THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG GÓI KẸO TỰ ĐỘNG DẠNG ĐỨNG LOẠI VIÊN TRÒN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH


KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG GÓI KẸO TỰ ĐỘNG
DẠNG ĐỨNG LOẠI VIÊN TRÒN

Họ và tên sinh viên: ĐẶNG VĂN THẾ
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khoá: 2009-2013

Tháng 05/2013
 

 


THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG GÓI KẸO TỰ ĐỘNG
DẠNG ĐỨNG LOẠI VIÊN TRÒN

Tác giả

ĐẶNG VĂN THẾ

Khoá luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:

KS. Phạm Thanh Lưu

Tháng 05 năm 2013
i
 


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí
Công Nghệ, cùng tất cả quý thấy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt
thời gian học tại trường.
Thầy Th.s Lê Văn Bạn, Trưởng Bộ Môn Điều Khiển Tự Động, Kỹ sư
Phạm Thanh Lưu ở công ty TNHH Kim Đại Lợi đã hết lòng chỉ dẫn, giúp đỡ em
trong suốt quá trình nghiên cứu làm khóa luận tốt nghiệp.
Công ty TNHH Kim Đại Lợi, và các anh em trong công ty đã giúp đỡ em
trong quá trình làm khóa luận.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2013
Sinh viên thực hiện:

ĐẶNG VĂN THẾ

ii
 


TÓM TẮT
 

Việt Nam là nước đang trên đà phát triển, đang trong quá trình công nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước, các loại máy móc ít nhiều có tính tự động hoặc bán tự
động. Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm. Trong
đó có các loại máy đóng gói tự động. Máy đóng gói tự động được ứng dụng công nghệ
tự động làm giảm nhân công lao động và tăng hiệu quả công việc. Nhưng hầu hết đây
là những máy nhập từ nước ngoài và có giá thành rất đắt. Đó là nguyên nhân em thực
hiện đề tài: “ Thiết kế, chế tạo máy đóng gói kẹo tự động”. Quá trình thực hiện đề tài
được tiến hành tại công ty TNHH Kim Đại Lợi, trong thời gian 28/2/2013 đến
30/5/2013và theo trình tự sau:
Khảo sát tìm hiểu các loại máy đóng gói kẹo tự động dạng đứng loại viên tròn
trên thị trường.
Thiết kế chế tạo được máy đóng gói kẹo tự động dạng đứng loại viên tròn.
Kết quả:
Đã hoàn thành được mục tiêu đã đề ra. Máy dùng để đóng gói là kẹo có trọng
lượng 2g dạng cứng loại viên tròn, năng suất từ 30 đến 60 viên trong 1 phút với dạng
bao có nếp gấp hai bên hông và ba đường hàn ( hai đầu bao với dọc theo chiều dài
bao). Trên máy đóng gói có các cụm bộ phận chính sau:


Cụm bộ phận xả giấy.



Cụm bộ phận mâm cấp liệu.



Cụm bộ phận ép bao kẹo ( ép đáy và ép bụng).

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện

KS Phạm Thanh Lưu

Đặng Văn Thế

iii
 


MỤC LỤC
Trang tựa...........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT ..................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH........................................................................................... vii
Chương 1 MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2. Tầm quan trọng của đề tài ........................................................................................ 1
1.3. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 2
1.4. Giới hạn đề tài .......................................................................................................... 2
Chương 2 TỔNG QUAN .................................................................................................. 3
2.1. Tầm quan trọng của đóng gói sản phẩm và vấn đề chung của máy đóng gói. ......... 3
2.1.1. Tầm quan trọng của máy đóng gói. ....................................................................... 3
2.1.2. Vấn đề chung của máy đóng gói. .......................................................................... 4
2.2. Khảo sát các loại máy đóng gói................................................................................ 4
2.3. Tra cứu linh kiện cho quá trình thiết kế. .................................................................. 6
2.3.1. Cơ cấu bộ truyền đai.............................................................................................. 6
2.3.1.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ truyền đai............................................... 6

