THIẾT KẾ THIẾT BỊ KHAI THÁC CÁ
( DESIGN OF FISHING CRAFT )
Chương I: TÍNH CHỌN CÁP VÀ TÍNH TỐN CƠ CẤU CHẤP HÀNH
1. Tính chọn cáp :
a. Tính chọn đường kính cáp :
- Lực kéo cực đại trên cáp: P
max
= k
đ.
P
đm
Trong đó: P
đm
= 600(KG) – lực kéo định mức trên tang
k
đ
= 2 -

hệ số động ( k
đ
= 1,6 ÷2 )
⇒ P
max
= 2. 600 = 1200 ( KG)
- Lực kéo đứt cáp: P
đ
= n.P
max
Trong đó: n = 3,4 – Hệ số dự trữ ( n

= 3 ÷ 4.5 )

dthuc
tt
n
P
P
n
≥=
max
⇔ n
tt
= 11800: 3400 = 3,47 > n
chọn
= 3,4
⇒ Cáp chọn đủ bền
c. Xác định chiều dài cáp cần thiết
Chiều dài cần thiết của cáp L
C
hồn tồn phụ thuộc vào chiều sâu đánh bắt, tốc độ dắt
lưới và trọng lượng của cáp trong nước. Ta có thể xác định chiều dài cần thiết của cáp thông
qua kinh nghiệm và thực tế đánh bắt.
Qua kinh nghiệm thực tế để đảm bảo lưới kéo đúng hướng thì chiều dài của cáp và
độ sâu đánh bắt có quan hệ với nhau như sau:
Chiều sâu đánh bắt h

(m) Tỷ số
h
Lc
< 50
50 ÷300
7 ÷ 6

2
= 445 (mm)
+ L
t
= 255 (mm)
+ Trọng lượng tang: Q
t
= 35 (kg)
b. Tang thành cao.
Vật liệu và phương pháp chế tạo:
- Vật liệu chế tạo tang thành cao
Tang thành cao được dùng để thu chứa cáp, lưới, nó có thể được chế tạo từ gang nhưng
Mác gang không thấp hơn GX15-32 hoặc từ thép đúc có mác không nhỏ hơn CT4. Ta chọn vật
liệu chế tạo là thép đúc.
- Phương pháp chế tạo tang thành cao
Về phương pháp chế tạo tang thành cao có nhiều phương pháp như Đúc, Hàn hoặc kết
hợp đúc – hàn và gia công cơ khí….. Phương pháp chế tạo ta chọn là Đúc.
Tính tốn các kích thước cơ bản của tang thành cao:
- Đường kính trống tang D
o
:
D
o
= C.d
c
= (16 ÷ 22).d
c
= 20 . 15,0 = 300 (mm)
- Bước cuốn cáp trên tang t :
t = d

d
dd
dd
dd
d
d
dd
d
d
dd
d
d
dd
dd
dd
d
d
dd
dd
dd
d
d
dd
dd
dd
d
d
dd
d
d

Khi đó số lớp cáp chứa trên tang n được tính theo Công thức :
n = - 0.54C +
Zd
L
C
C
ct
..92.2
.3.0
2
+

Trong đó:
C
O
d
D
C
=
⇒ C = 300: 15 = 20;
t
L
Z
t
=
= 720: 15,5= 46,5 (vòng)
⇒ n ≈ 9,63 ⇒ n = 10 (lớp cáp)
. Đường kính thành bên của tang thành cao:
D
b

c
=300 + 15 = 315 (mm)
⇒ D
tb
= (585 + 315)/ 2 = 450 (mm)
- Chiều dày trống tang δ:
Chiều dày trống tang được xác định thông công thức kinh nghiệm sau để tính :
δ = 0.02D
0
+ (6 ÷ 10) = 0,02. 300 + 9 =15 (mm)
- Chiều dày thành bên của tang δ
’
:
δ
’
= (0,7 ÷ 0,8) δ = 0,8. 15 = 12 (mm)
- Vận tốc vòng của tang thành cao n
t
:
tb
t
D
V
n
.
π
=
(v/ph)
Trong đó: V =70 (m/ph): vận tốc kéo cáp.
D

