Máy tách vỏ hạt bàng chín

bn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV : Võ Quốc Trưởng Lớp : 49 CT

Tên đề tài : Thiết kế máy tách hạt quả bàng tươi

Số trang : 80 Số chương: 06 Số tài liệu tham khảo: 11

Hiện vật : không

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

Tp.Nha Trang, ngày… tháng… năm 2011

Cán bộ hướng dẫn

Ths Trần Ngọc Nhuần

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Tên đề tài : Thiết kế máy tách hạt quả bàng tươi

Số trang : 80 Số chương: 06 Số tài liệu tham khảo: 11

Hiện vật : không

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện

Tp.Nha Trang, ngày… tháng… năm 2011

Cán bộ phản biện

Tp.Nha Trang, ngày… tháng… năm 2011

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóađất nước Trong đó ngành cơ khí nói chung và cơ khí chế tạo nói riêng gópphần quan trong trong công cuộc phát triển đất nước Mặt khác do nước ta làmột nước nông nghiệp, đang trên con đường trở thành nước công nghiệp vàonăm 2020, cho nên việc đưa máy móc thiết bị tiên tiến nhằm giảm nhẹ sức laođộng của con người đã và đang được Đảng và nhà nước quan tâm

Trước tình hình đó, khoa cơ khí trường Đại học Nha Trang đã đưa ra một

số đề tài tốt nghiệp, trong đó một số đề tài yêu cầu thiết kế một số máy mócphục vụ sản xuất nông nghiệp và dịch vụ Mục đích của các đề tài là giúp chosinh viên sắp tốt nghiệp tổng hợp lại các kiến thức đã học trong những nămhọc ở trường và giúp cho sinh viên làm quen với công việc của một kỹ sư cơkhí sau khi tốt nghiệp Em được Bộ môn Chế tạo máy – Khoa Cơ khí –Trường đại học Nha Trang giao cho đề tài “ Thiết kế máy tách hạt quả Bàngtươi ” phục vụ cho nhu cầu dịch vụ ẩm thực của người Việt

Đề tài gồm những nội dung sau:

1 Tổng quan về công nghệ tách vỏ

2 Lựa chọn phương án thiết kế

3 Thiết kế kỹ thuật máy tách vỏ

4 Lập quy trình gia công cơ một chi tiết

5 Kết luận và đề xuất

Trong thời gian thực hiện đề tài , em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu thêm.Đến nay đề tài đã được hoàn thành, nhưng do năng lực cũng như sự hiểu biếtcòn hạn chế nên nội dung của đề tài không tránh khỏi sự thiếu sót Em rấtmong được sự góp ý và chỉ bảo chân thành của các thầy trong bộ môn và cácbạn để em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy: Ths.Trần Ngọc Nhuần đã tận tìnhhướng dẫn em trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp này.

Nha Trang, tháng 6 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Võ Quốc Trưởng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TÁCH VỎ

1.1 Công nghệ bóc tách vỏ hiện nay của nước ta:

Ngày nay, khi chất lượng cuộc sống đã được cải thiện, nhu cầu về nguồn

thực phẩm càng trở lên quan trọng hơn

Theo dự báo của Tổ chức Giám sát Kinh doanh Quốc tế (BMI), tổng

mức tiêu dùng thực phẩm ở các thị trường Việt Nam trong giai đoạn 2009

-2014 sẽ tăng 67,3%, riêng trong năm -2014, mức tiêu dùng này ước tính đạt426.997 tỷ đồng Mức tiêu thụ bình quân theo đầu người ước đạt 56,4%(tương đương 4.537.628 đồng) vào năm 2014

Với nhu cầu sử dụng thực phẩm ngày càng tăng trên thị trường ViệtNam, vấn đề đặt ra là làm cách nào để sản xuất các loại thực phẩm đó với sốlượng lớn, năng suất cao, tiêu thụ ít sức lao động của con người nhưng vẫnđảm bảo được chất lượng của sản phẩm Không chỉ sử dụng trong nước màcòn xuất khẩu ra nước ngoài