2.3.1.2. Phân loại bộ truyền đai. ...................................................................................... 6
2.3.1.3. Ưu nhược điểm của bộ truyền đai ...................................................................... 6
2.3.1.4. Phương pháp điều chỉnh căng đai. ..................................................................... 7
2.3.1.5. Các kiểu truyền động đai. ................................................................................... 7
2.3.1.6. Vật liệu dây đai................................................................................................... 9
2.3.2. Cơ cấu bánh răng: .................................................................................................. 9
2.3.3 Cơ cấu cam. .......................................................................................................... 10
2.3.3.1. Ưu nhược điểm. ................................................................................................ 11
2.3.3.2. Phân loại. .......................................................................................................... 11
iv
 


2.3.4 Trục....................................................................................................................... 12
2.3.5. Động cơ bước ...................................................................................................... 13
2.3.6. Động cơ điện xoay chiều 1 phase ........................................................................ 15
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 17
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu. ......................................................................... 17
3.1.1. Địa điểm tiến hành. ............................................................................................. 17
3.1.2. Phân bố thời gian tiến hành. ................................................................................ 17
3.2. Đối tượng và thiết bị nghiên cứu. ........................................................................... 18
3.2.1. Đối tượng nghiên cứu. ......................................................................................... 18
3.2.2. Thiết bị nghiên cứu. ............................................................................................. 18
3.3. Các phương pháp thiết kế ....................................................................................... 18
3.4. Phương pháp thực hiện đề tài phần cơ khí. ............................................................ 19
3.5. Phương tiện thực hiện đề tài. .................................................................................. 19
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 20
4.1. Yêu cầu kỹ thuật của máy thiết kế. ........................................................................ 20
4.2. Sơ đồ chung của máy đóng gói kẹo tự động. ......................................................... 21
4.2.1. Sơ đồ chung của máy đóng gói kẹo bằng bản vẽ 3D. ......................................... 21

4.2.2. Sơ đồ chung của máy đóng gói kẹo tự động bằng bảng vẽ 2D. .......................... 22
4.3. Sơ đồ hoạt động của máy. ...................................................................................... 22
4.4. Tính động học cho máy. ......................................................................................... 23
4.5. Chọn các thiết bị truyền động và dẫn động cho máy. ............................................ 24
4.6. Thiết kế phần cơ khí . ............................................................................................. 24
4.6.1. Khung máy. ......................................................................................................... 24
4.6.2. Bộ phận xả giấy. .................................................................................................. 25
4.6.3. Bộ phận cấp liệu. ................................................................................................. 28
4.6.3.1. Mâm trên. ......................................................................................................... 29
4.6.3.2. Mâm dưới. ........................................................................................................ 30
4.6.3.3. Màng chắn. ....................................................................................................... 30
4.6.3.4. Đế mâm cấp liệu. .............................................................................................. 31
4.6.3.5. Nguyên lý hoạt động của mâm rung. ............................................................... 32
v
 


4.6.4. Bộ phận ép. .......................................................................................................... 33
4.6.4.1. Ép đáy. .............................................................................................................. 33
4.6.4.2. Ép bụng. ............................................................................................................ 37
4.7 . Thi công các chi tiết của máy. ............................................................................... 40
4.8. Kết quả.................................................................................................................... 40
4.9. Chạy thử nghiệm máy. ........................................................................................... 44
4.10. Thảo luận. ............................................................................................................. 45
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 46
5.1. Kết luận. ................................................................................................................. 46
5.2. Đề nghị. .................................................................................................................. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 47

vi

 


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Máy đóng gói kẹo tròn ................................................................................... 4
Hình 2.2: Máy đóng gói cà phê. ..................................................................................... 5
Hình 2.3: Truyền động thường ....................................................................................... 7
Hình 2.4: Truyền động nửa chéo. ................................................................................... 8
Hình 2.5: Truyền động nửa chéo. ................................................................................... 8
Hình 2.6: Truyền động góc. ............................................................................................ 9
Hình 2.7: Bộ truyền bánh răng ..................................................................................... 10
Hình 2.8: Cơ cấu cam. .................................................................................................. 10
Hình 2.9: Cam không gian............................................................................................ 11
Hình 2.10: Dạng cần cam. ............................................................................................ 12
Hình 2.11: Chuyển động cam. ...................................................................................... 12
Hình 2.12: Hình cấu tạo động cơ bước........................................................................ 14
Hình 2.13: Nguyên lý hoạt động của động cơ bước .................................................... 14
Hình 2.14: Động cơ bước loại lai hiệu 86HBF ............................................................ 15
Hình 2.15: Hình cấu tạo động cơ điện xoay chiều một phase ..................................... 16
Hình 4.1: Sơ đồ chung của máy đóng gói. ................................................................... 21
Hình 4.2: Sơ đồ chung của máy đóng gói bằng bảng vẽ 2D. ....................................... 22
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động. .......................................................................... 22
Hình 4.4: Khung máy. .................................................................................................. 25
Hình 4.5: Bộ phận xả giấy. ........................................................................................... 26
Hình 4.6: Sơ đồ truyền động của bộ phận xả giấy. ...................................................... 27
Hình 4.7. Mâm cấp liệu. .............................................................................................. 28
Hình 4.8: Mâm trên. ..................................................................................................... 29
Hình 4.9: Mâm dưới. .................................................................................................... 30
Hình 4.10: Màng chắn. ................................................................................................. 31
Hình 4.11: Đế mâm. ..................................................................................................... 31

Hình 4.12: Hệ thống truyền động mâm cấp liệu. ......................................................... 32
vii
 


Hình 4.13: Bộ phận ép đáy. .......................................................................................... 33
Hình 4.14: Bộ gá cụm ngàm ép. ................................................................................... 34
Hình 4.15: Hình chiếu đứng của bộ gá ngàm. .............................................................. 35
Hình 4.16: Hệ thống truyền động ép đáy. .................................................................... 35
Hình 4.17: Miếng gắn ngàm ép bụng. .......................................................................... 37
Hình 4.18: Ngàm ép bụng ............................................................................................ 37
Hình 4.19: Ty ép bụng .................................................................................................. 38
Hình 4.20: Gá ép bụng.................................................................................................. 38
Hình 4.21: Hình chiếu bằng hệ thống truyền động ép bụng......................................... 39
Hình 4.22: Hệ thống truyền động. ................................................................................ 40
Hình 4.23: Bộ phận mâm cấp liệu. ............................................................................... 41
Hình 4.24: Cuộn giấy.................................................................................................... 41
Hình 4.25: Cụm bộ phận xả giấy. ................................................................................. 42
Hình 4.26: Bộ phận ép bụng. ........................................................................................ 43
Hình 4.27: Ngàm ép bụng. ........................................................................................... 43
Hình 4.28: Hình ảnh ép đáy. ......................................................................................... 44
Hình 4.29: Ngàm ép đáy. .............................................................................................. 44

viii
 


 
 

