Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa

+ Nguyên lý hoạt động: Động cơ truyền chuyển động cho phần truyền lực trung gian qua cặp bánh xích ; từ đây một phần lực được truyền cho bộ phận di động tới bánh xe để làm máy cấy di ch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH

MÁY CẤY LÚA

Người hướng dẫn: ThS CHÂU MẠNH LỰC Sinh viên thực hiện: VÕ HỒNG LONG

Số thẻ sinh viên: 101120242

Lớp: 12C1C Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN ĐIỆP

KHOA CƠ KHÍ

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Võ Hồng Long

Lớp: 12C1C Số thẻ SV: 101120242

2 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Điệp

Lớp: 12C1B Số thẻ SV: 101120165

3 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY CẤY LÚA

4 Người hướng dẫn: Châu Mạnh Lực Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

ThS.Châu Mạnh Lực

DUT.LRCC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Võ Hồng Long

Lớp: 12C1C Số thẻ SV: 101120242

2 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Điệp

Lớp: 12C1B Số thẻ SV: 101120165

3 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY CẤY LÚA

4 Người phản biện: Trần Minh Chính Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm trừ

Điểm còn lại

1 Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải

1a - Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự

1b - Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành

1c - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô phỏng,

1d - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng

1e - Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề 10

1f - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng

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:

Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy mạ khay

Sinh viên thực hiện:

Công nghiệp hóa trong Nông nghiệp đang là bài toán khó đối với quốc gia có thế mạnh về lương thực nhưng quen sản xuất nhỏ lẻ như chúng ta Trong bối cảnh đó, với nước xuất khẩu đứng top đầu thế giới về sản lượng, chúng ta cần đẩy mạnh hơn nữa số lượng và chất lượng sản phẩm lúa gạo Giải pháp đặt ra thay thế sức lao động con người bằng máy móc chính là sử dụng: “Máy cấy mạ khay” Khi đưa vào hoạt động sẽ tăng năng suất lao động, giảm chi phí và cho chất lượng hạt lúa đồng đều, đưa tầm vóc sản lượng và chất lượng lúa gạo chúng ta cao hơn nữa trên thị trường quốc tế

Máy cấy lúa tự động có thể cấy 4 hàng, hàng cách hàng 200mm, khoảng cách cấy 165mm Sử dụng mạ tấm

+ Nguyên lý hoạt động:

Động cơ truyền chuyển động cho phần truyền lực trung gian qua cặp bánh xích ;

từ đây một phần lực được truyền cho bộ phận di động tới bánh xe để làm máy cấy di chuyển và một phần lực được truyền cho bộ phận cấy phía sau qua trục các đăng bánh xích Bộ phận cấy truyền chuyển động cho 3 phần, phần thứ nhất cho cụm tay cấy để tay cấy lấy mạ từ thảm mạ cấy xuống ruộng; phần thứ hai cho dàn mạ dịch chuyển qua lại để tay cấy lấy mạ và phần thứ ba cho cơ cấu để đưa thảm mạ lùi xuống sau mỗi hành trình qua lại của dàn mạ Khi máy di chuyển trên đồng, phao cấy có tác dụng đỡ

bộ phận cấy và san phẳng lại vết bánh xe

+ Kết cấu máy gồm có các bộ phận chính:

Động cơ, bộ truyền xích, hộp giảm tốc đồng trục, cơ cấu tay cấy, cơ cấu dịch chuyển bàn mạ

+ Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp đặt và bảo trì

- Năng suất cao hơn nhiều so với cấy thủ công thông thường

DUT.LRCC

KHOACƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp:12C1C Khoa: Cơ khí Ngành: Cơ khí chế tạo máy

Lớp:12C1B Khoa: Cơ khí Ngành: Cơ khí chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY CẤY LÚA

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Số liệu sinh viên tự chọn

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

-Chương I: Tổng quan

-Chương II: Thiết kế máy

-Chương III: Chạy thử và hiệu chỉnh

5 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

6 Họ tên người hướng dẫn: ThS.Châu Mạnh Lực

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./2017

Hiện nay, với định hướng phát triển Nông nghiệp công nghệ cao của Nhà nước trong thời gian qua, máy móc đang từng ngày áp dụng càng nhiều trong lĩnh vực này phát triển nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm

Trong tình hình đấy, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế

và chế tạo máy cấy mạ khay” để áp dụng kiến thức đã học giúp đỡ người nông dân

Đồng thời góp phần vào công cuộc hiện đại hóa trong Nông nghiệp Việt Nam, hướng đển nền Nông nghiệp Công nghệ cao

Qua thời gian thực hiện đồ án dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Châu Mạnh

Lực đồ án đã hoàn thành Tuy nhiên do khả năng hạn chế nên đồ án của chúng em

không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý từ quý thầy cô và bạn bè

Cuối cùng, trân trọng cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Châu Mạnh Lực đã tạo

những điều kiện tốt nhất để nhóm thực hiện đề tài này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017

DUT.LRCC

Chúng em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của nhóm Các

số liệu và tài liệu sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng, được phép công bố khi có

sự đồng ý chủ sở hữu Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do chúngem tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

DUT.LRCC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 01

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 01

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 01

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 03

1.4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 03

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 03

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 03

1.5 Phương pháp nghiên cứu 03

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 03

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 03

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY 04

2.1 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế 04

2.1.1 Đặc tính của máy và thông số thiết kế 04

2.1.2 Các phương án thiết kế 04

2.1.2.1 Phương án 1 04

2.1.2.2 Phương án 2 05

2.1.2.2 Phương án lựa chọn 05

2.2 Lập sơ đồ động học 05

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay 05

2.2.2 Cấu tạo máy cấy mạ khay 06

2.2.3 Phân tích chức năng từng bộ phận 07

2.3 Tính toán công suất và thiết kế các bộ truyền động 07

2.3.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 07

2.3.1.1 Tính toán công suất trên trục thứ cấp của hộp giảm tốc 07

2.3.1.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 08

2.3.1.1.1 Chọn động cơ 08

DUT.LRCC

2.3.2 Thiết kế các bộ truyền động 09

2.3.2.1 Thiết kế cơ cấu tay cấy 09

2.3.2.1.1 Xác định kích thước động các khâu của cơ cấu 09

2.3.2.1.2 Phân tích động học cơ cấu chính 12

2.3.2.1.3 Thiết kế cơ cấu bánh chặn 26

2.3.2.2 Thiết kế hộp giảm tốc 29

2.3.2.2.1 Xác định thông số trên các trục 29

2.3.2.2.2 Thiết kế bộ truyền xích 31

2.3.2.2.3 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 33

2.3.2.2.4 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 37

2.3.2.2.5 Thiết kế trục và then 41

2.3.2.2.6 Thiết kế gối đỡ trục 48

2.3.2.2.7 Cố định trục, bôi trơn ổ, tính chọn nối trục 50

2.3.2.2.8 Thiết kế vỏ hộp và các bộ phận khác của hộp, bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 51

CHƯƠNG 3: CHẠY THỬ VÀ HIỆU CHỈNH 58

3.1 Vấn đề phát sinh 58

3.1 Một số hình ảnh của mô hình 58

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC

DUT.LRCC

Bảng 1.1 Thông số động cơ

Bảng 2.1 So sánh vận tốc giữa hai phương pháp

Bảng 2.2 So sánh gia tốc giữa hai phương pháp

Bảng 2.10 Kích thước nắp cửa thăm

Bảng 2.11 Kích thước nút thông hơi

Bảng 2.12 Kích thước nút tháo dầu

Bảng 2.13 Kích thước măt thăm dầu

Bảng 2.14 Kích thước bulong vòng

Bảng 2.15 Kích thước nắp ổ

Hình 1.1 Người nông dân cấy bằng tay tốn nhiều lao động

Hình 1.2 Máy cấy mạ khay KUBOTA – NHẬT BẢN

Hình 2.1 Khoảng cách mạ cấy

Hình 2.2 Tay cấy cơ cấu 4 khâu bản lề

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý máy cấy

Hình 2.4 Sơ đồ động học của máy cấy 4 hàng

Hình 2.5 Kích thước các khâu

Hình 2.6 Vị trí các điểm cơ bản

Hình 2.7-2.8 Tổng hợp các vị trí bằng phương pháp họa đồ

Hình 2.9 Kích thước các khâu

Hình 2.10 Quỹ đạo của đầu tay cấy

Hình 2.11 Cơ cấu chính tại vị trí thứ 2

Hình 2.12 Lượt đồ động cơ cấu

Hình 2.13 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Hình 2.14 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Hình 2.15 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Hình 2.16 Họa đồ gia tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Hình 2.17 Mô phỏng vị trí số 1 của cơ cấu

DUT.LRCC

Hiện nay, với định hướng phát triển Nông nghiệp công nghệ cao của Nhà nước trong thời gian qua, máy móc đang từng ngày áp dụng càng nhiều trong lĩnh vực này phát triển nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm

Trong tình hình đấy, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và

chế tạo máy cấy mạ khay” để áp dụng kiến thức đã học giúp đỡ người nông dân Đồng

thời góp phần vào công cuộc hiện đại hóa trong Nông nghiệp Việt Nam, hướng đển nền Nông nghiệp Công nghệ cao

Qua thời gian thực hiện đồ án dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Châu Mạnh

Lực đồ án đã hoàn thành Tuy nhiên do khả năng hạn chế nên đồ án của chúng em không

tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý từ quý thầy cô và bạn bè

Cuối cùng, trân trọng cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Châu Mạnh Lực đã tạo những

điều kiện tốt nhất để nhóm thực hiện đề tài này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2017

DUT.LRCC

Chúng em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của nhóm Các

số liệu và tài liệu sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng, được phép công bố khi có

sự đồng ý chủ sở hữu Các kết quả nghiên cứu trong đồ án do chúngem tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác

DUT.LRCC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ vi

Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 01

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 01

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 02

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 03

1.4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 03

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 03

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 03

1.5 Phương pháp nghiên cứu 04

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 04

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 04

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY 06

2.1 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế 06

2.1.1 Đặc tính của máy và thông số thiết kế 06

2.1.2 Các phương án thiết kế 06

2.1.2.1 Phương án 1 06

2.1.2.2 Phương án 2 06

2.1.2.2 Phương án lựa chọn 07

2.2 Lập sơ đồ động học 07

DUT.LRCC

2.2.2 Cấu tạo máy cấy mạ khay 07

2.2.3 Phân tích chức năng từng bộ phận 09

2.3 Tính toán công suất và thiết kế các bộ truyền động 09

2.3.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 10

2.3.1.1 Tính toán công suất trên trục thứ cấp của hộp giảm tốc 10

2.3.1.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền 10

2.3.1.1.1 Chọn động cơ 10

2.3.1.1.2 Phân phối tỷ số truyền 11

2.3.2 Thiết kế các bộ truyền động 12

2.3.2.1 Thiết kế cơ cấu tay cấy 12

2.3.2.1.1 Xác định kích thước động các khâu của cơ cấu 12

2.3.2.1.2 Phân tích động học cơ cấu chính 17

2.3.2.1.3 Thiết kế cơ cấu bánh chặn 34

2.3.2.2 Thiết kế hộp giảm tốc 39

2.3.2.2.1 Xác định thông số trên các trục 39

2.3.2.2.2 Thiết kế bộ truyền xích 40

2.3.2.2.3 Thiết kế bộ truyền cấp chậm 43

2.3.2.2.4 Thiết kế bộ truyền cấp nhanh 48

2.3.2.2.5 Thiết kế trục và then 53

2.3.2.2.6 Thiết kế gối đỡ trục 61

2.3.2.2.7 Cố định trục, bôi trơn ổ, tính chọn nối trục 62

2.3.2.2.8 Thiết kế vỏ hộp và các bộ phận khác của hộp, bôi trơn và điều chỉnh ăn khớp 64

CHƯƠNG 3: CHẠY THỬ VÀ HIỆU CHỈNH 72

3.1 Vấn đề phát sinh

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tính cấp thiết của đề tài:

Hiện nay, nhiều nông dân trồng lúa đã giảm được một phần chi phí nhờ dùng máy cấy lúa thay cho phương pháp gieo sạ truyền thống Cách làm này vừa tiết kiệm được giống, công lao động, dễ chăm sóc và rút ngắn thời gian gieo trồng để kịp mùa vụ Song nói đến máy cấy lúa không ít nông dân còn tỏ ra ngỡ ngàng! Đa số nông dân vẫn làm theo phương pháp truyền thống là gieo sạ lúa bằng tay Phương pháp gieo sạ bằng tay tốn rất nhiều giống, lúa mọc không đều, không thẳng hàng, dẫn đến khó chăm sóc

và sâu bệnh nhiều hơn Nếu dùng máy cấy lúa, nông dân sẽ tiết kiệm được lượng giống

so với gieo sạ bằng tay Đồng thời, máy cấy lúa có thể cấy được 0,29 ha/giờ bớt cho nông dân nỗi lo thiếu lao động mùa vụ Bên cạnh đó, dùng máy cấy lúa còn rút ngắn thời gian mùa vụ Ngoài ra, còn có thể xuống giống đồng loạt trên cùng một cánh đồng,

sẽ dễ chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh, đặc biệt là bệnh rầy nâu