Ngày nay với nền khoa học tiên tiến, với đội ngũ tri thức dồi dào và đặcbiệt là với nhu cầu sử dụng thực phẩm ngày càng tăng Nhiều nhà khoa học,các kỹ sư cơ khí và cả những người nông dân trực tiếp tham gia sản xuất đã

sáng chế ra nhiều loại máy móc, trong đó có máy bóc tách vỏ các loại thực

phẩm, đáp ứng nhu cầu sử dụng, gia tăng năng suất và giảm sức lao động củanhân công

Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã có các loại máy bóc tách vỏ cácloại thực phẩm, bao gồm các loại củ, quả, trái cây và các loại hạt…Với mẫu

mã đẹp và giá thành phải chăng, các loại máy bóc tách vỏ đang được cácdoanh nghiệp và người dân đưa vào sự dụng với số lượng ngày càng tăngnhằm phục vụ cho quá trình sản xuất, giảm nhân công với số lượng lớn, manglại năng suất và giá trị kinh tế cao cho người sử dụng

Một số loại máy bóc tách vỏ đang có mặt trên thị trường Việt Nam:

- Máy tách vỏ lụa hạt điều

- Máy bóc vỏ dừa

- Máy bóc vỏ chôm chôm

- Máy bóc vỏ hạt đậu

- Máy bóc vỏ hạt sen

Hình 1.1: Quả bàng chín.

Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới nên có hệ động thựcvật vô cùng phong phú

Bàng (danh pháp khoa học: Terminalia catappa) là một loài cây thân

gỗ lớn sinh sống ở vùng nhiệt đới, thuộc họ Trâm bầu (Combretaceae).Nguồn gốc của loài này hiện vẫn đang là vấn đề gây tranh cãi, nó có thể cónguồn gốc từ Ấn Độ, bán đảo Mã Lai hay New Guinea

Loài cây này có thể mọc cao tới 35 mét, với tán lá mọc thẳng, đối xứng

và các cành nằm ngang Khi cây già hơn thì tán lá của nó trở nên phẳng hơn

để tạo thành hình dáng giống như cái bát trải rộng Lá to, dài khoảng 15- 25

cm và rộng 10- 14 cm, hình trứng, xanh sẫm và bóng Đây là loài cây có lásớm rụng về mùa khô; trước khi rụng thì các lá chuyển màu thành màu đỏ ánhhồng hay nâu vàng, do các sắc tố như violaxanthin, lutein hay zeaxanthin

Hoa đơn tính cùng gốc, với các hoa đực và hoa cái mọc trên cùng mộtcây Cả hai loại hoa có đường kính khoảng 1 cm, có màu trắng hơi xanh,không lộ rõ, không có cánh hoa, chúng mọc trên các nách lá hoặc ở đầu cành.Quả thuộc loại quả hạch dài 5- 7 cm và rộng 3- 5,5 cm, khi non có màu xanhlục, sau đó ngả sang màu vàng và cuối cùng có màu đỏ khi chín, chứa một hạt

Trồng và sử dụng: Bàng được trồng trong khu vực nhiệt đới như là mộtloại cây cảnh hay để lấy bóng râm nhờ tán lá lớn và rậm Quả ăn được và cóvị hơi chua

Gỗ có màu đỏ, rắn chắc và chống thấm nước khá tốt, tại Polynesiangười ta dùng nó để đóng các loại canoe (xuồng gỗ)

Lá chứa một số flavonoid (chẳng hạn kamferol hay quercetin) cũngnhư các chất tanin (như punicalin, punicalagin, tercatin), các chất saponin vàphytosterol Do chứa nhiều hóa chất nên lá và vỏ thân cây bàng còn được sửdụng trong nhiều nền y học cổ truyền khác nhau vào một số mục đích Chẳnghạn, tại Đài Loan người ta dùng các lá rụng làm thuốc chữa một số bệnh liênquan tới gan Tại Suriname, chè được làm từ lá bàng được dùng để chữa cácbệnh như lỵ và tiêu chảy Người ta cũng cho rằng lá bàng có chứa các chấtngăn cản ung thư (mặc dù không thấy chúng thể hiện khả năng chống ungthư) và các đặc trưng chống ôxy hóa cũng như chống phá hủy bộ nhiễm sắcthể