Chương 1

MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Việt Nam là nước đang trên đà phát triển, đang trong quá trình công nghiệp hóa,
hiện đại hóa đất nước, các loại máy móc ít nhiều có tính tự động hoặc bán tự động.
Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng và sản xuất thực phẩm, các hệ thống
máy tự động đang ngày càng chiếm vai trò then chốt trong việc, làm giảm giá thành và
tăng năng suất lao động. Đối với khâu đóng gói sản phẩm, việc sử dụng các loại máy
tự động để thay thế cho công việc đóng gói thủ công là điều tất yếu vì đây là khâu tốn
nhiều sức lao động cho những công việc lặp đi lặp lại một cách không cần thiết.
Do đó, trong hoàn cảnh hiện nay, nhu cầu đối với các loại máy đóng gói là rất
lớn và rất đa dạng. Tuy nhiên, lâu nay thị trường này vốn thuộc về các nhà sản xuất
thiết bị nước ngoài với rất nhiều ưu thế về công nghệ và kinh nghiệm, việc sản xuất
máy móc trong nước thường không đáp ứng tốt về mặt chất lượng và năng suất mặc
dùng có ưu thế về giá thành. Vì vậy đòi hỏi các lớp kỹ sư trẻ hiện nay là phải thiết kế
các loại máy tốt hơn trên cơ sở kế thừa thành tựu đã đạt được của đàn anh đi trước. để
chế tạo các loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu cầu sản suất và đời sống.
Chính vì những lý do trên mà chúng em đã nghiên cứu “thiết kế chế tạo máy
đóng gói kẹo tự động dạng đứng loại viên tròn” để đáp ứng cho nhu cầu thị trường
trong nước.
1.2. Tầm quan trọng của đề tài
Trong quá trình nghiên cứu tìm hiểu em đã biết cách thiết kế chế tạo một máy
đóng gói kẹo trong thực tế, và vận dụng những lý thuyết đã học vào thực tế.
Cách tiếp cận làm quen với những vấn đề mới, những cái mà mình chưa biết
bằng những phương pháp tối ưu nhất.

1
 

Đề tài giúp em tiếp cận các thiết bị máy móc cơ khí, cách vận hành sử dụng
chúng. Và có cái nhìn thấu đáo hơn về máy móc tự động hóa.
1.3. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu nguyên lý và các cơ cấu hoạt động của các loại máy đóng gói trên
thị trường.
Thiết kế và chế tạo được máy đóng gói kẹo tự động với nguyên lý và cơ cấu
hoạt động hợp lý cho năng suất cao.
Đảm bảo các tiêu chuẩn thiết kế và thẩm mỹ.
1.4. Giới hạn đề tài
Do bước đầu thiết kế và việc thiết kế các loại máy công nghiệp rất phức tạp vì
thế chắc chắn khó tránh khỏi sai sót do trình độ và kinh nghiệm thực tế của bản thân
em nói riêng và sinh viên chuẩn bị ra trường nói chung. Cùng với sự phân công, công
việc của cán bộ hướng dẫn làm khóa luận. vì thế thực hiện khóa luận chỉ chú trọng
nghiên cứu những vấn đề sau:
Tìm hiểu tổng quan và khảo sát các loại máy đóng gói kẹo tự động của nước
ngoài và Việt Nam sản xuất.
Lên phương án thiết kế các loại máy đóng gói và so sánh phương án nào hợp
lý và cho năng suất cao nhất.
Tiến hành thiết kế các chi tiết và bản vẽ lắp máy đóng gói đã chọn.
Đưa xuống xưởng tiến hành gia công và chế tạo máy đóng gói.

2
 


Chương 2

TỔNG QUAN
2.1. Tầm quan trọng của đóng gói sản phẩm và vấn đề chung của máy đóng gói.

2.1.1. Tầm quan trọng của máy đóng gói.
Thật sự sẽ là một nghịch cảnh nếu như hàng hóa được sản xuất không được
đóng gói. Công đoạn đóng gói trở thành một vấn đề vô cùng quan trọng trong cả quá
trình sản xuất và kinh doanh. Nó chính là bức thông điệp mà nhà cung ứng muốn gửi
tới khách hàng. Và ngược lại bao bì được đóng gói là một tín hiệu để khách hàng nhận
ra doanh nghiệp và khẳng định chất lượng dịch vụ của doanh nghiệp. Do đó đóng gói
góp một tác dụng không nhỏ trong việc marketing của doanh nghiệp kể cả doanh
nghiệp sản xuất và doanh nghiệp thương mại dịch vụ mà chủ yếu là những doanh
nghiệp hoạt động trong lĩnh vực vận chuyển hàng hóa, chuyển phát nhanh. Không
những thế đóng gói góp phần quan trọng trong việc vận chuyển hàng hóa an toàn tới
tận tay của khách hàng.
Nếu như nhìn nhận dưới góc độ quản lý, việc đóng gói hợp lý không chỉ mang
lại lợi nhuận cao hơn do việc tối ưu mà còn giúp cho số lượng sản phẩm bán ra nhiều
hơn.
Các doanh nghiệp sản xuất dùng bào bì để đóng gói hàng hóa của họ, trên đó có
ghi thành phần tạo nên hàng hóa, và chất lượng hàng hóa. Đồng thời họ cũng dùng bao
bì này để quảng cáo cho chất lượng sản phẩm mà doanh nghiệp tạo ra. Khách hàng khi
nhìn thấy hàng hóa được đóng gói cẩn thận cũng có thiện cảm thì sẽ nảy sinh hành
động mua hàng. Một thực tế chứng minh rằng có nhiều khách hàng mua hàng hóa tuy
chưa hẳn đã hiểu hết được chất lượng của hàng hóa nhưng chỉ vì bao bì đẹp, được
đóng gói cẩn thận nên dẫn đến việc mua hàng. Do đó việc thiết kế bao bì để đóng gói
hàng hóa là một công việc cực kỳ quan trọng.

