ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÁY XỚI ĐẤT, BÓN PHÂN, PHỦ ĐẤT THEO ĐỊNH LƯỢNG ĐIỂU KHIỂN BẰNG TAY

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

TÊN ĐỀ TÀI: “ Thiết kế, chế tạo máy xới đất, bón phân, phủ dất theo định lượng điều khiển bằng tay”

I. Nội dung:

Dựa trên các kiến thức đã học ở trường, cùng với sự phân công của bộ môn chúng em có cơ hội tìm hiểu về đề tài:“ Thiết kế, chế tạo máy xới đất, bón phân, phủ dất theo định lượnđiều khiển bằng tay”. Quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và thực thi, đề tài được chúng em tóm tắt như sau:

- Nghiên cứu nhu cầu thị trường về thiết bị máy vừa xới đất vừa bón phân.

- Tìm hiểu ở các vùng nông thôn đã có loại máy này hay chưa?

- Tìm ra nguyên lý xới đất, bón phân, phủ đất.

- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết, các định nghĩa, kiến thức chuyên ngành có liên quan.

- Tính toán và thiết kế các bộ phận của máy.

- Chế tạo mô hình và kiểm nghiệm kết quả.

II Kết quả đạt được:

- Tiếp thu, tổng hợp được một khối lượng lớn các kiến thức thực tiễn cũng như lý thuyết.

- Tính toán thiết kế được máy vừa xới đất vừa bón phân và phủ lại đất.

- Chế tạo thành công mô hình máy.

- Nghiên cứu phát triển sản phẩm ra thị trường.

MỤC LỤC

     Trang

  Lời cảm ơn........................................................................................................................3

Chương I Tổng quan nghiên cứu đề tài.............................................................................6

Chương II Cơ sở lý thuyết.................................................................................................9

Chương III Tính toán thiết kế hệ thống...........................................................................10

Chương V Chế tạo thử nghiệm                  .55

Tính giá thành..................................................................................................................60

Kết luận............................................................................................................................61

Tài liệu tham khảo............................................................................................................62

 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1.1 Các định nghĩa

 - Máy vừa xới đất vừa bón phân và phủ lại đất là máy điều khiển bằng tay, có thể kết hợp ba công việc lại cùng lúc. Chính vì vậy người lao động không phải tốn công sức và thời gian trong quá trình lao động.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Củng cố kiến thức đã học, thu thập các kiến thức thực tiễn trong quá trình làm.

- Tìm ra được nguyên lý xới đất, bón phân, phủ đất.

- Tính toán được các thông số, yêu cầu kỹ thuật của máy.

- Chế tạo được mô hình để kiểm nghiệm nguyên lý xới đất, bón phân, phủ đất.

- Có được định hướng phát triển đưa sản phẩm ra thực tiễn sản xuất.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng

- Đất đai, phân bón và các nguyên lý xới đất , bón phân, phủ đất.

- Máy vừa xới đất vừa bón phân và phủ lại đất .

1.3.2 Phạm vi

- Do thời gian nghiên cứu ít, kiến thức của chúng em có hạn, nên đề tài xin phép được giới hạn trong tìm hiểu thiết kế máy vừa xới đất vừa bón phân và phủ lại đất cho cây trồng (các loại cây như dưa leo, khổ qua,...)

1.4 Giới thiệu về máy xới đất, bón phân, phủ lại đất

Sơ đồ phân tích chức năng của máy:

Hình 2.1: Sơ đồ chức năng của máy

Mối quan hệ giữa các chức năng:

Hình 2.2: Mối quan hệ giữa các chức năng của máy

2.3. Ưu điểm của máy

- Là loại máy đã có mặt trên thị trường ( khác cơ cấu cày và phủ đất).

- Kết cấu tương đối nhỏ gọn 2,1m x 0,8m x 1m. Trọng lượng tương đối> 50kg.

- Kết hợp 3 công đoạn lại với nhau( tăng năng suất lao động).

- Giảm thời gian làm việc, tiết kiệm công sức.

- Năng suất

2.4. Nhược điểm của máy

- Chỉ làm việc ở nơi có đất mềm, xốp.

- Tốn nhiên liệu cho quá trình làm việc.

- Gây ô nhiễm môi trường.

- Tạo tiếng ồn khi làm việc.

 

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Lý thuyết chuyên ngành

- Vận dụng kiến thức chuyên ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy để tính toán thiết kế máy. Bao gồm các loại sách như: Thiết kế máy, Tính toán hệ dẫn động cơ khí, Dung sai kỹ thuật đo, Công Nghệ chế tạo máy… (đã được trình bày ở phần tài liệu tham khảo).

