Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ LỚP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ L01 HỌC KỲ 202, NĂM HỌC 2020 2021 THUYẾT MINH ĐỀ TÀI MÁY LỘT VỎ DỪA KHÔ GVGD NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH MSSV Võ Hoàng Phú 1813549 Nguyễn Kh.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ LỚP: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ L01 HỌC KỲ 202, NĂM HỌC 2020-2021 THUYẾT MINH ĐỀ TÀI: MÁY LỘT VỎ DỪA KHƠ GVGD: NGUYỄN VĂN THẠNH SVTH: MSSV: Võ Hồng Phú 1813549 Nguyễn Khoa Nam 1813158 Lê Minh Mẩn 1813049 Nguyễn Chí Trọng 1814483 Lưu Tấn Phát 1813479 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 05 NĂM 2021 Mục lục CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ 1.2 BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 2: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN BIỂU ĐỒ THANH 2.1 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 2.2 BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ 3.1 XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG 3.2 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG 3.3 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CHƯƠNG 4: CÁC Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 11 4.1 PHƯƠNG HƯỚNG THIẾT KẾ VÀ CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA THIẾT KẾ 11 4.2 THAM KHẢO CÁC PHƯỚNG ÁN THIẾT KẾ HIỆN CÓ 12 4.3 ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ 13 4.3.1 Ý tưởng 1: 13 4.3.2 Ý tưởng 2: 14 4.3.3 Ý tưởng 3: 14 4.3.4 Ý tưởng 4: 15 4.3.5 Ý tưởng 5: 15 CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 17 5.1 MA TRẬN QUYẾT ĐỊNH ĐÁNH GIÁ CÁC Ý TƯỞNG: 17 5.2 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA Ý TƯỞNG THIẾT KẾ 17 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 19 6.1 THÔNG SỐ TRÁI DỪA 19 6.2 THIẾT KẾ GAI LỘT VỎ 20 6.3 CHỌN ĐỘNG CƠ 20 6.4 THIẾT KẾ CẶP BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 22 6.5 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC 29 6.6 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI RĂNG 39 6.7 CÁC CHI TIẾT PHỤ 41 CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 42 7.1 KHẢ NĂNG LÀM VIỆC 42 7.2 KHẢ NĂNG CHẾ TẠO 42 7.3 KHẢ NĂNG BẢO TRÌ 42 7.4 ĐỘ AN TOÀN, KHẢ NĂNG BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 42 7.5 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 LỜI MỞ ĐẦU Dừa nước ta vô quen thuộc, mặt hàng vơ phổ biển Vì nhu cầu sử dụng dừa ngày tăng cao Với diện tích trồng dừa Việt nam 170.000 ha, phân bố chủ yếu miền Trung vùng Đồng sơng Cửu Long, nhiều nơi cịn sử dụng phương pháp thủ công để lột vỏ dừa, chưa áp dụng máy móc, kỹ thuật lột vỏ dừa thật hiệu dẫn đến suất không cao dễ xảy tai nạn lao động sử dụng dao lột vỏ dừa Nhận biết nhu cầu lớn máy lột vỏ dừa thị trường, nhiều nơi cho đời máy đó, giải khó khăn làm thủ công tăng đáng kể suất dừa lột Nhóm tiến hành nghiên cứu ý tưởng liên quan, tìm hiểu ưu, nhược điểm ý tưởng thiết kế lại máy lột vỏ dừa Mặc dù nhóm cố gắng, nhiên với lượng kiến thức cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm nên thiết kế nhóm chưa hồn chỉnh Rất mong nhận ý kiến đóng góp lời góp ý q thầy (cơ) để giúp nhóm hồn thiện thiết kế thiết kế sau Trong trình làm tập lớn, nhóm chúng em nhận hướng dẫn tận tình cuả thầy Nguyễn Văn Thạnh, giúp cho nhóm áp dụng kiến thức cần thiết vào cơng việc thiết kế Nhóm em xin cảm ơn CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 THÀNH LẬP NHÓM THIẾT KẾ Ngày 10/3/2021 thức thành lập nhóm Bài tập lớn mơn “Thiết kế hệ thống khí” Đề tài: Thiết kế máy lột vỏ dừa khô Thông tin thành viên nhóm • Thành viên 1: Võ Hồng Phú (Nhóm trưởng) Mã số sinh viên: Email: Phu.vo20002611@hcmut.edu.vn • Thành viên 2: Nguyễn Khoa Nam Mã số sinh viên: 1813158 Email: nam.nguyen278139@hcmut.edu.vn • Thành viên 3: Lê Minh Mẩn Mã số sinh viên: 1813049 Email: man.leminh@hcmut.edu.vn • Thành viên 4: Nguyễn Chí Trọng Mã số sinh viên: 1814483 Email: trong.nguyen.ttvl@hcmut.edu.vn • Thành viên 5: Lưu Tấn Phát Mã số sinh viên: 1813479 Email: phat.luu.0512@hcmut.edu.vn 1.2 BÀI TOÁN THIẾT KẾ Diện tích dừa Việt nam có khoảng 170.000 ha, phân bố chủ yếu Miền Trung ĐBSCL Riêng ĐBSCL chiếm 80% diện tích dừa nước, tương đương với 130.000ha Tuy nhiên lại canh tác theo dạng nơng hộ nhỏ, phân tán, diện tích bình qn nhỏ 0,5 Trồng mật độ dày 200 cây/ha việc người sản xuất tập trung mua loại máy sản xuất với số lượng lớn hạn chế Hiện đa số người dân trồng dừa vùng ĐBSCL cịn sử dụng phương pháp thơ sơ nguy hiểm : dùng vật nhọn, dùng dao để tách vỏ dừa với số lượng lớn gây nhiều tai nạn lao động Mặc khác việc tập trung sản xuất loại máy bóc vừa với quy mơ nhỏ cịn hạn chế Nhận biết nhu cầu lớn mặt hàng sản xuất từ dừa nay, khó khăn phương pháp lột vỏ dừa truyền thống, nhóm định chọn đề tài “Thiết kế máy lột vỏ dừa ” để thực môn học Thiết kế hệ thống khí CHƯƠNG 2: KẾ HOẠCH THỰC HIỆN BIỂU ĐỒ THANH 2.1 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN Thời gian thực tập lớn kéo dài 12 tuần, nhóm gồm thành viên thực Để hồn thành cơng việc nhanh chóng có hiệu quả, nhóm trưởng Võ Hoảng Phú tiến hành phân công nhiệm vụ khác cho thành viên Nhiệm vụ 1: xác định nhu cầu khách hàng Cơng việc: Tìm hiểu thị trường ngành chế biến dừa thông qua phương tiện báo đài, mạng xã hội, internet… Khảo sát khu vực sản xuất dừa để hiểu rõ thao tác bóc tách vỏ dừa Khảo sát khách hàng nhu cầu thiết yếu muốn mua máy bóc tách vỏ dừa đưa vào mục tiêu thiết kế nhóm Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 2: tổng hợp, phân tích nhiệm vụ thiết kế, yêu cầu kỹ thuật cho tốn thiết kế Cơng việc: Tổng hợp kết khảo sát tiến hành, thông qua chuyển đổi thành yêu cầu kỹ thuật cách rõ ràng, cụ thể phổ biến cho nhóm Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 3: đưa ý tưởng cho toán thiết kế Công việc: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật đề ra, tiến hành tìm hiểu loại máy có sẵn thị trường ưu, nhược điểm cách vận hành máy Đưa ý tưởng (bằng sơ đồ nguyên lý hoạt động, lời văn, hình vẽ) Phân công: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 4: đánh giá ý tưởng, lựa chọn phương án thiết kế Công việc: Tổng hợp ý tưởng, đánh giá khả thực hiện, ưu nhược ddirrm ý tưởng đưa lựa chọn phương án nhóm tiến hành thiết kế Phân cơng: nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 5: tính tốn thiết kế sản phẩm Cơng việc: Tính tốn chi tiết, phần cần thiết có máy theo tiêu nêu nhiệm vụ Tiến hành vẽ vẽ chung, vẽ chi tiết (nếu có) chi tiết, vẽ lắp, bảng kê chi tiết sản phẩm Phân cơng: nhóm Chi tiết: • Chọn sơ tải trọng cần thiết, lựa chọn động cơ: Võ Hoàng Phú, Lê Minh Mẩn Thời gian: tuần • Lựa chọn hộp giảm tốc, tỉ số truyền truyền máy, tính tốn thiết kế truyền bánh răng: Nguyễn Chí Trọng, Lưu Tấn Phát Thời gian: tuần • Tính tốn thiết kế trục chi tiết khác: Nguyễn Khoa Nam Thời gian: tuần • Thiết kế cần gạt: Lưu Tấn Phát Thời gian: tuần • Vẽ vẽ lắp, vẽ chi tiết máy, hình dáng bên ngồi máy, thiết kế bàn máy: Lê Minh Mẩn, Nguyễn Chí Trọng Thời gian: tuần Nhiệm vụ 6: đánh giá sản phẩm Công việc: Đánh giá khả làm việc, giá thành sản phẩm, khả chế tạo, lắp ráp, độ an toàn khả bảo trì khả bảo vệ mơi trường máy Phân cơng: Cả nhóm Thời gian: tuần Nhiệm vụ 7: viết thuyết minh, làm powerpoint thuyết trình, báo cáo nộp Cơng việc: • Trình bày thuyết minh hồn chỉnh: Nguyễn Khoa Nam • Làm thuyết trình powerpoint báo cáo: Võ Hoàng Phú Thời gian: tuần 2.2 BIỂU ĐỒ THANH QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN Nhiệm vụ Thực Xác định nhu cầu khách hàng Cả nhóm Tổng hợp, phân tích nhiệm vụ thiết kế Cả nhóm Đưa ý tưởng Cả nhóm Đánh giá, lựa chọn phương án Cả nhóm Tính tốn thiết kế Cả nhóm Đánh giá sản phẩm Cả nhóm Viết thuyết minh, powerpoint Khoa Nam, Hoàng Phú Báo cáo Hoàng Phú 10 11 12 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ 3.1 XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG KHÁCH HÀNG Đối tượng quan tâm sở sản xuất, chế biến vừa nhỏ, đặc biệt thị trường đồng sông Cửu Long với sản lượng dừa lớn Các thiết kế tương tự thị trường đắt, gây khó khăn cho sở sản xuất với quy mô không lớn 3.2 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU CỦA KHÁCH HÀNG Sau q trình thu thập thơng tin, khảo sát sở sản xuất vừa nhỏ, nhóm rút ý kiến, vấn đề quan tâm khách hàng máy bóc tách vỏ dừa mà họ nghĩ họ sẵn sàng mua: • Sử dụng đơn giản • Tuổi thọ làm việc cao, máy bền • Dễ lắp ráp, bảo trì sửa chữa • Năng suất cao • Giá thành thấp • Tính an tồn cho người sử dụng • Tính thẩm mỹ 3.3 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT Yêu cầu kỹ thuật tổng quát: Từ việc xác định xong yêu cầu khách hàng, nhóm chuyển yêu cầu thành yêu cầu kỹ thuật tổng quát máy: (Đánh giá theo mức: 0: Khơng có quan hệ 1: Có chút quan hệ 2: Có mối quan hệ vừa phải 3: Quan hệ chặt chẽ) Bảng thông số truyền bánh trụ thẳng Thông số Giá trị Khoảng cách trục chia a a = 151,25 (mm) Khoảng cách trục aw aw = 150 (mm) Đường kính chia d d1 = 108 (mm) d2 = 195 (mm) Đường kính lăn dw dw1 = 107 (mm) dw2 = 193 (mm) Đường kính đỉnh da da1 = 113 (mm) da2 = 200 (mm) Đường kính đáy df df1 = 101,75 (mm) df2 = 188,75 (mm) Đường kính sở db db1 = 101,49 (mm) db2 = 183,24 (mm) Góc profin gốc α α = 20o Góc profin αt αt = 20o Góc ăn khớp αtw αtw = 20o Cặp bánh có tỉ số truyền nên có thơng số giống thơng số bánh bị dẫn 6.5 TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC Chọn vật liệu: Đối với trục bên trong: Trục chịu tải trọng trung bình, ta dùng thép C45 thường hóa, độ rắn 170÷210HB, giới hạn bền b = 600 Mpa, giới hạn chảy ch = 340 Mpa 29 Đối với trục bên ngồi: Ta chọn thép C45 tơi cải thiện, độ rắn 192÷240 HB, giới hạn bền b = 750 Mpa, giới hạn chảy ch = 450 Mpa Tải trọng tác dụng lên trục: Trục ngồi: Lực vịng: Ft1 = Ft2 = 3P = 450.3 = 1350 N Lực hướng tâm: Fr1 = Fr2 = 0,5.3P = 675 N Momen xoắn: T = 288 Nm Tính tốn trục: Phản lực theo phương y chốt: ΣMXA = 200Fr1 + 440Fr2 – 640RDy = → RDy = 1350 N ΣFy = RAy – Fr1 – Fr2 + RDy = → RAy= 1350 N Phản lực theo phương x chốt: ΣMYA = 200Ft1 + 440Ft2 – 640RDx = → RDx = 675 N ΣFx = RAx – Ft1 – Ft2 + RDx = → RAx= 675 N 30 Biểu đồ momen trục 2 𝑀𝐴 = √𝑀𝐴𝑋 + 𝑀𝐴𝑌 =0 2 𝑀𝐵 = √𝑀𝐵𝑋 + 𝑀𝐵𝑌 = √2702 + 1352 = 301,87 𝑁𝑚 2 𝑀𝐶 = √𝑀𝐶𝑋 + 𝑀𝐶𝑌 = √2702 + 1352 = 301,87 𝑁𝑚 2 𝑀𝐷 = √𝑀𝐷𝑋 + 𝑀𝐷𝑌 =0 Trục chính: Chọn sơ đường kính trục: (chọn [τ] = 15) 𝑑 = 10 √ 16.288 16𝑇 = 10 √ = 46 mm 𝜋[𝜏] 15π Chọn d = 50 mm Bề rộng gần ổ lăn b0 = 27 mm 31 Chiều dài may bánh răng: lm0 = 1,2d = 1,2.50 = 60 mm Khoảng công xôn bánh răng: L1 = 2,2d = 2,2.50 = 110 mm Chiều dài hai ổ lăn: Chọn L = 800 mm Lực tác dụng lên bánh răng: 𝐹𝑡3 = 2𝑇 2.288 = = 2953,85 𝑁 𝑑 0,195 𝐹𝑟3 = 𝐹𝑡3 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 2953,85 𝑡𝑎𝑛200 = 1075,11 𝑁 Lực tác dụng lên chốt: RAx = RDx = 675 N RAy = RDy = 1350 N Phản lực theo phương y ổ: ΣMXF = 110Fr3 – 100RAy – 700RDy + 800 RKy = → RKy = 1202,17 N ΣFy = Fr3 – RFy + RAy + RDy – RKy = → RFy= 2572,94 N Phản lực theo phương x ổ: ΣMXF = – 110Ft3 + 100RAx + 700RDx – 800 RKx = → RKx = 268,85 N ΣFy = Ft3 – RFx + RAx + RDx – RKx = → RFx= 4035 N 32 Biểu đồ momen trục 2 𝑀𝐸 = √𝑀𝐸𝑋 + 𝑀𝐸𝑌 =0 2 𝑀𝐹 = √𝑀𝐹𝑋 + 𝑀𝐹𝑌 = √118,262 + 324,922 = 345,77 𝑁𝑚 2 𝑀𝐺 = √𝑀𝐺𝑋 + 𝑀𝐺𝑌 = √31,522 + 216,812 = 219,09 𝑁𝑚 2 𝑀𝐻 = √𝑀𝐻𝑋 + 𝑀𝐻𝑌 = √120,222 + 26,892 = 123,19 𝑁𝑚 2 𝑀𝐾 = √𝑀𝐾𝑋 + 𝑀𝐾𝑌 =0 𝑀𝐸𝑡𝑑 = √𝑀𝐸2 + 0,75𝑇 = 193,20 𝑁𝑚 𝑀𝐹𝑡𝑑 = √𝑀𝐹2 + 0,75𝑇 = 396,08 𝑁𝑚 𝑀𝐺𝑡𝑑 = √𝑀𝐺2 + 0,75𝑇 = 292,10 𝑁𝑚 𝑀𝐻𝑡𝑑 = √𝑀𝐻2 + 0,75𝑇 = 229,13 𝑁𝑚 33 𝑀𝐾𝑡𝑑 = √𝑀𝐾2 + 0,75𝑇 = Đường kính tương ứng tiết diện: Ứng suất uốn cho phép: [σ] = 70 MPa 32.193,2 32𝑀 𝐸𝑡𝑑 𝑑𝐸 = 10√ = 10 √ = 30,4 𝑚𝑚 𝜋[] 70𝜋 Do có rãnh then: dE = 1.05×30.4 = 31,93 mm Chọn dE = 35 mm 𝑑𝐹 = 10√ 32.396,08 32𝑀𝐹𝑡𝑑 = 10 √ = 38,62 𝑚𝑚 𝜋[] 70𝜋 Chọn dF = 45 mm = dK 𝑑𝐺 = 10√ 32.292,1 32𝑀𝐸𝑡𝑑 = 10 √ = 34,89 𝑚𝑚 𝜋[] 70𝜋 Chọn dG = 50 mm = dH Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Với trục ngồi thép C45 thường hóa có: b= 750 MPa -1 = 0,45b = 0,45.750 = 337,5 MPa τ-1 = 0,25b = 0,25.750 = 187,5 MPa Với trục thép C45 thường hóa có: b= 600 MPa -1 = 0,45b = 0,45.600 = 270 MPa τ-1 = 0,25b = 0,25.600 = 150 MPa Hệ số ảnh hưởng trị số trung bình đến độ bền mỏi: thép cacbon mềm σ = 0,05; τ = Để thỏa điều kiện độ bền mỏi, hệ số an toàn phải thỏa: 𝑠𝜎 𝑠𝜏 𝑠= ≥ [𝑠] √𝑠𝜎 + 𝑠𝜏 Chọn [s] = 2.5, ta không cần kiểm nghiệm trục theo độ cứng sσ : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp 𝜎−1 𝑠𝜎 = 𝐾𝜎 𝜎𝑎 + 𝜓𝜎 𝜎𝑚 𝜀𝜎 𝛽 sτ : Hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp tiết diện J 𝜏−1 𝑠𝜏 = 𝐾𝜏 𝜏𝑎 + 𝜓𝜏 𝜏𝑚 𝜀𝜎 𝛽 Với 𝛽 – hệ số tăng bền bề mặt: 𝛽 = (không dùng biện pháp tăng bền bề mặt) 34 Các trục hộp giảm tốc quay, ứng suất tiếp thay đổi theo chu kỳ đối xứng: 𝜎𝑚 = 0; 𝜎𝑎 = 𝜎𝑚𝑎𝑥 103 𝑀 = 𝑊 đó: momen uốn tổng M = √𝑀𝑋 + 𝑀𝑌 W – momen cản xoắn Vì trục quay chiều, ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động Do theo công thức 11.19 tài liệu [1]: 𝜏𝑎 = 𝜏𝑚 = 𝜏𝑚𝑎𝑥 103 𝑇 = 2𝑊𝑜 Trục có giới hạn bền σb = 600 MPa, có rãnh then → Hệ số Kσ = 1,75; Kτ = 1,50 Trục có giới hạn bền σb = 750 MPa, có rãnh then → Hệ số Kσ = 1,90; Kτ = 1,70 Kích thước then bằng, trị số momen cản uốn momen cản xoắn ứng với tiết diện sau: Tiết diện Đường kính trục (mm) b×h t1 W (mm3) W0 (mm3) dA 50 - 60 - - 10979,21 21958,42 dB 70 - 80 - - 20800,78 41601,56 dC 70 - 80 - - 20800,78 41601,56 dD 50 - 60 - - 10979,71 21958,42 dE 35 10×8 356639 7775,63 dF 45 - - 8946,00 17892,00 dG 50 - - 12271,85 24543,69 dH 50 - - 12271,85 24543,69 dK 45 - 8946,00 17892,00 Bảng kết tính tốn hệ số an tồn tiết diện nguy hiểm: Đường kính d, mm Trục εσ ετ σa τa sσ sτ s dA = 50 0,84 0,78 13,11 - 6,56 - dB = 80 0,73 0,70 14,51 6.92 8,90 11.15 6,96 dC = 80 0,73 0,70 14,51 6.92 8,90 11,15 6,96 dD = 50 0,73 0,70 13,11 - 5,89 35 Trục dE = 35 0,88 0,81 37 - 2.12 - dF = 45 0,84 0,78 38,65 1,10 3,35 4,85 2,76 dG = 50 0,81 0,76 17,85 11,73 7,00 6,50 4,76 dH =50 081 0,76 10 11,73 12,5 6,50 5,80 dK = 45 0,84 0,78 22,92 - 3,40 - Vậy tất tiết diện nguy hiểm trục thỏa độ bền mỏi Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh: Để đề phòng khả biến dạng dẻo lớn phá hỏng tải đột ngột (chẳng hạn mở máy), cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Trục ngoài: 𝜎𝑡𝑑1 = √𝜎1 + 3𝜏1 = √5,892 + 3.282 = 7,6 𝑀𝑃𝑎 ≤ [𝜎] = 360 𝑀𝑃𝑎 Trong đó: 𝑀𝑚𝑎𝑥 √2702 + 1352 𝜎1 = = = 5,89 𝑀𝑃𝑎 0,1𝑑3 0,1 0,083 𝑇𝑚𝑎𝑥 288 𝜏1 = = = 2,8 𝑀𝑃𝑎 0,2𝑑3 0,2 0,083 [σ] ≈ 0,8σch = 