TÓM TẮT ĐỒ ÁN KHÓA MỞ ĐẦU DAO PHAY CNC BT BÁN TỰ ĐỘNG

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY  “KHÓA MỞ ĐẦU DAO PHAY BT BÁN TỰ ĐỘNG”

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 và chế tạo máy khóa mở đầu dao phay bt bán tự động”

vQuá 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 của máy khóa mở dao đầu BT bán tự động.

-        Tìm hiểu trong và ngoài nước đã có loại máy này chưa?

-        Tìm ra nguyên lý hoạt động của máy.

-        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 máy và kiểm nghiệm kết quả.

vKết 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 và chế tạo được máy khóa mở đầu dao đầu BT bán tự động.

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 2.1: Kết quả nghiên cứu và chế tạo

Hình 4.1: Sơ đồ cơ cấu kẹp chặt đầu dao phay bằng then trượt.

Hình 4.2: Dùng vấu để định vi đầu dao BT

Hình4.3 :Cụm đẩy đầu dao

Hình 4.4: Tấm trượt kẹp

Hình 4.5: Biến tần

Hình 4.6: Động cơ DC

 

MỤC LỤC

Nhận Xét Giáo Viên Hướng Dẫn. ii

LỜI CAM KẾT. iii

LỜI CẢM ƠN.. v

TÓM TẮT ĐỒ ÁN.. vi

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ. viii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU.. 1

1.1    1.1 Tính cấp thiết của đề tài1

1.2    1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài2

1.3    1.3Mục tiêu nghiên cứu của đề tài3

1.4    1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3

1.4.1 Đối tượng. 3

1.4.2 Phạm vi3

1.5    1.5Phương pháp nghiên cứu. 3

1.5.1   Cơ sở phương pháp luận. 3

1.5.2   Các phương pháp nghiên cứu cụ thể. 4

1.6    1.6Kết cấu của ĐATN.. 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀIError! Bookmark not defined.

1.7    2.1Các định nghĩa. Error! Bookmark not defined.

1.8    2.2Giới thiệu về đồ gá:7

1.9    2.3  Đối tượng và phương pháp nghiên cứu. 7

2.3.1. Đối tượng nghiên cứu:7

2.3.2. Phương pháp nghiên cứu và các bước tiến hành:7

2.3.3 Kết quả nghiên cứu và chế tạo. 8

1.102.4  Các tồn tại cần giải quyết của máy.11

2.4.1  Cơ cấu của máy. 11

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 12

1.113.1  Lý thuyết chuyên ngành. 12

1.123.2    Lý thuyết bên ngoài thực tiễn. 12

CHƯƠNG 4 : CƠ CẤU & CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN.. 13

1.134.2  Chức năng các bộ phận:14

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN MÁY   20

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM26

1.146.1  Chế tạo  26

1.156.2    Đánh giá  26

TÍNH GIÁ THÀNH.. 27

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ28

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 29

 

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

-           Chúng ta đã bước sang thế kỷ XXI thế kỷ của khoa học kỹ thuật hiện đại . Các thành tựu của khoa học kỹ thuật được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống. Điều này cũng được phản ánh một cách rõ ràng trong lĩnh vực lao động sản xuất. Ngày trước khi khoa học kỹ thuật vẫn còn lạc hậu thì lao động chân tay của con người chiếm một vị trí chủ đạo. Qua thời gian khi xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao không chỉ về số lượng mà còn cả chất lượng thì điều đó không còn thiết thực nữa. Lao động chân tay dần dần được thay thế bằng máy móc. Điều này có một ý nghĩa vô cùng quan trọng không chỉ giải phóng sức lao động mà còn nâng cáo năng suất cũng như chất lượng của các sản phẩm làm ra.

-           Trong thời buổi kinh tế thị trường như hiện nay thì việc tự động hoá quá trình sản xuất trở thành một yếu tố sống còn của các các doanh nghiệp, tự động hóa không chỉ áp dụng cho các ngành công nghiệp hiện đại mà nay giáo dục cũng đã được áp dụng với các thiết bị tự động hóa. Danh tiếng của một trường học phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó chất lượng sinh viên đầu ra và chi phí giáo dục là hai yếu tố cơ bản nhất. Mà hai yếu tố này lại được quyết định trực tiếp bởi yếu tố công nghệ và khả năng tự động hoá của thiết bị hỗ trợ cho con người. Một khi nhà trường được sự hỗ trợ của các thiết bị tự động hoá thì quá trình học tập và thực hành cũng như chất lượng sinh viên đầu ra sẽ tăng từ đó sẽ giảm được chi phí giáo dục nâng cao sức hút đối với các bạn sinh viên.