1.3 Mứt hạt bàng ở Côn Đảo:

Bàng ở Côn Đảo là loại cây rừng, lá và quả thật to Người dân Côn Đảo

“thu hoạch” quả bàng đem phơi cho dốt vỏ, rồi trong những lúc rỗi việc nhà,đem ra chẻ lấy hạt dùng làm mứt

Đến Côn Đảo, du khách thường được mời thưởng thức món đặc sảnmứt hạt bàng Có hai loại mứt hạt bàng: ngọt và mặn Gọi là mứt nhưng thật

sự đó là hạt bàng rang với muối hoặc với đường như đậu phộng rang muối,đường ở đất liền Cho một vài hạt vào miệng, vị ngọt của đường hay vị mặncủa muối hòa lẫn vị bùi và béo của hạt bàng ở đầu lưỡi, du khách đều côngnhận: lạ và ngon!

Hình 1.2: Quả bàng khi còn xanh.

Nhiều người thích loại hạt bàng rang với muối hơn Nói là rang vớimuối nhưng loại này không hề mặn, chỉ đậm đà hơn hạt bàng tươi một chút

và gần như giữ được vị bùi bùi nguyên gốc của hạt bàng tươi Còn loại rangvới đường thì rất ngọt và không còn giữ được vị gốc của hạt bàng Hạt bàngrang muối nhìn mập mạp, vỏ hơi thâm nâu, khi cắn một miếng, sẽ thấy đượccác lớp màu trắng ngà của hạt bàng xếp cuộn khít vào nhau, rất đều đặn

Bàng ở Côn Đảo là loại cây rừng, lá và quả thật to Người dân Côn Đảo

“thu hoạch” quả bàng đem phơi cho dốt vỏ, rồi trong những lúc rỗi việc nhà,đem ra chẻ lấy hạt Hạt bàng mới tách ra có màu nâu giống như màu gỗ đượcđánh vẹc- ni Ngồi mất vài tiếng đồng hồ, có khi vừa chẻ vừa tách chỉ đượcchừng vài trăm gram hạt Sau đó đem rang muối hoặc rang đường tùy ý

Mứt hạt bàng là một thứ quà đặc sản mang đậm dấu ấn Côn Đảo Đặtchân lên Côn Đảo, rời cảng Bến Đầm chỉ vài trăm mét là đã bắt đầu thấy ngaycây bàng Bàng mọc trên con đường ven biển, bàng có mặt trên mọi ngócngách đường phố Những cây bàng gốc xù xì vươn dài ra đường, thân to đến2- 3 người ôm không hết Những cây bàng nơi đây còn được gắn biển đề tênmột cách trang trọng

Quả bàng chín nhiều nhất là vào mùa hè, tầm tháng 7, tháng 8 Gióthổi, dơi ăn, quả bàng rụng đầy trên đường Có hôm sắp bão, gió lớn, quảbàng rụng la liệt, người dân trên đảo mạnh ai nấy đổ xô đi lượm Sau đó, phơikhô, dùng dao chẻ từng quả một lấy nhân ra, rồi rang sao cho khéo léo để cónhững sản phẩm thơm ngon bán cho người dân địa phương và du khách

Làm mứt hạt bàng cũng lắm công phu chứ không đơn giản như cái cáchtrẻ con ăn bàng, quả bàng chặt đôi, lấy tăm khều lấy hạt ra, rồi bỏ vào miệngnhai bùi bùi Bởi thế, giá mứt hạt bàng không phải rẻ: 200.000 đồng/kg loạirang đường, 280.000 đồng/kg loại rang muối Nếu vào mùa ngập, mứt hạtbàng lên đến 500.000 đồng/kg mà không đủ bán cho khách du lịch

Ngoài ra, mứt hạt bàng đang được phát triển ở Phú Quốc và Vũng Tàu

Hình 1.3: mứt hạt bàng.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Cơ sở chọn phương án thiết kế.

