Đồ án tốt nghiệp cơ khí _máy cuốn vải Full (Thuyet minh+bảnvẽ+inventer 3D, lắp ghép+mô phỏng)

Phần I: TỔNG QUANYêu cầu xã hộiNgày nay, công nghệ dệt may ngày càng phát triển. Khả năng sản xuất ra những tấm vải hằng trăm, hằng nghìn mét rất dài. Việc sắp xếp để cho vải có thể cuộn lại thành từng cuộn thông qua làm thủ công là rất khó khăn. Nắm bắt được vấn đề đó, nhà sản xuất đã cho ra đời các loại máy cuốn vải với công suất và khả năng làm việc khác nhau. Máy cuốn vải ra đời đã giải quyết những vấn đề khó khăn trong việc sắp xếp vải thành từng cuộn. Hiện nay, tại các nhà máy dệt may, người ta sử dụng các loại máy cuốn vải với công suất lớn và khả năng làm việc rất cao, có thể cuốn hằng nghìn mét vải trong thời gian. Việc sắp xếp vải thành từng cuộn giúp cho việc bố trí, sắp đặt và vận chuyển dễ dàng, thuận lợ, tiết kiệm và hiệu quả. Vì vậy, việc chế tạo ra máy cuốn vải đã tạo rất nhiều thuận lợi cho ngành dệt may. Nó là công cụ không thể thiếu cho ngành dệt may nói chung và ngành vải nói riêng.Phân tích sản phẩmMột máy cuốn vải hoàn chỉnh gồm các bộ phận: khung máy được làm bằng kim loại có công dụng kết nối các bộ phận lại với nhau. Động cơ điện là một motor quay với công suất phù hợp với điều kiện làm việc của máy, có thể gắn bộ phận giảm tốc để giảm số vòng quay. Buli truyền tốc độ quay giữa các trục có thể được làm bằng gang hoặc thép. Các trục dẫn hướng vải được làm bằng kim loại. Hai trục cuốn vải được làm bằng kim loại trên bề mặt được quấn các tấm nhám làm bằng cao su nhằm tăng độ ma sát để cuốn vải được dễ dàng hơn. Giữa hai trục này được liên kết bởi bánh xích và truyền momen quay qua bộ truyền xích. Khi hoạt động, vải được dẫn qua các trục dẫn và đến hai trục cuốn vải, tại đây vải được cuốn qua một thiết bị gọi là lõi vải. Hai trục cuốn quay cùng chiều làm cho lõi vải quay theo và cuốn cho đến khi hết chiểu dài vải. Ngoài ra ta có thể thiết kế thêm hệ thống đếm số vòng vải được cuốn và tự động cắt đứt vải khi quá trình cuốn đã đạt được số mét vải theo yêu cầu nhằm tăng tính chủ động trong làm việc và tăng năng suất sản xuất. Yêu cầu của máy Máy phải có tính an toàn cao đối với người sử dụng, hạn chế đến mức tối đa tai nạn có thể xảy ra. Sản phẩm khi cuốn ra phải thẳng, cuộn vải phải chặt, mép vải đều nhau và không ảnh hưởng đến chất lượng vải. Sản phẩm phải đẹp, gọn và dễ dàng lấy ra để may. Giá cả của máy phải phù hợp với điều kiện kinh tế, dễ dàng sản xuất đại trà. Máy phải dễ sử dụng, dễ vận chuyển, dễ bảo quản phù hợp với điều kiện làm việc. Năng suất máy phải cao, tiết kiệm thời gian cho người sản xuất. Phần II: THIẾT KẾ MÁYSo sánh giữa máy cuốn vải ngoài thị trường so với máy cuốn vải trong thiết kế:Máy cuốn vải ngoài thị trường: Ở loại máy này có kết cấu phức tạp hơn như có đến hai cặp bánh đai và sử dụng động cơ từ 1,5 ÷ 2 mã lực. Ru lô cuốn vải gồm một trục có bề mặt cuốn làm bằng cao su và trục còn lại có bề mặt cuốn làm bằng nhám. Với cách làm như vậy trong khi cuốn vải thì độ ma sát của trục có bề mặt cuốn làm bằng nhám cao gây nên sự mài mòn mặt vải làm cho bề mặt vải bị hỏng vì bề mặt nhám có khả năng cắt đứt sợi vải.Máy cuốn vải trong thiết kế: Được thiết kế đơn giản hơn, nhưng đảm bảo làm việc chính xác nhờ hệ thống dò biên. Ở đây, máy chỉ sử dụng một cặp bánh đai và động cơ một mã lực, bộ phận giảm tốc, vì vậy, nó sẽ tiết kiệm chi phí và gọn nhẹ hơn so với máy cuốn vải ngoài thị trường nhưng vẫn đảm bảo làm việc tốt vì nhờ vào bộ phận giảm tốc. Ru lô cuốn