máy ép nước cam tự động

- Chương 3: Tính toán phần thân máy: trình bày rất không hợp lý, thể hiện cả tính toán bộ truyền đai, tính trục và kiểm nghiệm các lô ép cam bằng phần mềm abaqus…tính toán cấp phôi tự độ

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

“MÁY ÉP NƯỚC CAM TỰ ĐỘNG”

Người hướng dẫn : Ths.Nguyễn Quang Dự Sinh viên thực hiện : Đặng Quốc Thái Msv: 2050411200234 – 20C2 Nguyễn Đông Hưng Msv: 2050411200138 – 20C1

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người hướng dẫn)

1 Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đông Hưng; Ngô Tấn Nam; Đặng Quốc Thái 2 Lớp: 20C1-20C2 Mã SV: 2050411200138; 2050411200157; 2050411200234 3 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế và chế tạo máy ép nước cam

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Quang Dự Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: (điểm tối đa là 1đ) Tính mới của đề tài không có, nhưng nội dung đề tài vận dụng tốt được kiến thức

chuyên ngành, đảm bảo được khối lượng công việc đề ra 0.5 điểm

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ) Sinh viên hoàn thiện đồ án, đáp ứng tốt những yêu cầu đã được đặt ra trong phần

nhiệm vụ đồ án 3,5 điểm

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa là 2đ)

Trình bày rõ ràng, bố cục hợp lý 2 điểm

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 1đ)

Có giá trị khoa học và tính ứng dụng cao 1 điểm

5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: Một vài chỗ hình vẽ và diễn giải chưa hợp lý, lỗi font chữ và chính tả Đã yêu cầu sinh viên chỉnh sửa

III Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm tối đa 2đ)

Thái độ tinh thần làm việc tốt 2 điểm

Trang 3

KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho người phản biện)

I Thông tin chung:

1 Lớp: 20C1-20C2 2 Tên đề tài: Máy ép nước cam tự động 3 Người phản biện: Bùi Hệ Thống Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu của đề tài: Đề tài nghiên cứu có tính cấp thiết tương đối, không có nhiều tính mới sáng tạo, không thấy rõ mục tiêu của đề tài

2 Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: Sinh viên đã giải quyết được các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án theo quy định của giảng viên hướng dẫn

3 Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: Đề tài nghiên cứu có hình thức, cấu trúc và bố cục tương tương đối, gồm 5 chương, 104 trang A4, bao gồm:

- Chương 1: Tìm hiểu chung - Chương 2: Chọn phương án thiết kế máy ép cam - Chương 3: Tính toán phần thân máy

- Chương 4: Ứng dụng in 3D Cura và Quy trình công nghệ gia công trục - Chương 5: Vận hành bảo dưỡng máy và kết quả đạt được

4 Kết quả đạt được, giá trị khoa học, khả năng ứng dụng của đề tài: Kết quả đạt được tương đối, giá trị khoa học và khả năng ứng dụng của đề tài tạm được, người phản biện chưa đánh giá được khả năng sử dụng của máy thực tế 5 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

- Chương 1: Trình bày rất chung chung, không nêu bật lý do vì sao chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu làm gì? Phương pháp, phạm vi và đối tượng nghiên cứu

- Chương 2: Chọn phương án thiết kế: không thấy kết luận là nhóm nghiên cứu sẽ lựa chọn phương án nào để phát triển cho sản phẩm chế tạo của mình Chương này lại đinh tính toán hầu hết các cụm chi tiết máy để thiết kế và chế tạo máy Tiêu đề của chương không phù hợp với kết quả thực hiện

Trang 4

- Chương 3: Tính toán phần thân máy: trình bày rất không hợp lý, thể hiện cả tính toán bộ truyền đai, tính trục và kiểm nghiệm các lô ép cam bằng phần mềm abaqus…tính toán cấp phôi tự động…

- Chương 4: Ứng dụng in 3D cura và quy trình công nghệ gia công trục: cần trình bày mục tiêu hợp lý hơn, điều chỉnh hình ảnh cho rõ nét

- Chương 5: Một số lỗi chính tả cần chỉnh sửa và bổ sung phần thiết kế các bộ phận máy, chế tạo máy, không sử dụng hình ảnh của một sản phẩm cuối cùng để nói lên tất cả

tối đa

Điểm đánh giá 1 Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải

1a - Tính cấp thiết, tính mới (nội dung chính của ĐATN có

những phần mới so với các ĐATN trước đây); - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng thực

tiễn;

1,0 0,75

1b - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức

cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu; - Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá; - Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra;

3,0 2,5

1c - Chất lượng sản phẩm ĐATN về nội dung báo cáo, bản vẽ,

1d - Có kỹ năng sử dụng phần mềm ứng dụng trong vấn đề

nghiên cứu (thể hiện qua kết quả tính toán bằng phần mềm); - Có kỹ năng sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể

hiện qua các tài liệu tham khảo)

1,0 0,75

2 Kỹ năng trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp 2,0 1,5

2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; 1,0 0,75

3 Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân) 8,0

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:

1 Đồng ý cho bảo vệ nhưng cần được bảo vệ đồ án nhưng phải chỉnh sửa theo các góp ý của người phản biện và nộp lại cho người hướng dẫn sau bảo vệ

2 Lý do vì sao chọn đề tài này? Có so sánh đánh giá năng suất của máy chế tạo với các sản phẩm thủ công (ép đơn giản) hay không?

3 Mục 1.3 trang 19 dùng để làm gì? Trong khi chưa tính toán thiết kế máy?

Trang 5

4 Chương 2 là chọn phương án thiết kế mà tại sao lại đưa cả phần tính toán động cơ, tỷ số truyền, tính trục, chọn ổ lăn….cho đề tài? Có hợp lý hay không? Trong khi đó chương 3 lại tính chọn đai, đường kính đai….? Rất không hợp lý

5 Hãy giải thích cách tính toán thiết kế trục và chọn trục ở chương 2? Lý do tại sao chọn như vậy?

6 Nhóm thiết kế hãy giải thích cách hiểu phần thân máy ở chương 3 là gì? Tại sao tính toán thiết kế phần thân máy lại có bộ truyền đai?

