Mô hình nhà kho thông minh cấu hình lưới lập phương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG GVHD: TS TRỊNH ĐỨC CƯỜNG SVTH: VÕ HOÀNG THIỆN VÕ THÀNH TRÍ ĐẶNG ĐĂNG KHƠI S K L 9 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG” Giảng viên hướng dẫn: TS TRỊNH ĐỨC CƯỜNG Sinh viên thực hiện: VÕ HOÀNG THIỆN MSSV: 19146395 VÕ THÀNH TRÍ MSSV: 19146408 ĐẶNG ĐĂNG KHƠI MSSV: 19144270 Khóa: 2019 - 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Học kỳ 2/ năm học 2022-2023 Giảng viên hướng dẫn: TS Trịnh Đức Cường Sinh viên thực hiện: Võ Thành Trí MSSV: 19146408 Điện thoại: 0859245814 Võ Hoàng Thiện MSSV: 19146395 Điện thoại: 0853102552 Đặng Đăng Khôi MSSV: 19144270 Điện thoại: 0899676247 Mã số đề tài: – Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG Các số liệu, tài liệu ban đầu: • Khảo sát loại vi điều khiền, chuẩn giao tiếp, vật liệu, thùng chứa, động cơ, pin sạc, … • Tìm hiểu cơng thức tính tốn thiết kế truyền, cấu khí, khung xe, khung lưới lập phương • Tham khảo mơ hình nhà kho thơng minh ngồi nước Nội dung đồ án: • Nghiên cứu tài liệu, sáng chế mơ hình nhà kho thơng minh khác • Dựa liệu thu thập tiến hành đưa phương án thiết kế, tính tốn, áp dụng kiến thức học vào việc xây dựng mô hình • Thiết kế mơ hình xe chở hàng hóa khung ray lưới lập phương • Thiết kế lập trình cho hệ thống điều khiển cho mơ hình • Thử nghiệm điều chỉnh phần cứng chương trình để mơ hình tối ưu Các sản phẩm dự kiến Mơ hình xe chở hàng khung ray lưới lập phương Ngày giao đồ án: 15/03/2023 Ngày nộp đồ án: 15/07/2023 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Anh   Tiếng Việt Tiếng Việt ▋ ▋ TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Võ Hồng Thiện Võ Thành Trí Đặng Đăng Khơi MSSV: 19146395 MSSV: 19146408 MSSV: 19144270 Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG Ngành đào tạo: Cơ điện tử, Cơ khí Giảng viên hướng dẫn: TS Trịnh Đức Cường Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN 2.2 Nội dung đồ án (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3 Kết đạt 2.4 Những nội dung chưa đạt (Nếu có) Đánh giá TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu đồ án Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Điểm tối đa 30 10 Điểm đạt 10 10 Nội dung đồ án Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… 