-           Ngày nay, ở bất cứ nơi đâu không chỉ trong các nhà máy xí nghiệp mà trong cả đời sống sinh hoạt chúng ta có thể thấy sự hiện hữu của máy móc khắp nơi. Tuy nhiên nhu cầu của con người là vô hạn và nó phát sinh trong những hoàn cảnh nhất định. Do đó máy móc chỉ có thể đáp ứng được nhu cầu của con người trong một giai đoạn nhất định nào đó. Nhưng không vì vậy mà con người bớt đi sự tìm tòi sáng tạo. Mà ngược lại việc này còn được hưởng ứng một cách rộng rãi không phân biệt giai cấp. Có thể là trí thức, học sinh- sinh viên và thậm chí là người lao động.  

-           Do đặc trưng của ngành nghề học tập cũng như yêu cầu của xã hội thì đồ án tốt nghiệp của sinh viên ngành chế tạo máy có quan hệ mật thiết với những điều nêu trên. Với đề tài “Thiết kế chế tạo máy khoá mở đầu dao phay BT bán tự động” chúng tôi hi vọng sẽ đóng góp được một phần nào sự phát triển chung của quá trình giáo dục giúp ngành giáo dục phát triển hơn.

-        Hiện trên thị trường chưa có loại máy này, vì vậy việc bắt tay vào nghiên cứu nó xem như là một cơ hội cũng như thách thức cho bản thân, đồng thời chúng tôi hy vọng sẽ tạo ta một tiền đề cho các nghiên cứu sau này. Thật vậy, tại các xưởng thực hành của các trường vẫn sử dụng tháo lắp đầu dao BT bằng tay( thủ công) còn khá phổ biến, rất mất thời gian cũng như công sức, chi phí cũng theo đó mà tăng lên. Vì vậy yêu cầu cấp thiết hiện nay là có một loại máy có thể làm được công việc trên, với năng suất cao, chúng tôi tin rằng đó sẽ là một sáng kiến rất cần thiết cho ngành giáo dục.

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

-           Như đã nói ở trên thì công trình nghiên cứu này nhằm giúp phát triển nền giáo dục hiện đại hơn, chuyên nghiệp hơn. Nếu thành công như mong đợi thì đó không những giải quyết được việc tháo lắp nhanh, mà còn mang lại một một vốn hiểu biết rộng cho người nghiên cứu.

-           Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu có thể phát triển các kỹ năng, kiến thức của mình và ứng dụng chúng vào thực tiễn.

 

1.3                                                                           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 cơ cấu hoạt động của khoá mở đầu dao phay BT.

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

-            Chế tạo được mô hình để kiểm nghiệm nguyên lý khoá mở đầu dao phay BT trong thực tế.

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

1.4   Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng

-         Xưởng thực hành của các trường đào tạo về gia công bằng máy phay có đầu dao BT.

1.4.2 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 thiết bị khoá mở dao phục vụ cho giáo dục.

1.5             Phương pháp nghiên cứu

1.5.1                        Cơ sở phương pháp luận

Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học. Theo định nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết.

Nghiên cứu quy trình công nghệ và cơ cấu khoá mở đầu dao phay BT, từ đó đưa ra các phương pháp, nguyên lý hoạt động để giải quyết được các vấn đề.

 

1.5.2                        Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

-         Phương pháp khảo sát thực tế: tìm hiểu thực tế về công việc khoá mở đầu dao bằng tay và nhu cầu về một loại máy khoá mở tự động cho xưởng thực hành. Tìm hiểu thị trường loại máy này đã có mặt trên thị trường hay không.

-         Phương pháp thu thập dữ liệu: lấy số liệu về năng suất làm việc của loại máy khoá mở đầu dao phay có năng suất và hiểu quả như thế nào khi thực hiện thủ công trong việc đào tạo thực hành thông qua việc khảo sát thực tế. Bấm thời gian để lấy số liệu về các công đoạn khoá mở khi chịu tải khác nhau từ đó tính toán được năng suất cần thiết để cung cấp đủ tải cho phù hợp không làm hư máy và phải đạt được năng suất tốt nhất.

-         Phương pháp phân tích đánh giá: dựa vào dữ liệu đã thu thập được, tham khảo ý kiến của một số thầy trong xưởng thực hành để phân tích và đánh giá nhu cầu trong việc chế tạo một loại máy có khả năng thay thế được sức lao động của con người nhưng vẫn đảm bảo năng suất cần thiết.Phân tích tìm ra các giải pháp công nghệ trong chế tạo, từ đó đưa ra quy trình để hoàn thiện đồ án một cách hiệu quả nhất.