- Chủ yếu sử dụng các công thức về tính toán hộp giảm tốc, tính toán chọn động cơ, tính toán bền cho chi tiết máy.

- Ngoài ra còn sử dụng các công thức thuộc dung sai để tính dung sai cho bản vẽ, các công thức sức bền để tính bền cho các chi tiết máy.

2.2 Lý thuyết bên ngoài thực tiễn

- Vận dụng cơ sở lý thuyết về kinh tế, nghiên cứu thị trường trong và ngoài nước về máy xới đất, bón phân và phủ lại đất.

- Tính toán giá thành sản xuất và hoạch định được chi phí chế tạo.

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. Tính toán – thiết kế cho hộp giảm tốc

3.1.1. Chọn động cơ

-     Công suất tải:Nt == = 2,53 (kW)

• Trong đó: P : lực của cơ cấu cày (N)

                                            V : vận tốc của băng tải (m/s)

-      Hiệu suất của toàn bộ hệ thống: η =  (1)

• Trong đó: :     hiệu suất bộ truyền xích.

                                            :     hiệu suất bộ truyền bánh răng.

                                           :      hiệu suất nối trục.

                                                      :      hiệu suất ổ lăn.

                                                       :      hiệu suất bộ truyền đai.

vTra bảng hiệu suất 2-1 trang 20:

                 = 0,995;  = 0,96

Thay vào(1)  => η = 0,8765

-        Công suất cần thiết của động cơ:

      Nct =  = =2,88 (kW)

-        Chọn động cơ: Nđc.  ≥ Nct

      Nđc = 3 kW

  = 1800 vòng/phút

3.1.2. Phân phối tỉ số truyền

-        Tốc độ quay của trục tải (bánh xe):

 =  =  = 33,33 (vòng/phút)

-        Tỉ số truyền chung của toàn bộ hệ thống:

= ... 

       Mà {  =  =  = 27 ;  = 1}

ð    = ...  = 27

vTra bảng 2-2 trang 25:

             Chọn  = 3; Chọn  = 2.

              = 35.Chọn  = 3

ð     =  =  = 1,5.       

Lập bảng phân phối i:

• Tính tốc độ quay của các trục:

-        Trục động cơ:   = 900 vòng/phút =

-        Trục II:  =  =  = 300 (vòng/phút)

-        Trục III:  =  =  = 100 (vòng/phút)

-        Trục IV:  =  =  = 50 (vòng/phút)

-        Trục tải:  =  =  = 33,33 (vòng/phút)

• Tính công suất của các trục:

-        Trục động cơ: Nđc = Nct = 2,88 (kW)

-        Trục II: NII = Nct. = 2,88.0,995.0,96 = 2,75 (kW)

-        Trục III: NIII = NII. = 2,75.0,98.0,995 = 2,68 (kW)

-        Trục IV: NIV = NIII. . = 2,68.0,98.0,995 = 2,62 (kW)

-        Trục tải: Nt = NIV. . = 2,62.0,97.0,995 = 2,53 (kW)

• Bảng tổng hợp số liệu:

	Trục động cơ		Trục II		Trục III		Trục IV		Trục tải
i	= 1	= 3		= 3		= 2		= 1,5
n (vòng/phút)	= 900		= 300		= 100		= 50		= 33,33
N (kW)	Nđc = Nct = 2,88		NII = 2,75		NIII = 2,68		NIV = 2,62		NIV = 2,53

3.1.3. Bộ truyền đai

3.1.3.1. Chọn loại đai

   Theo bảng 5-13 trang 80 sách BTLCTM           

 ta có thể chọn loại đai ta có thể chọn

 loại đai A, B làm 2 phương án

 loại nào có lợi ta lấy

vTiết diện đai:

Loại đai	A	B
a	13	17
h	8	10,5
F	81	138

3.1.3.2. Đường kính bánh nhỏ D1

  Theo bảng 5-14 trang 84 sách BTLCTM:

D1 (A): (100-200) chọn 100 mm; D1 (B): (140-280) chọn 150mm

  Kiểm nghệm vận tốc tối đa:

  V1 =  

 - V1 (A) =  = 4,71 (m/s)

 = V1 (A) =  = 7,06 (m/s)

 

3.1.3.3. Đường kính bánh lớn D2

D2 = i(1-ξ).D1.Trong đó:

Tỉ số truyền i = 3

Hệ số trượt đai lấy ξ = 0,02.

ðD2 (A) = 3(1-0,02).100 = 294 mm. Chọn 280mm (theo tiêu chuẩn bảng 5-15)

ðD2 (B) = 3(1-0,02).150 = 411 mm. Chọn 400mm (theo tiêu chuẩn bảng 5-15)

Số vòng quay thực của trục bị dẫn (n2):

  n’2 =  (1- ξ).n1 => n’2 (A) =  (1- 0,02).900 = 315 (v/p)

                               => n’2 (B) =  (1- 0,02).900 = 294 (v/p)

Kiểm nghệm:

n = . 100 => n(A) = -5                    ;n(B) = 2     

Sai số nằm trong phạm vi cho phép (3-5 ) nên không chọn lại D2.