50 Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể đồ án Tổng điểm 15 10 10 100 Kết luận □ Được phép bảo vệ □ Không phép bảo vệ Tp HCM, ngày tháng năm 2023 Giảng viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Võ Hồng Thiện Võ Thành Trí Đặng Đăng Khôi MSSV: 19146395 MSSV: 19146408 MSSV: 19144270 Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG Ngành đào tạo: Cơ điện tử, Cơ khí Giảng viên phản biện: ThS Trần Thụy Uyên Phương Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên Nhận xét kết thực ĐATN 2.5 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN 2.6 Nội dung đồ án (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.7 Kết đạt 2.8 Những nội dung chưa đạt (Nếu có) Đánh giá TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu đồ án Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài Tính cấp thiết đề tài Điểm tối đa 30 10 Điểm đạt 10 10 Nội dung đồ án Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… 50 Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài Sản phẩm cụ thể đồ án Tổng điểm 15 10 10 100 Kết luận □ Được phép bảo vệ □ Không phép bảo vệ Tp HCM, ngày tháng năm 2023 Giảng viên phản biện (Ký, ghi rõ họ tên) LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: MƠ HÌNH NHÀ KHO THƠNG MINH CẤU HÌNH LƯỚI LẬP PHƯƠNG - GVHD: TS, TRỊNH ĐỨC CƯỜNG - Họ tên sinh viên: VÕ HOÀNG THIỆN - MSSV: 19146395 - Họ tên sinh viên: VÕ THÀNH TRÍ - MSSV: 19146408 - Họ tên sinh viên: ĐẶNG ĐĂNG KHÔI - MSSV: 19144270 - Số điện thoại liên lạc: 0859245814 - Email: vothanhtrivtt@gmail.com - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng tình nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết công Lớp: 191462A Lớp: 191462A Lớp: 191441A bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày Ký tên i tháng năm 2023 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án truyền động khí “Mơ hình nhà kho thơng minh cấu hình khối lập phương” chúng em đã nhận nhiều giúp đỡ từ nhà trường, quý thầy cô, gia đình bạn bè Nay chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy trường đã tận tình dạy, trang bị cho chúng em kiến thức cần thiết suốt thời gian ngồi ghế giảng đường, làm tảng cho chúng em để hồn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin trân trọng cảm ơn Thầy Trịnh Đức Cường đã tận tình giúp đỡ, cung cấp cho chúng em kiến thức thực tế quan trọng, tài liệu cần thiết liên quan đến đề tài, đồng thời định hướng cho chúng em cách tư cách làm việc khoa học, góp ý q báu q trình thực đồ án tốt nghiệp hành trang tiếp bước cho chúng em trình học tập nghiên cứu sau Chúng em xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện sở vật chất, hệ thống thư viện trực tuyến, loại sách, tài liệu đa dạng tạo điều kiện cho chúng em có đủ nguồn tài liệu để thực đồ án Và cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ân nhân đã sẵn sàng giúp đỡ chúng em suốt trình thực đề tài Trong lúc thực đề tài, chắn chúng em không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình từ phía thầy, để đề tài hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực ii - Đặng Đăng Khơi - Võ Hồng Thiện - Võ Thành Trí TĨM TẮT Đề tài “Mơ hình nhà kho thơng minh cáu hình khối lập phương” đề tài thiết kế hệ thống nhà kho thông minh bắt kịp theo xu hướng đại hóa giới Có nhiều hệ thống nhà kho thông minh khác với mơ hình cấu trúc cách thức lưu trữ riêng biệt Những chủ yếu hệ thống nhà kho thường ứng dụng diện tích kho bãi lớn Mơ hình nhà kho chứa hàng hóa vừa nhỏ khơng gian hẹp lại Ở Việt Nam đã có hệ thống nhà kho thông minh ứng dụng thực tế khơng có mơ hình nhà kho cho hàng hóa vừa nhỏ để áp dụng cho tư nhân có diện tích kho bãi hẹp Chính lý nhóm đề xuất mơ hình nhà kho thơng minh đáp ứng u cầu chí tăng khối lượng hàng hóa lưu trữ lên nhiều lần mà không làm tăng diện tích sử dụng bất chấp biên dạng, hình thù diện tích Mơ hình nhà kho nhóm đề xuất có dạng lưới lập phương bao gồm: - Robot vận chuyển hàng hóa - Khung lưới lập phương Mơ hình hoạt động theo cách sau: Các khung lưới lập phương lắp ray phía để robot chuyển hàng chạy phía Các thùng chứa hàng nằm phía lưới xếp chồng lên Vị trí thùng hàng đánh số vị trí hệ tọa độ chiều với thông số (Dài x Rộng x Cao) Khi robot muốn lấy hàng thả hàng, thả cấu gắp từ phía chứa hàng gắp thùng hàng lên hay thả thùng hàng xuống Sau đó, robot chạy cổng để đưa hàng nhập hàng vào từ cổng hồn tất chu trình làm việc Sẽ có nhiều robot vận hành điều hành máy tính trung tâm giúp tính tốn đường cho robot phân chia nhiệm vụ cách hợp lý Ở đề tài này, nhóm tập