Lao động nông nghiệp đang ngày một thiếu, giá nhân công lao động vào vụ khoảng 150 - 160 ngàn đồng/ngày Không ít nông dân có diện tích lớn than thở, vào mùa vụ nhiều khi trả giá cao cũng không thuê được nhân công, đành phải sản xuất không đúng thời vụ Đây là thực trạng đang diễn ra ở nhiều địa phương, vì thế việc cơ giới hóa trong trồng trọt để giảm công lao động là vấn đề đang trở nên bức thiết

Chính vì cơ giới hóa trong khâu gieo cấy là mắt xích quan trọng, là nhân tố quyết định để thúc đẩy cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất Học tập kinh nghiệm của Nhật Bản trong việc đưa mạ khay, máy cấy vào sản xuất cho thấy từ những năm 70 của thế kỷ trước, Nhật Bản đã chú trọng đến khâu này và đến nay đã đạt đến mức hoàn hảo về cơ giới hóa, tự động hóa trong sản xuất lúa Hiện nay tại Nhật Bản đang thực hiện hai mô hình chính về tổ chức SX, đó là: HTX dịch vụ nông nghiệp tổ chức đồng bộ từ khâu SX đến tạo ra sản phẩm cuối cùng; thứ hai là chuyên môn hóa cao từ các khâu làm giá thể cho mạ, SX mạ khay để phục vụ cho máy cấy

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hiện nay có nhiều trường đại học và trung tâm đang nghiên cứu và chế tạo các loại máy cấy để có thể tạo ra loại máy dễ dàng sử dụng, năng suất cao nhưng tiêu tốn ít nhiên liệu và đặc biệt có thể cạnh tranh với các sản phẩm có xuất xứ từ Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc đang xuất hiện ngày càng nhiều trên các đồng ruộng Việt Nam

Việc ứng dụng Cơ Giới hóa trong sản xuất nói chung và sử dụng máy cấy lúa nói riêng sẽ góp phần giải quyết bài toán nhân lực vốn đang khan hiếm vì cơ chế chuyển

DUT.LRCC

dịch cơ cấu trong sản xuất – Từ nông nghiệp sang công nghiệp Do đó, có thể giảm chi phí thuê nhân công và tăng năng suất cây lúa Từ đó có thể tăng cường xuất khẩu cũng như đảm bảo an ninh lương thực quốc gia Giá thành hạ nhưng vẫn đảm bảo lợi ích của người nông dân

Hình 1.1 Người nông dân cấy bằng tay tốn nhiều lao động

Hình 1.2 Máy cấy mạ khay KUBOTA – NHẬT BẢN

DUT.LRCC

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay

- Ứng dụng kết kết quả tính toán vào thi công mô hình, từ đó ứng dụng thực tế

1.4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Một số loại máy cấy mạ khay hiện có trên thị trường trong và ngoài nước

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu:

Do điều kiện hoàn cảnh và thời gian có hạn nên nhóm chỉ tập trung nghiên cứu

và phân tích nguyên lý hoạt động, cấu tạo cơ bản của một số bộ phận chính của máy cấy hiện nay trên thị trường

1.5 Phương pháp nghiên cứu:

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận:

Dựa trên những cơ sở lý thuyết cũng như thực tế về một số máy cấy mạ khay hiện có trên thị trường, nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành lên phương án tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy qua đó đưa ra các phương án thiết kế, lựa chọn phương án rồi đi vào tính toán các số liệu để tiến hành vẽ mô phỏng mô hình áp dụng vào thực tế, sau đó chính sửa mô phỏng, tiến hành xuất bản vẽ và đưa đi gia công lắp

ráp

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể:

Do máy cấy mạ khay là sản phẩm mới xuất hiện ở Việt Nam, các sản phẩm ngoài thực tế chưa nhiều dẫn đến nhóm không được tiếp cận trực tiếp với máy cấy mạ khay

