Lò ấp trứng gà tự động

Theo mức độ cơ khí hóa  Lò ấp trứng thủ công Thực chất là việc sắp các kệ trứng xen kẽ giữa các bóng đèn, trong một không gian rộng... Lượng khí lưu thông trong máy ấp tĩnh do đó được

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin cảm ơn quý thầy cô trong khoa Cơ khí và bộ môn Cơ điện tử đã tận tình và hết lòng truyền đạt những kiến thức cho em trong suốt quãng thời gian em học tập tại trường

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Đoàn Thế Thảo Người thầy đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn em trong quá trình thực hiện luận văn này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp CK10CD2 Những người đã giúp

đỡ em trong suốt quá trình học tập và luận văn cuối khóa

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện và các thầy trong hội động bảo

vệ luận văn đã dành thời gian để nhận xét và giúp đỡ em trong quá trình bảo vệ luận văn Cuối lời, em xin gửi lời chúc sức khỏe đến các thầy cô trong khoa Cơ khí và bộ môn

Cơ điện tử

Sinh viên Phạm Văn Tiến

Trang 2

Tổ chức luận văn gồm các chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Thiết kế, tính toán mô hình cơ khí

Chương 3: Thiết kế mạch điện

Chương 4: Điều khiển mô hình

Chương 5: Tổng kết và hướng phát triển đề tài

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH VẼ v

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu về máy ấp trứng gia cầm 1

1.1.1 Yêu cầu từ thực tế 1

1.1.2 Giới thiệu các mô hình lò ấp trứng 1

1.1.3 Thiết kế máy ấp trứng công suất 2300 trứng/mẻ ấp 9

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÔ HÌNH CƠ KHÍ 13

2.1 Tính toán và chọn động cơ 13

2.2 Tính toán các bộ truyền 15

2.2.1 Tính bộ truyền xích 15

2.1.2 Tính toán bộ truyền trục vít – bánh vít 17

2.3 Tính toán trục và chọn then 20

2.4 Chọn ổ lăn 30

2.5 Cấu tạo máy ấp trứng 34

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 37

3.1 Mạch nguồn 37

3.2 Mạch điều khiển PIC16f877A 38

3.3 Mạch cảm biến DS18B20 39

3.4 Mạch hiển thị LCD và bàn phím 42

3.5 Mạch đồng bộ pha 42

3.6 Mạch công suất 43

CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH 45

4.1 Quy trình hoạt động máy ấp trứng 45

Trang 4

4.2 Đọc nhiệt độ cảm biến DS18B20 47

4.2.1 Khởi động xung reset và nhận tín hiệu từ DS18B20 48

4.2.2 Ghi (write) và đọc (read) giá trị nhiệt độ 49

4.3 Điều khiển cấp nhiệt máy ấp trứng 51

4.4 Đảo chiều động cơ xoay chiều một pha 54

4.4.1 Động cơ xoay chiều một pha 54

4.4.2 Đảo chiều quay của đông cơ xoay chiều một pha 55

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 61

5.1 Kết quả đạt được 61

5.1.1 Nội dung đã hoàn thành 61

5.1.2 Một số hạn chế của đề tài 61

5.2 Hướng phát triển của đề tài 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

Trang 5

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Máy ấp trứng 5000 trứng/mẻ 3