trung chủ yếu vào việc xây dựng robot vận chuyển, khung lưới lập phương, máy chủ thực tính tốn đường cho robot, sở liệu, giao diện truy xuất sở liệu gửi lệnh thực thi cho máy chủ Nhóm đã thực tất phần đã trải qua nhiều khó khăn từ việc: sản phẩm gia cơng th ngồi khơng xác; tìm kiếm linh kiện, phận khí phù hợp tốn thời gian;… Đề tài cịn hạn chế phần kinh phí thời gian thực nên nhóm lắp ráp thực tế robot khung lưới lập phương có kích thước 2x3 Vì thế, khơng đem vào thực tế mơ hình chạy nhiều robot, khung lưới lập phương lớn hơn, có hệ thống quản lý sở liệu tốt hơn, có chương trình xếp phân loại kho tốt hơn, cấu nhập lấy hàng từ cổng,… Đó hướng phát triển cho đề tài sau iii Sơ đồ phụ lục Biểu đồ moment trục I Tính mơ men tiết diện nguy hiểm theo công thức: Momen uốn tổng 𝑀𝑗 tiết diện j chiều dài trục: Công thức chung: 2 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗 2 ⇒ 𝑀𝐴 = √𝑀𝑧𝐴 + 𝑀𝑦𝐴 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐵 = √𝑀𝑧𝐵 + 𝑀𝑦𝐵 = √66,452 + 244,352 = 253,22 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐶 = √𝑀𝑧𝐶 + 𝑀𝑦𝐶 = √394,052 + 737,852 = 836,48 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐷 = √𝑀𝑧𝐷 + 𝑀𝑦𝐷 = √66,452 + 244,352 = 253,22 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐸 = √𝑀𝑧𝐸 + 𝑀𝑦𝐸 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 • Thiết kế trục II o Chọn vật liệu chế tạo trụ III (5.18) Bảng phụ lục Bảng vật liệu chế tạo trục Vật liệu Nhiệt luyện SUS304 Khơng có Giới hạn bền Giới hạn chảy 𝜎𝑏 𝜎𝑐ℎ 515 MPa 205 MPa Độ cứng HB 201 o Tính sơ đường kính trục Sử dụng cơng thức thực nghiệm để xác định sơ đường kính trục 𝑑1 = (0,8 ÷ 1,2)𝑑đ𝑐 = (0,8 ÷ 1,2) = 6,4 ÷ 9,6 (𝑚𝑚) ⇒ Chọn 𝑑1 = 𝑚𝑚 o Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Nhằm mục đích tối ưu chi phí mang lại hiệu quả, chọn kiểu trục trơn cho thiết kế o Phân tích lực tác dụng lên trục Sơ đồ phụ lục Sơ đồ minh họa đặt lực trục II IV Lực tác dụng trục II bánh đai xe theo phương Oz, Oy: 𝑚𝑥𝑒 𝑔 38.9,8 𝐹𝑥𝑒𝑦 = = = 93,1 (𝑁) 4 𝐹𝑥𝑒𝑥 = 𝑁 Lực tác dụng trục II bánh đai bị dẫn (Bộ truyền đai 2) theo phương Oz, Oy: 𝐹𝑑2𝑧′ = 𝐹𝑟2′ cos(76) = 15 cos(76) = 3,63 𝑁 𝐹𝑑2𝑦′ = 𝐹𝑟2′ sin(76) = 15 sin(76) = 14,55 𝑁 Các khoảng cách: L3 = 15mm L4 = 10mm Moment xoắn: 𝑇2 = 55,08 𝑁𝑚𝑚 Tính phản lực gối đỡ trục - Xét mặt phẳng