Tỉ số truyền đai:

  i =  => i(A) = 2,85; i(B) = 3,06

3.1.3.4. Chọn sơ bộ khoảng cách trục A

Theo điều kiện: 2(D1+D2) A  0,55(D1+D2)+h

Theo bảng (5-16) trang 85 sách BTLCTM, với i=3 chọn Asb=D2:

Asb(A) = 280mm; Asb(B) = 400mm.

3.1.3.5. Tính chiều dài l theo khoảng cách A sơ bộ

  l = 2Asb+  (D1+D2)+ => l(A) = 1185,83 mm; l(B) = 1742,06 mm

Chọn l theo tiêu chuẩn bảng (5-12) trang 83 sách BTLCTM chọn:

l(A) = 1213mm; l(B) = 1700mm.

Kiểm nghiệm số vòng chạy:

u =   [u] = 10 => u(A) = 3,88; u(B) = 4,15.

3.1.3.6 Xác định chính xác khoảng cách trục A theo L

A =

A(A) = 294,25mm; A(B) = 398,42mm.

Kiểm tra điều kiện: + Đai A: 760 294,25  217

                                + Đai B: 1100 398,42  313

Sau đó bố trí bộ truyền có thể giảm về 2 phía:

-    Phía giảm A = 0,015L: đai A = 18,195; đai B = 25,5

-    Phía tăng A = 0,03L: đai A = 36,39; đai B = 51

3.1.3.7 Tính góc ôm 1

1 = 180- .57  [1] = 120

1(A) = 145,13; 1(B) = 144,23

3.1.3.8 Xác định số dây đai Z cần thiết

Số dây đai được xác định theo điều kiện xảy ra trơn trượt giữa đai và bánh đai

Chọn ứng suất căng ban đầu 0 = 1,2N/mm² và theo chỉ số D1 tra bảng ta có các hệ số

	Đai A	Đai B
[]po	1,51	1,51
Ct	0,6	0,6
C	0,9	0,9
Cv	1	1

Ta được: []p = []po. Ct. C. Cv => C(A) = 0,82 N/mm²; C(B) = 0,82 N/mm²

Số dây đai cần thiết theo công thức:

Z =  => Z(A) = 4,45; Z(B) = 1,8.

Lấy số đai Z: đai A 4 đai; đai B 2 đai.

3.1.3.9 Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai: B = (Z-1)t + 2S => B(A) = 68mm; B(B) = 45mm.

Đường kính ngoài: Dn1 = D1 +2h₀ => Dn1(A) = 116mm; Dn1(B) = 171mm

                                Dn2 = D2 +2h₀ => Dn2(A) = 296mm; Dn2(B) = 421mm

3.1.3.10 Tính lực căng ban đầu So và lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu:

So = o.F => So(A) = 1,2.81 = 97,2 N/mm² ; So(B) = 1,2.138 = 165,6 N/mm² .

Lực tác dụng lên trục:

Ta có 1(A) = 145,13; 1(B) = 144,23.

R = 2So.Z.sin => R(A) = 741,87 N; R(B) = 630,38 N

=>  Kết luận: chọn phương án dùng bộ truyền đai loại B vì có khuôn khổ nhỏ hơn, lực tác dụng lên trục nhỏ hơn so với dùng phương án đai loại A.

vBảng thống kê thông số bộ truyền đai:

Thông số	Giá trị
Đường kính bánh đai	Bánh đai nhỏ	Bánh đai lớn
	D1 = 150mm	D2 = 400mm
Số đai	Z = 2 đai
Chiều dài đai	L = 1700mm
Khoảng cách trục	A = 398,42mm
Góc ôm	1(B) = 144,23.
Lực tác dụng lên trục	R = 630,38N
Chiều rộng bánh đai	B = 45mm
Đường kính ngoài	Dn1 = 171mm
Đường kính ngoài	Dn2 = 421mm

3.1.4. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (trục II)

3.1.4.1. Chọn vật liệu

      Thiết kế hộp giảm tốc một cấp có tải trọng trung bình. Ít va đập, làm việc êm nên chọn thép có cacbon chất lượng tốt để chế tạo.

vTra bảng 3-6 trang 34, ta được:

• Bánh nhỏ: sử dụng thép 45 thường hóa (bảng 3-6)           

Với giả thuyết đường kính phôi (100-300)

vTra bảng 3-8 trang 36, ta được:

-         = 600N/mm²

-         = 300N/mm²

-        HB1 = 220

• Bánh lớn: sử dụng thép 35 thường hóa (bảng 3-6)

vTra bảng 3-8 trang 36, ta được:

-         = 500N/mm²

-         = 260N/mm²

-        HB1 = 190

 3.1.4.2 Ứng suất cho phép

      Bộ truyền làm việc 5 năm, mỗi năm 240 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ

Nên ta có: T = 5.240.2.4 = 9600 (giờ)

Số chu kỳ làm việc:

-         = 60.u..T = 60.1.600.9600 = 34,56.