Hình 1.2 Máy ấp tĩnh 4

Hình 1.3 Máy ấp quạt 5

Hình 1.4 Cơ chế tiếp xúc làm nóng trứng 6

Hình 1.5 Máy ấp tiếp xúc 7

Hình 1.6 Máy ấp trứng GTL 1000 8

Hình 1.7 Máy ấp trứng OXY GTL 240K 8

Hình 1.8 Mô hình máy ấp trứng 9

Hình 1.9 Phương pháp đảo trứng 11

Hình 1.10 Dụng cụ soi trứng 11

Hình 2.1 Phân tích lực trục vít 21

Hình 2.2 Biểu đồ momen trục vít 22

Hình 2.3 Kết cấu trục vít 23

Hình 2.4 Phân tích lực trục tải 25

Hình 2.5 Biểu đồ momen trục tải 27

Hình 2.6 Phân tích lực ổ lăn 30

Hình 2.7 Phân bố lực của trục tải 33

Hình 2.8 Khung để trứng 34

Hình 2.9 Tấm cách nhiệt 35

Hình 2.10 Dây điện trở 36

Hình 2.11 Phương pháp đảo trứng 36

Hình 2.12 Cơ cấu trục vít – bánh vít 37

Hình 3.1 Mạch ứng dụng IC LM2576 38

Hình 3.2 Sơ đồ mạch nguồn 38

Hình 3.3 Mạch điều khiển PIC16f877A 39

Hình 3.4 Cảm biến DS18b20 39

Trang 6

Hình 3.5 Sơ đồ chân 40

Hình 3.6 Phiên bản chống thấm của cảm biến nhiệt độ DS18B20 40

Hình 3.7 Kết nối DS18B20 với vi điều khiển 41

Hình 3.8 Mạch cảm biến DS18B20 41

Hình 3.9 Mạch hiển thị LCD 42

Hình 3.10 Mạch đồng bộ 43

Hình 3.11 Sơ đồ chân Triac quang MOC3020 43

Hình 3.12 Mạch công suất 44

Hình 4.1 Quy trình hoạt động máy ấp trứng 46

Hình 4.2 Cấu hình thanh ghi 47

Hình 4.3 Chọn số bit cấu hình thanh ghi 47

Hình 4.4 Sơ đồ vùng nhớ DS18B20 48

Hình 4.5 Thời gian reset của DS18B20 49

Hình 4.6 Thời gian ghi của DS18B20 50

Hình 4.7 Thời gian đọc của DS18B20 50

Hình 4.8 Dòng điện sau khi qua triac 51

Hình 4.9 Lưu đồ giải thuật điều khiển nhiệt độ 53

Hình 4.10 Cấu tạo động cơ xoay chiều một pha 54

Hình 4.11 Động cơ xoay chiều một pha loại 4 dây 55

Hình 4.12 Động cơ xoay chiều một pha loại 3 dây 55

Hình 4.13 Hai chiều quay của động cơ 56

Hình 4.14 Đảo chiều động cơ khi thay đổi dây đề 56

Hình 4.15 Đảo chiều động cơ khi thay đổi dây chạy 56

Hình 4.16 Lưu đồ giải thuật đảo chiều khay trứng 58

Hình 4.17 Mạch động lực và mạch điều khiển động cơ 59

Trang 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về máy ấp trứng gia cầm

1.1.1 Yêu cầu từ thực tế

Ở các vùng nông thôn, để có kết quả ấp nở tốt người ta chọn gia cầm mái có khả năng ấp trứng khéo làm mái, để ấp trứng đã mang lại hiệu quả cao trong kinh doanh Ngoài ra các phương pháp ấp trứng như: ấp trứng thủ công chủ yếu dùng thóc, trấu nóng làm nguyên liệu kết hợp phơi trứng rồi đưa vào ấp bằng trấu hoặc thóc nóng, rồi dùng trứng đã ấp ủ với trứng mới vào còn gọi là trứng ấp trứng Thập kỷ 60, 70 còn dùng

tủ ấp bằng nước nóng để ấp trứng ngỗng, vịt

Ấp trứng gia cầm nhân tạo đã tạo điều kiện cho việc tập trung ngành chăn nuôi gia cầm và cho phép ngành này trở thành ngành sản xuất có năng suất cao, hạ giá thành, góp phần đưa ngành chăn nuôi trở thành ngành sản xuất chính trong nông nghiệp

Những năm gần đây người ta áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào ấp trứng gia cầm để thay thế chức năng của gia cầm mái trong việc ấp nở các quả trứng Các lò ấp trứng được chế tạo để giảm thời gian con mái phải “nằm ổ”, ấp trứng số lượng nhiều trong khoảng thời gian cố định, tỉ lệ trứng nở cao, hiệu quả kinh tế cao