xOz: ∑ 𝑀𝐷 = 𝐹𝑑2𝑧 ′ L4 − 𝑍𝐵 2L4 + 𝐹𝑥𝑒𝑧 (L3 + 2L4 ) = ⇒ 𝑍𝐵 = 𝐹𝑑2𝑧 ′ L4 + 𝐹𝑥𝑒𝑧 (L3 + 2L4 ) L4 ⇒ 𝑍𝐵 = 3,63.10 + (15 + 2.10) = 1,82 𝑁 2.10 ∑ 𝐹𝑍 = 𝑍𝐷 − 𝐹𝑑2𝑧 ′ + 𝑍𝐵 − 𝐹𝑥𝑒𝑧 = ⇒ 𝑍𝐷 = 𝐹𝑑2𝑧 ′ − 𝑍𝐵 + 𝐹𝑥𝑒𝑧 ⇒ 𝑍𝐷 = 3,63 − 1,82 + = 1,82 𝑁 - Xét mặt phẳng xOy: ∑ 𝑀𝐷 = 𝐹𝑑2𝑦′ L4 − Y𝐵 2L4 + 𝐹𝑥𝑒𝑦 (L3 + 2L4 ) = ⇒ 𝑌𝐵 = 𝐹𝑑2𝑦′ L4 + 𝐹𝑥𝑒𝑦 (L3 + 2L4 ) L4 ⇒ 𝑌𝐵 = 14,55.10 + 93,1 (15 + 2.10) = 170,2 𝑁 2.10 ∑ 𝐹𝑦 = 𝑌𝐵 − 𝐹𝑑2𝑦′ − 𝑌𝐷 − 𝐹𝑥𝑒𝑦 = V ⇒ 𝑌𝐷 = 𝑌𝐵 − 𝐹𝑥𝑒𝑦 − 𝐹𝑑2𝑦′ ⇒ 𝑌𝐷 = 170,2 − 93,1 − 14,55 = 62,55 𝑁 Sơ đồ phụ lục Biểu đồ moment trục II Tính mơ men tiết diện nguy hiểm theo công thức: Momen uốn tổng 𝑀𝑗 tiết diện j chiều dài trục: Công thức chung: 2 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗 2 ⇒ 𝑀𝐴 = √𝑀𝑧𝐴 + 𝑀𝑦𝐴 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 VI 2 ⇒ 𝑀𝐵 = √𝑀𝑧𝐵 + 𝑀𝑦𝐵 = √1396,52 + 02 = 1396,5 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐶 = √𝑀𝑧𝐶 + 𝑀𝑦𝐶 = √625,52 + 18,22 = 625,76 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐷 = √𝑀𝑧𝐷 + 𝑀𝑦𝐷 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 Tính tốn thiết kế trục cho cụm bánh xe dài • Thiết kế trục I o Chọn vật liệu chế tạo trục Bảng phụ lục Bảng vật liệu chế tạo trục Vật liệu Nhiệt luyện SUS304 Khơng có Giới hạn bền Giới hạn chảy 𝜎𝑏 𝜎𝑐ℎ 515 MPa 205 MPa Độ cứng HB 201 o Tính sơ đường kính trục Sử dụng cơng thức thực nghiệm để xác định sơ đường kính trục 𝑑1 = (0,8 ÷ 1,2)𝑑đ𝑐 = (0,8 ÷ 1,2) = 6,4 ÷ 9,6 (𝑚𝑚) ⇒ Chọn 𝑑1 = 𝑚𝑚 o Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Nhằm mục đích tối ưu chi phí mang lại hiệu quả, chọn kiểu trục trơn cho thiết kế o Phân tích lực tác dụng lên trục Sơ đồ phụ lục Sơ đồ minh họa đặt lực trục I Lực tác dụng trục I bánh đai bị dẫn (Bộ truyền đai 1) theo phương Oz, Oy: 𝐹𝑑1𝑧 = 𝐹𝑟1 cos(43) = cos(43) = 6,58 𝑁 VII 𝐹𝑑1𝑦 = 𝐹𝑟1 sin(43) = sin(43) = 6,14 𝑁 Lực tác dụng trục I bánh đai dẫn (Bộ truyền đai 2) theo phương Oz, Oy: 𝐹𝑑2𝑧 = 𝐹𝑟2 cos(30) = 15 cos(30) = 13 𝑁 𝐹𝑑2𝑦 = 𝐹𝑟2 sin(30) = 15 sin(30) = 7,5 𝑁 Các khoảng cách: L1 = 100mm L2 = 115mm Moment xoắn: 𝑇1 = 90,02 𝑁𝑚𝑚 Tính phản lực gối đỡ trục - Xét mặt phẳng xOz: ∑ 𝑀𝐴 = 𝑍𝐸 L2 − 𝐹𝑑1𝑧 L2 − 𝐹𝑑2𝑧 (L2 − L1 ) − 𝐹𝑑2𝑧 (L2 + L1 ) = ⇒ 𝑍𝐸 = 𝐹𝑑1𝑧 L2 + 𝐹𝑑2𝑧 (L2 − L1 ) + 𝐹𝑑2𝑧 (L2 + L1 ) L2 ⇒ 𝑍𝐸 = 6,58.115 + 13 (115 − 100) + 13 (115 + 100) = 16,29 𝑁 2.115 ∑ 𝐹𝑍 = 𝑍𝐴 − 𝐹𝑑1𝑍 + 𝑍𝐸 − 𝐹𝑑2𝑍 −= ⇒ 𝑍𝐴 = 𝐹𝑑1𝑍 + 𝐹𝑑2𝑍 − 𝑍𝐸 ⇒ 𝑍𝐴 = 6,58 + 2.13 − 16,29 = 16,29 𝑁 - Xét mặt phẳng xOy: ∑ 𝑀𝐴 = 𝑌𝐸 L2 + 𝐹𝑑1𝑦 L2 − 𝐹𝑑2𝑦 (L2 − L1 ) − 𝐹𝑑2𝑦 (L2 + L1 ) = ⇒ 𝑌𝐸 = 𝐹𝑑2𝑦 (L2 − L1 ) + 𝐹𝑑2𝑦 (L2 + L1 ) − 𝐹𝑑1𝑦 L2 L2 ⇒ 𝑌𝐸 = 7,5 (115 − 100) + 7,5 (115 + 100) − 6,14.115 = 4,43 𝑁 2.115 ∑ 𝐹𝑦 = 𝑌𝐴 + 𝐹𝑑1𝑦 + 𝑌𝐸 − 𝐹𝑑2𝑦 −= ⇒ 𝑌𝐴 = −𝐹𝑑1𝑦 + 𝐹𝑑2𝑦 − 𝑌𝐸 ⇒ 𝑌𝐴 = 2.7,5 − 6,14 − 4,43 = 4,43 𝑁 VIII Sơ đồ phụ lục Biểu đồ moment trục I Tính mô men tiết diện nguy hiểm theo công thức: Momen uốn tổng 𝑀𝑗 tiết diện j chiều dài trục: Công thức chung: 2 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗 2 ⇒ 𝑀𝐴 = √𝑀𝑧𝐴 + 𝑀𝑦𝐴 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐵 = √𝑀𝑧𝐵 + 𝑀𝑦𝐵 = √66,452 + 244,352 = 253,22 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐶 = √𝑀𝑧𝐶 + 𝑀𝑦𝐶 = √240,552 + 573,352 = 621,77 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐷 = √𝑀𝑧𝐷 + 𝑀𝑦𝐷 = √66,452 + 244,352 = 253,22 𝑁𝑚𝑚 2 ⇒ 𝑀𝐸 = √𝑀𝑧𝐸 + 𝑀𝑦𝐸 = √0 + = 𝑁𝑚𝑚 • Thiết kế trục II o Chọn vật liệu chế tạo trục Bảng phụ lục Bảng vật liệu chế tạo trục Vật liệu Nhiệt luyện Giới hạn bền IX Giới hạn chảy Độ cứng HB SUS304 Khơng có 𝜎𝑏 𝜎𝑐ℎ 515 MPa 205 MPa 201 o Tính sơ đường kính trục Sử dụng công thức thực nghiệm để xác định sơ đường kính trục 𝑑2 = (0,8 ÷ 1,2)𝑑1 = (0,8 ÷ 1,2) = 6,4 ÷ 9,6 (𝑚𝑚) ⇒ Chọn 𝑑2 = 𝑚𝑚 o Xác định đường kính chiều dài đoạn trục Nhằm mục đích tối ưu chi phí mang lại hiệu quả, chọn kiểu trục trơn cho thiết kế o Phân tích lực tác dụng lên trục Sơ đồ phụ lục Sơ đồ minh họa đặt lực trục II X (Tính toán tương tự với hệ thống dẫn động cụm bánh xe ngắn) Ta có: 𝐹𝑥𝑒𝑦 = 93,1 (𝑁) 𝐹𝑥𝑒𝑥 = 𝑁 𝐹𝑑2𝑧′ = 3,63 𝑁 𝐹𝑑2𝑦′ = 14,55 𝑁 Các khoảng cách: L3 = 15mm L4 = 10mm Moment xoắn: 𝑇2 = 55,08 𝑁𝑚𝑚 Tính phản lực gối đỡ trục - Xét mặt phẳng xOz: ∑ 𝑀𝐷 = ⇒ 𝑍𝐵 = 1,82 𝑁 ∑ 𝐹𝑍 = ⇒ 𝑍𝐷 = 1,82 𝑁 - Xét mặt phẳng xOy: ∑ 𝑀𝐷 = ⇒ 𝑌𝐵 = 170,2 𝑁 ∑ 𝐹𝑦 = ⇒ 𝑌𝐷 = 62,55 𝑁 XI Sơ đồ phụ lục Biều đồ moment lực trục II Tính mơ men tiết diện nguy hiểm theo công thức Momen uốn tổng 𝑀𝑗 tiết diện j chiều dài trục: Công thức chung: 2 𝑀𝑗 = √𝑀𝑥𝑗 + 𝑀𝑦𝑗 ⇒ 𝑀𝐴 = 𝑁𝑚𝑚 ⇒ 𝑀𝐵 = 1396,5 𝑁𝑚𝑚 ⇒ 𝑀𝐶 = 625,76 𝑁𝑚𝑚 ⇒ 𝑀𝐷 = 𝑁𝑚𝑚 Tính tốn truyền đai cho cụm cấu nâng hạ bánh xe Môđun m xác định theo công thức thực nghiệm: XII 𝑚 = 25 √ 5,75 10−3 𝑃đ𝑐 = 25 √ = 1,4 (𝑚𝑚) 𝑛đ𝑐 33 Trong đó: Sử dụng hệ số 35 đai thang, 25 đai trịn 𝑃đ𝑐 : Cơng suất động (kW); 𝑛đ𝑐 : Số