Bài tập lớn phương pháp thiết kế kĩ thuật thiết kế máy cán mực khô

Đặc biệt là mọi người đều quan tâm đến lợi ích của nhóm.Thiết kế lại máy cán khô mực là nhiệm vụ của nhóm chúng tôi nhận được, các thành viên trong nhóm sẽ cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đư

MỤC LỤC

Phần I : PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ………1

Phần II : LẬP KẾ HOẠCH THỰC HIỆN…….5

Phần III : XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA BÀI TOÁN THIẾT KẾ…7

Phần IV : ĐƯA RA Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ 19

Phần V : ĐÁNH GIÁ CÁC Ý TƯỞNG CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ……….22Phần VI : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM……31

Phần VII : ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM………32

PHẦN I: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

I Giới thiệu về nhóm thiết kế

Nhóm thiết kế chúng tôi bao gồm năm thành viên là những sinh viên khoa

cơ khí của trường đại học bách khoa thành phố Hồ Chí Minh

1/Sinh viên: Nguyễn Hoàng Thái Châu

3/Sinh viên:Trần Ngọc Chương

MSSV 20500309

Là người biến ý tưởng thành công việc thực tế, Rất quả quyết, có kỷ luật vàhiệu quả, thường lo lắng về tiến độ công việc Tốt nhất cho vị trí người làm việc và kết thúc công việc

4/Sinh viên :Bùi Quốc Phong MSSV 20502033

Là người có kỉ luật , thưc tế và hiệu quả,là người biến ý tưởng thà công vịệccụ thể thích hợp cho vai trò người thực thi

5/Sinh viên : Võ Thành Danh MSSV 20500380

Là người xây dựng tình cảm trong nhóm ,quan tâm ,tránh xa các xích mích cãi cọ trong nhóm thích hợp chovai trò người chăm sóc nhóm

Nhóm chúng tôi được thành lập nhờ các thành viên am hiểu lẫn nhau biết cộng tác và huy động trí tuệ tập thể và biết thỏa hiệp để đưa ra một ý tưởng chung Đặc biệt là mọi người đều quan tâm đến lợi ích của nhóm.

Thiết kế lại máy cán khô mực là nhiệm vụ của nhóm chúng tôi nhận được, các thành viên trong nhóm sẽ cố gắng hoàn thành nhiệm vụ được giao

II Gới thiệu về nhiệm vụ và đề tài

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào trong đời sống là việc làm quan trọng Nhằm giảm thời gian lao động và sức chi phí của con người Việc thiết kề lại, thiết kế mới không nằm ngoài những mục đích nêu trên

Máy cán khô mực là một thiết bịï quan trọng không thể thiếu được trong ngành chế biến thực phẩm Không những được ứng dụng trong sản xuất công nghiệp mà còn được sử dụng trong gia đình vì ngày nay nhu cầu ăn uống và sử dụng thực phẩm rất đa dạng

Hầu hết các lọai máy cán khô mực được thiết kế bao gồm hai trục cán được lắp trên giá đỡ với mục đích là làm cho khô mực bị tơi và mềm ra sao cho người dùng dễ ăn và ngon miệng dù đó là người già cũng có thể thưởng thức món khô mực

Thiết kế lại máy cán khô mực là nhiệm vụ quan trọng sao cho giá thành rẻ, chất lượng tốt va ødễ sử dụng tại gia đình

Khả năng cán tốt, chạy êm và sử dụng lực tác động nhỏ là một trong những nhiệm vụ của nhóm thiết kế chúng tôi

Nhiệm vụ của nhóm thiết kế chúng tôi là:

Thiết kế lại sao cho sản phẩm có khả năng cán tốt

Thiết kế lại sao cho có thể cán dễ dàng mà ít tốn sức

Thiết kế lại sao cho sản phẩm đảm bảo về chất lượng là tốt là tối ưu

Thiết kế lại sao cho giá thành vừa với túi tiền người sử dụng

PHẦN II: LẬP KẾ HOẠCH THỰC HIỆN.

I Các buớc tiến hành thiết kế

Chúng ta có thể chia máy cán khô mực ra thành nhiều bộ phận để dễ dàng thiết kế

- Trục cán: dùng để cán khôlà bộ phận quan trọng nhất cuả máy cán Việctính toán chúng cần phải tỉ mỉ chọn vật liệu thích hợp sao cho đủ độ cứng, trọng lượng và kích thước nhỏ phù hợp với việc lắp đặt giá đỡ và vỏ máy

- Giá đỡ và ổ lăn :là bộ phận quan trọng thứ hai sao cho máy có độ cứng vững Vì vậy cần phải chọn vật liệu như thế nào cho giá đỡ vừa chắc vừa nhe và ổ lăn họat động tốt ï

- Hệ thống bánh răng :tăng moment quay ,giảm lực tác dụng

- Tay quay : là bộ phận để tác dụng lực lên trục cán nhưng phải sao cho

thật dễ dàng

- Phần chân đế :làm nhiệm vụ giữ thăng bằng cho máy cán giúp máy

không bị ngã khi đang họat động phải tính toán kỹ và đây là nhiệm vụ cuối

cùng

3,4

Tuần5

Tuần6

Tuần7,8

Tuần9,10

Tuần11,12

Tuần13

Tuần14

1 Phân tích nhiệm vụ

4 Đưa ra ý tưởng

5 Đánh giá ý tưởng và

chọn phương án

6 Tính toán thiết kế sản

phẩm

MÁY CÁN KHÔ MỰC

Tay quay

Giá đỡ và

ở lăn

Trục

đếHệ thống

bánh răng

7 Sơ đồ và bản vẽ

8 Đánh giá sản phẩm

Nguyễn Hoàng Thái

II Biểu đồ thanh:

Tổng số tuần thực hiện là 12 tuần

-Việc phân tích nhiệm vụ thiết kế và lập kế hoạch cần phải hợp lý vì nó

quyết định nhiều đến thời gian của quá trình thiết kế

Thời gian 3 tuần

Nhân lực : Cả nhóm

-Xác định yêu cầu kỹ thuật là nhiệm vụ quan trọng trong việc cạnh tranh

sản phẩm trên thị trường

Thời gian 1 tuần

Nhân lực : Châu ,Đại

-Đưa ra các ý tưởng là nhằm vào việc cải tiến chất lượng của sản phẩm phù hợp với nhu cầu của người sử dụng của khách hàng

Thời gian 2 tuần

Nhân lực : Châu ,Đại

-Đánh giá ý tưởng ,chọn phương án thiết kế là nhiệm vụ quan trọng Việc đánh giá chính xác,khách quan sẽ là yếu tố quan trọng trong việc phát triển sản phẩm đồng thời lập kế hoạch sản xuất

Thời gian 2 tuần

Nhân lực : Châu ,Chương ,Danh

-Tính toán thiết kế là nhiệm vụ quan trọng, nó quyết định sự thành công của thiết kế việc tính toán cần phải chi tiết cụ thể

Thời gian 2 tuần

Nhân lực : Châu ,Chương ,Phong

-Sơ đồ và bản vẽ là phương tiện cho việc giao tiếp kỹ thuật là loại ngôn ngữkỹ thuật giữa người thiết kế với nhau hoặc giữa người thiết kế và người chế tạo

Thời gian 2 tuần

Nhân lực : Châu ,Chương ,Phong

-Đánh giá sản phẩm nhằm cho việc cải tiến chất lượng sau này của sản phẩm nó được thông qua người phân phối sản phẩm và thông qua khách hàng mà ta có thể biết được sản phẩm của chính mình

Thời gian :1 tuần cuối và suốt thời gian sử dụng sản phẩm

Nhân lực : Cả nhóm

PHẦN III: XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT

CỦA BÀI TOÁN THIẾT KẾ

I Yêu cầu của khách hàng

a/ Khách hàng là ai? Là những người bán những sản phẩm của chúng tôi,

những người phân phối sản phẩm và những người sử dụng sản phẩm là máy cán khô mực

b/ Khách hàng muốn gì ở sản phẩm:

- Sản phẩm phải chất lượng

- Tiện dụng

- Giá thành rẻ

- Thẩm mỹ cao

II Xác định yêu cầu kỹ thuật

Trước những yêu cầu của khách hàng, nhóm chúng tôi đưa ra các yêu cầu trong quá trình thiết kế như sau:

1 So sánh giá thành với những sản phẩm hiện có

2 So sánh về tính bền của từng máy cán

3 Khả năng cán khô mực như thế nào?

4 Tăng tính ổn định trong quá trình cán khô mực

5 Dễ đưa khô đã qua nướng chín vào cán hơn những thiết kế trước đây

6 Tốt hơn cả những thiết kế trước đây

Sau đây là ngôi nhà chất lượng:

Ngôi nhà chất lượng

MÁY AVới sản phẩm này có các đặc điểm sau

1/Ưu điểm : Kết cấu đơn giản

Họat động chính xác

Lực cần tác dụng nhỏ

Độ cứng vững cao2/ Nhược điểm :

Kích thước còn hơi lớn

3/ Cải tiến

-Có thể gỉam kích thước

-Cải tiến hệ thống bánh răng để giảm lực tác dụng và giảm kích thước

So sánh với MÁY CÁN TÔN (máy B) về khả năng họat động của trục quay

MÁY BTrục cán phía dưới quay và khuôn trên ,tôn chuyển động ngang tôn là vật liệu cứng nên cần lực lớn

So sánh với máy cán có hai trục cùng nằm trên mặt phẳng ngang(MÁY C)

MÁY C

PHẦN V: ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

*Ma trận quyết định được trình bày trong bảng 1 được dùng để đánh giá lựa chọn một ý tưởng tốt nhất cho quá trình thiết kế thỏa mãn những vấn đề cầngiải quyết đã nêu Ma trận quyết định ( đánh giá) đưa ra cho chúng ta đến

“ Sản phẩm cần thiết kế” là tốt hơn các thiết kế khác.Sau đây gọi là “sản phẩm “

Bảng 1: Ma trận đánh giá ý tưởng

độ quantrọng

MÁY

Tổng điểm tính theo tỷ

-Khả năng cán dễ dàng là thước đo của khả năng quay của trục cán trong khi cán khô

_Tính tin cậy ( Reliability ) là thước đo của các hoạt động thực để nó có hướng làm việc được.

Chọn loại máy cán khô “ MÁY A”theo ma trận quyết định thì lọai máy này phù hợp với người sử dụng.Loại máy này thiết kế đơn giản chế tạokhông khó khăn công nghệ đơn giản có thể sản xuất tại trong nước

PHẦN VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SẢN PHẨM

1.Tính toán

Mục tiêu của vấn đề này là thiết kế một máy cán khô mực mới linh họat dễ sử dụng Chi tiết của bảng vẽ thiết kế mới được trình bày trên hình 1

hình vẽ biểu diễn hình chiếu đứng với những cấu tạo khác ở một số bộ phận

Hình 1

A/ Tính tóan trục 1( trục lắp bánh răng số 1)

Chọn vật liệu thép C35

σch = 304 Mpa , σσ-1 =255Mpa, σσb =510Mpa,

C-1= σ128 σMpa

Chọn ứng suất xoắn cho phép [τ] =20 Mpa] σ=20 σMpa

Xác địng đường kính trục theo công thức

d1 ≥ σ( σT1/0.2[τ] =20 Mpa] σ)1/3 σ=(2000/0.2*20)1/3 =7.9 mm

B/ Cặp bánh răng 1 và 2

Cặp bánh răng trụ răng thẳng , để hở, tiến hành tính tóan thiết kế the ớung suất uốn

1/ chọn lực tác dụng của tay người là 20 N, chiều dài tay quay là 100

mm ,nên moment T1 = 2000 Nmm Tỉ số tyruyền u= 1.5

Số vòng quay trục 1 là 60 vòng / phút , [σF] =250Mpa

2/chọn vật liệ cho bánh dẫn và bánh bị dẫn ,là thép 45Cr được tôi cải thiện tra bảng đối với bánh dẫn có độ rắn trung bình HB1= 250, bánh bị dẫn

HB2= 228 Vật liệu này có khả năng chạy rà tốt

3/ chọn số răng bánh dẫn z1=24,bánh bị dẫn z2=36

4/ hệ số dạng răng YF

Bánh dẫn YF1= 3.47 +13.2/z1 =3.47 +13.2/ 24= 4.02

Bánh bị dẫn YF2= 3.47 +13.2/z2 =3.47 +13.2/ 36= 3.83

5/ Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng ( độ bền uốn )

