Thiết kế xe cắt cỏ tự hành phần thiết kế cơ khí

Thiết kế xe cắt cỏ tự hành phần thiết kế cơ khí Thiết kế xe cắt cỏ tự hành phần thiết kế cơ khí Thiết kế xe cắt cỏ tự hành phần thiết kế cơ khí luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH ( PHẦN THIẾT KẾ CƠ KHÍ) Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHAN THANH Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH Sinh viên thực Số thẻ sinh viên Lớp Nguyễn Văn Triêm 103140056 14C4A Đoàn Văn Kiệt 103140028 14C4A Nguyễn Hoài Nhơn 103140037 14C4A Phạm Ngọc Quốc 103140042 14C4A Trong thuyết minh đồ án với đề tài nhóm em “Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành cỏ sân golf, bóng đá, cơng viên hay khn viên trường ” Vì mà đề tài đề cập đến nội dung đưa giải pháp cắt cỏ khn viên trường từ nhóm vạch phương hướng nâng cao hiệu suất cắt cỏ hút cỏ thay hoàn toàn cho người lao động cắt cỏ thủ công tay hay máy cắt cỏ mang vai Việc tính tốn thiết kế chế tạo xe cắt cỏ điều khiển từ xa tự động di chuyển cỏ hay phận quan trọng khác phận hút, phận cắt cỏ, phận nâng hạ lưỡi cắt nhằm đảm bảo chiều cao cắt cỏ tấc phận thiết kế nhờ vào việc đánh giá điều kiện, địa hình , loại cỏ mà nhóm đề mục tiêu nhắm tới Từng phận xe cắt cỏ nhóm tính tốn thiết kế đảm bảo tính thực tế bên ngồi Tất nội dung đồ án nhóm chúng em bao gồm chương với nội dung chương khác nhau, chúng có liên kết chặt chẽ bổ sung cho để tạo thành cách tổng thể hoàn chỉnh Sau phần nội dung tóm tắt chương - - Chương 1: Tổng quan thiết kế xe cắt cỏ tự hành Chương 2: Xây dựng phương trình động học tính tốn nguồn động lực, phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ tự hành Chương 3: Tính tốn thiết kế phần khí Chương 4: Tính tốn thiết kế phần thủy khí Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển Chương 6: Chế tạo kết thực nghiệm xe cắt cỏ tự hành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành Nguyễn Văn Triêm 103140056 14C4A Kỹ thuật khí Đồn Văn Kiệt 103140028 14C4A Kỹ thuật khí Nguyễn Hồi Nhơn 103140037 14C4A Kỹ thuật khí Phạm Ngọc Quốc 103140042 14C4A Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Tham khảo tài liệu Internet Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Nguyễn Văn Triêm Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn Phạm Ngọc Quốc Chương 1: Tổng quan thiết kế xe cắt cỏ tự hành Chương 6: Chế tạo kết thử nghiệm xe cắt cỏ tự hành b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nội dung Chương 2: Xây dựng phương trình động học tính tốn động lực học, phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ tự hành Nguyễn Văn Triêm Chương 3: Tính tốn thiết kế phần khí Nguyễn Hồi Nhơn Chương 4: Tính tốn thiết kế phần thủy khí Đoàn Văn Kiệt Chương 5: Thiết kế hệ thống điện điều khiển Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nguyễn Văn Triêm Nguyễn Hoài Nhơn Đoàn Văn Kiệt Nội dung - Tổng thể xe cắt cỏ tự hành Sơ đồ bố trí tổng thể b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Phạm Ngọc Quốc Nguyễn Văn Triêm Nguyễn Hoài Nhơn Đoàn Văn Kiệt Họ tên người hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Nội dung - Động dẫn động - Nhông đĩa Các đồ thị xe cắt cỏ tự hành - Khung xe cắt cỏ tự hành - Máng thu gom Lưỡi cắt cỏ Càng nâng hạ bệ giữ motor - Thanh chống xoay lưỡi cắt - Xilanh khí nén Tổng thể phận hút - Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí Sơ đồ động hệ thống dẫn động thủy khí Motor 895 - Sơ đồ bố trí mạch điều khiển từ động Sơ đồ bố trí mạch điều khiển từ xa Mạch relay kích từ 5V lên 12V Mạch sạc cho acquy từ lượng mặt trời Mạch cầu H sử dụng mosfet Mạch hạ áp từ 5V 12V - Mạch công tắc cho vi điều khiển, motor cắt hút PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng 25/02/2019 03/06/2019 Trưởng Bộ môn PGS.TS Dương Việt Dũng Đà Nẵng, ngày tháng 02 năm 2019 Người hướng dẫn PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng LỜI NÓI ĐẦU Trong năm trở lại ngành công nghiệp nước ta có nhiều phát triển vượt bậc, máy móc khơng cịn q xa lạ với Để đáp ứng nhu cầu xã hội thời kì hội nhập, việc đào tạo bậc kỹ sư, thợ máy có trình độ tay nghề, có kiến thức vững chun mơn nhiệm vụ quan trọng Lời em xin cảm ơn đến thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng thầy cô trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng tạo điều kiện thuận lợi để em thực yêu cầu đồ án tốt nghiệp Cảm ơn động viên giúp đỡ tận tình từ gia đình bạn bè Trong suốt khoảng thời gian làm đề tài tốt nghiệp “Tính tốn thiết kế xe cắt cỏ tự hành”, chúng em gặt hái nhiều kiến thức chuyên ngành kết hợp làm việc nhóm Việc tính tốn, thiết kế chế tạo mơ hình xe cắt cỏ tự hành cỏ sân golf, khn viên trường, sân bóng đá mà quan trọng cấu dẫn động bánh xe để di chuyển linh hoạt cỏ, cấu phận cắt cỏ cấu phận hút cỏ sau cắt, Sau nhóm em tính toán chọn dùng nguồn động lực động điện có giảm tốc, tính tốn chọn lưỡi cắt cỏ tính tốn phần thủy khí để chế tạo quạt ống hút cỏ , đẩy khí buồng kín bên ngồi mơi trường khơng khí cho phù hợp Xác định tổn thất lưu lượng đường ống hút đẩy từ tính khối lượng cỏ mà phận hút cỏ hút cỏ vào thùng chứa rác Cuối nhóm em tiến hành xây dựng mơ hình thực tế Nhóm em phấn đấu nỗ lực để hồn thành đồ án tốt nghiệp này, song thời gian kiến thức cịn hạn chế nên cịn nhiều thiếu sót mong q thầy bạn đọc đóng góp để đồ án hoàn thiện cải tiến vươn xa nửa Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hồi Nhơn i CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đề tài riêng nhóm, đề tài khơng trùng lặp với đề tài đồ án tốt nghiệp trước Các thông tin, số liệu sử dụng tính tốn từ tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định Sinh viên thực Nguyễn Văn Triêm Phạm Ngọc Quốc Đoàn Văn Kiệt Nguyễn Hoài Nhơn ii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU 1.Mục đích chọn đề tài .1 2.Mục tiêu đề tài 3.Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .2 Cấu trúc đồ án tốt nghiệp .2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ XE CẮT CỎ TỰ HÀNH 1.1 Lịch sử phát triển máy cắt cỏ .4 1.2 Nhu cầu cắt cỏ .5 1.3 Nghiên cứu nước 1.4 Nghiên cứu nước 10 1.5 Mục đích nghiên cứu đề tài 12 1.6 Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 15 1.7 Phương pháp nghiên cứu 15 1.8 Giới hạn đề tài 15 Chương 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TỐN NGUỒN ĐỘNG LỰC, PHÂN TÍCH QUỸ ĐẠO DI CHUYỂN CỦA XE CẮT CỎ TỰ HÀNH 17 2.1 Xây dựng phương trình động học xe cắt cỏ tự hành .17 2.1.1 Mơ hình bánh xe xe cắt cỏ tự hành 18 2.1.2 Phương trình động học xe cắt cỏ tự hành .18 2.2 Tính tốn nguồn động lực xe cắt cỏ tự hành.… 21 2.2.1 Tính tốn chọn động truyền động cho bánh xe 21 2.2.2 Tính tốn chọn xích dẫn động động bánh xe 27 2.2.3 Tính tốn lực qn tính ly tâm xe cắt cỏ quay vòng 29 2.2.4 Xây dựng đồ thị xe cắt cỏ tự hành 30 2.2.4.1 Xây dựng đồ thị đặc tính động 30 2.2.4.2 Xây dựng đồ thị cân công suất xe cắt cỏ .32 iii 2.2.4.3 Xây dựng đồ thị cân lực kéo xe cắt cỏ 35 2.2.4.