máy xúc lúa 13t h tính toán, thiết kế, vẽ 3d, mô phỏng, lập quy trình gia công.

LỜI CAM ĐOAN - - - - Tôi xin cam đoan rằng đề tài “Tính toán, thiết kế, vẽ 3D, mô phỏng và lập quy trình gia công máy xúc lúa năng suất 13 tấn/giờ” là do chính tôi thực hiện, các số li

mô phỏng, lập quy trình gia công

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện MSSV

Cần Thơ - Năm 2012

mô phỏng, lập quy trình gia công

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện MSSV

Cần Thơ - 2012

Tôi xin chân thành cảm tạ thầy Nguyễn Tấn Đạt là người đã tận tình

và hết lòng giúp đỡ tôi Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù sức khỏe của thầy không được tốt và rất bận trong công tác giảng dạy nhưng Thầy vẫn giành nhiều thời gian để góp ý, sửa chữa giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tôi xin cảm ơn đến gia đình đã luôn bên tôi, nâng đỡ động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất lẫn tinh thần cho tôi trong suốt thời gian được đào tạo tại trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các bạn là thành viên lớp Cơ Khí Chế Tạo Máy A1 – K34 đã động viên giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài cũng như trong toàn khóa học

SINH VIÊN THỰC HIỆN

T

LỜI CAM ĐOAN

- -
 - -

Tôi xin cam đoan rằng đề tài “Tính toán, thiết kế, vẽ 3D, mô phỏng và lập quy trình gia công máy xúc lúa năng suất 13 tấn/giờ” là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào

Cần Thơ, ngày 26 tháng 04 năm 2012

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Ngô Chí Thanh

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí - - - -
 - - - -

********** Cần Thơ, ngày 30 tháng 1 năm 2011

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HK: 2 ;Năm học: 2011 - 2012

1 Họ và tên sinh viên thực hiện: NGÔ CHÍ THANH MSSV: 1080444

2 Tên đề tài thực hiện: Máy Xúc Lúa 13 tấn/giờ

3 Cán bộ hướng dẫn: GV NGUYỄN TẤN ĐẠT

4 Đặc vấn đề

Với loại cây trồng chủ lực ở đồng bằng Sông Cửu Long là cây lúa, sản lượng hằng năm cao nhất cả nước,và là nguồn xuất khẩu lúa gạo chủ lực của cả nước nên yêu cầu đặt ra là phải bảo quản lúa sau khi thu hoạch là một nhu cầu cấp thiết Với điều kiện thời tiết biến đổi thất thường nên việc phơi lúa gặp rất nhiều khó khăn trong công đoạn xúc lúa vào bao sau khi phơi, ngoài ra việc xúc lúa rất mệt vì nó đòi hỏi người xúc phải hoạt động liên tục, nên thường rất mỏi mệt Ngoài ra, việc xúc lúa cũng gặp khó khăn khi gặp trời mưa đột xuất

Với những nhu cầu và khó khăn xuất phát từ thực tiễn nêu trên nên chúng em

quyết định chọn đề tài là thiết kế máy xúc lúa để làm luận văn tốt nghiệp

5 Mục đích yêu cầu

Xúc lúa vào bao với số lượng lớn ,tiết kiệm thời gian,công lao động và đạt hiệu quả kinh tế cao

Chế tạo máy xúc lúa đáp ứng được nhu cầu: Xúc, đưa lên, đổ vào bao

Với các yêu cầu

• Tốc độ xúc nhanh: 10 giây/bao

• Tỉ lệ lúa còn sót lại: <3%

• Kích thước máy nhỏ gọn, ít tiêu thụ nhiên liệu

• Vận hành đơn giản

• Không làm văng lúa

• Tuổi thọ cao, dể sữa chữa và thay thế các chi tiết bị hỏng

6 Mục đích yêu cầu

- Tìm hiểu về yêu cầu cần thiết khi xúc lúa với số lượng lớn

- Thiết kế và tính toán các bộ phận trong máy có thể ứng dụng thực tế

7 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thảo luận với giáo viên hướng dẫn

- Phương pháp phân tích tính toán dựa trên kiến thức được cung cấp, khảo sát thực

tế và tổng hợp tham khảo tra cứu tài liệu (từ sách, báo, internet, v.v )

8 Địa điểm, thời gian thực hiện

- Địa điểm thực hiện: Trường Đại Học Cần Thơ

- Thời gian thực hiện: 17 tuần

9 Khối lượng công việc và giới hạn của đề tài

Khối lượng công việc

Chương 1 Giới thiệu chung Chương 2 Tổng quan tài liệu Chương 3 Tính toán thiết kế Chương 4 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền Chương 5 Tính toán các bộ truyền động

Chương 6 Tính toán trục, then và chọn ổ Chương 7 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết Chương 8 Mô phỏng quá trình lắp gháp và gia công Chương 9 Kết luận và kiến nghị

Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu thêm phần mềm Autodesk Inventor 2012 để vẽ máy

xúc Chỉ dừng lại ở việc thiết kế các bộ phận của máy, lắp ráp và mô phỏng quá trình chuyển động chưa đưa ra sản xuất thực tế

10 Kế hoạch thực hiện:

− Tìm hiểu về quá trình xúc lúa và chọn cơ cấu thích hợp để thiết kế (1 tuần)

− Tính toán thiết kế (2 tuần)

− Vẽ 3D trên phần mềm INVENTOR (5 tuần)

− Lập quy trình cộng nghệ gia công chi tiêt (3 tuần)

− Mô phỏng quá trình chuyển động, lắp ráp, và gia công (3 tuần)

− Hoàn thành thiết minh (2 tuần)

− Dự trữ ( Điều chỉnh những sai sót nếu có) (1 tuần)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Tấn Đạt Ngô Chí Thanh

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ - o0o -

Cần Thơ, ngày 26 tháng 04 năm 2012 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN − Họ và tên cán bộ hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Đạt − Tên đề tài: Máy Xúc Lúa 13 tấn/giờ (Tính toán, thiết kế, vẽ 3D, mô phỏng và lập quy trình công nghệ gia công) − Họ và tên sinh viên thực hiện: Ngô Chí Thanh MSSV: 1080444 − Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy A1 – K34 − Nội dung đánh giá:

− Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS Nguyễn Tấn Đạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ - o0o -

Cần Thơ, ngày 26 tháng 04 năm 2012 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN − Họ và tên cán bộ phản biện:

− Tên đề tài: Máy Xúc Lúa 13 tấn/giờ (Tính toán, thiết kế, vẽ 3D, mô phỏng và lập quy trình công nghệ gia công) − Họ và tên sinh viên thực hiện: Ngô Chí Thanh MSSV: 1080444 − Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy A1– K34 − Nội dung đánh giá:

− Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 2

1.1 Đặt vấn đề: 2

1.2 Lý do chọn đề tài: 4

1.3 Mục tiêu của đề tài 5

1.4 Nội dung của đề tài 5

1.5 Giới hạn của đề tài 5

1.6 Thời gian thực hiện 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6

2.1 Các loại máy xúc lúa trên thực tế: 6

2.2 Sơ đồ khối chức năng: 7

2.3 Yêu cầu kỹ thuật: 8

2.4 Chọn phương án thiết kế 8

2.4.1 Các phương án thiết kế: 8

2.4.2 Chọn thiết kế: 9

2.4.3 Nguyên lý hoạt động: 10

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 11

3.1 Vít tải đứng: 11

3.1.1 Nhiệm vụ: 11

3.1.2 Tính toán vít tải: 11

3.2 Xe di chuyển máy 12

3.2.1 Nhiệm vụ: 12

3.2.2 Tính toán 12

3.3 Cánh cào lúa 14

3.3.1 Nhiệm vụ: 14

3.3.2 Tính toán 14

CHƯƠNG 4: CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN 15

4.1 Phân phối tỷ số truyền 15

4.2 Tính công suất cần thiết và chọn động cơ 15

4.3 Hộp giảm tốc: 16

4.4 Tính công suất của các trục 17

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN 18

5.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (cấp nhanh): 18

5.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (cấp chậm): 21

5.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng 25

5.4 Thiết kế bộ truyền xích truyền động ra cánh cào 29

5.5 Thiết kế bộ truyền xích truyền động xuống xe 31

5.6 Thiết kế bộ truyền xích truyền động tới vít tải 33

6.1 Chọn vật liệu 36

6.2 Xác định sơ bộ đường kính trục 36

6.3 Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặc lực: 36

6.4 Xác định trị số và chiều của lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục 37

6.5 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục: 38

6.6 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi: 41

6.7 Tính kiểm nghiệm độ bền của then của các trục: 46

6.8 Tính chọn gối đỡ trục 47

6.9 Chọn dung sai lắp ghép 50

CHƯƠNG 7: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR TÍNH KHUNG MÁY 51

7.1 Thiết kế kiểm nghiệm bộ truyền bánh răng nón 51

7.2 Thiết kế và tính khung máy 54

7.2.1 Thiết kế khung máy 54

7.2.2 Tính bền ( chuyển vị ) của khung 56

CHƯƠNG 8: LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 59

8.1 Chọn chi tiết cần gia công 59

8.1.1 Phân tích chi tiết gia công 59

8.1.2 Chọn phương pháp kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật 60

8.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi 61

8.2.1 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi 61

8.2.2 Xác định lượng dư gia công 63

8.2.3 Bản vẽ khuôn 63

8.2.4 Tra lượng dư tổng cộng và dung sai kích thước phôi 63

8.3 Tiến trình gia công các bề mặt 64

8.4 Thiết kế các nguyên công 65

8.4.1 Nguyên công 1: phả mặt đầu 65

8.4.2 Nguyên công 2: tiện lỗ trụ 2 66

8.4.3 Nguyên công 3: Khoét, doa thông lỗ 4, 6 66

8.4.4 Nguyên công 4, 5: phay lỗ 3, 5 67

8.4.5 Nguyên công 6: chuốt rãnh then 8 67

8.4.6 Nguyên công 7: khoan thông tarô lỗ 7 68

8.5 Tính lượng dư gia công 69

8.6 Tính toán và tra chế độ cắt 71

8.7 Thời gian gia công 79

CHƯƠNG 9: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH LẮP GHÉP VÀ GIA CÔNG 82

9.1 Mô phỏng quá trình lắp ghép: 82

9.2 Mô phỏng quá trình gia công: 84

CHƯƠNG 10 88

10.1.Kết luận 88

10.3.Kiến nghị 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

LỜI NÓI ĐẦU

ết thúc quá trình bốn năm học tập trên giảng đường đại học của trường Đại học Cần Thơ Đã đến lúc mỗi sinh viên hoàn thành những cuộc sát hạch cuối cùng trước khi ra trường, và một trong những điều đó là

hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp được giao Đó xem như là thành quả của bốn

năm học tập và rèn luyện tại trường Nhận được sự quan tâm của trường, khoa, bộ

môn, các thầy hướng dẫn cũng như gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ cuối

cùng luận văn tốt nghiệp của tôi cũng đã hoàn thành

Ngày nay do tình hình cơ giới hóa nông nghiệp, cùng với quá trình phát triển

công nghiệp hóa thanh niên, nhóm lực lượng lao động chủ yếu tại nông thôn đã đến

làm việc tại các khu vực công nghiệp, các thành phố lớn Điều này dẫn đến việc

thiếu nghiêm trọng nguồn lao động tại nông thôn vào những thời điểm thu hoạch,

phơi sấy lúa để bảo quản Bên cạnh đó dù rất được đầu tư vào máy sấy lúa nhưng

cũng chỉ đáp ứng được 31% sản lượng lúa của ĐBSCL tuy nhiên do sấy không

đúng chuẩn, nên chất lượng gạo không đạt tiêu chuẩn chiếm tỷ lệ cao Mặc khác do

thiếu lao động trong cách thức phơi lúa thủ công nên chi phí thuê lao động tăng

nhanh Do đó việc sử dụng các công cụ máy móc để thay thế cho sức lao động trong

khâu vận chuyển lúa từ sân vào bao bì sau khi phơi vẫn còn hạn chế và chưa phổ

biến Điều này rất quan trọng vì có thể tiết kiệm chi phí lao động, thời gian và đảm

bảo chất lượng lúa gạo, đặc biệt trong vụ hè thu và thu đông

Với đề tài “Tính toán, thiết kế máy xúc lúa với năng suất tính toán là 13

tấn/giờ” giúp tôi có một cái nhìn toàn diện và sâu sắc hơn về những gì đã được đào

tạo tại trường Đồng thời góp phần cải thiện sản xuất nông nghiệp và nâng cao đời

sống nhân dân

Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thiết kế và thuyết minh mặc dù

đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn sẽ có nhiều sai sót khó tránh khỏi Rất mong

nhận được sự góp ý của các thầy cũng như những người quan tâm tới đồ án này

SINH VIÊN THỰC HIỆN

K

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

- -

  - -

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:

Đất nước Việt Nam may mắn được thiên nhiên ưu đãi cho khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa cùng với hệ thống sông ngòi dày đặc, và có thể chủ động được nguồn nước nên rất thuận lợi cho nghề trồng lúa nước, một truyền thống đã được hình thành từ rất lâu, với bề dày kinh nghiệm từ lịch sử phát triển một loại nông sản có vai trò đặc biệt quan trọng đối với nước ta Nếu lúc trước việc trồng lúa chưa được áp dụng khoa học

kỹ thuật vào sản xuất, chủ yếu là làm bằng thủ công, thì hiện nay nền nông nghiệp lúa nước đã phát triển một cách vượt bậc,

đa phần máy móc được ứng dụng phục

vụ cho quá trình sản xuất như: máy

trục đất, máy cày, máy gặt đập liên

hợp… Làm cho Việt Nam từ một

quốc gia nghèo nàn, lạc hậu hàng năm

phải nhập khẩu 50 vạn đến 1 triệu tấn

lương thực, thì hiện nay Việt Nam đã

trở thành quốc gia xuất khẩu gạo lớn

thứ 2 thế giới chỉ sau Thái Lan

Trong các vùng miền của Việt Nam thì Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích gieo trồng lúa lớn nhất Đến năm 2010 diện tích lúa đạt 3.939.799 ha, tăng 104.808 ha so với năm 2009, sản lượng đạt 21.557.936 tấn Tăng cao như vậy là do nông dân biết nhận thức và hành động trong sản xuất lúa, biết thích nghi thay đổi tập quán sản xuất ngày càng tốt hơn Đồng bằng này đã góp một phần rất lớn trong tổng lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam, nhưng lại gặp không ít khó khăn về đầu ra và giá bán, vì các hiệp định song phương và đa phương được được kí kết với các nước thành viên khi Việt Nam gia nhập thị trường thương mại toàn cầu, chất lượng gạo Việt Nam được đánh giá là chưa tốt nên sản lượng đạt nhiều nhưng giá thu được chưa cao

Hình 1.1: Máy gặt đập liên hợp đang

gặt lúa

Mặc dù năng suất đạt

rất cao nhưng để giảm thất

thoát trong thu hoạch, nâng

cao chất lượng và bảo quản

hạt lúa được tốt, có thể xuất

bán ra thị trường thế giới lúc

giá cả tăng cao là một điều

không dễ làm Nguyên nhân

là do phần lớn khâu bảo quản

hạt chưa tốt, đa phần ở nước

ta nông dân bảo quản hạt lúa bằng cách phơi hoặc sấy nhưng phơi hạt thì phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, còn các lò sấy lúa rất tiện lợi vào những mùa mưa bão kéo dài, nó

có thể giúp nhà nông tránh được thất thu lớn nếu không phơi được, giảm 5% thất thoát nhưng hạt đem đi sấy chỉ trữ được trong kho từ 2 - 3 tháng, do nhiệt độ sấy ở các lò này chưa thích hợp, kĩ năng của người sử dụng chưa cao chưa am hiểu nhiều về lĩnh vực này để đầu tư sửa chữa cho tốt Nhưng việc phơi lúa ngoài sân cũng gặp rất nhiều

khó khăn do: không có sân phơi, thiếu người lao động

ở địa phương (do phần đông người lao động lên thành phố làm việc ở các khu công nghiệp), công cụ sử dụng

để cào lúa và xúc lúa rất thô sơ … những điều đó đã làm cho việc phơi lúa truyền thống đã trở thành nỗi ám ảnh ở các hộ gia đình có ít thành viên

Theo ông Nguyễn Xuân Mận, hội cơ khí Việt Nam cho biết, việc tiến hành cơ giới hóa phải làm đồng bộ theo hướng kết hợp nhà cơ khí lẫn nhà nông học… cụ thể, các nhà nông học sẽ nghiên cứu, đưa ra loại giống phù hợp với thổ nhưỡng của từng vùng, kết hợp với đó nhà cơ khí đưa máy móc vào gieo cấy và thực hiện tốt các khâu thu hoạch và sau thu hoạch, nhưng nước ta hiện nay vẫn chưa thực hiện được tốt vấn

đề này, nhiều khâu vẫn còn làm thủ công do nông dân chưa làm quen được những ứng dụng mới Họ đã quen với những truyền thống đã có từ lâu đời như: phơi lúa…nhiều người còn nói lúa đem đi sấy sẽ giảm trọng lượng rất nhiều so với phơi và bảo quản không được lâu, nếu để quá lâu mà không bán lúa sẽ bị ẩm vàng ảnh hưởng đến chất lượng hạt gạo…vì thế bắt buộc nông dân phải bán sớm mặc dù giá tại ngay thời điểm

