1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

mô hình cửa sổ tự động

71 182 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 71
Dung lượng 3,01 MB

Nội dung

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 8 LỜI GIỚI THIỆU Mô hình cửa sổ tự động của nhóm là một hệ thống cơ điệ tử gồm có kết cấu cơ khí, bộ truyền đai, các bo mạch điện tử và chương trìn

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

**o0o**

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI CỬA SỔ TỰ ĐỘNG

SVTH :

1 PHAN THẾ QUANG 3MSSV: 15146090

2 NGUYỄN TRỌNG HẬU MSSV: 15146033

3 PHẠM BÁ ĐỨC 3 2 MSSV: 15146029 Khóa : K15

Ngành : CNKT CƠ ĐIỆN TỬ GVHD22: ThS PHẠM BẠCH DƯƠNG

Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2018

Trang 2

Trước tiên, chúng em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất đến Thầy Phạm Bạch Dương – người đã hết sức tạo điều kiền và tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án này

Nhóm em chân thành cảm ơn đến tất cả quý Thầy Cô thuộc Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao, Bộ môn Cơ Điện Tử trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, những người đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản, cũng như đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện đồ án vừa qua

Và sau cùng, xin được cảm ơn gia đình, người thân cùng tập thể lớp Cơ Điện Tử 15146CL3- những người đã luôn ở bên, quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để

chúng em được học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án này

Trang 3

2 Lựa chọn giải pháp truyền động – điều khiển của nhóm 16

3 Phác thảo thiết kế truyền động-điều khiển của nhóm 18

Trang 4

1.4.3 Độ phân giải của encoder 65

Trang 6

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thông số vật lý của cửa trượt………21

Bảng 2.1 Cường độ ánh sáng của một số nguồn sang……… 25

Bảng 2.3 Độ chói của một số nguồn thông dụng……… 26

Bảng 2.4 Độ rọi trên một số bề mặt thường gặp………27

Bảng 3.1 Modun đàn hồi E của một số vật liệu……….31

Bảng 3.3 Ứng suất uôn cho phép của một số vật liệu………33

Bảng 3.4 Thông số hiệu suất của các bộ truyên……….35

Bảng 3.5 Một vài thông số của Arduino Uno R3……… 52

Trang 7

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 7

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ

Hình 1.1: Cửa Sổ Mở Quay……… …11

Hình 1.2: Cửa Sổ Mở Trượt……… 11

Hình 1.3: Cửa Sổ Mở Hất……… 12

Hình 1.4: Cửa Sổ Mở Xếp Trượt……… 12

Hình 1.5: Cửa Sổ Mở Hất Tự Động Dùng Xích và Bánh Răng………13

Hình 1.6: Cửa Sổ Mở Hất Tự Động Dùng Khí Nén……… ………14

Hình 1.7: Cửa Sổ Mở Trượt Tự Động Dùng Actuator……… 15

Hình 1.8: Cửa Sổ Mở Trượt Tự Động Dùng Đai Răng……….16

Hình 1.9: Cửa Trượt Điều Khiển……… 17

Hình 1.10: Kích Thước Cửa Trượt……… 18

Hình 1.11: Kích Thước Cánh Cửa……….19

Hình 1.12: Kích Thước Con Lăn……… 20

Hình 2.1: Sơ Đồ Đấu Dây Cảm Biến Mưa……… 22

Hình 2.2: Tín Hiệu Cảm Biến Mưa……… ………23

Hình 2.3: Các Thông Số Vật Lý Của Ánh Sáng……….… 24

Hình 3.1: Lực phân bố tải trọng trên thanh ray……… 29

Hình 3.2: Bề mặt cắt của thanh ray………30

Hình 3.3: Mô phỏng biến dạng với phần mềm ANSYS 18.1……… 33

Hình 3.4: Mô tả sự ăn khớp của đai rang……… 37

Hình 3.5 Các loại biên dạng đai rang……….38

Hình 3.6: Những phiên bản của Arduino……… 50

Hình 3.7: Arduino Uno……… 51

Hình 3.8: Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn……… 53

Hình 3.9: Arduino đời đầu……….54

Hình 3.9: Các lỗ vít giúp cố định vị trí Arduino……… ……… 55

Hình 3.10: Các ngõ vào/ngõ ra của Arduino……….………56

Trang 8

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 8

LỜI GIỚI THIỆU

Mô hình cửa sổ tự động của nhóm là một hệ thống cơ điệ tử gồm có kết cấu cơ khí, bộ

truyền đai, các bo mạch điện tử và chương trình cho arduino để vận hành hoàn toàn tự

Cảm biến được đặt ở phía trước và phía sau cửa Khi một trong hai cảm biến không

nhận tín hiệu thì động cơ sẽ quay ngược chiều hoặc không hoạt động và khi một trong hai

cảm biến nhận tín hiệu và động cơ quay theo chiều thuận

Mục tiêu của nhóm là làm cho mô hình cửa tự động được hoạt động một cách tốt nhất

có thể

Trang 9

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 9

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

4

Cơ điện tử là ngành góp phần phát triển các hệ thống sản xuất theo hướng hiện đại,

nâng cao hiệu quả và năng suất lao động, tạo nên lợi thế cạnh tranh cho các sản phẩm,

các hệ thống cơ điện tử đang là những hệ thống đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh

vực được thế giới quan tâm và chú trọng phát triển, là sinh viên ngành cơ điện tử sau thời

gian được học tập về ngành cơ điện tử tại trường, được các thầy cô trang bị những kiến

thức cần thiết và xem xét khả năng của nhóm, nhóm quyết định chọn đề tài: Cửa Sổ Tự

Động với mục đích thiết kế một mô hình để áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế

Hơn nữa Việt Nam là một Đất Nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió - thời tiết có

nhiều biến đổi thất thường mà không phải lúc nào chúng ta cũng có thể chủ động để ứng

phó kịp thời vì vậy cửa sổ tự động là khâu chuẩn bị tốt để giúp căn nhà ứng phó kịp thời

với những biến đổi xấu của thời tiết Cửa sổ tự động cũng chính là một phần của hệ thống

ngôi nhà thông minh – một xu thế của thời đại công nghệ 4.0

Nhóm đã đề ra cho mình những cách giải quyết nhất định như cố gắng tìm hiểu kĩ các

tài liệu do Thầy Phạm Bạch Dương giáo viên hướng dẫn đề tài cung cấp, tìm hiểu thêm

các tài liệu liên quan, trao đổi với các bạn về cách chọn, điều khiển động cơ, thiết kế

mạch điện tử và làm việc hết mình nhằm hoàn thành đề tài với kết quả tốt nhất

Trang 10

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN

TÊN ĐỀ TÀI: MÔ HÌNH CỬA SỔ TỰ ĐỘNG

NỘI DUNG YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI:

 Cơ khí:

Thiết kế bộ truyền đai răng

Thiết kế khung cơ khí cho cửa sổ

Truyền động qua động cơ DC Servo

 Điện tử:

Thiết kế mạch công suất dùng L298

Thiết kế mạch điều khiển dùng Arduino Uno

 Thiết kế mạch khuếch đại cảm biến dùng cảm biến anh sáng và cảm biến

mưa

 Lập trình:

Vẽ lưu đồ giải thuật điều khiển của hệ thống

Sử dụng ngôn ngữ C để lập trình điều khiển

 Mục tiêu: mô hình hoạt động một cách hoàn thiện nhất

Trang 11

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 11

1 Khảo sát các loại cửa sổ hiện đang có trên thị trường

1.1 Các loại cửa sổ thông dụng

1.1.1 Cửa sổ mở quay:

Hình 1.1: Cửa Sổ Mở Quay

1.1.2 Cửa sổ mở trượt:

Hình 1.2: Cửa Sổ Mở Trượt

Trang 12

1.2 Các giải pháp tự động đã có trên thị trường

Hiện nay có nhiều loại cửa tự động: cửa kéo, cửa đẩy, cửa cuốn, cửa trượt…

Trang 13

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 13

Nhưng chúng thường được sản xuất ở nước ngoài bán tại Việt Nam với giá thành khá

cao Vì thế chúng không được sử dụng rộng rãi Nhu cầu cửa tự động ở Việt Nam là rất

lớn về số lượng và chủng loại

1.2.1 Cửa sổ mở hất:

 Dùng xích và bánh răng để nâng cửa sổ (phổ biến nhất)