Việc chọn phương án thiết kế là quá trình tìm hiểu, phân tích, đánh giácác và tính toán thiết kế các phương án đã đề ra để tìm ra phương án tối ưunhất, thỏa mãn các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật và có hiệu quả cao nhất, cụ thểlà: máy được chế tạo khi làm việc có độ tin cậy cao, năng suất lao động cao,hiệu suất làm việc lớn và tuổi thọ cao Ngoài ra máy còn đảm bảo nhỏ gọn,kết cấu không quá phức tạp, thao tác sử dụng, sửa chữa dễ dàng, có tính thẩm

mỹ cao…

Yêu cầu về sản phẩm tạo ra:

Sản phảm tạo ra phải có kích thước chuẩn, ít bị lỗi, có kích thước yêucầu là 9 x 28 mm

Hình 2.1: Kích thước bề rộng nhân quả bàng.

Hình 2.2: kích thước chiều dài nhân quả bàng.

2.2 Yêu cầu đối với máy:

- Năng suất: Năng suất của máy phải cao hơn cắt cá bằng tay gấp nhiều lần.

- Khả năng làm việc: máy có thể hoàn thành các chức năng đã định màvẫn giữ được sự ổn định: có tính bền mòn, tinh chống gỉ tốt vì máy hoạt độngtrong môi trường ẩm ướt

- Độ tin cây: Khả năng thực hiện các chức năng đã định, đồng thời vẫngiữ được chỉ tiêu sử dụng trong suốt thời gian làm việc

- Chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng: Năng suất cao, hiệu quả cao, tốn ít nănglượng, chi phí thấp về lao động vận hành máy

2.3 Chọn Hình Thức Chuyển Động Của Dao Cắt

Việc chọn hình thức chuyển động của dao cắt cũng có ý nghĩa lớn trongviệc thiết kế Có thể coi đây là một trong những cơ sở để chọn phương ánthiết kế máy Ta phải xác định hình thức chuyển động của dao cắt để đảm bảoviệc cắt đứt vật liệu là hợp lý nhất nghĩa là lực cắt đứt vật liệu là ít nhất nhưng

vẫn đảm bảo năng suất của máy đạt được là cao nhất Có nhiều hình thứcchuyển động của dao khi cắt nhưng có 2 hình thức hay được sử dụng nhất là:

a Dao chuyển động còn vật liệu cần cắt đứng yên

b Cả dao cắt và vật liệu cắt đều thực hiện chuyển động tương đối vớinhau để thực hiện quá trình cắt

* Nhận xét:

- Dao chuyển động theo dạng a, ít được sử dụng vì với hình thứcchuyển động này của dao thì sau một chu trình làm việc chỉ có một hành trìnhcủa dao, do đó hiệu suất máy không cao

- Dao chuyển động theo dạng b đảm bảo yêu cầu đề ra, nâng cao năng suất

2.4 Phân tích phương án.

A Phương án 1:

a Cấu tạo của dao cắt.

Hình 2.3: dao xén mặt đầu quả bàng.

Hình 2.4: dao cắt

b Nguyên lý hoạt động:

Ban đầu quả bàng được đưa vào và cắt xén 2 mặt đầu bằng lưỡi daođịnh cỡ Có thể dùng cơ cấu cam để tác dụng lực cắt Quả bàng được định vịtrên cơ cấu có biên dạng theo hình elíp và được dịch chuyển qua sau khi đãcắt xong Và tiếp tục một quả khác

Sau khi được xén 2 mặt đầu quả bàng được đưa qua cơ cấu khác là cơcấu dao cắt theo kiểu sọc Dao cắt (như hình vẽ) được chuyển động tịnh tiếndọc trục, với lực cắt phù hợp dao sẽ ăn vào phần tâm của quả bàng Quả bàngđược định vị tâm trong cơ cấu định vị tâm

Biên dạng của dao được thiết kế to dần từ dưới lên trên, có tác dụngtách vỏ quả bàng ra sau khi dao vừa đi hết hành trình cắt

Vì nhân của quả bàng có đường kính lớn nhất là 6mm do vậy đườngkính dao cắt là 8- 10cm.

