TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN THIẾT KẾ MÁY

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐỀ TÀI:
MÁY TÁCH TRỨNG CÔNG SUẤT 3600
TRỨNG/GIỜ
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc
SVTH:


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

LỜI CẢM ƠN
Thiết kế và phát triển những hệ thống truyền động là vấn đề cốt lõi trong cơ khí.
Mặt khác, một nền công nghiệp phát triển không thể thiếu một nền cơ khí hiện đại. Vì vậy,
việc thiết kế và cải tiến những hệ thống truyền động là công việc rất quan trọng trong cơng
cuộc hiện đại hố đất nước. Hiểu biết, nắm vững và vận dụng tốt lý thuyết vào thiết kế các
hệ thống truyền động là những yêu cầu rất cần thiết đối với sinh viên, kỹ sư cơ khí.
Đồ án chun ngành kỹ thuật cơ khí giúp ta tìm hiểu và thiết kế các chi tiết cũng
như toàn bộ máy, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như
Cơ kỹ thuật, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật, Vẽ thiết kế bằng máy tính ...; và giúp sinh viên có
cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí. Thêm vào đó, trong q trình thực hiện các sinh
viên có thể bổ sung và hồn thiện kỹ năng tính tốn, vẽ Cơ khí và làm quen với các chi tiết
cơ khí như bánh răng, ổ lăn, trục, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí.
Thơng qua Đồ án chuyên ngành, sinh viên được hệ thống lại các kiến thức đã học
nhằm tính tốn thiết kế chi tiết máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết

kế kết cấu chi tiết máy, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về
dung sai lắp ghép, chế độ làm việc cũng như những hỏng hóc mắc phải khi làm việc và
nguyên nhân gây ra. Trong phạm vi đồ án, các kiến thức từ các môn cơ sở như Nguyên Lý
Máy, Cơ lý thuyết, Vẽ kỹ thuật, và đặc biệt là Đồ án Thết kế…được áp dụng giúp sinh viên
nắm một cách chi tiết hơn về một hệ thống dẫn động cơ khí nói riêng và tồn bộ máy nói
chung. Từ đây, cộng với những kiến thức chuyên ngành, chúng em sẽ tiếp cận được với
các hệ thống thực tế, có được cái nhìn tổng quan hơn để chuẩn bị cho luận văn tốt nghiệp
sắp tới.
Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc đã tận tâm hướng dẫn
em hoàn thành Đồ án chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí này. Đây là bài tập thiết kế một thiết
bị cơ khí hồn chỉnh nên sẽ khơng tránh được những thiếu sót và thiếu kinh nghiệm trong
việc tính tốn, chọn lựa các chi tiết. Chúng em kính mong được sự chỉ dẫn thêm của quý
thầy cô để chúng em được củng cố kiến thức và đúc kết thêm những kinh nghiệm quý báu
phục vụ cho công việc sau này.


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ........... 7
1.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................................. 1
1.1.1. Cơ sở lựa chọn phương án thiết kế ...................................................... 1
1.1.2. Chọn phương án tách trứng ................................................................. 1
1.1.2.1. Sử dụng cơ cấu cơ khí ...................................................................... 1
1.1.2.2. Sử dụng cơ cấu khí nén .................................................................... 2
1.2. CƠ CẤU MAN .......................................................................................... 6
1.2.1. Khái niệm............................................................................................ 6
1.2.2. Thông số hình học của cơ cấu Man ..................................................... 7

1.2.3. Tính tốn động học cơ cấu Man........................................................... 9
1.3. THIẾT KẾ CAM ..................................................................................... 13
1.3.1. Thiết kế biên dạng cam...................................................................... 13
1.3.2. Tạo rãnh dẫn trên cam ....................................................................... 14
1.3.3. Chọn vật liệu gia công cam ............................................................... 14
1.4. TÍNH TỐN THIẾT KẾ XÍCH TẢI TRỨNG ......................................... 15
1.4.1. Chọn loại xích, bước xích.................................................................. 15
1.4.2. Xác định các thơng số bộ truyền ........................................................ 15
1.4.3. Động học xích tải .............................................................................. 16
1.4.4. Lực của xích tác dụng lên trục ........................................................... 17
1.5. TÍNH TỐN CƠNG SUẤT LÀM VIỆC LỚN NHẤT ............................ 17
1.6. CƠ CẤU BÁNH RĂNG KHUYẾT ......................................................... 18
1.6.1. Thông số cơ bản ................................................................................ 18
1.6.2. Tính tốn thiết kế .............................................................................. 19
1.6.2.1. Chọn vật liệu cho bánh dẫn và bánh răng bị dẫn............................. 19
1.6.2.2. Số chu kì làm việc cơ sở: ............................................................... 19


