Tài liệu Máy trộn thức ăn gia súc (link bản vẽ ở trang cuối)

M ụ c lụ c Phần I : Phân tích và chọn phương án thiết kế .......................................................3 I.1. Thành lập nhóm thiết kế ...............................................................................3 I.2. Phân tích nhiệm vụ .......................................................................................3 I.3. Lập kế hoạch thực hiện ................................................................................3 I.4. Xác định các yêu cầu kỹ thuật ......................................................................6 I.5. Lập bảng QFD ..............................................................................................7 I.6. Tham khảo các thiết kế liên quan .................................................................8 I.7. Đưa ra các phương án thiết kế ....................................................................12 I.8. Phân tích chọn phương án thiết kế .............................................................16 I.9. Các phương án truyền động .......................................................................17 I.10. Ma trận quyết định .....................................................................................20 I.11. Tính toán công suất cánh trộn ....................................................................21 Phần II : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.........................23 II.1. Chọn động cơ .............................................................................................23 II.2. Phân phối tỉ số truyền .................................................................................24 Phần III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ............................................25 III.1. Thiết kế bộ truyền xích ...........................................................................25 III.2. Thiết kế bánh răng ..................................................................................27 III.3. Tính toán trục ..........................................................................................35 III.4. Tính toán chọn ổ lăn ...............................................................................43 III.5. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc ........................................................................46 III.6. Các chi tiết phụ .......................................................................................47 III.7. Bảng dung sai lắp ghép ...........................................................................48 Phần IV : CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN.........................51 IV.1. Chọn động cơ ..........................................................................................51 IV.2. Phân phối tỉ số truyền .............................................................................51 Phần V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ............................................53 V.1. Thiết kế truyền xích ....................................................................................53 V.2. Thiết kế bánh răng ......................................................................................55 V.3. Tính toán trục .............................................................................................62 V.4. Tính toán chọn ổ lăn ...................................................................................70 V.5. Thiết kế vỏ hộp ...........................................................................................75 V.6. Các chi tiết phụ ...........................................................................................76 V.7. Bảng dung sai lắp ghép ..............................................................................77 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Lời nói đầu Đ ất nước ta đang trên đà phát triển do đó khoa học kĩ thuật đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống con người. Việc áp dụng khoa học kĩ thuật chính là làm tăng năng suất lao động đồng thời nó cũng góp phần không nhỏ trong việc thay thế sức lao động của người nông nhân và công nhân một cách có hiệu quả nhất, bảo đảm an toàn cho người họ trong quá trình làm việc. Đồ án môn học thiết kế hệ thống truyền động cơ khí là một môn học giúp cho sinh viên nghành cơ khí có những kiến thức cơ bản về việc thiết kế các hệ thống truyền động cơ khí đồng thời làm quen với phương thức hoạt động theo nhóm. Trong phạm vi bài tập lớn của môn học này chúng em tập trung đề tài “Thiết Kế Máy trộn thức ăn gia súc“ nhằm giúp cho các nông trại vừa và nhỏ có thể nâng năng suất và hiệu quả trong việc chăn nuôi. Máy trôn thức ăn gia súc là loại máy có thể trộn đều các loại thức ăn chứa thành phần dinh dưỡng cần thiết cho gia súc. Trong suốt quá trình thực hiện bài tập nhóm nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô trong khoa cơ khí. Nhóm xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Thanh Nam đã tận tâm giúp đỡ nhóm hoàn thành bài tập lớn này. Trong quá quá trình thực hiện đồ án với sự thiếu sót về kinh nghiệm cộng với kiến thức có hạn nên không tránh được những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn thêm của thầy cô . Nhóm sinh viên : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy 2 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Phần I : Phân tích và chọn phương án thiết kế I.1. Thành lập nhóm thiết kế Nhóm thiết kế bao gồm : Dương Cẩm Vinh, Diệp Bảo Duy. Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS.Nguyễn Thanh Nam I.2. Phân tích nhiệm vụ Do đặc thù của mình , các trang trại chăn nuôi thường nằm độc lập hay cách xa các khu thương mại. Chính vì vậy việc sử dụng thức ăn gia súc chế biến sẵn gặp ít nhiều khó khăn và tốn kém trong khâu vận chuyển .Trong khi đó, trang trại luôn dồi dào các nguồn thực phẩm như : rau , cám , cỏ khô, cá ….Thêm nữa,Việc sử dụng thức ăn tự chế giúp trang trại tiết kiệm phí và kiểm soát được chế độ dinh dưỡng của gia súc .Do các nguyên nhân trên ,những người chủ trang trại mong muốn có một chiếc máy trộn để chế biến thức ăn gia súc .Họ có nhu cầu về máy có năng suất cao ,khả năng trộn đều,dễ dàng trong việc đưa hỗn hợp vào cũng như lấy ra.Ngoài ra máy còn phải dễ sử dụng ,bảo trì,sữa chữa để khi hỏng hóc có thể khắc phục nhanh chóng . I.3. Lập kế hoạch thực hiện Công việc: • Phân tích nhiệm vụ • Lập kế hoạch thực hiện • Xác định các yêu cầu kỹ thuật. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : • Tham khảo thiết kế liên quan • Đưa ra các phương án thiết kế. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : • Phân tích chọn phương án thiết kế. • Nhân lực: nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : • Tính toán chọn động cơ. • Phân phối tỉ số truyền. Nhân lực : nhóm Thời gian : 1 tuần Công việc : tính toán thiết kế chi tiết các bộ truyền Nhân lực : nhóm 3 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Thời gian : 2 tuần Công việc : • Thiết kế kết cấu • Vẽ phác thảo Nhân lực: nhóm Thời gian: 3 tuần Công việc : • Bản vẽ lắp cụm chi tiết (A0). • Bản vẽ chi tiết(A3 hoặc A4) • Thuyết minh Nhân lực : nhóm Thời gian : 4 tuần 4 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam Tuần Thực hiện 1 Nhiệm vụ 1. Phân tích nhiệm vụ thiết kế; Lập kế hoạch thực hiện; Nhóm Xác định các yêu cầu kỹ thuật 2. Tham khảo thiết kế liên quan; Đưa ra Nhóm các phương án thiết kế 3. Phân tích chọn phương án thiết kế 4. Tính toán chon động cơ; Phân phối tỉ số truyền 5. Tính toán thiết kế chi tiết các bộ truyền 6. Thiết kế kết cấu; Vẽ phác (vẽ tay) 2 SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm 7. Bản vẽ lắp cụm chi tiết (A0 hoặc A1); Bản vẽ chi tiết (A3 hoặc A4); Thuyết minh Nhóm 8. Bảo vệ Nhóm 5 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.4. Xác định các yêu cầu kỹ thuật a) Xác định các yêu cầu khách hàng Tiến hành quá trình thăm dò yêu cầu khách hàng, sau khi tổng hợp lại ta thu được các yêu cầu sau : • Năng suất cao • Tuổi thọ cao • Dễ vận hành, bảo trì sửa chữa • Giá thành rẻ • An toàn khi sử dụng • Dễ dàng đưa vật liệu vào và lấy hỗn hợp ra • Trộn đều • Ít gây ồn • Dể di chuyển b) Yêu cầu kỹ thuật Từ các yêu cầu trên ta dịch thành các yêu cầu kỹ thuật ✓ Công suất cánh trộn ✓ Số vòng quay cánh ✓ Độ bền vật liệu ✓ Chi tiết tiêu chuẩn ✓ Kích thước cửa vào và cửa ra ✓ Thiết bị bảo vệ ✓ Sử dụng bánh xe ✓ Giá thành sản xuất ✓ Cấu tạo cánh trộn ✓ Lực xiết bulông 6 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy 9 1 4 5 3 3 5 4 4 4 2 5 5 4 4 5 4 4 4 4 1.3 1.0 1.3 1.3 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.0 1.0 9.8 7.5 3.9 5.2 5.0 6.0 6.0 3.0 8.0 0.18 0.14 0.07 0.10 0.09 0.11 0.11 0.06 0.15 54.4 1.00 0.08 0.90 5 5 3 4 5 4 4 3 4 30 0.41 0.04  25 triệu VND N 0.45 0.04 1.53 0.81 0.08 0.13  1.17  47 * 47 0.10 50 * 50 cm^2 0.80 10 %  0.07 400 MPa 10 30 vg/ph 2.07 800 Đơn vị 0.18 0.93 0.08 30  Các giá trị mục tiêu 300 2.61 0.22 500 Hướng phát triển kg 3 Hệ số cải tiến tương đối 3 1 Hệ số cải tiến 9 9 Hệ số giá trị 3 Tỷ lệ cải tiến 9 9 Chỉ tiêu thiết kế 1 Các loại máy trên thị trường Giá thành sản xuất Lực xiết bulông Cấu tạo cánh trộn 3 Mức độ yêu cầu 9 1 3 3 1 11.68 1 9 Các loại máy trên thị trường Hệ số quan trọng tương đối Sử dụng bánh xe Hệ số quan trọng tuyệt đối Thiết bị bảo vệ 3 Kích thước cửa vào và cửa ra 9 Chi tiết tiêu chuẩn Số vòng quay cánh Năng suất cao Tuổi thọ cao Dễ vận hành, bảo trì sửa chữa Giá thành rẻ Độ an toàn cao hơn Dễ đưa vật liệu vào và lấy hh ra Trộn đều Ít gây ồn Dễ di chuyển Độ bền của vật liệu Khối lượng của 1 lần trôn I.5. Lập bảng QFD Cấu tạo cánh trộn : tra sổ tay kỹ thuật 7 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.6. Tham khảo các thiết kế liên quan a) Thiết kế 1 : 1:dao trộn,2:cửa thoát liệu,3:hộp giảm tốc 4:động cơ điện. Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc làm quay cánh trộn cánh quay trộn đều thực phẩm ,thùng trộn thẳng đứng. Ưu điểm : • Kết cấu đơn giản ,gọn . • Dễ chế tạo ,lắp ráp. Nhược điểm: • Thiếu vững chắc. • Thành phần không đồng đều nếu trộn vật liệu rời. • Chỉ trộn được khối lượng nhỏ (thùng trộn quá lớn sẽ gây mất cân bằng) b) Thiết kế 2 : 1:dao trộn,2:cữa thoát liệu, 3:hộp giảm tốc,4:động cơ 8 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền xích,làm quay dao trộn -> trộn thực phẩm. Ưu điểm : • Trộn đều ,khối lượng trộn lớn . • Kết cấu đơn giản Nhược điểm : • Không đặt được ở vị trí có bề mặt gồ ghề • Dể rung động. c) Thiết kế 3 : 1:dao trộn, 2:đông cơ, 3:bộ truyền đai, 4:hộp giảm tốc. Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền đai,hộp giảm tốc làm quay dao trộn. Ưu điểm : • Vững chắc • Hoạt động ổn định. Nhược điểm : • Chỉ sử dụng được ở những nơi có bề mặt bằng phẳng • Kết cấu tương đối phức tạp ,khó bảo trì . 9 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy d) Thiết kế 4 : Mô tả : Đây là loại máy trộn thức ăn di động có động cơ đặt phía trong xe. Môtơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay dao trộn. Phù hợp với các trại chăn nuôi lớn. Ưu điểm : • Di động • Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : • Giá thành cao • Chi phí đầu tư cao. 10 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy e) Thiết kế 5 : Mô tả : Đây là loại máy trộn thức ăn di động có động cơ đặt phía dưới ở trong xe. Môtơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay 2 dao trộn thẳng đứng. Phù hợp với các trại chăn nuôi lớn. Ưu điểm : • Di động • Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : • Giá thành cao • Chi phí đầu tư cao. 11 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.7. Đưa ra các phương án thiết kế a) Phương án 1 1:cữa thoát liệu,2:động cơ,3:bộ truyền đai,4:hộp giảm tốc Mô tả : Động cơ thông qua bộ truyền đai ,hộp giảm tốc làm quay cánh trộn. Ưu điểm : • Kết cấu đơn giản • Thực phẩm được trộn đều. Nhược điểm : • Dễ rung động • Không sử dụng được ở nơi có bề mặt gồ ghề . b) Phương án 2 1:cữa thoát liệu ,2:động cơ ,3:hộp giảm tốc ,4:nắp bảo vệ, 5:bộ truyền xích, 6:vít chỉnh . 12 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc ,bộ truyền xích làm quay cánh trộn . Ưu điểm : • Kết cấu đơn giản hơn phương án 1 • Có thể đặt ở những nơi không bằng phẳng do có sử dụng vít chỉnh. Nhược điểm : • Khó khăn trong việc lấy hỗn hợp ra. c) Phương án 3 1:cửa thoát liệu,2:nắp bảo vệ ,3:bộ truyền xích ,4:hộp giảm tốc,5:động cơ Mô tả : Động cơ thông qua hộp giảm tốc,bộ truyền xích làm quay cánh trộn . Ưu điểm : • Dễ vận hành ,bảo trì ,sửa chữa so với các phương án trên. Nhược điểm : • Cồng kềnh hơn phương án 2 • Dễ rung động do cách bố trí chân đế. 13 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy d) Phương án 4 Mô tả : Máy có công suất trung bình, kết cấu gọn, phù hợp với trại chăn nuôi trung bình và lớn. Động cơ đặt phía trong và ở dưới thùng, dộng cơ truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền xích làm quay dao trộn thẳng đứng. Cửa cấp liệu ở phía trên và cửa lấy hỗn hợp nằm nằm ở bên hông. Ưu điểm : • Di động • Cửa đưa vật liệu vào lớn • Tiết kiệm được thời gian và nhân lực. Nhược điểm : • Giá thành cao • Chi phí đầu tư cao • Máy hoạt động không êm • Cửa lấy hỗn hợp nhỏ. 14 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy e) Phương án 5 : Mô tả : Máy có công suất trung bình, phù hợp với trại chăn nuôi nhỏ và trung bình. Động cơ đặt phía dưới thùng truyền động cho hộp giảm tốc qua bộ truyền đai làm quay dao trộn nằm ngang. Cửa cấp liệu ở phía trên và cửa lấy hỗn hợp nằm phía dưới. Ưu điểm : • Kết cấu cững chắc • Cửa đưa vật liệu vào và cửa lấy hỗn hợp lớn • Giá thành thấp • Chi phí đầu tư thấp. Nhược điểm : • Không di chuyển được. 15 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.8. Phân tích chọn phương án thiết kế a) Lập ma trận quyết định Tiêu chuẩn Năng suất cao Tuổi thọ cao Dễ v.hành; b.trì; s.chữa Giá thành rẻ An toàn Dễ dàng đưa và lấy hh ra Trộn đều Ít gây ồn Dễ di chuyển Tổng điểm + Tổng điểm Tổng điểm toàn bộ Tổng điểm theo tỷ trọng Tỷ trọng 11 7 5 10 6 11 10 5 7 I S S S S S 0 4 -4 -28 II C H U Ẩ N 0 0 0 0 III S S S S S S S 0 2 -2 -11 IV S S S S S S + 1 2 -1 -5 V S S S S S S 0 3 -3 -26 Dựa vào ma trận quyết định ta thấy phương án 2 là phương án tốt nhất .Ta sẽ chọn phương án này để thiết kế. 16 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.9. Các phương án truyền động a) Phương án 1 1:động cơ,2:nối trục:3,4:cặp bánh răng nghiêng cấp chậm;5,6:cặp bánh răng nghiêng cấp nhanh,6:bộ truyền xích. Mô tả hoạt động : Động cơ thông qua nối trục 1 làm quay trục 1 có lắp bánh răng nghiêng 2 ăn khớp với bánh răng 3 lắp trên trục 2,nên chuyển động quay được truyền cho trục 2 .tương tự , chuyển động truyền cho trục 3 và bộ truyền xích . Ưu điểm : • Kết cấu đơn giản • Dễ chế tạo Nhược điểm : • Do các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ ,nên làm tăng sự phân bố không đều tải trọng trên chiều dài răng. 17 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy b) Phương án 2 Mô tả hoạt động : Hoạt động giống phương án 1,chỉ khác là trục vào và trục ra trùng nhau. Ưu điểm : • Giảm chiều dài ,gọn. Nhược điểm : • Khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết. • Kết cấu gối đỡ phức tạp,khó khăn trong việc bôi trơn. • Đường kính trục lớn. c) Phương án 3 : Mô tả hoạt động : Động cơ truyền chuyển động cho trục 1,cặp bánh răng côn có tác dụng truyền chuyển động cho trục chéo 2 .Trục 2 thông qua cặp bánh răng nghiêng truyền chuyển động cho trục 3, thông qua bộ truyền xích dẫn động cho dao trộn. 18 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy Ưu điểm : • Truyền momen xoắn và chuyển động quay giữa các trục giao nhau. Nhược điểm : • Giá thành đắt ,khó chế tạo do đòi hỏi khắt khe về dung sai. • Khó lắp ráp • Khối lượng và kích thước lớn hơn so với hộp giảm tốc bánh răng trụ. d) Phương án 4 Mô tả hoạt động : Động cơ truyền chuyển động qua bộ truyền xích cho trục vào của HGT, cặp bánh răng trụ răng thẳng có tác dụng truyền chuyển động cho trục trung gian, thông qua cặp bánh răng nghiêng truyền chuyển động cho trục ra , qua nối trục dẫn động cho dao trộn. Ưu điểm : • Tải trọng phân bố đều trên các trục. • Sử dụng hết khả năng tải của cả cặp bánh răng cấp nhanh lẫn cấp chậm. • Không có sự tập trung ứng suất. Nhược điểm : • Hộp giảm tốc loại này có có bề rộng lớn • Cấu tạo phức tạp hơn nên số lượng chi tiết và khối lượng gia công tăng lên. 19 Đề tài : Máy trộn thức ăn gia súc GVHD : PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam SVTH : Dương Cẩm Vinh Diệp Bảo Duy I.10. Ma trận quyết định Tiêu chuẩn Tỉ trọng Giá thành rẻ 6 Kết cấu đơn giản 5 Độ bền 11 Dễ bảo trì, sửa chữa 10 Kích thước gọn 3 Dễ chế tạo 8 Tổng diểm + Tổng diểm – Tổng điểm toàn bộ Tổng điểm tính theo tỉ lệ 1 S + S S + S 2 0 2 8 2 C H U Ẩ N 0 0 0 0 3 S + S S S 1 1 0 6 4 S S 0 4 -4 -22 Dựa vào ma trận quyết định ta chọn : • PA 1 cho sv Diệp Bảo Duy • PA 3 cho sv Dương Cẩm Vinh 20