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học 39 2.3 Phân tích dạng di chuyển xe cắt cỏ 41 2.3.1 Qũy đạo di chuyển đường xoắn ốc 41 2.3.2 Qũy đạo di chuyển đường qua lại vng góc 42 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ 44 3.1 Phân tích chọn dạng di chuyển 44 3.1.1 Dạng di chuyển xe tự hành hay robot chân 44 3.1.2.Dạng xe tự hành hay robot di chuyển bánh xích 45 3.1.3.Dạng xe tự hành hay robot di chuyển bánh 46 3.2.Phân tích dạng kết cấu chung xe cắt cỏ tự hành 47 3.2.1.Cấu trúc tổng quát xe cắt cỏ tự hành .47 3.2.2.Sơ đồ động xe cắt cỏ tự hành 48 3.3 Tính tốn thiết kế khung xe cắt cỏ tự hành .49 3.3.1 Công dụng ,phân loại ,yêu cầu khung xe cắt cỏ tự hành 49 3.3.2 Kết cấu khung vỏ xe cắt cỏ tự hành 49 3.4Tính tốn thiết kế phân bố tải trọng lên khung 50 3.4.1 Xác định phân bố trọng lượng xe lên cầu 51 3.4.1.1 Khi xe không tải 52 3.4.1.2 Khi xe có tải .53 3.4.2 Kiểm tra bền 53 3.4.2.1 Giới thiệu phần mềm RDM 53 3.4.2.2 Kiểm tra bền thân vỏ xe 54 2.4.2.3 Khung sườn chịu tải trọng .55 2.4.2.4 Kiểm tra bền dầm 59 3.3.4 Thiết kế khung xe cắt cỏ tự hành 64 3.4 Thiết kế phận cắt 66 3.4.1 Phân tích chọn lưỡi cắt 66 3.5 Thiết kế máng bảo vệ lưỡi cắt thu gom cỏ .68 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THỦY KHÍ 72 4.1 Giới thiệu tổng quan hệ thống khí nén 72 4.1.1 Giới thiệu máy nén khí: .73 4.1.1.1 Máy nén khí trục vít: .74 4.1.1.2 Máy nén khí Piston: 75 4.1.1.3 Máy nén khí ly tâm: 76 4.1.2 Giới thiệu xy lanh khí nén: .77 4.1.2.1 Cấu tạo phận xi lanh khí nén: 78 4.1.2.2 Phân loại xi lanh khí nén: 79 4.1.2.3 Ứng dụng xi lanh khí nén: 81 4.1.3 Giới thiệu valve: 82 iii 4.1.3.1 Van đóng mở tay: 82 4.1.3.2 Van đóng mở tự động (bằng điện khí nén) 85 4.1.3.3 Ứng dụng valve 86 4.1.4 Nhiệm vụ hệ thống khí nén xe cắt cỏ tự hành 86 4.1.5 Giới thiệu hệ thống hút cỏ 87 4.2 Tính tốn thiết kế hệ thống thủy khí 87 4.2.1 Thiết kế quạt hút: 87 4.2.1.1 Ý tưởng thiết kế 87 4.2.1.2 Tính tốn thiết kế quạt .91 4.2.2 Tính tốn chọn nguồn động lực kéo quạt: 94 4.2.2.1 Tính tốn công suất quạt ly tâm 94 4.2.2.2 Tính chọn động kéo quạt: .94 4.2.3 Thiết kế đường ống hút thùng chứa cỏ 96 4.2.3.1 Thiết kế đường ống hút 96 4.2.3.2 Thiết kế thùng đựng cỏ 96 4.2.4 Tính tổn thất đường ống 97 4.2.4.1 Thông số cấu hút .97 4.2.4.2 Tính tổn thất đường ống .97 4.2.5 Tính tốn lực hút 99 4.2.6 Tính tốn chọn xi lanh nâng hạ lưỡi cắt 101 4.2.7 Tính tốn chọn máy nén 103 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO XE CẮT CỎ 105 5.1 Các vi điều khiển dùng xe cắt cỏ 105 5.1.1 Vi điều khiển ATMEGA328-PU 105 5.1.2 Thông số kỉ thuật ATMEGA328-PU 105 5.2 ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 106 5.2.1 Truyền thông giao tiếp 106 5.2.2 Mơ hình hóa hệ thống điều khiển từ xa .107 5.2.3 Yêu cầu điều khiển 107 5.2.4 Thiết kế hệ thống 108 5.2.5 Chương trình điều khiển .118 5.3 Điều khiển tự động 120 5.3.1 Đặt vấn đề 120 5.3.2 Mơ hình hóa hệ thống điều khiển tự động 120 5.3.3 Yêu cầu điều khiển 121 5.3.4 Thiết kế hệ thống 121 5.3.5 Chương trình điều khiển .123 5.4 Pin lượng mặt trời 125 5.4.1 Pin lượng mặt trời POLY 20W 125 5.4.2 Mạch bảo vệ acquy 126 iii ... xích HÌNH 3.3 Xe cắt cỏ tự hành di chuyển bẳng bánh xe HÌNH 3.4 Cấu trúc tổng quát xe cắt cỏ tự hành HÌNH 3.5 Sơ đồ động xe cắt cỏ tự hành HÌNH 3.6 Hình dạng khung xe cắt cỏ cắt cỏ tự hành HÌNH 3.7... CỦA XE CẮT CỎ TỰ HÀNH 17 2.1 Xây dựng phương trình động học xe cắt cỏ tự hành .17 2.1.1 Mơ hình bánh xe xe cắt cỏ tự hành 18 2.1.2 Phương trình động học xe cắt cỏ tự hành. .. cấu chung xe cắt cỏ tự hành 47 3.2.1.Cấu trúc tổng quát xe cắt cỏ tự hành .47 3.2.2.Sơ đồ động xe cắt cỏ tự hành 48 3.3 Tính tốn thiết kế khung xe cắt cỏ tự hành .49 3.3.1