Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
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
Số thẻ sinh viên: 101120165
Lớp: 12C1B
Đà Nẵng, 5/2017
Võ
Hồng
Long
,
Nguyễn
Văn
Điệp
TÊN
ĐỀ
TÀI:
THIẾT
KẾ
VÀ
CHẾ
TẠO
MÔ
HÌNH
MÁY
CẤY
LÚA
DUT.LRCC

KHOA CƠ KHÍ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
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
II. Nhận xét đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, sáng tạo và ứng dụng của đồ án: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
2. Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………..
3. Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………..
4. NCKH: (nếu có bài báo khoa học hoặc ĐATN là đề tài NCKH: cộng thêm 1đ)
………………………………………………………………………………………..
5. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………..
III.Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………..
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: /10
2. Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2017
Người hướng dẫn
ThS.Châu Mạnh Lực
DUT.LRCC

KHOA CƠKHÍ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
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:
TT Các tiêu chí đánh giá
Điểm
tối đa
Điểm
trừ
Điểm
còn lại
1
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
80
1a
- Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự
nhiên trong vấn đề nghiên cứu
15
1b
- Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành
trong vấn đề nghiên cứu
25
1c
- Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô phỏng,
tính toán trong vấn đề nghiên cứu
10
1d
- Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
dụng trong vấn đề nghiên cứu
10
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
thực tiễn:
10
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:
……………………………………………………………………………………
- Ý kiến khác:
……………………………………………………………………………………
- Đề nghị: Được bảo vệ đồ án/ Bổ sung thêm để bảo vệ/ Không được bảo vệ.
Người phản biện
ThS. Trần Minh Chính
DUT.LRCC

TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy mạ khay.
Sinh viên thực hiện:
TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành
1 Võ Hồng Long 101120242 12C1C Chế tạo máy
2 Nguyễn Văn Điệp 101120165 12C1B Chế tạo máy
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.
+ Nhược điểm:
- Khả năng công nghệ của máy còn hạn chế, vẫn có yếu tố con người tham gia
sản xuất.
Mặc dù cũng tồn tại một vài nhược điểm nhưng máy có thể dần thay thế được lao
động, tiến tới hiện đại hóa áp dụng máy móc vào nông nghiệp. Đáp ứng nhu cầu và
định hướng phát triển Nông nghiệp của nhà nước hiện nay.
DUT.LRCC

KHOACƠ KHÍ
CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Võ Hồng Long Số thẻ sinh viên: 101120242
Lớp:12C1C Khoa: Cơ khí Ngành: Cơ khí chế tạo máy
Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Điệp Số thẻ sinh viên: 101120165
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 ):
- Bản vẽ nguyên lý (1Ao).
- Bản vẽ động học (1Ao).
- Bản vẽ kết cấu bộ phận máy (3Ao).
- Bản vẽ giao diện tổng thể của máy thiết kế (1Ao).
6. Họ tên người hướng dẫn: ThS.Châu Mạnh Lực.
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……../……./2017
8. Ngày hoàn thành đồ án: ……../……./2017
Trưởng Bộ môn………………………. Người hướng dẫn
ThS.Châu Mạnh Lực
DUT.LRCC

i
LỜI NÓI ĐẦU
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.
Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện
Võ Hồng Long Nguyễn Văn Điệp
DUT.LRCC

ii
CAM ĐOAN
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

iii
MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu i
Lời cam đoan liêm chính học thuật ii
Mục lục
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

iv
2.3.1.1.2. Phân phối tỷ số truyền ...................................................................................08
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

v
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
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 2.4 Gia tốc ở các vị trí
Bảng 2.5 Mối liên quan vận tốc và gia tốc tại vị trí 2.
Bảng 2.6 Phối hợp chuyển động
Bảng 2.7 Số liệu tính toán
Bảng 2.8 Thông số các bộ truyền xích
Bảng 2.9: Các kích thước vỏ hộp
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 2.10 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 2.16 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

vi
Hình 2.18 Mô phỏng vị trí 2 của cơ cấu
Hình 2.19 Mô phỏng các khâu
Hình 2.20 Đặt lực vào khâu nối giá
Hình 2.21 Vị trí tâm cam
Hình 2.22. Vị trí thấp nhất thanh đẩy mạ.
Hình 2.24. Kích thước các thanh chọn trước.
Hình 2.25. Các kích thước tại vị trí số 1
Hình 2.26. Các kích thước tại vị trí số 3.
Hình 2.28. Các kích thước bánh chặn.
Hình 2.29 Các kích thước cơ bản hộp giảm tốc
Hình 2.30 Sơ đồ đặt lực
Hình 2.31 Biểu đồ momen
Hình 2.32 Kích thước các trục
Hình 2.33 Phân bố lực trên trục
Hình 2.34 Vòng chắn dầu
Hình 2.35 Chốt định vị
Hình 2.36 Nắp quan sát
Hình 2.37 Nút thông hơi
Hình 2.38 Nút tháo dầu
Hình 2.39 Đáy hộp tại chỗ lỗ tháo dầu
Hình 2.40 Mắt thăm dầu
Hình 2.41 Bulong vòng
Hình 2.42 Nắp ổ
DUT.LRCC

i
LỜI NÓI ĐẦU
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.
DUT.LRCC

iii
MỤC LỤC
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

iv
2.2.1. Nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay....................................................07
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

v
3.1. Một số hình ảnh của mô hình..........................................................................72
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DUT.LRCC

Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy mạ khay
Sinh viên: Võ Hồng Long/ Nguyễn Văn Điệp Hướng dẫn: Châu Mạnh Lực 1
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
+ Năng suất: 3000 ÷ 3500 m2
/h
+ Các bộ truyền làm việc êm.
+ Bộ phận công tác hoạt động đều, chính xác, tạo rãnh, hàng đúng kích thước.
+ Mật độ cấy: 30-40 khóm/m2
+ Khoảng cách hàng sông (cố định): 20cm
+ Khoảng cách hàng con: 165 mm
+ Số dảnh mạ một khóm: 3-4 dảnh
+ Độ sót khóm mạ khi cấy: <4%
+ Độ sâu cấy: 2-4 cm
+ Chiều cao mạ khi cấy: 12-15 cm
Hình 2.1 Khoảng cách mạ cấy
2.1.2. Các phương án thiết kế:
2.1.2.1. Phương án 1:
Cấy mạ tịnh tiến đường thẳng hướng vuông góc với mặt đất, bàn mạ dịch chuyển qua
lại và mạ được đẩy sau mỗi lần lượt cấy.
_ 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:
+ Động cơ xăng.
+ Bộ phận truyền lực trung gian.
+ Bộ phận di động.
+ Phao cấy.
+ Bộ phận cấy.
+ Bộ phận cung cấp mạ.
+ Các cụm tay cấy.
+ 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:
P = P1 + P2
Trong đó P1, P2 lần lượt là :
• P1: công suất cung cấp cho bánh xe di chuyển
Chọn đường kính bánh xe dbx = 550 mm = 0,55 m
Lực để kéo xe di chuyển phải thắng lực ma sát do trọng lượng của xe tạo ra trên mặt
ruộng
F= Ft =𝜇.N = 0,6.2000 = 1200 (N)
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
Khi xe làm việc với vận tốc 0,266 m/s:
. 1200.0,266
0,32
1000 1000
t
max
F v
P = = = (kW)
DUT.LRCC

1
1
0,32
0,36
0,882
P
P

= = = (kW)
Với 𝜂1 = 𝜂𝑥. 𝜂𝑜
2
= 0,9. 0,992
=0,882
• P2: công suất cung cấp cho cụm tay cấy và bàn mạ.
P2 =
𝑃
𝜂2
=
0,292
0,75
= 0,40 (kW)
Trong đó P được tính ở phần tính công suất tay cấy.
Với 𝜂2 = 𝜂𝑥. 𝜂𝑏𝑟
3
. 𝜂𝑜
6
= 0,9. 0,963
. 0,996
= 0,75
Vậy công suất cần thiết cung cấp cho máy là:
Ptc = 0,36 + 0,40 = 0,76 (kW)
2.3.1.1. Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền:
2.3.1.1.1. Chọn động cơ:
Sau khi tìm được công suất trên thứ cấp của hộp số ta xác định công suất động cơ cần
chọn:
Pđc =
𝑃𝑡𝑐
𝜂
=
0.76
0,85
= 0.90 (kW)
Với 𝜂 = 𝜂đ . 𝜂𝑏𝑟
2
. 𝜂𝑜
3
= 0,95 . 0,962
. 0,993
= 0,85
Từ công suất động cơ vừa tìm được ta chọn động cơ.
Bảng 1.1: Thông số động cơ
Tên động cơ GX 120T1 QD HONDA
Trọng Lượng khô 12.9 kg
Công suất thực 2.6 kW(3.5 mã lực) / 3,600 v/p
Mô men xoắn cực đại 7.3 N.m(0.74 kgf.m, 1.2 lbf.ft)/2,500 v/p
Dung tích bình nhiên liệu 2.0 lít
Chiều quay trục PTO Ngược chiều kim đồng hồ ( nhìn từ phía trục
PTO
Kích thước phủ bì 97 x 341 x 348 mm
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
+ Máy có tốc độ chuyển động Vmin = 0,266 m/s
+Số vòng quay của trục bánh xe
n =
60000.𝑣
𝜋𝐷
=> n = 9,24 vòng/phút
_ Quan hệ vận tốc giữa trục bánh xe và tay cấy:
DUT.LRCC

Với khoảng cách cấy là 165 mm, ta có mối quan hệ vận tốc giữa trục bánh xe và tay cấy:
.550
10,47
165 165
bx
tc
n D
n
 
= = =
_ Tỉ số truyền toàn hệ thống:
Thông số đã có:
+ Chọn các tỷ số truyền xích trong sơ đồ động đều là u=3.
+ Công suất đầu vào tính toán: Pđc = 1,5 (kW)
+ Tốc độ trục động cơ ndc= 1000 vg/ph
+ Tốc độ đầu ra trục bánh xe: nbx= 9,24 vg/ph
+ Quan hệ vận tốc giữa trục bánh xe và tay cấy – tỉ số giữa vận tốc 2 trục:
.550
10,47
165 165
bx
tc
n D
n
 
= = =
Suy ra tốc độ trục tay cấy: ntc= 9,24.10,47 = 96,74 vg/ph
+Sử dụng HGT với tỉ số truyền là:
1
1000
12
3.9,24.3
bx
HGT
n
i
n
= = =
Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp:
uh = unh.uch
Để đảm bảo bôi trơn HGT thì ta chọn unh = uch = h
u
=>unh = uch = √12 =3,47
2.3.2. Thiết kế các bộ truyền động:
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

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.
Theo yêu cầu thì mỗi lần tay cấy xé mạ thì tách được khoảng 1cm2
, ta giả xử dàn chứa
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.
Bước 5: Nối CC2,sau đó vẽ đường trung trực của CC2.
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:
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
→ωAB= 10π rad/s
→VB = ωAB.lAB = 10π.0,05=1,57 (m/s)
Bước 1: Xác định vận tốc các điểm C,E,F trên cơ cấu.
+ Xác định vận tốc điểm C:
Phương trình vận tốc tại vị trí 2:
Hai điểm B và C cùng thuộc một khâu VC
⃗⃗⃗⃗
→ VC
⃗⃗⃗⃗ = VB
⃗⃗⃗⃗ + VCB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.1]
DUT.LRCC

VB
⃗⃗⃗⃗ ⊥AB và VB =1,57 (m/s)
VCB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥ BC và VCB = ω2.lBC
Điểm C và D cùng thuộc khâu DC
Ta có VD = 0 do đó:
VC
⃗⃗⃗⃗ ⊥ DC và VC = ω3.lDC Do ω3 chưa biết nên VC là một ẩn số của bài toán.
Phương trình (2.1) có 2 ẩn số có thể giải bằng phương pháp họa đồ.
Chọn tỉ lệ xích họa đồ vận tốc
μV
= 0,05 =
Gía trị thực của vận tốc
độ dài biểu diễn
=
VB
pb
[
m
mm.s
]
Suy ra pb =
1,57
0,05
= 31,4 (mm)
Chọn một điểm p bất kì làm gốc.Từ p vẽ pb
⃗⃗⃗⃗ biểu diễn VB
⃗⃗⃗⃗ .Qua b vẽ đường thẳng
∆⊥BC.Tiếp theo,từ p vẽ đường thẳng ∆’ ⊥CD.Đường thẳng ∆ và ∆’ giao nhau tại điểm
c.Suy ra: pc
⃗⃗⃗⃗ biểu diễn VC
⃗⃗⃗⃗ và bc
⃗⃗⃗⃗ biểu diễn VCB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .
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

Đo độ dài đoạn pc đo trên họa đồ là : pc = 12,23 mm.Vậy vận tốc thực của điểm C là:
VC = 12,23.0,05 = 0,611 (m/s) → ω3=
VC
lCD
=
0,611
0,098
= 6,23 (rad/s)
Ta có bc = 28,86 mm.Vậy vận tốc VCB = 28,86.0,05 = 1,443 (m/s)
→ ω2 =
VCB
lBC
=
1,443
0,12
= 12,02 (rad/s)
+ Xác định vận tốc VE
⃗⃗⃗⃗ của điểm E trên khâu 2 :
Do 2 điểm B và E cùng thuộc một khâu (khâu 2) .
→VE
⃗⃗⃗⃗ = VB
⃗⃗⃗⃗ + VEB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.3]
VEB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥BE và VEB = ω2.lBE
Điểm C và điểm E cùng thuộc khâu 2
→VE
⃗⃗⃗⃗ = VC
⃗⃗⃗⃗ + VEC
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . [2.4]
VEC
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥CE và VEC = ω2.lCE
DUT.LRCC

Đo trên họa đồ vận tốc ta được đoạn pe = 60,24 mm
ce = 56,85 mm
be = 28,86 mm
→ VE = 60,24.0,05 = 3,01 (m/s)
VCE = 56,85.0,05 = 2,84 (m/s)
VBE = 28,86.0,05 = 1,443 (m/s)
+Xác định vận tốc VF
⃗⃗⃗⃗ của điểm F trên khâu 2:
Do 2 điểm B và F cùng thuộc một khâu (khâu 2) .
→VF
⃗⃗⃗⃗ = VB
⃗⃗⃗⃗ + VFB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.5]
FEB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥ BF và VFB = ω2.lBF
Điểm C và điểm F cùng thuộc khâu 2
→VF
⃗⃗⃗⃗ = VC
⃗⃗⃗⃗ + VFC
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . [2.6]
VFC
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥CF và VFC = ω2.lCF
DUT.LRCC

Đo trên họa đồ ta đuợc pf =73,08 mm
cf = 73,73 mm
bf = 45,34 mm
→ VF = 73,08.0,05 = 3,65 (m/s)
VCF = 73,73.0,05 = 3,68 (m/s)
VBF = 45,34.0,05 = 2,27 (m/s)
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 :
→ aC
⃗⃗⃗⃗ = aB
⃗⃗⃗⃗ +aCB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗
Hay : aC
⃗⃗⃗⃗ = aB
⃗⃗⃗⃗ + aCB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aCB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.7]
Khâu 1 quay đều quanh tâm A nên gia tốc aB
⃗⃗⃗⃗ của điểm B hướng từ B về A.
aB = ω1
2
. lAB = (10π)2.0,05 = 49,43 (m/s2)
aCB
n
= ω2
2
.lCB = 12,022.0,12 = 17,33 (m/s2)
aCB
t
= ε2.lBC và aCB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥ BC (ε2 chưa biết)
DUT.LRCC

Mặt khác do khâu 3 quay quanh tâm D
→ aC
⃗⃗⃗⃗ = aCD
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aCD
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.8]
aCD
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ C về D và aCD
n
=ω3
2
.lCD = 6,232.0,098 = 3,80 (m/s2)
aCD
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥CD và aCD
t
= ε3.lDC (ε3 chưa biết)
Từ (2.7) và (2.8) ta có :
aC
⃗⃗⃗⃗ = aB
⃗⃗⃗⃗ + aCB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aCB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = aCD
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aCD
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.9]
Phương trình (2.9) có 2 ẩn số là aCB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ và aCD
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,ta có thể giải bằng phương pháp họa
đồ như sau:
Chọn một điểm π bất kì làm gốc,từ π vẽ πb′
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ biểu diễn aB
⃗⃗⃗⃗ .Từ b’ vẽ b′nCB
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ chiều
hướng từ C về B biểu diễn aCB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . Quan nCB vẽ đường thẳng x⊥CB.Tiếp theo từ π
vẽ πnCD
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ C về D thể hiện aCD
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .Từ nCD vẽ đường thẳng y⊥CD.Hai đường
thẳng x và y giao nhau tại c’.Suy ra πc′
⃗⃗⃗⃗⃗ biểu diễn aC
⃗⃗⃗⃗ . nCBc′
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ biểu diễn aCB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ , nCDc′
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
biểu diễn aCD
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .
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)
Đo trên họa đồ gia tốc ta được: nCBc′ = 23,18 (mm)
nCDc′ = 28,22 (mm)
πc′ = 28,47 (mm)
→ aCB
t
= 23,18 (m/s2)→ ε2 =
aCB
t
lBC
=
23,18
0,12
= 183,16 (rad/s2)
aCD
t
= 28,22 (m/s2)→ ε3 =
aCD
t
lCD
=
28,22
0,098
= 288 (rad/s2)
aC = 28,47 (m/s2)
+ Xác định gia tốc điểm E:
Hai điểm B và E cùng thuộc khâu 2:
→aE
⃗⃗⃗⃗ = aB
⃗⃗⃗⃗ + aEB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aEB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.10]
aEB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ E về B và aEB
n
=ω2
2
.lEB = 12,022.0,12 = 17,33 (m/s2)
aEB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥EB và aEB
t
= ε2.lEB
Hai điểm C và E cùng thuộc khâu 2 :
→aE
⃗⃗⃗⃗ = aC
⃗⃗⃗⃗ + aEC
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aEC
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.11]
aEC
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ E về C và aEC
n
=ω2
2
.lEC = 12,022.0,23 = 33 (m/s2)
DUT.LRCC

aEC
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥EC và aEC
t
= 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:
→aF
⃗⃗⃗⃗ = aB
⃗⃗⃗⃗ + aFB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aFB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.12]
aFB
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ F về B và aFB
n
=ω2
2
.lFB = 12,022
.0,19 =27,45 (m/s2
)
aFB
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥FB và aFB
t
= ε2.lFB
Hai điểm C và F cùng thuộc khâu 2 :
→aF
⃗⃗⃗⃗ = aC
⃗⃗⃗⃗ + aFC
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ + aFC
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ [2.13]
aFC
n
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ hướng từ F về C và aFC
n
=ω2
2
.lFC = 12,022
.0,31 = 44,79(m/s2
)
aFC
t
⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥FC và aFC
t
= ε2.lFC
Đo trên họa đồ gia tốc ta được : πf′ = 91,52 (mm)
→ aF = 91,52 (m/s2
)
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
Bước 4: Tổng hợp và so sánh kết quả.
Từ việc giải bài toán vận tốc,gia tốc bằng phương pháp họa đồ và mô phỏng bằng
WM2D ta lập được các bảng sau:
Bảng 2.1 So sánh vận tốc giữa hai phương pháp.
Vận tốc
VC
(m/s)
VE
(m/s)
VF
(m/s)
ω2
(rad/s)
ω3
(rad/s)
PP họa đồ 0,61 3,01 3,65 12,02 6,23
WM2D 0,59 3,03 3,76 12,18 -6,01
Sai số 3% 0,7% 3% 1% 3%
DUT.LRCC

Bảng 2.2 So sánh gia tốc giữa hai phương pháp.
Gia tốc
aC
(m/s2)
aE
(m/s2)
aF
(m/s2)
ε2
(rad/s2)
ε3
(rad/s2)
PP họa đồ 28,47 74 91,52 183,16 288
WM2D 28,12 71,24 93,48 181,37 284,9
Sai số 1% 3% 2% 0,9% 1%
Ta thấy sai số giữa hai phương pháp không quá 3 % nên ta có thể lấy kết quả từ việc mô
phỏng bằng WM2D để tính toán.
Dùng WM2D mô phỏng ta có số liệu sau:
Bảng 2.3 Vận tốc ở các vị trí.
Vận tốc
VC
(m/s)
VE
(m/s)
VF
(m/s)
ω2
(rad/s)
ω3
(rad/s)
Vị trí 1 1,43 1,80 1,79 2,32 -14,60
Vị trí 2 0,59 3,03 3,76 12,18 -6,01
Vị trí 3 0,12 3,02 4 12,64 1,29
Vị trí 4 1,02 2,13 2,78 6,61 10,48
Vị trí 5 1,56 1,56 1,59 0,25 15,96
Vị trí 6 1,33 2,07 2,12 -4,94 13,65
Vị trí 7 0,036 3,10 4,11 -13,26 -0,37
Vị trí 8 2 2,48 4,10 -15,84 -20,46
DUT.LRCC

Bảng 2.4 Gia tốc ở các vị trí.
Gia tốc
aC
(m/s2)
aE
(m/s2)
aF
(m/s2)
ε2
(rad/s2)
ε3
(rad/s2)
Vị trí 1 45,53 113,2 170,1 640,42 413,07
Vị trí 2 28,12 71,24 93,48 181,37 284,9
Vị trí 3 32,51 73,69 82,14 -134,36 331,91
Vị trí 4 35,89 82,66 93,32 -294,22 349,53
Vị trí 5 25,87 74,33 87,32 -209,01 69,53
Vị trí 6 32,65 68,92 93,08 -240,23 -276,39
Vị trí 7 86,81 41,07 90,18 -414,94 -889,44
Vị trí 8 48,75 111,8 137,9 488,37 -269,21
c. Tính moment trên khâu dẫn:
Bước 1: Sử dụng WM2D xác định moment lực quán tính và vị trí trọng tâm của
mỗi khâu.
Sau khi tổng hợp cơ cấu ta có được kích thước động của các khâu.Từ đó ta thiết kế sơ
bộ các khâu rồi sử dụng WM2D để tính moment quán tính của từng khâu.Ta được kết
quả sau:
+ Khâu dẫn (1): -khối lượng: m1= 0,1 kg
-Moment quán tính: JS1 = 46,323 Kg.mm2
-Vị trí trọng tâm so với trục quay: lS1= 21mm
+ Thanh truyền (2): -Khối lượng: m2 = 1 kg
-Moment quán tính: JS2 = 7094,455 Kg.mm2
-Vị trí trọng tâm so với trục quay :lS2 = 22,5 mm
+ Khâu nối giá(3) : -Khối lượng :m3 = 0,3 kg
-Moment quán tính :JS3 = 399,738 Kg.mm2
-Vị trí trọng tâm so với trục quay :lS3 = 46,77 mm
DUT.LRCC

Hình 2.19 Mô phỏng các khâu
DUT.LRCC

Bước 2 : Đặt lực cản kỹ thuật tại vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ.
+ Lực cản kỹ thuật là lực cần khắc phục để thực hiện quy trình công nghệ của máy,lực
này được đặt lên một khâu bị dẫn của cơ cấu.Trong trường hợp này là phản lực của thảm
mạ tác dụng lên nĩa cấy gắn trên thanh truyền trong quá trình tách mạ.
Do hạn chế về quá trình thực nghiệm,ta có thể chọn lực cắt khoảng : PC=20N, có phương
và chiều như hình vẽ.
Hình 2.20 Đặt lực vào khâu nối giá
Bước 3: Tính moment cân bằng trên khâu dẫn.
Đặt một moment cân bằng Mcb lên khâu dẫn.
Áp dụng nguyên lý di chuyển khả dĩ : ‘tổng công suất tức thời của một hệ lực cân bằng
bằng 0 ’.
Ta có : ∑ 𝑃𝑖
⃗⃗ 𝑉
𝑖
⃗⃗ +∑ 𝑀𝑖
⃗⃗⃗⃗ 𝜔𝑖
⃗⃗⃗⃗ + 𝑀𝑐𝑏.
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝜔1
⃗⃗⃗⃗ = 0
 𝑀𝑐𝑏= -
1
𝜔1
[∑ 𝑃𝑖
⃗⃗ 𝑉
𝑖
⃗⃗ +∑ 𝑀𝑖
⃗⃗⃗⃗ 𝜔𝑖
⃗⃗⃗⃗ ]
Trong đó 𝑃𝑖
⃗⃗ , 𝑀𝑖
⃗⃗⃗⃗ là ngoại lực và moment ngoại lực tác động lên khâu thứ i (kể cả lực và
moment lực quán tính) ; 𝑉
𝑖
⃗⃗ là vận tốc tại điểm đặt lực 𝑃𝑖
⃗⃗ ; 𝜔𝑖
⃗⃗⃗⃗ là vận tốc góc khâu thứ i có
đặt Moment 𝑀𝑖
⃗⃗⃗⃗ .
Vị trí tay cấy bắt đầu tách mạ ngẫu nhiên trùng với vị trí số 3 trong phần phân tích vận
tốc gia tốc.Ta có bảng vận tốc,gia tốc liên quan sau.
Bảng 4.5
VF VS2 VS3 ω2 ω3 ε2 ε3
4 2 0,29 12,64 1,29 -134,36 331,91
+Các lực tác dụng lên cơ cấu :
-Lực cản kỹ thuật : F = 20N đặt tại F
DUT.LRCC

-Trọng lực : F = m2.g = 10N đặt tại S2
F = m3.g = 3N đặt tại S3
-Moment lực quán tính.
MS2= -JS2.ε2
MS3= -JS3.ε3
Áp dụng nguyên lý di chuyển khả dĩ:
 𝑀𝑐𝑏= -
1
𝜔1
[∑ 𝑃𝑖
⃗⃗ 𝑉
𝑖
⃗⃗ +∑ 𝑀𝑖
⃗⃗⃗⃗ 𝜔𝑖
⃗⃗⃗⃗ ]
Mcb = -
1
𝜔1
[𝑃𝐶
⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐹
⃗⃗⃗⃗ + 𝑃𝑆2
⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝑆2
⃗⃗⃗⃗⃗ +𝑃𝑆3
⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝑆3
⃗⃗⃗⃗⃗ +𝑀𝑆2
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝜔2
⃗⃗⃗⃗⃗ + 𝑀𝑆3
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝜔3
⃗⃗⃗⃗⃗ ]
Mcb= -
1
𝜔1
[−𝑃𝐶. 𝑉𝐹. cos (𝑃𝐶,
⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑉𝐹
⃗⃗⃗⃗ )+ 𝑃𝑆2. 𝑉𝑆2. cos (𝑃𝑆2
⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑉𝑆2
⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ) - 𝑃𝑆3. 𝑉𝑆3. cos (𝑃𝑆3
⃗⃗⃗⃗⃗ , 𝑉𝑆3
⃗⃗⃗⃗⃗ ) -
𝑀𝑆2. 𝜔2 + 𝑀𝑆3. 𝜔3]
=
−1
31,46
[-20.4.cos(15°) + 10.2.cos(43°) - 3.0,29.cos(66°) -0,0071.181,37.12,64 –
0,00039.284,9.(1.29)]
= 2,33 N.m = 2330 N.mm
 Công suất trên khâu dẫn của 1 tay cấy là:
P =
𝑀𝑐𝑏.𝑛
9,55.106
Với n = 5 (v/s)~300 (v/p)
 P =
2330.300
9,55.106 =0,073 KW = 73W
Vậy công suất để dẫn động toàn bộ 6 tay cấy là:
Ptổng = 73.4 = 292 W ~ 0.38HP
DUT.LRCC

2.3.2.1.3. Thiết kế bánh đẩy:
Yêu cầu của thanh đẩy mạ:
Hình 2.21. Vị trí cao nhất thanh đẩy mạ.
Trong đó: 1. Thanh tách mạ khỏi đầu lấy mạ 2 và cắm mạ xuống ruộng.
2. Mỏ lấy mạ.
Yêu cầu: Đầu dưới thanh tách mạ cách vị trí lấy mạ trên mỏ cấy 1 khoảng l1 =26mm.
Khi đến vị trí tách mạ và cấy mạ, thanh này tịnh tiến tức thời xuống vị trí cách vị trí lấy
mạ trên mỏ cấy 1 khoảng l2 = 20mm.
Để thực hiện được yêu cầu trên ta dùng cơ cấu sau:
DUT.LRCC

Trong đó: 1. Thanh tách mạ 2. Thanh Truyền cơ cấu đòn bẩy. 3. Bánh chặn
Tâm bánh chặn gắn chặt trên 1 đầu thanh 50 thực hiện chuyển động xoay toàn vòng
quanh tâm quay thanh 50 (khâu quay toàn vòng trong cơ cấu 4 khâu bản lề).
Sở dĩ l1 =26, l2 =20 là vì trước đó ta đã thực hiện bài toán thuận, chọn trước kích thước
các khâu, kích thước bánh chặn trong cơ cấu từ dó xác định được khoảng dịch chuyển
cho phép của thanh đẩy mạ là l ≈ 46mm.
Ta chọn trước kích thước của thanh tách mạ là ltđ = 160mm. Chọn trước kích thước của
thanh truyền.
Hình 2.24. Kích thước các thanh chọn trước.
DUT.LRCC

Chọn vị trí tâm cơ cấu đòn bẩy, và vị trí của thanh truyền, thanh đẩy mạ tại vị trí số 1
được thể hiện ở hình sau :
Từ vị trí số 1, vẽ đoạn nối thẳng vuông góc với đoạn 80mm của thanh truyền ta xác
định được kích thước bánh chặn.
Tương tự ta xác định các kích thuớc tại các vị trí khác nhau sau đó tổng hợp được kích
thước của bánh chặn.
Một cách gần đúng, sử dụng phương pháp họa đồ để xác định kích thước của các khâu.
Hình 2.25. Các kích thước tại vị trí số 1
DUT.LRCC

Hình 2.28. Các kích thước bánh chặn.
2.3.2.2. Thiết kế hộp giảm tốc:
2.3.2.2.1. Xác định thông số trên các trục:
a. Tính tốc độ quay của trục:
nI = ndc = 1000 vg/ph
I
II
nh
n 1000
n 333,33 vg/ph
u 3
= = =
DUT.LRCC

II
III
ch
n 333,33
n 96,06 vg/ph
u 3,47
= = =
III
IV
x
n 96,06
n 27,68 vg/ph
u 3,47
= = =
IV
x
n 27,68
n 9,23 vg/ph
u 3
V = = =
b. Tính công suất danh nghĩa trên các trục:
PI = Pđc . ổ = 1,47 (kW)
PII = PI.br.ổ = 1,47.0,98.0,995 = 1,433 (kW)
PIII = PII.br.ổ = 1,433.0,98.0,995 = 1,397 (kW)
PIV = PIII.x.ổ = 1,397.0,97.0,995 = 1,348 (kW)
c. Tính momen xoắn trên các trục:
Áp dụng công thức:
( )
6
9,55.10 . i
i
i
P
T
n
Nmm
=
( )
6
9,55.10 .1,5
14325
1000
dc
T Nmm
=
=
( )
6
I
9,55.10 .1,47
T 42115,92
333,33
Nmm
= =
( )
6
II
9,55.10 .1,433
T 142464,6
96,06
Nmm
= =
( )
6
III
9,55.10 .1,397
T 481985,19
27,68
Nmm
= =
( )
6
IV
9,55.10 .1,348
T 1394734,56
9
Nmm
= =
Bảng 2.7 Số liệu tính toán.
Trục
động cơ
Trục 1 Trục 2 Trục 3 Trục 4
u 3 3,47 3,47 3
n (v/p) 1000 333,33 96,06 27,68 9,23
N (kW) 1,5 1,47 1,433 1,397 1,348
T (Nmm) 14325 42115.92 142464,6 481985,15 1394734,56
DUT.LRCC

2.3.2.2.2. Thiết kế bộ truyền xích:
a. Yêu cầu:
Thiết kế bộ truyền xích dẫn động từ động cơ đến đầu vào hộp giảm tốc với các số
liệu :
+Công suất : N=1.5 (kW)
+Số vòng quay trong một phút của trục dẫn : n3=1000 (vòng/phút)
+Số vòng quay trong một phút của trục bị dẫn : n4=333,33 (vòng/phút)
+Tỉ số truyền bộ truyền xích i = 3
4
n
n
= 3
b. Tính toán thiết kế bộ truyền:
+ Chọn loại xích ống con lăn vỉ rẻ hơn xích răng.
+ Theo bảng [6-3] tài liệu (1), với tỉ số truyền i=3 chọn số răng đĩa dẫn Z1 = 25. Số
răng đĩa bị dẫn :
Z2 = i.Z1 = 3.25 = 75
+ Tìm bước xích t :
Tính hệ số điều kiện sử dụng :
K = kđ. kA. ko. kđc. kb. kc
Trong đó : kđ = 1 – Tải trọng ngoài không có va đập, êm.
kA = 1 – Chọn khoảng cách trục A = (30-50).t
ko = 1 – góc nghiêng nhỏ hơn 60o.
kđc= 1,25 – trục đĩa xích không thể điều chỉnh được.
kb = 1,5 – bôi trơn định kì.
kc = 1,25 – bộ truyền làm việc 2 ca(2x8h).
Vậy : k = 1.1.1.1,25.1,5.1,25 = 2,34
Hệ số răng đĩa dẫn : kz =
𝑍𝑜1
𝑍1
=
25
25
= 1.
Hệ số vòng quay đĩa dẫn kn =
𝑛𝑜1
𝑛1
=
1000
1000
= 1
Với n01 và Z01 là số răng và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở.
Công suất tính toán :
Nt = k.kz.kn.N = 2,34.1.1.1,5 = 3,51 (kW)
Tra bảng [6-4] tài liệu (1) với no1 = 200 vòng/phút chọn được xích ống con lăn một
dãy có bước t = 25,4(mm), diện tích bản lề xích F = 179,7 mm2
.
Với loại xích này theo bảng [6.1] tài liệu (1) tìm được kích thước chủ yếu của xích, tải
trọng phá hỏng Q = 9000N, khối lượng một mét xích q = 0,31 kg.
DUT.LRCC

Kiểm nghiệm số vòng quay theo điều kiện 6-9, theo bảng [6-5] tài liệu (1) với t =
12,7mm và số răng đĩa dẫn Z1 = 25, số vòng quay giới hạn ngh của đĩa dẫn có thể lên
đến 2500 vòng/phút, như vậy điều kiện n1 < ngh được thõa mãn.
+ Định khoảng cách trục A và số mắt xích X :
Tính số mắt xích : A=(30 50)t
 , và lấy bằng 30t.
X =
𝑍1+𝑍2
2
+
2𝐴
𝑡
+ (
𝑍2−𝑍1
2𝜋
)2 𝑡
𝐴
=
25+75
2
+ 2.30 + (
75−25
2𝜋
)2 1
30
= 112,1
Lấy số mắt xích X = 110, chọn số mắt xích chẵn và số răng đĩa xích lẽ để các bản lề và
răng đĩa xích mòn đều hơn.
Kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây :
u =
𝑍.𝑛
15𝑋
=
25.1000
15.110
= 15
Theo bảng [6-7] tài liệu (1) số lần va đập cho phép trong một giây [u] = 60, cho nên
điều kiện u ≤ [u] được thõa mãn.
Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn
A =
𝑡
4
[𝑋 −
𝑍1+𝑍2
2
+ √(𝑋 −
𝑍1+𝑍2
2
)2 − 8(
𝑍2−𝑍1
2𝜋
)2]
=
12,7
4
[110 −
25+75
2
+ √(100 −
25+75
2
)2 − 8(
75−25
2𝜋
)2]
= 332mm
Để đảm bảo độ võng bình thường, tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách
trục A một khoảng ΔA = 0,003A = 1mm. Cuối cùng lấy A = 331mm
+ Tính đường kính vòng chia của đĩa xích :
Đĩa dẫn :
1
1
12,7
101
180 180
sin sin
25
c o o
t
d mm
Z
= = =
Đĩa bị dẫn :
2
2
12,7
303
180 180
sin sin
75
c o o
t
d mm
Z
= = =
+ Tính lực tác dụng lên trục :
7 7
6.10 . . 6.10 .1,15.1,5
1697
25.12,7.96,06
t
x
k N
F N
Ztn
= = =
Tương tự ta có thông số các bộ truyền xích còn lại.
DUT.LRCC

Bản 2.8 Thông số các bộ truyền xích.
Bộ truyền
xích từ động
cơ đến đầu ra
hộp giảm tốc
Bộ truyền xích
từ đầu ra hộp
giảm tốc đến
trục bánh xe
Bộ truyền xích
từ đầu ra hộp
giảm tốc đến
trục tay cấy
Tỉ số truyền 3 3 1
Số răng đĩa nhỏ 25 25 30
Số răng đĩa lớn 75 75 30
Bước t (mm) 12,7 25,4 12,7
Diện tích bản lề (mm2
) 39,6 179,7 39,6
Tải trọng phá hỏng Q (N) 9000 50000 9000
Khối lượng một mét xích q (kg) 0,31 2,57 0,31
Khoảng cách trục A (mm) 331 662 413
Đường kính vòng chia của
đĩa xích dẫn (mm)
101 202 121
Đường kính vòng chia của
đĩa xích bị dẫn (mm)
303 606 121
2.3.2.2.3. Thiết kế bộ truyền cấp chậm:
a. Yêu cầu: Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp chậm có các số
liệu :
+Công suất N = 1,433 (kW)
+Số vòng quay một phút của trục dẫn n1 = 96,06 vòng/phút
+Tỉ số truyền uch = 3,47
b. Tính toán thiết kế:
+ Chọn Chọn vật liệu : bánh răng nhỏ : thép 50, bánh răng lớn : thép 45, đều thường
hóa. Cơ tính của 2 loại thép này:
✓ Thép 50 : σbk = 620 N/mm2 ; σch = 320 N/mm2 ; HB =210
(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)
(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100-300mm)
+ Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.
- Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Số chu kỳ tương đương của bánh lớn, tải trọng không thay đổi :
Ntđ2 = N = 60unT
DUT.LRCC

✓ u: số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
✓ T : Tổng số giờ làm việc
✓ n : số vòng quay trong một phút của bánh răng
Ntd2 = 60.1.27,68.6,75.295.16 = 23.107 > No = 107
Ntđ1 = Ntđ2.u > No
Do đó hệ số chu kì ứng suất k’N của cả hai bánh răng đều bằng 1.
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn :
[σ]tx2 = [σ]Notx.k’N
✓ [σ]Notx : ứng suất tiếp xúc cho phép( N/mm2) khi bánh răng làm việc lâu dài,
phụ thuộc vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn HRC (Tra bảng [3-9] tài liệu (1)).
✓ K’N : hệ số chu kì ứng suất.
[σ]tx2 = 2,6.180 = 468 N/mm2.
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ.
[σ]tx1 = [σ]Notx.k’N = 2,6.210 = 546 N/mm2.
Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [σ]tx2 = 468 N/mm2.
- Ứng suất uốn cho phép
Vì tải trọng không đổi, êm nên Ntđ2 = N = 60unT, theo tính toán ở trên thì 𝑘𝑁
"
= 1.
Giới hạn mỏi uốn của thép 50 σ-1 = 0,43.620 = 266,6 N/mm2 ; giới hạn mỏi uốn của
thép 45 σ-1 = 0,43.580 = 249,4 N/mm2.
Hệ số an toàn n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kσ = 1,8.
Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kì mạch động cho nên ứng suất uốn cho phép của
các bánh được tính theo :
[σ]u =
(1,4÷1,6)σ−1KN
"
nKσ
Bánh nhỏ : [σ]u1 =
1,5.266,6
1,5.1,8
= 148,1 N/mm2
Bánh lớn : [σ]u2 =
1,5.249,4
1,5.1,8
= 138,56 N/mm2
+ Sơ bộ lấy hệ số tải trọng K = Ktt.Kđ = 1,2
+ Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :
ΨA =
b
A
= 0,4
+ Tính khoảng cách trục theo công thức sau, lấy 𝜃′
= 1,15, hệ số phản ánh sự tăng
khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh răng nghiêng so với bánh răng thẳng.
A ≥ (u + 1)√[
1,05.106
[σ]𝑡𝑥.𝑢
]2.
𝐾.𝑁
ΨA.𝜃′.𝑛2
3
≥ (3,47+1). √[
1,05.106
468.3,47
]2.
1,2.1,433
0,4.1,15.27,68
3
= 169,48mm
DUT.LRCC

Lấy A = 170mm.
+ Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
Vận tốc vòng :
1 1 1
0,38( / )
60.1000 60.1000( 1
. . 2 2 .170.417,
) 60.1000(3,47
9
1)
v m s
n An
u
d
  
= = = =
+ +
Với vận tốc này theo bảng [3-11]/46 tài liệu (1) có thể chọn cấp chính xác 9.
+ Định chính xác hệ số tải trọng K :
Hệ số tải trọng K được tính theo công thức
K = Ktt.Kđ
✓ Ktt : hệ số tập trung tải trọng, vì các bánh răng có độ rắn HB ≤ 350 và làm
việc với tải trọng không thay đổi êm nên Ktt = 1.
✓ Kđ : hệ số tải trọng động, chọn theo cấp chính xác chế tạo, vận tốc vòng và độ
rắn mặt răng.
Theo bảng 3-13/ 48 tìm được hệ số tải trọng động Kđ = 1,2( giả sử b >
2,5
sin
n
m

)
Hệ số tải trọng K = 1.1,2 =1,2 giống với dự đoán cho nên không cần tính lại khoảng
cách trục A.
Như vậy có thể lấy chính xác A = 170 mm.
+ Xác định môđun, số răng và góc nghiêng của răng :
Môđun pháp :
(0,01 (0,0
0,02). 0,02).170 ,
1 1 7 3,4
n A
m  =  = 
=
(mm)
Lấy mn = 2,5mm.
Sơ bộ chọn góc nghiêng β =10o
; cosβ = 0,985.
Tổng số răng của 2 bánh
Zt = Z1 + Z2 =
2 cos 2.170.0,985
134
2,5
n
A
m

= =
Số răng bánh nhỏ
Z1 =
134
30
1 3,47 1
t
Z
u
= =
+ +
Trị số Z1 lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng [3-15]/50 tài liệu (1) (để tránh cắt chân
răng hoặc nhọn răng.)
Số răng bánh lớn
Z2 = uZ1 = 3,47.30 = 104.
Tính chính xác góc nghiêng β
1 2
( ). 134.2,5
cos 0,98529
2 2.170
n
Z Z m
A

+
= = =
DUT.LRCC

Vậy β = 9o
50’
Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện
b = A.0,4 = 68 ≥ '
2,5 2,5.2,5
36,6
sin sin9 50
n
o
m

= =
+ Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng :
Tính số răng tương đương
Bánh nhỏ
Ztđ1 = 2 2
0,985
30
31
cos 29
Z

= =
Bánh lớn Ztđ2 = 2 2
0,985
104
107
cos 29
Z

= =
Hệ số dạng răng, tra bảng [3-18]/52 tài liệu (1).
Bánh nhỏ : y1 = 0,4535
Bánh lớn : y2 = 0,517
Lấy hệ số "
 =1,5
Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ
6 6
2 2
1 1
2 2
1
"
19,1.10 . . 19,1.10 .1,2.1,433
39,42 / [ ] /
. . 0,4535.2,5 .30.96,06.68.1,5
148,1
u u
n
k N
N mm u N mm
y m Znb


= = =  =
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn
2 2
1
2 1 2
2
0,4535
. 39,42. 34,6 / [ ] /
0,51
1
7
38,56
u u
y
N mm u N mm
y
 
= = =  =
+ Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Bánh nhỏ :
2
1
[ ] 2,5.[ ] 2,5.546 1365 /
txqt Notx N mm
 
= = =
Bánh lớn :
2
2
[ ] 2,5.[ ] 2,5.468 1170 /
txqt Notx N mm
 
= = =
Ứng suất uốn cho phép :
Bánh nhỏ :
2
1
[ ] 0,8. 0,8.320 256 /
uqt ch N mm
 
= = =
Bánh lớn :
2
2
[ ] 0,8. 0,8.290 232 /
uqt ch N mm
 
= = =
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc
3
6 6 3
2
'
2
( 1) . .
1,05.10 1,05.10 (3,47 1) .1,8.1,433
. . 546,2 /
. . . 170.3,47 1,3.68.27,68
qt
txqt
u K N
N mm
Au b n


+ +
= = =
Trong đó hệ số quá tải Kqt = 1,8. Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối
với bánh lớn và bánh nhỏ.
DUT.LRCC

Kiểm nghiệm sức bền uốn
Bánh nhỏ : 2
1 1 1
. 39,42.1,8 70,96 / [ ]
uqt u qt uqt
K N mm u
 
= = = 
Bánh lớn : 2
2 2 2
. 34,6.1,8 62,3 / [ ]
uqt u qt uqt
K N mm u
 
= = = 
+ Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền :
Mô đun pháp mn = 2,5
Số răng Z1 = 30 ; Z2 = 104
Góc ăn khớp α =20o
Góc nghiêng β =9𝑜
50"
Đường kính vòng chia(vòng lăn)
1
1
. 2,5.30
76
cos 0,9853
n
m Z
d mm

= = = 2
2
. 2,5.104
264
cos 0,9853
n
m Z
d mm

= = =
Khoảng cách trục A = 170mm
Chiều rộng bánh răng b = 68mm
Đường kính vòng đỉnh
1
1 2 76 2.2,5 81
e c n
D d m mm
= + = + =
2
2 2 264 2.2,5 269
e c n
D d m mm
= + = + =
Đường kính vòng chân
1
1 2,5 76 2,5.2,5 69,75
i c n
D d m mm
= − = − =
2
2 2,5 264 2,5.2,5 257,75
i c n
D d m mm
= − = − =
+ Tính lực tác dụng lên trục: (Không xét lực ma sát)
Lực vòng :
6 6
2 2.9,55.10 . 2.9,55.10 .1,433
3749
. 76.96,06
x
t
M P
F N
d d n
= = = =
Lực hướng tâm :
. 3749. 20
1372
cos cos9 50
o
n
r o o
F tg tg
F N


= = =
Lực dọc trục :
. 3210. 20 1364
o
a
F F tg tg N

= = =
2.3.2.2.4. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh:
a. Yêu cầu:
Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng của cấp nhanh có các số liệu :
+Công suất N = 1,47 (kW)
+Số vòng quay một phút của trục dẫn n1 = 333,33 vòng/phút
+Tỉ số truyền uch = 3,47
+Yêu cầu khoảng cách trục A =170mm
DUT.LRCC

b. Tính toán thiết kế:
+ Chọn Chọn vật liệu : bánh răng nhỏ : thép 45, bánh răng lớn : thép 35, đều thường
hóa. Cơ tính của 2 loại thép này:
(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi dưới 100mm)
(Phôi rèn, giả thiết đường kính phôi 100-300mm)
+ Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép.
- Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Số chu kỳ tương đương của bánh lớn, tải trọng không thay đổi :
Ntđ2 = N = 60unT
✓ u: số lần ăn khớp của một răng khi bánh răng quay một vòng.
✓ T : Tổng số giờ làm việc
✓ n : số vòng quay trong một phút của bánh răng
Ntd2 = 60.1.96,06.6,75.295.16 = 79,9.107 > No = 107
Ntđ1 = Ntđ2.u > No
Do đó hệ số chu kì ứng suất k’N của cả hai bánh răng đều bằng 1.
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn :
[σ]tx2 = [σ]Notx.k’N
✓ [σ]Notx : ứng suất tiếp xúc cho phép( N/mm2) khi bánh răng làm việc lâu dài,
phụ thuộc vào độ rắn Brinen HB hoặc độ rắn HRC (Tra bảng 3-9/43 thiết kế chi tiết
máy-Nguyễn Trọng Hiệp).
✓ K’N : hệ số chu kì ứng suất.
[σ]tx2 = 2,6.150 = 390 N/mm2.
Ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ.
[σ]tx1 = [σ]Notx.k’N = 2,6.180 = 468 N/mm2.
Để tính sức bền ta dùng trị số nhỏ là [σ]tx2 = 390 N/mm2.
- Ứng suất uốn cho phép:
Vì tải trọng không đổi, êm nên Ntđ2 = N = 60unT, theo tính toán ở trên thì 𝑘𝑁
"
= 1.
Giới hạn mỏi uốn của thép 45 σ-1 = 0,43.600 = 258 N/mm2 ; giới hạn mỏi uốn của
thép 35 σ-1 = 0,43.500 = 215 N/mm2.
Hệ số an toàn n = 1,5 ; hệ số tập trung ứng suất ở chân răng Kσ = 1,8.
Vì ứng suất uốn thay đổi theo chu kì mạch động cho nên ứng suất uốn cho phép của
các bánh được tính theo :
[σ]u =
(1,4÷1,6)σ−1KN
"
nKσ
DUT.LRCC

Bánh nhỏ : [σ]u1 =
1,5.258
1,5.1,8
= 143,3 N/mm2
Bánh lớn : [σ]u2 =
1,5.215
1,5.1,8
= 119,4 N/mm2
+ Tính vận tốc vòng của bánh răng và chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng.
Vận tốc vòng :
1 1 1
1,32( / )
60.1000 60.1000( 1)
. . 2 2 .170.333.3
60.1000(3,47
3
1)
v m s
n An
u
d
  
= = = =
+ +
Với vận tốc này theo bảng [3-11]/46 tài liệu (1) có thể chọn cấp chính xác 8.
+ Định chính xác hệ số tải trọng K :
Hệ số tải trọng K được tính theo công thức
K = Ktt.Kđ
✓ Ktt : hệ số tập trung tải trọng, vì các bánh răng có độ rắn HB ≤ 350 và làm
việc với tải trọng không thay đổi êm nên Ktt = 1.
✓ Kđ : hệ số tải trọng động, chọn theo cấp chính xác chế tạo, vận tốc vòng và
độ rắn mặt răng.
Theo bảng 3-13/ 48 tìm được hệ số tải trọng động Kđ = 1,3( giả sử b >
2,5
sin
n
m

)
Vậy K = 1,3.
+Chọn hệ số chiều rộng bánh răng :
ΨA =
b
A
= 0,4
+Xác định môđun, số răng và góc nghiêng của răng :
Môđun pháp :
(0,01 (0,0
0,02). 0,02).170 ,
1 1 7 3,4
n A
m  =  = 
= (mm)
Lấy mn = 2,5mm.
Sơ bộ chọn góc nghiêng β =10o
; cos β = 0,985.
Tổng số răng của 2 bánh
Zt = Z1 + Z2 =
2 cos 2.170.0,985
134
2,5
n
A
m

= =
Số răng bánh nhỏ
Z1 =
134
30
1 3,47 1
t
Z
u
= =
+ +
Trị số Z1 lớn hơn trị số giới hạn cho trong bảng [3-15]/50 tài liệu (1) (để tránh cắt chân
răng hoặc nhọn răng.)
Số răng bánh lớn
Z2 = uZ1 = 3,47.30 = 104.
Tính chính xác góc nghiêng β
DUT.LRCC

1 2
( ). 134.2,5
cos 0,98529
2 2.170
n
Z Z m
A

+
= = =
Vậy β = 9o
50’
Chiều rộng bánh răng b thỏa mãn điều kiện
b = A.0,4 = 68 ≥ '
2,5 2,5.2,5
36,6
sin sin9 50
n
o
m

= =
+ Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng :
Tính số răng tương đương
Bánh nhỏ Ztđ1 = 2 2
0,985
30
31
cos 29
Z

= =
Bánh lớn Ztđ2 = 2 2
0,985
104
107
cos 29
Z

= =
Hệ số dạng răng, tra bảng 3-18/52
Bánh nhỏ : y1 = 0,4535
Bánh lớn : y2 = 0,517
Lấy hệ số "
 =1,5
Kiểm nghiệm ứng suất uốn đối với bánh răng nhỏ
6 6
2 2
1 1
"
2 2
1
19,1.10 . . 19,1.10 .1,3.1,47
12,6 / [ ] /
. . 0,4535.2,5 .30.333,33.68.1,
143,3
5
u u
n
k N
N mm u N mm
y m Znb
 = = =  =
Ứng suất uốn tại chân răng bánh lớn
2 2
1
2 1 2
2
0,4535
. 12,6. 10 / [ ] /
0,5 7
1
1
19,4
u u
y
N mm u N mm
y
 
= = =  =
+ Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
Ứng suất tiếp xúc cho phép :
Bánh nhỏ :
2
1
[ ] 2,5.[ ] 2,5.468 1170 /
txqt Notx N mm
 
= = =
Bánh lớn :
2
2
[ ] 2,5.[ ] 2,5.390 975 /
txqt Notx N mm
 
= = =
Ứng suất uốn cho phép :
Bánh nhỏ :
2
1
[ ] 0,8. 0,8.300 240 /
uqt ch N mm
 
= = =
Bánh lớn :
2
2
[ ] 0,8. 0,8.260 208 /
uqt ch N mm
 
= = =
Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc
3
6 6 3
2
'
2
( 1) . .
1,05.10 1,05.10 (3,47 1) .1,8.1,47
. . 296,94 /
. . . 170.3,47 1,3.68.96,06
qt
txqt
u K N
N mm
Au b n


+ +
= = =
Trong đó hệ số quá tải Kqt = 1,8. Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối
với bánh lớn và bánh nhỏ.
DUT.LRCC

Kiểm nghiệm sức bền uốn
Bánh nhỏ : 2
1 1 1
. 12,6.1,8 22,68 / [ ]
uqt u qt uqt
K N mm u
 
= = = 
Bánh lớn : 2
2 2 2
. 10.1,8 18 / [ ]
uqt u qt uqt
K N mm u
 
= = = 
+ Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền :
Mô đun pháp mn = 2,5
Số răng Z1 = 30 ; Z2 = 104
Góc ăn khớp α =20o
Góc nghiêng β =9𝑜
50"
Đường kính vòng chia(vòng lăn)
1
1
. 2,5.30
76
cos 0,9853
n
m Z
d mm

= = = 2
2
. 2,5.104
264
cos 0,9853
n
m Z
d mm

= = =
Khoảng cách trục A = 170mm
Chiều rộng bánh răng b = 0,4.170=68mm
Đường kính vòng đỉnh
1
1 2 76 2.2,5 81
e c n
D d m mm
= + = + =
2
2 2 264 2.2,5 269
e c n
D d m mm
= + = + =
Đường kính vòng chân
1
1 2,5 76 2,5.2,5 69,75
i c n
D d m mm
= − = − =
2
2 2,5 264 2,5.2,5 257,75
i c n
D d m mm
= − = − =
+ Tính lực tác dụng lên trục :
Lực vòng :
6 6
2 2.9,55.10 . 2.9,55.10 .1,47
1108
. 76.333,33
x
t
M P
F N
d d n
= = = =
Lực hướng tâm :
. 1108. 20
405
cos cos9 50
o
n
r o o
F tg tg
F N


= = =
Lực dọc trục :
. 1108. 20 403
o
a
F F tg tg N

= = =
2.3.2.2.5. Thiết kế trục và then:
a. Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu chế tạo các trục như sau:
Trục I: thép 45 có σb = 600 MPa, ứng suất xoắn cho phép [τ]x = 25 Mpa
Trục II: thép 45 có σb = 700 MPa, ứng suất xoắn cho phép [τ]x = 25 Mpa
Trục III: thép 45 tôi cải thiện có σb = 900 MPa, ứng suất xoắn cho phép
[τ]x = 25 Mpa.
DUT.LRCC

b. Tính sức bền trục:
+ Tính đường kính sơ bộ của các trục:
3
.
N
d C
n

Đối với trục I N = 1,47 (kW)
n = 333,33 (vòng/phút)
C - hệ số phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép, đối với đầu trục vào
và trục truyền chung có thể lấy C = 120.
3
1
1,47
120.
333,33
d  = 19,68mm lấy d1 = 20mm
Đối với trục II N = 1,433 (kW)
N =96,06(vòng/phút)
3
2
1,433
120. 29,54
96,06
d  = mm lấy d2 = 30mm
Đối với trục III N = 1,204kW
N = 120,4(vòng/phút)
3
3
1,397
120. 44,34
27,68
d  = lấy d3 = 45mm
Để chuẩn bị cho bước tính gần đúng, trong ba trị số d1, d2, d3 ở trên ta có thể lấy trị số
d2 = 30mm để chọn loại ổ bi đỡ cỡ trung bình tra bảng [14P]/338 tài liệu (1), ta có
được chiều rộng của ổ B = 19mm
+ Tính gần đúng trục
Để tính các kích thước chiều dài của trục, ta chọn các kích thước sau:
- Khoảng cách từ mặt cạnh của chi tiết quay đến thành trong của hộp a = 10mm.
- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp l2 = 10mm.
- Chiều rộng ổ lăn B = 19mm.
- Chiều cao của nắp và đầu bulông, lấy sơ bộ l3 = 17mm.
- Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài
hộp l4 = 20 (mm).
- Chiều rộng bánh răng cấp nhanh 68mm, cấp chậm 68mm
- Chiều dài phần mayơ lắp với trục l5 = 1,3d=1,3.45 58mm (d - đường kính
trục 3).
Tổng hợp các kích thước phần tử ở trên, ta tìm được chiều dài các đoạn trục cần thiết
và khoảng cách giữa các gối đỡ: a = b = c = d = 63,5mm ; l = 75,5; x = 154mm
DUT.LRCC

Hình 2.29 Các kích thước cơ bản hộp giảm tốc
Hình 2.30 Sơ đồ đặt lực
DUT.LRCC

Trục III:
Hình 2.31 Biểu đồ momen
Các kích thước chính của trục:
Hình 2.32 Kích thước các trục
DUT.LRCC

Ở đây : +Lực vòng : 4 3749
F N
=
+Lực hướng tâm : 4 1372
r
F N
=
+Lực dọc trục : 4 1364
a
F N
=
+Đường kính vòng lăn bánh răng d4 = 264mm.
+Lực do bộ truyền xích tác dụng lên trục: 3757
x
F N
=
Tính phản lực ở các gối trục :
4
4 4
. . .( ) .( ) 0
2
Ay r a By x
d
M F b F R b a F b a l
 = + + + − + + =
63,5 264 63,5 63,5 63,5.2 75,5
1372. 1364. .( ) 5496.( ) 0
1000 2.1000 1000 1000
Ay By
M R
+ +
 = + + − =
3886
By
R N
=
4 3749 1372 3886 1509
Ay x r By
R F F R N
= − + + = − + + =
4. .( ) 0
Ax Bx
M F b R b a
 = − + =
63,5 63,5.2
3749. .( ) 0
1000 1000
Ax Bx
M R
 = − =
1874
Bx
R N
=
4 3749 1874 1875
Ax Bx
R F R N
= − = − =
Tính momen uốn ở những tiết diện nguy hiểm.
Ở tiết diện n-n:
2 2
un n ux uy
M M M
− = +
Trong đó :
ux . 1874.63,5 118999
Ax
M R b Nmm
= = =
uy ( ) . 1509.63,5 95821,5
Ay
M R b Nmm
− = = =
4
uy 4
264
( ) . . 1509.63,5 1364. 275869,5
2 2
Ay a
d
M R b F Nmm
+ = + = + =
2 2
118999 275869,5 300441
un n
M Nmm
− = + =
Tính đường kính trục tại tiết diện n-n theo công thức :
3
0,1.[ ]
td
M
d


mm, ở đây :
2 2 2 2
0,75. 300441 0,75.481985,15 514292
td u x
M M M Nmm
= + = + =
[ ]
 = 50 2
/
N mm ,ứng suất cho phép tra bảng 7-2/119.
3
514292
46,8
0,1.50
n n
d mm
−  =
DUT.LRCC

Đường kính ở tiết diện n-n lấy bằng 50mm, lớn hơn giá trị tính được vì trục có rãnh
then.
Ở tiết diện m-m:
2 2
um m ux uy
M M M
− = +
Trong đó :
ux 0
M N
=
uy . 3757.75,5 283653,5
x
M F l N
= = =
2 2
0 283653,5 283653,5
um m
M Nmm
− = + =
Tính đường kính trục tại tiết diện m-m theo công thức :
3
0,1.[ ]
td
M
d


mm, ở đây :
2 2 2 2
0,75. 283653,5 0,75.481985,15 504669
td u x
M M M Nmm
= + = + =
[ ]
 = 50 2
/
N mm ,ứng suất cho phép tra bảng [7-2]/119 tài liệu (1).
3
504669
45
0,1.50
m m
d mm
−  =
Đường kính ở tiết diện m-m lấy bằng 45mm.
Ở tiết diện i-i (vuông góc trục và qua tâm đĩa xích)
Tính đường kính trục tại tiết diện i-i :
3
0,1.[ ]
td
M
d


mm, ở đây :
2 2 2 2
0,75. 0 0,75.481985,15 417411
td u x
M M M Nmm
= + = + =
[ ]
 = 50 2
/
N mm ,ứng suất cho phép tra bảng 7-2/119.
3
417411
43,7
0,1.50
m m
d mm
−  =
Lấy đường kính đầu trục ra d = 45mm, lấy tăng lên vì trên đầu ra có rãnh then lắp đĩa
xích.
+ Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn:
Tại tiết diện n-n vuông góc với trục qua trung điểm bánh răng 4:
Chọn then để lắp bánh răng với trục, chọn theo tiêu chuẩn TCVN 150-64: b =16, h=
10; t = 5; t1 = 5,1; k=6,2( bảng 7-23/143).
Mômen cản uốn:
3 2 3 2
3
( ) 50 16.5.(50 5)
W 10652
32 2 32 2.50
d bt d t
mm
d
 
− −
= − = − =
DUT.LRCC

Mômen cản xoắn:
3 2 3 2
3
0
( ) .50 16.5.(50 5)
W 22924
16 2 16 2.50
d bt d t
mm
d
 
− −
= − = − =
Kiểm nghiệm tại tiết diện này theo công thức:
2 2
[ ]
n n
n n
n n
 
 
= 
+
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp 1
. .
.
a m
n
k





  
 
−
=
+
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp 1
. .
.
a m
n
k





  
 
−
=
+
Theo đề bài trục quay một chiều, nên ứng suất pháp (uốn) biến đổi theo chu kì đối
xứng:
2
max min
481985,15
45,25 / ; 0;
10652
u
a m
M
N mm
W
   
= = − = = = =
Ứng suất tiếp(xoắn) biến đổi theo chu kì mạch động
2
max 481985,15
10,5 /
2 2 2.22924
x
a m
o
M
N mm
W

 
= = = = =
Giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng:
1 (0,4 0,5) b
 
− = 
lấy
2
1 0,45.900 405 /
N mm
− = =
1 (0,2 0,3) b
 
− = 
lấy
2
1 0,25.900 225 /
N mm
− = =
Hệ số xét đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi 
 và 
 chọn
theo vật liệu. Đối với thép cacbon trung bình 0,1

 = và 0,05

 =
Hệ số tăng bền 1
 =
Tính hệ số k , t
k và 
 , 
 :
Bảng [7-4]/123 tài liệu (1) chọn hệ số kích thước 0,82

 = , 0,7

 =
Bảng [7-9]/127 tài liệu (1) chọn hệ số tập trung ứng suất thực tế tại rảnh then:
1,92
k = , 1,9
k =
Tỉ số
1,92
2,34
0,82
k


= = ;
1,9
2,7
0,7
k


= =
Tập trung ứng suất do lắp căng khi áp suất trên bề mặt lắp 2
30 /
p N mm
 , tra bảng [7-
10]/128 tài liệu (1) ta có 4,5
k


=
DUT.LRCC

1 0,6( 1) 1 0,6.(4,5 1) 3,1
k k
 
 
 
= + − = + − =
Thay các trị số tìm được vào công thức ta có:
405
2,32
4,5.38,75 0,1.0
n = =
+
và
225
7,94
3,1.9 0,05.9
n = =
+
2 2 2 2
2,32.7,94
2,23 [ ]
2,32 7,94
n n
n n
n n
 
 
= = = 
+ +
Hệ số an toàn cho phép [n] thường lấy bằng 1,5-2,5.
+ Kiểm nghiệm then:
Đường kính trục lắp then Ф50, chiều dài mayơ là 68, lấy chiều dài làm việc của then
l =55; b =16; h=10; t = 5; t1 = 5,1; k=6,2.
Kiểm nghiệm về sức bền dập:
2
2 2.481985,15
56,5 / [ ]
50.6,2.55
x
d d
M
N mm
dkl
 
= = = 
Ứng suất dập cho phép, bảng [7-20]/142 tài liệu (1) 2
[ ] 150 /
d N mm
 =
Kiểm nghiệm về sức bền cắt:
2
2 2.481985,15
21,9 / [ ]
50.16.55
x
c c
M
N mm
dbl
 
= = = 
Ứng suất cắt cho phép, bảng [7-21]/142 tài liệu (1) 2
[ ] 120 /
c N mm
 = .
+ Tương tự, ta có kích thước của các trục còn lại như sau:
- Trục I:
• Đường kính ở tiết diện n-n vuông góc với trục qua trung điểm bánh răng: 25mm
• Đường kính ở tiết diện vuông góc trục qua tâm ổ lăn : 20mm.
• Chọn then để lắp bánh răng với trục, chọn theo tiêu chuẩn TCVN 150-64: b =8, h=
7, t = 4, t1 = 3,1, k=3,5 (bảng [7-23]/143 tài liệu 1).
- Trục II:
• Đường kính ở tiết diện n-n, m-m vuông góc với trục qua trung điểm bánh răng lớn
và nhỏ: 35mm
• Đường kính ở tiết diện vuông góc trục qua tâm ổ lăn : 30mm.
• Chọn then để lắp bánh răng với trục, chọn theo tiêu chuẩn TCVN 150-64: b =10,
h=
• 8; t = 4,5; t1 = 3,6, k=4,2 (bảng [7-23]/143 tài liệu 1).
2.3.2.2.6. Thiết kế gối đỡ trục:
Trục III: Chọn ổ lăn cho trục III của hộp giảm tốc với các số liệu :
+số vòng quay của trục n =27,68 vòng/phút.
DUT.LRCC

Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf

Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf

Similar to Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế và chế tạo mô hình máy cấy lúa.pdf