Về thông thường các lò ấp trứng được dùng để ấp trứng các loại gia cầm thông dụng với số ngày nở khác nhau: gà khoảng 3 tuần (21 ngày), vịt khoảng 4 tuần (28 ngày), ngan

5 tuần (khoảng 35 ngày)

1.1.2 Giới thiệu các mô hình lò ấp trứng

1.1.2.1 Theo mức độ cơ khí hóa

 Lò ấp trứng thủ công

Thực chất là việc sắp các kệ trứng xen kẽ giữa các bóng đèn, trong một không gian rộng

* Ưu điểm:

Trang 8

- Giá rẻ, dễ áp dụng Chi phí ban đầu thấp

- Có thể thay đổi quy mô tùy ý theo người sử dụng

- Làm việc được ở điện áp 220V

* Nhược điểm:

- Hoàn toàn không có khả năng tự động

- Khả năng trứng nở phụ thuộc vào kinh nghiệm người làm việc

- Sử dụng nhiều nhân công khi ấp trứng

 Lò ấp trứng bán thủ công

Biên độ nhiệt: ±0,10C Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý, tạo

độ ẩm tự động, đảo trứng tự động Có thể ấp theo chế độ đa kỳ (mỗi tuần vào trứng một lần) hoặc đơn kỳ (vào trứng một lần)

* Ưu điểm:

- Hệ thống nhỏ gọn dễ lắp đặt

- Giá thành rẻ, dễ chế tạo

- Làm việc liên tục nhiều ngày

- Làm việc được ở điện áp 220V

- Công suất tiêu thụ thấp, giảm được một lượng lớn nhân công

- Có khả năng tự động hóa 1 phần Người sử dụng có thể cài các chế độ tự động theo một số phần mềm định sẵn

* Nhược điểm:

- Không có khả năng báo lỗi và hoạt động khi mất điện

- Hoạt động trong một một quy mô nhỏ khoảng 1000 trứng

- Cần người giám sát khi hệ thống hoạt đông

Trang 9

 Lò ấp trứng công nghiệp

Đây là một hệ thống hoàn toàn tự động Tất cả các thông số được nhập vào một lần

và sẽ được xử lý trong suốt quá trình làm việc:

Trang 10

- Nguồn cung cấp nhiệt

- Bộ điều khiển nhiệt độ hay còn gọi là bộ ổn nhiệt (thermostat)

- Khay trứng

- Nhiệt kế (thermometer) đo nhiệt độ không khí

- Khay nước

- Một số máy có thể có ẩm kế (hygrometer)

- Một số máy có thể có cơ chế đảo trứng tự động

Không khí bên trong bộ ấp tĩnh được điều hòa nhờ sự đối lưu (convection) Một khi được sưởi nóng, không khí tỏa ra và đi lên nóc máy ấp Lượng khí lưu thông trong máy ấp tĩnh do đó được xác định bởi tỷ lệ nhiệt độ giữa bên trong với bên ngoài máy Để thông khí tốt, lỗ thông khí thường được bố trí ở phần đáy và nắp của máy ấp Bên trong máy ấp tĩnh, khí ấm di chuyển lên trên vì vậy nhiệt độ thay đổi tùy vào độ cao Do đó điều quan trọng là máy ấp phải được đặt trên bề mặt bằng phẳng và tất cả trứng đều phải có cùng kích thước

Hình 1.2 Máy ấp tĩnh

 Máy ấp quạt

Máy ấp quạt được thiết kế để khắc phục tình trạng chênh lệch nhiệt độ bên trong máy ấp Một chiếc quạt được bố trí để điều hòa không khí nhằm tạo ra nhiệt độ đồng nhất bên trong máy ấp Do đó, nhiệt độ không khí xung quanh trứng luôn ổn định và vị trí lắp