-         = 60.u..T = 60.1.200.9600 = 11,52.

a)    Ứng suất tiếp xúc cho phép

v   Tra bảng  3-9 trang 39 ứng với HB = (170200) ta được N0 =  như vậy  và  đều lớn hơn N0 nên ta có K’N = 1.

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép là:

   []tx1 = 2,6.HB1 = 2,6.220 = 572 (N/mm²)

   []tx2 = 2,6.HB2 = 2,6.190 = 494 (N/mm²)

b)    Ứng suất uốn cho phép

Lấy số chu kỳ cơ sở N0 = 5.. Như vậy  và  đều lớn hơn No nên ta có K’n = 1.

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:

   []u = .K’’n

Với: n = 1,5 (thép tôi thường)

        K = 1,8 ( hệ số ứng suất tập trung ở chân răng)

        K’’n =  =  = 0,4936

• Thép 45 (bánh nhỏ):

 = (0,40,45). =  (0,40,45).600 = (240270) chọn = 270N/mm

  []u1 = .K’’n = .0,4936 = 78,976 N/mm²

• Thép 35 (bánh lớn):

 = (0,40,45). =  (0,40,45).500 = (200225) chọn = 225N/mm²

  []u2 = .K’’n = .0,4936 = 65,8 N/mm²

3.1.4.3 Chọn sơ bộ hệ số tải

      Ksb = (1,31,5) = 1,3

3.1.4.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng

 = 0,30,45 => chọn  = 0,45 (tải trọng trung bình)

3.1.4.5 Xác định chính xác khoảng cách trục A

          A ≥ (i+1).

         A ≥ (3+1).

         A ≥ 135,4 => chọn A = 144,63 mm

3.1.4.6 Tính chính xác lại hệ tải trọng K

      K = Kt.Kd

      Kt = 1 (do bộ truyền có tải trọng ít thay đổi).

      Kd phụ thuộc vào vận tốc và cấp chính xác.

 =  =  = 2,27 (m/s)

v    Tra bảng 3-11 trang 43 ứng với  = 2,27 m/s ta có cấp chính xác là 9

vTra bảng 3-14 trang 45 ứng với CCX 9 và độ cứng HB ≤ 350 ta có:

Kd = 1,45

ðK = 1.1,45 = 1,45

Chênh lệch so với Ksb ban đầu nên tính lại A

           A = Asb = 144,63 = 150 (mm)

3.1.4.7 Tính môđun m và số răng Z

      Môđun mn được tính theo công thức:

mn = (0,010,02)A = (0,010,02).150 = (1,53)

vTra bảng 3-1 trang 46 ta chọn m = 3 mm

Tổng số 2 bánh răng:

                 Zt = Z1+Z2 =  =  = 100

ðChọn Zt = 100 răng

• Số răng bánh nhỏ:

                 Z1 =  =  = 25 chọn Z1 = 25 răng

• Số răng bánh lớn :

            Z2 = i. Z1 = 3.25 = 75 chọn Z2 = 75 răng

Bề rộng bánh răng:

B = . A = 0,3.150 = 45 (mm)

Chọn B = 30 mm.

Hệ số dạng răng tra bảng 3-18 trang 47sách BTLCTM:

Bánh nhỏ: y1 = 0,429 (sử dụng phép nội suy tính tuyến)

• Bánh lớn: y2 = 0,5079 (sử dụng phép nội suy tính tuyến)

-        Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ:

                 =  =

ð   78,6 N/mm² < []u1 = 78,976 N/mm²

-        Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng lớn:

                 =.  = 78,6. = 54,5 N/mm²

ð   64,9 N/mm² < []u1 = 65,8 N/mm²

3.1.4.8 Tính các kích thước còn lại của bộ truyền

-        Đường kính vòng chia d và vòng lăn dw (d = dw):

• d1 = m.Z1 = 75 (mm)
• d2 = m.Z2 = 225 (mm)

-        Đường kính vòng đỉnh:

Thông số	Giá trị
	Bánh dẫn	Bánh bị dẫn
-        Môđun -        Hệ số tải trọng -        Khoảng cách trục -        Bề rộng bánh răng -        Chiều cao đỉnh răng -        Chiều cao chân răng -        Chiều cao răng	m = 3 mm K = 1,3 A = 150 mm B = 30 mm ha1 =  ha2 = 3 mm hf1 =  hf2 = 3,75 mm h1 =  h2 = 6,75 mm
-        Số răng -        Đường kính vòng chia -        Đường kính vòng đỉnh -        Đường kính vòng chân	= 25 d1 = 75 mm da1 = 81 mm df1 = 67,5 mm	= 75 d2 = 225 mm da2 = 231 mm df2 = 217,5 mm
-        Lực vòng -        Lực hướng tâm	P1 = P2 = 1763,62 N Pr1 = Pr2 = 641,9 N
-        Vật liệu	C45	C35

• da1 = d1 + 2m = 75 + 3.2 = 81 (mm)
• da2 = d2 + 2 = 225 + 3.2 = 231 (mm)

-        Đường kính vòng chân :

• df1 = d1 – 2,5 = 75 – 2,5.3 = 67,5 (mm)
• df2 = d2 – 2,5 = 225 – 2,5.3 = 217,5 (mm)

-        Chiều cao đỉnh răng: ha = m = 3 (mm)

-     Chiều cao chân răng: hf = 1,25 = 3,75 (mm)

-        Chiều cao đỉnh răng: h = ha + hf = 6,75 (mm)

3.1.4.9 Lực tác dụng lên bộ truyền

-        Lực vòng P:

• P1 = P2 =  =  = 1763,62 (N)

-        Lực hướng tâm Pr:

• Pr1 = Pr2 = P1 . = 1763,62.⁰ = 641,9 (N)

Bảng thống kê thông số bộ truyền bánh răng:

3.1.5. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng (trục III)

3.1.5.1. Chọn vật liệu

      Thiết kế hộp giảm tốc một cấp có tải trọng trung bình. Ít va đập, làm việc êm nên chọn thép có cacbon chất lượng tốt để chế tạo.

vTra bảng 3-6 trang 34, ta được:

• Bánh nhỏ: sử dụng thép 45 thường hóa (bảng 3-6)           

Với giả thuyết đường kính phôi (100-300)

vTra bảng 3-8 trang 36, ta được:

-         = 600N/mm²

-         = 300N/mm²

-        HB1 = 220

• Bánh lớn: sử dụng thép 35 thường hóa (bảng 3-6)

vTra bảng 3-8 trang 36, ta được:

-         = 500N/mm²

-         = 260N/mm²

-        HB1 = 190

3.1.5.2 Ứng suất cho phép

      Bộ truyền làm việc 5 năm, mỗi năm 240 ngày, mỗi ngày 2 ca, mỗi ca 4 giờ

Nên ta có: T = 5.240.2.4 = 9600 (giờ)

Số chu kỳ làm việc:

-         = 60.u..T = 60.1.600.9600 = 34,56.

-         = 60.u..T = 60.1.200.9600 = 11,52.

c)     Ứng suất tiếp xúc cho phép

v   Tra bảng  3-9 trang 39 ứng với HB = (170200) ta được N0 =  như vậy  và  đều lớn hơn N0 nên ta có K’N = 1.

Vậy ứng suất tiếp xúc cho phép là:

   []tx1 = 2,6.HB1 = 2,6.220 = 572 (N/mm²)

   []tx2 = 2,6.HB2 = 2,6.190 = 494 (N/mm²)

d)    Ứng suất uốn cho phép

Lấy số chu kỳ cơ sở N0 = 5.. Như vậy  và  đều lớn hơn No nên ta có K’n = 1.

Bộ truyền làm việc 1 chiều nên ứng suất uốn được tính theo công thức:

   []u = .K’’n

Với: n = 1,5 (thép tôi thường)

        K = 1,8 ( hệ số ứng suất tập trung ở chân răng)

        K’’n =  =  = 0,4936

• Thép 45 (bánh nhỏ):

 = (0,40,45). =  (0,40,45).600 = (240270) chọn = 270N/mm

  []u1 = .K’’n = .0,4936 = 78,976 N/mm²

• Thép 35 (bánh lớn):

 = (0,40,45). =  (0,40,45).500 = (200225) chọn = 225N/mm²

  []u2 = .K’’n = .0,4936 = 65,8 N/mm²

3.1.5.3 Chọn sơ bộ hệ số tải

      Ksb = (1,31,5) = 1,3

3.1.5.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng

 = 0,30,45 => chọn  = 0,3 (tải trọng trung bình)

3.1.5.5 Xác định chính xác khoảng cách trục A

          A ≥ (i+1).

         A ≥ (2+1).

