CHƯƠNG 4 Phân tích, thiết kế hướng dẫn đầy đủ làm đồ án, luận văn tốt nghiệp ngành nônglâm ngư, kĩ thuật, cơ khí, chủ đề MÁY CẤY LÚA.

Phân tích, thiết kế hướng dẫn đầy đủ làm đồ án, luận văn tốt nghiệp ngành nônglâm ngư, kĩ thuật, cơ khí, chủ đề MÁY CẤY LÚA. Phân tích, thiết kế hướng dẫn đầy đủ làm đồ án, luận văn tốt nghiệp ngành nônglâm ngư, kĩ thuật, cơ khí, chủ đề MÁY CẤY LÚA. Phân tích, thiết kế hướng dẫn đầy đủ làm đồ án, luận văn tốt nghiệp ngành nônglâm ngư, kĩ thuật, cơ khí, chủ đề MÁY CẤY LÚA.

CHƯƠNG CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ BỘ PHẬN CƠNG TÁC CHÍNH 4.1 Cơ cấu tay cấy: 4.1.1 Xác định kích thước động khâu cấu: -Chọn khâu ngắn làm khâu quay tồn vịng(khâu dẫn),khâu kề khâu ngắn làm giá -Cho trước kích thước khâu dẫn AB = 50mm, kích thước vị trí ban đầu truyền hình vẽ: Hình 4.1 Kích thước khâu Ta đo khoảng cánh từ F đến B là:188,5mm.Vậy khơng gian mà đầu tay cấy có khả với tới hình vành khăn có bán kính ngồi (AB+BF)=238.5mm tâm đặt A,và bán kính (BF-AB)=138,5mm -Chọn vị trí thấp dàn chứa mạ có tọa độ (210;65) Theo u cầu lần tay cấy xé mạ tách khoảng 1cm 2.ta giả xử dàn chứa mạ nghiêng góc 45 độ ta tìm tọa độ thứ đầu tay cấy (220;70),đây tọa độ tay cấy bắt đầu tách mạ -Chọn tọa độ thứ vị trí (140;0) Vị trí điểm thể hình vẽ sau: Trang 12 CHƯƠNG Ta cần tổng hợp cấu thông qua kích thước vị trí cho.Để dễ dàng ta sử dụng phương pháp họa đồ Phương pháp tổng hợp sau: Bước 1:Tại vị trí F1 vẽ đường trịn bán kính FB,(F1,FB) cắt (A,AB) B1.Khi AB1 vị trí khâu dẫn vị trí số Bước 2:Vẽ (F1,FE) cắt (B1,BE) E1 Bước 3:Vẽ (F1,FC) cắt (E1,EC) C1 Bước 4:Nối C1B1E1F1 ta truyền vị trí số Bước 5:Nối CC1,sau vẽ đường trung trực CC1 Tương tự ta có truyền C2B2E2F2 vị trí số 3,sau ta nối C1C2 vẽ trung trực C1C2.Hai đường trung trực cắt D điểm cần tìm Trang 13 CHƯƠNG Cuối ta nối DC DA: Ta có DC=97,93~98mm AD= 138,49 ~ 138,5 mm Trang 14 CHƯƠNG Sau tổng hợp cấu ta kích thước sau : Bằng phương pháp họa đồ ta vẽ quỹ đạo đầu tay cấy F khâu dẫn AB quay vịng sau: Hình 4.2 Quỹ đạo đầu tay cấy Trang 15 CHƯƠNG 4.1.2 Phân tích động học cấu chính: Mục đích: Mục đích việc phân tích động học cấu ta xác định họa đồ vận tốc gia tốc vị trí máy hoạt động; từ ta xác định phương, chiều, độ lớn cấu Tìm vận tốc, gia tốc: Ở xét cho vị trí,rồi sử dụng phần mềm WM2D để mơ so sánh kết quả.Nếu kết phương pháp giống ta sử dụng kết mô Để rõ ràng, ta không xét vị trí biên số 1, mà ta xét vị trí số ứng với vẽ cấu tổng hợp chương Hình vẽ cấu vị trí sau: Hình 4.3 Cơ cấu vị trí thứ Tay quay AB quay với vận tốc vòng/s →= 10π rad/s →VB = lAB = 10π.0,05=1,57 (m/s) a.xác định vận tốc điểm C,E,F cấu: +Xác định vận tốc điểm C : Phương trình vận tốc vị trí 2: Hai điểm B C thuộc khâu Trang 16 CHƯƠNG → = + (2.1) ⊥AB VB =1,57 (m/s) ⊥ BC VCB = lBC Điểm C D thuộc khâu DC Ta có VD = đó: ⊥ DC VC = lDC Do chưa biết nên VC ẩn số tốn Phương trình (2.1) có ẩn số giải phương pháp họa đồ Chọn tỉ lệ xích họa đồ vận tốc = 0,05 = = [] Suy pb = = 31,4 (mm) Chọn điểm p làm gốc.Từ p vẽ biểu diễn Qua b vẽ đường thẳng ∆ ⊥BC.Tiếp theo,từ p vẽ đường thẳng ∆’ ⊥CD.Đường thẳng ∆ ∆’ giao điểm c.Suy ra: biểu diễn biểu diễn Hình vẽ 4.4 họa đồ vận tốc cấu vị trí 2.Điểm p gốc họa đồ Lượt đồ động cấu Trang 17 CHƯƠNG Hình 4.4 Họa đồ vận tốc cấu vị trí Đo độ dài đoạn pc đo họa đồ : pc = 12,23 mm.Vậy vận tốc thực điểm C là: VC = 12,23.0,05 = 0,611 (m/s) → = = = 6,23 (rad/s) Ta có bc = 28,86 mm.Vậy vận tốc VCB = 28,86.0,05 = 1,443 (m/s) → = = = 12,02 (rad/s) + Xác định vận tốc điểm E khâu : Do điểm B E thuộc khâu (khâu 2) →= + (2.3) ⊥BE VEB = lBE Điểm C điểm E thuộc khâu →= + (2.4) ⊥CE VEC = lCE Trang 18 CHƯƠNG pe = 60,24 mm Đo họa đồ vận tốc ta đoạn ce = 56,85 mm be = 28,86 mm → VE = 60,24.0,05 = 3,01 (m/s) VCE = 56,85.0,05 = 2,84 (m/s) VBE = 28,86.0,05 = 1,443 (m/s) +Xác định vận tốc điểm F khâu 2: Do điểm B F thuộc khâu (khâu 2) →= + (2.5) ⊥ BF VFB = lBF Điểm C điểm F thuộc khâu →= + (2.6) ⊥CF VFC = lCF Trang 19 CHƯƠNG Đo họa đồ ta đuợc pf =73,08 mm cf = 73,73 mm bf = 45,34 mm → VF = 73,08.0,05 = 3,65 (m/s) VCF = 73,73.0,05 = 3,68 (m/s) VBF = 45,34.0,05 = 2,27 (m/s) b.Xác định gia tốc điểm C,E,F cấu: +Xác định gia tốc điểm C Điểm B C thuộc khâu : → = + Hay : = + + (2.7) Khâu quay quanh tâm A nên gia tốc điểm B hướng từ B A aB = lAB = (10π)2.0,05 = 49,43 (m/s2) = lCB = 12,022.0,12 = 17,33 (m/s2) Trang 20 CHƯƠNG = lBC ⊥ BC ( chưa biết) Mặt khác khâu quay quanh tâm D → = + (2.8) hướng từ C D =.lCD = 6,232.0,098 = 3,80 (m/s2) ⊥CD = lDC ( chưa biết) Từ (2.7) (2.8) ta có : = + + = + (2.9) Phương trình (2.9) có ẩn số ,ta giải phương pháp họa đồ sau: Chọn điểm π làm gốc,từ π vẽ biểu diễn Từ b’ vẽ chiều hướng từ C B biểu diễn Quan nCB vẽ đường thẳng x⊥CB.Tiếp theo từ π vẽ hướng từ C D thể Từ nCD vẽ đường thẳng y⊥CD.Hai đường thẳng x y giao c’.Suy biểu diễn biểu diễn , biểu diễn Chọn tỉ lệ xích họa đồ gia tốc là: = = = [] Suy πb=49,43 (mm) Đo