Máy bắn banh tennis Bộ Môn CSTKM Khoa: Cơ Khí oOo GVHD: Huỳnh Công Lớn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM oOo BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TÊN ĐỀ TÀI: MÁY BẮN BANH TENNIS NHÓM : Sinh viên thực 1: Nguyễn Thanh Phát MSSV: 20502023 Sinh viên thực hiên 2: Đặng Thành Trung MSSV: 20503170 Sinh viên thực hiên 3: Phạm Văn Hồng Phúc MSSV: 20502117 Sinh viên thực 4: Doãn Thành Công MSSV: 20500313 Sinh viên thực hiên 5: Đặng Vũ Hoàng MSSV: 20500964 Ngày nộp: NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN: Thiết kế sản phẩm khí thực chức cụ thể bao gồm nội dung lòch trình sau: TUẦN THỨ 3,4 7,8 9,10 11,12 Nhóm NỘI DUNG Phân tích nhiệm vụ thiết kế: - Mô tả nhóm thiết kế - Phát biểu toán thiết kế Lập kế hoạch thực hiện: - Các bước tiến hành thiết kế - Sử dụng biểu đồ lập lòch trình thiết kế Xác đònh yêu cầu kỹ thuật toán thiết kế: - Xác đònh yêu cầu khách hàng - Sử dụng ‘ngôi nhà chất lượng’ (phương pháp QFD) xác đònh yêu cầu kỹ thuật sản phẫm Đưa ý tưởng cho toán thiết kế: - Tham khảo thiết kế liên quan - Đưa phương án thiết kế Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế: - Đưa ma trận đònh (đánh giá) - Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế Tính toán thiết kế sản phẩm: - Tính toán thiết kế chi tiết phận - Thiết kế hình dáng kết cấu chi tiết - Bản vẽ chung - Bản vẽ lắp, kê chi tiết - Bản vẽ chi tiết Máy bắn banh tennis 13 GVHD: Huỳnh Công Lớn Đánh giá sản phẩm (theo tiêu sau) - Khả làm việc - Giá thành sản phẩm - Khả chế tạo - Khả lắp ráp - Độ tin cậy - Khả thử nghiệm bảo trì - Khả bảo vệ môi trường Viết thuyết minh báo cáo - Thuyết minh có tờ nhiệm vụ, trình bày báo cáo kỹ thuật - Báo cáo tóm tắt dạng Powerpoint Nộp 14 15 Giáo viên hướng dẫn: HUỲNH CÔNG LỚN Chữ ký Bảng kiểm tra tiến độ thực hiện: Tên Phát Công Phúc Hoàng Trung T3 Nhóm T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn MỤC LỤC 1.Phân tích nhiệm vụ thiết kế 1.1 Mô tả nhóm thiết kế 1.2 Phát biểu toán thiết kế Lập kế hoạch thực .6 2.1 Các bước tiến hành thiết kế 2.2 Sử dụng biểu đồ lập lòch trình thiết kế Xác đònh yêu cầu kỹ thuật cùa toán thiết kế 10 3.1 Xác đònh yêu cầu khách hàng 10 3.2 Sử dụng ‘ngôi nhà chất lượng’( phương pháp QFD) xác đònh yêu cầu kỹ thuật sản phẩm 11 Đưa ý tưởng cho toán thiết kế 14 4.1 Tham khảo thiết kế liên quan 14 4.2 Đưa phương án thiết kế 16 Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế 19 5.1 Đưa ma trận đònh( đánh giá) 19 5.2 Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế 22 Tính toán thiết kế sàn phầm 22 6.1 Tính toán động học 22 6.2 Lựa chọn thông số ban đầu .23 6.3 Tính toán trục ngang 23 6.4 Tính toán trục đứng 28 Các vẽ 32 7.1 Bản vẽ nguyên lý .32 7.2 Bản vẽ lắp ráp 32 7.3 Bản vẽ tổng thể 32 7.4 Mô hình 3D 32 Đánh giá sản phấm theo tiêu .32 8.1 Khả làm việc 32 8.2 Khả chế tạo lắp ráp 32 8.4 Độ tin cậy 33 8.5 Khả bảo vệ môi trường 33 8.6 Giá thành sản phẩm 33 Kết luận tài liệu tham khảo .33 9.1 Kết luận 33 9.2 Tài liệu tham khảo 33 Nhóm Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn LỜI MỞ ĐẦU Trong sống nay, luyện tập thể dục thể thao cần thiết thiếu tất người Mỗi người phù hợp hay thích môn thể thao Trong môn