MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH.. 3
LỜI NÓI ĐẦU.. 5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 6
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. 6
1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7
1.2.1 Mục đích nghiên cứu. 7
1.2.2 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu. 7
1.3 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ. 9
CHƯƠNG 2: CHỌN LỰA THIẾT KẾ MÁY GOM RÁC.. 11
2.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ BAN ĐẦU. 11
2.1.1 Cơ sở hình thành ý tưởng. 11
2.1.2. Phân tích thực hiện ý tưởng. 11
2.1.3. Công năng sử dụng. 12
2.2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ. 12
2.2.1 Phương án thiết kế cơ khí 12
2.2.2 Nguyên lý hoạt động. 13
2.2.3 Các yêu cầu về thiết kế cần đạt được. 14
2.3 LỰA CHỌN CHI TIẾT VÀ KIỂU THIẾT KẾ.. 14
2.3.1 Phương án thiết kế khung và vỏ xe. 14
2.3.2 Lựa chọn loại bánh xe. 16
2.3.3 Phân tích lựa chọn động cơ. 17
2.3.4 Lựa chọn nguồn pin năng lượng. 19
2.3.5 Lựa chọn loại ổ lăn. 20
2.3.6 Phương án thiết kế hệ thống lái. 21
2.3.7 Lựa chọn kiểu truyền động. 22
2.3.8 Lựa chọn phương án thiết kế thùng chứa. 24
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT.. 26
3.1 TÍNH TOÁN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG XÍCH. 26
3.2 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA XE. 29
3.2.1 xác định thông số cơ bản. 29
3.2.2 Tính toán ổn định xe. 32
3.3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CƠ CẤU CÔNG TÁC. 37
3.3.1 Hình dáng hình học của chổi. 37
3.3.2 Phân tích tính toán mô hình chổi dựa vào kết quả thực nghiệm. 38
3.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN. 41
3.4.1 Tính toán kiểm tra lực cản chuyển động. 41
3.4.2 Kiểm tra mô-men xoắn động cơ và khả năng tải của xe. 43
3.5 TÍNH TOÁN NGUỒN ĐIỆN VÀ THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG CỦA XE. 44
3.6 ĐÁNH GIÁ CƠ CẤU LÁI VÀ KHẢ NĂNG QUAY VÒNG CỦA XE. 46
3.6.1 đánh giá cơ cấu lái và hình thang lái. 46
3.6.2 Đánh giá khả năng quay vòng của xe. 47
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH GIA CÔNG CHO CHI TIẾT TRỤC VÍT NÂNG HẠ BÁNH XE.. 50
4.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ VÀ TRÌNH TỰ GIA CÔNG. 50
4.1.1 xác định đường lối công nghệ. 50
4.1.2 phương án thứ tự nguyên công. 51
4.2 LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG CHI TIẾT.. 51
4.2.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ định tâm. 51
4.2.2 Nguyên công 2: Tiện thô phần trục . 53
4.2.3 Nguyên công 3: Tiện thô phần trục Ø31. 54
4.2.4 Nguyên công 5: Tiện ren các bề mặt trục vát mép đầu còn lại. 56
TỔNG KẾT.. 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian gần năm năm học tập và nghiên cứu trên ghế giảng đường. Nhận được rất nhiều sự hướng dẫn và dạy dỗ tận tình của các thầy cô giáo về chuyên môn lẫn đạo đức. Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm có ý nghĩa nhất của bất kì một sinh viên nào. Nó là sự kết tinh của tất cả những kiến thức mà sinh viên đã lĩnh hội được trong quá trình học tập tại trường cũng như những những kiến thức tự học tập được của mỗi sinh viên.
Để có được thành quả như vậy, em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng và sâu sắc nhất đến thầy: T.S………….. đã hết sức tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn, đóng góp ý, động viên em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án. Xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô thuộc khoa Cơ Khí cùng tất cả các thầy cô giáo trong trường đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Kỹ Thuật Ô Tô trường đại học Thủy Lợi đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ bản, và nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như điều kiện thuận lợi để em cùng các bạn sinh viên khác được học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án của mình.
…., ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…….……..
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Xã hội ngày càng phát triển chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao. Việc sử dụng máy móc phục vụ trong quá trình sản xuất đòi hỏi người lao động phải tập trung hơn vào những công việc cần độ chính xác và chất lượng cao, trong khi đó máy tự động có thể thay thế con người trong những công việc nguy hiểm, nặng nhọc, lặp đi lặp lại, giám bớt và ngăn ngừa tai nạn lao động, độc hại do phải làm việc với môi trường không thuận lợi. Như chúng ta đã biết, để khuôn viên những nơi công cộng, đường phố sạch đẹp thì phải cần một số lượng lớn lao công trực tiếp làm việc.
1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.2.1 Mục đích nghiên cứu
Trên thế giới đã có rất nhiều đề nghiên cứu chế tạo các loại xe hốt rác với mục đích thay thế công việc của con người và bảo vệ môi trường nhưng hầu hết những giải pháp đó chưa đi sâu vào chế tạo xe gom rác tự động hoạt động hoàn toàn bằng các cơ cấu cơ khí, không sử dụng bất kỳ loại năng lượng hay nhiên liệu như những chiếc Sh125cc là xe dùng để hốt rác ở Anh có lắp thêm hệ thống máy hút bụi đễ thu gom rác trên đường hầu hết những giải pháp này đều sử dụng năng lượng như xe quét rác và hút bụi đường của trên phần lớn các đô thị tại Việt Nam là những chiếc xe tải sử dụng động cơ diesel và hệ thống khí nén để hút rác và bụi bẩn trên đường. Tuy nhiên chưa có tập thể hay cá nhân nào thực hiện đề tài về xe gom rác cỡ nhỏ phục vụ cho khu dân cư hoặc một khu vực với diện tích tương đối như biệt thự, công xưởng, sân golf…
1.2.2 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu.
a) Phương pháp:
Đồ án này thực hiện phần công việc nghiên cứu thiết kế xe gom rác hoạt động hoàn toàn bằng các cơ cấu cơ khí, sử dụng động cơ điện giảm tốc độ để truyền chuyển động đến cơ cấu quét và dẫn động bánh xe tự di chuyển, gom rác tự động có những ưu điểm nhỏ gọn, dễ vận hành so với các loại xe hốt rác tự động đã có trên thị trường. Ngoài ra đề tài còn nghiên cứu các loại rác mà xe có thể quét được nhằm đưa ra phương án hợp lý nhất khi thiết kế chế tạo.
b) Phạm vi của đề tài:
Do ý tưởng thiết kế và thực hiện đề tài là mới mẻ và thời gian thực hiện đề tài tương đối ngắn, cùng với điều kiện để thi công chế tạo mô hình thật là không khả thi , cũng như hạn chế về nhân lực và phương tiện chuyên môn của em có hạn cùng nhiều yếu tố khách quan khác… em đã cố gắng hết sức để hoàn thành bản thuyết minh cũng như mô hình 3D đồ án này nhưng chỉ có thể giải quyết được một số vấn đề chính đặt ra.
1.3 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ.
Ở nước ta công việc quét và thu gom rác chủ yếu bằng phương pháp thủ công, đội ngũ lao công trực tiếp quét và thu gom rác sau đó tập trung rác đến nơi xử lý. Tốn rất nhiều thời gian và công sức. Loại chổi mà những người lao công sử dụng là loại chổi được kết từ cành cây, chổi có cán dài để thuân tiện cho công việc quét rác nhanh hơn.
=> Ở nước ta, công việc quét và thu gom rác chủ yếu bằng những phương pháp trên, vậy việc nghiên cứu chế tạo một loại xe gom rác cỡ nhỏ dễ sử dụng, dễ tiếp cận với giá thành rẻ là cần thiết suất phát từ thực tế.
CHƯƠNG 2: CHỌN LỰA THIẾT KẾ MÁY GOM RÁC
2.1 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ BAN ĐẦU.
2.1.1 Cơ sở hình thành ý tưởng.
Trồng cây trong khuôn viên trường sẽ đem lại nhiều bóng mát và không khí trong lành là chỗ học tập, sinh hoạt nhóm lý tưởng cho các bạn sinh viên, giữa buổi trưa nóng bức thả mình trên ghế đá dưới bóng mát của những hàng cây sau những giờ học căng thẳng chắc hẳn sẽ làm các bạn thoải mái hơn nhưng khi trời về chiều, trong sân trường lại xuất hiện một lượng lớn lá cây khô, nếu không có người quét thì lượng lá cây sẽ càng ngày càng nhiều.
2.1.2. Phân tích thực hiện ý tưởng.
Thiết kế xe hốt rác tự động có sử dụng động cơ, chuyển dộng quay từ trục động cơ được truyền đến chổi quét qua hệ thống xích tải đồng thời dẫn động bánh xe phía sau, cơ cấu chổi quét, quét với tốc độ thích hợi và đưa rác vào thùng trên một tấm hót. Thùng có thể nâng hạ tự động.
Máy gom khi được chế tạo sẽ có những tính năng nổi bật như:
- Sử dụng động cơ để hoạt động thuận tiện cho việc di chuyển quét rác tiết kiêm sức lao động.
- Dễ dàng vận hành và sử dụng một cách tiện lợi.
- Có thể dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa,
2.1.3. Công năng sử dụng.
Xe gom rác loại này là một loại máy thu gom tự động và chở các loại rác có kích thước nhỏ đến tương đối từ các khu vực như trường học, khu dân cư, khu vui chơi giải trí…. Xe thu gom rác và chở đến nơi tập kết, có kích thước loại nhỏ nên rất thuận tiện cho việc thu gom rác trong các ngõ hẻm, các con đường chật hẹp.. mà các loại xe cỡ lớn không làm được.
2.2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ.
Trong quá trình thiết kế ý tưởng trên lý thuyết em nhận thấy ý tưởng về một chiếc máy gom rác tự hành với động cơ điện nhỏ gọn là có tính khả thi và có thể hoạt động mang lại hiệu quảt bởi có nhiều ưu điểm trong việc tính toán trên lý thuyết.
2.2.1 Phương án thiết kế cơ khí
Hệ thống sử dụng bốn bánh xe, hai bánh nhỏ trước và hai bánh lớn phía sau, thùng xe được thiết kế như hình vẽ và được cố định bằng dàn khung xe, khung xe và thùng xe được cố định với nhau bằng liêt kết hàn. Ngoài ra còn có hai bánh xe nhỏ phía trước có thể nâng lên hạ xuống bằng vít me để thay đổi độ cao của chổi quét thu chổi về khi xe không quét, hai bánh xe nhỏ này cũng chính là cơ cấu lái để dẫn hướng điều khiển xe, động cơ điện được gắn ngay phía trên trục của chổi quét, bên trái của xe để chuyền truyển động, phía bên phải là ác quy.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động.
Đây là xe tự hành sử dụng động cơ nên chỉ cần sử dụng cơ cấu lái phía trước để điều khiển xe tiến về hướng mong muốn với vận tốc thiết kế của xe là 1.5m/s. Đầu tiên động cơ điện họat động và truyền chuyển động thông qua xích tải xuống trục bên dưới làm quay chổi quét đồng thời phía bên kia đầu chổi cũng gắn một bộ truyền xích khác để dẫn động bánh xe phía sau, khi đi qua bộ truyền tốc độ của chổi quét đến bánh xe đã bị làm chậm lại, phù hợp với tốc độ di chuyển cùa người điều khiển, cơ cấu chổi quét quay với tốc độ thích hợp thông qua một tấm hót được đặt một góc cố định hất rác vào thùng chứa kín, thùng chứa này có thể nâng lên và hạ xuống thông qua cơ cấu nâng hạ bằng trục vít bên dưới có thể nâng tối đa 1400mm so với mặt đất.
2.2.3 Các yêu cầu về thiết kế cần đạt được.
- Loại sản phẩm: máy gom rác mini tự động.
- Trọng lượng xe không tải: dưới 160kg.
- Kiểu vận hành: xe tự hành có người điều khiển không chỗ ngồi.
- Phạm vi hoạt động 3-6 km
- Tốc độ di chuyển 1-2m/s
- Thời gian hoạt động liên tục tối thiểu 45 phút
- Vật liệu khung: thép CT3.
- Khả năng leo đốc nghiêng 10°.
2.3. LỰA CHỌN CHI TIẾT VÀ KIỂU THIẾT KẾ
2.3.1 Phương án thiết kế khung và vỏ xe.
a. Khung xe:
* Khi xe làm việc, khung xe có nhiệm vụ:
- Cố định các bộ phân của xe.
- Chịu tải trọng của xe và tải trọng của lượng rác có trong thùng xe.
- Bảo đảm độ cứng vững và giữ cho xe luôn hoạt động tốt
* Phần khung ở trước có nhiệm vụ kết nối thân xe với cơ dẫn hướng nối chịu một phần tải trọng của xe kết nối với phần khong giữa bằng liên kết hàn, được làm bằng thép hộp 2x3.
b. Vỏ xe:
Vỏ máy cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật:
- Đủ cứng vững để đảm bảo chịu lực va đập ở mức độ thấp từ mọi hướng.
- Không làm tác động lực đến các cơ cấu bên trong khi xe di chuyển.
- Trọng lượng tương đối nhẹ không làm tăng quá nhiều tải trọng của xe
- Có kích thước phù hợp với khung xe.
2.3.2 Lựa chọn loại bánh xe.
Bánh xe là một bộ phận quan trọng được tạo ra để quay trên ổ trục. Bánh xe là một trong những thành phần chính của hệ thống bánh xe và trục là một trong những sáu thành phần cơ bản của hệ thống. Bánh xe cùng với trục, cho phép vật nặng di chuyển dễ dàng cho nên được sử dụng để di chuyển hoặc vận chuyển trong khi hỗ trợ tải hoặc thực hiện lao động trong máy móc. Bánh xe cũng được sử dụng cho các mục tiêu khác như như bánh tàu, bánh lái, bánh xe của thợ gốm và bánh đà.
2.3.4 Lựa chọn nguồn pin năng lượng.
Ắc quy là nguồn năng lượng chính cho xe, lưu trữ và cung cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống, động cơ điện cần phải cấp dòng điện một chiều từ ác quy để có thể hoạt động, có hai loại nguồn có thể cân nhắc sử dụng là ắc quy axit – chì và pin lithium.
a. Pin lithium:
Ưu điểm: Khối lượng nhẹ và kích thước nhỏ gọn, chu kì nạp - xả lớn, tuổi thọ lâu, mật độ năng lượng cao, có thể sạc bất kỳ khi nào mà không cần phải đợi sử dụng hết dung lượng pin, dòng xả lớn, có thể lên đến 30-35 lần dung lượng trong thời gian ngắn, dòng nạp tức thời lớn.
Nhược điểm: Xuất hiện hiệu ứng tự xả, dung lượng bị giảm 5 - 10%/ tháng, khi điện áp pin thấp dưới 3V hoặc cao quá 4,2V có thể làm hỏng pin, giá thành tương đối, nhạy cảm và dễ hư hỏng bởi nhiệt.
b. ắc quy axit chì:
Ưu điểm: Có dòng điện khỏe hơn pin lithium, giá thành rẻ hơn do chế tạo đơn giản, dễ sửa chữa thay thế, yếu dần rồi mới hết điện và để lâu vẫn có thể hồi điện.
Nhược điểm: Tuổi thọ thấp hơn so với loại ắc quy khô, axit bốc hơi có thể ăn mòn một số chi tiết nếu ở môi trường kín.
=> Từ những phân tích trên ta thấy lựa chọn ắc quy axit chì sẽ phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của xe và tiết kiệm chi phí hơn.
2.3.6 Phương án thiết kế hệ thống lái.
Hệ thống lái có thể được coi là một cơ chế mà qua đó chúng ta có thể xoay chuyển và thay đổi hướng của một chiếc xe đang được điều khiển theo hướng thẳng. Mục tiêu của hệ thống lái là đạt được chuyển động góc. Điều này được thực hiện thông qua liên kết và cơ cấu lái chuyển đổi chuyển động quay của tay lái thành chuyển động góc của các bánh xe phía trước. Có nhiều tùy chọn có sẵn đối với hệ thống lái bao gồm lái nghiêng, lái trực tiếp và bằng cách sử dụng động cơ. Các điều kiện để lái xe hoàn hảo đạt được bằng cách sử dụng tay lái chính xác điều kiện hình học là "Hình học Ackerman".
2.3.8. Lựa chọn phương án thiết kế thùng chứa.
- Thùng chứa có nhiệm vụ chứa rác cho xe trong quá trình thực hiện thu gom rác.
- Thùng chưa là bộ phận quan trọng được lắp trên cơ cầu cầu nâng và có kích thươc vừa với thân xe.
- Phải đủ kín để hạn chế bụi và rác lọt ra ngoài trong quá trình xe vận hành.
- Phải có trọng lượng nhẹ để dễ dàng lật đổ bằng tay và tránh làm tăng quá nhiều tải trọng của xe.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT
3.1 TÍNH TOÁN CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG XÍCH.
Ta có các thông số ban đầu như sau:
- Tốc độ quay của động cơ theo thông số là 280 vòng/phút.
- Tốc độ quay của chổi quét theo kinh nghiệm từ các tài liệu tham khảo hoạt động hiệu quả nhất ở khoảng 250-300 vòng/phút. Ta chọn tốc độ quay của chổi bằng 280 vòng/phút.
- Tốc độ dài của bánh xe chủ động v=1,5m/s với đường kính bánh xe là d=0.27m.
* Xác định khoảng cách giữa các trục và số mắt xích :
Dựa theo các kiến thức được học từ đồ án cơ sở thiết kế máy ta có khoảng cách trục sơ bộ asb = (30…50) pc .
Với bộ truyền 1 :
- Chọn asb = 290 mm
- Số mắt xích : X = 75,89
=> chọn X = 76 (số nguyên chẵn)
- Để tăng tuổi thọ cho bộ truyền ta cần giảm a một lượng Δa = 0,003a=0,8682mm
=> Chọn a1 = 290mm
Với bộ truyền 2 :
- Chọn asb = 435 mm
3.2 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA XE.
3.2.1 Xác định thông số cơ bản.
a. Xác định khối lượng xe:
Khối lượng của xe sẽ được tiến hành đo đạc bằng phương pháp sử dụng phần mềm NX siemens thông qua công cụ Analysis có sẵn, bằng phương pháp này chúng ta có thể xác định được gần đúng khối lượng của xe một cách nhanh chóng chính xác, tiết kiệm được công sức và chi phí chế tạo mô hình thử nghiệm.
* Các bước tiến hành:
- Bước 1 (quy định vật liệu): vào menu chọn Tools » Materials » Assign materials » Một hộp thoại sẽ hiện lên ở đó ta có thể quy định vật liệu cho mỗi chi tiết hoạc của cả toàn bộ xe.
- Bước 2 (đọc thông số): chuyển sang công cụ Analysis » More » Measure materials » một hộp thoại khác sẽ hiện lên, tại đây ta có thể chọn từng chi tiết để đọc thông số hoặc chọn select all để đo khối lượng tổng thể của xe, ngoài ra các thông số khác như thể tích, diện tích bề mặt… cũng sẽ được hiển thị tại đây.
b. Xác định trọng tâm và sự phân bố khối lượng:
Việc xác định trọng tâm của xe cũng sẽ được thực hiện đo đạc dựa bằng công cụ Analysis có trong phần mềm NX siemens với trục tọa độ Oxy đặt tại cầu trước.
* Các bước tiến hành:
- Bước 1 (chọn hệ trục tọa độ): vào tab Tools ở trên thanh công cụ » Utilities group » Mỏe gallery » WCS gallery » WCS Dyamics » Ta có thể di chuyển trục tọa độ tại đây.
- Bước 2 (đọc thông số): chuyển sang công cụ Analysis » Measure body » chọn slecect all » ở phần Results display chọn Show information window » Phần mềm sẽ cho ra kết quả trên một bảng chi tiết như hình bên dưới.
3.2.2 Tính toán ổn định xe.
Tính ổn định của xe là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động của xe theo yêu cầu điều khiển của người vận hành trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tuỳ thuộc vào điều kiện sử dụng xe có thể đứng yên, chuyển động trên dốc, có thể quay vòng ở các loại đường khác nhau.
a. Tính ổn định dọc:
Tính ổn định dọc của xe là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật hoặc không bị trượt khi đứng yên trên đường dốc dọc.
* Khi xe di chuyển lên dốc thì xe chịu tác dụng các lực như sau:
- Trọng lượng toàn bộ của xe G đặt tại trọng tâm xe. Do có góc dốc của đường nên G được phân ra làm hai thành phần: G.cos và G.sin .
- Gọi φ là góc dọc giới hạn mà tại đó xảy ra lật đổ xe. Khi đó lập phương trình mômen của tất cả các lực đối với điểm I rồi rút gọn với = 0 ta sẽ được:
G.357.cos φ - G.213.sin φ = 0
=> Thay các giá trị đã biết ta được: tanφ= 1.676 => φ=59°
Theo thông tư của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam qui định góc dốc giới hạn nguy hiểm của đường không nhỏ hơn 160. Vậy theo cách tính toán như trên thì góc dốc giới hạn của xe khi lên dốc, xuống dốc là phù hợp.
Pkmax = G.sin = j.
Trong đó:
Pkmax: lực kéo lớn nhất để giữ khi xe xuống dốc đặt ở bánh xe sau.
j : hệ số bám dọc của bánh xe với đường, với loại đường nhựa hoặc bê tông trong thành phố thì băng 0,6 ÷ 0.65, chọn 0,6.
Fz2: là phản lực của đường tác dụng lên bánh xe chủ động ta có = 392,6725N
=> Tính được Pkmax =235.6N
Khi xét tính ổn định ngang của xe ta chỉ xét khi chuyển động trên đường nghiêng ngang, ta xét các yếu tố sau:
- Trọng tâm của xe nằm trong mặt phẳng đối xứng dọc.
- Trị số momen quán tính của các chi tiết quay của hệ thống truyền lực khi xe chuyển động đều Mmin nhỏ và xem: Mmin = 0.
Lấy momen đối với giao tuyến trên ta có và cho phản lực 0, ta có phươngtrình sau:
G.sin cosφ.h - G.cosφ = 0
=> tanφ =1.4=>φ=54°
Khi chất lượng bám của bánh xe với đường kém, xe cũng có thể bị trượt khi chuyển động trên đường nghiêng ngang từ sơ đồ tính toán ở hình vẽ trên ta suy ra góc dốc giới hạn mà xe bị trượt sẽ là:
G.sinθ= j.G.cosθ
Trong đó:
θ : là góc dốc giới hạn mà xe bị trượt.
j : là hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường: µ = 0,6 ÷ 0,65.
=> Giải phương trình trên ta được: tanθ = j=0,6, suy ra: θ= 31°
Ta thấy: tanφ > tanθ. Như vậy xe đảm bảo được điều kiện bị trượt trước khi bị lật.
3.3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CƠ CẤU CÔNG TÁC.
Vai trò của chổi quét là trọng tâm của máy gom rác tự động, với rất nhiều thiết kế chổi quét khác nhau. Tuy nhiên, có rất ít tài liệu liên quan đến tính toán và thiết kế chổi, vì vậy khi thiết kế máy gom rác tự động nhiều vấn đề thường sẽ phải đưa ra lựa chọn chổi dựa trên chi phí và kinh nghiệm.
3.3.1 Hình dáng hình học của chổi.
Các loại máy gom rác trên thị trường hiện nay thường sẽ sử dụng hai kiểu chổi quét, là chổi quét tròn quay theo hướng ngang hoặc chổi quét trụ quay theo hướng dọc.
3.3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CƠ CẤU CÔNG TÁC.
Vai trò của chổi quét là trọng tâm của máy gom rác tự động, với rất nhiều thiết kế chổi quét khác nhau. Tuy nhiên, có rất ít tài liệu liên quan đến tính toán và thiết kế chổi, vì vậy khi thiết kế máy gom rác tự động nhiều vấn đề thường sẽ phải đưa ra lựa chọn chổi dựa trên chi phí và kinh nghiệm.
3.3.1 Hình dáng hình học của chổi.
Các loại máy gom rác trên thị trường hiện nay thường sẽ sử dụng hai kiểu chổi quét, là chổi quét tròn quay theo hướng ngang hoặc chổi quét trụ quay theo hướng dọc.
3.3.2 Phân tích tính toán mô hình chổi dựa vào kết quả thực nghiệm.
a. Ảnh hưởng của ma sát khi vận hành :
Dựa vào kết quả thí nghiệm từ các tài liệu liên quan về máy quét đường, hoàn toàn phân tích được tác động của ma sát mặt đường có thể ảnh hưởng đến hiệu suất, thời gian và mô-men xoắn của chổi.
Cột ngang thể hiện cho độ thâm nhập của chổi với mặt đường đơn vị là m, cột dọc thể hiện cho mô-men xoắn của chổi đơn vị là Nm, với hệ số ma sát được kí hiệu là µ.Phân tích biểu đồ ta nhận thấy hệ số ma sát càng lớn thì mô-men xoắn tạo ra từ chổi cũng càng lớn
=> Lực tác dụng lên cụm chổi lớn nhất là Fimax = 168N
b. Phân tích tải trọng thay đổi trên chổi quét:
Khi chổi quay các lan chổi quay theo một hướng nhất định quanh trục tạo tải trọng thẳng đứng thay đổi liên tục theo chu kỳ. Thông qua thực nghiệm có thể thu được các đặc tính về sự thay đổi tải trọng.
3.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN.
3.4.1 Tính toán kiểm tra lực cản chuyển động
=> Ta tính được = 1285,11.0,08 = 218,5 (N)
F : là hệ số cản gió bằng 0.12
v : là vận tốc thiết kế của xe bằng 1,7m/s.
K : là diện tích mặt cản gió được tính toán dựa vào bản vẽ 2d là 0.45 m²
=> Ta tính được = 0.15606N.
* Lực cản tiếp tuyến bánh xe chủ động sẽ được tính bằng:
Pk = 218,5+19,3+0,1215+65,5=303,4 N
=> So sánh ta thấy rằng có thể kết luận rằng động cơ ta chọn ban đầu hoạt động tốt với điều kiện vận hành của xe: Nmoto = 573,1 KW
3.4.2 Kiểm tra mô-men xoắn động cơ và khả năng tải của xe.
=> Tính được Mk = 1007Nm
Để đặc trưng cho khả năng thích ứng của động cơ đối với sự tải bên ngoài, người ta đưa ra hệ số thích ứng dao động trên mô-men xoắn.
3.5 TÍNH TOÁN NGUỒN ĐIỆN VÀ THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG CỦA XE.
- Dựa vào phương án thiết kế sơ bộ, ta chọn loại ác quy axit chì 12V.
- Động cơ có điện áp hoạt động định mức 12V.
- Thời gian hoạt động liên tục tối thiểu mong muốn của xe theo thiết kế là 45 phút.
Ƞ : là hệ số sử dụng của ắc quy là accu và thay đổi theo mức xả của ắc quy cụ thể như sau:
+ η ≈ 0.8, 0.9 nếu dòng xả accu < 20% dung lượng accu.
+ η ≈ 0.7 nếu dòng xả accu 20% ~ 70 %dung lượng accu.
+ η ≈ 0.6, 0.5 nếu dòng xả accu >70 % dung lượng accu.
=> Dựa vào công thức ban đầu xác định lại thời gian hoạt động thực tế của xe là: t=0,864h, tương đương 52 phút liên tục.
=> Quãng đường tối đa xe di chuyển được trong một lần sạc điện là: S= 5288m.
3.6 ĐÁNH GIÁ CƠ CẤU LÁI VÀ KHẢ NĂNG QUAY VÒNG CỦA XE.
3.6.1 đánh giá cơ cấu lái và hình thang lái.
Cơ cấu lái của xe sẽ được thiết kế theo dạng hình thang lái với phương pháp bố trí đòn ngang liên kết nằm sau rầm cầu để đảm bảo quan hệ giữa các góc quay của bánh xe dẫn hướng, giúp bánh xe lăn không trượt khi xe quay vòng.
Trên thực tế không có liên kết 4 thanh thỏa mãn điểu kiện hình học lái Ackerman nên ta sẽ chấp nhận mức độ sai lệch gần đúng so với lý thuyết của các ô tô hiện nay là 1° đến 0°30’.
Theo thiết kế của xe ta có khoảng cách giữa hai tâm của trục quay đứng B=680mm, chiều dài cơ sở của xe l = 914mm, bán kính quay vòng mong muốn có được R=2400mm.
3.6.2 Đánh giá khả năng quay vòng của xe
Vì xe chuyển động với vận tốc nhỏ, nên lực ngang và lực ly tâm khi xe chuyển động quay vòng có thể coi như không suất hiện, góc trượt tại bánh xe là rất nhỏ, hình thang lái gần sát với điều kiện Ackerman như mô hình bên dưới.
Theo như thiết kế ban đầu của xe ta có các thông số kỹ thuật về cơ cấu lái như sau:
- Góc đánh lái trong lơn nhất theo thiết kế của xe 25°
- Góc đánh lái ngoài lớn nhất theo thiết của xe 8°
- Chiều rộng cơ sở của xe w 1014mm
- Chiều dài cơ sở của xe l = 914mm
- Bán kính quay vòng thực tế của xe: R = 2413mm
- Chiều rộng cung quay vòng:
∆R = 3034 – 1879= 1155mm
=> Từ những kết quả tính toán trên ta đánh gia được khả năng quay vòng của xe là tương đối linh hoạt với bán kính quay vòng nhỏ, có thể di chuyển và hoạt động tốt ở những không gian hẹp và quanh co.
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH GIA CÔNG CHO CHI TIẾT TRỤC VÍT NÂNG HẠ BÁNH XE
4.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ VÀ TRÌNH TỰ GIA CÔNG.
4.1.1 Xác định đường lối công nghệ.
Xác định đường lối công nghệ là xác định phương pháp thực hiện công việc gia công chi tiết sao cho tốn ít thời gian nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công. Quá trình gia công chi tiết phải qua nhiều nguyên công nhưng phải phân chia cách thực hiện nguyên công đó như thế nào để đạt được các yêu cầu nói trên. Chúng ta có thể chọn phương án tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công.
4.1.2 phương án thứ tự nguyên công.
a. Chọn phôi và phương pháp chê tạo phôi:
Chọn phôi hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao, loại phôi được lựa chọn phụ thuộc vào kết cấu của chi tiết, vật liệu sử dụng, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà mái, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi tức là xác định phương pháp chế tạo phôi, kích thước và dung sai của phôi. Sau đây là một số cách chọn phôi thường dùng.
c. Trình tự gia công:
- Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan hai lỗ tâm
- Nguyên công 2: Tiện thô phần trục
- Nguyên công 3: Tiện thô phần trục tiếp theo.
- Nguyên công 4: Tiện tinh các bề mặt trục và vát mép
- Nguyên công 5: Tiện ren các bề mặt trục vát mép đầu còn lại
- Nguyên công 6: Khoan lỗ
- Nguyên công 7: Mài thô và tinh các mặt trụ
4.2 LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG CHI TIẾT
4.2.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ định tâm.
- Định vị: Dùng 2 khối V ngắn có chốt tỳ để hạn chế 5 bậc tự do,Hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do,Chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do
- Kẹp chặt: Khối chữ V
- Chọn chuẩn gia công: chuẩn thô
- Chọn máy MP-71M Là loại máy phay và khoan tâm bán tự động
- Chọn dao: T15K6 và P18.
4.2.2 Nguyên công 2: Tiện thô phần trục .
- Định vị: Dùng 2 mũi chống tâm để hạn chế 5 bậc tự do,mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do,mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do
- Kẹp chặt: Mũi chống tâm di động xiết chặt bằng tay quay
- Chọn chuẩn gia công: chuẩn thô
4.2.3 Nguyên công 3: Tiện thô phần trục Ø31.
- Định vị: Dùng 2 mũi chống tâm để hạn chế 5 bậc tự do,mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do,.ũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do
- Kẹp chặt : Mũi chống tâm
- Chọn chuẩn gia công: chuẩn thô
- Chọn máy: máy tiện 1283-E có các thống số như nguyên công 2.
4.2.4 Nguyên công 5: Tiện ren các bề mặt trục vát mép đầu còn lại.
- Định vị: Dùng 2 mũi chống tâm để hạn chế 5 bậc tự do, mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do,mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do.
- Kẹp chặt: Mũi chống tâm.
- Chọn chuẩn gia công: chuẩn tinh.
- Chọn máy: máy tiện 1283-E có các thống số như nguyên công 2.
* Bước 1: Tiện ren đoạn trục 24
- Kích thước cần đạt được là M24x23
- Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900, vật liệu T15K6,Theo bảng 4-6 [1], ta chọn kích thước của dao như sau H= 25 ; B= 16 ; L= 140 ; n= 7 ; l= 16 ; r= 1.
* Bước 2: Tiện ren đoạn trục
- Kích thước cần đạt được là M30
- Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 900, vật liệu T15K6.Theo bảng 4-6 [1], ta chọn kích thước của dao như sau H= 25 ; B= 16 ; L= 140 ; n= 7 ; l= 16 ; r= 1.
* Bước 3: Vát mép 2x45°.
4.2.7 Nguyên công 7: Kiểm tra độ đảo.
- Định vị: Dùng 2 mũi chống tâm để hạn chế 5 bậc tự do, mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do, mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do.
- Kẹp chặt : Mũi chống tâm.
- Chọn chuẩn gia công: chuẩn tinh.
- Kiểm tra độ đảo giữa của đoạn trục.
TỔNG KẾT
Qua thời gian thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp, được sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Cơ Khí trường đại học Thủy Lợi và sự hướng dẫn động viên trực tiếp của thầy :TS………….., đến nay đồ án của em đã hoàn thành.
Thông qua việc thực hiện đồ án em đã biết tổng hợp các kiến thức đã được học trong nhà trường để giải quyết một công việc cụ thể.
Trong quãng thời gian làm đồ án này, mặc dù đã hoàn thành nhưng do thời gian, kiến thức và điều kiện còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy cho ý kiến đóng góp chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn, cung cấp thêm những kinh nghiệm cuối cùng để hỗ trợ tốt hơn cho em cùng các sinh viên khác trong công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (Trịnh Chất, Lê Uyển -Nhà xuất bản KHKT 2007).
[2]. Chi tiết máy Tập 1 và Tập 2 (Nguyễn Trọng Hiệp-Nhà xuất bản giáo dục Việt nam 2009).
[3]. Công nghệ chế tạo máy (GS.TS Trần Văn Địch- Nhà Xuất bản khoa hoạc và kỹ thuật 2012).
[4]. Sức bền vật liệu (Trường đại học Thủy Lợi 2007).
[5]. Cấu tạo và lý thuyết ô tô máy kéo (Dương Văn Đức - Nhà xuất bản Xây Dựng 2005).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"