họa đồ gia tốc ta được: = 23,18 (mm) = 28,22 (mm) = 28,47 (mm) → = 23,18 (m/s2)→ = = = 183,16 (rad/s2) = 28,22 (m/s2)→ = = = 288 (rad/s2) aC = 28,47 (m/s2) +Xác định gia tốc điểm E : Hai điểm B E thuộc khâu 2: →= + + (2.10) hướng từ E B =.lEB = 12,022.0,12 = 17,33 (m/s2) ⊥EB = lEB Hai điểm C E thuộc khâu : →= + + (2.11) hướng từ E C =.lEC = 12,022.0,23 = 33 (m/s2) ⊥EC = lEC Đo họa đồ gia tốc ta : = 74 (mm) Trang 21 CHƯƠNG Hình 4.6 Mơ vị trí cấu d.Tổng hợp so sánh kết quả: Từ việc giải toán vận tốc,gia tốc phương pháp họa đồ mô WM2D ta lập bảng sau: Bảng 4.1 (so sánh vận tốc) VC VE VF (m/s) (m/s) (m/s) (rad/s) (rad/s) PP họa đồ 0,61 3,01 3,65 12,02 6,23 WM2D 0,59 3,03 3,76 12,18 -6,01 Sai số 3% 0,7% 3% 1% 3% Vận tốc Bảng 4.2 (so sánh gia tốc) Trang 24 CHƯƠNG aC aE aF (m/s2) (m/s2) (m/s2) (rad/s2) (rad/s2) PP họa đồ 28,47 74 91,52 183,16 288 WM2D 28,12 71,24 93,48 181,37 284,9 Sai số 1% 3% 2% 0,9% 1% Gia tốc Ta thấy sai số hai phương pháp không % nên ta lấy kết từ việc mơ WM2D để tính tốn Dùng WM2D mơ ta có số liệu sau Bảng 4.3(vận tốc) VC VE VF (m/s) (m/s) (m/s) (rad/s) (rad/s) Vị trí 1,43 1,80 1,79 2,32 -14,60 Vị trí 0,59 3,03 3,76 12,18 -6,01 Vị trí 0,12 3,02 12,64 1,29 Vị trí 1,02 2,13 2,78 6,61 10,48 Vị trí 1,56 1,56 1,59 0,25 15,96 Vị trí 1,33 2,07 2,12 -4,94 13,65 Vị trí 0,036 3,10 4,11 -13,26 -0,37 Vị trí 2,48 4,10 -15,84 -20,46 Vận tốc Trang 25 CHƯƠNG Bảng 4.4(gia tốc) aC aE aF (m/s2) (m/s2) (m/s2) (rad/s2) (rad/s2) Vị trí 45,53 113,2 170,1 640,42 413,07 Vị trí 28,12 71,24 93,48 181,37 284,9 Vị trí 32,51 73,69 82,14 -134,36 331,91 Vị trí 35,89 82,66 93,32 -294,22 349,53 Vị trí 25,87 74,33 87,32 -209,01 69,53 Vị trí 32,65 68,92 93,08 -240,23 -276,39 Vị trí 86,81 41,07 90,18 -414,94 -889,44 Vị trí 48,75 111,8 137,9 488,37 -269,21 Gia tốc *Tính moment khâu dẫn: a.Sử dụng WM2D xác định moment lực quán tính vị trí trọng tâm khâu: Sau tổng hợp cấu ta có kích thước động khâu.Từ ta thiết kế sơ khâu sử dụng WM2D để tính moment quán tính khâu.Ta kết sau: +Khâu dẫn (1): -khối lượng :m1= 0,1 kg -Moment quán tính :JS1 = 46,323 Kg.mm2 -Vị trí trọng tâm so với trục quay : lS1= 21mm +Thanh truyền(2) : -Khối lượng : m2 = kg -Moment quán tính :JS2 = 7094,455 Kg.mm2 -Vị trí trọng tâm so với trục quay :lS2 = 22,5 mm +Khâu nối giá(3) : -Khối lượng :m3 = 0,3 kg -Moment quán tính :JS3 = 399,738 Kg.mm2 -Vị trí trọng tâm so với trục quay :lS3 = 46,77 mm Trang 26 CHƯƠNG Hình 4.7 Mơ truyền Hình 4.8 Mô khâu nối giá Trang 27 CHƯƠNG b.