7 Chương 4, ứng dụng in 3D để in chi tiết nào trong máy? Tại sao? - Đề nghị: ☒ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Được bảo vệ đồ án nhưng phải chỉnh sửa và nộp lại sau bảo vệ

Đà Nẵng, ngày … tháng 6 năm 2024

Người phản biện

Bùi Hệ Thống

Trang 6

TÓM TẮT

Tên đề tài: “Máy ép nước cam tự động.”

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đông Hưng Msv:2050411200138 – 20C1

Ngô Tấn Nam Msv:2050411200157 – 20C1 Đặng Quốc Thái Msv: 2050411200134 – 20C1

Trong bối cảnh của Cuộc Cách Mạng Công Nghiệp 4.0, việc tự động hóa trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là quá trình sản xuất nước cam, đang trở nên ngày càng quan trọng Đề tài này tập trung vào nghiên cứu và đánh giá cơ cấu của máy ép nước cam tự động

Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về sản lượng và hiệu suất trong sản xuất nước cam, đề tài này nhấn mạnh vào việc nghiên cứu các cơ cấu tự động hóa trong quá trình ép nước cam từ việc chiết xuất đến đóng chai Đặc biệt, nó cũng tập trung vào việc nghiên cứu các hệ thống điều khiển và giám sát để đảm bảo an toàn và hiệu suất của quy trình sản xuất

Dự án này không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng trong việc nghiên cứu và phát triển cơ cấu máy, mà còn giúp họ hiểu sâu hơn về quy trình sản xuất và yêu cầu kỹ thuật trong ngành thực phẩm Ngoài ra, dự án cũng có thể mang lại những giá trị thực tiễn trong việc cải thiện hiệu suất và giảm thiểu lãng phí trong sản xuất nước cam tự động

Hơn nữa, đề tài cũng nhấn mạnh vào việc nghiên cứu về tính khả thi kinh tế của việc triển khai cơ cấu máy mới trong sản xuất nước cam tự động, bao gồm các khía cạnh như chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành và bảo trì, và tiềm năng thu nhập từ việc nâng cao hiệu suất sản xuất

Nhóm sinh viên thừa nhận rằng, do kiến thức và kinh nghiệm hạn chế, có thể có những hạn chế và sai sót trong quá trình nghiên cứu và đánh giá Chúng tôi rất mong nhận được sự hướng dẫn và hỗ trợ từ các giáo viên để hoàn thiện dự án này

Trang 7

KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Quang Dự Họ và tên sinh viên:Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam – Đặng Quốc Thái

1 Tên đề tài: Máy vắt cam tự động 2 Các số liệu ban đầu: Lực tác dụng F = 500 N

Vận tốc v = 0,042 (m/s) Đường kính tang D =160 (mm) Thời gian phục vụ T =5 năm Mỗi ngày làm việc 2 ca Mỗi ca 8 giờ

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Cơ sở lý thuyết các máy chế biến thực phẩm - Tính toán và thiết kế cụm ép cam

- Tính toán thiết kế động học, động lực học cho máy - Tính và kiểm tra bền một vài kết cấu chính của máy (khuyến khích sử dụng

phần mềm phần tử hữu hạn để kiểm tra với số liệu tính toán truyền thống)

- Qui trình lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy, an toàn lao động

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên các loại bản vẽ, đồ thị và kích thước)

- Bản vẽ các phương án và phương án lựa chọn (1A0) - Bản vẽ kết cấu toàn máy (1A0)

- Bản vẽ quy trình công nghệ gia công trục(1A0) - Bản vẽ khác (1A0)

Tổng cộng : 04 bản vẽ A0

5 Cán bộ hướng dẫn:

6 Ngày giao nhiệm vụ:

Trang 8

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Đã thông qua Bộ môm Cán bộ hướng dẫn

Ngày tháng 06 năm 2024 (Ký và ghi rõ họ tên) Tổ trưởng Bộ môn

(Ký, ghi rõ họ tên)

Nguyễn Quang Dự

Kết quả hoàn thành nhiệm vụ:

Học sinh đã hoàn thành và nộp toàn bộ bản đồ án cho Bộ môn Ngày……tháng 06 năm 2024

Trang 9

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình phát triển của nên kinh tế thị trường cùng với sự hòa nhập của nền kinh tế của khu vực và quốc tế nền công nghiệp nặng chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế xã hội Tự động háo quá trình sản xuất ngày càng được dụng rộng rãi vào các thành phần kinh tế Bên cạnh đó cùng với những ứng dụng tin học đã tạo cho quá trình sản xuất phát triển hoàn thiện bằng những máy móc hiện đại có năng suất cao , chất lượng tốt và đạt độ chính xác cao Vì thế các thiết bị máy móc ngày càng được phổ biến và đa dạng hơn theo yêu cầu một cách nhanh gọn, vận hành đơn giản, giảm bớt sức lao động cho con người, giá cả hợp lý Vì thế nên nhóm em đã cố gắng thiết kế máy ép cam tự động với mong muốn sẽ có một máy ép cam được cải tiến hơn và hoàn thiện hơn nhằm đáp ứng được những nhu cầu của xã hội về những kĩ thuật

So với máy ép cam cơ thì máy ép cam tự động có những ưu điểm nổi bật :

- Kết cấu máy và bộ phận máy đơn giản hơn - Tạo được lực ép vừa đủ

- Dễ tự động hóa trong quá trình gia công - Đảm bảo an toàn thực phẩm

- Nhanh gọn, vận hành đơn giản Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu có liên quan và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô bộ môn trong khoa cơ khí của trường đặc biệt là sự giúp đỡ

của Thầy “Nguyễn Quang Dự” Sau một thời gian, đồ án tốt nghiệp của chúng em đã

hoàn thành Tuy nhiên, do kinh nghiệm của chúng em chưa nhiều nên trong quá trình thực hiện đồ án này chúng em không tránh khỏi sai sót Chúng em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô

Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2024

Nhóm sinh viên thực hiện

Đặng Quốc Thái Nguyễn Đông Hưng

Ngô Tấn Nam

Trang 10

LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này: “Máy ép nước cam tự động” là quá trình nghiên cứu của chúng em dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Ths.Nguyễn Quang Dự Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ trong phần tài liệu tham khảo Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hoàn toàn trung thực, nếu sai chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của Bộ môn, Khoa và Nhà trường đề ra

Sinh viên thực hiện (Chữ ký, họ và tên sinh viên)

Trang 11

MỤC LỤC

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người phản biện)Lỗi! Thẻ đánh dấu

