Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc năng suất 300 kggiờ

Thức ăn ở dạng tự nhiên chưa đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức năng và lứa tuổi của gia súc, gia cầm cho nên phải tiến hành chế biến và phối trộn thành thức ăn hỗn hợp nh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

- -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MÁY TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC

NĂNG SUẤT 300KG/GIỜ

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Hữu Thật Sinh viên thực hiện : Trần Đăng Thông

Mã số sinh viên : 56136902

Khánh Hòa, năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

THIẾT KẾ MÁY TRỘN THỨC ĂN GIA SÚC

NĂNG SUẤT 300KG/GIỜ

GVHD : TS Nguyễn Hữu Thật SVTH : Trần Đăng Thông MSSV : 56136902

Khánh Hòa, tháng 7 năm 2018

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài “ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc năng suất

300kg/giờ ” là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi trong quá trình học tập tại trường Đại

học Nha Trang và không sao chép hay ăn cắp bất cứ nội dung nào

Khánh Hòa, Tháng 7 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Trần Đăng Thông

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc năng suất

300kg/giờ ” em nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ gia đình, thầy cô và bạn bè

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang đã tạo mọi điều kiện để em được học tập và nghiên cứu tại trường trong suốt thời gian qua

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong khoa Cơ khí trường Đại học Nha Trang đặc biệt là T.S Nguyễn Hữu Thật đã hướng dẫn chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này

Trong quá trình hoàn thành đồ án, do còn nhiều hạn chế về kiến thức, về hiểu biết nên khó tránh khỏi sai sót Kính mong quý thầy cô và bạn đọc góp ý để em hoàn thiện đề tài cũng như bản thân minh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Khánh Hòa, Tháng 7 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Trần Đăng Thông

Nội dung đồ án chia thành 5 chương :

Chương 1: Chương mở đầu

Chương 2: Phân tích và chọn phương án thiết kế

Chương 3: Thiết kế máy

Chương 4 : Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình Chương 5 : Kết luận và đề xuất

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan tình hình ngành chăn nuôi 2

1.1.1 Sơ lược về ngành chăn nuôi trên thế giới 2

1.1.2 Sơ lược về ngành chăn nuôi ở trong nước 4

1.2 Lý do chọn đề tài 6

1.3 Mục tiêu của đề tài 6

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 7

2.1 Phân tích nhiệm vụ 7

2.2 Phân loại 7

2.3 Các loại máy có trên thị trường 8

2.4 Các phương án thiết kế 10

2.4.1 Phương án 1 10

2.4.2 Phương án 2 11

2.4.3 Phương án 3 11

2.5 Lựa chọn phương án thiết kế 12

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY 13

3.1 Tính toán chọn động cơ 13

3.1.1 Xác định công suất động cơ 13

3.1.1 Xác định số vòng quay của động cơ 14

3.1.2 Chọn quy cách động cơ 15

3.1.3 Tỷ số truyền 𝑈𝑐ℎ 15

3.1.4 Phân phối tỷ số truyền của hệ dẫn động 15

3.1.5 Xác định công suất, momen và số vòng quay trên trục 16

3.2 Thiết kế bộ truyền đai 17

3.2.2 Xác định các thông số của bộ truyền đai 20

3.3 Tính toán thiết kế hộp giảm tốc 23

3.3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng 23

3.3.2 Tính bộ truyền cấp nhanh – bánh răng nghiêng 25

3.3.3 Tính bộ truyên cấp chậm – bánh răng thẳng 31

3.3.4 Thiết kế trục 36

3.3.5 Tính chọn ổ lăn 52

3.4 Thiết kế các chi tiết khác 60

3.4.1 Thùng trộn 60

3.4.2 Khung máy 64

3.4.4 Tính chọn khớp nối 69

3.5 Phần điện 70

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 72

4.1 Phân tích chi tiết gia công 72

4.2 Chọn vật liệu 72

4.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo 72

4.4 Lập quy trình công nghệ 73

4.5 Phân tích lực trên trục 77

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 79

5.1 Kết luận 79

5.2 Đề xuất 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 2.1 Máy trộn thức ăn gia súc 3A

Hình 2.2 Máy trộn thức ăn gia súc chữ V

Hình 2.3 Máy trộn thức ăn gia súc trục ngang Hình 2.4 Máy trộn thức ăn gia súc trục vít đứng Hình 2.5 Máy trộn kiểu vít đứng

Hình 2.6 Cánh trộn của máy trộn băng xoắn Hình 2.7 Máy trộn kiểu thùng quay

Hình 3.1 Tiết diện đai thang

Hình 3.2 Sơ đồ phân tích lực chung

Hình 3.10 Chia lưới và đăt lực

Hình 3.11 Kết quả phân tích ứng suất của thùng Hình 3.12 Tiết diện thép làm khung

Hình 4.7 Chia lưới và đặt momen xoắn tắc dụng lên trục

Hình 4.8 Ứng suất trên trục khi chịu momen xoắn

Bảng 1.1 Công thức phối hợp khẩu phần ăn cho lợn lai

Bảng 3.1 Thông số động cơ điện

Bảng 3.2 Bảng thống kê các thông số

Bảng 3.3 Bảng thông số đai

Bảng 3.4 Bảng thống kê

Bảng 3.5 Thông số kích thước then

Bảng 3.6 Thông số ổ lăn của trục 1

Bảng 3.7 Thông số ổ lăn của trục 2

Bảng 3.8 Thông số ổ lăn của trục 3

Bảng 3.9 Thông số của khớp nối vòng đàn hồi

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay việc áp dụng khoa học kĩ thuật vào sản xuất ngày càng rộng rãi trong

tất cả các lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp, quốc phòng – an ninh, một trong

những lĩnh vực được ứng dụng khá rộng rãi nhất đó là chăn nuôi Chăn nuôi có vai trò

rất quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa đất nước Ngoài việc cung cấp thực

phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, ngành chăn nuôi còn là nguồn cung cấp nguyên liệu

không thể thiếu cho một số ngành công nghiệp Ở những nước tiên tiến, giá trị sản xuất

chăn nuôi chiếm trên 50% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp Năng suất chăn nuôi trước

hết phụ thuộc vào việc cung cấp đúng thức ăn cho gia súc, gia cầm Việc cung cấp thức

ăn đúng có nghĩa là phù hợp với nhu cầu chức năng của gia súc với mức tiêu thụ thức

ăn ít nhất nhưng lại cho sản lượng và lợi ích lớn nhất Thức ăn cho gia súc phải đáp ứng

nhu cầu dinh dưỡng tiêu hóa tốt, không chứa những chất độc hại cho quá trình tiêu hóa

và sức khỏe làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gia súc gia cầm Thức ăn ở dạng

tự nhiên chưa đáp ứng được nhu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức năng và lứa tuổi của

gia súc, gia cầm cho nên phải tiến hành chế biến và phối trộn thành thức ăn hỗn hợp

nhằm đáp ứng những yêu cầu trên Như vậy, thức ăn hỗn hợp cho gia súc là hỗn hợp

thức ăn đã làm sạch và nghiền nhỏ đến độ nhỏ yêu cầu, trộn với nhau theo một thực đơn

xác định

Cùng với sự phát triển của xã hội, ngành chăn nuôi và chế biến thức ăn chăn nuôi

với quy mô nhỏ và quy mô hộ gia đình ngày càng phát triển, do đó nhu cầu trang bị các

loại máy chế biến thức ăn chăn nuôi phù hợp với quy mô của từng hộ gia đình là rất cần

thiết Trong chế biến thức ăn hỗn hợp cho chăn nuôi thì trộn hỗn hợp là khâu chế biến

có vai trò rất quan trọng đối với chất lượng thức ăn chăn nuôi Các nghiên cứu gần đây

của ngành chăn nuôi cho thấy rằng : nếu độ trộn đều hỗn hợp nhỏ hơn 90% có thể làm

giảm mức tăng trọng của gà và lợn từ 5 - 10% Vì vậy, việc thiết kế và chế tạo một kiểu

máy trộn đáp ứng yêu cầu đề ra Với ý nghĩa thiết thực ấy em xin đề xuất đề tài “ Thiết

kế máy trộn thức ăn chăn nuôi năng suất 300kg/giờ ”

Khánh Hòa, Ngày 7 tháng 7 năm 2018

Sinh viên thực hiện Trần Đăng Thông

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình ngành chăn nuôi

1.1.1 Sơ lược về ngành chăn nuôi trên thế giới

Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm là vấn đề sống còn của nhân loại Ngày nay nông nghiệp có vai trò quan trọng cung cấp lương thực và các loại thực phẩm nuôi sống cả nhân loại trên trái đất Ngành chăn nuôi không chỉ có vai trò cung cấp thịt, trứng, sữa là các thực phẩm cơ bản cho dân số của cả hành tinh mà còn góp phần làm đa dạng sinh học trên trái đất

Thịt và sản phẩm từ thịt là nguồn cung quan trọng nhất về đạm, vitamin, khoáng chất,

cho con người Chất dinh dưỡng từ động vật có chất lượng cao hơn, dễ hấp thụ hơn là

từ rau quả Trong khi mức tiêu thụ thịt bình quân đầu người ở các nước công nghiệp rất cao thì tại nhiều nước đang phát triển, bình quân dưới 10 kg, gây nên hiện tượng thiếu và suy dinh dưỡng Ước tính, có hơn 2 tỷ người trên thế giới, chủ yếu ở các nước chậm phát triển và nghèo bị thiếu vitamin và khoáng chất, đặc biệt là vitamin A, iodine, sắt và kẽm, do họ không được tiếp cận với các loại thực phấm giàu dinh dưỡng như thịt, cá, trái cây và rau quả

 Số lượng vật nuôi

Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới – FAO năm 2009 số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: Tổng đàn trâu 182,2 triệu con và trâu phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò 1.164,8 triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà 14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con… Tốc độ tăng về số lượng vật nuôi hàng năm của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1% năm

Hiện nay các quốc gia có số lượng vật nuôi lớn của thế giới như sau:

Về số lượng đàn bò nhiều nhất là Brazin 204,5 triệu con, nhì Ấn Độ 172,4 triệu, thứ ba Hoa kỳ 94,5 triệu, thứ tư là Trung Quốc 92,1 triệu, thứ năm Ethiopia và thứ sáu Argentina có trên 50 triệu con bò

Chăn nuôi trâu số một là Ấn Độ 106,6 triệu con (chiếm trên 58% tổng số trâu của thế giới), thứ hai Pakistan 29,9 triệu trâu, thứ ba Trung Quốc 23,7 triệu con, thứ bốn

Nepan 4,6 triệu con, thứ năm Egypt 3,5 triệu, thứ sáu Philippine 3,3 triệu con và Việt Nam đứng thứ 7 thế giới đạt 2,8 triệu con trâu

Các cường quốc về chăn nuôi lợn của thế giới: số đầu lợn hàng năm số một là Trung Quốc 451,1 triệu con, nhì Hoa Kỳ 67,1 triệu, ba Brazin 37,0 triệu, Việt Nam đứng thứ 4 có 27,6 triệu con và thứ năm Đức 26,8 triệu con lợn

Về chăn nuôi gà số một Trung Quốc 4.702,2 triệu con gà, nhì Indonesia 1.341,7 triệu,

ba Brazin 1.205,0 triệu, bốn Ấn Độ 613 triệu và năm Iran 513 triệu con gà Việt Nam

về chăn nuôi gà có 200 triệu con đứng thứ 13 thế giới

Chăn nuôi vịt nhất Trung Quốc có 771 triệu con, nhì Việt Nam 84 triệu, ba Indonesia 42,3 triệu, bốn Bangladesh 24 triệu và thứ năm Pháp có 22,5 triệu con Vịt

1.1.2 Sơ lược về ngành chăn nuôi ở trong nước

Chăn nuôi là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam, là một trong những nguồn cung cấp thực phẩm thiết yếu chính cho người dân, việc tiêu thụ thịt, cá, trứng là thành phần chính của bữa ăn của người việt có điều kiện ( trong đó thịt heo và thịt gà chiếm

tỷ trọng cao) Đây cũng là ngành kinh tế giúp cho nông dân tăng thu nhập, giải quyết được nhiều việc làm cho người lao động Chăn nuôi của Việt Nam vẫn đang là sinh kế của gần 10 triệu người nhưng trên 50% quy mô nông hộ nhỏ Ngoài việc thực hiện tốt vai trò sản xuất nội địa , một số ý kiến cho rằng ngành chăn nuôi Việt Nam còn đóng góp tích cực vào mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp

Đặc điểm nổi bật của nông nghiệp Việt Nam từ xa xưa là hệ thống sản xuất kết hợp mà rõ ràng nhất là sự kết hợp mật thiết giữa chăn nuôi và trồng trọt, đặc biệt là chăn nuôi gia súc để lấy sức kéo, sức lao động, trong đó trâu bò được sử dụng làm sức cày kéo trong trồng trọt, cũng như nuôi lợn, nuôi gà, thủy cầm và trồng lúa hỗ trợ lẫn nhau, người ta đã sử dụng hợp lý các nguồn thức ăn tại chỗ, sẵn có Ngày nay, hình thức kết hợp này vẫn còn đang được sử dụng dưới hình thức chăn nuôi nông hộ, và theo mô hình vườn-ao-chuồng (VAC), những lợi thế rõ ràng của chăn nuôi quy mô nhỏ, như sự khép kín với trồng trọt, phù hợp với khả năng đầu tư và trình độ kỹ thuật của nông hộ nhỏ, cho phép sử dụng tốt hơn các giống địa phương có đặc điểm là năng suất thấp nhưng lại thích nghi tốt với điều kiện sinh thái, có thể sử dụng tốt hơn các nguồn thức ăn có sẵn tại địa phương, tạo ra sự quay vòng

Hình thức trang trại chăn nuôi chiếm tỷ trọng cao trong tổng số lượng trang trại nông nghiệp cả nước, và hiện nay tỷ trọng này đang có chiều hướng tăng lên Năm 2013

có 9.026 trang trại chăn nuôi (bằng 38,72% tổng số trang trại nông nghiệp), 2 vùng Đồng bằng sông Hồng và Đông Nam bộ có nhiều trang trại nhất (tương ứng có 3.709 và 2.204 trang trại), hệ thống chăn nuôi quy mô nhỏ, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm thấp đang cung cấp ra thị trường gần 70% sản phẩm thịt Trong khi đó, chăn nuôi thương mại quy

mô lớn, công nghệ hiện đại, an toàn thực phẩm cao chỉ mới cung cấp trên 15% lượng thịt cho tiêu dùng Việt Nam được đánh giá là quốc gia có tiểm năng chăn nuôi lớn trong khu vực với khả năng sản xuất 27,5 triệu đến 28 triệu con lợn, 300 triệu con gia cầm và 0,5 triệu bò sữa

Gia súc nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng ở nước ta có tiềm năng kinh tế cao Đây là loài vật nuôi dễ nuôi đem lại lợi nhuận kinh tế cao Nước ta là nước nông nghiệp nên nguồn thức ăn cho lợn rất dồi dào

Ví dụ về hỗn hợp thức ăn dành cho lợn lai

Bảng 1.1: Công thức phối hợp khẩu phần ăn cho lợn lai

STT Loại thức ăn nguyên

1.2 Lý do chọn đề tài

Nước ta là nước đang phát triển ngoài công nghiệp thì nông nghiệp nói chung và ngành chăn nuôi nói riêng đang được chú trọng phát triển và đóng góp vào một phần không nhỏ vào GDP của nước ta Vì vậy cơ giới hóa trong chăn nuôi ngày được chú trọng hơn nhất là trong chăn nuôi lợn (heo) nhằm nâng cao năng suất Thức ăn trong chăn nuôi lợn thường là hỗn hợp của nhiều thành phần khác nhau như : cám, rau, bột cá,…, Để thu được một một hỗn hợp thức ăn có tỷ lệ phù hợp thì công đoạn trộn đóng vai trò rất quan trọng Vì vậy thức ăn ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của vật nuôi Chính vì vậy cần thiết kế một máy trộn thức ăn dùng trong dây chuyền chế biến thức ăn cho lợn là một đóng góp rất lớn cho ngành chăn nuôi Điều này giúp con người tiết kiệm được thời gian cũng như chi phí Ngoài ra còn đảm bảo được nguồn dinh dưỡng cho lợn Nắm bắt yêu cầu của cấp thiết, và được sự phân công của khoa cơ khí, bộ môn

chế tạo máy, em đã thực hiện đề tài “ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc năng suất

300kg/giờ ” phục vụ cho trang trại vừa và nhỏ

1.3 Mục tiêu của đề tài

Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc năng suất 300kg/ giờ

Lập được bản vẽ lắp và bản vẽ chế tạo của một số chi tiết của máy trộn thức ăn gia súc

năng suất 300kg/giờ

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Phân tích nhiệm vụ

Do đặc thù ở nước ta các trang trại chăn nuôi thường nằm độc lập hay cách xa khu thương mại Chính vì vậy việc sử dụng thức ăn chăn nuôi chế biến sẵn gặp ít nhiều khó khăn và tốn kém chi phí cũng như thời gian vận chuyển Trong khi đó xung quanh trang trại có rất nhiều rau, cỏ, cám, bột cá, bột ngô, bột khoai, Thêm nữa việc sử dụng thức ăn tự chế biến giúp trang trại tiết kiệm được chi phí và kiểm soát được dinh dưỡng của vật nuôi Do các nguyên nhân trên nên các người chủ trang trại mong muốn có một chiếc máy trộn để chế biến thức ăn gia súc Yêu cầu của máy là năng suất cao, khả năng trộn đều, dễ dàng trong việc đưa nguyên liệu vào cũng như lấy ra Ngoài ra máy còn phải dễ sử dụng, bảo trì, sữa chữa

Máy trộn có nhiệm vụ xáo trộn hai hay nhiều thành phần của nguyên liệu thành một hỗn hợp đồng đều

2.3 Các loại máy có trên thị trường

Hình 2.1 Máy trộn thức ăn chăn nuôi 3A

Hình 2.2 Máy trộn thức ăn chăn nuôi chữ V

Hình 2.3 Máy trộn thức ăn gia súc trục ngang

Hình 2.4 Máy trộn thức ăn gia súc trục vít đứng

2.4.2 Phương án 2

“ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc băng xoắn trục ngang ”

Hình 2.6 Cánh trộn của máy trộn băng xoắn

- Máy có giá thành tương đối cao

- Nguyên liệu chứa trong 1 lần trộn thường hạn chế 40 ÷ 50% dung tích thùng chứa

2.4.3 Phương án 3

“ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc kiểu thùng quay ”

Hình 2.7 Máy trộn kiểu thùng quay

- Không thể trộn các nguyên liệu dính

2.5 Lựa chọn phương án thiết kế

Qua những ưu nhược điểm trên em quyết định chọn phương án 2 “ Thiết kế máy trộn thức ăn gia súc băng xoắn trục ngang ” để tiến hành tính toán và thiết kế

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MÁY

Các thông số yêu cầu

Nhược điểm: Hiệu suất và hệ số công suất thấp ( so với động cơ ba pha đồng bộ ), không điều chỉnh được vận tốc ( so với động cơ một chiều và động cơ ba pha không đồng bộ roto dây quấn )

3.1.1 Xác định công suất động cơ

𝜂

(3.1) Trong đó : 𝑃𝑦𝑐: là công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW)

𝑃𝑡: là công suất tính toán trên trục công tác của máy (kW)

P : lực tác dụng lên trục P = 3 (kN)

v : vận tốc của trục Theo tài liệu [3] trang 326 chọn v = 0,6m/s

𝑃𝑡 = 𝑃𝑙𝑣 = P v = 3 0,6 = 1,8 (kW) 𝜂: là hiệu suất truyền động

𝜂 = 𝜂𝑘𝑛 𝜂𝑜𝑙4 𝜂𝑏𝑟2 𝜂đ (3.2)

Trong đó : 𝜂𝑘𝑛 là hiệu suất của khớp nối

𝜂𝑜𝑙 là hiệu suất của một cặp ổ lăn

𝜂𝑏𝑟 là hiệu suất của một bộ truyền bánh răng

𝜂đ là hiệu suất của bộ truyền đai

Theo bảng 2.3 trang 19 tài liệu [1] ta có

3.1.1 Xác định số vòng quay của động cơ

+ Số vòng quay của trục trộn : 𝑛𝑙𝑣 = 40 (𝑣

𝑝ℎ) + Tỷ số truyền 𝑈𝑐ℎ = 𝑈𝑛 𝑈ℎ

(3.3)

𝑈𝑛 : là tỷ số truyền của bộ truyền ngoài

𝑈ℎ : là tỷ số truyền của hộp giảm tốc

Theo bảng 2.4 trang 21 tài liệu [1] ta chọn 𝑈𝑛 = 3

𝑈ℎ = 10

⇒ 𝑈𝑐ℎ = 3 10 = 30 + Số vòng quay của động cơ :

𝑛𝑠𝑏 = 𝑛𝑙𝑣 𝑈𝑐ℎ

(3.4) = 40 30 = 1200 (𝑝ℎ𝑣) Trong đó :

𝑛𝑠𝑏 : là số vòng quay sơ bộ

𝑛𝑙𝑣 : là số vòng quay của trục trộn

𝑈𝑐ℎ: là tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống

Bảng 3.1 : Thông số của động cơ điện

Tên động cơ Công suất động cơ

𝑃đ𝑐(kW)

Số vòng quay của động cơ

𝑢ℎ = 𝑢1 𝑢2 = 11,8

(3.8)

u1 là tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

u2 là tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

P2 = P1 𝜂𝑏𝑟 𝜂𝑜𝑙 = 2,08 0,97 0,99 = 1,99 (kW)

n2 =𝑛1

𝑢1=14203,44 = 412,8 (v/ph)

⟶ T2 = 9,55.106 𝑃2

𝑛 2 = 9,55.106 1,99

412,8 = 46038,03 (N.mm) + Trục III

P3 = P2 𝜂𝑏𝑟 𝜂𝑜𝑙 = 1,99 0,97 0,99 = 1,91 (kW)

n3 =𝑛2

𝑢 2=412,83,44 = 120 (v/ph)

⟶ T3 = 9,55.106 𝑃3

𝑛3 = 9,55.106 1,91

120 = 152004,16 (N.mm) + Trục IV ( Trục công tác )

Chọn thiết diện đai thang :

Hình 3.1 Tiết diện đai thang

Theo bảng 4.13 trang 59 tài liệu [1]

d1, mm

Chiều dài giới hạn l,

Theo bảng 4.21 trang 63 tài liệu [1]

∆𝑢 = 𝑢𝑡 −𝑢

𝑢 100% = 3,06−3

3 100% = 0,06% < 4

(3.12)

 Chọn khoảng cách trục và chiều dài

Theo bảng 4.14 trang 60 tài liệu [1] chọn khoảng cách trục dựa theo tỷ số truyền u và đường kính bánh đai d2

→ thỏa mãn điều kiện

Theo công thức (4.4) trang 54 tài liệu [1]

Từ khoảng cách trục a đã chọn, ta có chiều dài đai

Nghiệm số vòng chạy của đai trong một giây

Theo công thức (4.15) trang 60 tài liệu [1]

i = v

l =11,15

2 = 5,57 < 𝑖𝑚𝑎𝑥

(3.15)

Với imax = 10 vòng /giây

3.2.2 Xác định các thông số của bộ truyền đai

Tính lại khoảng cách trục a theo chiều dài tiêu chuẩn l = 2000mm

Theo công thức (4.6) trang 54 tài liệu [1]

(3.16) Trong đó :

1 > min = 120o thỏa mãn điều kiện

Theo công thức (4.16) trang 60 tài liệu [1]

𝑧 = 𝑃1 𝐾 𝑑

[𝑃0].𝐶𝛼.𝐶 𝑙 𝐶 𝑢 𝐶 𝑧

(3.20) Trong đó :

- 𝑃𝑙 : Công suất trên trục bánh đai chủ động

- 𝐶𝛼 : hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 𝛼1

Bảng 4.15 trang 61 tài liệu [1] → 𝐶𝛼= 0,93 với  = 155,57o

- 𝐶1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai

Bảng 4.17 trang 61 tài liệu [1] → 𝐶𝑢= 1,14 với u = 3,43

- [P0] : công suất cho phép (kW)

Bảng 4.19 trang 62 tài liệu [1]  [Po] = 2,6 kW

Với v = 11,15 m/s và d1 = 150 mm

𝑃1[𝑃0]=

2,22,6= 0,85

- 𝐶𝑧 : hệ số kể đến sự ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai

Bảng 5.6 trang 89 tài liệu [4] → 𝐶𝑧= 0,7

Theo công thức (4.17) và bảng 4.21 tài liệu [1]

 Chiều rộng của bánh đai

B = ( z – 1).t + 2e

(3.23)

Với z = 2, t = 15 và e = 10

- 𝐹𝑣 : Lực căng do lực ly tâm gây ra

Theo công thức (4.20) trang 64 tài liệu [1]

Fv = qm v2

(3.26)

- 𝑞𝑚 : Khối lượng 1m chiều dài đai

Theo bảng 4.22 trang 64 tài liệu [1]

Theo công thức (4.21) trang 64 tài liệu [1]

 Lực tác dụng lên trục

Fr = 2Fo z sin(1/2) = 2 112,64 2 sin(155,57/2) (3.27)

3.3 Tính toán thiết kế hộp giảm tốc

3.3.1 Tính toán bộ truyền bánh răng

 Bánh răng lớn : + độ cứng 235 HB

+ độ bền uốn 𝜎𝑏1 = 750 Mpa + độ bền chảy 𝜎𝑐ℎ1= 450 Mpa

3.3.1.2 Xác định ứng suất cho phép

Theo bảng 6.2 trang 94 tài liệu [1] , với thép 45 tôi cải thiện thì :

 Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

Theo công thức (6.5) trang 93 [1]

NHO = 30𝐻𝐻𝐵2,4

(3.28) Thay số

NHO1= 30 2502,4 = 1,7 107

N HO2 = 30 2352,4 = 1,47 107

 Số chu kì thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn

NFO = 4 106 Với tất cả các loại thép

Áp dụng công thức (6.1) trang 91 tài liệu [1]

[𝜎H] = 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚° 𝑘𝐻𝐿

𝑆𝐻 (3.29)

Sơ bộ xác định được [𝜎H]1 = 570 1

1,1 = 518 (Mpa) [𝜎H]2 = 540 1

1,1 = 491 (Mpa) Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng

[𝜎H] = [𝜎𝐻1] 1+ [𝜎𝐻1] 2

2 =518+4912 = 504,5 (𝑀𝑝𝑎) < 1,5[𝜎H]2 (3.30)

ka là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng Tra bảng 6.5 trang 96 tài liệu [1] được ka = 43 (Mpa)

T1 Mômen xoắn trên trục bánh chủ động

Theo bảng 6.6 trang 97 tài liệu [1] Chọn 𝜓𝑏𝑎= 0,3

→ 𝜓𝑏𝑑= 0,53 𝜓𝑏𝑎 (u + 1) = 0,53 0,3 (3,22 + 1) = 0,67

(3.32) Theo bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1] sơ đồ 4 => 𝑘𝐻𝛽 = 1,06 Thay vào công thức (3.31) ta được :

aw = 43 (3,44 + 1) 3√51813988,7 1,062 3,44 0,3 = 71,9 (mm)

Lấy aw = 72 mm

3.3.2.2 Xác định thông số ăn khớp , môđun

Theo công thức (6.17) trang 97 tài liệu [1]

m = (0,01 → 0,02) aw = (0,01 → 0,02) 72 = (0,72 → 1,44)

Theo bảng 6.8 trang 99 tài liệu [1]

3.3.2.3 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc

Theo công thưc (6.33) trang 105 tài liệu [1] ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên

bề mặt răng

𝜎H = zM zH 𝑧𝜀 √2.(𝑇1 ).𝑘𝐻.(𝑢+1)

𝑏𝑤.𝑢𝑚.𝑑𝑤12 (3.34)

tan𝛽0= cos 𝛼𝑡𝑡𝑎𝑛𝛽= cos(20,65°) tan(15°) = 0,25

kH là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc

kH = 𝑘𝐻𝛽 𝑘𝐻𝛼 𝑘𝐻𝑣

(3.41)

𝑘𝐻𝛽 : là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng

Tra bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1] → 𝑘𝐻𝛽 = 1,06

𝑘𝐻𝛼 : là hệ số kể đến sự phân bố không đều của tải trọng cho đến các đối răng đồng thời

ăn khớp

Tra bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1] → 𝑘𝐻𝛼= 1,13

𝑘𝐻𝑣 : là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp, trị số 𝑘𝐻𝑣 được tính

𝑘𝐻𝑣 = 1 + 2𝑇𝑣𝐻.𝑏𝑤.𝑑𝑤1

1 𝑘𝐻𝛽.𝑘𝐻𝛼 (3.42)

Với vH = 𝜎𝐻 𝑔0 𝑣√𝑎𝑤

𝑢𝑚(3.43)

 Vận tốc vòng v = 𝜋.𝑑𝑤1.𝑛1

60000 =3,14 33 1420

(3.44) Theo bảng 6.13 trang 106 tài liệu [1] chọn cấp chính xác 9

Tra bảng 6.15, 6.16 trang 107 tài liệu [1] → 𝜎𝐻 = 0,006

𝑌𝐹2= 3,6

KF là hệ số tải trọng khi tính về uốn

KF = 𝑘𝐹𝛽 𝑘𝐹𝛼 𝑘𝐹𝑣 (3.47)

Trong đó:

𝑘𝐹𝛽 = 1,19 tra bảng 6.7 trang 98 tài liệu [1] với 𝜓𝑏𝑑 = 0,73

𝑘𝐹𝛼 = 1,37 tra bảng 6.14 trang 107 tài liệu [1]

𝑘𝐹𝑣 = 1 + 𝑣𝐹.𝑏𝑤.𝑑𝑤1

2𝑇1.𝑘𝐹𝛽.𝑘𝐹𝛼(3.48)

Với vF = 𝜎𝐹 𝑔0 𝑣√𝑎𝑤

𝑢 (3.49)

Tra bảng 6.15 trang 107 tài liệu [1] → 𝜎𝐹 = 0,006

yR =1

yS = 1,08 - 0,695 ln(1,25) = 0,92