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

1.6.2.3. Số chu kì làm việc tương đương với chế độ tải trọng và số vịng quay n
khơng đổi: ..................................................................................................... 19
1.6.2.4. Ứng suất tiếp xúc cho phép ............................................................ 20
1.6.2.5. Ứng suất uốn cho phép................................................................... 20
1.6.2.6. Chọn số răng .................................................................................. 20
1.6.2.7. Xác định lại tỷ số truyền ................................................................ 20
1.6.2.8. Hệ số dạng răng YF ........................................................................ 20
1.6.2.9. Chọn hệ số chiều rộng vành răng ................................................... 21

1.6.2.10. Xác định môđun theo độ bền uốn bằng công thức .......................... 21
1.6.2.11. Các thơng số hình học của bộ truyền bánh răng.............................. 21
1.6.2.12. Xác định giá trị các lực tác dụng lên bộ truyền (N)......................... 21
1.6.2.13. Kiểm nghiệm độ bền uốn ............................................................... 22
1.6.3. Bánh răng khuyết .............................................................................. 22
1.7. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN .......................... 23
1.7.1. Tính cơng suất cần thiết trên trục động cơ ......................................... 24
1.7.2. Xác định số vòng quay sơ bộ của động cơ ......................................... 24
1.7.3. Chọn động cơ .................................................................................... 24
1.7.4. Chọn hộp giảm tốc ............................................................................ 25
1.7.5. Phân phối tỉ số truyền ........................................................................ 26
1.8. XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT, MOMENT XOẮN VÀ SỐ VỊNG QUAY TRÊN
CÁC TRỤC ...................................................................................................... 26
1.8.1. Công suất trên các trục ...................................................................... 26
1.8.2. Số vòng quay..................................................................................... 27
1.8.3. Moment xoắn .................................................................................... 27
1.8.4. Bảng đặc tính .................................................................................... 28
1.9. TÍNH TỐN THIẾT BỘ TRUYỀN XÍCH .............................................. 28


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

1.9.1. Chọn loại xích dẫn/tải trứng và thơng số bộ truyền ............................ 29
1.9.2. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền...................................................... 30
1.9.3. Xác định thơng số đĩa xích: ............................................................... 30
1.10.

TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC........................................................... 32


1.10.1. Chọn vật liệu và đường kính sơ bộ đường kích trục ........................... 32
1.10.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực ...................... 33
1.10.3. Phân tích lực trên trục: ...................................................................... 34
1.10.4. Xác định lực tác dụng lên trục, đường kính các đoạn trục:................. 36
1.10.4.1. Trục V: .......................................................................................... 36
1.10.4.2. Trục IV: ......................................................................................... 39
1.10.4.3. Trục III: ......................................................................................... 41
1.10.4.4. Trục II:........................................................................................... 43
1.10.5. Chọn và kiểm nghiệm then ................................................................ 45
1.10.6. Tính kiểm nghiệm độ bền trục ........................................................... 45
1.10.6.1. Độ bền mỏi: ................................................................................... 45
1.10.6.2. Độ bền tĩnh: ................................................................................... 46
1.10.6.3. Bảng kết quả tính tốn: .................................................................. 47
1.11.