Đặt lực cản kỹ thuật vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ : +Lực cản kỹ thuật lực cần khắc phục để thực quy trình cơng nghệ máy,lực đặt lên khâu bị dẫn cấu.Trong trường hợp phản lực thảm mạ tác dụng lên nĩa cấy gắn truyền trình tách mạ Do hạn chế q trình thực nghiệm,ta chọn lực cắt khoảng : PC=20N, có phương chiều hình vẽ Hình 4.9 Đặt lực vào khâu nối giá c.Tính moment cân khâu dẫn : Đặt moment cân Mcb lên khâu dẫn Áp dụng nguyên lý di chuyển : ‘tổng công suất tức thời hệ lực cân bằng ’ Ta có : + + =  = - [ +] Trong ngoại lực moment ngoại lực tác động lên khâu thứ i (kể lực moment lực quán tính) ; vận tốc điểm đặt lực ; vận tốc góc khâu thứ i có đặt Moment Vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ ngẫu nhiên trùng với vị trí số phần phân tích vận tốc gia tốc.Ta có bảng vận tốc,gia tốc liên quan sau Trang 28 CHƯƠNG Bảng 4.5 VF VS2 VS3 3,76 0,29 12,18 -6.01 181,37 284,9 +Các lực tác dụng lên cấu : -Lực cản kỹ thuật : F = 20N đặt F -Trọng lực : F = m2.g = 10N đặt S2 F = m3.g = 3N đặt S3 -Moment lực quán tính MS2= -JS2 MS3= -JS3 Áp dụng nguyên lý di chuyển khả dĩ:  = - [ +] Mcb = - [ + ++ + ] Mcb= -[)+) - ) - ] = [-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)] = 2,33 N.m = 2330 N.mm  Công suất khâu dẫn tay cấy là: P= Với n = (v/s)~300 (v/p)  P = =0,073 KW = 73W Vậy công suất để dẫn động toàn tay cấy là: Ptổng = 73.6 = 438 W ~ 0,57 HP 4.1.3 Thiết kế cấu cam đẩy: 4.1.3.1 Phối hợp chuyển động tay cấy: Trang 29 CHƯƠNG Hình 4.10 Các vị trí chuyển động tay cấy Khi tay cấy hoạt động gồm giai đoạn sau: +Tách mạ +Đưa mạ xuống +Dúi mạ xuống bùn +Đưa tay cấy lên a.Yêu cầu: Trong trình cấy,thanh đẩy mạ dịch chuyển giai đoạn dúi mạ xuống bùn phần giai đoạn nhấc tay cấy lên.Các giai đoạn khác đẩy mạ đứng yên.Khi đầu nĩa tách mạ gắn tay cấy xuống vị trí thấp đẩy xuống 1,5cm Trang 30 CHƯƠNG b.Lập bảng phối hợp chuyển động: Bảng 4.6 Tay cấy Tách mạ Đưa mạ xuống Cam Dúi mạ + Nhấc lên + Cần lắc Thanh đẩy cm cm cm Chọn + Chiều dài cần lắc : 1,5 cm l = 40 mm + Góc truyền động cực tiểu: γmin = 50° + Góc lắc lớn cần : = + Góc xa : = + Góc xa : = + Góc gần : = c Sơ đồ phối hợp chuyển động đẩy góc quay khâu dẫn tay cấy: Hình 4.11 Sơ đồ phối hợp chuyển động đẩy góc quay khâu dẫn tay cấy 4.1.3.2 Trình tự thiết kế: Trang 31 CHƯƠNG d 2 d () d  a Xđ biểu đồ , () cách tích phân đồ thị d hai lần: -Chia  26 phần nhau(1,2,….26) d 2 ( ) d  -Chọn OH đồ thị