LỜI NÓI ĐẦU viii

LỜI CAM ĐOAN ix

MỤC LỤC x

DANH MỤC HÌNH ẢNH xiii

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG 14

1.1 Đặt vấn đề 14

1.2 Mục tiêu của đề tài 15

1.3 Phương pháp nghiên cứu 15

1.4 Sơ lược về cây cam Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định 1.4.1 Giới thiệu về cây cam 15

1.4.2 Phân loại cam 16

1.4.3 Trái cam và cộng dụng của trái cam 15

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP CAM 16

2.1 Lựa chọn phương án truyền động 19

2.1.1 Phương án sử dụng bộ truyền bánh răng 19

2.1.2 phương án sử dụng 2 động cơ bước 20

2.1.3 Phương án sử dụng bộ truyền xích 21

2.2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 21

2.2.1 Chọn động cơ 21

2.2.2 Phân phối tỉ số truyền 22

2.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền 24

2.3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng cấp nhanh ( i=6) 24

2.3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng cấp nhanh (i=5) 28

2.3.3 TÍnh toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng cấp chậm (i=4.5) 33

2.4 Tính toán thiết kế trục và then 37

Trang 12

2.5 Chọn ổ lăn cho hộp giảm tốc 48

2.6.1 Tính toán then trên trục 1 52

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHẦN THÂN MÁY 55

3.1 Tính toán bộ truyền bánh đai 55

3.1.1 chọn loại đai 55

3.1.2 Định đường kính bánh đai 55

3.1.4 Tính góc ôm α1 ( theo CT 5.3 [TL1] )Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.3.1.5 Xác định số đai Z cấn thiết 56

3.1.6 Định kích thước chủ yếu của bánh đai 56

3.1.7 Tính lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 57

3.2 Tính toán trục và then của cơ cấu ép 57

3.4.2 Yêu cầu kĩ thuật 69

3.4.3 Kích thước của các lô ép 69

4.4.4 Kiểm nghiệm các lô ép 69

3.5 Tính toán cơ cấu cấp phôi tự động 73

3.5.1Khái niệm và phân loại 73

3.5.2 Hệ thống cấp phôi tự động và các phương án lựa chọn 74

3.5.3 Tính toán, thiết kế hệ thống cấp phôi tự động cho máy 81

Trang 13

CHƯƠNG 4 : ỨNG DỤNG IN 3D CURA VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG TRỤC 83

4.1 Ứng dụng của công nghệ in 3D : 83

4.2 Giới thiệu chung về chức năng của Ultimaker Cura ( in 3D Cura) 83

4.3 In 3D chi tiết và mô phỏng trên máy 84

4.3.1 In 3D các chi tiết: 84

4.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết trục 2 96

CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG MÁY VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 1015.1 Đăc điểm kĩ thuật 101

5.1.1 Giới thiệu chung 101

5.1.2 Sơ đồ đấu nối và nguyên lí làm việc của máy ép cam 101

5.2 Vận chuyển và lắp đặt 102

5.3 Kết quả đạt được 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104

Trang 14

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Cây cam Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.

Hình 1 2 Cam mật 16

Hình 1 3 Cam sành 16

Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lí phương án truyền động bánh răng 19

Hình 2 2 Sơ đồ nguyên lí phương án truyền động dùng 2 động cơ bước 20

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lí phương án dùng bộ truyền xích 21

Hình 3 1 Sơ đồ phân tích lực 59

Hình 3 2 Bản vẽ phát thảo máy 59

Hình 3 3 Chi tiết lô ép 69

Hình 3 4 Ứng suất lô ép 73

Hình 3 5 Chuyển vị của lô ép 73

Hình 3 6 Sơ đồ tổng quát của hệ thống cấp phôi tự động 75

Hình 3 7 Ô chứa phôi kiểu cuộn 76

Hình 3 8 Một số kiểu đầu kẹp dùng khi cấp phôi 76

Hình 3 9 Cơ cấu cấp phôi thanh 77

Hình 3 10 Sơ đồ phểu cấp phôi có đĩa 79

Hình 3 11 Một số kết cấu của đĩa chứa phôi 79

Hình 3 12 Các loại phểu cấp phôi kểu ống 80

Hình 3 13 Phểu có dao mang phôi chuyển động tịnh tiến 80

Hình 3 14 Sơ đồ di chuyển phôi; 80

Hình 3 15 Một số kiểu máng chuyển phôi 81

Hình 3 16 Kết cấu đĩa cấp phôi 82

Hình 4 1 Máy in 84

Hình 4 2 Mật độ in 84

Hình 4 3 Chi tiết lô ép trên 85

Hình 4 4 Khởi tạo chượng trình 86

Hình 4 5 Điều chỉnh chi tiết 86

Hình 4 11 Bản vẽ chi tiết chỏm cầu 91

Hình 4 12 Bản vẽ chi tiết chỏm cầu 91

Hình 4 13 Bản vẽ chi tiết đế gá dao 93

Trang 15

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG

1.1 Đặt vấn đề

Nước trái cây đã và đang là sản phẩm quen thuộc đối với người tiêu dùng và thị trường nước trái cây ngày càng phát triển như một điều tất yếu theo xu hướng hiện đại Theo xu hướng ngày nay, con người ngày càng quan tâm đến sức khỏe, ngày càng nhận ra giá trị của các sản phẩm từ thiên nhiên, đặc biệt là nước trái cây và rau củ là sản phẩm gần gũi, giàu dinh dưỡng và cung cấp các chất cần thiết

Trong những năm gần đây, bắt đầu có sự cạnh tranh sản phẩm giữa các doanh nghiệp trong nước với các doanh nghiệp có vốn đầu tư từ nước ngoài Do áp lực cạnh tranh, các doanh nghiệp không ngừng tung ra các sản phẩm mới và thay đổi chiến lược sản xuất, trong đó có việc giảm tỷ trọng sản xuất nước giải khác có gas Trái với sự ảm đạm tại thị trường nước ngọt có gas, nhu cầu tiêu thụ nước giải khát không gas, đặc biệt là nước trái cây tại Việt Nam tăng rất mạnh đạt 30%/ năm Theo khảo sát mới đây trên các hộ gia đình ở thành thị cho thấy 70% quan tâm đến sức khỏe của mình hơn trước đây, 74% muốn sử dụng các loại vitamin và khoáng chất, 80% thích mua các loại sản phẩm có chứa các chất có lợi cho sức khỏe như nhân sâm, calcium