tennis mà nhiều người thích Bên cạnh đó, giới môn tennis phát triển có nhiều giải đấu lớn cho vận động viên Cho nên việc chơi tennis luyện tập tennis phổ biến Trong tập luyện đánh tennis ta thấy thường có người đứng bên sân ném qua cho người tập đánh Như tập phải tốn công người tốn thời gian cho người người tập Tại không chế tạo máy bắn banh tennis cho người tập đánh? Máy bắn banh tennis chưa dùng phổ biến sân tennis Với máy bắn banh tennis đặt sẵn sân, người tập tập lúc mà không cần người theo phục giúp nước giới người chơi tennis nhiều, nhu cầu luyện tập vận động viên chuyên nghiệp cao Còn việc nam nhu cầu lớn có thành phố lớn Tuy nhiên việc chế tạo sử dụng thành công cần phải hiểu biết nhiều Khảo sát vận động viên, người tập sân tennis nhiều lứa tuổi khác nhau, ngưòi quan lý sân tennis Việt Nam thấy nhu cầu khách hàng máy bắn banh tennis có thề liệt kê sau : gọn nhẹ, dễ sử dụng, hao điện chạy, dễ di chuyển, thẩm mỹ có thễ dùng cho nhiều người tập khác Đề tài thiết kế “ Máy bắn banh tennis” nhóm thực áp dụng bước trình thiết kế công cụ trình bày môn học Phương pháp thiết kế kỹ thuật để đưa thiết kế có chất lượng cho Máy bắn banh tennis Xin chân cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Huỳnh Công Lớn, thầy Trần Thiên Phúc giúp đỡ chúng em hoàn thành tập lớn Nhóm Nhóm Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Phân tích nhiệm vụ thiết kế: 1.1 Mô tả nhóm thiết kế : - Sinh viên thực 1: Nguyễn Thanh Phát + Sở thích: thể thao, âm nhạc, đọc sách, truy cập net, thích đánh cờ tướng, thích nghiên cứu diện thoại di động máy tính xách tay + Tính cách: chững chạc, chắn tự tin, biết lắng nghe tiếp nhận hay - Sinh viên thực 2: Đặng Thành Trung + Sở thích: âm nhạc, đọc báo, nghe đài, xem tivi, truy cập net, thích tìm hiểu khoa học, thích đánh cờ + Tính cách: sống nội tâm, dè dặt khó đònh, thường làm việc có kế hoạch, thường lo lắng tiến độ công việc - Sinh viên thực 3: Phạm Văn Hồng Phúc + Sở thích:bóng đá, truy cập net, nghe nhac, đọc báo + Tính cách:biết lắng nghe, suy nghó phát biểu, có tính khách quan đònh - Sinh viên thực 4: Doãn Thành Công + Sở thích: nghe nhạc, đọc báo, truy cập net, nói chuyện khoa học & công nghệ + Tính cách: tự tin, giàu ý tưởng, động, thẳng thắng - Sinh viên thực 5: Đặng Vũ Hoàng + Sở thích: nghe đài, xem tin tức, xem chương trinh khoa học + Tính cách: đáng tin cậy, có khả làm rõ mục tiêu, có kỹ luật hiệu Vai trò thành viên: - Phát: Điều phối, khám phá - Công: Phát kiến, đánh giá - Hoàng: Khám phá,người làm việc - Phúc: Khám phá, kết thúc công việc - Trung: Lập kế hoạch , người làm việc Nhóm 5 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 1.2 Phát biểu toán thiết kế: Trong sống nay, luyện tập thể dục thể thao cần thiết thiếu tất người Mỗi người phù hợp hay thích môn thể thao Trong môn tennis mà nhiều người thích Bên cạnh đó, giới môn tennis phát triển có nhiều giải đấu lớn cho vận động viên Cho nên việc chơi tennis luyện tập tennis phổ biến Trong tập luyện đánh tennis ta thấy thường có người đứng bên sân ném qua cho người tập đánh Như tập phải tốn công người tốn thời gian cho người người tập Tại không chế tạo máy bắn banh tennis cho người tập đánh? Máy bắn