Trang 11

Hình 1.3 Máy ấp quạt

 Máy ấp tiếp xúc

Máy ấp tiếp xúc mô phỏng quá trình ấp tự nhiên bên trong ổ

Khác biệt lớn nhất giữa ấp tự nhiên với ấp nhân tạo ở chỗ gà mẹ cung cấp hơi ấm thông qua tiếp xúc thay vì khí ấm bao quanh trứng Chủ yếu, trứng trong máy ấp quạt có nhiệt độ bao quanh hầu như đồng nhất; nhiệt độ phôi thai phần nào gia tăng vào cuối quá trình ấp vì lượng trao đổi chất gia tăng nhưng mặt khác toàn bộ trứng vẫn được duy trì ở nhiệt độ máy ấp Ngược lại, trứng được ấp tự nhiên hay bằng máy ấp tiếp xúc, có sự khác biệt đáng kể về nhiệt độ Nhiệt truyền vào trứng qua một vùng tiếp xúc tương đối nhỏ, mà

nó tương đối ấm hơn so với những vùng khác và bị tiêu tán ở hầu hết những vùng còn lại vốn mát hơn

Trang 12

Với ấp tiếp xúc, nhiệt độ phôi thai có xu hướng giảm xuống vào giai đoạn cuối của quá trình ấp bởi tuần hoàn máu của chính phôi thai, mà nó trở nên quan trọng hơn sự trao đổi chất trong việc phân phối nhiệt bên trong trứng, điều hoàn toàn trái ngược với quan điểm trước đây cho rằng sự trao đổi chất là quan trọng nhất và nó khiến nhiệt độ trứng tăng lên

Việc phôi thai phát triển to hơn và phải di chuyển từ vị trí ban đầu ở chóp lòng đỏ xuống dưới đến vùng mát hơn, cũng có xu hướng hạ nhiệt phôi thai theo quá trình ấp Phát hiện quan trọng này chứng tỏ sự khác biệt đáng kể giữa ấp tự nhiên và nhân tạo, nhưng vẫn còn những vấn đề khác nữa

Máy ấp thay thế cho “ổ” trong việc cung cấp một môi trường an toàn cho trứng, khe trống giữa các trục đỡ cho phép người vận hành điều khiển mức độ thông khí cho trứng Điều này lại ảnh hưởng đến sự mất nước của trứng, vì vậy cần điều chỉnh trục đỡ một cách tương ứng Nếu cần, độ ẩm được bổ sung một cách tự động Ý tưởng kết hợp trục đỡ với độ ẩm tốt nhất nên dựa vào việc kiểm tra trọng lượng trứng và theo dõi sự mất nước Khay trứng không được sưởi nóng một cách trực tiếp

Hình 1.4 Cơ chế tiếp xúc làm nóng trứng

Trang 13

Tự động hoàn toàn 100%, công xuất tối đa 1000 trứng, đảo trứng tự động (chế

độ hẹn giờ), phun ẩm và nhiệt độ tùy chỉnh, tự động đóng khi quá con số quy định

- Điện áp : 220V AC

- Công suất tiêu thụ: 10kw / 1 kỳ ấp

- Phun ẩm: Tuỳ chỉnh, tự động đóng ngắt khi độ ẩm quá mức quy định

- Hệ thống cung cấp nhiệt: bóng nhiệt halozen chuyên dùng cho ấp trứng

- Đảo trứng: Tự chọn hẹn giờ từ 30 Phút - 120 giờ

- Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi xử lý

- Tạo độ ẩm tự động

- Đảo trứng tự động (có thể tuỳ chọn thời gian đảo từ 1 giờ - 120 giờ)

Trang 14

- Công suất tiêu thụ: 2kw điện / 1 kỳ ấp

- Nhiệt độ được điều khiển tự động bằng vi xử lý

- Tự động trộn khí oxy

- Có thể ấp theo chế độ đa kỳ, hoặc đơn kỳ

Hình 1.7 Máy ấp trứng OXY GTL 240K

Trang 15

1.1.3 Thiết kế máy ấp trứng công suất 2300 trứng/mẻ ấp

Máy ấp trứng có hệ thống đảo trứng tự động (chế độ hẹn giờ 2h/1 lần), nhiệt

độ tùy chỉnh, tự động đóng ngắt khi quá nhiệt

- Điện áp : 220VAC

- Công suất tiêu thụ: 2kw/1 kỳ ấp

- Hệ thống cung cấp nhiệt: dây điện trở

- Nhiệt độ được điều khiển tự động, ổn định bằng vi điều khiển thông qua cảm biến DS18B20

 Chuẩn bị máy ấp, máy nở và xếp trứng vào máy

- Máy ấp và máy nở phải được vệ sinh trước, sau đó xông khử trùng (dùng thuốc tím

và formol) sau đó mở cửa cho khí formol bay hết

Trang 16

- Đối với máy ấp: Bật máy trước 2 - 4 h để máy đạt nhiệt độ yêu cầu sau đó mới xếp trứng vào ấp

- Đối với máy nở: Bật máy trước khi chuyển trứng từ 4 - 5h (đủ nhiệt độ)

- Sau khi gà nở, lấy gà ra khỏi máy thì tiến hành vệ sinh, xông khử trùng như trên chuẩn bị cho đợt ấp tiếp theo

Trong giai đoạn ấp độ ẩm thích hợp khoảng 55-65% Giai đoạn nở độ ẩm 80-85%

Ta chỉ cần để 1 khay nước vào trong buồng ấp, khi nhiệt độ buồng ấp tăng thì nước bốc hơi, được quạt gió khuếch tán trong buồng, tạo độ ẩm ổn định cho phôi trứng phát triển tốt

 Đảo trứng

- Mục đích của việc đảo trứng:

Tránh cho phôi khỏi dính vào vỏ, làm cho quá trình trao đổi chất được cải thiện đồng thời có tác dụng làm cho phôi phát triển tốt nhất, đặc biệt quan tâm ở giai đoạn đầu và giai đoạn giữa Đảo trứng cũng là cách để điều hòa nhiệt độ, ẩm độ và không khí tại mọi

vị trí của trứng

- Phương pháp đảo trứng:

Trứng được đảo một góc 450 và đảo 2 giờ/lần Ngưng đảo trứng từ ngày thứ 18 sau khi ấp trứng

Trang 17

Hình 1.9 Phương pháp đảo trứng

 Soi trứng

- Mục đích soi trứng:

Sau 5 ngày soi trứng 1 lần, kiểm tra loại bỏ những quả trứng trắng, trứng chết phôi

để tiết kiệm diện tích máy, đồng thời tránh ô nhiễm và xác định thời điểm phôi chết để có biện pháp cải thiện chế độ ấp hoặc chất lượng trứng giống tránh thiệt hại không cần thiết

- Dụng cụ soi trứng

Bóng đèn 60W, đặt trong một hộp gỗ, hộp carton kín (có lót gấy bạc), riêng mặt trước khoét một lỗ hình tròn đủ để ánh sánh phát ra trùm kín trứng

Hình 1.10 Dụng cụ soi trứng

* Phương pháp chọn và loại trứng khi soi:

Trong quá trình ấp cần soi trứng 3 lần vào các thời điểm ấp như sau:

- Lần 1: lúc 6 ngày để biết được trứng có phôi (có các mạch máu bên trong trứng tỏa ra

ngoài từ một đốm nhỏ đen gọi là phôi, phôi di chuyển bên trong trứng), loại bỏ trứng không phôi và chết phôi qua các đặc điểm sau:

+ Trứng trong suốt, xoay trứng thấy lòng đỏ và lòng trắng lẫn lộn

Trang 18

+ Phôi nhẹ nằm lên sát mặt vỏ trứng, nhìn rõ tâm phôi

+ Hệ thống mạch máu phát triển yếu, mờ nhạt

+ Đôi khi buồng khí khá lớn

+ Trứng bị chết phôi, khi xoay trứng phôi di động nhanh, có vết đen nằm sát buồng khí, mạch máu sẫm, vòng máu chạy ngang

- Lần 2: lúc 11 ngày, phôi sống giống như lúc 6 ngày tuổi tuy nhiên phôi lớn hơn nhiều

và di chuyển bên trong trứng với động tác mạnh mẻ hơn, loại tiếp những trứng chết phôi qua các đặc điểm sau:

+ Phôi không chuyển động

+ Trứng có màu nâu sẫm, do mạch máu bị vỡ, máu đen

+ Sờ vỏ trứng lạnh

- Lần 3: lúc 18 ngày loại bỏ những trứng chết phôi và trứng thối qua các đặc điểm sau:

+ Khi soi trứng có màu sáng hơn (trứng không phôi, trứng chết phôi sớm)

+ Các trứng vỏ rạn nứt, vỏ sùi bọt nâu hoặc có màu đen (trứng thối)

Chuyển trứng sang máy nở: Sau khi ấp khoảng 21 ngày trứng bắt đầu khẩy mỏ, khi có

khoảng 10% trứng đã khẩy mỏ thì chuyển trứng sang máy nở

1.2 Mục tiêu, nhiệm vụ và phạm vi của đề tài

- Tìm hiểu tổng quan và nguyên lí hoạt động máy ấp trứng

- Thiết kế máy ấp trứng

- Thiết kế mạch điều khiển và chương trình điều khiển

Trang 19

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÔ HÌNH CƠ KHÍ

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN MÔ HÌNH CƠ KHÍ 2.1 Tính toán và chọn động cơ

- Công suất cần thiết của động cơ là:

.1000

m2 = 115kg : khối lượng trứng

- Vận tốc quay quanh trục:

trong đó ω = 5 vòng/phút: tốc độ vòng quay của trục

- Chọn hiệu suất sơ bộ các bộ truyền và ổ lăn theo bảng 2.3 [1]/19

Hiệu suất của ổ lăn 1 = 0,99

Hiệu suất bộ truyền trục vít 2 = 0,8

Hiệu suất bộ truyền xích 3= 0,97

 hiệu suất của hệ thống là :  = 1 2.3= 0,99 4 0,8.0,92 = 0,76 (2.4)

1618, 65.0, 28

0,341000.0, 76

ct

- Chọn tỉ số truyền:

Theo bảng 2.4 [I] /21, uxích = 2  5, utrục vít = 15  60, ta chọn uxích = 2, utrục vít =20

 uchung = uxích utrục vít = 2.20 = 40 (2.6)

- Tính tốc độ sơ bộ động cơ

Trang 20

Tốc độ quay sơ bộ của động cơ là

nsb= nlv uchung = 7.40 = 280 (vòng /phút) (2.7)

Ta chọn động cơ giảm tốc Wansin

Các thông số của động cơ như sau:

Động cơ giảm tốc Wansin

1452

x olan

P

w

Trang 21

Momen xoắn trên các trục

Vì vận tốc của xích không lớn nên chọn loại xích con lăn, tỷ số truyền u = 2

Số răng đĩa xích dẫn: z1 = 29 - 2u = 29 - 2.2 = 25 (răng) (2.17)

Số răng đĩa xích bị dẫn: z2 =u.z1 = 2.25 = <zmax =50 (2.18)

Trang 22

p

mm z

p

mm z

N

Fr = 207.1,1 = 227(N), với kx= 1,1

Trang 23

2.1.2 Tính toán bộ truyền trục vít – bánh vít

- Ứng suất quá tải Với bánh vít bằng đồng thanh thiếc

[H]max = 4.ch = 4.120 = 840 (MPa) (2.27) [F]max = 0,8.ch= 0,8.120 = 96(MPa)

- Tính khoảng cách trục sơ bộ:

2

2 2

].[

170)

(

q

K K T z

Trang 24

Mômen xoắn trên trục 2 là T2 = 26344,83 (Nmm)

Lấy theo tiêu chuẩn chọn mô đun m = 3 (mm)

- Tính số răng tương đương:

ztđ = z2/cos3() = 40/ cos3(11018’) = 101 răng (2.33)

- Tính toán thông số bộ truyền:

Đường kính vòng chia bánh vít : d2 = m.z2 = 3.40 = 120 (mm) (2.34)

Trang 25

Đường kính vòng chia trục vít : d1 = m.q = 3.10 = 30 (mm) (2.35) Đường kính vòng đỉnh trục vít : da1 = d1 + 2.m = 30 + 2.3 = 36 (mm) (2.36) Chiều rộng b2 của bánh vít : b2 = 0,75.da1= 0,75.36 = 27 (mm) (2.37)

- Ứng suất uốn trong răng bánh vít

F = 

n

Fv F F m d b

K K Y T

4,1

2 2

2

15,15( )27.120.1

26344,

,9

86

Trang 26

0 

k k

T

 2

26344,83 25

Trang 27

Trang 28

Hình 2.2 Biểu đồ momen trục vít

- Tính momen tại các tiết diện:

+ Momen tại tiết diện ổ lăn:

Trang 29

=> d  3 39, 6( )

0,1.[ ]

td M

mm

 

ta chọn đường kính trục là d = 40 (mm)

Nhận xét:Ta có toàn bộ trục vít được chế tạo từ một phôi liền ,mà đường kính vòng

chân của trục vít df1=64mm.Vậy để đảm bảo về kêt cấu hạ bậc ta phải chọn đường kính chỗ lắp ổ lăn d = 35 (mm)

Hình 2.3 Kết cấu trục vít

- Kiểm nghiệm hệ số an toàn:

s =

2 2

s s

trong đó s , s là hệ số an toàn khi chỉ xét riêng ứng suất uốn và ứng suất xoắn

m a

Trang 30

a , a - biên độ ứng suất uốn và ứng suất xoắn trong tiết diện trục ;m ,m - ứng suất uốn và ứng suất xoắn trung bình

- Ứng suất uốn được coi như thay đổi theo chu kỳ đối xứng ,do đó

m = 0, a = max = M/W = 421881/0,1.303 = 40,4

- Ứng suất xoắn được thay đổi theo chu kỳ mạch động (khi trục quay một chiều)

m = a = 0,5 max = 0,5 T/Wo = 0,5.17844/0,2.30 3 = 1,65

W,Wo là mô men cản uốn và cản xoắn của tiết diện trục

,  là hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi,  = 0,10 ,  = 0,05

k , k hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến độ bền mỏi, tra bảng 15.2 ta có k = 1,76; k = 1,54

76.1

54 , 1

46  = 3.3 > [ s]

=> [s] hệ số an toàn cho phép

- Chọn then và kiểm nghiệm then

Ta chọn then bằng để lắp cho trục Dựa vào đường kính d của các trục sẽ chọn được kích thước then nhất định theo bảng (9.1a)

Chỗ lắp bánh răng chọn then vì d=40(mm) Kích thước của then là: r

Trang 31

r = 0,25(mm), b=12(mm), h = 8(mm), l = (0,8…0,9).40 = 32…36(mm) Chọn l = 35(mm)

+ chiều sâu rãnh then trên trục t1=5(mm)

+ chiều sâu rãnh then trên lỗ t2=3,3(mm)

- Kiểm nghiệm then

1

T II

Trang 32

Trang 33

Hình 2.5 Biểu đồ momen trục tải

- Momen tại tiết diện ổ lăn:

Trang 34

=> d  3 54( )

0,1.[ ]

td M

s s



Trong đó s , s là hệ số an toàn khi chỉ xét riêng ứng suất uốn và ứng suất xoắn

ta có:

m a

a , a : biên độ ứng suất uốn và ứng suất xoắn trong tiết diện trục

m ,m : ứng suất uốn và ứng suất xoắn trung bình

Ứng suất uốn được coi như thay đổi theo chu kỳ đối xứng, do đó:

m = 0, a = max = M/W = 989927, 4/0,1.303 = 40,4

Ứng suất xoắn được thay đổi theo chu kỳ mạch động (khi trục quay một chiều) m = a = 0,5 max = 0,5 T/Wo = 0,5.1138360/0,2.30 3 = 1,65

W,Wo là mô men cản uốn và cản xoắn của tiết diện trục

,  là hệ số xét đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi:  = 0,10,  = 0,05

k , k hệ số xét đến ảnh hưởng của kích thước tiết diện trục đến độ bền mỏi, tra

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	1,78 MB