Cam là một loại trái cây nổi tiếng với lượng vitamin C dồi dào giúp thúc đẩy quá trình giải độc của cơ thể, tăng sức đề kháng cho cơ thể Vitamin C còn có thể giúp chống lại chứng loãng xương Hàm lượng khoảng chất trong quả cam có thể ngăn chặn sự phát triển bệnh ung thư ruột kết Nhiều tài liệu đã khẳng định, khi uống nước cam ép hàng ngày còn giúp chống ung thư vú và ung thư phổi vì cam rất dồi dào hợp chất Cirus Limonoid

Nước cam ép là loại nước trái cây hiện được rất nhiều gia đình ở Việt Nam chuyển sang sử dụng với 100% nguyên chất là tự nhiên, vừa tiện lợi vừa bổ dưỡng nhưng không phải ai cũng có nhiều thời gian để chuẩn bị Vì vậy do nhu cầu của thị trường của người tiêu dùng và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho ra đời các loại máy ép nước cam

Ngày nay, máy ép nước cam không còn là một vật dụng xa lạ với mỗi gia đình Việt Nam bởi sự tiện dụng và hiệu quả mà sản phẩm này đem lại là rất lớn

Ép nước cam là một công đoạn rất quan trọng, nó quyết định khả năng lấy được bao nhiêu nước trong trái cam và không ép luôn phần tinh dầu ở trong vỏ cam, để tránh

Trang 16

ảnh hưởng tới chất lượng của nước cam Quá trình ép cảng tốt thì năng suất càng tăng lên, lợi nhuận được nhiều hơn

1.2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu và thiết kế một máy ép nước cam cụ thể nhằm:

- Tiết kiệm thời gian làm việc - Đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cho việc sử dụng - Dễ dàng vận chuyển và sử dụng

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Khảo sát tình hình sử dụng nước ép cam ở Việt Nam hiện nay

Khảo sát các máy ép nước cam hiện có Tiến hành nghiên cứu và tìm hiểu nguyên lý hoạt động, các yếu tố và tính chất cơ học cần thiết của máy: năng suất, lực ép, kích thước, khối lượng… của nguyên liệu

Trên cơ sở đó tiến hành thiết kế máy ép nước cam đáp ứng được mục tiêu của đề tài

1.4 Sơ lược về cây cam

1.4.1 Giới thiệu về cây cam

Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung Quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ Ấn Độ Cam được trồng rất phổ biến từ Ấn Độ Sau đó được lan rộng về phía Đông đến cả vùng Đông Nam Á, vào khoảng thế kỉ thứ 3 TCN, cây cam được đưa đến Châu Âu, và nó lan ra tới cả vùng địa Trung Hải Sau đó cây cam được đưa đến Châu Mỹ Những năm sau đó, những người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và Châu Phi Ngày nay cây cam đã được trồng rất phổ biến ở rất nhiều nơi trên thế giới

Hinh 1.1 Cây cam

Trang 17

1.4.2 Phân loại cây cam

- Phân loại : Ở Việt Nam, có có 1 số giống cây cam phổ biến như: Cam mật: Dạng trái tròn, vỏ dày 3-4mm, màu xanh đến xanh vàng, thịt trái vàng cam, ngọt đậm, khá nhiều nước Tuy nhiên nhiều hạt (13-20 hạt/trái), trọng lượng trung bình 20g/trái

Trang 18

thể biến đổi từ ngọt đến chua Cam thường lột vỏ và ăn lúc còn tươi, hay vắt lấy nước Vỏ cam dày, có vị đắng, thường bị vứt đi nhưng có thể chế biến thành thức ăn cho súc vật bằng cách rút nước bằng sức ép và hơi nóng Nó cũng được dùng làm gia vị hay đồ trang trí trong một số món ăn

Ứng dụng: - Nước cam cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng cho cơ thể như: các vitamin (C, A, B, P), flavanoid, khoáng chất (canxi…), chất xơ, tinh dầu cam,…

- Cam gisuo ngăn ngừa các bệnh tim mạch, viêm nhiễm và cả ung thư, thúc đẩy nhanh quá trình liền sẹo, bổ trợ cho hệ thần kinh ( giúp ngủ ngon giấc)

- Trong vỏ cam chứa:

+ Pectin: làm gel thực phẩm, là chất ổn định trong các sản phẩm sữa, nước giải khát…

+ Hesperidin: hòa tan cholesterol và chất béo trung tính + Tinh dầu cam: trung hòa axit, duy trì hoạt động bình thường của ruột + Có tác dụng chăm sóc da, làm đẹp

+ Làm tăng hương vị trong món ăn, kich thích vị giác + Khử mùi nấm mốc, mùi khó chịu trong ngôi nhà + Là chất tẩy tự nhiên

- Cam cũng chứa rutin (vitamin P), thành phần giúp mạch máu khỏe hơn; vitamin nhóm B, dưỡng chất không thể thiếu cho hệ thần kinh, các khoáng chất và chất xơ (hòa tan và không hòa tan)

- Khi uống nước cam đều đặn, chúng ta - đặc biệt là trẻ nhỏ - có thể tận hưởng những dưỡng chất từ loại trái cây chua này (ít calori, giàu vitamin) và có thể giúp ngăn ngừa nguy cơ phát triển các bệnh tim mạch ở tuổi trưởng thành Tuy nhiên, người ta cũng lưu ý rằng cam nguyên trái, chín cây và sạch có chứa nhiều hesperidin hơn, vì qua quá trình vắt ép, thành phần này dễ bị thất thoát

Thành phần từ cam được sử dụng rất phong phú từ lá, hoa, vỏ cây và trái đều có thể dùng để hãm thành nước uống có vị đắng nhẹ và hương cam đặc trưng Nước hãm lá cam có thể giúp hạ hỏa, đặc biệt khi mất ngủ, xoa dịu rối loạn chức năng lưu thông máu

Trang 19

180 gam cam ở dạng đồ tráng miệng nguyên chất cung cấp tới 1605 nhu cầu vitamin C trung bình của một người trong một ngày Cam cũng chứa vitamin A, canxi và chất xơ 1 Tăng cường thể lực: Nước cam pha muối