-          Phương pháp tổng hợp: sau khi đã có đầy đủ thông tin, số liệu cần thiết và những gì được chứng kiến trong thực tế kết hợp với kiến thức chuyên ngành của chúng em, chúng em đã đưa ra những nhận xét, đánh giá khách quan để từ đó đưa ra mô hình cơ bản của máy.

-          Phương pháp mô hình hóa: là mục tiêu chính của đề tài, tạo cho chúng em có cơ hội để ôn lại kiến thức đã học và học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong thực tiễn. việc chế tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thiết và sửa chữa những chỗ sai mà phương pháp lý thuyết không thể thấy được.

 

1.6            Kết cấu của ĐATN

ĐATN bao gồm 6 chương:

-         Chương 1:Giới thiệu .

-         Chương 2: Trình bày tổng quan nghiên cứu của đề tài.

-         Chương 3:  Trình bày về cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài

-         Chương 4: Cơ cấu và chức năng của các bộ phận

-         Chương 5: Tính toán thiết kế bộ phận máy

-         Chương 6: Chế tạo thử nghiệm nguyên lý của thiết bị

 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

 2.1            Các định nghĩa

• Máy bán tự động là máy tự động không hoàn toàn, thao tác trên sản phẩm đến lấy sản phẩm ra. Chính vì thế con người tốn ít công sức hơn trong quá trình hoàn thiện sản phẩm.
• Vai trò và ý nghĩa của tự động hóa quá trình sản xuất:

- Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao động. Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điều khiển theo các quy luật kinh tế. Có thể nói chi phí và hiệu quả sản xuất là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa.

-  Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất. Các quá trình sản xuất sử dụng quá nhiều lao động sống thường không đảm bảo tính ổn định về giờ giấc, chất lượng gia công và năng xuất lao động, gây khó khăn trong việc điều hành và quản lý giờ giấc. Các quá trình sản xuất tự động cho phép loại bỏ các nhược điểm trên.

- Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ sản xuất hiện đại.

- Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép chuyên môn hóa và hoán đổi sản xuất . Chỉ một số ít các sản phẩm phức tạp là được chế tạo từ một nhà sản xuất.

- Tự động hóa quá trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đáp ứng điều kiện sản xuất.

 

2.2             Giới thiệu về máy khoá mở đầu dao phay BT:

Khuynh hướng của đề tài nghiên cứu.

- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ra máy khoá mở đầu dao BT phục vụ giảng dạy nhằm giúp giảm sức lao động của con người,nâng cao năng suất đâò tạo trong quá trình học tập.

2.3  Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Đối tượng nghiên cứu:

Một số mô hình, các sản phẩm, các thiết bị hỗ trợ trong thực gia công cơ khí, các vật liệu dự kiến dùng để chế tạo thiết bị.

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu và các bước tiến hành:

- Nghiên cứu cơ cấu, linh kiện, phụ tùng.

- Thiết kế sơ đồ tổng thể trên máy vi tính.

- Lựa chọn, mua sắm vật liệu.

- Chế tạo theo sơ đồ thiết kế.

- Thử nghiệm và đánh giá kết quả

- Hoàn thiện mô hình và chế tạo sản phẩm

- Áp dụng vào thực tiễn thao tác chạy thử với chi tiết thực.

- Các tiêu chí của sản phẩm: Trong quá trình nghiên cứu, phân tích, chúng tôi thấy rằng sản phẩm thực sự có giá trị sử dụng phục vụ trong giảng dạy thực hành thay thế sức lao động cho sức người.

- Đồng thời có thể tiếp tục cải tiến, nâng cấp sản phẩm phù hợp với nhu cầu và hoàn cảnh và khả năng kinh tế của từng môi trường giáo dục nhưng vẫn đảm bảo chất lượng.

2.3.3 Kết quả nghiên cứu và chế tạo

 

 

Hình 2.1: Kết quả nghiên cứu và chế tạo

 

-  Xây dựng sơ đồ thiết kế trên máy vi tính và mô hình tổng thể sản phẩm. Đối với việc hỗ trợ cho giảng dạy thực hành thì việc đầu tư các dụng cụ thiết bị đáp ứng các nhu cầu tối thiểu phải phối hợp với sức lao động của con người làm cho quá trình thực hiện trở nên đỡ vất vả hơn. Vì vậy, chúng tôi xây dựng dựng sơ đồ thiết kế và mô hình tổng thể sản phẩm - một thiết bị, tích hợp các tính năng và công dụng kể trên nhưng đơn giản và gọn nhẹ, an toàn và dễ sử dụng, rẻ tiền và chắc chắn. Hình vẽ dưới đây là mô hình sản phẩm do chính chúng tôi thiết kế:

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1      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: Chi tiết máy, Thiết kế chi tiết máy, Dung sai kỹ thuật đo, Công Nghệ chế tạo máy…(đã được trình bày ở phần tài liệu tham khảo).

- 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.

3.2      Lý thuyết bên ngoài thực tiễn

- Vận dụng cơ sở lý thuyết về tháo lắp ,khoá mở của các đầu dao trong xưởng thực hành.

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

CHƯƠNG 4 : CƠ CẤU & CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN

4.1 Cơ cấu của máy khoá mở đầu dao BT

Phương án 1: Cơ cấu kẹp chặt đầu dao bằng then nghiêng

Ưu điểm : dễ thao tác

Nhược điểm :khó gia công để then trượt dễ dàng

Hình 4.1: Sơ đồ cơ cấu kẹp chặt đầu dao phay bằng then trượt.

Phương án 2: Sử dụng vấu để chống xoay đầu dao BT.

-         An toàn khi tháo lắp dao BT.

-         Thao tác nhanh gọn.

Hình 4.2: Dùng vấu để định vi đầu dao BT

4.2 Chức năng các bộ phận:

4.2.1    Cơ cấu lói đầu dao BT

Dùng để lói đầu dao BT ra khỏi áo côn khi thực hiện xong thao tác khoá mở đầu dao.

Hình4.3 :Cụm đẩy đầu dao

4.2.2    Tấm trượt kẹp

Có thể di trượt để chống xoay chi tiết, tạo ra khoảng trống để lấy đầu dao BT

Hình 4.4: Tấm trượt kẹp

4.2.3    Biến tần

Chống quá tải lực

Hình 4.5: Biến tần

4.2.4     Động cơ DC

Có công suất 0,09kW có đi kèm hộp giảm tốc 1/40 nên đầu ra của động cơ là 25v/p

Hình 4.6: Động cơ DC

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN MÁY

Số liệu thiết kế:

Lực xiết đầu dao P=2400N

Vận tốc V= 0.035 m/s

Đường kính đầu dao D= 55 mm

Thời gian làm việc của máy T= 3năm

Số ca làm việc trong ngày C= 2 ca

Số giờ làm việc mỗi ca X= 5 giờ

Số ngày làm việc trong năm N= 200 ngày

5.1.TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ

1.Chọn hiệu suất của hệ thống:

- Hiệu suất chung của hệ thống:

Trong đó

 hiệu suất của của bộ truyền bánh răng

= 0,99 hiều suất của ổ lăn

2.Tính công suất đẳng trị ( công suất tính toán):

- Công suất tính toán:

Công suất cần thiết trên trục động cơ:

=> Chọn động cơ  động cơ có gắn kèm hộp giảm tốc 1/40 nên

3.Phân phối tỉ số truyền:

Tỉ số truyền động chung:

: số vòng quay của đầu dao

: tỷ số truyền của bộ truyền bánh nón răng thẳng

 : tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng thẳng

Chọn  tỷ số truyền của bộ truyền bánh nón răng thẳng

=>,08 tỷ số truyền của bộ truyền bánh trụ răng thẳng

4.Tính toán công suất trên các trục:

5.Tính toán số vòng quay các trục:

 

`	Động cơ	Trục 1		Trục 2
Tỉ số truyền	1		2,08
Số vòng quay (v/ph)	25	25		12
Công suất (kW)	0,09	0,086		0,083

 

5.2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT MÁY

1.     BỘ TRUYỀN BÁNH NÓN RĂNG THẲNG :

(bộ truyền bánh trụ răng nghiêng)

1. Chọn vật liệu làm 2 bánh răng : thép 45 thường hóa (theo bảng 3-6/39)

Cơ tính của loại thép này (bảng 3-8/40,41)

Thép 45

b = 600N/mm2                  d1 = 300 N/mm²             HB = 200

( phôi rèn, giả thuyết đường kính phôi dưới 100mm)

2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất cho phép

Ứng suất cho phép

Số chu kì tương đương của 2 bánh  (CT3-4/42)

N₁₌N₂ = 3*200*2*5*60*25(1³ *0,3+0,5³*0,5)= 3,5.10⁷

Vì N₁ và N₂ điều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của 2 bánh lấy k_N =1

Ứng suất tiếp xúc cho phép của 2 bánh

[ σ]_tx  = 2,6.200 = 520 N/mm²

Để xác định ứng suất uốn cho phép lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K’₀ = 1,8 ( vì là phôi rèn, thép thường hóa)

• Giới hạn mỏi của thép 45 là

-₁ = 0,43.600 = 258 N/mm²

Ứng suất uốn cho phép của 2 bánh răng

3. Sơ bộ chọn hệ thống tải trọng k = 1,4
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
5. Tính chiều dài nón L(CT3-11):
6. Tính toán vận tốc và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng

 

Với vận tốc này tra bảng 3-11 có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9

7. Định chính xác hệ số của tải trọng k

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng HB < 350 nên K_tt=1

với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng v < 3 m/s tra bảng    3-14 tìm được k_đ = 1,1

Do đó k =1.1,1 = 1,1 khác với dự đoán k=1,4

8. Xác định modun, số răng, chiều rộng bánh răng

Modun

m_s = 0,047 *42,4= 2 mm

Số răng của 2 bánh

Tính chính xác chiều dài nón

Chiều dài răng

Lấy b = 20 mm

Mođun trung bình

9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Tính số răng tương đương của 2 bánh

Hệ số dạng răng của 2 bánh  y = 0,499

Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ [Công thức (3-34)]

Thoả điều kiện

1. Kiểm nghiệm bánh răng chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn:

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Ứng suất uốn cho phép:

Kiểm nghiệm bền tiếp xúc quá tải [CT3-15]

Kiểm nghiệm bền uốn quá tải:

 

1. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Modun pháp m_n = 2mm

Số răng Z₁ = Z₂  = 30

Góc ăn khớp α_n = 20°

Chiều dài răng b=20mm

Chiều dài nón L=42,4mm

Góc mặt nón chia

Đường kính vòng chia

d =2*30=60mm

Đường kính vòng chia trung bình

Đường kính vòng đỉnh

 

2. Tính lực tác dụng lên trục

Lực vòng

Lực hướng tâm

Lực dọc trục:

2. BỘ TRUYỀN BÁNH TRỤ RĂNG THẲNG:
3. Chọn vật liệu chết tạo bánh răng

Bánh nhỏ:

Thép 45 thường hóa, _bk = 600 N/mm²_ch = 300N/mm² , HB = 190, phôi rèn (giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)

Bánh lớn:

Thép 35 thường hóa, _bk = 500 N/mm² _ch = 260 N/mm² ,  HB = 160 phôi rèn ( giả sử đường kính phôi từ 100-300mm)

 

2. Định ứng suất cho phép

Số chu kì tương đương của bánh lớn (CT3-4/42)

N₂ = 3*200*2*5*600*12 = 4,32*10⁷

Số chu kì tương đương của bánh nhỏ

N₁ = i.N₂ = 2,08*4,32*10⁷ = 8,98*10⁷

Vì N₁ và N₂ điều lớn hơn số chu kì cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy k_N =1

Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ

[ σ]_tx1  = 2,6.190 = 494 N/mm²

ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn

[ σ_p]_tx2 = 2,6.160 = 416 n/mm²

Để xác định ứng suất uốn cho phép lấy hệ số an toàn n=1,5 và hệ số tập trung ứng suất ở chân răng K’₀ = 1,8 ( vì là phôi rèn, thép thường hóa)

Giới hạn mỏi của thép 45 là

-₁ = 0,43.600 = 258 N/mm²

Giới hạn mỏi của thép 35 là

-₁ = 0,43.500 = 215 N/mm²

Đối với bánh nhỏ

Đối với bánh lớn

3. Sơ bộ chọn hệ thống tải trọng k = 1,3
4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
5. Tính khoảng cách trục A:
7. Tính toán vận tốc và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng

Vận tốc vòng

Với vận tốc này có thể chế tạo bánh răng theo cấp chính xác 9

8. Định chính xác hệ số của tải trọng k

Vì tải trọng không thay đổi và độ rắn của các bánh răng HB < 350 nên K_tt=1

với cấp chính xác 9 và vận tốc vòng v < 3 m/s tra bảng    3-14 tìm được k_đ = 1,1

Do đó k =1.1,1 = 1,1

Tính lại khoảng cách trục A

 

9. Xác định modun, số răng và chiều rộng bánh răng

Modun  m= 0,02*93,6 = 2 mm

Lấy m_n = 2

Số răng bánh nhỏ

Số răng Z₁ thỏa mãn điều kiện là lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng 3-15

Số răng bánh lớn Z₂ = 30*2,08= 60

Chiều rộng bánh răng

Lấy b = 20 mm

1. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

Hệ số dạng răng của bánh nhỏ y₁ = 0,451

Hệ số dạng răng của bánh lớn y₂ = 0,517

Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh nhỏ

Thoả điều kiện

Kiểm nghiệm ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn [Công thức (3-40)]

Thoả điều kiện

1. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Modun m= 2mm

Số răng Z₁ = 30,     Z₂  = 60

Góc ăn khớp α_n = 20°

Đường kính vòng chia ( vòng lăn)

