Tính toán thiết kế máy cấy lúa 2 hàng

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU1.1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay ở các tỉnh miền Tây, nhiều nông dân trồng lúa đã giảm được một phần chiphí nhờ dùng máy cấy lúa thay cho phương pháp gieo sạ tr

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ở các tỉnh miền Tây, nhiều nông dân trồng lúa đã giảm được một phần chiphí nhờ dùng máy cấy lúa thay cho phương pháp gieo sạ truyền thống Cách làm này vừatiết kiệm được giống, công lao động, dễ chăm sóc và rút ngắn thời gian gieo trồng để kịpmùa vụ Song nói đến máy cấy lúa không ít nông dân còn tỏ ra ngỡ ngàng! Đa số nông dânvẫn làm theo phương pháp truyền thống là gieo sạ lúa bằng tay Phương pháp gieo sạ bằngtay tốn rất nhiều giống, lúa mọc không đều, không thẳng hàng, dẫn đến khó chăm sóc và sâubệnh nhiều hơn Nếu dùng máy cấy lúa, nông dân sẽ tiết kiệm được 1/3 lượng giống tươngđương 800 ngàn đồng/hécta/vụ so với gieo sạ bằng tay Đồng thời, máy cấy lúa có thể cấyđược 10 hécta/ngày bớt cho nông dân nỗi lo thiếu lao động mùa vụ Bên cạnh đó, dùng máycấy lúa còn rút ngắn thời gian mùa vụ khoảng 15-17 ngày Như vậy, trong vụ mùa, vụ đông-xuân bà con hạn chế được tình trạng hạn cuối vụ Ngoài ra, còn có thể xuống giống đồngloạt trên cùng một cánh đồng, sẽ dễ chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh, đặc biệt là bệnh rầynâu

Lao động nông nghiệp đang ngày một thiếu, giá nhân công lao động vào vụ khoảng

150 - 160 ngàn đồng/ngày Không ít nông dân có diện tích lớn than thở, vào mùa vụ nhiềukhi trả giá cao cũng không thuê được nhân công, đành phải sản xuất không đúng thời vụ.Đây là thực trạng đang diễn ra ở nhiều địa phương, vì thế việc cơ giới hóa trong trồng trọt

để giảm công lao động là vấn đề đang trở nên bức thiết

Chính vì cơ giới hóa trong khâu gieo cấy là mắt xích quan trọng, là nhân tố quyếtđịnh để thúc đẩy cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất Học tập kinh nghiệm của Nhật Bảntrong việc đưa mạ khay, máy cấy vào sản xuất cho thấy từ những năm 70 của thế kỷ trước,Nhật Bản đã chú trọng đến khâu này và đến nay đã đạt đến mức hoàn hảo về cơ giới hóa, tựđộng hóa trong sản xuất lúa Hiện nay tại Nhật Bản đang thực hiện hai mô hình chính về tổchức SX, đó là: HTX dịch vụ nông nghiệp tổ chức đồng bộ từ khâu SX đến tạo ra sản phẩmcuối cùng; thứ hai là chuyên môn hóa cao từ các khâu làm giá thể cho mạ, SX mạ khay đểphục vụ cho máy cấy

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hiện nay có nhiều trường đại học và trung tâm đang nghiên cứu và chế tạo các loại máycấy để có thể tạo ra loại máy dễ dàng sử dụng, năng suất cao nhưng tiêu tốn ít nhiên liệu

và đặc biệt có thể cạnh tranh với các sản phẩm có xuất xứ từ Nhật Bản, Hàn Quốc vàTrung Quốc đang xuất hiện ngày càng nhiều trên các đồng ruộng Việt Nam

Việc ứng dụng Cơ Giới hóa trong sản xuất nói chung và sử dụng máy cấy lúa nóiriêng sẽ góp phần giải quyết bài toán nhân lực vốn đang khan hiếm vì cơ chế chuyển dịch cơcấu trong sản xuất – Từ nông nghiệp sang công nghiệp Do đó, có thể giảm chi phí thuênhân công và tăng năng suất cây lúa Từ đó có thể tăng cường xuất khẩu cũng như đảm bảo

an ninh lương thực quốc gia Giá thành hạ nhưng vẫn đảm bảo lợi ích của người nông dân

Hình 1.1 Người nông dân cấy bằng tay tốn nhiều lao động…

Hình 1.2 …và máy cấy mạ khay MC-6-250 sản xuất thành công ở Việt Nam

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay

- Ứng dụng kết kết quả tính toán vào thi công mô hình, từ đó ứng dụng thực tế

1.4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Một số loai máy cấy mạ khay hiện có trên thị trường trong và ngoài nước

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu:

Do điều kiện hoàn cảnh và thời gian có hạn nên nhóm chỉ tập trung nghiên cứu vàphân tích nguyên lý hoạt động, cấu tạo cơ bản của một số bộ phận chính của máy cấyhiện nay trên thị trường

1.5 Phương pháp nghiên cứu:

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận:

Dựa trên những cơ sở lý thuyết cũng như thực tế về một số máy cấy mạ khay hiện cótrên thị trường, nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành lên phương án tìm hiểu cấu tạo vànguyên lý hoạt động của máy cấy qua đó đưa ra các phương án thiết kế, lựa chọn phương ánrồi đi vào tính toán các số liệu để tiến hành vẽ mô phỏng mô hình áp dụng vào thực tế, sau

đó chính sửa mô phỏng, tiến hành xuất bản vẽ và đưa đi gia công lắp ráp.Tuy nhiên do thực

tế gia công lắp ráp có nhiều điểm khác với lý thuyết nên trong quá trình xuất bản vẽ để giacông nhóm có tiến hành sửa chữa cho phù hợp thục tiễn

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể:

Do máy cấy mạ khay là sản phẩm mới xuất hiện ở Việt Nam, các sản phẩm ngoàithực tế chưa nhiều dẫn đến nhóm không được tiếp cận trực tiếp với máy cấy mạ khay để tìmhiểu.Vì vậy, việc đầu tiên nhóm nhanh chóng tìm kiếm và nghiên cứu kỹ về sản phẩm dựavào các loại tài liệu có liên quan đến máy cấy như qua sách vở, các nguồn tài liệu trêninternet và một phần kiến thức đã tích lũy được.Qua nghiên cứu, tìm hiểu, nhóm đã đưa rađược cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy một cách hợp lý nhất và đã được sự đồng ýcủa giáo viên hướng dẫn là thầy Văn Hữu Thịnh

Dưới sự hướng dẫn của thầy Văn Hữu Thịnh, nhóm đã từng bước đi vào tìm hiểu vàthiết kế các bộ phận chính của máy,vẽ mô phỏng và kiểm nghiệm bằng các phần mềm đãđược học như: Iventor, Working Model 2D…sau đó xuất và chỉnh sửa bản vẽ, rồi đem đigia công lắp ráp

1.6 Kết cấu của đồ án:

Đồ án gồm có 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Chương 3: Các giải pháp cho bộ phận công tác chính

Chương 4: Tính toán, thiết kế bộ phận công tác

Chương 5: Tính toán thiết kế các bộ truyền

Chương 6: Kết luận – Kiến nghị

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.1 Giới thiệu:

Máy cấy lúa hiện đang rất phổ biến ở các nước như: Nhật Bản, Trung Quốc, ẤnĐộ… nhưng ở Việt nam nó vẫn còn tương đối xa lạ.Với tinh thần cần cù, sáng tạo và cầutiến, người nông dân Việt Nam đã không ngừng tự tìm tòi, mày mò nghiên cứu và cũng đãtạo ra một được một vài sản phẩm mấy cấy đơn giản.Tuy nhiên, đa số chúng vẫn chưa đemlại hiệu quả cao như ý muốn cả về năng suất lẫn khả năng thay thế sức lao động cho ngườinông dân

Các loại máy cấy mạ hiện nay trên thế giới đều có bộ phận cấy và cung cấp mạ rấtlinh hoạt.Đa số chúng có chung đặc điểm về hình dáng và cấu tạo: gồm bộ phận công tácchính là bộ phận cấy, bộ phận cung cấp mạ và các bộ truyền như : bộ truyền bánh răng, bộtruyền đai, bộ truyền xích, hộp số…

Một số loại máy cấy hiện nay:

 Máy cấy MC-6-250: Đây là sản phẩm do Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch phối hợp với Công ty Máy kéo - máy nông nghiệp Hà Tây thiết kế, chế tạo, được sản xuất trên cơ sở thiết kế, cải tiến lại từ các loại máy cấy

của Trung Quốc và Nhật Bản cho phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước Máyđược thiết kế gọn nhẹ, phù hợp với mới loại ruộng, kể cả ruộng có diện tích nhỏ

 Máy cấy lúa 2ZS-4: đây là loại máy cấy sử dụng công nghệ hiện đại nhất hiệnnay Dùng các tay Robot điều khiển tự động, thao tác đơn giản, dễ sử dụng và chạyđược ở ruộng sình lầy nhất nhờ ván trượt nghiêng, công suất: 8hp, năng suất: 2-3mẫu/h, tiêu hao nhiên liệu 1lit/h, bề ngang: 4 hàng

 Máy cấy lúa Kubota SPU-68C nhà sản xuất Nhật Bản, cấy 6 hàng,trọng lượng 495kg

 Máy cấy HT 2ZT630 công suất 3,23 Kw, tốc độ 2600 v/ph, số hàng cấy 6…

2.2 Đặc tính của máy:

- Máy có trọng lượng: 350÷400 kg

- Năng suất: 3000÷ 3500 m2/h

- Các bộ truyền làm việc êm

- Bộ phận công tác hoạt động đều, chính xác, tạo rãnh, hàng đúng kích thước

2.3 Kết cấu máy cấy mạ khay:

2.3.1 Nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay:

Động cơ truyền chuyển động cho phần truyền lực trung gian qua cặp puly đai thang ; từđây một phần lực được truyền cho bộ phận di động tới bánh xe để làm máy cấy dichuyển và một phần lực được truyền cho bộ phận cấy phía sau qua trục các đăng vàpuly đai thang Bộ phận cấy truyền chuyển động cho 3 phần, phần thứ nhất cho cụm taycấy để tay cấy lấy mạ từ thảm mạ cấy xuống ruộng; phần thứ hai cho dàn mạ dịchchuyển qua lại để tay cấy lấy mạ và phần thứ ba cho cụm trục quay bánh răng hình rãnhkhế để đưa thảm mạ lùi xuống sau mỗi hành trình qua lại của dàn mạ Khi máy dichuyển trên đồng, phao cấy có tác dụng đỡ bộ phận cấy và san phẳng lại vết bánh xe

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy cấy

2.3.2 Cấu tạo máy cấy mạ khay:

- Cơ cấu điều khiển các bộ phận của máy

Từ nguyên lý hoạt động ta lập ra được sơ đồ động học của máy như hình:

Hình 2.2 Sơ đồ động học của máy cấy 6 hàng

b Phân tích chức năng từng bộ phận:

Động cơ : Thường dùng động cơ xăng 4 thì làm mát bằng không khí, động cơ 2 ÷ 3

mã lực với máy cấy 4 hàng người lái đi theo máy; 6,5 ÷ 8 mã lực đối với máy cấy 6 hàng, 8hàng người ngồi lái

Bộ phận truyền lực trung gian: nhận chuyển động từ động cơ truyền đến bộ phận

di động và bộ phận cấy qua hệ thống các cụm số, bánh răng, hộp xích tải, đai tải và trục cácđăng.Hộp số thường có 4 số tiến, 1 số lùi

Bộ phận cấy: bộ phận cấy gồm có hộp số cấy (có 2 số cấy cho bộ phận cấy), các

cụm chuyển động cho tay cấy, các cụm tay cấy

Các cụm tay cấy : Đây là bộ phận quan trọng quyết định đến bộ phận cấy, tay cấy

quay một vòng thì cấy được một khóm mạ

Trục xoắn vít đảo chiều: để truyền cho giàn mạ chuyển động qua lại , trục lẫy quay

để đẩy vào cơ cấu calip của trục bánh răng khế đẩy thảm mạ xuống; trục truyền động chocụm truyền động cấy

Bộ phận di động: Gồm cụm hộp truyền động sau cùng và bánh xe lăn.Bánh xe được

chế tạo bằng thép có các mấu bám và vành ngoài có các vấu bám bọc cao su để máy có thể

di chuyển dễ dàng trên đường

Bộ phận cung cấp mạ: Dùng để chứa thảm mạ và cung cấp liên tục cho tay cấy Nó

bao gồm một giàn mạ có ngăn để chứa mạ, mỗi một hàng cấy có một ngăn mạ Giàn mạchuyển động qua lại để các tay cấy lấy từng khóm mạ.Sự trượt xuống của các thảm mạ saumồi lần qua lại nhờ chuyển động đẩy của trục bánh xe răng khế Giàn mạ được đúc bằngnhựa và có khung đỡ làm bằng nhôm

Phao cấy : Có tác dụng nâng đỡ bộ phận cấy và làm ổn định độ sâu cấy khi máy

chạy trên ruộng

Các cơ cấu điều khiển: Tương ứng với từng bộ phận có các cơ cấu điều khiển nối

tới khu vực gần người ngồi lái máy để dễ dàng điều khiển máy.Các cơ cấu điều khiển chínhnhư : Côn li hợp máy, tay số, chân phanh, tốc độ cấy, độ sâu cây mạ cấy, côn li hợp cấy…

2.4 Nhược điểm của máy:

- Vẫn còn hiện tượng sót mạ trong quá trình cấy

- Trong quá trình làm việc máy vẫn còn gây ra tiếng ồn do động cơ và các bộ truyền cơkhí làm việc chưa êm

- Do hoạt động trong môi trường nước, bùn đất nên các bộ phận hay bị khô dầu, gỉ sétdẫn đến hỏng hóc gây sai sót và giảm năng suất của máy

Để hạn chế và khắc phục được các nhược điểm trên thì trong quá trình thiết kế và chếtạo sản xuất chúng ta phải tính toán thật chính xác các bộ truyền, nắm rõ hoạt động củachúng để biết cách phối hợp các bộ truyền thật hợp lý,thường xuyên kiểm tra, bảo quản, tradầu mỡ cho các bộ phận của máy…

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP CHO BỘ PHẬN CÔNG TÁC CHÍNH

3.2 Phương hướng và giải pháp cho bộ phận công tác:

3.2.1 Phương án 1:

Sử dụng cơ cấu 4 khâu cho cụm tay cấy và vít 2 chiều xoắn cho cụm di chuyển dàn mạ

Hình 3.2 Tay cấy bằng cơ cấu 4 khâu.

Hình 3.3 Vít 2 chiều xoắn

Ưu-Nhược điểm:

- Cơ cấu 4 khâu đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp đặt bảo trì, giá thành thấp nhưng tốc độ vànăng suất không cao

- Vít 2 chiều xoắn kết cấu sử dụng hoàn toàn bằng cơ khí, kết cấu nhỏ gọn, không phải

sử dụng thêm động cơ, không cần mạch điều khiển, giá thành thấp

3.2.2 Phương án 2:

Sử dụng hệ bánh răng hành tinh cho cụm tay cấy và vít me đai ốc được điều khiển bằng

động cơ đảo chiều có mạch điều khiển cho cụm dịch chuyển dàn mạ

Hình 3.4 Tay cấy bằng hệ bánh răng hành tinh

Hình 3.5 Vít me đai ốc điều khiển bằng động cơ

Ưu-Nhược điểm:

-Cơ cấu bánh răng hành tinh có năng suất cao hơn, ăn khớp bánh răng nên hoạt động

êm hơn, tuy nhiên khó chế tạo hơn, giá thành cao hơn

- Vít me đai ốc được điều khiển bằng động cơ đảo chiều có mạch điều khiển phải sửdụng thêm động cơ, phải có mạch điều khiển, giá thành cao hơn

3.3 Phương án lựa chọn:

-Đánh giá ý tưởng: Cả 2 phương pháp trên đều được dẫn động bằng xích, tuy nhiên dựavào ưu nhược điểm của hai phương án và điều kiện thiết kế, chế tạo…nhóm đã chọnphương án một để tiến hành thiết kế và tính toán cho đề tài tốt nghiệp của mình

3.4 Trình tự công việc tiến hành:

- Tính toán cơ cấu tay cấy dựa vào thông số ban đầu: kích thước các khâu, phân tíchđộng học cơ cấu, thiết kế cơ cấu cam đẩy mạ

- Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền

- Tính toán, lựa chọn hộp số

- Tính toán bộ phận cung cấp mạ: vít xoắn hai chiều và cơ cấu bánh cốc

- Tính toán các bộ truyền của máy như: bộ truyền đai, bộ truyền xích, bộ truyền bánhrăng…

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ PHẬN CÔNG TÁC CHÍNH

4.1 Cơ cấu tay cấy:

4.1.1 Xác định kích thước động các khâu của cơ cấu:

-Chọn khâu ngắn nhất làm khâu quay toàn vòng(khâu dẫn),khâu kề khâu ngắn nhất làm giá

-Cho trước kích thước khâu dẫn AB = 50mm, kích thước và vị trí ban đầu của thanh truyền

như hình vẽ:

Hình 4.1 Kích thước các khâu

Ta đo được khoảng cánh từ F đến B là:188,5mm.Vậy không gian mà đầu tay cấy có khảnăng với tới là hình vành khăn có bán kính ngoài là (AB+BF)=238.5mm tâm đặt tại A,vàbán kính trong là (BF-AB)=138,5mm

-Chọn vị trí thấp nhất của dàn chứa mạ có tọa độ (210;65)

Theo yêu cầu thì mỗi lần tay cấy xé mạ thì tách được khoảng 1cm2.ta giả xử dàn chứa mạnghiêng góc 45 độ thì khi đó ta tìm được tọa độ thứ 2 của đầu tay cấy là (220;70),đây là tọa

độ tay cấy bắt đầu tách mạ

-Chọn tọa độ thứ 3 tại vị trí (140;0)

Vị trí của các điểm cơ bản được thể hiện trên hình vẽ sau:

Ta cần tổng hợp cơ cấu thông qua các kích thước và vị trí đã cho.Để dễ dàng ta sử dụngphương pháp họa đồ.

Phương pháp tổng hợp như sau:

Bước 1:Tại vị trí F1 vẽ đường tròn bán kính FB,(F1,FB) cắt (A,AB) tại B1.Khi đó AB1 là vịtrí khâu dẫn tại vị trí số 2

Bước 2:Vẽ (F1,FE) cắt (B1,BE) tại E1

Bước 3:Vẽ (F1,FC) cắt (E1,EC) tại C1

Bước 4:Nối C1B1E1F1 ta được thanh truyền ở vị trí số 2

Bước 5:Nối CC1,sau đó vẽ đường trung trực của CC1

Tương tự ta có thanh truyền C2B2E2F2 ở vị trí số 3,sau đó ta nối C1C2 rồi vẽ trung trực của

C1C2.Hai đường trung trực này cắt nhau tại D là điểm cần tìm

Cuối cùng ta nối DC và DA: Ta có DC=97,93~98mm và AD= 138,49 ~ 138,5 mm

Sau khi tổng hợp cơ cấu ta được các kích thước như sau :

Bằng phương pháp họa đồ ta vẽ được quỹ đạo đầu tay cấy F khi khâu dẫn AB quay được 1vòng như sau:

Hình 4.2 Quỹ đạo của đầu tay cấy

4.1.2 Phân tích động học cơ cấu chính:

Mục đích:

Mục đích việc phân tích động học cơ cấu là ta đi xác định họa đồ vận tốc và gia tốc của

8 vị trí khi máy hoạt động; từ đó ta xác định được phương, chiều, độ lớn của cơ cấuchính

Tìm vận tốc, gia tốc:

Ở đây chúng ta chỉ xét cho một vị trí,rồi sử dụng phần mềm WM2D để mô phỏng rồi sosánh kết quả.Nếu kết quả ở 2 phương pháp này giống nhau ta có thể sử dụng kết quả môphỏng Để rõ ràng, ta không xét tại vị trí biên số 1, mà ta sẽ xét tại vị trí số 2 ứng với bản

vẽ cơ cấu tổng hợp như ở chương 1

Hình vẽ cơ cấu chính tại vị trí 2 như sau:

Hình 4.3 Cơ cấu chính tại vị trí thứ 2

Tay quay AB quay với vận tốc 5 vòng/s

V C ⊥ DC và VC = ω3.lDC Do ω3 chưa biết nên VC là một ẩn số của bài toán.

Phương trình (2.1) có 2 ẩn số có thể giải bằng phương pháp họa đồ

Chọn tỉ lệ xích họa đồ vận tốc

μ V = 0,05 = Gí atr ịth ự c c ủ a v ậ n t ố c đ ộ d à ibi ể u diễ n = V B

pb [mm s m ]Suy ra pb = 1,570,05 = 31,4 (mm)

Chọn một điểm p bất kì làm gốc.Từ p vẽ ⃗pb biểu diễn ⃗V B.Qua b vẽ đường thẳng

∆⊥BC.Tiếp theo,từ p vẽ đường thẳng ∆’ ⊥CD.Đường thẳng ∆ và ∆’ giao nhau tại điểmc.Suy ra: ⃗pc biểu diễn ⃗V C và ⃗bc biểu diễn ⃗V CB.

Hình vẽ 4.4 là họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2.Điểm p là gốc họa đồ

Lượt đồ động cơ cấu

Hình 4.4 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Đo độ dài đoạn pc đo trên họa đồ là : pc = 12,23 mm.Vậy vận tốc thực của điểm C là: VC =12,23.0,05 = 0,611 (m/s) → ω3=V C

l CD = 0,6110,098 = 6,23 (rad/s)

Ta có bc = 28,86 mm.Vậy vận tốc VCB= 28,86.0,05 = 1,443 (m/s)

→ ω2 = V CB

l BC = 1,4430,12 = 12,02 (rad/s)+ Xác định vận tốc ⃗V E của điểm E trên khâu 2 :

Do 2 điểm B và E cùng thuộc một khâu (khâu 2)

Đo trên họa đồ vận tốc ta được đoạn pe = 60,24 mm

+Xác định vận tốc ⃗V F của điểm F trên khâu 2:

Do 2 điểm B và F cùng thuộc một khâu (khâu 2)

Đo trên họa đồ ta đuợc pf =73,08 mm

b.Xác định gia tốc các điểm C,E,F trên cơ cấu:

+Xác định gia tốc của điểm C

Điểm B và C cùng thuộc khâu 2 :

→ ⃗a C = ⃗a B +⃗a CB

Hay :⃗a C = ⃗a B + ⃗a CB n + ⃗a CB t (2.7)Khâu 1 quay đều quanh tâm A nên gia tốc ⃗a B của điểm B hướng từ B về A.

a CB t = ε2.lBC và ⃗a CB t ⊥ BC (ε2 chưa biết)

Mặt khác do khâu 3 quay quanh tâm D

→ ⃗a C = ⃗a CD n + ⃗a CD t

(2.8) ⃗a CD n

Chọn một điểm π bất kì làm gốc,từ π vẽ ⃗π b' biểu diễn ⃗a B.Từ b’ vẽ ⃗b ' n CB chiều

hướng từ C về B biểu diễn ⃗a CB n Quan nCB vẽ đường thẳng x⊥CB.Tiếp theo từ π vẽ

⃗π n CD hướng từ C về D thể hiện ⃗a CD n Từ nCD vẽ đường thẳng y⊥CD.Hai đường thẳng x

và y giao nhau tại c’.Suy ra ⃗π c ' biểu diễn ⃗a C ⃗n CB c ' biểu diễn ⃗a CB t , ⃗n CD c ' biểu diễn

⃗a CD t

Chọn tỉ lệ xích họa ồ gia tốc là:đồ gia tốc là:

μ a = 1 = Gí atr ịth ự c c ủ a giat ố c đ ộ d à i biể u di ễ n = a B

π b ' [ m

mm s2]Suy ra π)b=49,43 (mm)

Đo trên họa ồ gia tốc ta ược:đồ gia tốc là: đồ gia tốc là: n CB c ' = 23,18 (mm)

aC = 28,47 (m/s2

)+Xác định gia tốc điểm E :

Hai điểm B và E cùng thuộc khâu 2:

Hai điểm C và E cùng thuộc khâu 2 :

Hai điểm B và F cùng thuộc khâu 2:

c.Mô phỏng cơ cấu tại vị trí 2 bằng WM2D:

Vị trí số 2 của cơ cấu :

Hình 4.5 Mô phỏng vị trí số 1 của cơ cấu

Vị trí số 2 ta dễ dàng tính toán được tương ứng ở thời gian t=0,0125s

Các thông số cần tính được thể hiện trên hình.

Hình 4.6 Mô phỏng vị trí 2 của cơ cấu

*Tính moment trên khâu dẫn:

a.Sử dụng WM2D xác định moment lực quán tính và vị trí trọng tâm của mỗi khâu:

Sau khi tổng hợp cơ cấu ta có được kích thước động của các khâu.Từ đó ta thiết kế sơ bộcác khâu rồi sử dụng WM2D để tính moment quán tính của từng khâu.Ta được kết quả sau:+Khâu dẫn (1): -khối lượng :m1= 0,1 kg

Hình 4.7 Mô phỏng thanh truyền

Hình 4.8 Mô phỏng khâu nối giá

b.Đặt lực cản kỹ thuật tại vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ :

+Lực cản kỹ thuật là lực cần khắc phục để thực hiện quy trình công nghệ của máy,lực nàyđược đặt lên một khâu bị dẫn của cơ cấu.Trong trường hợp này là phản lực của thảm mạ tácdụng lên nĩa cấy gắn trên thanh truyền trong quá trình tách mạ

Do hạn chế về quá trình thực nghiệm,ta có thể chọn lực cắt khoảng : PC=20N, có phương vàchiều như hình vẽ

Hình 4.9 Đặt lực vào khâu nối giá

c.Tính moment cân bằng trên khâu dẫn :

Đặt một moment cân bằng Mcb lên khâu dẫn

Áp dụng nguyên lý di chuyển khả dĩ : ‘tổng công suất tức thời của một hệ lực cân bằng bằng

0 ’

Ta có : ∑⃗P i⃗V i +∑⃗M i⃗ω i + ⃗M cb ⃗ ω1 = 0

 M cb= - ω1

1[∑⃗P i⃗V i +∑⃗M i⃗ω i]

Trong đó ⃗P i ,⃗ M i là ngoại lực và moment ngoại lực tác động lên khâu thứ i (kể cả lực và

moment lực quán tính) ;⃗V i là vận tốc tại điểm đặt lực ⃗P i ;⃗ω i là vận tốc góc khâu thứ i có đặt

Moment ⃗M i.

Vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ ngẫu nhiên trùng với vị trí số 2 trong phần phân tích vận tốcgia tốc.Ta có bảng vận tốc,gia tốc liên quan sau.

1[−P C V F cos ⁡¿)+P S 2 V S 2 cos⁡¿) - P S 3 V S 3 cos ⁡¿) - M S 2 ω2+M S 3 ω3]

= 31,46−1 [-20.3,76.cos(15°) + 10.2.cos(43°) - 3.0,29.cos(66°) -0,0071.181,37.12,18 –0,00039.284,9.(-6.01)]

4.1.3 Thiết kế cơ cấu cam đẩy:

4.1.3.1 Phối hợp chuyển động của tay cấy:

Hình 4.10 Các vị trí chuyển động của tay cấy

Khi tay cấy hoạt động gồm các giai đoạn sau:

c Sơ đồ phối hợp chuyển động giữa thanh đẩy và góc quay của khâu dẫn của tay cấy:

Hình 4.11 Sơ đồ phối hợp chuyển động giữa thanh đẩy và góc quay của khâu dẫn tay cấy

4.1.3.2 Trình tự thiết kế:

a Xđ các biểu đồ

d( )d





 ,   ( )bằng cách tích phân đồ thị

2 2

dd

d( )d

d ( )d

μd2β

dϕ2

=

μdβ dϕ

Chia  ra 4 phần bằng nhau tương ứng :

Xác định các đoạn thẳng cách đầu cần theo công thức:

Hình 4.13 Vị trí cam

d.Xác định biên dạng cam lý thuyết:

Vẽ đường tròn (O2;O2O4),chia làm 16 phần bằng nhau tại các O4i

Trên đồ thị β(φ),chia đều φ ra 16 phần bằng nhau.Từ các điểm chia gióng lên đồ thị β(φ) tađược các βi(mm) → βi°= βi(mm).μβ.Vẽ các βi lên góc lắc được các Ci.Dựng các đường tròn(O2;O2Ci).Dựng các đường tròn (O4i;O4Ci) cắt đường tròn tâm O2 tương ứng tại C’i Nối cácC’I bằng đường cong suông ta được biên dạng cam

Các góc i tương ứng với n phần bằng nhau là:

Hình 4.14 Vị trí tâm cam

4.2 Bộ phận cung cấp mạ:

4.2.1 Bộ truyền vít xoắn tự đảo chiều:

Bộ truyền vít xoắn tự đảo chiều gồm có hai chiều xoắn ngược nhau trên cùng mộttrục vít, có nhiệm vụ dịch chuyển dàn mạ qua lại theo chu kỳ 200mm tạo điều kiện cho taycấy làm việc đều đặn mà không sót mạ

a Chọn vật liệu:

- Sử dụng ren hình vuông có hiệu quả cao hơn ren hình thang và răng cưa vì góc α = 0,nhưng có độ bền thấp hơn ren hình thang, tính công nghệ kém (không thể gia cônglần cuối bằng phay hoặc mài), khi mòn tạo thành khe hở dọc trục khó khắc phục Chỉtiêu chủ yếu về khả năng truyền động vit-đai ốc là độ chịu mòn, độ bền và độ ổnđịnh

- Vít : thép tôi

- Đai ốc : Gang giảm ma sát

 Kiểm tra điều kiện bền :

σ td=√σ n2+4 τ2x ≤[σ b](Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí-Tập 2)Trong đó : Ứng suất phápσ n=

2

⇒ σ td=√0,3972+4.0,2552=0,646 N /mm2

Mà [σ b] khi kéo là 700÷900 Kg/cm2

Vậy σ td ≤[σ b] thõa điều kiện

 Kiểm tra độ ổn định của vít khi λ ≤ λ gh

Trong đó độ dẻo của thanh λ= l

i

⇒Không cần thiết phải tính toán kiểm tra độ ổn định của vít.

 Lực làm việc Plv để kéo tải trọng dàn mạ được xác định lực cần cho quay vít tác dụngvào đường kính trung bình của ren

Plv =Q tg(β +ρ) (chỉ tác dụng tại vị trí mà nó tiếp xúc)Trong đó : Q tg(β +ρ) :lực cần thiết để để nâng tải trọng và thắng ma sát trongren

4.2.2 Tính toán và lựa chọn thông số bánh cóc:

Chuyển động của bánh cóc kết hợp với chuyển động của vít xoắn hai chiều, sau mỗivòng quay của nó thì trục tang băng tải sẽ quay làm cho thảm mạ dịch chuyển xuống mộtđoạn là 10mm cung cấp mạ đều đặn cho tay cấy

a Chọn đường kính tang băng tải sơ bộ :

-Băng tải trong máy cấy đuợc dùng để dịch chuyển dàn mạ đi xuống khi dàn mạ đi đến cuốihành trình 200 mm

-Ta chọn tang băng tải có đường kính là :d = 44 mm và chiều dày băng tải là :l = 3 mm

Hình 4.15 Bánh cóc

b Tính, chọn thông số bánh cóc và tính chính xác đường kính tang :

-Bánh cóc được gắn trên trục của tang chủ động.Khi bánh cóc quay thì tang chủ động quaylàm di chuyển thảm mạ đi xuống

Thông số đặc trưng của bánh cóc là góc quay.Ta chọn loại bánh cóc ăn khớp trong để thiếtkế

Theo yêu cầu,khi dàn chứa mạ dịch chuyển đến cuối hành trình 200 mm thì thảm mạ dịchchuyển xuống một đoạn là 10mm,đồng nghĩa với băng tải bị cuốn 10mm

 Góc quay cần thiết của tang là :φ = 1025 = 0,4 (rad) = 22,9°

Vì bánh cóc gắn cố định trên trục tang nên góc quay của tang cũng là góc quay của bánhcóc

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

5.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền :

5.1.1 Tính toán công suất trên trục thứ cấp của hộp số:

Công suất cần thiết trên trục thứ cấp của hộp số

Trong đó: μ: hệ số ma sát giữa sắt thép với đất ruộng (0,2 – 0,6)

N: trọng lượng của xe

Công suất trên trục bánh xe

Khi xe làm việc với vận tốc 0,5 m/s: Pmin = F t v

1000 = 1600.0,51000 = 0,8 (kW)Khi xe làm việc với vận tốc 0,7 m/s: Pmax = F t v