để tìm hiểu Vì vậy, việc đầu tiên nhóm nhanh chóng tìm kiếm và nghiên cứu kỹ về sản phẩm dựa vào các loại tài liệu có liên quan đến máy cấy như qua sách vở, các nguồn tài liệu trên internet và một phần kiến thức đã tích lũy được Qua nghiên cứu, tìm hiểu, nhóm đã đưa ra được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy một cách hợp lý nhất và

đã được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn là thầy Châu Mạnh Lực

Dưới sự hướng dẫn của thầy Châu Mạnh Lực, nhóm đã từng bước đi vào tìm

hiểu và thiết kế các bộ phận chính của máy,vẽ mô phỏng và kiểm nghiệm bằng các phần mềm đã được học như: Inventor, Solidworks…sau đó xuất và chỉnh sửa bản vẽ, rồi đem

đi gia công lắp ráp

DUT.LRCC

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY

2.1 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1.1 Đặc tính của máy và thông số thiết kế:

+ Máy có trọng lượng: 150 ÷ 200 kg

+ Các bộ truyền làm việc êm

+ Bộ phận công tác hoạt động đều, chính xác, tạo rãnh, hàng đúng kích thước

_ Ưu – Nhược điểm:

+ Cơ cấu tịnh tiến đơn giản, giá thành thấp

+ Tốc độ và năng suất không cao do thời gian hành trình lùi về lớn

+ Thời gian cấy lâu

DUT.LRCC

2.1.2.2 Phương án 2:

Sử dụng cơ cấu 4 khâu cho cụm tay cấy, bàn mạ dịch chuyển sau mỗi lần cấy

Hình 2.2 Tay cấy cơ cấu 4 khâu bản lề

_ Ưu – Nhược điểm:

+ Cơ cấu 4 khâu đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp đặt và bảo trì

+ Tốc độ và năng suất cao hơn so với chuyển động cấy tịnh tiến

+ Thời gian cấy được cải thiện do rút ngắn thời gian hành trình lùi về

2.1.2.2 Phương án lựa chọn:

Cả 2 phương pháp trên đều có thể cấy mạ với năng suất cao hơn người thực hiện Tuy nhiên dựa vào ưu-nhược điểm của hai phương án, nhóm đã chọn phương án thứ hai để tiến hành thiết kế và tính toán

2.2 LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay:

Động cơ truyền chuyển động cho phần truyền lực trung gian qua cặp bánh xích ; từ đây một phần lực được truyền cho bộ phận di động tới bánh xe để làm máy cấy di chuyển

và một phần lực được truyền cho bộ phận cấy phía sau qua trục các đăng bánh xích Bộ phận cấy truyền chuyển động cho 3 phần, phần thứ nhất cho cụm tay cấy để tay cấy lấy

mạ từ thảm mạ cấy xuống ruộng; phần thứ hai cho dàn mạ dịch chuyển qua lại để tay cấy lấy mạ và phần thứ ba cho cơ cấu để đưa thảm mạ lùi xuống sau mỗi hành trình qua

DUT.LRCC

lại của dàn mạ Khi máy di chuyển trên đồng, phao cấy có tác dụng đỡ bộ phận cấy và san phẳng lại vết bánh xe

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý máy cấy

2.2.2 Cấu tạo máy cấy mạ khay:

Máy cấy mạ khay bao gồm các bộ phận chính:

+ Cơ cấu điều khiển các bộ phận của máy

Từ nguyên lý hoạt động ta lập ra được sơ đồ động học của máy như hình:

Hình 2.4 Sơ đồ động học của máy cấy 4 hàng

DUT.LRCC

2.2.3 Phân tích chức năng từng bộ phận:

+ Động cơ: Thường dùng động cơ xăng 4 thì làm mát bằng không khí, động cơ 2 ÷ 3

mã lực với máy cấy 4 hàng người lái đi theo máy; 6,5 ÷ 8 mã lực đối với máy cấy 6 hàng, 8 hàng người ngồi lái

+ Bộ phận truyền lực trung gian: nhận chuyển động từ động cơ truyền đến bộ phận di