Khi dao cắt hoàn thành xong quá trình cắt và dao sẽ đi lên trở lại vị trí

cũ trong quá trình đi lên ngay giữa dao cắt có một thanh đẩy cố định để đẩynhân quả bàng vừa cắt ra

Sau khi tách nhân quả bàng ra khỏi vỏ và dao cắt cả vỏ và nhân đềuđược đưa xuống cơ cấu sàn, nhân quả bàng có dạng tròn, dài, vỏ quả bàng cókích thước to hơn, nên chọn lỗ của sàn theo biên dạng của nhân bàng, có kíchthước 12 x 28 mm

c Ưu và nhược điểm của phương án:

Qua tìm hiểu nguyên lý làm việc của phương án thiết kế máy này ta rút

ra được một số đặc điểm như sau:

* Ưu điểm:

- Kết cấu của máy đơn giản

- Cơ cấu truyền động đơn giản, số chi tiết trong bộ truyền động ít

* Nhược điểm:

- Sử dụng động cơ điện nên tính cơ động không cao

- Năng suất lao động thấp

- Thao tác phức tạp

- Trong quá trình cắt dễ xảy ra hiện tượng bị cắt phạm do quả bàng cóbiên dạng không đều

B Phương án 2:

a.Cấu tạo phần dao cắt.

Hình 2.5: Cấu tạo bộ phận dao cắt.

Trục vít có nhiêm vụ cắt nhưng chủ yếu là có tác dụng đẩy quả bàng đixuống để 2 dao cắt cắt, vì với lực cắt của 2 dao sẽ làm cho quả bàng có xuhướng cuốn theo chiều lực cắt và đi lên, và quả bàng sẽ không được cắt hết

Sau khi cắt xong nhân quả bàng sẽ còn lớp vỏ bọc bên ngoài, bởi vì quảbàng tươi nên không thể tách nhân dễ dàng được Và cả nhân vào một phần

vỏ quả bàng rơi xuống sàng, tấm sàng có kích thước lỗ nhỏ hơn kích thướcsản phẩm, và vỏ quả bàng vụn sẽ được lọt xuống sàn Đầu ra của sàn là nhânquả bàng ta có được

Máy này sử dụng 2 động cơ điện 2 pha, một dùng cho máy bóc, mộtmáy dùng cho máy sàng

Dùng bánh răng vòng để truyền động 3 trục quay cùng chiều Với sốvòng quay như nhau

c.Ưu và nhược điểm của phương án

* Ưu điểm:

- Kết cấu của máy đơn giản

- Năng suất lao động cao

- Thao tác đơn giản, sử dụng dễ dàng, sửa chữa, tháo lắp, thay thế nhanh

- Cơ cấu truyền động đơn giản, số chi tiết trong bộ truyền động ít

* Nhược điểm:

- Sử dụng động cơ điện nên tính cơ động không cao

- Trong quá trình cắt dễ xảy ra hiện tượng bị cắt phạm do quả bàng cóbiên dạng không đều

2.5 Chọn phương án thiết kế:

Căn cứ vào nhu cầu cơ khí hóa, hiện đại hóa hiện nay là giảm tối đa sứclao động của con người Từ việc phân tích phương án, và hình thức chuyểnđộng của dao được đưa ra ở trên, ta thấy các phương án đều có những ưu

nhược điểm riêng Nhưng phương án 2 là có khả năng thiết thực nhất, dễ thiết

kế và chế tạo hơn cả Do vậy, ta quyết định chọn phương án 2

Hình 2.6: Cấu tạo máy.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY TÁCH VỎ

Từ mục đích đặt ra ở trên ta thấy máy được thiết kế là phục vụ cho hộgia đình hay những cơ sở sản xuất nhỏ Nên yêu cầu về năng suất của máykhông cần lớn Do vậy, ta chọn năng suất là 8000 quả một giờ.