         A ≥ 190,06 => chọn A = 190,3 mm

3.1.5.6 Tính chính xác lại hệ tải trọng K

      K = Kt.Kd

      Kt = 1 (do bộ truyền có tải trọng ít thay đổi).

      Kd phụ thuộc vào vận tốc và cấp chính xác.

 =  =  = 0,99 (m/s)

v    Tra bảng 3-11 trang 43 ứng với  = 0,99 m/s ta có cấp chính xác là 9

vTra bảng 3-14 trang 45 ứng với CCX 9 và độ cứng HB ≤ 350 ta có:

Kd = 1,1

ðK = 1.1,1 = 1,1

Chênh lệch so với Ksb ban đầu nên tính lại A

           A = Asb = 190,3 . = 180 (mm)

3.1.5.7 Tính môđun m và số răng Z

      Môđun mn được tính theo công thức:

mn = (0,010,02).A = (0,010,02).180 = (1,83,6)

vTra bảng 3-1 trang 46 ta chọn m = 3 mm

Tổng số 2 bánh răng:

                 Zt = Z1+Z2 =  =  = 120

ðChọn Zt = 120 răng

• Số răng bánh nhỏ:

                 Z1 =  =  = 40 chọn Z1 = 40 răng

• Số răng bánh lớn :

            Z2 = i. Z1 = 2.40 = 80 chọn Z2 = 80 răng

Bề rộng bánh răng:

B = . A = 0,3.180 = 54 (mm)

Chọn B = 40 mm.

Hệ số dạng răng tra bảng 3-18 trang 47sách BTLCTM:

Bánh nhỏ: y1 = 0,476 (sử dụng phép nội suy tính tuyến)

• Bánh lớn: y2 = 0,511 (sử dụng phép nội suy tính tuyến)

-        Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ:

                 =  =

ð   72,14 N/mm² < []u1 = 78,976 N/mm²

-        Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng lớn:

                 =.  = 72,14. = 57,1 N/mm²

ð   57,1 N/mm² < []u1 = 65,8 N/mm²

3.1.5.8 Tính các kích thước còn lại của bộ truyền

-        Đường kính vòng chia d và vòng lăn dw (d = dw):

• d1 = m.Z1 = 120 (mm)
• d2 = m.Z2 = 240 (mm)

-        Đường kính vòng đỉnh:

• da1 = d1 + 2m = 120 + 3.2 = 126 (mm)
• da2 = d2 + 2 = 240 + 3.2 = 246 (mm)

-        Đường kính vòng chân :

• df1 = d1 – 2,5 = 120 – 2,5.3 = 112,5 (mm)
• df2 = d2 – 2,5 = 240 – 2,5.3 = 232,5 (mm)

-        Chiều cao đỉnh răng: ha = m = 3 (mm)

-     Chiều cao chân răng: hf = 1,25 = 3,75 (mm)

-        Chiều cao đỉnh răng: h = ha + hf = 6,75 (mm)

3.1.5.9 Lực tác dụng lên bộ truyền

-        Lực vòng P:

• P1 = P2 =  =  = 4692,23 (N)

-        Lực hướng tâm Pr:

• Pr1 = Pr2 = P1 . = 4692,23.⁰ = 1707,83 (N)

vBảng thống kê thông số bộ truyền bánh răng:

Thông số	Giá trị
	Bánh dẫn	Bánh bị dẫn
-        Môđun -        Hệ số tải trọng -        Khoảng cách trục -        Bề rộng bánh răng -        Chiều cao đỉnh răng -        Chiều cao chân răng -        Chiều cao răng	m = 3 mm K = 1,1 A = 180 mm B = 40 mm ha1 =  ha2 = 3 mm hf1 =  hf2 = 3,75 mm h1 =  h2 = 6,75 mm
-        Số răng -        Đường kính vòng chia -        Đường kính vòng đỉnh -        Đường kính vòng chân	= 40 d1 = 120 mm da1 = 126 mm df1 = 112,5 mm	= 80 d2 = 240 mm da2 = 246 mm df2 = 232,5 mm
-        Lực vòng -        Lực hướng tâm	P1 = P2 = 4692,23 N Pr1 = Pr2 = 1707,83 N
-        Vật liệu	C45	C35

3.1.6 Bộ truyền xích

3.1.6.1 Tổng quan về bộ truyền xích

       Xích là chuỗi các mắt xích nối với nhau bằng bản lề. Bộ truyền xích đơn giản nhất có 3 bộ phận chính: dây xích và 2 đĩa xích. Khi truyền động nhờ ăn khớp giữa răng đĩa xích và mắt xích mà cơ năng được truyền từ bánh này sang bánh kia.

       Ưu và nhược điểm:

vƯu điểm:

• Có thể truyền động với khoảng cách lớn mà vẫn đảm bảo tỉ số truyền chính xác.
• Có hiệu suất cao lên đến 97%.
• Lực tác dụng lên trục nhỏ và lực căng ban đầu không cần lớn.

vNhược điểm:

• Chế tạo phức tạp, đòi hỏi chăm sóc và bôi trơn cẩn thận, giá thành cao.
• Làm việc có nhiều tiếng ồn.
• Vận tốc tức thời của đĩa xích thay đổi, nhất là khi số răng của đĩa xích ít làm cho đĩa xích quay không đều.

3.1.6.2Trình tự tính toán – thiết kế bộ truyền xích

3.1.6.2.1Chọn loại xích ống con lăn

3.1.6.2.2Chọn số răng đĩa dẫn

      Ứng với  = 1,5, tra bảng 6-3 trang 94, Z1 = 27-25

ðChọn Z1 = 27 răng.

ð    Số răng đĩa xích lớn: Z2 = .Z1 = 1,5.27 = 40,5

ðChọn Z2 = 40 răng.

3.1.6.2.3 Tính bước xích

-        Tính hệ số: K = Kt.Ka.Kα.Kb.Kc.Kđc (3)

              Kt = 1 (tải trọng êm)

              Ka = 1 [A chọn 40Pt]

              Kα = 1 (góc nghiêng 0º)

              Kb = 1,25 (bôi trơn định kỳ)

              Kc = 1,25 (bộ truyền làm việc 2 ca/ngày)

              Kđc = 1 (trục điều chỉnh được)

Thay vào (3) => K = 1.1.1.1,25.1,25.1 = 1,5625

-        Tính hệ số răng đĩa dẫn:

  Kz =  =  = 0,925

-        Tính hệ số vòng quay đĩa dẫn:

Chọn  = 50 (vòng/phút)  

            Kn =  =  = 1

Vậy công suất tính toán:

              Nt = NII.K.Kz.Kn = 2,53.1,5625.0,925.1 = 3,65 (kW)

vTra bảng 6-4 trang 96 => Pt = 12,7 mm với [N] = 5,74 kW => Nt < [N]

vTra bảng 6-5 trang 97, với bước xích Pt = 12,7 mm và Z1 = 27 ta được:

               = 760 vòng/phút =>  <  nên chấp nhận.

3.1.6.2.4     Chọn khoảng cách 2 trục A

  Asb = (30-50)Pt  = 40Pt = 30.12,7 = 381 (mm)

Tính số mắc xích:

              X = +  +  .  =  +  +  .      

                  = 94,39

• Chọn X = 95

Tính chính xác lại khoảng cách trục A:

              A =  

             == 389,63

Để lực tác dụng lên trục nhỏ, ta phải thu ngắn lại khoảng cách trục A một lượng:

              A = (0,0020,004)A = (0,0020,004)389,63= (0,781,55)

Vậy chọn A = 388 (mm)

Kiểm nghiệm lại số lần va đập µ trong 1 giây:

                µ =  =  = 0,94 < = 30

3.1.6.2.5     Tính đường kính đĩa xích

               =  =  = 109,395 (mm)

              =  =  = 161,86 (mm)

              = (cotg+k) = 12,7(cotg + 0,5) = 115 (mm)

              =(cotg+k) = 12,7(cotg + 0,5) = 167,71 (mm)

3.1.6.2.6     Tính lực tác dụng lên bộ truyền

                R = Kt.P = Kt. = 1,15. = 2059,4125 (N)

Chiều dài xích: L = X.Pt = 95.12,7 = 1206,5 (mm)

 

vBảng thống kê thông số bộ truyền xích:

Thông số	Giá trị
-        Số răng đĩa dẫn -        Số răng đĩa dẫn -        Bước xích -        Khoảng cách 2 trục -        Số mắc xích -        Đường kính vòng chia đĩa dẫn -        Đường kính vòng chia đĩa bị dẫn -        Đường kính vòng đỉnh răng của đĩa xích dẫn -        Đường kính vòng đỉnh răng của đĩa xích bị dẫn -        Lực tác dụng lên bộ truyền -        Chiều dài xích	= 27 răng  = 40 răng Pt = 12,7 mm A = 388 mm X = 95  = 109,395 mm  = 161,86 mm  = 115 mm  = 167,71 mm Rx = 2059,4125 N L = 1206,5 mm

 

3.1.7           Tính toán – thiết kế trục

3.1.7.1 Tính sơ bộ đường kính trục

-        Là bước tính chỉ xét ảnh hưởng của momen xoắn. Đường kính sơ bộ chỉ mang tính tham khảo.

-        Tính đường kính sơ bộ trục theo kinh nghiệm:

 ≥ C. = 120.  = 25,11 (mm)

C: hệ số phụ thuộc ứng suất cho phép (C = 120130 )

Chọn  = 30 mm

Bol = 19 (tra bảng phụ lục 17b trang 181 theo cỡ trung bình)

3.1.7.2      Tính gần đúng trục

3.1.7.2.1     Tính gần dúng trục I

1. Xác định các kích thước theo phương dọc trục:

 

• A =   +  +  +   (1)

vTrong đó:

-        : chiều dài phần mayơ lắp với trục (xích = 1 1,2d).

-        : khoảng cách từ nắp ổ lăn đến mặt cạnh của chi tiết quay

-     ngoài hộp (10 20 mm).

-        : khoảng cách từ nắp ổ và đầu bulông (15  20 mm).

Thay vào (1):  A =   + 17,5 + 15 +  = 60 (mm)

• B =   +  + a + (2)

vTrong đó:

-        : khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp (5  10 mm).

-        a: khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong

-     của hộp (10 15 mm).

-        : bề rộng bánh răng (40 mm).

Thay vào (2) : B =   + 10,5 + 10 + = 50 (mm)

vCác momen tác dụng lên trục:

• M_p1= P₁ .  = 1763,62 .  = 66135,75 N.mm

1. Tính phản lực liên kết tại các gối đỡ

v Xét trong mặt phẳng đứng yOz:

-        Áp dụng các phương trình cân bằng để xét các phản lực tại B và D :

            Z_mB= 0 ó 50.P_r1+100.Yb + 60.Rđ = 0

ðYb = -699,178 (N)

ðYa = -Yb- P_r1+ R_đ= 687,658 (N)

v Xét trong mặt phẳng ngang xOz:

ð   Xa= Xb=  = 881,81 (N)

1. Vẽ biểu đồ nội lực của trục I

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng đứng yOz ( Qy, Mx).

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng ngang xOz ( Qx, My).

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng cắt ngang xOy ( Mz).

Ta có : Xa = Xb = 881,81 N ; Ya = 687,658 N ; Yb = -699,178 N

M_td  =

-        Tại A:  M_tdA  =  = 57275,2396 N.mm

-        Tại B:  M_tdB= = 68636,85 N.mm

-        Tại C:  M_tdC = = 80290,41 N.mm

-        Tại D: M_tdD = 0 N.mm

• Đường kính tại C: d_C ≥  =  = 25,22(mm)

Vì C có làm rảnh trục nên tăng thêm 7% đường kính trục:

-        D_C = 25,22 + 25,22.0,07 = 26,98(mm) chọn d_C= 28 mm

• Đường kính trục B và D: (vì tại B và D chọn cùng ổ lăn nên phải cùng kích thước trục)

-      d_B= d_D= =  = 23,94(mm) chọn d_B= d_D = 25 mm

• Đường kính tại A: d_A ≥  =  = 22,54 (mm)

Vì A có làm rảnh trục nên tăng thêm 7% đường kính trục:

-        d_A = 22,54 + 22,54.0,07 = 24,12 (mm) chọn d_A= 25 mm

3.1.7.2.2 Tính gần đúng trục II

           a.    Xác định các kích thước theo phương dọc trục:

 

vTa có: d₁ = 75 mm ; P_r1 = 641,9; P₁ = 1763,62 N

                d₂ = 120 mm ; P_r2 = 1707,83; P₂ = 4692,23 N

 

Các moment tác dụng lên trục:

• M_p1 = P₁ = 1763,62.  = 66135,75 (N)
• M_p2 = P₂ = 4692,23.  = 281533,8 (N)

          b.    Tính phản lực liên kết tại các gối đỡ

v Xét trong mặt phẳng đứng yOz:

-        Áp dụng các phương trình cân bằng để xét các phản lực tại A và D :

            Z_mA = 0 ó-50.P_r1  - 130P_r2+ 180. Yb = 0

ðYb = 1411,74 (N)

ðƩRy= 0 óYa + Yb - Pr1 - Pr2 = 0 => Ya = 937,99(N)

v Xét trong mặt phẳng ngang xOz:

-        Áp dụng các phương trình cân bằng để xét các phản lực tại A và D :

            Z_mA = 0 ó50.P₁+ 130P₂+ 180. Xb = 0

ðXb = -3878,73 (N)

ðƩRy= 0 óXa + Xb + P1 + P2 = 0 => Xa = -2577,12(N)

1.  Vẽ biểu đồ nội lực của trục II

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng đứng yOz ( Qy, Mx).

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng ngang xOz ( Qx, My).

-        Biểu đồ momen uốn trong mặt phẳng cắt ngang xOy ( Mz).