vải gồm hai trục có bề mặt cuốn làm bằng cao su. Vì thế, khi cuốn sẽ không gây ra sự hư hỏng của vải nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất làm việc tốt vì bề mặt cao su được thiết kế các nút đều nhau nhằm tăng độ ma sát Các chi tiết trong máy cũng dễ dàng gia công. Bên cạnh đó, việc thiết kế đơn giản, nhỏ gọn nên dễ dàng vận chuyển và bố trí. Mặc khác, máy trong thiết kế có giá thành không cao nên sẽ được ưu tiên sử dụng hơn và có thể sử dụng trong các nhà máy nhỏ hoặc đại lí phân phối vải. Việc chọn máy cuốn vải trong thiết có nhiều ưu điểm hơn so với máy cuốn vải ngoài thị trường. Chương I: LỰA CHỌ̣N NGUYÊN LÝ LÀM VIỆCĐối với việc truyền chuyển động từ động cơ đến các trục công tác ta có thể sử dụng bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích nhằm chức năng:+Đảm bảo truyền động giữa trục xa nhau, khoảng cách trục không cần chính xác.+Đảm bảo được tỉ số truyền từ động cơ đến bộ phận công tác+Đề phòng hiện tượng quá tải, giảm rung động từ nguồn truyền công suất vào hệ thống truyền động và bộ phận công tác.Ta lựa chọn bộ truyền đai gắn với động cơ thay vì dùng bộ truyền xích nhằm đảm bảo an toàn khi quá tải.Ngoài ra ta có 3 phương án:+Phương án 1: Sử dụng bộ điều chỉnh căn vải II nhằm điều chỉnh độ căng của vải khi cuốn, giảm sự mài mòn và đứt vải. Trục rulô gồm 1 trục có bề mặt cuốn làm bằng giấy nhám và trục còn lại làm bằng cao su. Ở phương án này bề mặt làm giấy nhám dễ làm vải bị mài mòn, dễ hư hỏng.+Phương án 2: Sử dụng bộ điều chỉnh căn vải và trục rulô gồm 2 trục có bề mặt cuốn làm bằng cao su. Ở phương án này bề mặt làm bằng cao su vừa đảm bảo về độ ma sát vừa phải, không làm vải bị mài mòn, dễ hư hỏng.+Phương án 3: Không sử dụng bộ điều chỉnh căn vải. Ở phương án này không đáp ứng được độ an toàn khi độ căng vải quá lớn, điều này dễ làm vải bị nhanh mài mòn, hư hỏng hoặc bị đứt.Ta lựa chọn phương án 2. Chương II: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠHÌNH Hình 2.2a Sơ đồ độngVì vận tốc của trục công tác thấp 42 vgphút. Nên ta cần chọn bộ truyền có tỉ số truyền lớn. Ở đây, ta chọn đai thang nối liền với động cơ. Sở dĩ chọn đai thang do có kết cấu đơn giản (đai thang kích thước nhỏ hơn đai dẹt ) có thể làm việc ở tốc độ cao, vì vậy ta đặt đai thang nối với động cơ…Bộ phận giảm tốc có thể chọn hộp giảm tốc trục vít, bánh răng, động cơ giảm tốc. Ở đây ta chọn động cơ gắn liền bộ phận giảm tốc.Ta có các thông số tham khảo :+ Chiều rộng băng tải 1,8 (m)+ Vận tốc băng tải 42 (vòngphút)+ Khối lượng riêng băng tải 1,35 (kgdm3) + Khối lượng riêng trục quấn thép 4,8 (kgdm3) +Đường kính cuộn vải d = 0,3 m+ Khối lượng cuộn vải:Thể tích V = ΠR2hR = 150 mm = 15 dmh = 1,8 m = 18 dm=> V = 127,1 dm3 => Khối lượng m = 171 kgTrọng lượng P = 1710 NXét Sơ đồ lực của ru lô vải Hình 2.2b Sơ đồ lực của ru lô vảiN= P2 sin ( α 2) = 1690 NFms = K.N = 1690 x 0,7 = 1180 N( hệ số ma sát cao su là 0,7)+Khi máy chưa hoạt động đề cuộn vải đứng yên Fms2 = 0 Xét tại điểm O (P2) ⃗ T ⃗ + N ⃗ + (P1) ⃗ + (Fms1) ⃗ = 0P2 T + Fms1 = 0 P2 = P.cosα = 1468 NLực căng T cần thiết Chương III:TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC MÁY Hình 3.1 Sơ đồ nguyên líPhân phối tỉ số truyềnTỷ số truyền chungi = (nđc)nt Với :nđc = 1400 vp: số vòng quay động cơ.nt = 42 vp: số vòng quay tải.Suy ra i = 33,3 = ingoài x ihVới ih: tỉ số truyền hộp giảm tốcingoài = iđ.ix = 4.1 = 4 (chọn ix = 1)Ta chọn iđ = 3 (theo sách thiết kế chi tiết máy)Theo đó: Tỉ số truyền của hộp giảm

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CÁM ƠN

Phần I: TỔNG QUAN 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Phân tích sản phẩm 1

1.3 Yêu cầu của máy 1

Phần II: THIẾT KẾ MÁY 3

Chương 1: LỰA CHỌỌ̣N NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 4

Chương 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ 5

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC MÁY 8

3.1 Phân phối tỉ số truyền 8

3.1.1 Tỷ số truyền chung 8

3.1.2 Xác định công suất, số vòng quay, mômen xoắn trên các trục 9

3.2 Thiết kế bộ truyền đai thang: 10

3.2.1 Chọn loại đai: 10

3.2.2 Đường kính bánh đai nhỏ 10

3.2.3 Đường kính bánh lớn 10

3.2.4 Chọn khoảng cách trục sơ bộ 11

3.2.5 Chiều dài L theo 11

3.2.6 Xác định chính xác khoảng cách trục 11

3.2.7 Tính góc ôm α1 theo công thức: 11

3.2.8 Xác định số đai cần thiết 12

3.2.9 Định kích thước chủ yếu của bánh đai 12

3.2.10 Lực căng ban đầu 12

3.3 Tính toán bộ truyền xích 12

3.3.1 Chọn loại xích 13

3.3.2 Định tỉ số truyền 13

3.3.3 Chọn số răng đĩa lớn và đĩa nhỏ 13

3.3.4 Bước xích t 13

3.3.5 Định khoảng cách trục A và số mắt 14

3.3.6 Đường kính vòng chia của đĩa xích 14

3.3.7 Lực tác dụng lên trục 14

3.4 Tính toán bộ truyền bánh răng 15

3.4.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 15

3.4.2 Định ứng suất cho phép 15

3.4.3 Sơ bộ chọn hệ số tải trọng: 16

3.4.4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng: 16

3.4.5 Tính khoảng cách trục A 16

3.4.6 Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng 16

3.4.7 Định chính xác hệ số tải trọng K 16

3.4.8 Xác định môđun, số răng và chiều rộng bánh răng 17

3.4.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 17

3.4.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột 18

3.4.11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 19

3.4.12 Tính lực tác dụng lên trục 19

Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC, THEN, GỐI ĐƠ 26

4.1 Tính toán trục, then, gối đơ 26

4.1.1 Tính sơ bộ đường kính của các trục 26

4.1.2 Tính gần đúng trục 27

4.1.3 Tính chính xác trục 36

4.2 Tính then 38

4.2.1 Tính then trên trục I 38

4.2.2 Tính then trên trục II 39

4.2.3 Tính then trên trục III 41

4.3 Tính chọn ổ lăn 42

4.3.1 Chọn ổ cho trục I 42

4.3.2 Chọn ổ cho trục II 43

4.3.3 Chọn ổ cho trục III 44

4.3.4 Chọn kiểu lắp ổ lăn 45

4.3.5 Bôi trơn ổ lăn 45

4.3.6 Lót kín ổ lăn 46

4.4 Tính trục 46

4.4.1 Chọn đường kính sơ bộ 46

4.4.2 Tính gần đúng trục 46

4.5 Tính mối ghép then 50

4.6 Tính toán gối đơ trục 51

4.7 Chọn kiểu lắp ổ lăn 51

4.8 Cố định trục theo phương dọc trục 52

Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHỚP NỐI, VỎ HỘP GIẢM TỐC 54

5.1 Khớp nối 54

5.2 Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 55

Chương 6: MỘT SỐ CHI TIẾT ĐỊNH VỊ KHÁC 57

6.1 Bố tri ru lô căng vải 57

6.2 Chọn loại lò xo (200 200 0500 A’) 58

6.3 Chốt định vị 58

Chương 7: ĐIỀU KHIỂN MÁY 60

7.1 Những khái niệm cơ bản 60

7.1.1 Một số thông tin về Arduino 60

7.1.2 Mạch Arduino Uno R3 60

7.1.2 Lập trình cho Arduino 63

7.2 Các thiết bị dùng cho mạch điều khiển 64

7.2.1 Bộ nguồn 5V 64

7.2.2 Relay đóng /ngắt 64

7.2.3 Dây dẫn 65

7.2.4 Encoder 65

7.3 Sơ đồ mạch điện 66

7.4 Chương trình điều khiển 66

7.5 Hướng dẫn sử dụng và bảo quản 69

Chương 8: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT TRONG MÁY 70

8.1 Chi tiết số 2, cụm 2 70

8.2 Chi tiết số 9 cụm 1 100

Phần III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 126

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG

Bảng 1 Công suất - Tỷ số truyền - Số vòng dây –

Bảng 7.1 Một vài thông số của Ardunio UNO R3 61

Hình 4.1b Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh răng 28

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ kỹ thuật cơ khí nói riêngđang phát triển với một tốc độ vũ bão Nó có mặt trên tất cả các lĩnh vực đời sốngxã hội, mang lại những lợi ích to lới cho con người về các lĩnh vực tinh thần và vậtchất Nước ta đang hướng tới mục tiêu thựự̣c hiện “công nghiệp hóa hiện đại hóa”.Nhằm phục vụ cho sự phát triển nền công nghiệp hiện nay, ngành công nghệ kỹthuật cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ chomọi ngành kinh tế quốc dân Để phục vụ cho việc phát triển ngành công nghệ kỹthuật cơ khí hiện nay, chúng ta cần phải đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật

có trình độ chuyên môn cao về các lĩnh vực công nghiệp kinh điển đồng thời phảiđáp ứng những công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động trong sản xuất cơ khí

Đồ án tốt nghiệp là đồ án rất quan trọng với việc tổng hợp tất cả các kiến thứcsuốt 4 năm không ngừng học tập, nghiên cứu khi còn ngồi trên ghế nhà trường, đâyvừa là cơ hội vừa là thử thách mà mỗi sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật cơ khícần phải vượt qua trước khi ra trường Sau thời gian suy nghĩ và tìm hiểu, chúng emquyết định thực hiện đề tài trong đồ án tốt nghiệp lần này là “ Thiết kế máy cuốnvải ”

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp này, chắc chắn chúng em không tránhkhỏi những sai xót Kính mong thầy (cô) và các bạự̣n thông cảm và góp ý thêm.Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Quảng Ngãi, ngày 26 tháng 06 năm 2017

Tô Tấn Duy

Đỗ Tấn Đức

LỜI CÁM ƠN

Sau bốn năm theo học ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, chúng em được sự dìudắt, chỉ bảo tận tình của quý thầy cô đã giúp chúng em từng bước ngày càng hoànthiện mình hơn để trở thành những kỹ sư tương lai, đem khả năng của mình để cốnghiến cho xã hội Và cho đến hôm nay, với đồ án tốt nghiệp lần này cũng đánh dấumột cột mốc mới trên bước đường trưởng thành của chúng em Chúng em sắp bước

ra khỏi cánh cổng trường thân thương để bước vào cánh cổng lớn hơn, nhiều thửthách hơn, đó là cánh cửa cuộc đời, công việc trong tương lai sắp tới Mọi sự thànhcông trên bước đường sắp tới đều nhờ có công lao dìu dắt, dạy dỗ tận tình của quýthầy cô đối với chúng em Chúng em xin gửi đến quý thầy cô sự kính trọng và lòngbiết ơn sâu sắc

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Nguyễn Quận đã tận tìnhhướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gianthực hiện đề tài này Chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trong trường, đặc biệtlà quý thầy cô của khoa Kỹ thuật công nghệ đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ chúng

em trong suốt thời gian theo học và thực hiện đề tài này

Xin cảm ơn các bạn sinh viên, các anh khóa trước khoa kỹ thuật công nghệ đãđóng góp ý kiến để giúp nhóm tôi hoàn thành đề tài này

Nhóm sinh viên thực hiện

Tô Tấn Duy

Đỗ Tấn Đức

Phần I: TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, công nghệ dệt may ngày càng phát triển Khả năng sản xuất ranhững tấm vải hằng trăm, hằng nghìn mét rất dài Việc sắp xếp để cho vải có thểcuộn lại thành từng cuộn thông qua làm thủ công là rất khó khăn Nắm bắt được vấn

đề đó, nhà sản xuất đã cho ra đời các loại máy cuốn vải với công suất và khả nănglàm việc khác nhau Máy cuốn vải ra đời đã giải quyết những vấn đề khó khăn trongviệc sắp xếp vải thành từng cuộn Hiện nay, tại các nhà máy dệt may, người ta sửdụng các loại máy cuốn vải với công suất lớn và khả năng làm việc rất cao, có thểcuốn hằng nghìn mét vải trong thời gian Việc sắp xếp vải thành từng cuộn giúp choviệc bố trí, sắp đặt và vận chuyển dễ dàng, thuận lợ, tiết kiệm và hiệu quả Vì vậy,việc chế tạo ra máy cuốn vải đã tạo rất nhiều thuận lợi cho ngành dệt may Nó làcông cụ không thể thiếu cho ngành dệt may nói chung và ngành vải nói riêng

1.2 Phân tích sản phẩm

Một máy cuốn vải hoàn chỉnh gồm các bộ phận: khung máy được làm bằngkim loại có công dụng kết nối các bộ phận lại với nhau Động cơ điện là một motorquay với công suất phù hợp với điều kiện làm việc của máy, có thể gắn bộ phậngiảm tốc để giảm số vòng quay Buli truyền tốc độ quay giữa các trục có thể đượclàm bằng gang hoặc thép Các trục dẫn hướng vải được làm bằng kim loại Hai trụccuốn vải được làm bằng kim loại trên bề mặt được quấn các tấm nhám làm bằng cao

su nhằm tăng độ ma sát để cuốn vải được dễ dàng hơn Giữa hai trục này được liênkết bởi bánh xích và truyền momen quay qua bộ truyền xích

Khi hoạt động, vải được dẫn qua các trục dẫn và đến hai trục cuốn vải, tại đâyvải được cuốn qua một thiết bị gọi là lõi vải Hai trục cuốn quay cùng chiều làm cholõi vải quay theo và cuốn cho đến khi hết chiểu dài vải Ngoài ra ta có thể thiết kếthêm hệ thống đếm số vòng vải được cuốn và tự động cắt đứt vải khi

quá trình cuốn đã đạt được số mét vải theo yêu cầu nhằm tăng tính chủ độngtrong làm việc và tăng năng suất sản xuất

1.3 Yêu cầu của máy

Máy phải có tính an toàn cao đối với người sử dụng, hạn chế đến mức tối đa tainạn có thể xảy ra Sản phẩm khi cuốn ra phải thẳng, cuộn vải phải chặt, mép vải đềunhau và không ảnh hưởng đến chất lượng vải Sản phẩm phải đẹp, gọn và dễ dànglấy ra để may Giá cả của máy phải phù hợp với điều kiện kinh tế, dễ dàng sản xuấtđại trà Máy phải dễ sử dụng, dễ vận chuyển, dễ bảo quản phù hợp với điều kiệnlàm việc Năng suất máy phải cao, tiết kiệm thời gian cho người sản xuất.

Phần II: THIẾT KẾ MÁY

 So sánh giữa máy cuốn vải ngoài thị trường so với máy cuốn vải trong thiết kế:

Máy cuốn vải ngoài thị trường: Ở loại máy này có kết cấu phức tạp hơn như

có đến hai cặp bánh đai và sử dụng động cơ từ 1,5 ÷ 2 mã lực Ru lô cuốn vải gồmmột trục có bề mặt cuốn làm bằng cao su và trục còn lại có bề mặt cuốn làm bằngnhám Với cách làm như vậy trong khi cuốn vải thì độ ma sát của trục có bề mặtcuốn làm bằng nhám cao gây nên sự mài mòn mặt vải làm cho bề mặt vải bị hỏng vì

bề mặt nhám có khả năng cắt đứt sợi vải

Máy cuốn vải trong thiết kế: Được thiết kế đơn giản hơn, nhưng đảm bảo làmviệc chính xác nhờ hệ thống dò biên Ở đây, máy chỉ sử dụng một cặp bánh đai vàđộng cơ một mã lực, bộ phận giảm tốc, vì vậy, nó sẽ tiết kiệm chi phí và gọn nhẹhơn so với máy cuốn vải ngoài thị trường nhưng vẫn đảm bảo làm việc tốt vì nhờvào bộ phận giảm tốc Ru lô cuốn vải gồm hai trục có bề mặt cuốn làm bằng cao su

Vì thế, khi cuốn sẽ không gây ra sự hư hỏng của vải nhưng vẫn đảm bảo hiệu suấtlàm việc tốt vì bề mặt cao su được thiết kế các nút đều nhau nhằm tăng độ ma sátCác chi tiết trong máy cũng dễ dàng gia công Bên cạnh đó, việc thiết kế đơn giản,nhỏ gọn nên dễ dàng vận chuyển và bố trí Mặc khác, máy trong thiết kế có giáthành không cao nên sẽ được ưu tiên sử dụng hơn và có thể sử dụng trong các nhàmáy nhỏ hoặc đại lí phân phối vải

 Việc chọn máy cuốn vải trong thiết có nhiều ưu điểm hơn so với máy cuốn vảingoài thị trường

Chương 1: LỰA CHỌỌ̣N NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

 Đối với việc truyền chuyển động từ động cơ đến các trục công tác ta có thể sửdụng bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích nhằm chức năng:

+ Đảm bảo truyền động giữa trục xa nhau, khoảng cách trục không cần chính xác.+ Đảm bảo được tỉ số truyền từ động cơ đến bộ phận công tác

+ Đề phòng hiện tượng quá tải, giảm rung động từ nguồn truyền công suất vào hệthống truyền động và bộ phận công tác

Ta lựa chọn bộ truyền đai gắn với động cơ thay vì dùng bộ truyền xích nhằm đảmbảo an toàn khi quá tải

 Ngoài ra ta có 3 phương án:

+ Phương án 1: Sử dụng bộ điều chỉnh căn vải II nhằm điều chỉnh độ căng của vảikhi cuốn, giảm sự mài mòn và đứt vải Trục rulô gồm 1 trục có bề mặt cuốn làmbằng giấy nhám và trục còn lại làm bằng cao su Ở phương án này bề mặt làm giấynhám dễ làm vải bị mài mòn, dễ hư hỏng

+ Phương án 2: Sử dụng bộ điều chỉnh căn vải và trục rulô gồm 2 trục có bề mặtcuốn làm bằng cao su Ở phương án này bề mặt làm bằng cao su vừa đảm bảo về độ

ma sát vừa phải, không làm vải bị mài mòn, dễ hư hỏng

+ Phương án 3: Không sử dụng bộ điều chỉnh căn vải Ở phương án này không đápứng được độ an toàn khi độ căng vải quá lớn, điều này dễ làm vải bị nhanh màimòn, hư hỏng hoặc bị đứt

Ta lựa chọn phương án 2

Chương 2: TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ

Hình 2.2a - Sơ đồ động

Vì vận tốc của trục công tác thấp 42 vg/phút Nên ta cần chọn bộ truyền có tỉ

số truyền lớn Ở đây, ta chọn đai thang nối liền với động cơ Sở dĩ chọn đai thang do

có kết cấu đơn giản (đai thang kích thước nhỏ hơn đai dẹt ) có thể làm việc ở tốc độcao, vì vậy ta đặt đai thang nối với động cơ…Bộ phận giảm tốc có thể chọn hộpgiảm tốc trục vít, bánh răng, động cơ giảm tốc Ở đây ta chọn động cơ gắn liền bộphận giảm tốc

Ta có các thông số tham khảo :

+ Chiều rộng băng tải 1,8 (m)

+ Vận tốc băng tải 42 (vòng/phút)

+ Khối lượng riêng băng tải 1,35 (kg/d

+ Khối lượng riêng trục quấn thép 4,8 (kg/d

+Đường kính cuộn vải d = 0,3 m

+ Khối lượng cuộn vải:

Xét Sơ đồ lực của ru lô vải

Hình 2.2b - Sơ đồ lực của ru lô vải

N= / sin ( α /2) = 1690 N

Fms = K.N = 1690 x 0,7 = 1180 N

( hệ số ma sát cao su là 0,7)

+ Khi máy chưa hoạt động đề cuộn vải đứng yên Fms2 = 0 Xét tại điểm O

Khi hoạt động cuốn vải

Phương trình cân bằng

2fms + T = M

Với M là momen xoắn

Do vậy ta chọn động cơ kiểu

+ Công suất 0,736 KW ( 1HP)

+ Số vòng quay 1400 KW

Chương 3: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC MÁY

Ta chọn iđ = 3 (theo sách thiết kế chi tiết máy)

Theo đó: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc là: h

33,3

3

Ta có: ih= in.ic

Trong đó: in là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh

ic là tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm

Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp ta có thể chọn: in=(1,2 ÷ 1,3)ic.Lấy in=1,2ic từ đây ta suy ra được:

+ Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp nhanh in=3,7

+ Tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng trụ cấp chậm ic= 3

3.1.2 Xác định công suất, số vòng quay, mômen xoắn trên các trục

1400

467( / )3

dc d

 Tính toán với trục II:

+ Công suất trục II : N2 = N1 br ol = 0,56 0,97 0,99 = 0,54 (kw)+ Số vòng quay trục II : n2 =

Tính toán với trục III:

+ Công suất trục III : N3 = N2 br ol = 0,54 0,97 0,99 = 0,52 (kw)+ Số vòng quay trục III : n3 =

2 126

42( / )3

N n

 Kết quả tính toán được ghi dưới bảng sau:

Bảng 3.1 - Công suất - Tỷ số truyền - Số vòng dây – Mômen xoắn

Trục

Thông số

Trụcđộngcơ

Giả sử: vận tốc đai v > 5 m/s thì ta có thể dùng đai loại O, A ( theo bảng 5 –

13 sách nguyên lí chi tiết máy)

Ta tính toán theo hai phương án rồi chọn ra phương án thích hợp

Kích thước a x h(bảng 5-11 chi tiết máy) 10 x6

13 x 8

3.2.2 Đường kính bánh đai nhỏ

Theo bảng 5-14 và 5-15 chi tiết máy lấy D1 mm 70 100

Kiềm nghiệm vận tốc đai theo công thức

Khoảng cách A phải thỏa

Khoảng cách cần nhỏ nhất để mắc đai:

3.2.7 Tính góc ôm α1 theo công thức:

α1= - =

3.2.8 Xác định số đai cần thiết.

Chọn ứng suất căng ban đầu

= 1,2 N/ và theo trị số D1 tra bảng 5-17 chọn được ứng suất cho phép

Lấy số đai ≤ 8 để đảm bảo tải trong phân bố đều nhau

3.2.9 Định kích thước chủ yếu của bánh đai

(Theo bảng 10-3 sách máy cơ khí), ta được:

3.3 Tính toán bộ truyền xích

 Do trục có khoảng cách trung bình và yêu cầu tỉ số truyền không cao Mặckhác, so với bộ truyền đai thì bộ truyền xích nhỏ gọn hơn, làm việc không bị trượt, lực tác dụng nhỏ Đảm bảo yêu cầu cần thiết cho sự truyền động

+ Do yêu cầu 2 trục cùng tốc độ nên i = 1.

+ Khoảng cách trục mong muốn 195

3.3.3 Chọn số răng đĩa lớn và đĩa nhỏ

+ Kd: hệ số tính đến tải trọng ngoài, do tải trọng nhỏ êm kd = 1

+ = 1, hệ số xét chiều dài xích, chọn A = (30 – 50)t

+ Ko = 1, do gốc nghiêng giữa nối hai tâm đĩa xích và mặt ngang = <

+ = 1,2 do trục không điều chỉnh được

+ Kb = 1,5 hệ số xét đến điều kiện bôi trơn, chọn bôi trơn định kì

+ Kc = 1,25 hệ số xét đến chế độ làm việc của bộ truyền, ứng với làm việc haica

Kn = = = 1,19 (theo bảng (6-8)/110 ta lấy no1 = 50 v/p)

Công suất tính toán

Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện(6-9)

N1≤ ngh

Với ngh: số vòng quay giới hạn, phụ thuộc bước xích và số răng đĩa xích Tra theo (6-5, TL2) với t = 25,4; Z = 25 ngh có thể đến 1020 v/p như vậyđiều kiện trên được thỏa mãn

3.3.5 Định khoảng cách trục A và số mắt

+ Tính số mắt xích theo công thức

X = + + ( =

25+2 x 195/25,4 = 40Kiểm nghiệm theo số lần va đập trong một giây

u= = = 1,75Tra bảng 6-7 trang 113, suy ra [u] = 30

Vậy điểu kiện: u < [u] thỏa

+ Tính chính xác trục

3.4 Tính toán bộ truyền bánh răng

A Bộ truyền bánh răng cấp nhanh

3.4.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: thép 45 ; bánh răng lớn: thép 35; đều

thường hoá theo (theo “bảng

3 639

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

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

Đối với bánh nhỏ:   2

1

1,5.258

143,3 /1,5.1,8

2 2

[1]” chọn cấp chính xác chếtạo bánh răng là cấp 9

Kđ -Hệ số tải trọng động, chọn cấp chính xác, vận tốc vòng, độrắn bề mặt răng.

[1]”, chọn m = 1,25 (mm)

+ Số răng bánh bị dẫn: Z2 = 29 3,7 = 107,3 răng Lấy Z1 = 107 răng

+ Chiều rộng bánh răng:

0, 4.85 34

A

Lấy b = 35 mm, với bánh răng lớn ta lấy b2= 27 mm

3.4.9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

+ Đối với bánh nhỏ:

Ứng suất uốn tại chân răng của bánh nhỏ:

+ Đối với bánh lớn:

Ứng suất uốn tại chân răng của bánh lớn:

Trong đó: K = 1,342 ; N = 0,54 (kW); m = 1,25 (mm); n2 = 126 (vg/ph); Z1 =

107 (răng); y2=0,517, b = 27 mm

3.4.10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

* Ứng suất tiếp xúc cho phép:

* Ứng suất uốn cho phép:

Bánh nhỏ: [σ]uqt1 = 0,8σch = 0,8.300 = 240 N/mm2

Bánh lớn: [σ]uqt2 = 0,8σch = 0,8.260 = 208 N/mm2

* Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc theo công thức:

σtxqt = σtx Kqt �  txqt

Ta chỉ việc kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn vì có giá trị  σ txqt

nhỏ hơn Khi đó nếu bánh lớn thoả điều kiện bền thì bánh nhỏ cũng đảm bảobền

Ta có: Kqt = 2

 3 6

Với bánh nhỏ: σuqt1= 42,97.2 = 85,94 N/mm2< 240 N/mm2 = [σ]uqt1

Với bánh lớn: σuqt2= 47,07.2 = 94,14 N/mm2< 208 N/mm2 = [σ]uqt2

3.4.11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Ta có bảng số liệu các thông số của bộ truyền bánh răng cấp nhanh như sau:

Bảng 3.4 – Kết quả bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Đường kính vòng chia d1 = m.Z1

Chiều rộng bánh răng b1 = 35

Pr = Ptaα

Pr1 = 636 tg20 = 231 N

Pr2 = 610 tg20 = 222 N

B Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm

1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: thép 45 ; bánh răng lớn: thép 35; đều

thường hoá theo (theo “bảng

3 639

Vì N1, N2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở (N0 =107 ) của đường cong mỏi tiếpxúc và đường cong mỏi uốn nên khi tính ứng suất uốn cho phép của bánh nhỏ vàbánh lớn lấy k’N= k”N = 1.

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ:

  1

22,6.190 494 /

Để xác định ứng suất uốn cho phép, lấy hệ số an toàn n = 1,5 và hệ số tậptrung ứng suất ở chân răng Kσ = 1,8 (vì là phôi rèn thép thường hoá), giới hạnmỏi của thép 45 là:

Vì bánh răng quay 1 chiều nên ứng suất uốn cho phép:

1

1,5.294,4

138,6 /1,5.1,8

2 2

[1] chọn cấp chính xác chếtạo bánh răng là cấp 9

7 Định chính xác hệ số tải trọng K

* Hệ số tải trọng K được tính theo công thức

[1]”, chọn m = 2 (mm)

+ Số răng bánh bị dẫn: Z2 = 31.3 = 93 răng

+ Chiều rộng bánh răng:

0,3.123 37

A

Lấy b = 37 mm, với bánh răng lớn ta lấy b2= 30 mm

9 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

+ Đối với bánh nhỏ:

Ứng suất uốn tại chân răng của bánh nhỏ:

+ Đối với bánh lớn:

Ứng suất uốn tại chân răng của bánh lớn:

Trong đó: K = 1,342 ; N = 0,52 (kW); m = 2 (mm); n2 = 42 (vg/ph); Z1 = 93(răng) ; y2=0,517, b = 30 mm

10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột

+ Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Bánh nhỏ: [σ]uqt1 = 0,8σch = 0,8.290 = 232 N/mm2

Ta chỉ việc kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc đối với bánh lớn vì có giá trị  σ txqt

nhỏ hơn Khi đó nếu bánh lớn thoả điều kiện bền thì bánh nhỏ cũng đảm bảobền

Ta có: Kqt = 2

 3 6

Với bánh nhỏ: σuqt1= 53,1 2 = 106,2N/mm2< 232 N/mm2 = [σ]uqt1

Với bánh lớn: σuqt2= 55.2 = 110 N/mm2< 192 N/mm2 = [σ]uqt2

11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Bảng 3.4b - bảng các thông số bộ truyền bánh răng cấp chậm như sau:

12 Tính lực tác dụng lên trục

Đường kính vòng chia dc1 = m.Z1

Pr = Ptaα

Pr1 = 1320 tg20 = 480,4 N

Pr2 = 1271 tg20 = 462,6 N

Chương 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC, THEN, GỐI ĐƠ

A Hộp giảm tốc:

4.1 Tính toán trục, then, gối đơ

4.1.1 Tính sơ bộ đường kính của các trục

Đường kính sơ bộ của các trục được xác định theo “công thức [1]”

3 sb

C là hệ số tính toán, chọn C =120

N là công suất trên trục

n là số vòng quay của trục

- Với trục I:

NI = 0.6 kW

n1 = 1400 vg/ph

3 I

 [1]” ta xác định sơ bộ các khoảng cách để tính toán nhưsau:

+ Chiều rộng của bánh răng cấp nhanh27 mm

+ Chiều rộng của bánh răng cấp chậm: 37mm

+ Chiều rộng ổ lăn: 15 mm

+ Khe hở giữa bánh răng và thành trong của hộp : 12 mm.

+ Khe hở từ nắp ổ đến chi tiếp quay ngoài hộp: 15 mm

+ Chiều cao của nắp và đầu bu-lông: 16 mm

+ Khoảng cách giữa các chi tiết quay: 15 mm

+ Chiều dài trục lắp may-ơ bánh xích ngoài hộp: 1,35 20 = 27 mm

Hình 4.1a- Kết cấu hộp giảm tốc

Từ hình vẽ trên và các kích thước chọn sơ bộ ta có các khoảng cách để tínhtoán là:

Hình 4.1b- Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên bánh răng

a) Trục I

- Tính phản lực tại các gối đỡ A, B

Ta có: Lực vòng tại bánh răng 1: P1 = 636 N

Lực hướng tâm tại bánh răng 1: Fr1 = 231N

Khoảng cách: a1 = 101 mm

a2 = 43 mm

Hình 4.1c- Biểu đồ mômen trục I

+ Trong mặt phẳng zy:

Phương trình cân bằng:

- Trị số mômen tương đương tại tiết diện nguy hiểm

Tiết diện nguy hiểm trên trục I là tại nơi lắp bánh răng 1

Trị số momen tại tiết diện nguy hiểm

Trong đó: MZ1 = 11451 N.mm là trị số mômen xoắn trên trục I

- Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm

[1]” với đường kính sơ bộ dI = 9 mm, ta có [σ]=70N/mm2

=> Vậy đường kính trục I tại tiết diện lắp bánh răng ta chọn  15mm, đường

kính ngõng trục lắp ổ lăn ta chọn  10mm.

b) Trục II

- Tính phản lực tại các gối đỡ C,D

Ta có: Lực vòng tại bánh răng 2: P2 = 636 N

Lực hướng tâm tại bánh răng 2: Fr2 = 231 N

Lực vòng tại bánh răng 3: P3 = 1320 N

Lực hướng tâm tại bánh răng 3: Fr3 = 480.4 N

Khoảng cách: b1 = 53 mm

b2 = 47 mm

b3 = 48 mm

Hình 4.1d- Biểu đồ mômen trục II

+ Trong mặt phẳng zy:

Phương trình cân bằng:

3

3 2

0.3

53 47 48480.4 231 0.3 249.7

r Dy

- Trị số mômen tương đương tại những tiết diện nguy hiểm

+ Tại tiết diện qua bánh răng 2:

Trong đó: Mz2=40928 N.mm là trị số momen xoắn trên trục II

+ Tại tiết diện qua bánh răng 3:

- Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm

+ Tại tiết diện qua bánh răng 2

[1]” với đường kính sơ bộ dII =20 mm, ta có [σ] = 70N/mm2

=> Vậy đường kính trục II tại tiết diện lắp bánh răng 2 ta chọn 20mm, tại

tiết diện lắp bánh răng 3 ta chọn  26mm, đường kính ngõng trục lắp ổ lăn ta

chọn  20mm.

c) Trục III

- Tính phản lực tại các gối đỡ E, F

Ta có:

Lực vòng tại bánh răng 4: P4 = 1320 N

Lực hướng tâm tại bánh răng 4: Fr4 = 480.4 N

4 2 3

810,5.52 480,4.53

112.7810,5 480,4 112,7 1403.6

53 95

x Fy

- Trị số mômen tương đương tại những tiết diện nguy hiểm

+ Tại tiết diện qua bánh răng 4:

Momen uốn

Mx4 = RFy.c3= 112,7.95=10706.5 N.mm

My4 = RFx.c3 = 472,7.95= 44906.5 N.mmMomen uốn tương đương:

Trong đó: Mz4 = 118238N.mm là trị số momen xoắn trên trục III

+ Tại tiết diện qua ổ lăn tại E:

Momen uốn:

MxE= Fx.c1 = 810,5.52 =42146 N.mm

MyE = 0 N.mmMomen uốn tương đương:

Trong đó: Mz3=118238 N.mm là trị số momen xoắn trên trục III

- Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm

+ Tại tiết diện qua bánh răng 4

[1]” với đường kính sơ bộ dIII = 20 mm, ta có [σ] =70N/mm2