0,8.450 = 360 MPa Trục chính: 𝜎𝑡𝑑2 = √𝜎2 + 3𝜏2 = √127,82 + 3.15,82 = 130 𝑀𝑃𝑎 ≤ [𝜎] = 272 𝑀𝑃𝑎 Trong đó: 𝑀𝑚𝑎𝑥 √118,262 + 324,922 𝜎2 = = = 127,8 𝑀𝑃𝑎 0,1𝑑3 0,1 0,0453 𝑇𝑚𝑎𝑥 288 𝜏2 = = = 15,8 𝑀𝑃𝑎 0,2𝑑 0,2 0,0453 [σ] ≈ 0,8σch = 0,8.340 = 272 Mpa Kiểm nghiệm độ bền then: Với chi tiết dùng mối ghép then cần tiến hành kiểm nghiệm độ bền dập độ bền cắt Kiểm nghiệm then theo độ bền dập: 𝜎𝑑 = 𝐹 ≤ [𝜎𝑑 ] 𝑡2 𝑙𝑙 Với ll chiều dài làm việc then: ll ≈ 0,8lm 36 103 𝑇 F lực vòng xác định theo công thức: 𝐹 = 𝑑 Kiểm nghiệm then dộ bền cắt: 𝜏𝑐 = 𝐹 ≤ [𝜏𝑐 ] 𝑏𝑙𝑙 Tại tiết diện E ta sử dụng then Kết tính tốn thể bảng sau: Then (mm) Đường kính (mm) dE 35 b×h t2 10×8 3.3 Chiều dài then l (mm) Chiều dài làm việc then ll (mm) Momen T (Nm) σd (MPa) τc ( MPa) 28 28 288 178 71,5 Đối với then làm thép C45 lắp trục hộp giảm tốc làm việc với tốc độ trung bình, va đập nhẹ, ta có: [σd] = 130 ÷ 180 MPa [τc] = 90 MPa Vậy then thỏa điều kiện Tính tốn lựa chọn ổ lăn cho trục Thơng số cho trước: Số vòng quay: n = 40 vg/ph Đường kính vịng trong: tiết diện lắp ổ lăn dB = dD = 45 mm Số năm làm việc: năm Số ngày làm việc năm: 250 ngày Số ca làm việc ngày: ca ca làm việc tiếng Quay chiều, tải va đập nhẹ Thời gian làm việc: Lh = 3×250×2×8 = 12000 37 a Chọn sơ loại ổ: Vì trục khơng chịu tác dụng lực dọc trục, ta chọn gối đỡ trục kết hợp ổ bi dãy UCP 209 cho gối đỡ F K Gối đỡ kết hợp ổ lăn có thơng số sau: Kích thước (mm) d Giá trị 45 d1 A A1 B B4 H H1 H2 J L 57.3 51 31 49.2 54 19 108 146 189.5 b Kiểm nghiệm khả tải ổ: Tải trọng tác dụng lên ổ: Lực hướng tâm 2 𝐹𝑟𝐹 = √𝐹𝐹𝑥 +𝐹𝐹𝑦 = √40352 + 2572.942 = 4785.52 𝑁 2 𝐹𝑟𝐾 = √𝐹𝐾𝑥 +𝐹𝐾𝑦 = √268.852 + 1202.172 = 1231.87 N Kσ – Hệ số xét đến ảnh hưởng đặc tính tải trọng: Kσ = 1.2 (va đập nhẹ) Kt – Hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ (0C): Kt = (nhiệt độ < 1000C) 38 V – Hệ số xét đến vòng quay: V = (vòng quay) Khơng có lực dọc trục → X = 1; Y = Tuổi thọ tính triệu vịng: 𝐿= 60𝑛𝐿ℎ = 60 × 40 × 12000 10 106 Tải trọng quy đổi tác động lên ổ: = 28.8 (𝑡𝑟𝑖ệ𝑢 𝑣ò𝑛𝑔 𝑞𝑢𝑎𝑦) 𝑄𝐹 = (𝑋𝑉𝐹𝑟𝐹 + 𝑌𝐹𝑎 )𝐾𝜎 𝐾𝑡 = 1.2 × × × 4785.52 = 5742.624 𝑁 𝑄𝐾 = (𝑋𝑉𝐹𝑟𝐾 + 𝑌𝐹𝑎 )𝐾𝜎 𝐾𝑡 = 1.2 × × × 1231.87 = 1478.244 𝑁 Khả tải động ổ: 𝑚 𝑚 𝐶𝑡𝑡𝐹 = 𝑄𝐹 √𝐿 = 5742.624√28.8 = 17.6 𝑘𝑁 < 𝐶 = 32,5 𝑘𝑁 𝐶𝑡𝑡𝐾 = 𝑄𝐾 √𝐿 = 1478.244√28.8 = 4.53 𝑘𝑁 < 𝐶 = 32,5 𝑘𝑁 Kiểm tra khả tải tĩnh ổ: 𝑄0𝐹 = 𝑋0𝐹 𝐹𝑟𝐹 + 𝑌0𝐹 𝐹𝑎 = 0.6 × 4785.52 = 2871.312 𝑁 < 𝐶0 = 20,4 𝑘𝑁 𝑄0𝐾 = 𝑋0𝐾 𝐹𝑟𝐾 + 𝑌0𝐾 𝐹𝑎 = 0.6 × 1231.87 = 739.122 𝑁 < 𝐶0 = 20,4 𝑘𝑁 Vậy gối đỡ trục thỏa 6.6 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI RĂNG Chọn bánh đai dây đai hãng Misumi – Japan Thông số đầu vào: Tỉ số truyền: u=1 Công suất truyền: 𝐹 𝑣 4.9,81.8 = = 0.31(𝑘𝑊) 1000 1000 Số vòng quay: n= 300(v/ph) 𝑃1 = Khoảng cách trục sơ bộ: C = 600(mm) Cơng suất tính tốn Pd: Pt: cơng suất truyền danh nghĩa; Pt = 0,31(kW) Ks: hệ số hiệu chỉnh Ks= K0+Kr+Ki Với: K0: hệ số tải trọng; tra bảng 1→ K0=1 