Khoảng cách trục

Chiều rộng bánh răng b = 20mm

Đường kính vòng đỉnh răng

D_a1 = 60+2*2 = 64 mm

D_a2 = 120+2*2 = 124 mm

Đường kính vòng chân răng

D_i1 = 60-2,5*2 = 55 mm

D_i1 =120-2,5*2 = 115 mm

2. Tính lực tác dụng lên trục

Lực vòng

Lực hướng tâm

5.3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC

 

1.Tính đường kính sơ bộ của trục theo công thức 7-2

• Đối với trục I

N=0,086 KW , n= 25 v/ph

C hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép đối với trục vào và trục truyền chung. Có thể lấy C=120

• Đối với trục II

N= 0,083KW      ,    n=12 v/ph

Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng trong 2 trị số d_I,d_II ở trên ta có thể lấy trị số d= 20 để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình tra bảng 17P. ta có chiều rộng ổ B = 14mm

2.Tính gần đúng trục

*Trục1:

a = B/2 +l₂ +a+b_bn/2 +3 =

(l₂ = 5÷10mm, a= 10÷15mm, B = 14mm, chọn b_bn= 30mm là chiều cao bánh trụ)

(b_bn= 30mm, d_tb=45,8mm, b_bt=20mm,l₂=5÷10mm)

c= b_bt/2+a+l₂+B/2 = 53mm

(a= 10÷15mm, b_bt= 20mm, l₂ = 5÷10mm, B= 14mm)

,  , 

, 

Tính phản lực ở các gối đỡ

Tính momen xoắn ở tiết diện nguy hiểm:

Ở tiết diện n-n:

Ở tiết diện m-m:

Đường kính trục tại tiết diện n-n và, m-m tính theo :

Tại tiết diện n-n:

Tại tiết diện m-m:

Đường kính tại tiết diện n-n lấy bằng 22mm

Đường kính tại tiết diện m-m lấy bằng 22mm

Đường kính ngõng trục lấy bằng 20mm

3.Tính chính xác đường kính của trục

Kiểm nghiệm tại tiết diện m-m của trục I

Hệ số an toàn m-m theo công thức [5-7]

Trục làm bằng thép 45 với

Giới hạn uốn và xoắn

Với ;

Với ;

Đối với thép cacbon trung bình

Hệ số tăng bền

Tra bảng 7-10 ta được

=>

Vậy

Hệ số an toàn [n] thường lấy bằng 1,5 đến 2,5

Kiểm nghiệm tại tiết diện n-n của trục I

Hệ số an toàn n-n theo công thức [5-7]

Trục làm bằng thép 45 với

Giới hạn uốn và xoắn

Với ,

Với

Đối với thép cacbon trung bình

Hệ số tăng bền

Tra bảng 7-10 ta được

=>

Hệ số an toàn [n] thường lấy bằng 1,5 đến 2,5

Kiểm nghiệm tại tiết diện N(n-n) và M(m-m) của trục

Hệ số an toàn N(n-n) theo công thức

n = 

T_-1 = (0,4÷0,5) T_b = 0,45.600 = 270N/mm²

T_-1 = 0,25 T_b = 0,25.600 = 150N/mm²

K_ơ  =1,49 và K_t = 1,5 tra bảng 7- 8/127

Ɛ_ơ  =1,92 và Ɛ_t = 1,39 tra bảng 7- 4/123

µ_t  =0,1 và µ_t = 0,05 thép cacbon

β = 1 trục không tăng bề mặt

Ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động W₀, W_u tra bảng 7.3b

T_a =  =  = =   = 12,5N/mm²

T_a =  =  = 12,5 N/mm²

Ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng

T_a = T_max = 5,9 N/mm²

Ơ_m =0 N/mm²

Vậy n_ơ= 27

n_t= 6

n _a =5,8 > [n] = (1,5÷2,5) nên trục đủ bền.

Kết luận: sau khi kiểm nghiệm chọn  lại đường kính trục

Chọn d_n-n=22mm

*Kiểm nghiệm tại tiết diện M (m-m)

Hệ số an toàntheo công thức

n = 

T_-1 = (0,4÷0,5) T_b = 0,45.600 = 270N/mm²

T_-1 = 0,25 T_b = 0,25.600 = 150N/mm²

K_ơ  =1,49 và K_t = 1,5 tra bảng 7- 8/127

Ɛ_ơ  =0,78 và Ɛ_t = 0,67 tra bảng 7- 4/123

µ_t  =0,1 và µ_t = 0,05 thép cacbon

β = 1 trục không tăng bề mặt

Bộ truyền làm việc quay 1 chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động W₀, W_u tra bảng 7.3b

T_a =  =  = =   = 9,6N/mm²

T_a =  =  = 9,6 N/mm²

Ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng

T_a = T_max = 19,1 N/mm²

Ơ_m =0 N/mm²

Vậy n_ơ= 7,4;  n_t= 6,8

n _G =5 > [n] = (1,5÷2,5) nên trục đủ bền.