TÍNH CHỌN Ổ LĂN ........................................................................... 47

1.11.1. Trục V: .............................................................................................. 47
1.11.2. Trục IV: ............................................................................................. 50
1.11.3. Trục III: ............................................................................................. 52
1.11.4. Trục II: .............................................................................................. 54
CHƯƠNG 2: BỘ PHẬN CẤP, TÁCH VÀ LỌC TRỨNG ................................ 57
2.1. CHỌN VẬT LIỆU ................................................................................... 57
2.2. THỐNG SỐ KỸ THUẬT VÀ KHẢ NĂNG GIA CÔNG......................... 57
2.2.1. Gấp chấn trong thiết kế kim loại tấm ................................................. 57


Đồ án chun ngành


GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

2.2.2. Tính tốn về uốn trong kim loại tấm ..................................................... 58
2.2.3. Các sai hỏng thường gặp....................................................................... 60
2.3. BỘ PHẬN CẤP TRỨNG......................................................................... 62
2.4. BỘ PHẬN TÁCH TRỨNG...................................................................... 62
2.4.1. Khay đỡ trứng ................................................................................... 62
2.4.2. Dao tách trứng ................................................................................... 63
2.5. BỘ PHẬN LỌC TRỨNG ........................................................................ 64
CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ, GIA CƠNG CHI TIẾT ............... 65
3.1. Lập quy trình cơng nghệ gia cơng trục xích tải ......................................... 65
3.1.1. Chuẩn bị trước khi gia công .............................................................. 65
3.1.2. Thứ tự các nguyên công .................................................................... 65
3.2. Thiết kế các nguyên công......................................................................... 65
3.3. Thiết kế đồ gá .......................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................78


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cơ cấu cơ khí ................................................................................................... 1
Hình 1.2: Cơ cấu khí nén ................................................................................................. 2
Hình 1.3: Sơ đồ động ....................................................................................................... 3
Hình 1.4: Hình chiếu đứng mặt trước của máy ................................................................. 5
Hình 1.5: Hình chiếu đứng mặt sau của máy .................................................................... 5
Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của cơ cấu mante............................................................. 6
Hình 1.7: Biên dạng cam................................................................................................ 13

Hình 1.8: Đồ thị (chuyển vị, vận tốc, gia tốc, góc áp lực ................................................ 13
Hình 1.8: Xích tải trứng ................................................................................................. 15
Hình 1.9: Bộ truyền bánh răng khuyết ............................................................................ 22
Hình 1.10: Thơng số động cơ ......................................................................................... 25
Hình 1.11: Bảng chọn tỷ số truyền hộp giảm tốc ............................................................ 26
Hình 1.12: Trục xích tải ................................................................................................. 33
Hình 1.13: Biểu đồ momen trục V ................................................................................. 38
Hình 1.14: Biểu đồ momen trục VI ................................................................................ 40
Hình 1.15: Biểu đồ momen trục III ................................................................................ 42
Hình 1.16: Biểu đồ momen trục II .................................................................................. 44
Hình 1.17: Sơ đồ lực tác dụng trục V ............................................................................. 48
Hình 1.18: Sơ đồ lực tác dụng trục IV ............................................................................ 50
Hình 1.19: Sơ đồ lực tác dụng trục III ............................................................................ 53
Hình 1.20: Sơ đồ lực tác dụng trục II ............................................................................. 55
Hình 2.1: Bán kính gấp tối thiểu..................................................................................... 58
Hình 2.2: Chiều dài cạnh gấp tối thiểu ........................................................................... 58


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Hình 2.3: Bộ phận cấp trứng .......................................................................................... 62
Hình 2.4: Bộ phận tách trứng ......................................................................................... 63
Hình 2.5: Dao tách trứng ................................................................................................ 64
Hình 2.6: Bộ phận lọc trứng ........................................................................................... 64
Hình 3.1: Sơ đồ các lực tác dụng khi phay rãnh then ...................................................... 78
Hình 3.3: Then dẫn hướng đồ gá .................................................................................... 81



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
1.1.

CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1.1. Cơ sở lựa chọn phương án thiết kế
Trứng là loại thức ăn có giá trị dinh dưỡng đặc biệt cao trong trứng có cả chất đạm,
chất béo, vitamin, chất khoáng, các en và hoocmon.
Tỉ lệ các chất dinh dưỡng trong trứng tương quan với nhau rất thích hợp, cân đối.
Thành phần của trứng có lịng đỏ và lịng trắng
Máy được thiết kế ra khi làm việc phải có độ tin cậy cao, năng suất cao, hiệu suất
làm việc lớn, tuổi thọ cao, chi phí chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và thay thế thấp nhất. Ngồi
ra cịn phải chú ý đến yêu cầu về đặc điểm nơi máy phục vụ, kết cấu máy không quá phức
tạp, dễ sử dụng, tiếng ồn nhỏ và hình dáng của máy có tính thẩm mỹ.
1.1.2. Chọn phương án tách trứng
1.1.2.1.

Sử dụng cơ cấu cơ khí

Hình 1.1: Cơ cấu cơ khí
Cơ cấu này hoạt động dựa trên truyền động quay từ trục và lực tác dụng khi cam quay và
lực kéo từ lò xo. Một bộ phận cơ khí sẽ đè để giữ quả trứng trên khay. Dao tách trứng vừa
cắt vào vỏ trứng vừa tách vỏ tạo khoảng trống ở giữa để thu được lòng đỏ và lòng trắng
trứng một cách nguyên vẹn.
Ưu điểm:
Trang 1



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

+ Đơn giản, dễ chế tạo và thay thế các bộ phận.
+ Năng suất cao
+ Tác dụng lực một cách vừa phải, tránh làm vỡ lòng đỏ trứng.
+ Dễ dàng vệ sinh, đảm bảo an tồn thực phẩm.
+ Hoạt động tốt khi có chênh lệch về kích thước và hình dạng quả trứng
Nhược điểm:
+ Do ma sát với cam nên khả năng bị mài mòn cao.
+ Tiếng ồn lớn do hai thanh trượt tác động vào cam để tạo lực tách trứng.
+ Cần bôi trơn các rãnh để cơ cấu hoạt động tốt
1.1.2.2.

Sử dụng cơ cấu khí nén

Hình 1.2: Cơ cấu khí nén
Cơ cấu hoạt động dựa trên khí nén để tách vỏ và cơ cấu cơ khí làm dao cắt. Cơ cấu khí nén
sẽ giữ hai đầu của quả trứng, tiếp theo dao cắt cắt mạnh vào vỏ quả trứng. Sau đó vỏ quả
trứng được tách rời về hai phía.
Ưu điểm:
+ Gây ít tiếng ồn khi hoạt động.
+ Vỏ được tách ra hồn tồn nên phần lịng trứng được lấy hết.
Nhược điểm:
Trang 2



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

+ Vết cắt sâu để tách hoàn toàn 2 phần của vỏ trứng có khả năng làm vỡ lịng đỏ trứng
và tạo các vụn của vỏ.
+ Địi hỏi đường dẫn trứng phải chính xác để trứng vào đúng vị trí khi tách.
+ Năng suất thấp.
+ Kích thước trứng phải chuẩn.
Qua q trình tìm hiểu và cân nhất, nhóm thống nhất chọn phương án sử dụng cơ cấu cơ
khí.
Mục tiêu thiết kế:
+ Năng xuất 3600 trứng/h
+ Số vịng quay ở trục ra đĩa xích lớn: n = 60 vòng/ phút
Kết quả sản phẩm:
Lòng đỏ trứng được tách hồn tồn với lịng trắng

Hình 1.3: Sơ đồ động
Động cơ (1), truyền cơng suất và số vịng quay đến hộp giảm tốc (2), đĩa xích được gắn
trực tiếp lên trục đầu ra của hộp giảm tốc quay ngược chiều kim đồng hồ, truyền công
suất đến bánh dẫn (5) của cơ cấu Man, biến chuyển động quay liên tục thành chuyển
động quay gián đoạn, kéo theo đĩa xích (6) được nối với khay đỡ trứng (10). Đĩa xích (3)
Trang 3


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

nhận chuyển động từ bồ truyền xích truyền sang cặp bánh răng khuyết (4), làm cam (12)

quay cùng ngược chiều kim đồng hồ, kết hợp với dao tách trứng (11) giúp đập và tách
trứng. Trứng đã được tách sẽ rơi xuống khay dẫn (9), nếu trứng hỏng sẽ được loại bỏ ở
cửa (7), trứng nguyên sẽ tiếp tục đi đến kênh lọc tách lòng đỏ/ lòng trắng (8).