3
 


2.1.2. Vấn đề chung của máy đóng gói.
Đóng gói là một cách để định lượng, nhất là mặt hàng tiêu dùng và thực phẩm.
Tùy theo hình dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác

nhau, các loại máy đóng gói khác nhau. Các loại máy đóng gói có thể được phân loại
như sau:
Máy đóng gói vật liệu dạng khối: máy đóng gói mì ăn liền, bánh kẹo, xà
bong…
Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng: máy đóng gói sữa, dầu gội đầu…
Máy đóng gói vật liệu dạng rời: máy đóng gói đường, bột ngọt, cà phê…
2.2. Khảo sát các loại máy đóng gói.

Hình 2.1: Máy đóng gói kẹo tròn.
 Thống số kỹ thuật Máy đóng gói kẹo tròn
Kiểu đóng gói: Hàn 4 cạnh.
Kích thước túi: Dài 40 - 160mm x Rộng 40 - 100mm.
Tốc độ đóng gói: 40 - 60 gói/phút.
Nguồn điện: 3phase 220V/50Hz.
Bộ điều khiển: Lập trình PLC Mitsubishi Japan.
Trọng lượng chiết: 1-5g, 5-30g, 30-100g.
Motor Servo: 1KW - AC , Mitsubishi.
Kích thước máy: D1200mmx R 800mmx C1700mm.
Trọng lượng máy: 350kg.
4
 


Hình 2.2: Máy đóng gói cà phê.
 Thông số kỹ thuật Máy đóng gói cà phê.
Máy được thiết kế theo dạng đứng.
Toàn bộ thân máy phần tiếp xúc với sản phẩm được chế tạo bằng Inox.
Hệ thống xích tải truyền động do Đài Loan sản xuất.
Hệ thống điện điều khiển các linh kiện do Nhật, Đức, Đài Loan sản xuất.
Năng suất: 40-60sp/phút.

Kiểu đường ép: ép bụng.
Nguồn điện: 220V/50HZ.
Công suất: 1.8KW.
Trọng lượng: 400kg.
Kích thước: D450 x R450 x C1600mm.

5
 


2.3. Tra cứu linh kiện cho quá trình thiết kế.
2.3.1. Cơ cấu bộ truyền đai.
2.3.1.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc của bộ truyền đai.
Kết cấu dạng đơn giản nhất hai bánh đai, bánh dẫn D1 và bánh bị dẫn D2 và
một dây đai dẻo được mắc căng trên hai bánh đai nguyên lý làm việc: cơ năng được
truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ ma sát giữa dây đai và bánh đai.
2.3.1.2. Phân loại bộ truyền đai.
 Truyền động đai dẹt: Tiết diện đai hình chữ nhật có diện tích truyền động đai
thang, diện tích đai hình thang có diện tích F được tiêu chuẩn hóa
 Truyền động đai tròn: Có diện tích đai hình tròn.
 Truyền động đai răng.
Trong các loại trên thì truyền động đai thang, đai det., đai răng thì truyền động
được công suất vừa và lớn, còn truyền động đai tròn chỉ truyền được công suất nhỏ.
Như máy khâu hay các khí cụ khác.
2.3.1.3. Ưu nhược điểm của bộ truyền đai
Ưuđiểm:
Có khả năng truyền cơ năng giữa các trục xa nhau.
Làm việc êm, không ồn.
Giữ an toàn cho các chi tiết máy khi quá tải.
Kết cấu đơn giản dễ bảo quản và chăm sóc.

Giá thành chế tạo rẻ.
Nhược điểm:
So với bộ truyền bánh răng có cùng công suất truyền, kích thước bộ truyền đai
lớn hơn nhiều.
Truyền động không tức thời, tỉ số truyền không ổn định.
Lực tác dụng lên trục và ổ lớn.
Làm việc với tốc độ cao đai nhanh hỏng.
Công suất thông thường từ 0.3 đến 50kw.
Tỉ số truyền i<5, có bánh căng i<10, thường đai dẹt và đai thang i=2:3.
Khoảng cách trục A có thể tới 15m.
6
 


Vận tốc v< = 5: 30 m/s.
2.3.1.4. Phương pháp điều chỉnh căng đai.
Điều chỉnh sức căng đai có thay đổi khoảng cách trục.
 Điều chỉnh khoảng cách trục bằng vít.
 Điều chỉnh khoảng cách trục nhờ trọng lượng của bộ phận máy được lắp
bánh đai nhỏ như động cơ điện.
Điều chỉnh sức căng mà không cần thay đổi khoảng cách trục:
Dùng bánh căng đai ép lên nhánh trùng của đây đai nhờ đối trọng P. bánh căng
đai thường bố trí gần bánh đai nhỏ, dùng bánh tăng tuổi thọ đai sẽ giảm do số lần uốn
qua bánh đai tăng.
2.3.1.5. Các kiểu truyền động đai.

Hình 2.3: Truyền động thường.
Truyền động thường là truyền chuyển động giữa hai trục quay song song cùng
chiều.

7
 


Hình 2.4: Truyền động nửa chéo.
Truyền động nửa chéo: là truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau (góc giũa
hai trục thường là 900C).

Hình 2.5: Truyền động nửa chéo.
Truyền động chéo: Là truyền chuyển động giữa hai trục quay song song và
ngược chiều.

8
 


Hình 2.6: Truyền động góc.
Truyền động góc: Là truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc nhau ( kiểu
này truyền động phức tạp nên ít sử dụng).
Trong luận văn này ta dùng kiểu truyền động đai là chuyển động đai thường.
2.3.1.6. Vật liệu dây đai.
Có đủ sức bền khi chịu tải và sức bền mòn.
Có hệ số ma sát lớn.
Có môđun đàn hồi nhỏ.
Do vậy vật liệu đai thường dùng: sợi vải, sợi tổng hợp, cao su, da động vật….
2.3.2. Cơ cấu bánh răng:
Bánh răng là một chi tiết cơ khí thường dùng để truyền lực và truyền chuyển
động giữa các bộ phận trong một cỗ máy. Bánh răng có độ bền cao và có thể
truyền lực đạt hiệu quả tới 98%.
Cơ cấu truyền động bánh răng thông thường bao gồm từ hai bánh răng trở lên, thường

dùng trong các trường hợp:


Tăng tốc



Giảm tốc



Thay đổi hướng sử dụng

9
 


Hình 2.7: Bộ truyền bánh răng.
Phân loại nhóm bánh răng
 Dựa theo vị trí chuyển động.
 Song song.
 Giao nhau.
 Chéo nhau.
 .Dựa vào cấu tạo:
 Bánh răng trụ thẳng.
 Bánh răng trụ nghiêng.
 Bánh răng côn.
 Bánh vít, trục vít..
 Loại bánh răng thông dụng nhất là bánh răng tru răng thẳng.
2.3.3 Cơ cấu cam.

Hình 2.8: Cơ cấu cam.
10
 


Cơ cấu cam là thiết bị cơ khí biến chuyển động quay thành chuyển động

thẳng

(bằng cách sử dụng bề mặt hoặc một đường rãnh của một bộ phận, được gọi là cam, để
điều khiển sự chuyển động của bộ phận thứ hai, được gọi là con đội).
Thời gian và kiểu chuyển động của con đội là cơ sở để thiết kế cam. Chu trình
chuyển động của con đội ứng với một góc quay 3600 của cam và được gọi là chu trình
chuyển vị.
2.3.3.1. Ưu nhược điểm.
 Ưu điểm: 
Chọn biên hình cam ( thiết kế cơ cấu cam ) theo một quy luật chuyển động cho
trước của cần thì dễ dàng.
 Nhược điểm.
Có khớp cao tiếp xúc theo điểm hay theo đường, dẫn đến hao mòn nhanh ở bề mặt
làm việc, có khuynh hướng tháo khớp, khó khăn trong việc chế tạo chính xác bề mặt
làm việc của cam.
2.3.3.2 Phân loại.
Theo mặt phẳng chuyển động của cam và cần ta có cam phẳng và cam không
gian. Nếu mặt phẳng chuyển động của cam trùng hoặc song song với cần đẩy, ta có
cam phẳng. Nếu mặt phẳng chuyển động của cam cắt mặt phẳng chuyển động của cần
đẩy, ta có cam không gian.

Hình 2.9: Cam không gian.

Theo hình dạng đầu cần ta có các loại: cần đầu nhọn (a) cần đầu bằng (b)
cần đầu cong (c) cần đầu con lăn (d).
11
 


Hình 2.10: Dạng cần cam.
Theo chuyển động của cần: cam tịnh tiến (a,b,c,g,h) cam cần lắc(d,e,f).

Hình 2.11: Chuyển động cam.
2.3.4 Trục
Trục là chi tiết máy dùng để đỡ các chi tiết quay, truyền moment xoắn hoặc thực
hiện cả hai nhiệm vụ trên.

12
 


 Phân loại:
Trục được phân loại theo đặc điểm tải trọng, theo hình dạng đường tâm trục,
theo cấu tạo trục.
 Đặc điểm chịu tải trọng
Trục truyền: Vừa chịu moment uốn ( đỡ các chi tiết quay) vừa truyền moment
xoắn trục truyền gồm có:
Trục truyền động ( mang theo các chi tiết máy truyền động như bánh răng,
bánh xích, bánh cam, bánh đai).
Trục chính ( ngoài các chi tiết truyền động còn mang các bộ phận công tác của
máy như dụng cụ cắt, cánh khuấy).
Tâm trục: Chỉ chịu moment uốn và có hai loại:
 Trục tâm không quay cùng chi tiết máy lắp của nó, ví dụ trục xe đạp hoặc xe

đạp hoặc xe máy.
 Trục tâm quay cùng chi tiết máy.
 Theo hình dạng đường tâm trục.
Trục khuỷu: Dùng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và
ngược lại.
Trục thẳng: Có đường tâm trục là một đường thẳng
Trục mềm: Trục có hình dạng đường tâm trục thay đổi, có độ cong khá lớn
 Theo cấu tạo trục thẳng:
Trục trơn: Có đường kính không thay đổi.
Trục bậc: Gồm nhiều đoạn trục có đường kính khác nhau.
Trục rỗng: Khi có đòi hỏi khắt khe về khối lượng trục, khi cần thiết làm lỗ thông
qua trục hoặc khi lắp đặt các chi tiết bên trong các chi tiết khác.
2.3.5. Động cơ bước
Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với
đa số các động cơ điện thông thường. Chúng thực chất là một động cơ không đồng bộ
dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau
thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rotor, có khả năng cố định
rotor vào các vị trí cần thiết.
13
 


 
 
                                                                                                                    
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hình 2.12: Hình cấu tạo động cơ bước.
Động cơ bước không quay theo cơ chế thông thường, chúng quay theo từng
bước nên có độ chính xác rất cao về mặt điều khiển học. Chúng làm việc nhờ các bộ
chuyển mạch điện tử đưa các tín hiệu điều khiển vào stator theo thứ tự và một tần số
nhất định. Tổng số góc quay của rotor tương ứng với số lần chuyển mạch, cũng như
chiều quay và tốc độ quay của rotor phụ thuộc vào thứ tự và tần số chuyển đổi.

 
Hình 2.13: Nguyên lý hoạt động của động cơ bước.
 Động cơ bước phong phú về góc quay. Các động cơ kém nhất quay 90 độ mỗi
bước, trong khi đó các động cơ nam châm vĩnh cửu xử lý cao thường quay 1.8 độ đến
0.72 độ mỗi bước. Với một bộ điều khiển, hầu hết các loại động cơ nam châm vĩnh
cửu và hỗn hợp đều có thể chạy ở chế độ nửa bước, và một vài bộ điều khiển có thể
điều khiển các phân bước nhỏ hơn hay còn gọi là vi bước.
14
 


Ta có thể phân loại động cơ bước theo:
Cấu tạo: căn bản có 3 loại động cơ bước; loại từ trở biến đổi (variable
reluctance), loại nam châm vĩnh cửu (permanent magnet) và loại lai (hybrid). Chúng
khác nhau ở cấu tạo trong việc dùng các rotor nam châm vĩnh cửu hoặc lõi sắt với các
lá thép stator.

Số bước/vòng (góc bước): động cơ bước phong phú về góc quay. Các động cơ
kém nhất quay 90 độ mỗi bước (động cơ 4 bước), trong khi đó các động cơ xử lý cao
có thể quay 1.8 độ (200 bước) đến 0.72 độ mỗi bước (500 bước).
Số đầu dây (số pha): động cơ bước có nhiều đầu dây ra thường là 4, 5, 6, 8 đầu
dây từ đó có thể phân ra thành động cơ bước 2 pha, 3 pha, 5phase.
Động cơ bước sử dụng trong khóa luận là loại động cơ bước loại lai (hybrid):
Loại động cơ này về cấu tạo giống với động cơ bước kiểu đơn cực. Tuy nhiên chỉ có 4
đầu ra. Góc bước 1.80.

Hình 2.14: Động cơ bước loại lai hiệu 86HBF.
2.3.6. Động cơ điện xoay chiều 1 phase
Cấu tạo của động cơ gồm có hai phần chính là: stato và roto.
Stato gồm lõi thép stato và dây quấn stato. Lõi thép stato làm bằng lá thép kĩ thuật điện
ghép lại thành hình trụ rộng, mặt trong có các cực từ để quấn dây. Cực từ xẻ rãnh để
đặt một vòng đồng khép kín gọi là vòng ngắn mạch. Dây quấn stato được làm bằng
đồng nguyên chất được cách điện với lõi thép.
Roto là loại roto lồng sóc gồm lõi thép roto và dây quấn roto. Lõi thép làm bằng
lá kĩ thuật điện ghép lại thành khối trụ, mặt ngoài có các rãnh, ở giữa có lỗ để lắp trục.
Dây quấn roto gồm các thanh dẫn bằng nhôm nối với nhau bằng vòng nhôm ở hai đầu.
15
 


roto 

 

stato 

Hình 2.15: Hình cấu tạo động cơ điện xoay chiều một phase.

Nguyên lý hoạt động:
Khi cho dòng điện xoay chiều vào dây quấn stato thì trong dây quấn stato có từ
trường. Từ trường này sẽ cảm ứng qua lõi thép sang vòng ngắn mạch, làm xuất hiện
dòng điện cảm ứng trong vòng ngắn mạch. Dòng điện cảm ứng trong vòng ngắn mạch
cũng sinh ra từ trường. Từ trường ở dây quấn stato và từ trường ở vòng ngắn mạch sẽ
tạo ra từ trường quay. Từ trường quay tác dụng lên dòng điện cảm ứng ở thanh dẫn
roto, động cơ sẽ khởi động và quay.

16