Kr: hệ số hiệu chỉnh tỉ số truyền; tra bảng 2→ Kr = Ki: hệ số hiệu chỉnh bánh căng đai; tra bảng 3→ Ki = →Ks = K0 + Kr + Ki = 1+0+0=1 →Pd = Pt.Ks = 0,31.1=0,31(kW) Chọn loại dây đai răng: tra bảng 8→loại T10 39 Tính thơng số truyền đai răng: Số bánh dẫn bánh bị dẫn: Z1 = Z2 = 14(răng) Bước đai T10: p=10(mm) Đường kính vịng chia bánh dẫn bánh bị dẫn: 𝐷1𝑝 = 𝐷2𝑝 = 𝑍1 𝑝 14.10 = = 44,56(𝑚𝑚) 𝜋 𝜋 Góc ơm bánh nhỏ θ1: 𝑑2 − 𝑑1 ) = 180𝑜 = 𝜃2 𝜃1 = 180 − 57 ( 𝑎 Chiều dài dây đai: (𝐷2𝑝 − 𝐷1𝑝 ) 𝜋 𝜋 𝐿𝑝 = 2𝐶 + (𝐷2𝑝 + 𝐷1𝑝 ) + = 2.600 + (44,56 + 44,56) + = 1340(𝑚𝑚) 4𝑎 → Tra bảng ‘Type T10’ → Chọn chiều dài dây đai tiêu chuẩn Lp =1400(mm) → Tổng số dây đai: ZL=140(răng) Tính xác khoảng cách trục a theo Lp tiêu chuẩn: 𝜋(𝐷1𝑝 + 𝐷2𝑝 ) 𝜋(𝐷1𝑝 + 𝐷2𝑝 ) 𝐷2𝑝 − 𝐷1𝑝 √(𝐿𝑝 − ( ) (𝐿𝑝 − ) + ) − 2 𝐶= = 630(𝑚𝑚) Xác định bề rộng đai: 𝐵𝑤 = 𝑃𝑑 𝑊 𝑃𝑠 𝐾𝑚 𝑝 Với: Ps: cơng suất truyền thí nghiệm; tra bảng 33 →Ps=0,1161(kW) Wp: bề rộng truyền đai thí nghiệm; Wp=10(mm) Km: hệ số hiệu chỉnh ăn khớp; tra bảng 13, ứng với 𝑍𝑀 = → 𝐵𝑤 = 𝑍1 𝜃1 =7 360 → Km = 𝑃𝑑 0,31 𝑊𝑝 = 10 = 26,70(𝑚𝑚) 𝑃𝑠 𝐾𝑚 0,1161.1 Chọn bề rộng dây đai tiêu chuẩn Bw = 30(mm) Hệ số bề rộng dây đai, tra bảng 15, Kb = 3,5 Kiểm nghiệm công suất: Ps.Km.Kb = 0,1161.1.3,5 = 0,41(kW) > Pd = 0,31(kW) (thỏa) Tra bảng 16, { 𝐶𝑠 = 25(𝑚𝑚) 𝐶𝑖 = 10(𝑚𝑚) 𝐶 = 𝐶 + 𝐶𝑠 = 630 + 25 = 655(𝑚𝑚) Vậy { 𝑚𝑎𝑥 𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶 − 𝐶𝑖 = 630 − 10 = 620(𝑚𝑚) 40 Tính lực tác dụng lên trục: 𝑇1 = 9,55 106 𝑃1 0,31 = 9,55 106 = 9868,33(𝑁𝑚𝑚) 𝑛1 300 Lực vòng: 2𝑇1 2.9868,33 = = 442,92(𝑁) 𝐷1𝑝 44,56 𝐹𝑡 = Lực căng ban đầu F0 , tra bảng 17, F0 = 363(N) Lực nhánh căng: F1 = F0+Ft = 363+442,92 = 805,92(N) Lực nhánh chùng: F2 = F0 = 363(N) Lực tác động lên trục: 𝐹𝑟 = √𝐹1 + 𝐹2 − 2𝐹1 𝐹2 𝑐𝑜𝑠𝜃1 = √805,922 + 3632 − 2.805,92.363 𝑐𝑜𝑠180𝑜 = 1168,92(𝑁) Thông số truyền đai Thơng số Kí hiệu Giá trị Kí hiệu đặt hàng Ghi Số bánh nhỏ Z1p 14 TTPA14T10300B-C15 Lỗ d =15mm then Số bánh lớn Z2p 14 TTPA14T10300B-C15 Lỗ d =15mm then Số dây đai ZL 140 TTBU-1400-T10300 Bề rộng 30 mm Khoảng cách truc (mm) C 630 Lực căng ban đầu (N) F0 363 Lực tác động lên trục (N) Fr 1168,9 Cmax=655(mm) Cmin=620(mm) 6.7 CÁC CHI TIẾT PHỤ Chốt nối trục rỗng có gai với trục chính: Chốt ISO 2339 A – 12x80 Kích thước bàn đặt máy: – Chiều cao tổng thể: 1040 mm − Chiều dài tổng thể: 840 mm − Chiều rộng tổng thể: 580 mm − Chiều cao gối trục so với mặt đất: 740 mm Thanh trượt dùng để gắn ngang: – Thanh trượt: HGR15R62C - Hiwin − Con trượt: HGW15CAZ0C 41 CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 7.1 KHẢ NĂNG LÀM VIỆC Mơ hình làm việc sản phẩm đơn giản nên công nhân dễ dàng thực Chỉ cần công nhân cho máy Năng suất làm việc cao, độ bền đảm bảo thời gian làm việc năm yêu cầu 7.2 KHẢ NĂNG CHẾ TẠO Các chi tiết hộp giảm tốc, gối đỡ trục, chốt, truyền đai hồn tồn mua thị trường Các chi tiết tự chế tọa bánh răng, trục