Trang 4


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Hình 1.4: Hình chiếu đứng mặt trước của máy

Hình 1.5: Hình chiếu đứng mặt sau của máy

Trang 5


Đồ án chuyên ngành
1.2.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

CƠ CẤU MAN

1.2.1. Khái niệm
Cơ cấu man hay mante, geneva là cơ cấu biến chuyển động quay liên tục thành
chuyển động quay gián đoạn nhờ trên khâu dẫn có chốt và trên khâu bị dẫn có những rãnh
tiếp xúc khơng liên tục với nhau.


Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của cơ cấu mante
Khâu dẫn 1 mang chốt 2 quay quanh tâm O1; khâu bị dẫn 4 là một đĩa gồm 6 rãnh
có thể quay quanh tâm O2. Khi khâu 1 quay liên tục, sẽ có lúc chốt trục 2 lọt vào rãnh 3
của đĩa 4 ở vị trí A và gạt đĩa này quay quanh O2 một góc đến khi chốt ra khỏi rãnh ở vị trí
B thì đĩa 4 sẽ ngừng quay nhờ cung tròn CDE trên đĩa 1 tiếp xúc với cung tròn FGH trên
đĩa 4. Lúc này rãnh kế tiếp trên đĩa 4 ở vị trí chờ chốt 2 trên đĩa 1 vào để truyền động xảy
ra liên tục. Nhờ sự ăn khớp ngắt quãng, nên cơ cấu mante có chức năng biến chuyển động
quay liên tục thành chuyển động quay gián đoạn.
Trong quá trình chốt ở trong rãnh và truyền chuyển động cho nhau, quan hệ động
học trong cơ cấu man hoàn toàn giống như quan hệ động học trong cơ cấu cu-lít (coulis).
Cơ cấu Mante là cơ cấu dùng để biến chuyển động quay liên tục của đĩa O1 thành
chuyển động quay gián đoạn của đĩa O2. Thường số rãnh trên đĩa Man là Z =
4,6,8,...,16,18,10…
Có thể tăng số chốt trên đĩa 1 để tăng số chuyển động của đĩa 4.
Gọi:
t1 là thời gian quay 1 vòng của chốt 1
t2 thời gian mỗi lần chuyển động của đĩa 4
Trang 6


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Z – số rãnh trên đĩa 4
Hệ số chuyển động:
Hệ số chuyển động không thể âm k > 0 nên Z ≥ 3.
Vậy số rãnh trên đĩa 4 phải lớn hơn hoặc bằng 3.
Với mong muốn xích tải trứng chuyển động êm, tránh hiện tượng gấp khúc cục bộ
giữa khay đỡ trứng và đĩa xích, nên chúng ta sẽ lựa chọn cơ cấu man với 6 rãnh và 1 chốt.

1.2.2. Thơng số hình học của cơ cấu Man
Điều kiện bắt buộc để chống va đập là:
 +  = 90
Trong đó góc  được xác định theo số rãnh
của đĩa Man là Z = 6 rãnh:

=


Z

=

1800
= 300
6

Do đó:
=


2

−


Z

=


1800
− 300 = 600
2

Khi cần Man quay với tốc độ đều  = const
thì thời gian quay đúng một vịng là:
T=

60 giây
n

Trong đó n : số vịng quay của đĩa dẫn (vịng/phút).
T: là thời gian hồn thành một vòng quay (s)
Thời điểm bắt đầu và kết thúc ăn khớp giữa đĩa dẫn và đĩa man.
Trị số ăn khớp:
=

tm  Z − 2 1
= =

T 
2Z
2

Trong đó:
+ tm: thời gian ăn khớp (thời gian đĩa man quay) (s)
Trang 7


Đồ án chuyên ngành


GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

n=

tm =

Z −2
Z − 2 60
.T =
.
2Z
2Z n

Z − 2 30 (vòng/phút)
.
Z tm

tr Z + 2
=
T
2Z
Với: tr: thời gian nghỉ (thời gian đĩa man đứng n) (s)
Bảng: Kích thước gia cơng bình thường của cơ cấu Geneva ăn khớp ngồi

Lưu ý: vị trí 0, 0 đã được thay đổi vị trí để phù hợp với phạm vi bài báo cáo này

Trang 8



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Các thông số hình học của cơ cấu Man được xác định:

Khoảng cách giữa trục cần và trục đĩa Man C:
Lấy C = 70 (mm)
Chiều dài của rãnh đĩa Man:
h = Rgw − Smin = 70.(0,8660 − 0,5000) = 25,62 (mm)

Lấy h = 26 (mm)
Bán kính quỹ đạo cần:

Rdrv
= 0,5 = Rdrv = 0,5.70 = 35 (mm)
C
Bán kính quỹ đạo bánh Man:

Rgw
C

= 0,8660 = Rdrv = 0,8660.70 = 60,62 (mm)

1.2.3. Tính tốn động học cơ cấu Man
Xác định góc  của đĩa Man khi cần quay được một góc :
tg =

.sin 
1 −  cos


Trong đó :  = Rdrv = C.sin  = sin 
C

C

Vậy tốc độ góc của đĩa Man có thể viết:
d =

d d 
 sin  
 (cos  −  )
=  arctg
=
.c

dt dt 
1 −  cos   1 − 2 cos  +  2

Trang 9


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc
=> d =

sin  (cos − sin  )
.c
1 − 2sin  cos  + sin 2 


Với  = 30o thì:
d =

0,5.(cos  − 0,5)
.c
1 − 1.cos  + 0, 25

Gia tốc của đĩa Man:
d =

d 2
 (1 −  2 )sin 
=
.c 2
dt 2 (1 − 2 cos  +  2 )2

 sin  .cos 2  .sin 
d =
.c 2
2
2
(1 − 2sin  cos  + sin  )

Khi bắt đầu và kết thúc thì  = /2 - :
 đ = 0
 sin  .cos3 
d =
.c 2 = c 2 .tg
2

2
(1 − 2sin  sin  + sin  )

Gia tốc lớn nhất của đĩa Man xảy ra khi
2

 2 +1
2 +1
cos  = 
+
2
−
= 0,9212

4
 4 

→  = 22,9o
Vận tốc góc lớn nhất khi  = 0o

d =

sin  .c
(rad/s)
1 − sin 

Vậy khi cần Man quay đều với vận tốc góc  thì đĩa Man sẽ quay khơng đều với vận
tốc góc đ và có gia tốc là đ, và có vận tốc lớn nhất khi  = 0o và gia tốc lớn nhất khi  =
22,9o khi đó  = 19,83o.


Trang 10


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Với thông số đầu vào theo năng suất mong muốn đạt được là 1 (s) 1 trứng, tức là thời
gian cấp trứng và tách trứng nhỏ hơn T= 1s.
Ta đi tính gia tốc góc và vận tốc góc cho đĩa Man.
tm Z − 2 6 − 2 4 1
=
=
= =
tr Z + 2 6 + 2 8 2

 tr + tm = 3s
 tr =

2
1
s; tm = s
3
3

Số vòng/phút của cần được xác định :
Z −2
Z − 2 60
.T =
.

2Z
2Z n
( Z − 2).60.tm (6 − 2).60
= n =
=
= 60(vg / ph)
1
2Z
2.6.
3

tm =

Vận tốc góc của cần c :

c =

 .n
30

=

 .60
30

= 2 (rad / s)

Vận tốc và gia tốc góc ở vị trí bắt đầu và kết thúc của đĩa Man : đ= 0

 d =  2 .tg = 2 2 .tg



= 11,396 (rad/s2)
6

Gia tốc lớn nhất của đĩa Man xảy ra khi
2

 2 +1
2 +1
cos  = 
+
2
−
= 0,9212

4
 4 

→  = 22,9o

 sin30o.cos 2 30o.sin 22,9o
d =
.2 2 = 53,23 (rad/s2)
o
o
2
o 2
(1 − 2sin30 cos 22,9 + sin 30 )
Vận tốc góc lớn nhất khi  = 0o