1
++
=
α
f
k
eff
S
N

Trong đó:
- S
k
: Lực căng cáp tại vị trí gắn cáp:
α
f
k
e
S
S
max
=
α : Góc ôm của các vòng cáp quấn thêm dự trữ, chọn α = 16
0
S
max
= P
max
= 3400 (KG)
- f : Hệ số ma sát giữa tang và cáp : f

1
= 1,8.π = 5,65
⇒
( )
=
++
=
)1(20,013,0
425
65,5.13,0
e
N
417,5 (KG)
Số lượng các bulông nén được tính kiểm tra theo công thức:

[ ]
K
nd
lTk
nd
kN
δ
π
σ
≤+=
3
1
2
1
.1,0

- [σ
K
] : Ứng suất kéo cho phép tùy thuộc vào vật liệu chế tạo bulong.
Với thép CT3 thì [σ
K
] = (50 ÷ 70) N/mm
2
, chọn [σ
K
] =60 N/mm
2

=
+
≥⇒
60.8,13.314,0
14,3.2,13.167.28,13.5,417.2.52,0
3
n
0,4 ⇒ chọn n = 1 bulông

Chương II CHỌN HÌNH THỨC DẪN ĐỘNG - XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT YÊU
CẦU – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHUNG CHO HỘP GIẢM TỐC
1. Chọn hình thức dẫn động :
Theo yêu cầu của đề thiết kế, hình thức dẫn động là: Động cơ điện
2. Xác định công suất yêu cầu :
Công thức tính tốn công suất dẫn động yêu cầu:

gc
C

ôggaccap
C
ηηηηηη
=
chọn η
gạc cáp
= 0,98 ; η
tang
= 0,95 ; η
hộp số
=0,97
chọn η
ổ
= 0,97 , chọn số ổ m = 4
chọn η
khớp nối
= 0,95 , chọn số khớp nối n = 2
⇒
==
97,0.95,0.97,0.95,0.98,0
24
C
η
0,72
⇒
3,0
72,0.1000.60
70.17000
+=
yc


- M
C
: Tổng Momen cản của tất cả các chi tiết chuyển động quy về trục
động cơ
Giá trị của M
kd
được xác định từ bảng tra động cơ, Catalo động cơ hoặc có thể xác định
theo công thức sau:
β
dc
dc
kd
n
N
M 975
=
(KGm)
Ở đây: - n
dc
số vòng quay của động cơ (v/ph)
-
dm
M
M
max
=
β
: Hệ số quá tải, β = 2,4
- N

M
η
.2
.
max
=
(KGm)
P
max
=3400 (KG) Lực căng lớn nhất trên cáp.
D
tb
= 0,45 (m) Đường kính trung bình lớp cáp.
i
c
:

Tỷ số truyền chung, i
c
=
t
dc
n
n
=
5,49
581
= 11,7
với n
t

dc
tC
dcqd
.375
)
.
..365
.(
.375
.
2
2
max
2
2
η
δ
+=
Trong đó:
+ δ = 1,1 ÷ 1,25, chọn δ =1,2
+ GD
2
=2,3 : Momen bánh đà của động cơ Điện.
+ P
max
=3400 (KG): Lực căng lớn nhất trên dây cáp.
+ V =70 (m/ph) = 1,17 (m/s): Vận tốc kéo cáp.
+ n
t
= 49,5 (v/ph) Tốc độ quay của tang thu cáp.