3.1.2 Tính chọn dao cắt.

Dao cắt có 2 dạng: một trục vít dạng trụ côn, và 2 dao cắt dạng trụ côn

Hình 3.2 Biên dạng dao cắt.

Hình 3.3 Trục vít cắt và dao cắt.

Hai dao cắt và trục vít quay cùng một chiều, truyền động 3 trục dao nàybằng bánh răng vòng, và được truyền động với động cơ bằng đai.

Chọn chiều cao của dao và trục vít là bằng nhau h = 120mm

- Chọn bước ren vít a = 10 mm

3.1.3 Tính lực cắt.

Trên thực tế không có công thức nào được đưa ra để xác định chính xáclực cần thiết để cắt đứt 1 mảng vỏ (3x3x1 mm) của quả bàng với vận tốc vnào đó Nên việc xác định lực cắt được xác định bằng thực nghiệm

Dụng cụ thí nghiệm:

- 1 con dao

- 1 tấm kê

- Vài quả bàng tươi

- Vài cục vật liệu có khối lượng khác nhau: 0,1kg; 0,2kg; 0,3kg; 0,4kg;0,5kg; …

Vật thử được đặt ngay trên sống dao cắt nên khoảng cách từ vật thử tácdụng xuống dao bằng 0

Sau khi thí nghiệm ta tìm được khối lượng vật thử lớn nhất là: 0.5kg

→ P=0.5kg=5NThí nghiệm này chỉ mang tính chất tương đối vì độ chính xác không cao

Do sau 1 khoảng thời gian làm việc dao cắt sẽ bị mòn nó làm cho lựccắt tăng nên lực cắt khi tính toán phải nhân với hệ số tăng lực Khi đó lực cắttính toán được xác định như sau:

Ptt=K.PTrong đó: K=K1.K2

K1: hệ số tăng lực khi dao bị cùn.K1=1,3

K2: hệ số tăng lực khi bị sơ sượng.K2=1.3

→Ptt=1,3.1,3.5= 8,45 (N)

3.1.4 Chọn số vòng quay của dao cắt.

Do việc tiếp liệu ở đây bằng tay nên yêu cầu số vòng quay của đĩakhông ảnh hưởng gì đến số vòng quay của dao cắt Với việc chọn thời giantrung bình để tách vỏ được một quả bàng là t= 2s, nhưng do dao cắt có tốc độquay lớn nên ta chọn số vòng quay của dao cắt là n= 750 v/p

Tính năng suất cho máy:

Với khối lượng trung bình của mỗi trái bàng tươi là 20gram tức là 0,02kg

- 1 phút tách được 120 trái ứng với 2,4 kg

- 1 giờ tách được 7200 trái ứng với 144 kg

Vậy trung bình một ngày làm việc 8 tiếng sẽ tách được 1152 kg ~ 1,2 t

3.2 Tính chọn động cơ điện

Công suất yêu cầu của động cơ được xác định theo công thức:

t

lv ycdc

N N

- Ptt: lực cắt tác dụng nên dao cắt

- V: vận tốc dài của dao cắt

V: vận tốc dài của răng

750 14 , 3

= 78,5 rad/s: vận tốc góc của dao

R = 2

D

= 2

09 , 0

= 0,045m

V = 78,5.0,045 = 3.53m/s

Vậy công suất làm việc của máy là:

03 , 0 1000

53 , 3 45 , 8

03 ,

N N

Bảng 3.1 Thông số động cơ.

Kiểu động cơ

Côngsuất Tốc độ

Hiệu suất

Hệ sốcông suất

Tỷ số momencực đại

- Vậy vận tốc của động cơ là 1378 v/p

- Vận tốc của trục dao là 750 v/p

Tỷ số truyền động đai: 1 , 83

750

1420 = .

* Xác định công suất trên các trục:

- Trục động cơ: N1 = 0,06 kw

- Trục chủ động trục vít: N2= 0,95.0,06= 0,057 kw

- Trục dao được truyền động từ trục vít bởi bánh răng vòng:

10 55 ,

Ở phần tính toán động lực học thiết bị (phần I) Ta đã xác định được

Mô men của bán dẫn tức là mô men xoắn trên trục động cơ:

Chọn đường kính bánh đai nhỏ D1 = 60 (mm).

+ Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện biên:

1 1 4

.

25 30 6.10

6

1378 60 14 , 3

⇒+ Tính đường kính bánh đai lớn D2 theo công thức

Tính chiều dài sơ bộ Ta có công thức sau:

4

) 60 110 ( ) 110 60 ( 2

14 , 3 110

Chọn chiều dài đai theo tiêu chuẩn: Chọn L = 500 (mm)

+ Kiểm tra số vòng chạy đai theo điều kiện

).

/ ( 10 6 , 8 500 60

1378 60 14 , 3 60

1

L

n D L

60 110 ( 14 , 3 500 2 [ ) 60 110 ( 14 , 3 500

- Kiểm nghiệm góc ôm của bánh đai α 1

Ta kiểm nghiệm theo công thức:

, 168 57

5 , 248

60 110 180

N Z

≥

 Trong đó:

- N: Công suất của bánh dẫn N1 = 0,06 kw

- V: Vận tốc đai

) / ( 9 , 7 ) / ( 7932 60

110 1378 14 , 3 60

. 1 1

s m s

mm D

n

-   σp 0: Ứng suất cho phép của đai hình thang = 1,45

- cα: Hệ số ảnh hưởng của góc ôm = 0,92

- cv: Hệ số ảnh hưởng của vận tốc = 1,04

- ct: Hệ số ảnh hưởng của tải trọng = 0,6

09 0 6 , 0 04 , 1 92 , 0 45 , 1 9 , 7

06 , 0

Sau khi chọn đai và bánh đai theo tiêu chuẩn ta có các thông số sau:

Bảng 3.3: Thông số của tiết diện đai thang loại 0

- Đường kính ngoài bánh đai nhỏ Dn1 = D1+ 2.h0

- Đường kính ngoài bánh đai lớn Dn2

Dn2 = D2+ 2.h0

= 110+ 2.2,5 = 115 (mm)

- Đường kính trong bánh đai lớn Dt2

3 .

2

Trong đó

- α0: Ứng suất của đai thang = 1,2 (N/mm2)

- F: Tiết diện đai = 47 (mm2)

- Z: Số đai =1

- α1 = 340

34 3.1, 2.47.1 49,5

2

R≈ Sin ≈ (N).

Lực R được coi gần đúng có phương nằm trên đường nối tâm 2 bánhđai, chiều từ bánh này hướng đến bánh kia

3.5 Thiết kế bộ truyền bánh răng ăn khớp trong:

Hình 3.5: Bánh răng ăn khớp trong 3.5.1 Chọn vật liệu và phương pháp nhiệt luyện.

- Bánh 1: chọn thép C35 thường hóa [1,bảng 29]

) / (

520 N mm2

b = σ

) / (

270 N mm2

ch = σ

Độ cứng HB= 150

- Bánh 2: chọn thép C45 thường hóa [1,bảng 29]

) / (

600 N mm2

b = σ

) / (

300 N mm2

ch = σ

Độ cứng HB= 180

3.5.2.Xác định ứng suất cho phép:

- Ứng suất tiếp xúc cho phép:

[ ] [ ]tx tx N K'N

0 σ

[ ] 2 , 6 180 1 468 ( / 2 )

tx = = σ

- Ứng suất uốn cho phép:

Do cặp bánh răng quay hai chiều:

[ ]

σ

σ σ

K n

K N

u

.

'' 1

−

= [1,ct 5- 6].

Trong đó: σ − 1 ≈ 0 , 45 σb1(N / mm2)- là giới hạn mỏi uốn đối với thép

) / ( 234 520 45 , 0

45 ,

45 ,

N

K

[ ] 130 ( / )

2 , 1 5 , 1

1

u = = σ

[ ] 150 ( / )

2 , 1 5 , 1

1

u = = σ

- Ứng suất quá tải cho phép

Ứng suất tiếp xúc quá tải cho phép:

10 6

750 50 14 , 3 2 ) 1 (

10 6

2 10

6

.