banh tennis chưa dùng phổ biến sân tennis Với máy bắn banh tennis đặt sẵn sân, người tập tập lúc mà không cần người theo phục giúp nước giới người chơi tennis nhiều, nhu cầu luyện tập vận động viên chuyên nghiệp cao Còn việc nam nhu cầu lớn có thành phố lớn Tuy nhiên việc chế tạo sử dụng thành công cần phải hiểu biết nhiều Khảo sát vận động viên, người tập sân tennis nhiều lứa tuổi khác nhau, ngưòi quan lý sân tennis Việt Nam thấy nhu cầu khách hàng máy bắn banh tennis có thề liệt kê sau : gọn nhẹ, dễ sử dụng, hao điện chạy, dễ di chuyển, thẩm mỹ có thễ dùng cho nhiều người tập khác Lập kế hoạch thực hiện: 2.1 Các bước tiến hành thiết kế: + Thời gian thực tập lớn kéo dài 13 tuần, nhóm gồm người thực đề tài Chia thành nhóm lớn thực mảng công việc khác có thống với Cụ thể sau: Nhóm 1: Doãn Thành Công Phạm Văn Hồng Phúc & Đặng Vũ Hoàng Nhóm : Nguyễn Thanh Phát, Nhóm Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Đặng Thành Trung, + Các nhiệm vụ phải thực hiện: - Nhiệm vụ 1: Xác đònh nhu cầu khách hàng + Công việc:tới sân tennis thành phố, gặp gỡ người tập + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 2: lập kế hoạch + Công việc: xác đònh công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa lòch trình thiết kế + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 3: Phân tích nhiệm vụ thiết kế + Công việc: Phân tích nhu cầu khách hàng thu nhập thành yêu cầu rõ ràng, cụ thể cô đọng, sẵn sàng biên dòch sang thông số kỹ thuật đo lường + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 4: Xác đònh yêu cầu kỹ thuật + Công việc: Sử dụng phương pháp QFD nàh chất lượng để xác đònh yêu cầu kỹ thuật từ yêu cầu khach hàng, khả cạnh tranh + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 5: Đưa ý tưởng thiết kế + Công việc: Phân tích chức thành phần thành chức con, cốt lõi; tham khảo thiết kế liên quan; đưa ý tưởng cho chức vàtổng hợp thành chức chung cho sản phẩm + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 6: Đánh giá ý tưởng chọn phương án thiết kế Nhóm Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn + Công việc: Sử dụng ma trận đònh để lựa chọn ý tưởng thiết kế + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 7: Tính toán thiết kế sản phẩm + Công việc: Tính toán chi tiết phận, thiết kế hình dáng cấu chi tiết, xây dựng vẽ + Nhân lực: Nhóm2: Thực tính toán lý thuyết thông số chủ yếu máy; lập chương trình tính toán máy tính để thực tính toán tổng quát cho công thức.Nhóm 1: Mô mô hình điều kiện làm việc với lý thuyết cho công thức tính + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 8: Đánh giá sản phẩm + Công việc: Đánh giá khả làm việc, khả chế tạo sản phẩm thông qua mô hinh hệ thống phận; đánh giá tiêu khác + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần - Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh báo cáo + Công việc: Viết thuyết minh báo cáo kỹ thuật, thực báo cáo thuyết trình cho đề tài + Nhân lực: nhóm + Thời gian: tuần Nhóm Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 2.2 Sử dụng biểu đồ lập lòch trình thiết kế : Bảng tóm tắt kế hoạch thực Nhóm ST T 10 11 12 4 10 11 12 13 14 15 Tìm tài liệu thiết kế máy Khảo sát thực tế Xác đònh yêu cầu kỹ thuật Đưa ý tưởng Xác đònh thông số kỹ thuật Tính toán đưa công thức Xây dựng mô hình thiết bò Phân tích yêu cầu tính toán Thiết lập công thức Tính toán so sánh LT với MH Thiết lập qui trình tính toán Thực qui trình tính toán Nhóm2 ST T Phân tích yêu cầu mô SP Tìm hiểu Inventor - CAD 3D Vẽ chi tiết Lắp ráp chi tiết Mô hoạt động cũa máy Đánh giá ưu nhược điểm Hoàn thành báo cáo Nhóm 5 10 11 12 13 14 15 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Xác đònh yêu cầu kỹ thuật cùa toán thiết kế: 3.1 Xác đònh yêu cầu khách hàng MỖI LẦN TẬP TENNIS BẠN CHƠI TRONG BAO LÂU? A Giờ B 1.5 Giờ C Giờ D Đáp án khác 2.BẠN THƯỜNG ĐÁNH TENNIS VỚI BAO NHIÊU NGƯỜI? A người B người C người D nhiều người BẠN MUỐN TẬP BANH VỚI TỐC ĐỘ BANH NHƯ THẾ NÀO? A Nhanh B Chậm C Vừa phải BẠN THƯỜNG TẬP ĐÁNH BANH VỚI BAO NHIÊU QUẢ TRONG PHÚT A 3-6 B.6-8 C 8-10 D 10-15 BẠN MUỐN KÍCH THƯỚC MÁY TẬP NHƯ THẾ NÀO A To B Vừa phải C Nhỏ BẠN MUỐN VỊ TRÍ BẮN BĨNG TRONG TENNIS TRONG SÂN NHƯ THẾ NÀO? A Một vị trí sân B Khắp mặt sân C Đáp án khác BẠN MUỐN MÁYHOẬT ĐỘNG LIÊN TỤC TRONG THỜI GIAN BAO LÂU A 5-7 B 8-10 C 10-12 D Đáp án khác BẠN Đà TỪNG TẬP VỚI BANH TENNIS NÀO CHƯA? A Đã B Thường xun C Chưa BẠN MUỐN MÁY TẬP SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU NHƯ THẾ NÀO A Dùng bình acquy Nhóm B.Có ổ cắm điện 10 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn - Bốn ý tưởng có hai nguyên lí hoạt động hoàn toàn khác nhau.Đều gắn với motor vận hành đơn giản dễ sử dụng Phương án 1: Máy hoạt động theo nguyên lí bánh masat +Ưu điểm : - Dễ chế tạo - Dễ điều chỉnh tốc độ động - Khơng gây rung,dao động - Tạo độ xốy cho banh + Khuyết điểm : - Dể gây mòn,hỏng banh - Khó khăn việc truyền dẫn banh vào xác vị trí cặp lăn - Đòi hỏi chế tạo lắp ráp xác Phương án2: Máy hoạt động theo nguyên lý lò xo + Ưu điểm : - Mới - Dẫn banh dễ dàng hơn,khơng bị hư banh + Khuyết điểm: - Khó đảm bảo độ ổn định - Tốn nhiều cơng bánh ma sát - Khơng có khả tạo độ xốy cho banh Phương án : Dùng khí nén +Ưu điểm : - Có thể thay đổi nhiều cấp vận tốc - Cơ cấu gọn gàng khơng cồng kềnh - Banh có tuổi thọ lâu + Khuyết điểm: - Khơng tạo độ xốy banh - Khó khăn q trình nén giải khí - Tốn nhiều cơng ,đắt tiền Phương án 4: Tay đập +Ưu điểm : Nhóm 20 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn - Có thể thay đổi hướng trái banh - Banh bị hư hỏng - Có khả tự động hóa cao +Khuyết điểm : - Khơng tạo độ xốy cho banh - Cơ cấu cồng kềnh - Cần phối hợp xác phận 5.2 Lựa chọn ý tưởng để triển khai thiết kế - Cả phương án có điểm chung dễ sử dụng, tuổi thọ cao, vận hành điều kiện, dễ chỉnh phương hướng banh bắn - Bên cạnh đó, phương án có phận chặn banh cho banh vào ống theo chu kì bắn đònh, thuận tiện cho người tập - Và có cấu vitme nâng máy bắn lên để thay đổi độ xiên banh bay - Có tạo lực bắn banh lớn, độ xoáy banh - Theo nhóm ý tưởng có điểm cao Do nhóm chọn phương án để tiến hành thiết kế Tính toán thiết kế sản phẩm: 6.1.Tính toán động học : Tính tốn sơ kích thước cấu bắn banh động lực: Số liệu từ u cầu khách hàng : - Vận tốc banh : 15 m/s ( 54 km/h ) - Thời gian hai lần bắn : s Động học : -Cơng thức tính quỹ đạo banh : y = x tg α - g x +h × (v cos α ) Với h độ cao banh so với mặt đất trước bắn - Số liệu : + Máy đặt cách mép cuối sân 2m Nhóm 21 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn + Tầm xa banh x = 19 m + Vận tốc banh : v0 = 15m / s - Từ phương trình quĩ đạo ta có chọn kết phù hợp sau : + h = 0.7m + α = 25 + Vị trí ngang lưới có xl = 13.885m ⇒ y l = 13.885 × tg 25 − 9.81 × 13.885 + 0.7 = 2.05m > 1.07 m(tmyc) × (15 cos 25) +Thời gian kết thúc hành trình bắn : t= x 19 = = 1.4 s v cos 25 15 × cos 25 Kết quả: x α h v0 yl t 19m 25 0.7m 15m/s 2.05m 1.4s 6.2.Thông số ban đầu : Vật liệu chế tạo trục : thép C45 Chọn tốc độ banh bay khỏi bánh masat : v = 15 (m/s) Công suất truyền cho trục : P1 = 0.75 (KW) Tốc độ quay : n1 = 1200 (v/ph) Moment xoắn trục : 9.55 × 10 × P1 9.55 × 10 × 0.75 T= = = 5968.75 N mm n 1200 Lực tiếp tuyến bánh masát bắn banh tác dụng vào trục : Ft = 1000 P1 1000 × 0.75 = = 50 N v 15 Chọn trọng lượng bánh bắn banh 50N 6.3 Tính toán thiết kế trục : 6.3.1 Bộ bánh masát côn : Nhóm 22 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 240 190 Fa1 δ Ft1 + 45° δ2 Fa1 = Fr2 Ft2 Fa2 = Fr1 Fn Fa2 Chọn cặp vật liệu bánh masat : thép – vải cao su, không bôi trơn Có hệ số masat f = 0.5 Tỉ số truyền : u= n1 sin δ 1 = = cot gδ = cot g 45 = n ε sin δ ε 0.97 Fn = KT1 × 1.25 × = = 157 N fD1 0.5 × 190 Fa1 = Fr = Fn sin δ = 157 sin 45 = 111N Fa = Fr1 = Fn cos δ = 1895 sin 45 = 111N Ft1 = Ft = 50 N 6.3.2 Tính toán chọn đường kính trục : Tải trọng gây moment uốn cho trục : - Lực vòng Ft - Lực hướng tâm Fr1 = Fa2 - Moment tập trung M a1 = Nhóm Fa1 × D1 111 × 190 = = 10545 N mm 2 23 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 10545N.mm 50N 5968.75 N.mm 50N RBx A B 50N RBy 60 5968.75 C N.mm D RDy 111N 45 RDx z x y 40 10545N.mm mp zy 50N RBy= 111N 261.6N RDy= 100.6N 4024N Mx 3000N 6521N mp zx 50N RBx= 91.2N 3000N.mm 50N RDx= 8.8N 352N.mm My T 5968.75N.mm (1)chọn vật liệu làm trục thép C45, chọn sơ ứng suất uốn cho phép [ σ ] = 70Mpa (2)Vẽ biểu đồ tính toán tìm phản lực gối tựa tính môment: - Trong mp zy : R By = 261.6 N R Dy = 100.6 N - Trong mp zx : R Bx = 91.2 N RDx = 8.8 N (3)Vẽ biểu đồ moment ( hình trên) (4) Tính moment tương đương tiết diện nguy hiểm : M x = 3000 N mm  B M y = 3000 N mm  T = 5968.75 N mm Nhóm 24 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn M x = 6521N mm  C M y = 352 N mm  T = 5968.75 N mm M B = 3000 + 3000 + 0.75 × 5968.75 = 6687.3N mm M C = 65212 + 352 + 0.75 × 5968.75 = 8328.5 N mm Tiết diện C nguy hiểm nên ta tính toán chọn trục C (5) Đường kính trục : d ≥3 MC 8328.5 =3 = 11.85mm 0.1[σ ] 0.1 × 50 Vò trí C có rãnh then nên ta chọn d = 13.2mm Ta chọn đường kính trục lớn để đảm bảo trục hoạt động bền lâu hơn: d = 20 mm 6.3.3 Chọn bi đỡ chặn : (1) Chọn ổ bi đỡ chặn với đường kính 30 mm Chọn ổ đỡ chặn (2) Lực dọc trục ổ bi : Fa = Fa1 = 111N Tải trọng hướng tâm tác dụng lên ổ bi B D: 2 FrB = RBy + RBx = 261.6 + 91.2 = 277 N 2 FrD = R Dy + R Dx = 100.6 + 8.8 = 101N Nhóm 25 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Đồ thò xác đònh hệ số e Fr /C0 = 277/8670 = 0.032 α = 15 Dựa vào đồ thò chọn e = 0.35 Tính lực dọc trục phụ SB , SD (S1 vò trí B trục , S2 vò trí D trục ) S B = e × FrB = 0.35 × 277 = 96.95 N S D = e × FrD = 0.45 × 101 = 45.45 N SB > SD nên FaB = S B = 96.95 N FaD = Fa + S B = 111 + 96.95 = 207.95 N (3)Các hệ số : K σ , K t ,V Nhóm 26 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Hệ số X, Y cho loại ổ lăn dãy FaD 207.95 = = 2.04 > e = 0.35 VFrD × 101 Nhóm 27 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Nên tra bảng ta : X= 0.45 ; Y= 1.46 Tải trọng qui ước : Q B = ( XFrB + YFaB ) K σ K t = (0.45 × 277 + 1.46 × 96.95) × × = 266.197 N QD = ( XFrD + YFaD ) K σ K t = (0.45 × 101 + 1.46 × 207.95) × × = 349.1N (5) Tuổi thọ tính : Lh = 5.365.8 =14600 h Tuổi thọ tính bẵng triệu vòng quay : L= 60 Lh × n 60 × 14600 × 1200 = = 1051.2 triệu vòng 10 10 (6) Khả tải động tính toán: C tt = QD × m L = 349.1 × 1051.2 = 5063.4 N < C (7) Theo phụ lục 9.3 tài liệu [3] chọn ổ : cỡ nhẹ hẹp 36106, với C = 15300N , C0 = 8670N ( D = 55, B = 13, T=13, r= 1.5, r1 = 0.5) (8) Tuổi thọ ổ tương ứng : m C   15300  L=  =  = 3083 triệu vòng quay L  1051.2  10 L Lh = = 42819h 60n 6.4 Tính toán trục đứng : 6.4.1 Tính toán chọn đường kính trục : Mặt cắt C mặt cắt nguy hiểm : M C = 19945 + 2000 + 0.75 × 5968.75 = 20700.8 N mm Đường kính trục vò trí C : d ≥3 MC 20700.8 =3 = 16.1mm 0.1[σ ] 0.1 × 50 Vò trí C có rãnh then nên ta chọn : d = 18mm Ta chọn d= 30 mm Nhóm 28 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Ma2=10545N.mm Ma2=10545N.mm FAx 5968.75 N.mm A B FAy 5968.78 N.mm Ft2=50N C Fr2=111N 40 FDx Ft2=50N z FAy x Fr2=111N D 90 Ma2=10545N.mm y 40 Ma2=10545N.mm mp zy FAy=13N Fr2=111N Fr2=111N FDy=235N 9400N.mm Mx 520N.mm 10025N.mm 19945N.mm mp zx FAx=50N Ft2=50N Ft2=50N FDx=50N My 2000N.mm 5968.75N.mm T 6.4.2 Chọn ổ trượt tính toán kiểm tra điều kiện bôi trơn masat ướt : Tại đầu trục ổ trượt với đường kính d= 30mm, chiều dài ổ 45 mm δ = 0.1mm   R z1 = 3.2 µm  R = 6.3µm  z2 2 Fr = FDx + FDy = 235 + 50 = 240.3 N Nhóm 29 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Fr =240.3N Độ nhớt dầu µ = mPa.s 30 n=1200v/ph l=45 1.tỷ số l/d = 45/30 =1 , chọn m’ = 1.1 2.chọn dộ hở tương đối theo công thức : ψ = ω = δ = = 0.0033 d 30 πn π × 1200 = = 125.66rad / s 30 30 Hệ số khả tải ổ : φ = Fr ψ2 0.0033 = 240 = 0.31 dlµω × 10 −6 30 × 45 × 50 × 10 −3 × 125.66 × 10 −6 Độ lệch tâm tương đối : m' 1.1 χ = 1− = 1− = 0.22 ' 0.31 + 1.1 φ+m 4.Khe hở nhỏ : hmin = δ (1 − χ ) 0.1(1 − 0.22) = = 0.039mm = 39µm 2 Giá trò tới hạn chiều dày lớp dầu : hth = R z1 + R z = 3.2 + 6.3 = 9.5µm Hệ số an toàn qui ước : s= 39 = 4.1 ≥ [ s ] = 9.5 Nhóm Như điều kiện bôi trơn thoả 30 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 6.4.3 Thiết kế lò xo nén : Vật liệu : thép cacbon trung bình σ b = 1500MPa, σ ch = 1000 MPa,τ b = 1000MPa Chọn số c = Hệ số Wahl : K W = 4c − 0.615 + = 1.2525 4c − c Fmax= 2.111+50=272N Fmin= 50N Đường kính dây lò xo : d = K W Fmax c 1.2525 × 272 × = = 2.13mm [τ ] 0.3 × 1500 Phù hợp với giá trò c=6 Chọn d theo tiêu chuẩn : d = 2.5 mm Chuyển vò làm việc x = mm, G= 8.104 Mpa Số vòng làm việc : n = Nhóm xGd × × 10 × = = 5.5 vòng 8c ( Fmax − Fmin ) × (272 − 50) 31 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Chọn đầu lòxo dạng Chuyển vò đàn hồi lớn : λmax = 8c nFmax × × × 272 = = 9.4 mm Gd × 10 × 6.3 1.2 1.2 Bước lò xo chưa có tải : p = d + n λmax = 2.5 + 5.5 9.4 = 4.6mm Mô thiết kế sản phẩm : 7.1 Bản vẽ nguyên lý Hình 7.1: Bản vẽ nguyên lý 7.2 Bản vẽ lắp chi tiết (xem file đính kèm) 7.3 Bản tổng thể (xem file đính kèm) 7.4 Mô hình lắp ráp 3D (xem file đính kèm) Đánh giá sản phấm theo tiêu 8.1 Khả làm việc Máy hoạt động tốt với điều kiện sân bãi 8.2 Khả chế tạo Các chi tiết máy đơn giản có khả chế tạo nước Còn chi tiết tiêu chuẩn chọn mua thò trường 8.3 Khả lắp ráp bảo trì Các chi tiết cụm chi tiết dễ dàng lắp ráp nên dễ bảo trì Các bô phận tháo lắp dễ dàng nên dễ bảo trì, sửa chữa, thay Nhóm 32 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 8.4 Độ tin cậy Máy tính toán chuẩn hóa, có hệ số an toan cao khoảng 2- Nên máy có độ bền độ tin cậy cao 8.5 Khả bảo vệ môi trường Không dùng loại xăng dầu nên không tạo khí thải môi trường Máy hoạt động êm khong gay nên tiếng ồn xung quanh 8.6 Giá thành sản phẩm Máy bắn banh tennis nhóm có giá rẻ so với máy thò trường, phục vụ thò trường nước, phù hợp với thu nhập khách hàng nước Kết luận tài liệu tham khảo 9.1 Kết luận - Máy hoạt động đơn giản - Rất có ích cho người tập đánh - Bảo trì, sửa chữa dễ dàng - Tuy nhiên chưa có tính chuyên nghiệp, chưa có tính tư động hóa cao 9.2 Tài liệu tham khảo a Các trang web : - www.tennismachine.com - www.google.com.vn - www.vnexpress.net - www.khoahoc.com.vn - www.vi.wikipedia.org - www.en.wikipedia.org b Tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Thanh Nam, Phương pháp thiết kế kỹ thuật , Nhà xuất Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, , Nhà xuất Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tâp Chi tiết máy, Nhà xuất Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh Nhóm 33 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn [4] Nguyễn Hữu Lộc, Autocad 2007, , Nhà xuất Tổng hơp [5] Nguyễn Hữu Lộc, Thiết kế khí với AutoCAD Mechanical 2006, Nhà xuất Tổng hợp [6] Chủ biên Đỗ Kiến Quốc, Sức bền vật liệu , Nhà xuất Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh [7] Trònh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động, Nhà xuất giáo dục Nhóm 34 [...]... Thanh Nam, Phương pháp thiết kế kỹ thuật , Nhà xuất bản Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, , Nhà xuất bản Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Hữu Lộc, Bài tâp Chi tiết máy, Nhà xuất bản Đại Học quốc gia TP Hồ Chí Minh Nhóm 5 33 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn [4] Nguyễn Hữu Lộc, Autocad 2007, , Nhà xuất bản Tổng hơp [5] Nguyễn Hữu Lộc, Thiết kế cơ khí... tranh - Đánh giá theo các mức - Thiết kế hòan tồn khơng thỏa mãn nhu cầu - Thiết kế thỏa mãn chút ít nhu cầu - Thiết kế thỏa mãn nhu cầu về mắt nào đó - Thiết kế hầu như thỏa mãn nhu cầu Nhóm 5 11 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn - Thiết kế hòan tòan thỏa mãn nhu cầu Bảng3.1: Bảng đánh giá theo các mức Bước 5 : Biên dòch các yêu cầu khách hàng thành các yêu cầu kỹ thuật ( bảng dưới) Bước 6: Mối... GVHD: Huỳnh Công Lớn Hình 4.2.c.2: Nguyên lý khí nén 2 Hình 4.2.c.1: Nguyên lý khí nén 1 d Hoạt dộng theo ngun lý tay đập: + Mơ tả :dùng hệ thống dẫn động cơ học để thực hiện chuyển động đập banh ,tương tự như con người Nhóm 5 17 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn Hình 4.2.d: Nguyên lý tay đập Nhóm 5 18 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn 5 Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế 5.1 Đưa ra... chất lượng Bước 7: Xác đònh mối liên hệ giữa các yêu cầu kỹ thuật Đánh giá theo mức độ : 9 : quan hệ chặt chẽ 3 : quan hệ vừa phải 1 : quan hệ kém ô trống : không có quan hệ 4 Đưa ra ý tưởng cho bài toán thiết kế 4.1 Tham khảo các thiết kế liên quan Nhóm 5 13 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn a .Tennis Tutor Tennis Tower Competitor Tennis Ball Machine - Nguyên lí : cặp bánh masát - Tốc độ :... kế - Cả 4 phương án trên có điểm chung dễ sử dụng, tuổi thọ cũng khá cao, vận hành trong mọi điều kiện, dễ chỉnh phương hướng của quả banh khi bắn ra - Bên cạnh đó, phương án 1 có bộ phận chặn banh cho banh vào ống theo 1 chu kì bắn nhất đònh, rất thuận tiện cho người tập - Và có cơ cấu vitme nâng máy bắn lên để thay đổi độ xiên của banh khi bay ra - Có tạo lực bắn banh lớn, độ xoáy của banh - Theo.. .Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn C Cả hai 10 BẠN CĨ THỂ CHẤP NHẬN GIÁ THÀNH CỦA MÁY TẬP LÀ BAO NHIÊU ?( TRIỆU ĐỒNG) A 2-4 B 5-7 C 8-10 11 BẠN MONG MUỐN MÁY TẬP ĐƯỢC BẢO HÀNH TRONG BAO LÂU A 1-2 năm B 3-5 năm C Nhiều hơn 3.2 Sử dụng ‘ngôi nhà chất lượng’( phương pháp QFD) xác đònh yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Bước 1: Xác định khách hàng là ai? Người chơi tennis, người tiêu... của banh - Khó khăn trong q trình nén và giải khí - Tốn nhiều cơng ,đắt tiền Phương án 4: Tay đập +Ưu điểm : Nhóm 5 20 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn - Có thể thay đổi hướng trái banh - Banh ít bị hư hỏng - Có khả năng tự động hóa cao +Khuyết điểm : - Khơng tạo độ xốy cho banh - Cơ cấu cồng kềnh - Cần sự phối hợp chính xác giữa các bộ phận 5.2 Lựa chọn một ý tưởng để triển khai thiết kế -... khi bắn ra - Số liệu : + Máy đặt cách mép cuối sân 2m Nhóm 5 21 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn + Tầm xa của banh x = 19 m + Vận tốc banh : v0 = 15m / s - Từ phương trình quĩ đạo ta có chọn kết quả phù hợp sau : + h = 0.7m + α = 25 0 + Vị trí ngang lưới có xl = 13.885m ⇒ y l = 13.885 × tg 25 − 9.81 × 13.885 2 + 0.7 = 2.05m > 1.07 m(tmyc) 2 × (15 cos 25) 2 +Thời gian kết thúc hành trình bắn... Công Lớn Hình 4.1.c: Dùng tay quay gắn vợt đánh banh d Máy bắn banh dùng khí nén có ống bắn rất cao : - Nguyên lí : khí nén – ống bắn rất cao - Tốc độ : 20mph – 100 mph - Thời gian giữa 2 lần bắn : 7 s Hình 4.1.d: Dùng khí nén có ống bắn lên cao 4.2 Đưa ra các phương án thiết kế a Bánh masát : - Mô tả : sử dụng cặp bánh con lăn truyền động ,dựa trên nguyên lí lực masát Nhóm 5 15 Máy bắn banh tennis. .. Nhóm 5 19 Máy bắn banh tennis GVHD: Huỳnh Công Lớn - Bốn ý tưởng có hai nguyên lí hoạt động hoàn toàn khác nhau.Đều gắn với motor vận hành đơn giản và dễ sử dụng Phương án 1: Máy hoạt động theo nguyên lí bánh masat +Ưu điểm : - Dễ chế tạo - Dễ điều chỉnh tốc độ động cơ - Khơng gây rung,dao động - Tạo độ xốy cho quả banh + Khuyết điểm : - Dể gây mòn,hỏng banh - Khó khăn trong việc truyền dẫn banh vào