quay chế tạo đơn giản với đa số nguyên công tiện, phay, … Số lượng chi tiết sản phẩm nên đảm bảo khả lắp ráp 7.3 KHẢ NĂNG BẢO TRÌ Các chi tiết dễ tháo dỡ với số lượng nên bảo trì dễ dàng Các chi tiết theo tiêu chuẩn thay đơn giản qua nhà phân phối thị trường 7.4 ĐỘ AN TỒN, KHẢ NĂNG BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG Vỏ máy che chắn phận công tác bên trục, bánh nên đảm bảo độ an toàn định cho người vận hành Do sử dụng động làm nguồn cung cấp lượng nên có tai nạn cần ngắt động Cơ cấu vận hành êm nên không ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh, khơng có chất thải nên đảm bảo tính thân thiện với mơi trường 7.5 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM Động VietHung 4K80B4: 3.570.000đ Hộp giảm tốc: 2.600.000 Động đẩy dừa - Động giảm tốc mini 370W pha: 1.500.000đ Chi phí gia công bánh răng, trục chi tiết khác: 3.000.000đ Vỏ ngồi: 3.000.000đ Chi phí cho nhân cơng sản xuất máy: 3.000.000đ Chi phí bán hàng: 10% Lợi nhuận máy: 20% Tổng chi phí sản xuất máy: 16.670.000đ Giá bán máy: 16.670.000(1 + 10% + 20%+10%) = 23.400.000đ máy 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Nguyễn Hữu Lộc (2020) Thiết kế máy chi tiết máy, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, Tp.Hồ Chí Minh 2) Trịnh Chất – Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, NXB Giáo dục 3) Cơng ty TNHH T.E.M Engineering Việt Nam, Catalogue hộp giảm tốc 4) Trường Đại học Trà Vinh, Bộ mơn Cơ khí – Động lực (2011) Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp trường – Thiết kế chế tạo máy tách vỏ, tước xơ dừa suông liên hoàn 5) G Sujaykumar* , Shashidhar B Asantapur, Vishwas C., Prashanth Kumar, Dhanush D (2017) Design and Fabrication of Coconut Dehusker, Department of Mechanical Engineering, Yenepoya Institute of Technology, Moodbidri, India 6) B N Nwankwojike, O Onuba, U.Ogbonna (2012) Development of a Coconut Dehusking Machine for Rural Small Scale Farm Holders, Department of Mechanical Engineering, Michael Okpara University of Agriculture, Umudike, Nigeria 7) Md Akhir b Hamid Mechanical coconut dehusking 8) Mr R Jeyaseelan Business plan submitted to National Innovation Foundation (NIF) for the commercialization of “coconut dehusker” 43 ... thủ công để lột vỏ dừa, chưa áp dụng máy móc, kỹ thuật lột vỏ dừa thật hiệu dẫn đến suất không cao dễ xảy tai nạn lao động sử dụng dao lột vỏ dừa Nhận biết nhu cầu lớn máy lột vỏ dừa thị trường,... loại máy bóc vừa với quy mơ nhỏ cịn hạn chế Nhận biết nhu cầu lớn mặt hàng sản xuất từ dừa nay, khó khăn phương pháp lột vỏ dừa truyền thống, nhóm định chọn đề tài ? ?Thiết kế máy lột vỏ dừa ”... cần thiết vào công việc thiết kế Nhóm em xin cảm ơn CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 THÀNH LẬP NHĨM THIẾT KẾ Ngày 10/3/2021 thức thành lập nhóm Bài tập lớn mơn ? ?Thiết kế hệ thống khí” Đề