Trang 11


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

sin 30o.2
d =
= 2 (rad/s)
1 − sin 30o
• Khối lượng của cụm Man G= 2,2 (kg)
• Khối lượng của các chi tíêt phụ lấy = 1 (kg)
GM= 2,2 + 1 = 3,2 (kg)
• Trọng lượng của cụm man là :
PM = G.g = 3,2.9,81 = 31,392(N)
Bảng: Đặc điểm động học chuẩn hóa của các cơ cấu Geneva ăn khớp ngồi

Lưu ý: vị trí 0, 0 đã được thay đổi vị trí để phù hợp với phạm vi bài báo cáo này
Trong đó:

2 = c

3 = d
F23: Lực tác dụng của chốt trên đĩa dẫn lên rãnh trên đĩa man (lb)
Trang 12


Đồ án chuyên ngành


GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

F23’: Lực tiếp tuyến (lb)
1.3.

THIẾT KẾ CAM

1.3.1. Thiết kế biên dạng cam
Loại:
+ Cam phẳng kết hợp rãnh dẫn hướng
+ Cam quay, cần lắc
Thông số:
+ Tốc độ: 60rpm, quay ngược chiều kim
đồng hồ
+ Bán kính nhỏ nhất: r = 20mm
+ Đường kính trục cam: 15mm
+ Bề rộng: 90mm
Biên dạng cam
Hình 1.7: Biên dạng cam
Double_Harmonic_Rise: (gấp đơi_giao động điều hịa_nâng lên)
Tăng giá trị lên 75mm trong quá trình quay 2000
Dwell: (duy trì ổn định) 150
Cycloidal: 650
Dwell: 800

Hình 1.8: Đồ thị (chuyển vị, vận tốc, gia tốc, góc áp lực

Trang 13



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Đối với cam cần lắc: góc áp lực nằm từ 400 - 450
=> Góc áp lực của cam nằm trong vùng cho phép
1.3.2. Tạo rãnh dẫn trên cam
Đường dẫn trên cam được thiết kế nhằm tạo chuyển động mở ra của dao, nhằm
tách vỏ trứng làm đơi.
+ khoảng cách xa nhất tính từ tâm giữa hai rãnh: 65,75 mm
+ khoảnh cách gần nhất tính từ tâm giữa hai rãnh: 42 mm
1.3.3. Chọn vật liệu gia công cam
Monomer C6H11NO (MC) Nhựa MC là một dạng MC đúc, dưới áp suất bình
thường, các nguyên liệu thơ Lactam Monomer C6H11NO nóng chảy, dùng hợp chất kiềm
làm chất xúc tác, các chất kích hoạt và các chất phụ gia khác hỗ trợ để tạo thành hỗn hợp
Comonomer, sau đó rót vào khn đã đạt được nhiệt độ nhất định, hỗn hợp ngun liệu
trong khn mau chóng tiến hành các phản ứng kết hợp, tạo thành phôi thể rắn, và sau đó
thơng qua q trình có liên quan để có được sản phẩm mong muốn.
Đặc tính:
+ Độ bền và độ cứng cao, độ bền va đập khá tốt, nhiệt độ biến dạng nhiệt cao, chịu
ẩm tốt.
Trang 14


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

+ Chống mài mịn tốt, hệ số ma sát thấp, độ bền hóa học chống dung môi cơ học và

nhiên liệu hữu cơ tốt.
+ Tính chất điện tốt, an tồn với thực phẩm, chịu được sự bào mòn của các chất hữu
cơ hòa tan và rị rỉ nước.
+ Có tính cách điện và tính kinh tế cao, dễ dàng gia cơng, chống va chạm và tiếng
ồn.
Với những đặc tính trên nhựa MC vơ cùng phù hợp trong việc chế tạo cam rãnh dẫn vì có
hệ số ma sát thấp, nên hạn chế được sự mài mịn trong thời gian sử dụng, đồng thời
khơng gây ồn trong q trình hoạt động.
1.4.

TÍNH TỐN THIẾT KẾ XÍCH TẢI TRỨNG

Hình 1.8: Xích tải trứng
Xích tải trứng được liên kết với các khay trứng, thông qua các chốt nối liền với xích, tạo
thành một cụm tương tự băng chuyền.
1.4.1. Chọn loại xích, bước xích
• Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp ta dùng xích con lăn
• Ta thấy tổng khối lượng khay tải trứng và trứng trên hệ thống là không lớn ( =
3014,155g ~ 3kg < 10kg). Vì vậy ta có thể ước lượng và chọn xích tải cơng nghiệp
có bước nhỏ: p = 12,7mm
1.4.2. Xác định các thơng số bộ truyền
• Gọi S là khoảng cách ngắn nhất đo giữa tâm của hai khay trứng kề nhau
Trang 15


Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Ta có:


85
.2 + 5,26 = 90.26 (mm)
2

S=

• Góc quay đĩa xích α = 600 (Cơ cấu man 6 rãnh)
• Chu vi vịng chia đĩa xích:

3600.S 3600.90, 26
=
= 541.56 (mm)

600

C=

• Đường kính vịng chia đĩa xích :

d=

C 541,56
=
= 172, 47 (mm)

3,14

• Số răng đĩa xích


d . 172,47.
=
= 42,55
pc
12,7

z=

=> Chọn z = 42 (răng) vì điều kiện làm việc tải nhẹ, số vòng quay chậm (10vg/ph),
nên việc mịn đều có thể cân nhắc bỏ qua.
• Khoảng cách trục a = 36. pc = 36.12,7 = 457,2 ( mm)
• Số mắt xích
X =
=

L

=

2a

pc

pc

2.457, 2

+

+


z1 + z 2
2

42 + 42

12, 7

z −z  p
+ 2 1  . c
 2  a
2

+ 0 = 114

2

=> Chọn số mắt xích: X = 114
• Chiều dài xích

L = pc . X = 12,7.114 = 1447,8 mm
L + 85.2 = 1617,8( mm)
Để băng tải trứng di chuyển êm tránh gấp khúc cục bộ, ta tăng mỗi bên một lượng
lớn hơn chiều dài một khay trứng (>85 mm)
• Đường kính vịng đỉnh đĩa xích

d a = d + 0,7 pc = 172 + 0,7.12,7 = 180,89 ( mm)
1.4.3. Động học xích tải
• Vận tốc lớn nhất:
Trang 16



Đồ án chuyên ngành

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

Ta có: vận tốc đĩa xích lớn:

vx max = 3 .

D
172
= 2 .
= 540,35 (mm / s) 0,54 (m / s)
2
2

+Gia tốc lớn nhất

ax max =

vmax − v0 0,54 − 0
=
= 3,24 (m / s 2 )
t
1/ 6

1.4.4. Lực của xích tác dụng lên trục
• Theo cơng thức (5.20) (*) trang 88
6.107.k x .P 6.107.1,15.27,8

Fx = Fr = k x .Ft =
=
= 351, 25 N
zpn
43.12,7.10

1.5.

TÍNH TỐN CƠNG SUẤT LÀM VIỆC LỚN NHẤT

• Lực kéo xích
Vì chuyển động của xích tải bao gồm nhanh, chậm dần đều và gián đoạn trong một
khoảng thời gian ngắn nên gia tốc khác khơng. Do đó, lực kéo xích là tổng của lực
ma sát và lực kéo xích chuyển động với gia tốc a.

F = m. ( a + .g )
Trong đó:
+ m: là khối lượng tổng của xích và tải (trứng)
m = ( Wc .L + Wg + W )

Wc – khối lượng 1 mét xích, Wc = 0,3 (kg) - tra bảng 5.2 [1] trang 78
L – chiều dài xích, L = 1653,2 (mm)
Wg – khối lượng của 18 khay trứng
Wg = 0,167.18 = 3,006 (kg)
W – khối lượng của tổng số trứng trên khay đỡ
W = 6.0,06 = 0,36 (kg)

→ m = ( 0,3.1,6532 + 3,006 + 0,36 ) = 3,862 ( kg )
+ a: là gia tốc lớn nhất của xích tải, a = 3,24 (m/s2) [xem phần tính tốn động học
xích tải trứng]

Trang 17