động và bộ phận cấy qua hệ thống các bánh răng, cặp bánh xích tải

+ Các cụm tay cấy : Đây là bộ phận quan trọng quyết định đến bộ phận cấy, tay cấy

quay một vòng thì cấy được một khóm mạ

+ Bộ phận di động: Gồm cụm hộp truyền động sau cùng và bánh xe lăn.Bánh xe được

chế tạo bằng thép có các mấu bám và vành ngoài có các vấu bám bọc cao su để máy có thể di chuyển dễ dàng trên đường

+ Bộ phận cung cấp mạ: Dùng để chứa thảm mạ và cung cấp liên tục cho tay cấy Nó

bao gồm một giàn mạ có ngăn để chứa mạ, mỗi một hàng cấy có một ngăn mạ Giàn mạ chuyển động qua lại để các tay cấy lấy từng khóm mạ.Sự trượt xuống của các thảm mạ sau mồi lần qua lại nhờ chuyển động đẩy của trục bánh xe răng khế Giàn mạ được đúc bằng nhựa và có khung đỡ làm bằng nhôm

+ Phao cấy: Có tác dụng nâng đỡ bộ phận cấy và làm ổn định độ sâu cấy khi máy chạy

trên ruộng

2.3 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN ĐỘNG

2.3.1 Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền:

2.3.1.1 Tính toán công suất trên trục thứ cấp của hộp giảm tốc:

Công suất cần thiết trên trục thứ cấp của hộp giảm tốc:

Với: 𝜇 - hệ số ma sát giữa sắt thép với đất ruộng (0,2 – 0,6)

N – trọng lượng máy, giả sử máy có khối lượng 200 Kg

Công suất trên trục bánh xe

t max

F v

DUT.LRCC

PTO

2.3.1.1.2 Phân phối tỷ số truyền:

_ Tùy thuộc vào đặc tính sử dụng của máy mà lựa chọn tỷ số truyền thích hợp

Với khoảng cách cấy là 165 mm, ta có mối quan hệ vận tốc giữa trục bánh xe và tay cấy:

+ Chọn các tỷ số truyền xích trong sơ đồ động đều là u=3

+ Công suất đầu vào tính toán: Pđc = 1,5 (kW)

bx HGT

n i

2.3.2.1 Thiết kế cơ cấu tay cấy:

2.3.2.1.1 Xác định kích thước động các khâu của cơ cấu:

_ Chọn khâu ngắn nhất làm khâu quay toàn vòng (khâu dẫn), khâu kề khâu ngắn nhất làm giá

_ Cho trước kích thước khâu dẫn AB = 50mm, kích thước và vị trí ban đầu của thanh

truyền như hình vẽ:

DUT.LRCC

Hình 2.5 Kích thước các khâu

Ta đo được khoảng cánh từ F đến B là: BF= 305 mm.Vậy không gian mà đầu tay cấy

có khả năng với tới là hình vành khăn có bán kính ngoài là (AB+BF)=355 mm tâm đặt tại A, và bán kính trong là (BF-AB)=255mm

_ Chọn vị trí thấp nhất của dàn chứa mạ có vị trí tương đối so với tay cấy được thể hiện như trong hình dưới

mạ nghiêng góc 45 độ thì khi đó ta tìm được tọa độ thứ 2 của đầu tay cấy, đây là tọa độ tay cấy bắt đầu tách mạ

_ Chọn tọa độ thứ 3: Vị trí thấp nhất của mỏ cấy, thực hiện cấy mạ xuống nền ruộng

Vị trí của các điểm cơ bản được thể hiện trên hình vẽ sau:

DUT.LRCC

Hình 2.6 Vị trí các điểm cơ bản

Ta cần tổng hợp cơ cấu thông qua các kích thước và vị trí đã cho Để dễ dàng ta sử dụng phương pháp họa đồ

Phương pháp tổng hợp như sau:

Bước 1: Tại vị trí F2 vẽ đường tròn bán kính FB,(F2,FB) cắt (A,AB) tại B2 Khi đó AB2

là vị trí khâu dẫn tại vị trí số 2

Bước 2: Vẽ (F2,FE) cắt (B2,BE) tại E2.

Bước 3: Vẽ (F2,FC) cắt (E2,EC) tại C2.