khoảng dài 30mm d 2 () d  -Từ điểm khoảng chia dóng lên đồ thị giao điểm ta dóng qua trục tung nối với H -Từ điểm O đồ thị \f(, () kẻ đường thẳng song song với đường vừa kẻ cắt đường chia ta điểm - Thực tương tự điểm khoảng chia lại ta dược cá điểm tương ứng.Nối điểm lại ta đồ thị \f(, () - Tương tự lấy điểm OH = 15 (mm) đồ thị \f(, () ta đồ thị () b Các tỉ lệ góc biểu đồ: Với chọn: L=180mm H=30mm Đo biểu đồ () ta có h=10mm Trang 32 CHƯƠNG Hình 4.12 Biểu đồ tỉ lệ góc c.Xác định miền tâm cam: Vẽ vị trí cần lắc Chia trục  đồ thị \f(, () làm phần Từ diểm chia dựng lên cắt đồ thị \f(, () vị trí (i) tương ứng: Chia  phần tương ứng : Xác định đoạn thẳng cách đầu cần theo công thức: Xi = L cần Do : X = h1 .L cần = 4,62 0,023 40 = 4,25 mm Vì đồ thị () đối xứng nên ta có X1 = X3 = X5 = X7 = 4,25mm Tương tự cho đoạn cịn lại ta có kết sau: X2 = X6 = 6,5 mm X0 = X = X = Chọn vị trí tâm cam hình vẽ Trang 33 CHƯƠNG Hình 4.13 Vị trí cam d.Xác định biên dạng cam lý thuyết: Vẽ đường tròn (O2;O2O4),chia làm 16 phần O4i Trên đồ thị β(φ),chia φ 16 phần nhau.Từ điểm chia gióng lên đồ thị β(φ) ta βi(mm) → βi°= βi(mm).μβ.Vẽ βi lên góc lắc Ci.Dựng đường tròn (O2;O2Ci).Dựng đường tròn (O4i;O4Ci) cắt đường tròn tâm O2 tương ứng C’i Nối C’I đường cong suông ta biên dạng cam Các góc i tương ứng với n phần là: 1° = β1(mm). = 4,834 mm.0,794 = 6,76(độ) Tương tự ta có: 2 = 12,730 3 = 13,560 4 = 9,180 5 = 2,180 0 = 6 = 7 = 8 = 9 = 10 = 11 = 12 = 13 = 14 = 15 = 16 = 0° Trang 34 CHƯƠNG 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 trục vít, có nhiệm vụ dịch chuyển dàn mạ qua lại theo chu kỳ 200mm tạo điều kiện cho tay cấy làm việc đặn mà không sót mạ a Chọn vật liệu: - Sử dụng ren hình vng có hiệu cao ren hình thang cưa góc α = 0, có độ bền thấp ren hình thang, tính cơng nghệ (không thể gia công lần cuối phay mài), mịn tạo thành khe hở dọc trục khó khắc phục Chỉ tiêu chủ yếu khả truyền động vit-đai ốc độ chịu mòn, độ bền độ ổn định - Vít : thép tơi - Đai ốc : Gang giảm ma sát Trang 35 CHƯƠNG b Tính thiết kế: Các thơng số chọn trước: -Bước vít : p=20mm -Đường kính trục vít : D = 60mm -Đường kính trung bình ren : d2 =50mm -α=0 - Khối lượng dàn mạ ước tính Q = 50kg -Hệ số ma sát f = 0,13 Góc nâng đường ren vít : Tg= = 7,25 Góc ma sát : tg =0,13 = 7,4 : thõa điều kiện tự hãm -Moment xoắn xác định : T = Qtg() =50 tg(7,25+7,4) = 326,765 (Kg.mm) = 3267,65 (N.mm)  Kiểm tra điều kiện bền : (Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí-Tập 2) Trong : Ứng suất pháp = 0,397 N/ Ứng suất tiếp = Mà kéo 700900 Kg/cm2 Vậy thõa điều kiện  Kiểm tra độ ổn định vít Trong độ dẻo l : chiều dài vít i : bán kính qn tính (đối với mặt trịn) i= Trang 36 CHƯƠNG Khơng cần thiết phải tính tốn kiểm tra độ ổn định vít  Lực làm việc Plv để kéo tải trọng dàn mạ xác định lực cần cho quay vít tác dụng vào đường kính trung bình ren Plv =Q tg() (chỉ tác dụng vị trí mà tiếp xúc) Trong : Q tg() :lực cần thiết để để nâng tải trọng thắng ma sát ren Q tg() = 50tg(7,25 + 7,4) = 13,07 Kg Plv = 130,7N  Công suất vít : P = = 0,051 (Kw) 4.2.2 Tính tốn lựa chọn thơng số bánh cóc: Chuyển động bánh cóc kết hợp với chuyển động vít xoắn hai chiều, sau vịng quay trục tang băng tải quay làm cho thảm mạ dịch chuyển xuống đoạn 10mm cung cấp mạ đặn cho tay cấy a Chọn đường kính tang băng tải sơ : -Băng tải máy cấy đuợc dùng để dịch chuyển dàn mạ xuống dàn mạ đến cuối hành trình 200 mm -Ta chọn tang băng tải có đường kính :d = 44 mm chiều dày băng tải :l = mm Trang 37 CHƯƠNG Hình 4.15 Bánh cóc b Tính, chọn thơng số bánh cóc tính xác đường kính tang : -Bánh cóc gắn trục tang chủ động.Khi bánh cóc quay tang chủ động quay làm di chuyển thảm mạ xuống Thơng số đặc trưng bánh cóc góc quay.Ta chọn loại bánh cóc ăn khớp để thiết kế Theo yêu cầu,khi dàn chứa mạ dịch chuyển đến cuối hành trình 200 mm thảm mạ dịch chuyển xuống đoạn 10mm,đồng nghĩa với băng tải bị 10mm  Góc quay cần thiết tang :φ = = 0,4 (rad) = 22,9° Vì bánh cóc gắn cố định trục tang nên góc quay tang góc quay bánh cóc  Số bánh cóc : z = = 15,7 Tra bảng 8.9 sách Sổ tay thiết kế khí tập (STTKCK Tập 2) :Ta chọn bánh cóc có +Số z=16 +Modun :m = 2,5 +Bước :t = 7,85 mm Vậy góc quay thực tế bánh cóc : α = 22,5° = 0,125π rad  Bán kính tang băng tải : R = - 3= 22,46 mm Trang 38 ... 2,07 2,12 -4, 94 13,65 Vị trí 0,036 3,10 4, 11 -13,26 -0,37 Vị trí 2 ,48 4, 10 -15, 84 -20 ,46 Vận tốc Trang 25 CHƯƠNG Bảng 4. 4(gia tốc) aC aE aF (m/s2) (m/s2) (m/s2) (rad/s2) (rad/s2) Vị trí 45 ,53 113,2... trí 45 ,53 113,2 170,1 640 ,42 41 3,07 Vị trí 28,12 71, 24 93 ,48 181,37 2 84, 9 Vị trí 32,51 73,69 82, 14 -1 34, 36 331,91 Vị trí 35,89 82,66 93,32 -2 94, 22 349 ,53 Vị trí 25,87 74, 33 87,32 -209,01 69,53... 25,87 74, 33 87,32 -209,01 69,53 Vị trí 32,65 68,92 93,08 - 240 ,23 -276,39 Vị trí 86,81 41 ,07 90,18 -41 4, 94 -889 ,44 Vị trí 48 ,75 111,8 137,9 48 8,37 -269,21 Gia tốc *Tính moment khâu dẫn: a.Sử dụng