Kết luận: sau khi kiểm nghiệm chọn  lại đường kính trục

Chọn d_m-m=22mm

(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)
Bánh răng – trục I	H7/k6	+15	+2	+21	0
Bánh răng – trục II	H7/k6	+18	+2	+25	0
Ổ bi đỡ chặn I – trục I	k6	+15	+2
Ổ bi đỡ chặn I – vỏ hộp	H7			+35	0
Ổ bi đỡ chặn II – trục II	k6	+18	+2
Ổ bi đỡ chặn II – vỏ hộp	H7			+35	0
Nối trục đàn hồi – trục I	H7/k6	+15	+2	+21	0
Then bằng – trục I	N9/h9	0	-52	0	-52
Then bằng – trục II	N9/h9	0	-62	0	-62
Then bằng – bánh răng	D10/h9	0	-52	+149	+65
Chốt định vị – vỏ hộp	H7/r6	+28	+19	+15	0
Nắp ổ – vỏ hộp	H11/d11	-120	-340	+220	0
Vòng chắn dầu – trục I	H7/js6	+6	-6	+21	0
Vòng chắn dầu – trục II	H7/js6	+8	-8	+25	0
Vòng chặn – gối đỡ	H7/h6	0	-25	+40	0
Ống lót – ổ bi đỡ chặn	H7			+35	0
Ống lót – gối đỡ	H7/h6	0	-22	+35	0
Nắp bích – thân hộp	H11/d11	-120	-340	+220	0

5.4THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

Trục I theo các thông số.

Chọn góc β=16° , kiểu 36000, thời gian 3 năm 200 ngày, ngày 4h, 2 ca đường kính ngỗng trục d= 20mm , n=25v/ph ,

H= 3*200*4*2=4800 giờ (thời gian ổ lăn làm việc )

Hệ số m= 1,5 bảng 8-2 

K_v = 1 ổ đỡ chặn bảng 5-8

K_n = 1 thời gian làm việc dưới 100°c bảng 8-4

K_t = 1 tải trọng tĩnh bảng 8-3

P_a2 = 453N

R_D = =  = 4348N

R_E = =  = 3008N

S_D = 1,3.R_N.tgβ = 1.3.4348.tg16° = 1620N

S_E = 1,3.R_M.tgβ = 1.3.3008.tg16° = 1121N

S_t1 = P_a2 +S_N – S_M = 453+1121-1620 = -46N

S_t2 = P_a2 –S_N + S_M = 453-1121+620 = 952N

Như vậy lực A_t1 hướng về gối trục bên trái. Vì lực hướng tâm ở 2 gối trục gần bằng nhau nên ta chỉ tính gối trục bên trái ( ở đây lực Q lớn hơn) và chọn ổ cho gối trục này, còn gối trục kia lấy cùng loại

Q_N = (R_N.R_V+m.A_t1)K_t.k_n

 = [ 4348.1+ 1,5.(-46)].1.1

 = 4279N hoặc 427,9 daN

Q_M = (R_M.R_V+m.A_t1)K_t.k_n

 = ( 3008.1+ 0).1.1

 = 3008N hoặc 300,8 daN

C= 427,9.(402.24000)^0,3 = 53059

Tra bảng 17b/347 ứng với d=20 lấy ổ có ký hiệu 46311, C_bảng = 18000, đường kính ngoài của ổ D= 47mm , chiều rộng B=14mm

CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM NGUYÊN LÝ BAY CỦA

 THIẾT BỊ

6.1                                                                   Chế tạo

- Chế tạo máy để kiểm nghiệm nguyên lý làm việc. Do kinh phí và thời gian có hạn nên chỉ chế tạo máy khoá mở đầu dao phay BT bán tự động để hỗ trợ giảng dạy thực hành.

 

6.2                                                                   Đánh giá

-  Nhìn chung nguyên lý đưa ra là khá hợp lý, có khả năng khoá mở đầu dao phay BT tốt.                 

Kinh phí chế tạo cũng không quá cao như trên thị trường.

- Tuy nhiên vẫn còn một số sơ sót của máy: là khả năng làm việc sẽ không ổn định do cường độ dòng điện chưa ổn định. Động cơ hoạt động liên tục có thể có thể gây nóng động cơ làm cháy dây đồng.