Bước 4: Nối C2B2E2F2 ta được thanh truyền ở vị trí số 2

Tương tự ta có thanh truyền C3B3E3F3 ở vị trí số 3, sau đó ta nối C2C3 rồi vẽ trung trực của C3C3 Hai đường trung trực này cắt nhau tại D là điểm cần tìm

DUT.LRCC

Hình 2.7-2.8 Tổng hợp các vị trí bằng phương pháp họa đồ

DUT.LRCC

Cuối cùng ta nối DC và DA: Ta có DC=97,93~98mm và AD= 138,49 ~ 138,5 mm Sau khi tổng hợp cơ cấu ta được các kích thước như sau:

Hình 2.9 Kích thước các khâu

Bằng phương pháp họa đồ ta vẽ được quỹ đạo đầu tay cấy F khi khâu dẫn AB quay được

1 vòng như sau:

DUT.LRCC

Hình 2.10 Quỹ đạo của đầu tay cấy

2.3.2.1.2 Phân tích động học cơ cấu chính:

a Mục đích:

Mục đích việc phân tích động học cơ cấu là ta đi xác định họa đồ vận tốc và gia tốc của 8 vị trí khi máy hoạt động; từ đó ta xác định được phương, chiều, độ lớn của cơ cấu chính

b Tìm vận tốc, gia tốc:

Ở đây chúng ta chỉ xét cho một vị trí,rồi sử dụng phần mềm WM2D để mô phỏng rồi so sánh kết quả Nếu kết quả ở 2 phương pháp này giống nhau ta có thể sử dụng kết quả mô phỏng Để rõ ràng, ta không xét tại vị trí biên số 1, mà ta sẽ xét tại vị trí số 2 ứng với bản vẽ cơ cấu tổng hợp như ở chương 1

Hình vẽ cơ cấu chính tại vị trí 2 như sau:

Hình 2.11 Cơ cấu chính tại vị trí thứ 2

Tay quay AB quay với vận tốc 5 vòng/s

∆⊥BC.Tiếp theo,từ p vẽ đường thẳng ∆’ ⊥CD.Đường thẳng ∆ và ∆’ giao nhau tại điểm c.Suy ra: pc⃗⃗⃗⃗ biểu diễn V⃗⃗⃗⃗ và bcC ⃗⃗⃗⃗ biểu diễn V⃗⃗⃗⃗⃗⃗ CB

Hình vẽ 4.4 là họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2.Điểm p là gốc họa đồ

Hình 2.12 Lượt đồ động cơ cấu

DUT.LRCC

Hình 2.13 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Đo độ dài đoạn pc đo trên họa đồ là : pc = 12,23 mm.Vậy vận tốc thực của điểm C là:

+ Xác định vận tốc V⃗⃗⃗⃗ của điểm E trên khâu 2 : E

Do 2 điểm B và E cùng thuộc một khâu (khâu 2)

Hình 2.14 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

+Xác định vận tốc V⃗⃗⃗⃗ của điểm F trên khâu 2: F

Do 2 điểm B và F cùng thuộc một khâu (khâu 2)

Hình 2.15 Họa đồ vận tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Bước 2: Xác định gia tốc các điểm C,E,F trên cơ cấu

+ Xác định gia tốc của điểm C

Điểm B và C cùng thuộc khâu 2 :

Mặt khác do khâu 3 quay quanh tâm D

Chọn tỉ lệ xích họa đồ gia tốc là:

μa = 1 = Gía trị thực của gia tốc

độ dài biểu diễn =aB

πb′ [ m

mm.s2] Suy ra πb=49,43 (mm)

Hai điểm B và E cùng thuộc khâu 2:

⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥EC và atEC = ε2.lEC

Đo trên họa đồ gia tốc ta được : πe′ = 74 (mm)

→ aE = 74 (m/s2) + Xác định gia tốc điểm F:

Hai điểm B và F cùng thuộc khâu 2:

Hình 2.16 Họa đồ gia tốc của cơ cấu tại vị trí 2

Bước 3: Mô phỏng cơ cấu tại vị trí 2 bằng WM2D

Vị trí số 2 của cơ cấu:

DUT.LRCC

Hình 2.17 Mô phỏng vị trí số 1 của cơ cấu

Vị trí số 2 ta dễ dàng tính toán được tương ứng ở thời gian t=0,0125s

Các thông số cần tính được thể hiện trên hình

DUT.LRCC

Hình 2.18 Mô phỏng vị trí 2 của cơ cấu

ω3(rad/s)

DUT.LRCC

Bảng 2.2 So sánh gia tốc giữa hai phương pháp

ε3(rad/s2)

ω3(rad/s)