2
2.푎 푧1 + 푧2
푝푐
푎
푥 =
+
+
.
2휋
푝푐
2
12
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
2
22 ― 96
2휋
2.1270 22 + 96
31,75
1270
=
+
+
.
= 142,5
31,75
2
Lấy số mắt xích chẳn x = 142, tính lại khoảng cách trục theo công thức (5.13) tài liệu *
2
2
22 + 96
2
22 + 96
2
22 ― 96
푎 = 0,25.31,75. 142 ―
+
142 ―
― 2.
= 1262
휋
Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a 1 lượng bằng:
∆푎 = 0,003.푎 ≈ 4푚푚
Do đó a = 1262 – 4 = 1258mm
Số lần va đập của xích: Theo (5.14) tài liệu (*)
22.183
푖 =
= 1,89 < [푖] = 25 푏ả푛푔 5.9
15.142
2.3 Tính kiểm nghiệm xích về độ bền:
Theo (5.15) tài liệu (*):
푄
푠 =
푘푑.퐹푡 + 퐹0 + 퐹푣
Với :
-
-
Theo bảng 5.2 tài liệu (*), tải trọng phá hỏng Q=88500N, khối lượng 1m xích q = 3,8kg
kđ = 1,2 (Tải trọng va đập nhẹ, tải trọng mở máy bằng 150% tải trọng làm việc).
22 . 31,75 . 183
푣 =
= 2,13
60000
-
-
-
-
Lực vòng: Ft = 1000.P/v = 1000.6,911/2,13 = 3244N
Lực căng do lực li tâm: FV = q.v2 = 3,8.2,132 = 17N;
Lực căng do trọng lượng nhánh xích bị động sinh ra:
F0 = 9,81.kf.q.a = 9,81.4.3,8.1,251 = 186,5N (Với kf=4 khi bộ truyền nằm ngang nghiêng
1 góc <400)
Do đó:
88500
푠 =
= 21,6
1,2.3244 + 186,5 + 17
Theo bảng 5.10 với n = 200vg/ph, [s] = 8,5. Vậy s >[s]: bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
2.4 Xác định thông số đĩa xích:
• Đường kính đĩa xích: Theo công thức (5.17) tài liệu (*) và bảng 14.4b:
13
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
d1 = p/sin(π/z1) = 31,75/sin(π/22) = 223mm ;
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 đáy r = 0,5025d1 + 0,05 = 0,5025.19,05+0,05 = 9,62mm và d1=19,05mm bảng 5.2 tài liệu
*)
• Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích theo công thức 5.18 tài liệu *:
Đĩa xích 1:
휎퐻1 = 0,47. 푘푟.(퐹푡.퐾đ + 퐹푣đ).퐸/(퐴.푘푑)
Với: Ft = 3242N : lực vòng.
kr = 0,45: hệ số ảnh hưởng số răng xích (Với z1 = 22).
Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động (Tải động, va đập nhẹ)
Fvđ1 = 13.10-7nIII.p3.m = 13.10-7.183.31,753.1 = 7,61N: lực va đập trên m dãy xích.
E = 2E1E2/(E1+E2) = 2,1.105 Mpa
A = 262mm2: diện tích của bản lề (bảng 5.12 sách (*))
⇒휎퐻1 = 0,47. 0,45.(3244.1,2 + 7,61).2,1.105/(262.1) = 557,5 푀푃푎
Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho
phép
,
đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1.
[휎퐻]
= 600푀푃푎 휎
≤
[휎퐻]
퐻1
Đĩa xích 2:
휎퐻2 = 0,47. 푘푟.(퐹푡.퐾đ + 퐹푣đ).퐸/(퐴.푘푑)
Với: Ft = 3242N : lực vòng.
kr = 0,15: hệ số ảnh hưởng số răng xích (Với z2 = 96).
Kđ = 1,2: hệ số tải trọng động (Tải động, va đập nhẹ)
Fvđ2 = 13.10-7nIV.p3.m = 13.10-7.42.31,753.1 = 1,75 N: lực va đập trên m dãy xích.
E = 2E1E2/(E1+E2) = 2,1.105 Mpa
A = 262mm2: diện tích của bản lề (bảng 5.12 sách (*))
⇒휎퐻2 = 0,47. 0,15.(3244.1,2 + 1,75).2,1.105/(262.1) = 321,6 푀푃푎
Như vậy dùng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất tiếp xúc cho
phép
,
đảm bảo được độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 2.
[휎퐻]
= 600푀푃푎 휎
≤
[휎퐻]
퐻2
Xác định lực tác dụng lên trục:
14
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
퐹푟 = 푘푥.퐹푡 = 1,15.3244 = 3730 푁
Với kx =1,15 hệ số kể đến trọng lượng xích, khi nghiêng 1 góc < 400
15
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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.
16
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Tiếp theo là chọn trục làm việc cho từng bánh xích.
17
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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.
18
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
19
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Chọn thông số cho bánh xích 2: bấm vào Roller Chain Sprocket 2 và chọn số răng là 96 tại
Teeth.
20
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
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.
21
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Chuyển tiếp sang tab Calculation nhấn Calculate rồi Ok. Được kết quả bộ truyền:
22
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Kết quả tính toán như sau:
Chain properties
Chain : ISO 606:2004 - Short-pitch transmission precision roller
chains (US)
Chain size designation
Pitch
20A-1-142
31.750 mm
142.000 ul
p
Number of Chain Links
Number of Chain Strands
Minimum width between inner plates
Maximum Roller Diameter
Maximum pin body diameter
Maximum inner plate depth
X
k
1.000 ul
b1
d1
d2
h2
18.900 mm
19.050 mm
9.540 mm
30.170 mm
26.040 mm
41.100 mm
4.000 mm
Maximum outer or intermediate plate depth h3
Maximum width over bearing pins
Maximum inner plate width
b
t1
Maximum outer or intermediate plate width t2
4.000 mm
Chain bearing area
Tensile Strength
A
261.000 mm^2
Fu 87000.000 N
Specific Chain Mass
Chain construction factor
m
3.700 kg/m
1.000 ul
φ
23
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Sprocket 1 properties: Toothed sprocket
Type
Driver sprocket
Number of Teeth
Number of Teeth in Contact
Pitch Diameter
z
22.000 ul
9.000 ul
zc
Dp 223.097 mm
k 1.000 ul
Number of strands
Seating clearance
Tooth width
SC 0.095 mm
bf 17.955 mm
ba 4.128 mm
rx 31.750 mm
Ds 179.309 mm
bs 17.955 mm
Tooth side relief
Tooth side radius
Shroud diameter
Sprocket shroud width
Height of tooth above pitch
polygon
ha 9.525 mm
Roller-seating radius
Tootk-flank radius
ri
9.620 mm
re 54.864 mm
Roller-seating angle
Shroud fillet radius
α
135.91 deg
1.270 mm
ra
Sprocket tip diameter
Sprocket root diameter
Measuring pin diameter
Measurement over pins
Da 239.876 mm
Df 203.856 mm
Dg 19.050 mm
MR 242.147 mm
1245.500
X coordinate
Y coordinate
Span Length
x
mm
y
0.000 mm
1205.214
mm
Lf
Power Ratio
Power
Px
P
1.000 ul
6.911 kW
360.629 N
m
Torque
T
n
I
Speed
183.000 rpm
0.000 kg
m^2
Moment of inertia
Arc of contact
Force on input
Force on output
Axle load
β
145.55 deg
F1 3249.848 N
F2 16.908 N
Fr 3263.804 N
Sprocket 2 properties: Toothed sprocket
24
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Type
Driven sprocket
Number of Teeth
Number of Teeth in Contact
Pitch Diameter
z
96.000 ul
58.000 ul
zc
Dp 970.382 mm
k 1.000 ul
Number of strands
Seating clearance
Tooth width
SC 0.095 mm
bf 17.955 mm
Tooth side relief
Tooth side radius
Shroud diameter
Sprocket shroud width
ba
4.128 mm
rx 31.750 mm
Ds 928.345 mm
bs 17.955 mm
Height of tooth above pitch
polygon
ha
9.525 mm
Roller-seating radius
Tootk-flank radius
Roller-seating angle
Shroud fillet radius
Sprocket tip diameter
Sprocket root diameter
Measuring pin diameter
Measurement over pins
X coordinate
ri
9.620 mm
re 224.028 mm
α
139.06 deg
1.270 mm
ra
Da 988.912 mm
Df 951.141 mm
Dg 19.050 mm
MR 989.432 mm
x
y
-16.304 mm
0.000 mm
Y coordinate
1261.804
mm
Center Distance
Span Length
C
1205.214
mm
Lf
Power Ratio
Power
Px
P
1.000 ul
6.565 kW
1494.973 N
m
Torque
T
n
I
Speed
41.938 rpm
0.000 kg
m^2
Moment of inertia
Transmission Ratio
Arc of contact
Force on input
Force on output
Axle load
i
4.364 ul
214.45 deg
16.908 N
β
F1
F2 3249.848 N
Fr 3263.804 N
Working conditions
25
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Power
P
T
n
6.911 kW
360.629 N m
183.000 rpm
0.950 ul
Torque
Speed
Efficiency
Required service life
η
Lh
28800.000 hr
0.030 ul
Maximum chain elongation ΔLmax
Application
Environment
Lubrication
Smooth running
Clean
Recommended (see notes below)
Power correction factors
Shock factor
Y 1.000 ul
Service factor
f1 1.000 ul
Sprocket size factor f2 1.000 ul
Strands factor
f3 1.000 ul
f4 1.000 ul
Lubrication factor
Center distance factor f5 0.935 ul
Ratio factor
f6 0.929 ul
f7 1.298 ul
Service life factor
Chain power rating
Results
26
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
Đồ án cơ sở thiết kế máy
Kkoa Công Nghệ Cơ Khí
Chain Speed
v
2.138 mps
3232.940 N
16.908 N
Effective pull
Fp
Centrifugal force
FC
Maximum tension in chain span
Static safety factor
Dynamic safety factor
Bearing pressure
FTmax
3249.848 N
SS > SSmin 26.770 ul > 7.000 ul
SD > SDmin 26.770 ul > 5.000 ul
pB < p0 * λ
12.452 MPa
23.905 MPa
0.887 ul
Permissible bearing pressure
Specific friction factor
Design power
p0
λ
PD < PR
PR
7.792 kW
17.477 kW
388926 hr
2777778 hr
433407 hr
Chain power rating
Chain service life for specified elongation th > Lh
Chain link plates service life
Roller and bushing service life
thL > Lh
thr > Lh
27
SVTH: Nguyễn Đình Thi
Đ4_CĐT
27 trang
18/09/2024
570
Bạn đang xem tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động thùng trộn dùng inventor phần 1", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_thiet_ke_he_thong_dan_dong_thung_tron_dung_inventor_ph.doc