=
t
dc
n
n
=
5,49
581
= 11,7
Căn cứ vào sơ đồ động và hình thức dẫn động cụ thể:
- Do động cơ có số vòng quay nhỏ nên ta chọn hộp giảm tốc 2 cấp với bộ truyền
động bánh răng côn. Sơ đồ như sau:
- Lập bảng phân phối tỷ số truyền như sau:
với - N
i+1
=N
i
.η
i
÷
i+1

-
111
..
+÷+÷+
=
iiiiii
iMM
η

= 42,26. 2,9. 0,98= 120,10
Chương III: THIẾT KẾ TRỤC TẢI MÁY TỜI - TÍNH CHỌN LY HỢP, KHỚP NỐI
VÀ Ổ ĐỠ
I. Thiết kế trục tải của máy tời:
Trục tải hay trục chính của máy tời lưới kéo là chi tiết rất quan trọng. Trên trục tải
người ta thường đặt các cơ cấu chấp hành. Trục tải của máy tời thường làm việc ở số vòng
quay n
t
nhỏ nhưng nó lại nhận và truyền một momen xoắn Mx
t
rất lớn. Vì vậy đòi hỏi trục chịu
tải phải có độ bền vững và độ bền lâu.
Lực tác dụng lên trục tải bao gồm:
- Tải trọng tác dụng do lực căng của cáp
- Trọng lượng của bản thân trục, bó cáp và của tang thành cao
Tuy nhiên ở đây tải trọng tác dụng do bản thân của các trọng lượng là rất nhỏ so với tải
trọng tác dụng do sức căng cáp, cho nên ta chỉ giới hạn tính tốn độ bền của trục theo lực căng
cực đại P
max
.
1. Chọn vật liệu và phương pháp chế tạo:
Trục tải máy tời trong quá trình làm việc chịu tác dụng của tải trọng rất lớn, ta chọn vật
liệu chế tạo của trục tải của máy tời là thép Cácbon kết cấu C45.
Với thép C45: σ
b
= (600 ÷ 800) N/mm
2
;
σ
ch

t
= 26,70 ( KW )
- n
t
: Tốc độ vòng của trục tải [v/ph]; n
t
= 50 (v/ph)
⇒ d
sb

3,97
50
70,26
.120
3
=≥
⇒ d
sb
= 100 (mm )
3. Tính gần đúng đường kính trục tải:
a. Định sơ bộ các kích thước chủ yếu:
A- Chiều dài ổ đở trục tải
B- Bề rộng bánh răng cóc
C- Chiều rộng Mayơ đĩa xích
L
t
- Chiều dài tang thành cao
L
1
, L

lên trục tại các vị trí của ổ đỡ của tang.
Từ 3 trường hợp trên ta thấy tình trạng chịu
lực của trục tải lần lược như các hình vẽ sau:
Trong 3 trường hợp ta chỉ tìm và xét cho
trường hợp nguy hiểm nhất.
Ta có L
1
= 200 ( mm ) < L
2
= 250 ( mm )
⇒ Trường hợp 3 là nguy hiểm nhất, khi
đó mặt căùt nguy hiểm nhất là mặt cắt tại gối đỡ
phải của tang thành cao.

P
max
= 3400 ( KG )
Xác định phản lực gối, vẽ biểu đồ M
U
:
+ Tại gối đỡ phía phải của tang thành cao, phản
lực R = P
max
= 34000 ( N )
+ Biểu đồ momen uốn:
M
umax
= 8500000 ( N.mm)
Xác định moment tương đương
2

X
M
( N.mm )
⇒
42424
10.1077)10.765.(75,0)10.850(
=+=
td
M
( N.mm )
Công thức tính đường kính trục tại tiêt diện nguy hiểm:
[ ]
3
.1,0
σ
td
M
d
=
(mm)
Trong đó: [σ]: Ứng suất cho phép của vật liệu trục
Với thép C45: [σ] = (50 ÷ 60) N/mm
2

chọn [σ] = 60 ( N/mm
2
)
⇒
121
60.1,0

K
n
σψσ
ε
δ
σ
δ
δ
σ
.)
1
)(1(
1
+−+
=
−
là hệ số an tồn ứng suất pháp.
vì trục quay nên ứng suất pháp (uốn) thay đổi theo chu kỳ đối xứng
u
u
a
W
M
max
minmax
=−==
σσσ
và
0
=

W2
M
2
=
τ
=τ=τ
và
ma
y
x
K
K
K
n
τψτ
ε
τ
τ
τ
τ
τ
.)
1
)(1(
1
+−+
=
−
- K
x