Dựa vào Bảng 12, ta có các thông số thiết kế trục như sau: - Công suất trên trục: 𝑝1 = 5,04 (𝑘𝑊)
- Tốc độ làm việc: 𝑛1= 2400 (𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡) - Mô men xoắn trên trục: 𝑇1 = 20055 (𝑁. 𝑚𝑚)
- Trục I, được xem là trục trung gian có nhiệm vụ nhận năng lượng chuyển động từ động cơ xăng và truyền năng lượng ấy cho mô đun cắt. Do đó, với kết cấu, phương án bố trí của động cơ xăng, kích thước tổng thể của mô đun cắt, kích thước bánh đai và đĩa xích, ta có được các chiều dài trục như Hình 2.29 như sau:
Hình 2.29: Kích thước theo chiều dài của trục I.
- Xác định đường kính trục.
Đường kính trục I, được tính toán sơ bộ (theo công thức 10.15 [31 – tr 359]) như sau:
𝑑 ≥ √5. 𝑇1 [𝜏] 3 = √5.20055 20 3 = 17,12 (𝑚𝑚) Trong đó:
[𝜏]: ứng suất xoắn cho phép của vật liệu trục, Mpa (với vật liệu thép C45, ta chọn ứng suất cho phép [𝜏] = 20 (𝑀𝑝𝑎) [31 – tr 352])
Dựa và kết quả tính toán ta thấy, để đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc thì các đường kính trên trục I phải lớn hơn 17,12 (mm). Với A, B trên Hình 48 là các vị trí lắp bánh đai và bánh xích nên ta chọn theo kích thước tiêu chuẩn [31 – tr 344] như sau: 𝑑𝐴 = 30 (𝑚𝑚), 𝑑𝐵 = 22 (𝑚𝑚). Các kích thước đường kính trên các bậc còn lại của trục I, được lựa chọn và thiết kế như Hình 2.30.
Hình 2.30: Kích thước thiết kế trục I.
- Kiểm nghiệm bền trục I trên phần mềm solidworks simulation.
Hình 2.31: Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên trục I.
Trong đó: 𝑇1 mô men xoắn trên trục I, 𝐹đ lực tác dụng lên trục I của bánh đai, 𝐹𝑥 lực tác dụng lên trục của bánh xích.
Dựa vào nguyên lý làm việc của máy cắt cỏ chăm sóc vườn cây ăn trái, ta phân tích được các thành phần lực tác dụng lên trục I như Hình 2.31 Các giá trị lực đã được tính toán ở các phần trước và được tổng hợp trong Bảng 2.18 như sau:
Bảng 2.18: Bảng giá trị các thành phần lực tác dụng lên trục I. Thành phần lực tác dụng lên trục I
Thành phần Kí hiệu Giá trị
Mô men xoắn 𝑇1 20055 (N.mm)
Lực tác dụng lên trục của bộ truyền đai 𝐹đ 242,4 (N) Lực tác dụng lên trục của bộ truyền xích 𝐹𝑥 548,34 (N)
Với các giá trị thành phần lực đã được phân tích, ta thực hiện xây dựng mô hình và gán các điều kiện biên gồm các bước: gán vật liệu C45 cho trục I, thiết lập liên kết gối đỡ,
Hình 2.32: Mô hình phân tích đã được gán các điều kiện biên.
Hình 2.33, thể hiện quá trình chia lưới sau khi đã hoàn thành việc xây dựng mô hình và
gán các điều kiện biên.
Hình 2.33: Chia lưới mô hình phân tích tính toán.
Hình 2.34: Kết quả phân tích mô phỏng trên mô đun Simulation của Solidworks. Kết luận: sau khi chạy phân tích, mô phỏng ứng suất tĩnh ta nhận được kết quả như
Hình 2.34