Hình 1.5: Cửa Sổ Mở Hất Tự Động Dùng Xích và Bánh Răng

Hệ thống truyền động ở đây là động cơ làm quay bánh răng, sau đó đưa dây xích di

chuyển ra vào để nâng hạ cửa

Loại cơ cấu này khá nhỏ gọn nhưng tương đối phức tạp, khoảng cách duỗi ra của xích

tương đối ngắn (khoảng 40cm), giá thành đắt (khoảng 2 triệu đồng đối với bộ truyền

dộng, chưa kể khung cửa) và chưa ứng dụng các chức năng tự động đóng mở theo điều

kiện thời tiết

Hoạt động của cửa sổ: https://www.youtube.com/watch?v=SnfZz5p1lQY

Trang 14

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 14

 Dùng xi lanh khí nén

Hình 1.6: Cửa Sổ Mở Hất Tự Động Dùng Khí Nén

Hệ thống truyền động ở đây là dùng động cơ đẩy xy lanh khí ra vào để nâng hạ cửa

Loại cơ cấu này cũng khá nhỏ gọn nhưng giá thành tương đối mắc (khoảng 2 triệu đồng

đối với bộ truyền dộng, chưa kể khung cửa) và chưa ứng dụng các chức năng đóng mở

theo điều kiện thời tiết

Hoạt động của cửa sổ: https://www.youtube.com/watch?v=7Pb4khvdaHI

Trang 15

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 15

1.2.2 Cửa sổ trượt

 Dùng linear actuator

Hình 1.7: Cửa Sổ Mở Trượt Tự Động Dùng Actuator

Hệ thống truyền động ở đây là động cơ làm quay bánh răng, sau đó làm bộ vít me bi

(Ball screw) quay truyền đến bộ Actuator khí nén làm xy chuyển động ra vào đầy theo

cửa

Loại cơ cấu này khá gọn gàng nhưng cớ cấu tương đối khá phức tạp, giá thành đắt

(khoảng 3 triệu đồng đối với bộ truyền dộng, chưa kể khung cửa) và chưa ứng dụng các

chức năng tự động đóng mở theo điều kiện thời tiết

Hoạt động của cửa sổ: https://www.youtube.com/watch?v=CK1CwA2cYco

Trang 16

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 16

 Dùng bánh đai răng

Hình 1.8: Cửa Sổ Mở Trượt Tự Động Dùng Đai Răng

Hệ thống truyền động ở đây là dùng động cơ truyền chuyển động cho bộ bánh đai di

chuyển cửa trượt ra vào

Loại cơ cấu này khá tối ưu về cơ cấu nhưng giá thành tương đối mắc (khoảng 30 triệu

đồng đối với bộ truyền dộng, chưa kể khung cửa) và chưa áp dụng đối với cửa sổ, chỉ

đang ứng dụng trong các cửa loại lớn cũng như chưa ứng dụng các chức năng tự động

đóng mở theo điều kiện thời tiết

Hoạt động của cửa: https://www.youtube.com/watch?v=jhlIYS3gflg

2 Lựa chọn giải pháp truyền động – điều khiển của nhóm

Dựa trên những tìm hiểu về các giải pháp truyền động đã có sẵn trên thị trường,

nhóm đã đưa ra ý tương cải tiến cửa sổ tự động như sau:

2.1 Đối tượng điều khiển

Trong đề tài này nhóm chúng em sẽ nghiên cứu về cửa sổ mở trượt 2 cánh, 1 cửa cố

định và 1 cửa di chuyển

Trang 17

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 17

Hình 1.9: Cửa Trượt Điều Khiển

2.2 Giải pháp điều khiển

Nhóm lựa chọn dùng cơ cấu truyền động đai răng kết hợp với bộ truyền để đóng mở

 Chế độ hoạt động theo điều kiện thời tiết: khi có trời mưa, nắng lớn hoặc trời

tối hoặc gió lớn (các điều kiện thời tiết bất lợi) thì các cảm biến phát hiện tín hiệu,

đưa tín hiệu về vi điều khiển, sau đó động cơ truyền động sang bánh đai răng và

đóng cửa lại, khi thời tiết ôn hòa sẽ tự động mở cửa trở lại

Trang 18

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 18

3 Phác thảo thiết kế truyền động-điều khiển của nhóm

3.1 Cơ cấu truyền động

 Hệ thống truyền động có các bộ phận như sau:

1: Cánh cửa 2: Con lăn ( gắn dưới cánh cửa để nâng cánh cửa , chọn con lăn để giảm ma sát)

3: Thanh ray: định hướng chạy cho cửa, đặt con lăn lên

4: Bánh đai

5 Dây đai

 Bảng thông số cửa sổ trượt tiêu chuẩn của deluxwindow :

Hình 1.10: Kích Thước Cửa Trượt

 Kích thước cửa sổ thông thường:

 Đối với phòng diện tích nhỏ hơn 15m2 chỉ có thể mở cửa sổ 2 cánh Ngược lại, phòng có diện tích lớn 15m2 có thể mở cửa sổ 3 cánh hay 4 cánh

 Kích thước tiêu chuẩn cửa sổ xác định theo tỉ lệ tương ứng với diện tích riêng mỗi căn phòng

Trang 19

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 19

 Ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc với vài quốc gia Đông Bắc Á tỷ lệ là 1:6

 Ở các quốc gia đông nam Á tỉ lệ 1:7, Nam Á 1:8

 Ngoài ra, kích thước của cửa sổ còn được tính theo tỉ lệ tương ứng với độ rộng của căn phòng (khoảng cách từ mặt tường có chứa cửa sổ đến mặt tường đối diện), gọi là chiều sâu hiệu quả

 Tỉ lệ tiêu chuẩn là chiều cao cửa sổ phải nằm trong phạm vi chiều sâu hiệu quả của căn phòng Ví dụ, chiều rộng căn phòng là 2met, chiều cao tương ứng của cửa sổ khoảng 86cm - 96cm

 Nhóm lựa chọn loại cửa trượt 2 cánh có kích thước ( 1200 x 1200 )

3.2 Cánh cửa

Hình 1.11: Kích Thước Cánh Cửa

Trang 20

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 20

3.3 Con lăn

Hình 1.12: Kích Thước Con Lăn

3.4 Thanh Ray

Hình 1.13: Kích Thước Ray Trượt

4 Yêu cầu thiết kế và chế tạo cửa sổ tự động

Từ các ý tưởng thiết kế đã được đưa ra và việc khảo sát thực tế các loại cửa sổ tự động

có mặt trên thị trường, ta đề ra yêu cầu thiết kế và chế tạo cho bộ cửa sổ tự động với tiêu

chí sẽ sử dụng và lắp đặt đơn giản nhất có thể Ta đề ra yêu cầu thiết kế và chế tạo như

sau:

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú Tải trọng tối đa m kg 100

Vận tốc kéo v m/s 0,05

Trang 22

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 22

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- Phản ứng của hệ thống khi trời mưa: Cửa sổ nhận tín hiệu mưa sẽ

tự động đóng lại, sau khi trời nắng ráo trở lại cửa mở trở lại

- Phương pháp nhận biết: Sử dụng camera hoặc cảm biến mưa

(tương tự như da người) để nhận biết mưa Nhóm sử dụng phương

pháp sử dụng cảm biến (Tiết kiệm chi phí, dễ dàng lập trình, cài đặt)

- Cách đấu dây:

Hình 2.1: Sơ Đồ Đấu Dây Cảm Biến Mưa

- Phương pháp sử dụng:

Trang 23

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 23

 Mạch cảm biến mưa hoạt động bằng cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với giá trị định trước (giá trị này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh) từ đó phát ra tín hiệu đóng / ngắt rơ le qua chân D0 Vì vậy, chúng ta dùng một chân digital để đọc tín hiệu từ cảm biến mưa

 Khi cảm biến khô ráo (trời không mưa), chân D0 của module cảm biến sẽ được giữ ở mức cao (5V) Khi có nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, chân D0 được kéo xuống thấp (0V)

 Mưa: điện kháng tăng lên, và điện áp đầu ra giảm

 Khô: điện kháng thấp hơn, và điện áp đầu ra là cao hơn

Hình 2.2: Tín Hiệu Cảm Biến Mưa

- Phản ứng của hệ thống khi trời nắng:

 Nếu trước đó cửa được đóng thì tiếp tục đóng

 Nếu trước đó cửa mở thì sẽ nhận tín hiệu nắng thông qua cường độ ánh sáng, qua đó điều khiển mở cửa nếu trời không quá nắng và đóng cửa nếu cường độ ánh sáng nắng gắt

Trang 24

Cường độ sáng là năng lượng phát ra 1 nguồn ánh sáng trong 1 hướng cụ thể và được tính như sau: 1 candela là cường độ mà một nguồn sáng phát ra 1 lumen đẳng hướng trong một góc đặc

Ký hiệu : I ( Viết tắt của tiếng Anh là Intensity : cường độ )

Đơn vị : Cd (candela) Bảng 2.1: Cường độ sáng của một số nguồn sáng

Nguồn sáng Cường độ sáng (cd)

Trang 25

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 25

Ngọn nến 0,8 theo mọi phương Đèn sợi đốt 40 W 35 theo mọi phương Đèn sợi đốt 300 W có bộ

phản xạ 1500 ở tâm chùm tia Đèn Halogen kim loại 2 kW

Quang thông của 1 số loại nguồn sáng:

kW 180.000 Bảng 2.2: Quang thông của một số nguồn sáng thông dụng

2.3 Độ chói:

Trang 26

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 26

Khi ta nhìn vào một nguồn sáng hoặc một vật được chiếu sáng, ta có cảm giác bị chói mắt Để đặc trung cho khả năng bức xạ ánh sáng của nguồn hoặc bề mặt phản xạ gây nên cảm giác chói sáng đối với mắt, người ta đưa ra định nghĩa độ chói

Độ chói của bề mặt phản xạ ánh sáng theo một phương còn gọi là độ trưng

Nguồn sáng Độ chói cd/m2

Bề mặt mặt trời 165.107

Bề mặt mặt trăng 2500 Bầu trời xanh 1500 Bầu trời xám 1000 Đèn sợi đốt 100W 6.106 Đèn huỳnh quang 40W 7000 Giấy trắng khi độ rọi 400

Độ chói của mặt đường 1-2

Bảng 2.3: Độ chói của một số nguồn thông dụng

+ Bề mặt đường nhựa chiếu sáng với độ rọi 30lux có độ chói khoảng 2cd/m2

+ Mặt trời mới mọc : khoảng 5.106 Cd/m2

+ Mặt trời giữa trưa : khoảng 1,5 – 2.109 Cd/m2

2.4 Độ Rọi:

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho bề mặt được chiếu sáng, là mật độ quang thông trên bề mặt

có diện tích S Có nghĩa là mật độ quang thông của một nguồn sáng 1 lumen trên diện tích 1m2 Khi mặt được chiếu sáng không đều độ rọi được tính bằng trung bình đại số của độ rọi các điểm

Trang 27

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 27

Ký hiệu: E

Đơn vị: Lux hay Lx

Địa điểm được chiếu sáng Độ rọi (lux) Ngoài trời giữa trưa nắng 100.000 Ngoài trời giữa trưa đầy

mây 10.000 Trăng tròn tiêu chuẩn 0,25 Phòng làm việc 300-500 Lớp học 300-400 Đường phố về ban đêm 20-50 Bảng2.3: Độ rọi trên một số bề mặt thường gặp

- Phương pháp nhận biết: Sử dụng cảm biến để đo thông lượng ánh sáng

( cường độ ánh sáng )

MÔ TẢ

Cảm biến cường độ ánh sáng BH1750 được

sử dụng để đo cường độ ánh sáng theo đơn vị lux, càm biến có ADC nội và bộ tiền xử lý nên giá trị được trả ra là giá trị trực tiếp cường độ ánh sáng lux mà không phải qua bất kỳ

xử lý hay tính toán nào thông qua

Trang 28

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 28

giao tiếp I2C

Thông số:

 Nguồn: 3~5VDC

 Giao tiếp: I2C

 Khoảng đo: 1 -> 65535 lux

 Kích cỡ: 21*16*3.3mm

Một số ví dụ về độ rọi của ánh sáng:

 Vào buổi tối : 0.001 - 0.02 Lux

 Ánh trăng : 0.02 - 0.3 lux

 Trời nhiều mây trong nhà : 5 - 50 lux

 Trời nhiều mây ngoài trời : 50 - 500 lux

 Trời nắng trong nhà : 100 - 1000 lux

Trang 29

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 29

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

PHẦN A: CƠ KHÍ

1 Kiểm nghiệm độ cứng uốn của thanh ray

Độ cứng uốn có ảnh hưởng quan trọng đến các cơ cấu của thanh ray khi làm việc, nếu không

đủ độ cứng uốn thì thanh ray sẽ bị biến dạng uốn lớn sẽ ảnh hưởng hưởng đến sự làm việc bình thường của thanh ray và của các chi tiết lắp trên thanh ray Do đó cần kiểm nghiệm về độ cứng uốn đối với vị trí mà có độ võng lớn nhất xem có thõa mãn điều kiện ứng suất cho phép tại mặt cắt đó không

Giả sử tải trọng của rèm được phân bố đều trên chiều dài của thành ray như hình:

Hình 3.1: Lực phân bố tải trọng trên thanh ray

Trang 30

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 30

Với chi tiết của chúng em là thanh ray nhôm, do đó có mặt cắt như sau:

Hình 3.2: Bề mặt cắt của thanh ray

Do bề mặt thanh ray khá phức tạp nên chúng ta dùng phần mềm ANSYS để phân tích chuyển

vị cũng như ứng suất uốn của thanh ray:

 Trước tiên ta chọn mouyn đàn hồi cho vật liệu:

Bảng 3.1: Moduyn đàn hồi E của 1 số vật liệu Vật liệu E(MN/ )

Gang (xám,trắng) (1,154…1,6)

Đồng, hợp kim đồng 1,0.

Trang 32

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 32

 Tiếp theo ta Fix cố định 2 đầu thanh ray:

 Tiếp theo, ta đặt lực tải tối đa 100kg = 1000N được phân bố đều trên chiều dài của thanh ray:

 Tiếp theo, chúng ta tiến hành mô phỏng:

Trang 33

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 33

Hình 3.3: Mô phỏng biến dạng với phần mềm ANSYS 18.1

Sau khi mô phỏng ta thấy rằng Deformation (chuyển vị) lớn nhất là 0,2346 mm và Ứng suất

uốn lớn nhất ( là 54,311 Mpa

 Ta chọn ứng suất uốn cho phép của vật liệu nhôm:

Bảng 3.2: Ứng suất uốn cho phép của 1 số vật liệu

Trang 34

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 34

2 Thiết kế hệ dẫn động cơ khí

Bảng 3.3: Thông số yêu cầu Vật Lý của cửa

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Ghi chú Tải trọng tối đa m kg 100

Vận tốc kéo v m/s 0,05

Chiều dài d m 1,2

Chiều cao h m 1,2

2.1 Chọn động cơ điện

 Theo yêu cầu thiết kế:

Tải trọng tối đa: m = 100 kg

Trang 35

ĐỀ TÀI: CỬA SỔ TỰ ĐỘNG LỚP: 15146CL3 35

Bảng 3.4: Thống số hiệu suất của các bộ truyền

Chọn các số liệu theo bảng:

 Hiệu suất trong hộp giảm tốc ( ): 0,97.0,97.0,992 =0,92

 Hiệu suất khớp nối ( ): 0,99

 Hiệu suất ổ lăn ( ): 0,99

 Hiệu suất bộ tuyền đai răng ( ): 0,97

Ngày đăng: 21/06/2019, 09:35

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
3. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 ,2 – Trịnh Chất, Lê Văn Uyển 4. Dung sai và lắp ghép – Ninh Đức Tôn Sách, tạp chí
Tiêu đề: Trịnh Chất, Lê Văn Uyển 4. " Dung sai và lắp ghép –
6. Giáo trình điều khiển động cơ điện một chiều - Nguyễn Trọng Thắng , Trường ĐH SPKT TP HCM Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giáo trình điều khiển động cơ điện một chiều -
1. Sách vi điều khiển và ứng dụng Arduino dành cho người tự học – Phạm Quang Huy, Nguyễn Trọng Hiếu Khác
2. Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy – Trịnh Chất Khác
5. Bài giảng vật liệu linh kiện điện tử Khác
7. Kỹ thuật điện tử - Lê Phi Yến , Lưu Phú , Nguyễn Như Anh Khác

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w