           -  Yêu cầu:

          Có đủ điều kiện kỹ thuật, khả năng gia công và việc lắp đặt, điều chỉnh và sửa chữa như thiết bị gia công, thiết bị kiểm tra, hiệu chỉnh và đo lường.

Phải đảm bảo tất cả các thông số, dung sai kích thước và đặc tính kỹ thuật.

Hướng dẫn vận hành, Hướng dẫn chế độ bảo dưỡng, kiểm tra thường xuyên và định kỳ, biện pháp khắc phục sự cố khẩn cấp.

           Sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra phát hiện các khuyết tật bên trong hoặc ở bề mặt vật kiểm mà không làm tổn hại đến khả năng sử dụng của chúng.

 

            Mục đích: Nhằm đánh giá tính chất vật liệu trước khi chúng bị hư hỏng, dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật quy định được công nhận hoặc biến dạng suy biến xác định qua thời gian dài, để bảo đảm đúng chất lượng sản phẩm và tính năng làm việc của , thiết bị, và cũng nhằm khai thác hết khả năng của các kết cấu kỹ thuật. Hạn chế rủi ro hoặc các khuyết tật nhằm tăng cường tính toàn vẹn trong gia công và lắp ráp.

TÍNH GIÁ THÀNH

Giá thành của máy được tính theo bảng sau:

STT	Tên Chi Tiết	Số lượng	Gía(ngàn/cái)	Tổng     (ngàn)
1	Bánh răng trụ Z30	1	100	100
2	Bánh răng trụ Z60	1	200	200
3	Bánh răng côn Z30	2	100	200
4	Ổ bi đỡ chặn d50	1		70
5	Ổ bi đỡ chặn d20	2
6	Trụ Ø26x200	1		800
7	Trụ Ø75x76	1
8	Trụ Ø30x80	1
9	Then 8x6	1		6
10	Then 8x7	1
11	Then 10x8	1
12	Phe Ø47	1	3	3
13	Bulong M4 đầu côn	2	1	2
14	Bulong M6x60	4	1	4
15	Bulong  M12x100	4	3	12
16	Bulong  M12x60	8	2	16
17	Bulong M4x30	4	1	4
18	Đai ốc M4	4	1	4
21	Động cơ giảm tốc	1		800
22	Biến tần	1		800
23	Phôi thép 410x210x25	1		1400
24	Phôi thép 210x200x75	1
25	Phôi thép 70x280x40	1
26	Phôi thép 130x140x210	1

Tổng cộng: 4,421,000 đồng.

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ

Thông qua quá trình làm đồ án. Chúng em đã đạt được những kết quả sau:

-         Hoàn thành thuyết minh tính toán và chế tạo được mô hình kiểm nghiệm một bộ phận của máy.

-         Tích luỹ được nhưng kinh nghiệm quý báo trong quá trình làm.

-         Khả năng tính toán và hoạch định được kinh phí làm đồ án.

-         Vì đây là loại máy chưa có trên thị trường Việt Nam nên có thể đây là tiền đề cho chúng em phát triển sản phẩm sau này.

Kiến nghị:

-         Quá trình làm đồ án chúng em thật sự gặp rất nhiều khó khăn trong việc chế tạo cũng như địa điểm để làm đồ án. Vì thế chúng em kính mong thầy cô Khoa mình sẽ có nhiều hơn nữa sự giúp đỡ cho sinh viên làm đồ án. Đặc biệt là tạo điều kiện máy móc, cơ sở vật chất cho quá trình làm đồ án.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]Biên soạn:TS. Đào Khánh Dư_Lưu Chí Đức_Nguyễn Thành Lâm, dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo

[2] Hoàng Tùng, giáo trình Vật Liệu Cơ Khí và Công nghệ cơ khí,NXB giáo dục, 2006

[3] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí -tập 2, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội, 2009

[4] Đặng Vũ Giao, Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả khác, Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy (tập 1+2), Trường Đại học Bách Khoa, Hà Nội, 1970

[5] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật cơ khí - tập, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội, 2010

 [6] Trần Quốc Hùng , Dung sai kỹ thuật đo , ĐH SPKT , 2006

[7] Paul Pounds, Robert Mahony, Peter Corke ,7/2010, Modelling and Control of a Quad                                - Rotor Robot, Australian National University,Canberra, Australia CSIROICT Centre.

[8] A.T.Conlisk, 11/2007, Modern helicopter aerodynamics, The Ohio State University.     Columbus.

[9] Starlino,12/2010, Guide To using IMU (Accelerometer and Gyroscope Devices) in  Embedded Applications. URL http://www.starlino.com/imu_guide.html

[10] RC Groups, Quadrocopter and Tricopter Info Mega Link Index, 12/2010

[11] https://vanbanphapluat.co/