Bánh dẫn [σF1]/YF1 =250/4.02 =62.18

Bánh bị dẫn [σF2]/YF2 =228/3.83 =59.5

Tính tóan thịết kế theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

6/ chọn hệ số chiều rộng vành răng ψbd =1 , hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều theo chiều rộng vành răng KFβ =1.05

7/xác định mo đun m theo độ bền uốn bằng công thức

M =( 2 *T1* KF*YF/ (z12 * σψbd*[σF1]) )1/3

=( 2 *2000* 1.05*4.02/ (242 * σ1*250) )1/3

=0.77 mm

Theo tiêu chuẩn chọn m = 1 mm

8/ Các thông số hình học của bộ truyền bánh răng

Đường kính vòng chia

σTheo bảng ta chọn cấp chính xác σVgh σ= σ3 σm/s σ

Kiểm nghiệm theo độ bền uớn với hệ số KFV=1.11

C/ Cặp bánh răng 2và 3

Cặp bánh răng trụ răng thẳng , để hở, tiến hành tính tóan thiết kế the ớung suất uốn

Ft1 = 2*T1/d1=2*2000/24= 166.67 N

Ft2 = 2*T2 /d2 nên T2 = Ft2 *d2 / 2= 3000 N

1/ chọn lực tác dụng của tay người là 20 N, chiều dài tay quay là 100

mm ,nên moment T2 = 3000 Nmm Tỉ số tyruyền u= 2

3/ chọn số răng bánh dẫn z2=36,bánh bị dẫn z3=72

4/ hệ số dạng răng YF

Bánh bị dẫn YF3= 3.47 +13.2/z3=3.47 +13.2/ 50= 3.73

5/ Đặc tính so sánh độ bền các bánh răng ( độ bền uốn )

Bánh bị dẫn [σF3]/YF3 =228/3.73 =59.5

Tính tóan thịết kế theo bánh dẫn có độ bền thấp hơn

6/ chọn hệ số chiều rộng vành răng ψbd =1 , hệ số xét đến sự phân bố tải trọng không đều theo chiều rộng vành răng KFβ =1.05

7/xác định mo đun m theo độ bền uốn bằng công thức

M =( 2 *T2* KF*YF/ (z22 * σψbd*[σF]) )1/3

=( 2 *3000* 1.05*3.73/ (362 * σ1*228) )1/3

=0.43 mm

Theo tiêu chuẩn chọn m = 1 mm

8/ Các thông số hình học của bộ truyền bánh răng

Đường kính vòng chia

PHẦN VII: ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM



1.Khả năng làm việc:

Việc thiết kế của chúng tôi đã tạo điều kiện làm việc tốt cho người sử dụng:_Nhẹ nhành khi cán khô

_Dùng hệ thống bánh răng

_Có thể cán khô dễ dàng

2.Giá thành sản phẩm:

Sản phẩm của chúng tôi thiết kế chắc chắn sẽ giảm giá thành

_Việc tính toán chính xác các chi tiết đã làm giảm lượng chi phí vật liệu._Thời gian thiết kế hợp lý đã làm giảm được thời gian hoàn thành sản phẩm

3.Khả năng chế tạo:

_Các vật liệu rẻ tiền dễ kiếm

_Việc gia công các bánh răng và trục thực hiện được trên máy sẵn có.4.Khả năng lắp rắp:

_Các chi tiết được phân ra rõ ràng

_Trước khi thiết kế đã tính đến khả năng tháo lắp của chúng

5.Độ tin cậy:

_Qua sự thăm dò của người tiêu dùng chúng tôi đã phỏng vấn một số khách hàng :

+Độ tin cậy cao

+Sử dụng máy cán khô mực của chúng tôi có thời gian bảo hành cao

6.Khả năng thử nghiệm và bảo trì:

_Chúng tôi đã thử nghiệm cán khô nhiều kích cỡ đảm bảo cho kết quả là tốt

_Khả năng bảo trì đơn giản có thể còn nâng cấp được

_Giá sơn màu xám chống gỉ xét

_Hệ thống bánh răng bôi trơn bằng mỡ

7.Khả năng bảo vệ môi trường:

_Loại máy cán khô mực này của chúng tôi dùng sức người cho nên không gây ô nhiễm cho môi trường