đó chưa cao

Hình 1.2: Toàn cảnh phơi lúa ở nông thôn

Hình 1.3: Máng xúc lúa

Qua những điều trên cho thấy tỉ

lệ cơ giới hóa của Việt Nam còn thấp

và hạn chế, theo tiến sĩ Đoàn Xuân

Thìn phó tổng thư kí hội cơ khí nông

nghiệp Việt Nam cho biết, hiện nay ở

đồng bằng Sông Hồng và Đồng Bằng

Sông Cửu Long nhiều khâu trong

trồng lúa như: gieo cấy, bơm thuốc

trừ sâu, xúc lúa vào bao…vẫn chủ

yếu làm thủ công, việc áp dụng cơ

giới hóa chủ yếu tập trung ở khâu

làm đất, bơm nước, tuốt đập

Hiện nay các máy móc phục vụ cho sản xuất canh tác trên đồng ruộng ngày một

đã được cải tiến nhiều Nhưng còn một số khâu máy móc chưa được đáp ứng tốt, mặc

dù đất nước đang tiến dần lên Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước, một số nơi đã

có lò sấy lúa phục vụ tốt các nhu cầu của nông dân nhưng quan niệm từ xưa đến nay của người dân rất khó thay đổi trong một sớm một chiều, nên phơi lúa trên sân vẫn được nhiều nông dân chọn lựa sau thu hoạch và cũng phần đông khi vào vụ mùa các thương lái cũng chọn mướn sân để phơi vì theo kinh nghiệm của họ hạt lúa được phơi dưới ánh nắng mặt trời sẽ bảo quản được lâu nhưng trong quá trình đất nước trên đà phát triển như hiện nay thì việc tìm thuê đủ nhân công để thực hiện các khâu sau thu hoạch là không dễ dàng, đặc biệt là khâu mang vác và xúc lúa vào bao với số lượng lớn đang là vấn đề đặt ra để khẳng định chất lượng hạt lúa của nước ta trên thị trường thế giới

1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Là con trong một gia đình làm nghề trồng lúa nước, từ lâu tôi đã nhận thấy được những bất lợi và vất vả của gia đình trên đồng ruộng, cùng với những kiến thức cơ bản

về thiết kế, tính toán, và gia công chi tiết máy mà tôi đã được học và rèn luyện tại

trường, nên tôi quyết định chọn đề tài “Thiết kế máy xúc lúa” mà tôi đã ấp ủ từ lâu

để làm đề tài luận văn tốt nghiệp và phần nào đó giảm bớt được thời gian, công sức, chi phí cho người nông dân trong thời buổi nhân công lao động trong nông nghiệp ngày một giảm đi Và cũng muốn góp một phần nào đó trong sự nghiệp tiến lên Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa như hiện nay của nước ta

Hình 1.4: Người dân đang xúc lúa vào bao

1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

 Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu, thiết kế, tính toán về máy xúc lúa ở Đồng bằng sông

Cửu Long để máy có thể vận hành trong thực tế

 Mục tiêu cụ thể: Tính toán, thiết kế, vẽ 3D, mô phỏng động bằng phần mền Inventor

Giới thiệu phần mềm Mastercam, qua đó ứng dụng lập trình gia công khuôn và quy trình công nghệ gia công chi tiết

1.4 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

Phần 1: Tìm hiểu quá trình xúc lúa thực tiễn

Phần 2: Nghiên cứu, thiết kế, tính toán máy xúc lúa

Phần 3: Vẽ 3D, mô phỏng động học và quá trình lắp ráp bằng phần mềm Inventor

Phần 4: Mô phỏng quá trình gia công khuôn của một chi tiết trong máy bằng phần

mềm Mastercam

Phần 5: Lập quy trình gia công chi tiết

1.5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Tập chung nghiên cứu thiết kế tính toán, vẽ mô hình 3D quá trình chuyển động

và lắp ráp Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết Chưa đưa ra sản xuất thực tế

1.6 THỜI GIAN THỰC HIỆN

Thời gian Nội dung công việc

Tuần 1 − Tìm hiểu và chọn cơ cấu thích hợp để thiết kế

Tuần 2 đến tuần 3 − Tính toán thiết kế

Tuần 4 đến tuần 8 − Vẽ 3D trên phần mềm INVENTOR

Tuần 9 đến tuần 11 − Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết

Tuần 12 đến tuần 14 − Mô phỏng quá trình chuyển động, lắp ráp, và gia công

Tuần 15 đến tuần 16 − Hoàn thành thuyết minh

Tuần 17 − Dự trữ ( Điều chỉnh những sai sót nếu có)

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

- -

  - -

2.1 CÁC LOẠI MÁY XÚC LÚA TRÊN THỰC TẾ:

Trong thực tế cũng có nhiều loại máy xúc lúa khác nhau đang được sử dụng với

đủ kích cỡ và công suất khác nhau Sau đây xin giới thiệu một số máy xúc do nông dân

tự chế

Tác giả của chiếc máy này là anh Trần Văn Bê, ở huyện Châu Phú, tỉnh An Giang Sau thời gian tự mài mò nghiên cứu, anh Bê đã sản xuất thành công chiếc máy xúc lúa rất hiệu quả, được nhiều nông dân trong khu vực đặt hàng Chiếc máy xúc nhỏ gọn, chỉ nặng chừng 80 kg Để sử dụng

máy cần có một người điều khiển Với hệ

thống gồm 19 chiếc gàu xúc gắn trên băng

chuyền, khi máy chạy, lúa được xúc lên

các gàu này và theo băng chuyền đưa ra

phía sau rồi đổ vào bao tải Ở hai bên máy

có một bộ phận được thiết kế giống như

hình mũi khoan, có tác dụng gom thóc từ

hai bên vào đúng vị trí của gàu xúc Tốc

độ xúc từ 200 bao đến 300 bao/giờ Mỗi

giờ hoạt động, máy tiêu thụ khoảng 0,75

lít xăng

Ông Nguyễn Văn Sáng (Tư Sáng)

ở khu vực 4, phường 1, thị xã Vị Thanh (tỉnh Hậu Giang) đã sáng chế thành công máy xúc lúa với nhiều tiện ích Nhờ đầu tư thời gian, công sức nghiên cứu, đến nay máy xúc lúa của ông Tư Sáng đã có đầy

đủ các bộ phận như: thùng chứa lúa, giàn cào lúa, trục khoan lúa, hệ thống quạt gió,

hệ thống điều chỉnh độ cao - thấp của thùng chứa lúa, máy vận hành bằng mô -

tơ điện và 4 bánh xe rất tiện lợi khi di

Hình 2.1: Máy xúc lúa của anh Bê

đang hoạt động

Hình 2.2: Máy xúc lúa của ông Tư

Sáng

chuyển Khi vận hành, chỉ cần 1 người điều khiển, máy sẽ tự động cào lúa vào thùng bằng hệ thống giàn cào lúa, rồi đưa lúa ra ống, đổ vào bao bằng trục khoan lúa Máy rất thích hợp trong điều kiện lúa đống, lúa phơi đệm, công suất hoạt động từ 10 - 12 tấn/giờ

Anh Hồ Văn Be (Út Be) 38 tuổi nhà ở ấp Mỹ An,

xã Nhơn Mỹ, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang Máy có

dạng hình hộp chữ nhật, có 4 bánh cao su hoạt động

nhờ động cơ máy D6, bao gồm 4 bộ phận chính: giàn

hốt lúa, hệ thống khoan, hầm chứa, hệ thống quạt gió,

hệ thống hốt lúa này có thể điều chỉnh ở các độ cao

thấp khác nhau Trong 16 giải pháp đạt giải Hội thi

sáng tạo kỹ thuật tỉnh An Giang năm 2007 (tổ chức

trao giải ngày 15-1-2008), máy xúc giê lúa của nông

dân Hồ Văn Be đạt giải Ba

Nhìn chung các loại máy xúc lúa do nông dân tự chế đã hoạt động đúng với ý muốn của người tạo ra nó, nhưng vì chỉ làm theo cảm tính nên các chi tiết của máy khá lớn làm cho máy quá cồng kềnh, vận hành không được linh hoạt, công suất chung của máy đạt không cao

2.2 SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG:

− Sau khi lúa được phơi xong (lúa khô) thì được người nông dân gom lúa lại, thành những dòng lúa dài (Điều kiện đầu) và họ dùng một dụng cụ có tên là máng xúc lúa (Hình 1.3) để xúc hết dòng lúa vào bao Sau đó những bao lúa này được buộc lại

và đưa vào kho để bảo quản hoặc bán cho thương lái (hình 1.4)

Hình 2.3: Máy xúc lúa của ông Hồ Văn Be

Hình 2.4: dòng lúa và người dân đang xúc lúa

− Từ đó ta có sơ đồ khối chức năng như sau cho máy vận hành:

2.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT:

1 Tốc độ xúc: có thể đạt từ 13 tấn/giờ trở lên

2 Tỉ lệ lúa còn sót lại thấp

3 Kích thước máy phải nhỏ gọn

4 Vận hành đơn giản linh hoạt

5 Mức độ tiêu thụ nhiên liệu thấp

6 Không làm văng lúa trong khi xúc

2.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.4.1 Các phương án thiết kế:

STT Chức năng Nguyên lý 1 Nguyên lý 2 Nguyên lý 3

1 Định vị máy Bằng tay Dùng cơ cấu tự định

hướng

2 Đưa lúa vào

máy Dùng cánh gạt quay Cánh cào lúa

Băng truyền có cánh gạt nằm ở 2 bên

3 Đưa lúa lên Gầu tải Vít tải Hút lên

4 Đưa ra ống xả Thổi ra Cho lúa tự rơi Dùng cánh quạt ly

tâm

2.4.1.1 Định vị máy:

− Bằng tay: là phương pháp dùng sức người điều

khiển máy trong suốt thời gian máy hoạt động,

nguyên lý này có ưu điểm là đơn giản, nhược điểm là

còn sử dụng sức lao động

− Cơ cấu tự định hướng: gồm có bàn tay, cánh tay

gắn liền với cánh tay (hình 8), khi máy chạy đến dòng

lúa ở khoảng giữa của hai bàn tay khi đó sẽ sinh ra hai

lực (theo chiều mũi tên) và nếu 2 lực này luôn bằng

nhau thì máy sẽ luôn đi thẳng để xúc

Hình 2.6: Cơ cấu tự định

hướng

Đưa lúa lên

Đưa ra ống xả

Vào bao

Hình 2.5: Sơ đồ khối chức năng

2.4.1.2 Đưa lúa vào máy:

− Cánh gạt quay: có một ống trụ được đặt nằm ngang so với máy, trên ống trụ có gắn nhiều cánh gạt nằm theo đường sinh, nên khi ống trụ quay sẽ đưa lúa vào máy Nhược điểm là khi quay với với tốc độ cao nó sẽ làm văng hạt lúa

− Cánh cào lúa: là một dạng của cánh cào quay nhưng ở đây cánh cào hoạt động theo quy tắc của hình bình hành tạo ra một nguyên lý giống như máy đang cào lúa vào

Ưu điểm lớn của cơ cấu này là ít làm văng lúa vì lực tiếp xúc giữa cánh cào và dòng lúa nhỏ

− Băng truyền có cánh gạt nằm ở hai bên: tương tự như trên nhưng có điều là hai băng truyền này được đặt ở hai bên máng làm tăng năng suất gấp đôi nhưng nhược điểm là phức tạp khó thiết kế

2.4.1.3 Đưa lúa lên cao:

− Gầu tải: băng truyền được thiết kế một đầu nằm ở phía dưới và một đầu nằm trên cao và trên băng được lắp thêm các gầu xúc để xúc lúa đưa lên cao Nhược điểm

là lúa không được đưa lên liên tục vì giữa gào này với gào kế tiếp còn có khoảng cách

− Vít tải: Tương tự như ống trục xoắn đặt nghiêng một góc không lớn Vít tải có thể giúp máy vận chuyển lúa lên được liên tục hơn

− Hút lên: nguyên tắc hoạt động của nguyên lý này giống như máy hút bụi Nhược điểm là năng suất không cao

2.4.1.4 Đưa lúa ra ống xả:

− Băng truyền: chiếm nhiều diện tích của máy

− Thổi ra: nó sẽ làm cho máy trở nên phức tạp hơn và bay bụi nhiều ra ngoài

− Dùng cánh quạt quay ly tâm: nó được gắn liền với trục của vít tải điều này có thể tiết kiệm được nhiều không gian

2.4.2 Chọn thiết kế:

Các phương án Định vị máy Đưa lúa vào máy Đưa lúa lên Đưa ra ống xả

A Bằng tay Cánh gạt quay Hút lên Thổi ra

B Cơ cấu định

hướng Cánh gạt quay Gầu tải

Cánh quạt ly tâm

C Bằng tay Cánh cào Vít tải Cánh quạt ly

tâm

D Cơ cấu định

hướng

Băng truyền cánh gạt nằm 2 bên Vít tải Cho lúa tự rơi

Từ những ưu điểm của các hệ thống chấp hành ta chọn phương án C: định vị máy bằng tay, dùng cánh cào quay để đưa lúa vào máy đưa lúa lên bằng vít tải, lúa ra ống

cả các chuyển động của cánh cào, phần chuyển động cho xe và vít tải điều được động

cơ dẫn động

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

- -

  - -

3.1 VÍT TẢI ĐỨNG:

3.1.1 Nhiệm vụ: vận chuyển lúa từ mặt đất lên cao đến khi cao hơn miệng của bao lúa thì tháo liệu cho lúa tự rơi vào bao

3.1.2 Tính toán vít tải: Xác định năng suất, số vòng quay

3.1.2.1 Năng suất trọng lượng của vít tải được tính theo công thức: [4, tr109]

= ,    Trong đó:

 Q=13 T/h : Năng suất trọng lượng của vít tải

 n : số vòng quay của trục vít trong một phút (đơn vị là: v/ph)

- Với đường kính 250 (mm) tra bảng 12.1 [3, tr257] ta có được vận tốc nhỏ nhất và lớn

nhất của vít tải là: 23,6 ÷ 118 (vòng/phút) ⇒⇒⇒ dùng để kiểm nghiệm

 k : hệ số xét đến phần tiết diện do trục và cánh vít chiếm chỗ, thường chọn k=0,9÷0,95 chọn k=0,9

 ρρρρ : tỷ trọng của vật liệu, đối với lúa ta có ρρρρ = 0,75 T/m 3 [ 3, tr385]

 : hệ số xét tới điều kiện nạp liệu:

 =   = 0,5.0,6 = 0,3 Trong đó: Chọn ξξξξ = 0,5 (hệ số vận tốc ξ = 0,5÷0,65), ψψψ = 0,6 (hệ số chứa

 H =1 (m) : Chiều cao nâng

 k: hệ số xét đến tổn thất do ma sát của trục vít trong các gối trục ( k = 1,15÷1,2 )

lấy k=1,15

 η : Hiệu suất của truyền động ( η = 0,85÷0,95 ) Lấy ηηη = 0,95

 ω : Hệ số trở lực vận chuyển vật liệu ( Đối với lúa mì ω = 4,5÷6,9 ) Lấy ωωω = 4,5

3.1.2.3 Mômen xoắn trên trục là:

 α : góc nâng đường xoắn vít ở bán kính r

Hình 3.1: Sơ đồ thể hiện lượng lúa được cánh cào đưa vào vít tải

Mặt cắt ngang của dòng lúa

( Thể tích của lúa trên máng được tính trên công cụ phần mềm)

- Sơ đồ phân bố lực trên máng:

- Từ sơ đồ ta thấy: /L MNO%9, :°( = = = 0

⟹ NL =cos%19,5°( = 208N20.9,81

- Từ đó ta tính được: S O= J /L= 0,36.208 = 74,88N

Trong đó: f=0,36 hệ số ma sát giữa máng thép và lúa

- Chiếu tất cả lên phương Fms ta có:

3.2.2.3 Mômen xoắn:

8 =S  132,3.2502 = 16,5N m Trong đó: D=250 mm : đường kính của bánh xe

3.2.2.4 Công suất của xe:

- Vì vận tốc của cánh cào lúa quay nhanh cũng không ảnh hưởng gì đến năng suất

nên ta lấy vận tốc là 40 v/ph để đề phòng cánh quạt quay chậm cản dòng lúa vào khi đó

sẽ làm giảm công suất máy

3.3.2.3 Mômen xoắn trên trục cánh:

8 = S  140.5502 = 38,5N m 3.3.2.4 Công suất của cánh:

CHƯƠNG 4 CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

- -

  - -

4.1 PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN

- Lấy vận tốc động cơ tại 800 v/ph làm vận tốc mà tại đó máy xúc đạt nâng suất tối đa

- Đối với tỷ số truyền của vít tải ta lấy ra một đầu riêng từ hộp giảm tốc

- Đối với 2 tỷ số truyền còn lại ta lấy từ một đầu ra chung của hộp giảm tốc

- Vì vít tải được đặt đứng nên trong truyền động chắc chắn sẽ phải qua một bộ truyền

iv = 20 9,72w = 2,06

4.2 TÍNH CÔNG SUẤT CẦN THIẾT VÀ CHỌN ĐỘNG CƠ

- Công suất tổng cộng của các bộ phận công tác là:

- Công suất cần thiết của động cơ:

• Dung tích nhớt bôi tron: 0.56 lít

• Loại nhiên liệu: Xang không chì có chỉ số

octan 92 trở lên

• Dung tích bình nhiên liệu: 2.0 lít

• Chiều quay trục PTO: Nguợc chiều kim dồng hồ ( nhìn từ phía trục PTO )

+ Vị trí các trục trong không gian

- Nhìn từ hình 3 ta thấy do động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ do đó muốn xe tiến về phía trước thì hộp giảm tốc phải có số cấp truyền là số lẽ

- Mặt khác trong hộp giảm tốc còn có một trục vuông góc để truyền động cho vít tải nên trong đó phải có thêm bộ truyền bánh răng côn

⇒ Sơ đồ truyền động cho toàn bộ các cơ cấu chấp hành (hình 4.3)

Hình 4.2 : Động cơ Honda

GX120T1

4.4 TÍNH CÔNG SUẤT CỦA CÁC TRỤC

- Lấy hiệu suất của các bộ truyền và các ổ đỡ: [2, tr27]

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

- -

  - -

5.1 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG (CẤP NHANH):

Các thông số ban đầu:

- Công suất cần truyền ] = 0,252kW

5.1.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

5.1.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr42]

Do đó hệ số chu kỳ ứng suất c“ = 1 cho cả hai ’

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn [2, tr43]

5.1.2.2 Ứng suất uốn cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr44]

]Z = 60  z Ž

⇒ ]Z= 60.1.242,4.9000 = 13,1 10 > ]x

- Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ:

]ZG = ]Z ~ = 13,1 10 3,3 = 43,2 10 > ]x

- Ta thấy ]Z˜G và ]Z˜ đều lớn hơn ]x = 5 10™ do đó c’,, = 1

- Giới hạn mỏi uốn của thép 55:

‚CG= 0,45 ‚ƒ= 0,45.660 = 297 ] ii„ 

- Giới hạn mỏi uốn của thép 50:

‚CG= 0,45 ‚ƒ= 0,45.600 = 270 ] ii„ 

- Hệ số an toàn n = 1,5

- Hệ số tập trung ứng ở chân răng š› = 1,8

- Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên để tính ứng suất uốn cho phép ta dùng công thức,[2, tr42]

- Vận tốc vòng được tính theo công thức [2, tr46]

{ =60.1000 =ª «G zG 60.1000 %~ + 1( = 1,01i/¬2 ª ¤ zG

- Chọn cấp chính xác là 9 [2, tr46]

5.1.7 Định chính xác hệ số tải trọng K:

- Chiều rộng bánh răng: £ = ¡¢ ¤ = 0,3.52 = 15,6 mm lấy £ = 16

- Đường kính vòng lăn của bánh răng nhỏ:

­ =%~ + 1( = 24,2ii2¤

Do đó: ¡˜ = £ ­„ = 0,64

- Với ¡˜ = 0,64theo bảng 3-12, [2, tr47], tìm được Kttbảng = 1,16 Tính hệ

số tập trung tải trọng công thức [2, tr47]

šZZ =šZZƒả[\2 + 1=1,16 + 12 = 1,08 Theo bảng 3-13,[2, tr48] tìm được hệ số tải trọng động K = 1,45

- Kiểm nghiệm ứng suất uốn công thức 3-33, [2, tr51]

Đối với bánh răng nhỏ

‚žG =19,1 10² ™ š ]

 i ± z £ = 19,1 10

™ 1,3.0,2520,429 1 26.800.16,5 = 42,5 ] ii„ 

5.1.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép công thức 3-43, [2, tr53]

‚ZX = 225 ] ii„  < œ‚ZX = 520 ] ii„ 

‚ZX´Z = ‚ZX š´Z = 225.2 = 450 ] ii„  < œ‚ZX´ZTrong đó Kqt = 2 ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép của bánh lớn và bánh nhỏ

- Kiểm nghiệm sức bền uốn công thức 3-42 [2, tr53]

5.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG (CẤP CHẬM):

Các thông số ban đầu:

- Công suất cần truyền ] = 0,24kW

- Số vòng quay trục dẫn:zG = 242,4 vòng/phút

- tỉ số truyền : ~ =2,95

- Tổng thời gian làm việc: T = 9000h

5.2.1 Chọn vật liệu chế tạo

Chọn vật liệu như đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh

5.2.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

5.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr42]

]Z= 60  z Ž Trong đó: , z, Ž lần lượt là: số lần ăn khớp của 1 răng khi quay một vòng, số

vòng quay trong một phút và tổng số giờ bánh răng làm việc

⇒ ]Z= 60.1.82,2.9000 = 44,4 10™

⇒ ]Z> ]x = 10 [2, tr43]

- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ

]ZG = ]Z ~ = 44,4 10™ 2,95 = 131 10™ > ]x = 10

Do đó hệ số chu kỳ ứng suất c“ = 1 cho cả hai ’

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn [2, tr43]

5.2.2.2 Ứng suất uốn cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr44]

]Z = 600  z Ž

⇒ ]Z= 60.1.82,2.9000 = 44,4 10™ > ]x

- Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ:

]ZG = ]Z ~ = 44,4 10™ 2,95 = 131 10™ > ]x

- Ta thấy ]Z˜G và ]Z˜ đều lớn hơn ]x = 5 10™ do đó c’,, = 1

- Giới hạn mỏi uốn của thép 55:

‚CG= 0,45 ‚ƒ = 0,45.660 = 297 ] ii„ 

- Giới hạn mỏi uốn của thép 50:

‚CG= 0,45 ‚ƒ = 0,45.600 = 270 ] ii„ 

- Hệ số an toàn n = 1,5

- Hệ số tập trung ứng ở chân răng š› = 1,8

- Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên để tính ứng suất uốn cho

5.2.5 Tính khoảng cách trục theo công thức [2, tr45]

- Vận tốc vòng được tính theo công thức [2, tr46]

{ =60.1000 =ª «G zG 60.1000 %~ + 1( = 0,46i/¬2 ª ¤ zG

- Chọn cấp chính xác là 9 [2, tr46]

5.2.7 Định chính xác hệ số tải trọng K:

- Chiều rộng bánh răng: £ = ¡¢ ¤ = 0,3.72 = 21,6 mm lấy £ = 22

- Đường kính vòng lăn của bánh răng nhỏ:

­ =%~ + 1( = 36,5ii2¤

Do đó: ¡˜ = £ «„ = 0,6

- Với ¡˜ = 0,59theo bảng 3-12, [2, tr47], tìm được Kttbảng = 1,16 Tính hệ

số tập trung tải trọng công thức [2, tr47]

šZZ =šZZƒả[\2 + 1 =1,16 + 12 = 1,08 Theo bảng 3-14,[2, tr48] tìm được hệ số tải trọng động K = 1,1

- Số răng bánh lớn: ± = ~ ±G = 2,95.35 = 106,2 Lấy Z 2 = 106

5.2.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng:

- Hệ số dạng răng bảng 3-18 [2, tr52]

Bánh nhỏ: ²G = 0,476 Bánh lớn: ² = 0,517

- Kiểm nghiệm ứng suất uốn công thức 3-33, [2, tr51]

Đối với bánh răng nhỏ

‚žG =19,1 10² ™ š ]

G i ± z £ =

19,1 10™ 1,3.0,240,476 1 36.242,4.22 = 65 ] ii„ 

‚žG < œ‚žG= 165 ] ii„  Đối với bánh răng lớn công thức 3- 40, [2, tr52]

‚ž = ‚žG.²²¶

¾ = 67.0,4760,517 = 62] ii„ 

‚ž < œ‚ž= 150 ] ii„ 

5.2.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép công thức 3-43, [2, tr53]

⟹ ‚ZX = 264 ] ii„  < œ‚ZX = 520 ] ii„ 

⟹ ‚ZX´Z = ‚ZX š´Z = 264.2 = 528 ] ii„  < œ‚ZX´ZTrong đó Kqt = 1 ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép của bánh lớn

5.3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG NÓN RĂNG THẲNG

Các thông số ban đầu:

- Công suất cần truyền ] = 0,923kW

- Số vòng quay trục dẫn:zG = 800 vòng/phút

- tỉ số truyền : ~ =2,78

- Tổng thời gian làm việc: T = 9000h

5.3.1 Chọn vật liệu chế tạo

Chọn vật liệu như đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh 

5.3.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

5.3.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr42]

]Z= 60  z Ž Trong đó: , z, Ž lần lượt là: số lần ăn khớp của 1 răng khi quay một vòng, số

vòng quay trong một phút và tổng số giờ bánh răng làm việc

⇒ ]Z = 60.1.288.9000 = 15,6 10

⇒ ]Z > ]x= 10 [2, tr43]

- Số chu kỳ làm việc tương đương của bánh nhỏ

]ZG = ]Z ~ = 15,6 10 2,78 = 43,4 10 > ]x = 10

Do đó hệ số chu kỳ ứng suất c“ = 1 cho cả hai ’

- Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn [2, tr43]

5.3.2.2 Ứng suất uốn cho phép:

- Số chu kỳ tương đương của bánh lớn [2, tr44]

]Z= 60  z Ž

⇒ ]Z = 60.1.288.9000 = 15,6 10 > ]x

- Số chu kỳ tương đương của bánh nhỏ:

]ZG= ]Z ~ = 15,6 10 2,78 = 43,4 10 > ]x

- Ta thấy ]Z˜G và ]Z˜ đều lớn hơn ]x = 5 10™ do đó c’,, = 1

- Giới hạn mỏi uốn của thép 55:

‚CG= 0,45 ‚ƒ= 0,45.660 = 297 ] ii„ 

- Giới hạn mỏi uốn của thép 50:

‚CG= 0,45 ‚ƒ= 0,45.600 = 270 ] ii„ 

- Hệ số an toàn n = 1,5

- Hệ số tập trung ứng ở chân răng š› = 1,8

- Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên để tính ứng suất uốn cho phép ta dùng công thức,[2, tr42]

5.3.6 Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh [2, tr46]

- Vận tốc vòng được tính theo công thức [2, tr46]

{ =2 ª Ã %1 − 0,5 ¡Â( zG

60.1000 Ç~ + 1 =

2.3,14.72 %1 − 0,5.0,3( 80060.1000 Ä2,78 + 1 = 1,7i/¬

5.3.8 Xác định môđun và số răng của bánh răng:

- Kiểm nghiệm ứng suất uốn công thức 3-35, [2, tr51]

Đối với bánh răng nhỏ

‚žG=0,85 ²19,1 10™ š ]

G iZƒ ± z £ =

19,1 10™ 1,3.0,9230,85.0,429 1,7 25.800.22 = 49,4 ] ii„ 

5.3.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép công thức 3-43, [2, tr53]

- Chiều rộng bánh răng £ = 22ii

- Đường kính vòng đỉnh «YG = ih %±G+ 2 ÊˬÉG( = 53,7ii

- Lực hướng tâm: f»G = fG ¼j· ÊˬÉG = 519 ¼j20° Êˬ19,8° = 178%](

5.4 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH TRUYỀN ĐỘNG RA CÁNH CÀO

Các thông số ban đầu:

- Công suất N = 0,168 kW

- Số vòng quay n1 = 82,2 vòng/phút

- Số vòng quay trục bị dẫn n2 = 40 vòng/phút

5.4.1 Chọn loại xích:

Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, dùng xích con lăn

5.4.2 Xác định các thông số của bộ truyền xích:

Do tỷ số truyền nhỏ nên để đảm bảo được bộ truyền nhỏ gọn ta chọn số răng nhỏ nhất có thể nhưng phải đảm bảo đủ bền:

 ko = 1 : do đường tâm của các đĩa xích làm với phương ngang một góc 0°

 ka = 1 : giả thiết A = 40t

 kđc = 1,25 : vị trí trục không điều chỉnh được

 kbt = 1 : được che chắn và bôi trơn đạt yêu cầu:

 kđ = 1,2 : tải trọng va đập

 kc = 1 : không làm việc theo ca

 Như vậy: Ns = 0,168.1,5.1,79.2,43 = 1,1kW Theo bảng 5.5 với n01 = 200 vg/ph, chọn bộ truyền xích một dãy có bước xích

t = 12,7 thỏa mãn điều kiện bền mòn : Nt < [N] = 1,27 kW

Đồng thời theo bảng 5.8 [1,tr83]: t < tmax

Ta lấy chính xác khoảng cách trục A = 830 mm

Theo công thức 5.12 [1, tr85] số mắt xích

Ï =2 ¤¼ +±G+ ±2  +%± − ±G( ¼

4 ª ¤ =

2.83012,7 +

14 + 29

2 +%29 − 14( 12,7

4 3,14 830 = 152,3Lấy X = 152