4 4

1 4

1

+

= +

=

=

i

n A n

d

Theo[1, bảng 31], Vậy ta chọn cấp chính xác = 9

3.5.7 Xác định mô đun, số răng, chiều rộng của cặp bánh răng ăn khớp trong.

- Trị số mô đun m:

50 2 ) 1 (

.

+

= +

i m

Chọn b2=12mm

3.5.8 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng.

Kiểm tra theo công thức: u [ ]u

b n Z m y

N K

σ

.

10 1 , 19 2

1 =

y theo [1, bảng 36 ], Z1= 17

[ ]1

2 2

6

18 750 17 5 , 1 451 , 0

19 , 0 5 , 1 10 1 , 19

6

12 250 50 5 , 1 429 , 0

19 , 0 5 , 1 10 1 , 19

u

3.5.9 Kiểm nghiệm bánh răng theo quá tải đột ngột

Theo điều kiện

qt tx txqt σ K

σ = ≤[ ]σtxqt

[ ]uqt qt

u uqt σ K σ

Ta có:

( )

1 1

3 6

1

.

1

10 05 , 1

n b

N K i

i A

19 , 0 1 , 1 1 3 3 50

10 05 ,

mm N

= +

( )

2 2

3 6

2

.

1

10 05 , 1

n b

N K i

i A

19 , 0 1 , 1 1 3 3 50

10 05 ,

mm N

= +

+ σuqt2 = 18 , 78 2 , 3 = 44 ≤[ ]σuqt2 =>Thỏa mãn.

3.5.10 Định các thông số hình học chú yếu của bộ truyền.

Bảng 3.4: Các thông số hình học của bánh răng

Tên thông số Công thức xác định

- Khoảng cách trục A

- Mô đun ăn khớp

- Chiều cao răng

- Chiều cao đầu răng

- Độ hở hướng tâm

- Đường kính vòng chia

- Đường kính vòng lăn

- Đường kính vòng đỉnh răng

- Đường kính vòng chân răng

mm

A 50=m= 1,5

375 , 3 5 , 1 25 ,

=

h

5 , 1

=

=m

h đ

375 , 0 5 , 1 25 ,

=

C

5 , 22 17 5 , 1

c

d

75 50 5 , 1

c

d

50 1 3

50 2 1

150 50 50 2

2 = A+d = + =

d

5 , 25 2

1

1 =d + m=

72 2

2

2 =d − m=

75 , 18 5

, 2 1

5 , 22

82 , 415 2 2

1 Công suất trên trục truyền: 0,057 (KW)

Mô men xoắn trên trục truyền: Mx2 = 746,6(N.mm)

Bề rộng bánh đai: B = 16 (mm)

Đường kính bánh đai lắp trên trục: D2 =115 (mm)

Lực tác dụng lên trục:

+ Bánh răng: P1 =P2= 32 (N)

Pr1=Pr2=11,65 (N)

+ Đai: P = 49,5 (N).

3.6.2 Chọn vật liệu chế tạo trục

Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45

Theo [1, trang 58, bảng 29], ta có các thông số sau:

[ ]

) / ( 200

) / ( 63

) / ( 300

) / ( 260

) / ( 600

2 2 2 2 2

mm N HB

mm N

mm N

mm N

mm N

Đường kính sơ bộ trục được tính theo công thức:

3

N- Công suất truyền, N = 0.057 (KW)

n- số vòng quay của trục, n = 750 (v/ph)

C- hệ số tính toán, thường lấy trong khoảng: C = 110 ÷130, ở đây tachọn C = 130

750

057 , 0

= 5,5(mm)

⇒ Ta chọn dsb = 10 (mm)

b Phác thảo kết cấu bộ phận làm việc

Hình 3.6: Phác thảo kêt cấu trục.

+ L2+

2 3

L

= 2

15+ 50+

L

= 2

16+ 15+

L

= 2

16+ 5+

2 120

= 73 (mm)