vòng quay động Dựa thơng số đai gờ hình trịn phổ biến thị trường kết tính tốn trên, ta chọn loại đai HTD5M bước 5mm Hình phụ lục Thông số đai HTD5M 𝑝 = 𝑚 𝜋 = (mm) Suy ra: m = (mm) 𝜋 Chiều rộng đai: 𝑏 = 𝜓đ 𝑚 = = 9,55 (𝑚𝑚) 𝜋 Trong đó: Hệ số chiều rộng đai 𝜓đ = Dựa thơng số đai gờ hình trịn phổ biến thị trường kết tính toán trên, ta chọn loại đai THD5M bước 5mm rộng 10mm Chiều cao răng: h = 2,06 (mm) XIII Chiều rộng nhỏ răng: S = (1:1,2).m = (1:1,2) = 1,59:1,91 (mm) 𝜋 Chọn S = 1,7 Xác định thông số truyền Với môđun m = 𝜋 số vòng quay trục dẫn 𝑛đ𝑐 = 35 kết hợp, chọn số bánh đai trục động z = 20 Dựa thiết kế sơ chọn chiều dài đai: Lp ≈ 1500 mm Đường kính vịng chia bánh đai trục động cơ: d = m.z1 = 20 = 31,85(mm) 𝜋 Đường kính ngồi bánh đai trục động cơ: 𝑑𝑎1 = 𝑚 𝑧1 − 2𝛿 = 31,85 − 2.0,57 = 30,71 (𝑚𝑚) Với 𝛿 khoảng cách từ đáy đến đường trung bình lớp chịu tải Số đồng thời ăn khớp bánh đai nhỏ 𝑧0 = 𝑧1 𝛼 20.184 = = 10,22 360 360 Trong đó: Góc ơm bánh đai trục động (Đo theo thiết kế sơ bộ) 𝛼 = 184 Kiểm nghiệm đai lực vòng riêng: 𝑞= 𝐹𝑡 𝐾đ + 𝑞𝑚 𝑣 ≤ [𝑞] 𝑏 Trong đó: Lực vịng (N) 1000𝑃đ𝑐 𝐶𝑟 1000.5,75 10−3 𝐹𝑡 = = = 95,83 (𝑁) 𝑣 0,06 Khối lượng 1m dây đai với chiều rộng 1mm (Tham khảo thông số nhà sản xuất) 𝑞𝑚 = 2,5 10−3 = 0,0025 (𝐾𝑔) Hệ số tải trọng động 𝐾đ = Vận tốc vòng: 𝑣= 𝜋 𝑑 𝑛 𝜋 31,85.33 𝑚 = = 0,06 ( ) 60000 60000 𝑠 XIV [𝑞] = [𝑞0 ]𝐶𝑧 𝐶𝑢 = 12.1.1 = 12 (N/mm) Trong đó: Lực vịng riêng cho phép (tham khảo thơng số nhà sản xuất) [𝑞0 ] = 12 (N/mm) Hế số kể đến ảnh hưởng số đồng thời ăn khớp 𝐶𝑧 = Hệ số kể đến ảnh hưởng truyền động tăng tốc 𝐶𝑢 = Suy ra: 𝑞= 95,83.1 + 0,0025 0,062 = 9,58 < 12 10 Thỏa mãn điều kiện Xác định lực căng ban đầu lực tác dụng lên trục Lực căng đai ban đầu: F0 = (1,1 ÷ 1,3)qm bv = (1,1 ÷ 1,3) 0,0025.10 0,062 = 9,9 10−5 ÷ 1,17 10−4 (N) Chọn F0 = 10−4 (N) Lực tác dụng lên trục: Fr1 = (1 ÷ 1,2)Ft = (1 ÷ 1,2).95,83 = 95,83 ÷ 115 (N) Chọn Fr1 = 110 33 Các thông số bánh đai sử dụng thông số từ nhà sản xuất Bảng phụ lục Bảng thông số truyền đai Ký hiệu Giá trị Đơn vị Công suất trục dẫn 𝑃đ𝑐 5,75 (W) Tốc độ quay trục dẫn 𝑛đ𝑐 33 (vòng/phút) Tỉ số truyền 𝑢đ1 Thơng số Loại đai Đường kính bánh đai Đai HTD5M rộng 10mm 𝑑1 31,85 XV (𝑚𝑚) Chiều dài đai L 1500 (𝑚𝑚) Lực căng ban đầu 𝐹𝑜 10−4 (𝑁) Lực tác dụng lên trục 𝐹𝑟1 110 (𝑁) XVI S K L 0