2 Tẩy trang, làm sạch da: Nước cam ép 3 Làm săn chắc da mặt: Mặt nạ từ hạt (hột) cam 4 Trị bệnh phong thấp: Bột hạt cam

5 Tăng cường hệ miễn dịch: Sa-lát cam 6 Tẩy da chết, tăng độ láng mịn cho da: Mát-xa bằng vỏ cam 7 Giúp ngủ ngon giấc, đuổi muỗi: Hương thơm vỏ cam tươi

Kết luận: Giới thiệu chung về cây cam và trái cam giúp ta có thể có được một

cái nhìn tổng quát về cây cam và công dụng của trái cam đổi với cuộc sống thường ngày Từ những công dụng hữu ích mà trái cam mang lại, việc thiết kế máy ép nước cam được đánh giá là một sản phẩm thiết thực, đáp úng được với nhu cầu sử dụng nước cam trong đời sống và sản xuất của con người

Trang 20

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN , ĐỘNG CƠ, TÍNH TOÁN

THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG MÁY

Các thông số ban đầu

Lực tác dụng F = 500 N Vận tốc v = 0,042 (m/s) Đường kính tang D =160 (mm) Thời gian phục vụ T =5 năm Mỗi ngày làm việc 2 ca Mỗi ca 8 giờ

2.1 Lựa chọn phương án truyền động

Để thiết kế cho bộ phận công tác của máy, ta cần khảo xác các phương án khác nhau có thể áp dụng cho máy, từ đó so sánh các ưu, nhược điểm của từng phương án và đi đi đến lựa chọn phương án tối ưu nhất Dựa trên điều kiện làm thực tế của máy và đặt điểm cảu từng bộ truyền động khác nhau, nhóm chúng em đã chọn được 3 bộ truyền có thể áp dụng cho bộ phận công tác chính của máy là:

- Phương án I: sử dụng bộ truyền bánh răng - Phương án II: sử dụng 2 động cơ bước - Phương án III: sử dụng bộ truyền xích 2.1.1 Phương án sử dụng bộ truyền bánh răng

Để truyền động cho bộ phận ép cam của máy, ta sử dụng 1 động cơ qua bộ truyền đai, từ đó phân phối tỉ số truyền cho 3 trục còn lại qua các cặp bánh răng như hình sau:

Z1/ Z1’ = 1 Z1/ Z2 = 4/3 Z1’/ Z2’ = 4/3

Hình 2 1 Sơ đồ nguyên lí phương án truyền động bánh răng

Trang 21

✓ Ưu điểm: Truyền động chính xác, tin cậy Chỉ sử dụng 1 nguồn truyền động nên điều khiển đơn giản ✓ Nhược điểm:

Yêu cầu đảm bảo chính xác về tỉ số truyền giữa các bánh răng Yêu cầu lắp ráp ăn khớp chính xác giữa các bánh răng

Làm việc gây tiếng ồn 2.1.2 phương án sử dụng 2 động cơ bước

Ở phương án này, ta sử dụng 2 nguồn truyền động cho 2 cặp trục cùng tốc độ qua các bộ truyền đai, để tạo chuyển động ngược chiều cho các trục cùng tốc độ ta dùng 2 cặp bánh răng có tỉ số truyền bằng 1

✓ Ưu điểm: Tốc độ của 2 cặp trục được điểu chỉnh chính xác bởi 2 động cơ bước nên các bộ truyền khác không yêu càu về số chính xác, chỉ cần từng cặp giống nhau, nên dễ tìm Dễ sửa chữa thay thế

Yêu cầu chính xác trong lắp ráp không cao ✓ Nhược điểm:

Chi phí cao vì cần 2 động cơ bước Yêu cầu có mạch điều khiển tốc độ cho 2 động cơ bước, và khởi động động thời

Trang 22

2.1.3 Phương án sử dụng bộ truyền xích Bộ ép cam được truyền động nhờ 1 động cơ qua bộ truyền đai, để phân phối tỉ số truyền cho các trục còn lại ta sử dụng bộ truyền xích, xích truyền qua các bánh xích có tỉ số truyền là: a:b:c:d = 4:4:3:3 Để các cặp trục cùng tốc độ quay ngược chiều ta sử dụng 2 bánh trung gian la e và f như hình 2.3

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lí phương án dùng bộ truyền xích

✓ Ưu điểm: Các bộ truyền dễ tìm nên giá thành thấp Yêu cầu độ chính xác trong lắp ráp không cao ✓ Nhược điểm:

Vì vận tốc tức thời của các điểm truyên bộ truyền xích khác nhau nên gây sai số khi hoạt động, nên độ tin cậy không cao

Vì có thêm 2 bánh trung gian nên bộ truyền phức tạp

Kết luận : Đối với 3 phương án này thì phương án thứ 1 là phương án tối ưu nhất

Vì cơ cấu đơn giản, giá thành sản xuất thấp, dễ dàng điều chỉnh khi lắp vào → Vậy ta chọn phương án thứ 1

2.2 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

2.2.1 Chọn động cơ Để chọn động cơ điện, ta cần tính công suất yêu cầu trên trục động cơ:

ctyc

PP

= (KW)

Trong đó: - Pct: công suất trên trục công tác

Trang 23

𝑃 = 𝐹 𝑉1000 =

500.0,0421000 = 0.021 (𝑘𝑤) - F : lưc kéo lô cán cam

- v :vận tốc của lô cán cam - : hiệu suất bộ truyền

- Hiệu suất của hệ thống là :  = 1 2 3 .4= 0,994.0,964.0,90.1 = 0,73

 Công suất yêu cầu của động cơ là :

𝑃𝑦𝑐 = 𝑃𝑐𝑡

0.0210.73 = 0,029 𝐾𝑤 tra bảng 2P [I]/323 ta chọn được động cơ có ký hiệu AO2(AO2π2)11-4 Các thông số của động cơ như sau:

P= 0.6 (Kw); khối lượng động cơ: m = 15(kg); n = 1350(vg/ph);  = 72% 2.2.2 Phân phối tỉ số truyền

Tỷ số truyền động chung:

i= ndc/nlô ép =1350/5 = 270 i= ibn1.ibn2.ibt.id

Trong đó: ✓ Ibn1: Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh 1 ✓ ibn2: Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh 2 ✓ ibt : Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm ✓ id2: Tỷ số truyền của bộ truyền đai sau hộp giảm tốc

Chọn trước id1= 2 - .ibn1 ibn2 ibt =270

2 = 135 

Trang 24

Để tạo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh răng trông hộp giảm tốc bằng phương pháp ngâm dầu, ta chọn ibn= ( 1.2 ÷1.3) ibt

Chọn ibn1= 6, ibn2=5 do đó ibt=4.5 Số vòng quay trên trục 2 là:

)/(2256

13501

ibnndcn ===

Số vòng quay trên trục 3 là:

)/(45522522

ibnnn ===

Số vòng quay trên trục 4 là:

)/(105.4

453

ibtnn ===

Số vòng quay trên trục 5 ( Trục công tác) là:

)/(52105

ibtnn ===

Công suất trên các trục:

Pct=0,029 KW P1= Pct.4 = 1 0,026= 0,029 KW P2= P1.1.2= 0,99.0,96.0,029= 0,028 KW P3= P2.1.2 = 0,99.0,96.0,104= 0,026 KW P4= P3.1.2 = 0,99.0,96.0,099= 0,024 KW P5= P4.1.3 = 0,992.0,9= 0.021 KW

Mômen xoắn trên các trục:

𝑇𝑛 = 9,55 10

6 𝑃𝑛𝑛𝑇1 = 9,55 10

Trang 25

Bảng 2 1 Ta lập được bảng kết quả tính toán sau

2.3 Tính toán thiết kế các bộ truyền

2.3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng cấp nhanh ( i=6)

2.3.1.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh nhỏ: Thép 45 thường hóa: b1 = 600 MPa, ch1 = 300 MPa, độ rắn 170÷220 HB, Chọn HB1 = 170 (HB) ( gỉa sử phôi có đường kính nhỏ hơn 100 mm)

Bánh lớn : Thép 35 thường hóa: b2= 500 MPa ;ch2 = 260 MPa, độ rắn 140  190 HB : Chọn HB2 = 150 (HB) ( giả sử đường kính phôi từ 100÷300 mm)

2.3.1.2 Định ứng suất mỏi tiếp xúc và ứng suất mỏi uốn cho phép

1 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng rung động nhẹ nên số chu kì làm việc của bánh lớn N2 tính theo Công thức (5.19) (Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy của tác giả Trịnh Chất )ta có:



= unt

N2 60Trong đó : - u : số lần ăn khớp của răng trong một vòng quay Nên ta có u =1 - n :số vòng quay của bánh răng đang xét (vg/ph)

- t: tổng số giờ làm việc (h)

Do vậy với thời gian làm việct = 5.365.8.2= 29200 (h)

072 =60.225.29200=39,42.10 N =10

N

Đương nhiên là số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ

7021

Nbn

Vì N1 và N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên với bánh nhỏ và bánh lớn đều lấy

Trang 26

- bánh lớn

22 2,6.HB 2,6.150 390N/mm

Do đó:





kn

kN

u

]

[

,1−

  95,56( / )

8,1.5,1

 Ứng suất uốn cho phép trên bánh lớn là:

  79,63( / )

8,1.5,1

Ab

A



Trang 27

2.3.1.5 Xác định sơ bộ khoảng cách trục

 

mmA

nKPi

iA

Atx

79,33.225.3,0

029,0.3,1)6.390

10.05,1()16(

).10.05,1()1(

63

226

+





Trong đó : K - Hệ số tải trọng Lấy A= 58 mm

2.3.1.6 Tính vận tốc vòng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng của bánh răng trụ

𝑣 = 𝜋 𝑑1 𝑛160.1000 =

2𝜋 𝐴 𝑛160.1000 (𝑖 + 1)𝑣 = 2𝜋 58.1350

60.1000 (6 + 1)= 1,17 𝑚/𝑠 Tra bảng 3-11(TK CTM) chọn cấp chính xách chế tạo bánh răng là cấp 9

2.3.1.7 Định chính xác hệ số tải trọng K và khoảng cách trục A

Hệ số tải trọng K được tính theo công thức ( 3-19 TK CTM)

đttKKK =

Do cả hai bánh đều có HB<350, và V<15 m/s và chịu tải trọng thay đổi ít nên có thể lấy

1=

ttK

Theo bảng (3.13 TK CTM) tìm được hệ số tải trọng động Kđ= 1,45Do đó hệ số tải trọng

K=1, 1,45=1,45 Vì trị số K khác nhiều với trị số dự đoán ban đầu nên cần tính lại khoảng cách trục A

= 3

sbsb

KKA

3,1

45,1.583 =

A

Chọn A=60

2.3.1.8 Xác định mô đun, số răng và chiều rộng bánh răng

Mô đun m=(0,01÷0,02) 60=0,6÷ 1,2 Tra bảng 3-1 Trị số môdun của bánh răng trụ và bánh răng nón (mm) (TK CTM) ta chọn m=1

Số răng trên bánh dẫn là:

Trang 28

𝑍1 = 2 𝐴𝑚 (𝑖 + 1)=

2.601 (6 + 1) = 17,14 Lấy Z1= 17

Số răng trên bánh lớn là Z2= ibn1 Z1=17 6 =102

Chiều rộng bánh răng b=A A= 0,3 60=18mm

Lấy b2=18 mm

b1=23 mm

2.3.1.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Kiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra trong chân răng theo công thức 3-33 (TK CTM)

 uZnb

ymKP

 =19,1.102 6.  Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh nhỏ: Tra bảng 3-18 (TK CTM) ta có y1=0,357 ; y2=0,517

  21

Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh lớn:

22

6

18.225.102.1.517,0

028,0.45,1.10.1,19

mmN



2 79,63N/mmu =

2.3.1.10 Kiểm nghiệm răng về quá tải

Ứng suất tiếp xúc cho phép (Công thức 3-43 TK CTM )

2.

36

/23,211225

.22

8,1.029,0.45,1.)16(6.60

10.05,1

mmN

6

23.1350.17.1.357,0

029,0.45,1.10.1,19

mmN



Trang 29

Bánh nhỏ : ==2

11,8.4,267,67N/mmuqt

Bánh lớn : ==2

21,8.3,636,54N/mmuqt

de1= m z1= 1 17= 17 mm de2=m z2= 1 106= 106 mm ✓ Khoảng cách trục A=61,5 mm

✓ Đường kính vòng đỉnh:

De1= de1+ 2m= 17 +2= 19 mm De2= de2+ 2m=106+2 = 108 mm ✓ Đường kính vòng chân :

Di1=de1 – 2m=17-2=15 mm Di2=de2 – 2m=106-2=104 mm

2.3.2 Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng cấp nhanh (i=5) 2.3.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh lớn: Thép 35 thường hóa: b2= 500 MPa ;ch2 = 260 MPa, độ rắn 140190 HB : Chọn HB2 = 150 (HB) ( giả sử đường kính phôi từ 100÷300 mm)

Trang 30

Trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng rung động nhẹ nên số chu kì làm việc của bánh lớn N2 tính theo công thức (5.19) (Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy của tác giả Trịnh Chất )ta có: N2=60unt∑

Trong đó : - u : số lần ăn khớp của răng trong một vòng quay Nên ta có u =1 - n :số vòng quay của bánh răng đang xét (vg/ph)

- t: tổng số giờ làm việc (h)

Do vậy với thời gian làm việct = 5.365.8.2= 29200 (h) Nên số chu kỳ làm việc của bánh lớn là :

7072 =60.225.29200=39,42.10 N =10

N

7021



22 2,6.HB 2,6.150 390N/mm

kn

kN

u

]

[

,1−=

k

Trang 31

- Giới hạn mỏi uốn của thép trong chu kỳ mạch động và chu kì đối xứng

b

−1 =0,43Giới hạn mỏi của bánh nhỏ: −1 =0,43.600=258(N/mm2)Giợi hạn mỏi của bánh lớn : −1 =0,43.500=215(N/mm2)Vậy: Ứng suất uốn cho phép trên bánh nhỏ là:

  95,56( / )

8,1.5,1

 Ứng suất uốn cho phép trên bánh lớn là:

  79,63( / )

8,1.5,1

Ab

nKPi

iA

Atx

55.45.3,0

028,0.3,1)5.390

10.05,1()15(

2)

.10.05,1()1(





Trong đó : K - Hệ số tải trọng Lấy A=82 mm

𝑣 =𝜋 𝑑1 𝑛160.1000 =

2𝜋 𝐴 𝑛160.1000 (𝑖 + 1)𝑣 = 2𝜋 82.225

60.1000 (5 + 1) = 0.32 𝑚/𝑠 Tra bảng 3-11(TK CTM) chọn cấp chính xách chế tạo bánh răng là cấp 9

đttKKK =

Do cả hai bánh đều có HB<350, và V<15 m/s và chịu tải trọng thay đổi ít nên có thể lấy

Trang 32

Theo bảng (3.13 TK CTM) tìm được hệ số tải trọng động Kđ= 1,1 Do đó hệ số tải trọng K=1 1,1=1,1

Vì trị số K khác nhiều với trị số dự đoán ban đầu nên cần tính lại khoảng cách trục A

= 3

sbsb

KKA

3,1

1,1.82=

Chọn A= 78 mm

Mô đun m=(0,01÷0,02) 78=0,78÷1,56 Tra bảng 3-1 Trị số môdun của bánh răng trụ và bánh răng nón (mm) (TK CTM) ta chọn m=1,5

𝑚 (𝑖 + 1) =

2.781,5 (5 + 1)= 17,33 Lấy Z1= 18

Số răng trên bánh lớn là Z2= ibn1 Z1=5.18 =90

Chiều rộng bánh răng b=A A= 0,3.78=23,4 mm

 uZnb

ymKP

 =19,1.102 6.  Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh nhỏ: Tra bảng 3-18 (TK CTM) ta có y1=0,392 ; y2=0,511

1

22

6

25.45.90.5,1.511,0

026,0.1,1.10.1,19

mmN



2 79,63N/mmu =

22

6

30.225.18.5,1.392,0

028,0.1,1.10.1,19

mmN



Trang 33

12,5.4421105N/mm

 Đối với bánh lớn :   2

22,5.390975N/mm

Ứng suất uốn cho phép ( Công thức 3-46 TK CTM)

36

/57,25345

.30

.8,1.028,0.1,1.)15(5.78

10.05,1

mmN

Ứng suất tiếp xúc quá tải đều nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh lớn và bánh nhỏ

Kiểm nghiệm sức bền uốn (Công thức (3-38) &(3-42)) Bánh nhỏ : ==2

11,8.5,499,88N/mmuqt

21,8.4,698,44N/mmuqt

de1= m z1= 1,5 18= 27 mm de2=m z2= 1,5 90= 135 mm ✓ Khoảng cách trục A=81 mm

✓ Đường kính vòng đỉnh:

Di1=27-2.1,5=24 mm Di2=135-2.1,5=132 mm

2.3.2.12 Tính lực tác dụng trục

Trang 34

2.3.3.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Bánh lớn : Thép 35 thường hóa: b2= 500 MPa ;ch2 = 260 MPa, độ rắn 140190 HB : Chọn HB2 = 150 (HB) ( giả sử đường kính phôi nhỏ hơn 100÷300 mm)

Trường hợp bộ truyền làm việc với tải trọng rung động nhẹ nên số chu kì làm việc của bánh lớn N2 tính theo Cthức (5.19) (Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy của tác giả Trịnh Chất )ta có:



= unt

N2 60Trong đó :

- u : số lần ăn khớp của răng trong một vòng quay Nên ta có u =1 - n :số vòng quay của bánh răng đang xét (vg/ph)

- t: tổng số giờ làm việc (h) Do vậy với thời gian làm việct = 5.365.8.2= 29200 (h) Nên số chu kỳ làm việc của bánh lớn là :

72 =60.10.29200=1,572.10

N

7021

- bánh lớn

22 2,6.HB 2,6.150 390N/mm



Trang 35

Do đó:





kn

kN

u

]

[

,1−

k

- Giới hạn mỏi uốn của thép trong chu kỳ mạch động và chu kì đối xứng

b

−1 =0,43Giới hạn mỏi của bánh nhỏ: −1 =0,43.600=258(N/mm2)Giợi hạn mỏi của bánh lớn : −1 =0,43.500=215(N/mm2)Vậy: Ứng suất uốn cho phép trên bánh nhỏ là:

  95,56( / )

8,1.5,1

Ứng suất uốn cho phép trên bánh lớn là:

  79,63( / )

8,1.5,1

Ab

nKPi

iA

Atx

55,8710.3,0

026,0.3,1)5,4.390

10.05,1()15,4(

2)

.10.05,1()1(





Trong đó : K - Hệ số tải trọng Lấy A=104 mm

Trang 36

𝑣 =𝜋 𝑑1 𝑛160.1000 =

2𝜋 𝐴 𝑛160.1000 (𝑖 + 1)

60.1000 (4,5 + 1)= 0.09 𝑚/𝑠 Tra bảng 3-11(TK CTM) chọn cấp chính xách chế tạo bánh răng là cấp 9

đttKKK =

Do cả hai bánh đều có HB<350, và V<15 m/s và chịu tải trọng thay đổi ít nên có thểlấy1

=

ttK Theo bảng (3.13 TK CTM) tìm được hệ số tải trọng động Kđ= 1,1 Do đó hệ số tải trọng K=1, 1,1=1,1

Vì trị số K khác nhiều với trị số dự đoán ban đầu nên cần tính lại khoảng cách trục A

= 3

sbsb

KKA

3,1

1,1.104=

Chọn A= 100 mm

Mô đun m=(0,01÷0,02) 100=1÷2 Tra bảng 3-1 Trị số môdun của bánh răng trụ và bánh răng nón (mm) (TK CTM) ta chọn m=2

𝑚 (𝑖 + 1) =

2.1002 (4,5 + 1)= 18,18 Lấy Z1= 18

Số răng trên bánh lớn là Z2= ibn1 Z1=4,5.18 =81 Chiều rộng bánh răng b=A A= 0,3.100=30 mm Lấy b2=30 mm

b1=35 mm

 uZnb

ymKP

 =19,1.102 6. 

Trang 37

Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh nhỏ: Tra bảng 3-18 (TK CTM) ta có y1=0,357 ; y2=0,511

  21

(bánh nhỏ thõa mãn điều kiện)

22

6

30.45.81.2.511,0

024,0.1,1.10.1,19

mmN



2 79,63N/mmu =

12,5.4421105N/mm

 Đối với bánh lớn :   2

22,5.390975N/mm

Ứng suất uốn cho phép ( Công thức 3-46 TK CTM)

2.

36

/01,36510

.35

.8,1.026,0.1,1.)15,4(5,4.100

10.05,1

mmN

21,8.2,264,07N/mmuqt

de1= m z1= 2 18= 36 mm

22

6

35.225.18.2.357,0

026,0.1,1.10.1,19

mmN



Trang 38

✓ Khoảng cách trục A=99 mm ✓ Đường kính vòng đỉnh:

Di1=36-2,5.2=31 mm Di2=162-2,5.2=157 mm

/270Nmm

𝑝ℎ; 𝑝2 = 0,028 𝑘𝑤 Trục 3 có;𝑀𝑥 = 5517,78 𝑁 𝑚𝑚 ; 𝑛3 = 45𝑣𝑔

𝑝ℎ; 𝑝3= 0,026 𝑘𝑤 Trục 4 có;𝑀𝑥 = 22920 𝑁 𝑚𝑚 ; 𝑛4 = 10𝑣𝑔

Chọn C= 130

Trang 39

Đối với trục 1: d 3.62mm

1350029,01303

Đối với trục 2: dII 6,49mm

225028,0.1303 =

Đối với trục 3: dIII 10,83mm

45026,01303 =

Đối với trục 4: dIII 17,41mm

10024,01303 =

Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong ba trị số dI,dII,dIII,dIVở trên ta có thể lấy trị số dIII=15 mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ đặc biệt nhẹ tra bảng 14P ta có được chiều rộng của ổ B=9 mm

Theo sơ đồ của hộp giảm tốc ta chọn các kích thước cơ bản sau: 1 Khoảng cách từ mặt cạnh chi tiết quay đến thành trong của hộp :a=10mm 2 Chiều rộng của ổ lăn B= 9 mm

3 Khe hở giữa các bánh răng c=10mm 4 Khe hở giữa bánh răng và thành trong hộp 1,2.với  là chiều dày thành

hộp ta lấy  =10mm nên ta có =1,2.10=12mm 5 Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp lấy l2=10mm 6 Chiều cao nắp và đầu bu lông l3 =15mm

7 Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp l4 =15mm2.4.1.3 Tính gần đúng trục

2.4.1.3.1 Thiết kế trục 1:

Trục 1 là trục nối với động cơ thông qua khớp nối với công suất trên trục là 𝑝1=0,029 𝐾𝑤, momen xoắn T1 =205,15Nmmvà số vòng quay n=1350vg/ph

- Các lực tác dụng lên trục : Lực vòng: P1=24,14 N Lực hướng tâm: Pr1=8,78 N Khoảng cách các điểm đặt lực: a= 34 mm, b= 71,5 mm

Trang 40

1 Tính lực: ∑ 𝑀𝐴𝑦 = 𝑃𝑟1 34 − 𝑅𝐵𝑦 71,5=0

𝑅𝐵𝑦 =𝑃𝑟1 34

71,5𝑅𝐵𝑦 = 8,78.34

34 + 71,5 = 2,83 𝑁 𝑅𝐴𝑦 = 𝑃𝑟1− 𝑅𝐵𝑦 = 8,78 − 2,83 = 5,95 N ∑ 𝑀𝐴𝑥 = 𝑃1 34 − 𝑅𝐵𝑥 71,5 = 0

𝑅𝐵𝑥 =𝑃1 34

71,5 =

24,14.3471,5 = 11,5 N 𝑅𝐴𝑥 = 𝑃1− 𝑅𝐵𝑥 = 24,14 − 11,5 = 12,64 𝑁 2 Tính mô men ở các tiết diện nguy hiểm m-m

Tính momen uốn tổng cộng 𝑀𝑢 = √𝑀𝑢𝑦2 + 𝑀𝑢𝑥2

Ở tiết diện m-m:

𝑀𝑢𝑒−𝑒 = √𝑀𝑢𝑦2 + 𝑀𝑢𝑥2

𝑀𝑢𝑥 = 𝑅𝐵𝑥𝑏 = 11,5.34 = 391 𝑁 𝑚𝑚 𝑀𝑢𝑦 = 𝑅𝐵𝑦𝑏 = 2,83.34 = 96,22 𝑁 𝑚𝑚 𝑀𝑢𝑚−𝑚 = √3912+ 96,222 = 402,67 𝑁 𝑚𝑚 Đường kính trụ ở tiết diện m-m: