Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép viên thức ăn chăn nuôi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN CHĂN NUÔI Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY Sinh viên thự

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ÉP VIÊN

THỨC ĂN CHĂN NUÔI

Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN XUÂN TÙY

Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN LƯƠNG

NGUYỄN ĐÌNH CÔNG

Đà Nẵng, 2017

KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Lương Lớp: 12C1C Mã sinh viên: 101120243

Nguyễn Đình Công Lớp: 10C1C Mã Sinh viên: 101163101106

Khoa: Cơ khí Ngành: Công nghệ chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án: Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép viên thức ăn chăn nuôi

2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Công suất ép của máy:50-60Kg/h

Giới thiệu chung về các loại máy trộn và máy ép hiện có trên thị trường

So sánh các loại máy ép,từ đó chọn phương án thiết kế máy ép phù hợp nhất

 Phần thiết kế và tính toán:

Tính toán các thành phần lực tác dụng lên trục vít tải

Kiểm tra bền trục vít tải

Tính toán hộp giảm tốc của máy

Lập quy trình công nghệ gia công vít tải

4 Các bản vẽ, đồ thị:

Bản vẽ các phương án : 1A0

Bản vẽ 3D của máy : 1A0

Bản vẽ sơ đồ động của máy: 1A0

Bản vẽ tổng thể của máy: 1A0

Bản vẽ lắp : 1A0

Bản vẽ chi tiết,bản vẽ lồng phôi: 1A0

Bản vẽ nguyên công gia công trục vít tải: 1A0

5 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

7 Ngày hoàn thành đồ án:

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017

Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn

3 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép viên thức ăn chăn nuôi

4 Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Xuân Tùy Học hàm/ học vị: PGS.TS…………

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)

Người hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA ………

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: 1 Họ và tên sinh viên: ……….………

2 Lớp: ……….……… Số thẻ SV: ………

3 Tên đề tài: ……….………

4 Người phản biện: ……….………… Học hàm/ học vị: …………

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: TT Các tiêu chí đánh giá Điểm tối đa Điểm đánh giá 1 Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao 80 1a - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới so với các ĐATN trước đây) - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng thực tiễn 15 1b - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương trình, mô hình,…) 50 1c - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng dụng trong vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ năng làm việc nhóm; 15 2 Kỹ năng viết: 20 2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15 2b - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng 5 3 Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ) - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ………

………

- Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ: ………

………

………

Người phản biện

I Thông tin chung:

1 Họ tên sinh viên: : Phạm Văn Lương /Nguyễn Đình Công

Lớp: 12C1C/10C1C

2 Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo mô hình máy ép viên thức ăn chăn nuôi

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm Đánh giá

1 Sản phẩm đồ án tốt nghiệp (Thuyết minh đồ án, các

1a

- Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới

so với các ĐATN trước đây);

- Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng

thực tiễn:

10

1b

- Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức

cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu;

- Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương

trình, mô hình,…);

30

1c

- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng

trong vấn đề nghiên cứu;

- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng

dụng trong vấn đề nghiên cứu;

- Có kỹ năng làm việc nhóm;

10

2a - Nội dung thuyết trình thể hiện được mục đích, phương

pháp, nội dung đã giải quyết và kết quả của đề tài 15

2b - Kỹ năng thuyết trình, thời gian thuyết trình;

- Chất lượng slides và các công cụ minh họa/ hỗ trợ 10

- Vận dụng được kiến thức liên quan để trả lời hoàn chỉnh

các câu hỏi do Chủ tịch Hội đồng đề nghị trả lời trong

khoảng thời gian quy định;

- Tự tin, thể hiện mức độ am hiểu sâu về kiến thức liên quan;

25

3 Tổng điểm đánh giá: theo thang 100

Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu và chế tạo của tôi

Các số liệu,kết quả nêu trong thuyết minh là trung thực và chưa đươc ai công bố trong bất kì công trình nào khác

Người thực hiện

Phạm Văn Lương

Nguyễn Đình Công

Tên đề tài: Thiết kế mô hình máy ép viên thức ăn chăn

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lương Lớp 12C1C

Nguyễn Đình Công Lớp 10C1C

1 Nhu cầu thực tế của đề tài tốt nghiệp:

Ngành chăn nuôi là một thế mạnh trong việc phát triển kinh tế của nước ta.Với nhu cầu quan trọng đó chúng ta cần áp dụng các trang thiết bị,máy móc hiện đại

để tăng năng suất,hiệu quả trong lĩnh vực này.Vì thế chúng em nghiên cứu chế tạo mô hình máy ép viên thức ăn chăn nuôi để dễ bảo quản cũng như sử dụng thức ăn cho vật nuôi,qua đó nâng cao hiệu quả kinh tế,giúp bà con tiết kiệm chi phí mua thức ăn chăn nuôi

2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp:

 Cơ sở lý thuyết về biến dạng dẻo kim loại

3 Kết quả đạt được:

 Phần lý thuyết:

 Giới thiệu chung về các loại máy ép,máy trộn trên thị trường

 Giới thiệu các ưu nhược điểm của từng loại máy

 Tìm ra phương án thiết kế tối ưu

 Phần thiết kế máy:

 Lập sơ đồ động học toàn máy

 Phân tích động lực học cho máy

 Tính chọn động cơ điện và các thông số cho máy

 Thiết kế các cơ cấu của máy

Đà Nẵng, Ngày… tháng… năm 2017

Sinh viên thực hiện:

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa,vì thế việc nghiên

cứu và chế tạo các dây chuyền và thiết bị hiện đại là một việc rất cần thiết.Việc nâng

cao công nghệ sẽ giúp ta giải phóng sức lao động và nâng cao năng suất,tạo điều kiện

cho đất nước càng ngày càng giàu mạnh,nâng cao mức sống của người dân đồng thời

đuổi kịp với nền công nghiệp hiện đại của thế giới

Để thực hiện được các công việc trên,chúng ta phải không ngừng học hỏi và vận

dụng những điều học được vào trong thực tế.Đồ án tốt nghiệp là bước khởi đầu cho

sinh viên bọn em làm quen với việc thiết kế và tác phong của một người cán bộ kỹ

thuật,tìm hiểu và đi sâu vào các máy móc thực tiễn

Trong quá trình nghiên cứu chế tạo chúng em chắc hẳn còn mắc phải nhiều sai

sót,rất mong sự thông cảm và góp ý của thầy

Để hoàn thành nhiệm vụ này em xin chân thành cảm ơn thầy

PGS.TS Trần Xuân Tùy trong thời gian qua đã hướng dẫn em rất tận tình.Em xin cản

ơn thầy

Sinh viên thực hiện Phạm Văn Lương Nguyễn Đình Công

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU i

MỤC LỤC 2

Chương 1 5

TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG 5

CŨNG NHƯ CÁC LOẠI MÁY ĐANG CÓ 5

1.1 Tổng quan về nhu cầu sử dụng máy trộn, máy ép viên và máy nghiền 5

1.2 Các loại máy trộn hiện có 5

1.2.1 Loại 1 : Máy trộn kiểu dùng cánh đảo 5

1.2.2 Loại 2 : Máy trộn vít xoắn nằm nghiêng 6

1.2.3 Loại 3 : Máy trộn kiểu cánh đảo có thùng chứa nằm ngang 7

1.3 Các loại ép viên hiện có 7

1.3.1 Đặt vấn đề 7

1.3.3 Loại 1: Máy ép kiểu vít tải 8

1.3.3 Loại 2 : Máy ép kiểu trục cán có khuôn trụ 8

1.4 Các loại máy nghiền hiện có 9

1.4.1 Đặt vấn đề 9

1.4.2 Loại 1 : Máy nghiền răng hai trục 9

1.4.3 Loại 2 : Máy nghiền răng hai trục dạng đĩa sao 9

Chương 2 10

TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN CHĂN NUÔI 10

2.1 Vai trò máy ép viên: 10

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế 10

2.2.1 Sơ đồ động học: 10

2.2.2 Tính toán trục vít tải: 11

2.2.2.1 Giới thiệu về vít tải: 11

2.2.2.2 Tính toán vít tải: 11

2.2.2.3 Tính toán khuôn ép: 23

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỦA HỘP GIẢM TỐC VÀ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VÍT ÉP 27

3.1.Thiết kế hộp giảm tốc: 27

3.1.1.Chọn động cơ: 27

3.1.2.Phân phối tỷ số truyền: 28

3.1.3.Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc: 29

3.1.3.1.Bộ truyền cấp chậm: 29

3.1.3.2.Bộ truyền cấp nhanh: 34

3.1.4 Thiết kế trục: 40

3.2.Thiết kế quy trình công nghệ gia công vít ép: 53

3.2.1 Phân tích chi tiết gia công 53

3.2.1.1 Công dụng 53

3.2.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật: 53

3.2.1.3 Vật liệu chế tạo: 53

3.2.1.4 Phân tích chi tiết gia công : 53

3.2.2 DẠNG SẢN XUẤT 54

3.2.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 54

3.2.3.1 Chọn dạng phôi: 54

3.2.3.2 Phương pháp chế tạo phôi : 54

3.2.3.3 Tra lượng dư gia công cho các bề mặt của phôi : 54

3.2.4 Phân tích chuẩn và lập quy trình công nghệ: 54

3.2.4.1 Chọn chuẩn thô : 54

3.2.4.2 Trình tự gia công chi tiết như sau: 55

3.2.5 Nội dung các nguyên công: 55

3.2.5.1 Nguyên công 1: 55

3.2.5.2.Nguyên công 2: Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài: 59

3.2.5.3.Nguyên công 3: Tiện đường xoắn vít: 60

3.2.5.4 Nguyên công 4: Tiện mặt trụ ngoài và tiện cắt đứt một đầu dùng để chống tâm 62

3.2.5.5 Nguyên công 5: Phay rãnh đầu trục: 64

3.2.5.6 Nguyên công 6: Kiểm tra 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Sơ đồ máy trộn kiểu cánh đảo 5

Hình 1.2: Sơ đồ máy trộn vít xoắn kiểu nằm nghiêng 6

Hình 1.3: Sơ đồ máy trộn kiểu trục vít ngang 7

Hình 1.4: Sơ đồ máy ép viên kiểu vít tải 8

Hình 1.5: Nguyên lý cấu tạo máy ép viên kiểu trục cán có khuôn trụ 8

Hình 1.6 :Máy nghiền răng một trục 9

Hình 1.7: Máy nghiền răng hai trục (răng dạng đĩa sao) 9

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy ép viên 10

Hình 2.2 Sơ đồ kết cấu vít tải 11

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít 12

Hình 2.4 Tải trọng tác dụng lên vít ép 12

Hình 2.5 Sự phụ thuộc của lực ngang vào tải trọng dọc 15

Hình 2.6 Biểu đồ lực dọc và mô men 16

Hình 2.8 Sơ đồ gần đúng để tính toán vòng vít tải 19

Hình 2.9 Biểu đồ mô men của khuôn ép 24

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG CŨNG NHƯ CÁC LOẠI

MÁY ĐANG CÓ

1.1 Tổng quan về nhu cầu sử dụng máy trộn, máy ép viên và máy nghiền

Trong dây chuyền chế biến thức ăn nói chung , đặc biệt trong các xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc và thủy sản thường sử dụng máy trộn, máy ép viên và máy nghiền

để thu được hỗn hợp sản phẩm gồm nhiều thành phần có tỷ lệ nhất định trộn lẫn với nhau và phân bố đều Thành phần các chất dù được định lượng chính xác nhưng nếu không được đưa qua các máy trên và làm việc có hiệu quả thì chưa chắc đã thu được sản phẩm mà khi thành các liều nhỏ lại chứa đủ các thành phần các chất theo tỷ lệ định trước

1.2 Các loại máy trộn hiện có

1.2.1 Loại 1 : Máy trộn kiểu dùng cánh đảo

Hình 1.1 Sơ đồ máy trộn kiểu cánh đảo

Nguyên lý làm việc: các loại nguyên liệu thành phẩm được đưa vào máy trong thùng chứa 4 Động cơ 1 quay truyền qua hộp giảm tốc 6 và cặp bánh răng nón 5 làm quay trục canh đảo Nguyên liệu được trộn đều trong thùng chứa rồi xả cho công đoạn tiếp theo qua cửa tháo liệu 8 Việc điều chỉnh thời gian trộn dài hay ngắn tuỳ theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu công nghệ

1.2.2 Loại 2 : Máy trộn vít xoắn nằm nghiêng

1

2 3

1.2.3 Loại 3 : Máy trộn kiểu cánh đảo có thùng chứa nằm ngang

Hình 1.3: Sơ đồ máy trộn kiểu trục vít ngang

1.3.3 Loại 1: Máy ép kiểu vít tải

2 1

6

3

4

5

Hình 1.4: Sơ đồ máy ép viên kiểu vít tải

1.3.3 Loại 2 : Máy ép kiểu trục cán có khuôn trụ

Hình 1.5: Nguyên lý cấu tạo máy ép viên kiểu trục cán có khuôn trụ

1.4.2 Loại 1 : Máy nghiền răng hai trục

Thường dùng để nghiền các loại thức ăn từ củ , quả Các máy này nghiền

nguyên liệu theo nguyên lý chặt, cắt , xé, bẻ

Hình 1.6 :Máy nghiền răng một trục

1.Phểu nạp liệu;2.Gối đỡ

3 Máng thải liệu ; 4.Động cơ

1.4.3 Loại 2 : Máy nghiền răng hai trục dạng đĩa sao

Hình 1.7: Máy nghiền răng hai trục (răng dạng đĩa sao)

Chương 2 TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN CHĂN NUÔI

2.1 Vai trò máy ép viên:

Trong chế biến thức ăn gia súc máy ép có một vai trò rất quan trọng vì nó làm ra sản phẩm có hình dạng xác định,cải tiến được điều kiện vận chuyển,bảo quản một cách dễ dàng

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1 Sơ đồ động học:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy ép viên

2.2.2 Tính toán trục vít tải:

2.2.2.1 Giới thiệu về vít tải:

- Vít tải dùng để vận chuyển vật liệu theo hướng nằm ngang,nằm nghiêng hoặc thẳng đứng.Trong vít tải vật liệu được dịch chuyển tương tự như một đai ốc chuyển động dọc theo một đinh ốc.Vít tải gồm buồng dẫn cố định và một trục vít,khi trục vít quay làm cho vật liệu chuyển động dọc máy

- Năng suất của máy ép trước hết phụ thuộc vào cấu tạo và khuôn ép của vít tải,khuôn tạo hình.Ta có thể nâng cao năng suất của máy ép nhờ tăng tiết diện của khuôn ép và đường kính ngoài của guồng xoắn.Nhưng bị gới hạn bền của vít tải và khuôn ép

Hình 2.2 Sơ đồ kết cấu vít tải

2.2.2.2 Tính toán vít tải:

a.Xác định tải trọng tác dụng lên vít tải:

Vít tải có bề mặt xoắn ốc theo toàn bộ chiều dài và bước của đường xoắn ốc thường

là một đại lượng không đổi.Để thể hiện tải trọng tác dụng,ta xét sự làm việc của vít ép

2 ổ tựa có bước của đường xoắn ốc không đổi.Năng suât của máy ép và áp suất ép lớn nhất như đã biết.Giả sử sự phân bố áp suất theo chiều dài vít ép tăng dần đều từ 0 đến

áp suất làm việc,áp suất này được xác định bằng các số liệu thực nghiệm

Vít ép có chiều dài từ 4t đến 6t(với t là bước của đường xoắn ốc)

Ta có các số liệu như sau:

pmax - áp suất pháp tuyến lớn nhất trên bề mặt vít

pN - áp suất thay đổi theo chiều dài guồng xoắn

px - áp suất chiều trục

py - áp suất thành phần theo trục y

pz - áp suất thành phần theo trục z

q - cường độ của tải trọng liên tục

β - góc nâng của đường vít

R1 - bán kính ngoài của vít ép

t

Khuôn ép Phễu nạp liệu

R2 - bán kính ngoài của vít ép

t - bước của vít ép

n - số vòng quay của vít ép trong 1 phút

Mu - mô men uốn

l - chiều dài vít ép

Nx - lực chiều trục

m - số đường xoắn của vít

Trên hình 2.3 cho biết sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít,nghĩa là chấp nhận rằng áp suất thay đổi theo đinh luật tuyến tính trên toàn bộ chiều dài vít ép

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán sự thay đổi áp suất pháp tuyến theo chiều dài trục vít

Khi nghiên cứu ta dùng hệ đường xoắn ốc trái của hệ tọa độ vuông góc,ban đầu thì tọa độ trùng với trọng tâm đầu mút trái của vít ép.Trục x trùng với trục vít ép

Hình 2.4 Tải trọng tác dụng lên vít ép

Áp suất dọctrục: px = pN.cosβ (2-1)

Áp suất vòng(tiếp tuyến) : pr = pN.sinβ (2-2)

Với β là góc nâng trung bình của đường vít

Trên bề mặt của vít ép ta tách ra một phân tố diện tích vô cùng nhỏ dF

R

R N

x d p r dr dN

1 

Trong trường hợp sự chuyển động của các điểm theo đường vít thì sự chuyển dịch một góc bằng 2π tương ứng với sự dịch chuyển theo trục một bước t,còn sự chuyển dịch một góc α tương ứng với sự chuyển dịch theo trục bằng x,do đó:

2 2 2

1 



y và trục z.Trong giới hạn của góc dα vô cùng bé xác định theo phương trình sau đây:

 1

2

R

R x

3

sin

3 2 3 1 2

R R p dx

3 2 3

1 



Tương tự như vậy ta có cường độ uốn liên tục đối với trục y:

t t

R R p dx

dM

cos23

3 2 3

1 



3

cos

1

3 2 3 1

3 2 3

2

cos cos sin

2 2 2 1

R R tg p dx

dQ

cos22

2 2 2

R R tg p dx

2 2 2

Như ta đã biết ở môn sức bền vật liệu,khi uốn ngang,dọc sự cân bằng đàn hồi

được đặc trưng bằng phương trình có dạng:

E   (2-18) Trong đó : v - độ võng của dầm

M - mô men uốn ở tiết diện x do lực dọc

M1 - mô men uốn ở tiết diện x do lực ngang

J - mô men quán tính của tiết diện vít ép

Mô men do lực dọc phụ thuộc vào độ võng v.Tiến hành vi phân (2-18) ta được:

E   (2-19) Trong đó: Q = dM/dx lực ngang do tải trọng dọc

Q1 = dM1/dx lực ngang do tải trọng ngang

Hình 2.5 Sự phụ thuộc của lực ngang vào tải trọng dọc

Theo hình 2.5,cho biết tải trọng tác dụng có 2 điểm tựa,từ sơ đồ trên ta thấy:

dx

dv x k dx

dv S Q

!2

3

!2

dx

dv x k dx

dv S dx

v d J

Trong đó: S là phản lực trên điểm tựa trái

k là hệ số tỷ lệ đối với tải trọng chiều trục liên tục

Có thể giải phương trình vi phân bằng cách gần đúng liên tục.Giải phương trình đó theo cách giải gần đúng thứ 2 cho ta phương trình tổng quát của mô men uốn dưới dạng mô men sau đây:

!5

!4

!3

!2

!3

5 2 4 2 3 2 2 3 2 1 2

2

M M

M x M

M dx

v d

Trong đó: 2 = S/EJ ; 2 = k/EJ ;

Mn/n! – mô men bậc n do tải trọng ngang

Mô men bậc n do tải trọng ngang được xác định theo lí thuyết của mô men bậc

cao.Khi uốn ngang,dọc phương trình của mô men uốn trong biểu thức có dạng:

0 3 2 0 2

3 2

2 2

2

2 1

2 2

2

!3

)()

()

(

a

A a

B x

f a

A a

B x

f a

A a

3 2 3 1

2 2 2 1 max 

f1(x)1cosax ;

!2)

2 2

a

ax a

x x

!2

!43)

2 4

a

x ax a

x ax a

x x x

0 – góc quay ban đầu ;  = 2/t ;

Biểu thức đối với mô men uốn trong các mặt phẳng xy và xz cũng tương tự như thế.Trong khi tính gần đúng,có thể chỉ giới hạn ở số hạng thứ nhất của biểu thức (2-23),nghĩa là:

2

ax a

A a

B dx

v d J

Sơ đồ chịu tải của vít ép:

Hình 2.6 Biểu đồ lực dọc và mô men

.2

Trong đó: F – diện tích tiết diện vít ép

Wc – mô men cực trở lực của tiết diện vít ép

Thay các giá trị ứng suất ta có:

2 2

W

M F

S

các máy ép thì tỷ số các bán kính vít ép dao động trong giới hạn từ 1,7 đến 2,25 theo

đó lấy tỷ số lớn nhất để tăng năng suất

quyển 1:

R R

R R R R S

2 1

2 2 2 1 2 1

2

)(

.3

2 2 2

1

2 1

R R R R tg

R R M

2 2 2 2 2 2 1 2 1

2 1

2

4 )

( 2

) (

R R R R tg

R R

2 1 3

2 3 1

m ax

)(

16)

(2

)(

32

32

R R

R R R R tg

R R t

R R tg l p

Chiều dài làm việc của vít ép l=m.t với m là số vòng xoắn của vít ép

m ax 2

1 /R 3 , 0 ; 34 , 6 p 0 , 15 16tg

m ax 2

1 /R 2 , 75 ; 26 , 2 p 0 , 25 16tg

m ax 2

1 /R 2 , 25 ; 13 , 9 p 0 , 31 16tg

m ax 2

1 /R 2 , 0 ; 9 , 3 p 0 , 41 16tg

m ax 2

đồ thị đã co hay được dựng riêng σ=f(β) đối với vật liệu xác định của vít ép.Cần chọn

sơ bộ hệ số an toàn

)1()

R

t d

t tg

d.Tính toán sức bền vòng xoắn vít ép:

hướng thẳng góc đối với profin của bề mặt xoắn ốc.Vít ép là đường xoắn trong buồng ép,với một sự sai khác không lớn có thể coi một vòng xoắn như một bản tròn gắn chặt theo đường kính trong vào trục ép.Lực N là phản lực về phía vòng xoắn

N = pmax.π(R1 +R2 ) (2-32)

Để xác định lực ngang,ta hãy nghiên cứu điều kiện cân bằng phàn trung tâm của bản được tách ra là một tiết diện hình trụ có bán kính là r

Hình 2.8 Sơ đồ gần đúng để tính toán vòng vít tải

Từ điều kiện cân bằng rút ra khi rR2 thì:

    p rR r 

r

N R r p Q

2 1

m ax 2

2 2

m ax

2

2

) (





(2-33) Góc quay của pháp tuyến θ được xác đinh theo công thức (XVI-12) quyển 1:

R

dr dr r

R r r Dr

p r

C r C

1

m ax 2

2 1 4

2 2 2 1 2

2 1 2

2 2 4

4 2 3

m ax 2

R r

R R r

R r

R r

R D

r p r

C r C

2 2 2 1 2

2 1 2

2 2 4

4 2

m ax 2

2 1 /

ln 4 2

2 3 16

.

R

r r

R r

R R r

R r

R r

R D

r p r

C C

2R 2 2R 1

p max

N

là ở chỗ vòng xoắn ghép chặt với trục ép thì góc quay phap tuyến θ bằng 0.Trong công

(2-38) Trong trường hợp đó:

1

2 2 4 1

4 2 3

1

m ax 1

2 1

R R

R D

R p R

C R C

1

2 2 2

1

m ax 2

1

2 1 /

ln 4 1

16

.

R

R R

R D

R p R

C C

0 ln

4 4

3 16

ln

4 1

16

.

2

1 2

1

2 2 4 1

4 2 2

1

m ax 2

1

2 1 2

1 4

1

4 2 2

R R

R D

R p R

C C R

R R

R D

R p

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1 16

.

2

2 4

2 1

) 1 ( 1

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1 16

.

2

2 4

2 2 2 1

Trông đó: α= R1/R2

Đặt các giá trị C1 và C2 vào công thức (2-35) và (2-36) và kí hiệu λ = r/R2 ta có:

)ln.42

221

(16

)1()

1(1

ln)1(44

)1(3

116

2 2 4 2 2 2 2 4 3

2 2

2 4

2 1

r R p

maî

)ln.42

223

(16

)1()

1(1

ln)1(44

)1(3

116

2 2 4 2 2 2 2 4 2

2 2

2 4

2 1

m ax /

R p

maî

Đặt

) 1 ( 1

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1

2

2 4

]ln)

1(4)1

(

2

)21)(

1(3

16

.)

1(16

2 2 2

2 2

2 4

2

m ax 2

2 2

1(4)221(

2

)21)(

1(3

116

.)

1(16

2 2 2

2 2

2 4

2

m ax 2

2 2

Các mô men uốn ở đường viền trong:

) 1 ( 1

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1 8

.

2

2 4

2 1

ln ) 1 ( 4 4

) 1 ( 3

1 8

.

2

2 4

2 1

1(44

)1(3

[)

1(1

ln)1(44

)1(3

116

2 4

2

1

2 2

2 4

2 1

t D

t tg

1 



Thay

v N

l

x p

14,3.2602

max

t p

Phản lực ở ổ chặn xác định theo công thức (XVI-78)[1]:

2

4 6 2 , 94 2

2

m ax

kG t

m q l q

Khi tính toán sức bền thì số vòng làm việc nên lấy bằng số vòng nằm giữa lỗ nạp liệu

32

1 13 23

6

cm kG

W

M F

S



đến vòng xoắn làm việc đầu tiên của vít ép,bởi vậy khi tính toán sức bền cần phải kiểm

2.14,3

4,

2 1826 2

td   



định theo công thức (2-46) khi µ = 0,3:

2 4

2 1

m ax

7,03,1

ln2,52

,17,09,1.8

m ax 2

) 07,0.(

6

2

)3.60.07,0.(

2

2

cm kG

1(44

)1(3

[16

)]

1(1

[)

1(1

ln)1(44

)1(3

116

2 4

2 1

2 2

2 4

2 1

m ax 2

) 05,0.(

6

2

2

cm kG

Nếu có trạng thái ứng suất được đặc trưng bằng 3 ứng suất chủ yếu thì theo lý thuyết đơn giản của trạng thái ứng suất giới hạn,ứng suất tương đương được xác định theo công thức: td 13

Trong đó: v là hệ số đặc trưng cho sự làm việc không giống nhau của vật liệu khi kéo

và nén

Ta kiểm tra cho 4 điểm A,B,C và D như hình vẽ:

R r

C D

28 ,

m m N pR

2 2

48,016

28,1.66

h

pR h

pR h

2 1

48,0

;0

5,1

5,3.5043,043

,0)48,0(9,0

2 2

2 2

2 3

h

pR h

1 pR2M

M r  t 

Theo công thức (XVI-16)[1] ta có:

5,1

5,3.50.48,048

,0

16

28,1.66

2 2 2

2 2

2

h

pR h

pR h



h pR

Ứng suất tương đương:

5,1

5,3.50.48,0

48,

2 2 2

2 3

16

56,0

;778

2 2

2 2

2 2 2

21 , 0 16

56 , 0 6

6

75 , 0 6

h

pR h

pR h

M

h

pR h

M

t t

r r

pR

Ứng suất tương đương:

5,1

5,3.50.75,075

,

2 2 2

2 3

16

56,0

;8

2 2

pR M

2

21,0

;75,0

h

pR h

2

2 2

1 0; 0,21 ; 0,75

h

pR h

5,1

5,3.50675,0675

,0)75,0(9,0

2 2 2

2 2

2 3

h

pR h

2700204

5,1

5,3.5075,075

,

2 2

r R EJ

.12

3

(XVI-50)[1]

Độ võng lớn nhất là tại tâm khuôn ép,tức là vị trí có r = 0

Theo công thức (XVI-46) ta xác định được độ võng khi r = 0 là:

m ax

64

) 1 (

R EJ

4,05,0.12

5,1

12

3 3

3

cm t

d t h

06,0.10.2.64

)28,01(

6

 + Ứng suất:

t

d t h

.6

4,05,0.6

5,

5,3.5028,116.075,028,1075,0

2 2

2

cm KG pR

M W







CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỦA HỘP GIẢM TỐC VÀ THIẾT KẾ QUY TRÌNH

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VÍT ÉP

Pct : Công suất chính của động cơ

Tra bảng 2.1 trang 27 [1]

Hiệu suất khớp nối:

kn

 = 1 Hiệu suất 1 cặp ổ lăn: ol= 0,993

Pđc ≥ Pct

nđc ≥ nsb

k dm

uc : Tỉ số truyền chung của hệ

Để đảm bảo ngâm dầu các bánh răng ta chọn :

- Vì bộ truyền chịu tải trọng trung bình nên ta chọn thép nhiệt luyện,vì chế

độ làm việc lớn hơn nên ta chọn vật liệu của bánh răng dẫn lớn hơn vật liệu của bánh bị dẫn

- Theo bảng 3-8 ta chọn bánh nhỏ thép 45 và bánh lớn thép 35

- Chế độ nhiệt luyện thường hóa cả 2 bánh

- Cơ tính của thép theo bảng 3-8

2 Định Ứng Suất Mỏi Tiếp Xúc Và Ứng Suất Mỏi Uốn Cho Phép

a Ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép :