Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO TH

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BÃI ĐỖ XE ÔTÔ
DÙNG CHO DOANH NGHIỆP

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TẤN VINH
ĐỖ THÀNH ĐẠT
PHAN VĂN ĐỨC

Đà Nẵng – Năm 2018

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

1


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

MỞ ĐẦU

I. MỤC ĐÍCH LỰA CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, đất nước đang trong giai đoạn phát triển về nhiều mặt và ngành công
nghiệp ô tô cũng không ngoại trừ. Lượng ô tô được bán ra tại thị trường Việt Nam ngày
càng nhiều. Nhưng kéo theo đó là các vấn đề về ô nhiễm môi trương và ùn tắc giao

thông (do số lượng xe nhiều, việc đậu xe không hợp lý). Thấy được vấn đề đó, chúng
tơi đã có ý tưởng để thiết kế nên một bãi đậu xe ô tô tự động, mục đích chính nhằm để
giải quyết vấn đề đậu xe ô tô không hợp lý và để tránh việc gây ùn tắc giao thông.
II. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

• Phân tích, tính tốn để lựa chọn phương án thiết kế
• Xây dựng một mơ hình bãi đậu xe với sức chứa 50 xe
III. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1. Phạm vi nghiên cứu
• Ứng dụng tự động hóa vào hệ thống bãi đậu xe ơ tơ
• Xây dựng giao diện thân thiện với người dùng
• Tính toán thiết kế cho bãi đậu xe
2. Đối tượng nghiên cứu.
Hệ thống bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Về lý thuyết
• Thiết kế mơ hình cơ khí
• Sử dụng phần mềm TIA Portal V13 để lập trình
2. Về thực nghiệm
• Lắp đặt các chi tiết và chạy thử mơ hình
• Kiểm tra hoạt động của giao diện sử dụng
• Đo đạc các thơng sơ và đánh giá kết quả

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

2

Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
V. CẤU TRÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG
Chương 2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Chương 3. TÍNH BỀN CHO NHÀ XE VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ
Chương 4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
Chương 5. THIẾT KẾ GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG – CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN PLC

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

3


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
Chương 1.

TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

1.1. Một số bãi đậu xe tự động trên thế giới
Trên thế giới, để giải quyết bài toán giúp nhà đầu tư tăng số lượng xe có thể đỗ trên
diện tích nhỏ, tiền thân của hệ thống đỗ xe tự động đã ra đời từ những năm đầu thế kỷ
XX. Bãi đỗ xe ô tô nhiều tầng theo kiểu dùng thang máy đưa lên tầng cao, sau đó lái xe
tự lái ra tầng đỗ là kiểu đỗ xe nhiều tầng kết hợp hệ thống cơ khí đơn giản nhất xuất
hiện từ năm 1918 tại Mỹ, sau đó lan truyền sang Châu Âu đến năm 1964, hệ thống bán
tự động ra đời tại Châu Âu (Đức & Ý), với hệ thống này thang nâng kết hợp di chuyển

xe đến vị trí của tầng nhưng vẫn cần người lái xe đưa xe vào hệ thống, loại hình này
được ứng dụng tại Nhật Bản từ khoảng năm 1975. Kể từ năm 1982, hệ thống tự động
hồn tồn khơng cần người lái tiếp tục được phát minh tại châu Âu (đầu tiên từ Đức)
sau đó các cơng ty Nhật Bản nhanh chóng phát triển công nghệ này và ứng dụng rộng
rãi từ năm 1985. Đến nay các bãi đỗ xe tự động trên thế giới phát triển ngày càng đạt
được nhiều thành tựu tối ưu và ứng dụng ngày càng rộng rãi.

Hình 1.1 - Bãi đỗ xe tại thành phố NewYork
So với các bãi đỗ xe kiểu truyền thống, những lợi ích của một bãi đỗ xe tự động
như thế này không chỉ là nhanh chóng và tiện lợi, ta sẽ khơng cịn phải lo lắng chiếc xe
của mình bị xơ xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đậu xe được cách ly hoàn tồn với bên
ngồi mà cịn dễ dàng, nhanh chóng, thuận tiện. Ở Đức, khơng chỉ tự hào về hệ thống

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

4


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
đường cao tốc số 1 thế giới mà bên cạnh đó họ cịn xây dựng được những bãi đỗ xe cực
kỳ hiện đại.

Hình 1.2 - Cơng viên kết hợp bãi đỗ xe tại thành phố Stuttgart

Hình 1.3 - Bãi đỗ xe tại sân bay Hamburg
Đối với chủ đầu tư, những cái được cũng không hề nhỏ, những khoản đầu tư lớn
vào hệ thống máy móc thiết bị là đáng đồng tiền bát gạo bởi những bãi đậu xe này giúp
tiết kiệm đáng kể chi phí xây dựng và điều hành, các lối đi và khoảng trống được tối

giản đáng kể khiến một gara tự động có thể chứa được gấp đôi số xe so với một gara
truyền thống. Khơng phải tự nhiên mà mơ hình gara tự động này đang ngày càng được
ưa chuộng và được các nhà đầu tư quan tâm tại Mỹ. Còn tại châu Âu và châu Á, những
mơ hình kiểu này đã kịp phổ biến rất rộng rãi. John Van Horn, nhà biên tập kiêm xuất
bản của tạp chí Parking Today cho hay hiện có hàng ngàn gara đỗ xe tự động như vậy
tại châu Âu và Nhật.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

5


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
1.2. Thực trạng về tình hình sử dụng ô tô Việt Nam
Cùng với sự phát triển của một nền kinh tế năng động đòi hỏi một nền kỹ
thuật công nghệ cũng phải phát triển, đáp ứng kịp thời và đầy đủ những nhu
cầu cần thiết của sự phát triển đó. Điều này được thể hiện qua thực trạng tình hình
phượng tiện giao thơng ở nước ta. “Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan,
nhập khẩu ô tô nguyên chiếc các loại vào Việt Nam trong những tháng đầu tiên của năm
2017 đạt 7.338 chiếc tăng 25.5% so với cùng kỳ năm ngoái. Đặc biệt, lượng xe nhập
khẩu từ khu vực ASEAN đã tăng hơn 66% so với cùng kỳ năm 2016, đạt 4.428 chiếc,
chiếm hơn 60% tổng số xe nhập khẩu.”. Đồng thời, trong những năm gần đây, số lượng
xe ô tô tham gia giao thơng ngày càng tăng.

Hình 1.4 - Biểu đồ sử dụng phương tiện giao thông năm 2016
Qua những số liệu trên, ta thấy tình hình sử dụng ơ tơ hiện nay rất cao. Kéo theo
đó là nhu cầu đậu đỗ xe ơ tơ cũng tăng cao. Để tối ưu hóa diện tích làm bãi đỗ xe, cũng
như tính mang lại tính an tồn, thẩm mỹ cảnh quan đơ thị, thì sự ra đời của các bãi đỗ

xe tự động là cần thiết. Ngày nay các thành phố lớn như: Hà Nội, Thành phố HCM thì
bãi đỗ ơ tơ tự động cũng đã được xây dựng và đi vào hoạt động. Tại Đà Nẵng thì bãi đổ
ơ tơ tự động chỉ dừng lại ở mức độ hộ gia đình.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

6


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
1.3. Các loại bãi đỗ xe ô tô hiện có tại Việt Nam
1.3.1. Bãi đỗ xe kiểu truyền thống (khơng tự động)
Bãi đổ xe này chiếm diện tích đất rất lớn, bên cạnh đó sự giám sát quản lý xe khó.
Rất ít nơi đủ khơng gian đất trống để xây dựng bãi đỗ xe loại này.

Hình 1.5 - Bãi đỗ xe ô tô kiểu truyền thống (không tự động)
1.3.2. Bãi đỗ xe ô tô tự động
Với sự phát triển của xã hội hiện tại, thì nhu cầu đi lại của con người dần tăng lên.
Cùng với đó là sự phát triển của phương tiện giao thông, số lượng ô tô được sử dụng
tăng lên đáng kể. Do đó yêu cầu phải phát triển cơ sở hạ tầng để đáp ứng nhu cầu cấp
thiết này.
Hiện nay, tại các thành phố lớn như: Hà Nội, Hồ Chí Minh cũng đã có các hệ thống
bãi xe ơ tơ thơng minh góp phần cải thiện tình hình thiếu nơi đỗ xe qua đó hạn chế hiện
tượng ùn tắc giao thơng vào giờ cao điểm tại các thành phố lớn. Đặc điểm của bãi đổ
loại này là: để được nhiều xe trong một khơng gian đất chật hẹp, tính an tồn về tài sản
được đảm bảo, tốn ít nhân cơng…

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

7


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

Hình 1.6 - Bãi đỗ xe ơ tơ tự động (tại Hà Nội)

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

8


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
Chương 2.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế mơ hình bãi giữ xe
2.1.1. Mơ hình bãi đỗ xe kiểu xếp chồng
Mơ hình này sử dụng một hệ thống thủy lực để nâng ôtô xếp cạnh nhau lên một
tầng cao để dành chỗ cho các xe ôtô khác ở bên dưới.

Hình 2.1 - Mơ hình bãi đỗ xe kiểu xếp chồng
- Ưu điểm: Đây là giải pháp tăng chỗ gửi xe lên gấp đôi so với gửi xe cùng một
diện tích mặt sàn, cơng trình xây dựng tương đối đơn giản chi phí xây dựng khơng cao,

có thể áp dụng ở các Gara, phòng trưng bày, hoặc chung cư nhỏ và vừa v.v…

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

9


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
- Nhược điểm: Giải pháp này chỉ phù hợp với quy mơ nhỏ và có diện tích mặt
sàn tương đối rộng. Tuy nhiên mơ hình này số lượng xe được gửi không nhiều, hiệu quả
kinh tế của mô hình này khơng cao.
2.1.2. Mơ Hình bãi đỗ xe kiểu nhiều tầng
Mơ hình này là một bước cải tiến so với mơ hình trên sức chứa có thể tăng gấp
nhiều lần số xe. Việc gửi xe và trả xe hoàn tồn đơn giản hơn trước, chủ xe khơng
phải tự mình hoặc nhờ nhân viên bãi xe lái xe vào khu vưc đỗ xe. Tại cửa vào của
bãi đỗ xe chủ xe chỉ việc cho thẻ gửi xe vào máy đọc (card reader) hoặc nhập vào
mã số (password), chủ xe lái xe đến chổ cabin nâng hoặc hạ xuống. Sau khi xe đã
vào cabin và máy đọc thẻ xe hoặc nhập passsword xong thì các thang máy, xe robot
sẽ hoặc động để đưa xe vào một vị trí trống thích hợp trong bãi đỗ xe. Người chủ
xe muốn lấy xe chỉ cần cho thẻ xe vào máy đọc hoặc nhập vào password là hệ thống
sẽ tự động định vị trí xe ở nơi nào trong bãi đỗ và hệ thống tự hoặc động để lấy xe
trả lại cho chủ xe.

Hình 2.2 - Mơ hình bãi đỗ xe kiểu nhiều tầng
- Ưu điểm:
+ Chiếm dụng ít diện tích đất do ơtơ được dịch chuyển bằng thang máy
phương thẳng đứng, không cần các đường dốc dành cho ôtô chạy.
+ Khả năng chứa xe được nâng lên tối đa, tiết kiệm được khơng gian.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

10


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
+ Thuận tiện cho viêc gửi xe, toàn bộ việc gửi và trả xe do hệ thống hoàn toàn
tự động, đảm bảo về độ an toàn cho chủ và xe.
- Nhược điểm: Mơ hình này đã được ứng dụng để xây dựng hệ thống bãi đỗ xe tự
động Hoboken ở New Jersey (Mỹ) năm 2002 với tổng mức đầu tư 6.2 triệu USD, hệ
thống này với sức chứa 312 ơtơ tuy nhiên chi phí đầu tư rất cao.
2.1.3. Mơ hình bãi đỗ xe dạng ngầm
Có cấu trúc tương tự mơ hình bãi giữ xe kiểu nhiều tầng nhưng được thiết kế ở
dạng ngầm dưới đất. Chủ xe lái xe vào điểm tiếp nhận xe, tắt máy ra khỏi xe, chiếc
xe sẽ được chuyển vào chổ đỗ xe có cấu trúc dạng ngầm bằng một thang máy quay
di chuyển theo phương thẳng đứng, để xếp vào một vị trí thích hợp nhất.

Hình 2.3 - Mơ hình bãi đỗ xe dạng ngầm
- Ưu điểm :
+ Khả năng chứa xe được nâng lên tối đa, tiết kiệm được khơng gian. Ít gây ô
nhiểm môi trường xung quanh.
+ Tác động của hệ thống so với mơ hình xung quanh là rất ít do 80% diện tích
xung quanh cơng trình có thể bố trí làm cơng viên, bảo đảm được vẽ mỹ quan của
thành phố. Có thể bố trí bãi giữ xe ngầm trong khu vực đông đúc.
- Nhược điểm: Do các thành phố lớn ở nước ta hay bị ngập úng nên mơ hình này ít
được khả thi, và phí đầu tư cao.
Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

11


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
2.1.4. Mơ hình bãi đỗ xe kiểu xoay vịng
Ơtơ sẽ được lái vào một khoang phịng vừa vặn, mỗi xe sẽ ở trên một ô cố định,
xe được đặt trên bởi một tấm nâng lớn có các rãnh nơng việc đỗ xe đúng vị trí sẽ
được dễ dàng hơn, khi xe được đưa vào vị trí thì chủ xe sẽ được cấp môt tấm thẻ
điều này rất thuận tiện trong việc quản lý xe và lấy xe ra khỏi bãi đỗ.

Hình 2.4 - Mơ hình bãi đỗ xe kiểu xoay vòng
- Ưu điểm:
+ Bãi đỗ xe kiểu xoay vịng rất cơ động và tiết kiệm được diện tích những
những lợi ích của bãi đỗ xe kiểu xoay vịng như thế này khơng chỉ nhanh chóng và
tiện lợi, chúng ta sẽ khơng phải lo lắng về sự an tồn của xe như xô xát, va đập, trầy
xước bởi nơi đậu xe được cách li với bên ngoài.
+ Đối với chủ đầu tư thì lợi ích khơng hề nhỏ giúp tiết kiệm đáng kể chi phí
xây dựng và điều hành.
- Nhược điểm: Việc lấy xe sẽ mất thời gian, cơ cấu khơng được cứng vững.
Từ việc phân tích đặc điểm của các bãi đậu xe thông dụng hiện nay, kết hợp với tình
hình giao thơng và điều kiện kinh tế của Việt nam. Nhóm em đã quyết định chọn phương
án thiết kế “bãi đỗ xe kiểu nhiều tầng”.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

12


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
Chương 3.

TÍNH BỀN CHO NHÀ XE VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ

3.1. Tính tốn thiết kế nhà xe
3.1.1. Lựa chọn nhà khung thép
Nhà khung thép (hay nhà tiền chế) được xây dựng từ vật liệu thép, chế tạo và lắp
đặt sẵn theo bản vẽ kỹ thuật. Quá trình tạo ra một ngơi nhà khung thép hồn chỉnh sẽ
trải qua 3 công đoạn: Thiết kế, gia công cấu kiện và lắp dựng tại cơng trình.

Hình 3.1 - Nhà chứa xe dạng khung thép
- Đặc điểm :
+ Dễ thiết kế, tải trọng nhẹ hơn nhiều so với các loại nhà chưa khác. Có thể
kéo, nén, uốn tùy ý theo bản vẽ thiết kế.
+ Thép tiền chế có khả năng phối hợp với nhiều loại vật liệu siêu nhẹ và vật
liệu mới thân thiện với môi trường.
+ Được chế tạo và lắp ráp các cấu kiện ngay tại nhà máy, giúp rút ngắn thời
gian thi công tại công trường.
Từ những đặc điểm trên, ta thấy nhà khung thép phù hợp cho bãi đậu xe.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

13

Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
3.1.2. Tính tốn thiết kế
3.1.2.1. Kiểm tra độ bền cho cột

Hình 3.2 - Cột chữ H
Độ bền của cột được xác định theo [1]:

 = ANN  f. c

(3.1)

Trong đó: N - lực dọc tính tốn ( giả sử chỉ có khối lượng của xe )
AN - diện tích tiết diện thực
f - cường độ tính tốn của vật liệu
γc - hệ số điều kiện làm việc của cột
Ta chọn thép CCT34 làm vật liệu với γc = 1, f = 21(KN/cm2),N=22,15 (KN).
Với tiết diện AN được chọn theo [1]:

6

150

350

10
Hình 3.3 - Tiết diện thép CCT34 chọn theo chuẩn
Suy ra: theo hình (3.2) AN = 49,8 (cm2)
Đối với cột biên, do có 5 tầng và chịu tải của 5 xe nên ta có:

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

14


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

=
=

N.5
AN

 . c

22,15.5
= 2,22 ≤ 21 ( thỏa)
49,8

Đối với cột giữa, do có 5 tầng và chịu tải của 10 xe nên ta có:

 = N.10
AN  .c
=

22,15.10
= 4,44 ≤ 21 (thỏa)
49,8

3.1.2.2. Kiểm tra ổn định tổng thể
Ổn định tổng thể của cột được xác định theo [1]
N
 f . c
min .An

(3.2)

Trong đó: N - lực dọc tính tốn (giả sử chỉ có khối lượng của xe)
γc - hệ số điều kiện làm việc của cột
f - cường độ tính tốn của vật liệu
AN - diện tích tiết diện thực
φmin - hệ số uốn dọc nhỏ nhất
Ta có giá trị φmin được chọn theo độ mảnh  , theo [1] ta chọn  = 180 và với
f = 21 (KN/cm2) ta có được φmin = 0,233.
Vậy ta có ổn định tổng thể của cột với N = 22,15 (KN), AN = 49,8 (cm2),γc= 1.
Đối với cột biên, do có 5 tầng và chiệu tải của 5 xe nên ta có:

N
 f . c
min .An
<=>

22,15.5
= 9,54  21
0, 233.49,8

(thỏa)

Đối với cột giữa, do có 5 tầng và chịu tải của 10 xe nên ta có:

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

15


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
N
 f . c
min .An

<=>

22,15.10
= 19, 09  21 (thỏa)
0, 233.49,8

3.1.2.3. Tính số bu lơng liên kết của thanh đỡ và cột
Số bu lông liên kết được xác định theo [1]:
n

N
[N]min b . c

(3.3)

Trong đó: [N]minb - giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị [N]vb và [N]cb

Ở đây ta tính khả năng chịu cắt của bu lơng (do chịu phải lực dọc), theo [1]:
[N]minb = fvb.γb.A.nv

(3.4)

Trong đó: fvb - cường độ tính tốn chịu cắt
γb - hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông
nv - số lượng mặt cắt tính tốn của bu lơng
A - diện tích tiết diện ngang thân bu lơng

d 2
Theo [1] fvb = 15 (KN/cm ), nv = 1, A =
với d = 2 (cm) do đó A = 3,14 (cm2),
4
2

γb = 1.

Vậy ta có khả năng chịu cắt của bu lông:
[N]minb = fvb.γb.A.nv = 15.1.1.3,14 = 47,1 (KN)
Số bu lông cần là:
n

N
[N]min b . c

≥

22,15
= 0,47

47,1.1

Vậy ta chọn số bu lơng là 6.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

16


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

Hình 3.4 - Kết cấu nhà thép sau khi tính tốn và được thiết kế
3.2. Tính tốn cơ cấu di chuyển xe ra vào khung
3.2.1. Giới thiệu cơ cấu di chuyển xe

Hình 3.5 - Cơ cấu di chuyển xe
Đây là cơ cấu di chuyển xe thông dụng hiện nay và được sử dụng hầu hết tại
các bãi đậu xe tự động. Cơ cấu hoạt động dựa vào một số thiết bị và bộ phận như:
động cơ điện, hộp giảm tốc, tấm đỡ xe, thanh trượt, khung đỡ.

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

17


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

3.2.2. Tính chọn động cơ điện
Động cơ cần làm việc sao cho có thể lợi dụng được tồn bộ cơng suất động cơ.
Khi làm việc nó phải thoả mãn điều kiện:
- Động cơ có khả năng quá tải trong thời gian ngắn.
Để chọn động cơ điện ta cần tính cơng suất thiết kế cẩn thiết dựa vào các số liệu:
- Tải trọng P = 22150 (N) (tải trọng cảu xe).
- Vận tốc băng tải V = 2(m/s) (tham khảo [2] ).
-  1 = 0,95 hiệu suất bộ truyền đai theo [3].
-  2 = 0,96 hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ theo [3].
-  3 = 0,99 hiệu suất cặp ổ lăn theo [3].
-  4 = 1 hiệu suất khớp nối đàn hồi.
Gọi công Nlv là công suất làm việc của băng tải theo [3] :
N lv =
=

P.V
1000.1.32 .33 .4

(3.5)

22150.2
= 54, 32 (kw)
1000.0,95.0,9632.0,9933.1

Gọi công No là công suất cần thiết của động cơ theo [3] :

No =
=

N lv



(3.6)

54,32
= 66,61 (kw)
0,95.0,9632.0,9933.1

Ta chọn công suất định mức theo bảng 2P [3] : chọn động cơ điện không
đồng bộ ba pha có roto đoản mạch A2-82-2 với các thông số và Nđm>No:
+ Nđm = 75 (kw)
+ nđc = 2925 (v/p)
+  đc = 92 %
3.2.3. Phân phối tỉ số truyền
3.2.3.1. Tỉ số truyền
- Tỉ số truyền chung được xác định theo [3]:

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

18


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
i =

n dm
nt

(3.7)

Trong đó: nt số vịng quay tang trống
- Theo [3] nt:

V.60.1000
.D

nt =

(3.8)

Với: D = 1000 (mm) [1] là đường kính tang trống
Do đó nt :
nt =

=

V.60.1000
.D

2.60.1000
= 38,22 (v/p)
3,14.1000

Suy ra i:
i=

=
- Ta có:

n dm
nt
2925
= 76,54
38, 22

i = ing.it =ing.in.ic

(3.9)

Trong đó: ing = 4 - tỷ số truyền của bộ đai theo [3]
it - tỷ số truyền của hộp giảm tốc
in - tỷ số truyền cấp nhanh
ic - tỷ số truyền cấp chậm.
- Tỷ số truyền là đặc trưng, là chỉ tiêu kỹ thuật có ảnh hưởng đến kích thước, chất
lượng của bộ truyền cơ khí. Việc phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp
giảm tốc (quan hệ giữa in và it ) theo nguyên tắc:
+ Kích thước và trọng lượng cuả hộp giảm tốc là nhỏ nhất.
+ Điều kiện bôi trơn tốt nhất.
- Trong hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp có cấp nhanh phân đôi để cho các bánh
răng bị dẫn của cấp nhanh và cấp chậm được ngâm trong dầu gần như nhau tức là đường
kính của các bánh răng phải xấp xỉ nhau, chọn in=1,2ic theo [3].
Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

19

Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
- Ta có (1.9) tương đương :
i=1,2.ing.i2c

(3.10)

Suy ra :

i
1, 2.i ng

ic =

76, 54
= 3, 99
1, 2.4

=

Do đó:
in = 1,2.ic
= 1,2.3,99 = 4,79
3.2.3.2. Tính tốn cơng suất trên các trục
- Gọi N1, N2, N3 lần lượt là công suất trên các trục 1 (trục vào), trục 2 , trục 3 (trục
ra).
- Ta có:
N1 = No.n1.n3

(3.11)

= 66,61.0,95.0,99 = 62,64 (kw)
N2 = N1.n22.n3

(3.12)

= 62,64.0,962.0,99 = 57,15 (kw)
N3 = N2.n4.n3.n2

(3.13)

= 57,15.1.0,99.0,96 = 54,31 (kw)
3.2.3.3. Tính tốn vận tốc trên các trục
- Gọi n1, n2, n3 lần lượt là vận tốc trên các trục 1 (trục vào), trục 2 , trục 3

(trục

ra).
- Ta có :
n1 = nđc = 2925 (v/p)
n2 =

n1 2925
=
= 611 (v/p)
in
4,8

n3=

n 2 611

=
= 153 (v/p)
i c 3,99

3.2.3.4. Tính tốn momen trên các trục
- Gọi Mđc, M1, M2, M3 lần lượt là momen động cơ và momen trên các trục 1 (trục
Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

20


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
vào), trục 2 , trục 3 (trục ra).
- Mđc được xác định theo [3]:
Mđc =

9,55.106.N dc
n dc

(3.14)

9,55.106.66,61
=
= 217478,8 (N.mm)
2925

Suy ra :
M1 =

9,55.106.N1
n dc

(3.15)

9,55.106.62,64
=
= 204516,92 (N.mm)
2925
9,55.106.N 2
M2 =
n2

=

M3 =

(3.16)

9,55.106.57,15
= 893261,05 (N.mm)
611
9,55.106.N3
n3

(3.17)

9,55.106.54,31
=

= 3389937,9 (N.mm)
153
3.2.4. Thiết kế bộ truyền ngoài

- Ta sử dụng bộ truyền đai thang cho bộ truyền ngoài với một số đặc điểm
sau:
+ Ưu điểm:
• Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục xa nhau
• Làm việc êm
• Giữ được an tồn cho các chi tiết máy và động cơ khi bị quá tải nhờ
hiện tượng trượt trơn
• Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục
• Kết cấu đơn giản, dễ bảo quản, giá thành thấp so với bộ truyền xích
+ Nhược điểm:
• Khn khổ và kích thước lớn
Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

21


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
• Tỷ số truyền khơng ổn đinh, hiệu suất thấp hơn do có sự trượt đàn hồi
• Lực tác dụng lên trục và ổ lớn do phải căng đai
• Tuổi thọ của dây đai thấp
- Ta chọn loại đai với tiết diện đai B theo [3], với các thông số sau:
ao = 19 (mm)
h = 13,5 (mm)
a = 22 (mm)

ho = 48 (mm)
F = 476 (mm2)
Lo = 670 (mm) chiều dài trong
L = 6700 (mm) chiều dài qua lớp trung hịa
3.2.4.1. Đường kính bánh đai
Chọn D1 = 200 (mm) là đường kính bánh đai nhỏ, ta xác định đường kính bánh
đai lớn theo [3]:
D2 = ing.D1.(1-ƺ)

(3.18)

Trong đó: D1 - Đường kính bánh đai nhỏ
D2 - Đường kính bánh đai lớn

ƺ - Hệ số trượt
Suy ra:

D2 = ing.D1.(1-ƺ)
= 4.200.(1-0,02) = 784 (mm)
Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện [3]:
Vdai =
<=>

.D1.n1
 Vmax = (30 - 35) (m/s)
60.1000

(3.19)

.200.2925

= 30, 63 (thỏa mãn)
60.1000

3.2.4.2. Chọn sơ bộ khoảng cách trục của bộ truyền

Khoảng cách trục A có thể chọn sơ bộ theo tỉ số truyền ing theo [3].
Với ing = 4 ta chọn A = 0,95.D2 = 0,95.784 = 745 (mm)
Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

22


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

Chiều dài L được tính chính xác theo A [3]:
(D2 − D1 ) 2

=
2.A
+
.(D
+
D
)
+
L
2
1

2
4.A

(3.20)


(784 − 200) 2
= 2.745 + .(784 + 200) +
= 3150 (mm)
2
4.745

Khoảng cách trục A được tính chính xác [3]:
2.L − .(D 2 + D1 ) + [2.L − .(D 2 + D1 )]2 − 8.(D 2 − D1 ) 2
A =
8

=

(3.21)

2.3150 − .(784 + 200) + [2.3150 − .(784 + 200)]2 − 8.(784 − 200) 2
8

= 745 (mm)
3.2.4.3. Xác định góc ơm
Lần lượt α1 và α2 là các góc ơm của bộ truyền đai, theo [3]:
D 2 − D1
.57 '
A

1 = 180' −
= 180' −

(3.22)

784 − 200
.57 ' = 135 ’
745

Và:
 2 = 180' +

= 180' +

D 2 − D1
.57 '
A

784 − 200
.57 ' = 224 ’
745

(3.23)

3.2.4.4. Xác định số đai cần thiết
Số đai Z được định theo điều kiện để tránh hiện tượng trượt trơn giữa đai và
bánh đai và được xác định theo [3]:
Z

1000.Ndc
v.[p ]o .Ct .C .Cv .F

(3.24)

Trong đó: F = 476 (mm2) - diện tích tiết diện đai
V = 2(m/s) - vận tốc đai
[ p ]o = 1.74 (N/mm2) - ứng suất có ích cho phép

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

23


Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp

C t = 0,8 - hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải trọng
C = 1,2 - hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ơm
Cv = 1,03 - hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc

Do đó:
1000.75
= 2,98
30,63.1,74.0,8.1, 2.1,03.476

Z

Vậy ta chọn số đai Z = 3.

3.2.4.5. Định các kích thước chủ yếu của bánh đai

Chiều rộng bánh đai B được xác định theo [3]:
B = (Z - 1).t + 2.S

(3.25)

Trong đó: B - chiều rộng bánh đai
Z = 3 - số đai
t = 26 (mm) - kích thước giữa hai rãnh
S = 17 (mm) - Khoảng cách từ mép đai tới giữa rãnh
Suy ra:
B = (Z - 1).t + 2.S
= (3 - 1).26 + 2.17 = 86 (mm)
3.2.5. Thiết kế bộ truyền trong (hộp giảm tốc )
3.2.5.1. Thiết kế bộ truyền cấp nhanh (bộ truyền bánh răng trụ)
a. Chọn vật liệu làm bánh răng
- Bánh răng nhỏ: chọn thép 45, thường hố có:
σb1 = 600 (N/mm2); σch1 = 300 (N/mm2) ; HB = 220.
Phôi đúc, giả thiết đường kính phơi 100 (mm).
- Bánh răng lớn: chọn thép 40 thường hóa có:
σb2 = 540 N/mm2; σch2 = 270 (N/mm2); HB = 200 .
Phôi đúc, giả thiết đường kính phơi (100 ÷ 300) (mm).

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

24

Nghiên cứu thiết kế bãi đậu xe ô tô dùng cho doanh nghiệp
b. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép
b.1. Ứng suất tiếp xúc
Ứng suất tiếp xúc được xác định theo [3]:
[σ]tx = [σ]Notx.K’N

(3.26)

Trong đó: [o]Notx = 2,6.HB - ứng suất mỏi tx cho phép [3]
K’N - hệ số chu kỳ ứng suất tiếp xúc
No - số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi tiếp xúc
Giả sử cho Ntd số chu kỳ tương đương bằng No thì K’N được xác định theo [3]:
K 'N =

No
N td

6

(3.27)

=1

Vậy ứng suất tiếp xúc của bánh răng nhỏ:
[σ]tx1 = [σ]Notx.K’N
= 2,6.220 = 572 (N/mm2)
Ứng suất tiếp xúc của bánh răng lớn:
[σ]tx2 = [σ]Notx.K’N
= 2,6.200 = 520 (N/mm2)

b.1. Ứng suất uốn
Ứng suất uốn được xác định theo [3]:
[]u =

(1, 4  1, 6). −1.K ''N
n.K 

(3.28)

Trong đó: σ-1 - giới hạn mỏi ún trong chu kì đối xứng
K''N là hệ số chu kỳ ứng suất uốn
n - hệ số an toàn
Kσ hệ số tập trung ứng suất ở chân răng
Với σ-1 = 0,4.σb, K''N = 1, n = 1,5, Kσ = 1,8 theo [3] ta xác định được ứng suất ún
tại các bánh răng:
Ứng suất uốn bánh răng nhỏ:

Nhóm sinh viên thực hiện

Hướng dẫn: TS. Phạm Quốc Thái

25