Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án môn học Chi tiết máy với đề tài "Đề 7: Thiết kế trạm dẫn động băng tải" được thực hiện tại Viện Cơ khí, Trường Đại học Giao thông Vận tải TP. Hồ Chí Minh. Trong hệ thống sản xuất và vận chuyển công nghiệp, trạm dẫn động băng tải đóng vai trò cung cấp động lực liên tục, điều chỉnh mômen xoắn và vận tốc quay từ nguồn động cơ đến cơ cấu chấp hành (tang băng tải).

Nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật của đề tài bao gồm các nội dung cụ thể:

  1. Xác định công suất động cơ điện, phân phối tỷ số truyền cho toàn bộ hệ thống dẫn động và tính toán các thông số động học trên từng trục truyền.
  2. Tính toán thiết kế các bộ truyền cơ khí: bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bánh răng côn răng thẳng), bộ truyền bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng) và bộ truyền xích ống con lăn ngoài hộp giảm tốc.
  3. Thiết kế kết cấu trục, xác định phản lực liên kết, vẽ biểu đồ mômen và kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi và độ bền then.
  4. Tính toán và lựa chọn các chi tiết tiêu chuẩn: ổ lăn đỡ trục, khớp nối trục đàn hồi, bulông định vị và vỏ hộp giảm tốc.
  5. Xác định phương pháp bôi trơn, chế độ lắp ghép dung sai và kiểm tra khe hở ăn khớp của các cụm truyền động.

Thông số và điều kiện làm việc ban đầu của trạm dẫn động:

  • Công suất yêu cầu trên trục công tác: $P = 4,6\text{ kW}$.
  • Số vòng quay trục công tác: $n = 49\text{ vòng/phút}$.
  • Thời hạn phục vụ: $a = 5\text{ năm}$.
  • Chế độ làm việc: Quay một chiều, làm việc 2 ca/ngày, chịu tải va đập nhẹ. Định mức thời gian làm việc gồm 300 ngày/năm và 8 giờ/ca, tương ứng với tổng thời gian làm việc danh nghĩa là: $$t_i = 5 \times 300 \times 2 \times 8 = 24.000\text{ giờ}$$

Phạm vi nghiên cứu và thiết kế giới hạn trong việc tính toán giải tích hệ dẫn động cơ khí gồm động cơ điện không đồng bộ ba pha, khớp nối trục vòng đàn hồi, hộp giảm tốc 2 cấp nón - trụ (bánh răng côn - trụ răng thẳng) và bộ truyền xích ống con lăn một dãy dẫn động trục băng tải.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng hệ thống lý thuyết chi tiết máy, nguyên lý máy, sức bền vật liệu, dung sai và kỹ thuật đo theo hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) cùng các tài liệu hướng dẫn tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí (chủ yếu tham khảo tài liệu của Trịnh Chất - Lê Văn Uyển).

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thiết kế kỹ thuật bao gồm:

  • Phương pháp tính toán động học và động lực học: Xác định công suất làm việc yêu cầu trên trục động cơ dựa trên hiệu suất truyền dẫn của các cụm chi tiết; xác định số vòng quay sơ bộ và chọn động cơ điện ba pha đồng bộ từ bảng tra tiêu chuẩn; phân phối tỷ số truyền cho từng cấp giảm tốc.
  • Phương pháp tính toán độ bền chi tiết máy:
    • Bộ truyền bánh răng: Tính toán khoảng cách trục, môđun, kích thước hình học và kiểm nghiệm theo chỉ tiêu độ bền tiếp xúc ($\sigma_H \le [\sigma_H]$), độ bền uốn ($\sigma_F \le [\sigma_F]$) và kiểm tra quá tải ($K_{qt}$).
    • Bộ truyền xích: Xác định bước xích theo điều kiện bền mòn ($P_t \le [P]$), tính số mắt xích, khoảng cách trục, kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây ($i \le [i]$), kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc răng đĩa xích và hệ số an toàn tĩnh ($s \ge [s]$).
    • Hệ thống trục: Xác định đường kính sơ bộ theo ứng suất xoắn cho phép; giải hệ phương trình cân bằng tĩnh học không gian để tìm phản lực liên kết tại các gối đỡ; lập biểu đồ mômen uốn ($M_x, M_y$) và mômen tương đương ($M_{tđ}$); kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại các tiết diện nguy hiểm theo hệ số an toàn tổng hợp ($S_j \ge [s]$); kiểm nghiệm mối ghép then bằng theo độ bền dập ($\sigma_d \le [\sigma_d]$) và độ bền cắt ($\tau_c \le [\tau_c]$).
    • Ổ lăn: Xác định tải trọng quy ước, kiểm nghiệm khả năng tải động ($C_d \le C$) và khả năng tải tĩnh ($Q_t \le C_0$) dựa trên tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay.
  • Nguồn dữ liệu: Các thông số tải trọng và vận tốc từ đề bài thiết kế Đề 7 kết hợp các bảng tra cứu thông số vật liệu, hệ số tải trọng, kích thước ổ lăn, khớp nối và dung sai từ sổ tay thiết kế cơ khí.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống trạm dẫn động băng tải được thiết kế theo cấu trúc chuỗi truyền động cơ khí nối tiếp:

$$\text{Động cơ điện} \xrightarrow{\text{Khớp nối đàn hồi}} \text{Trục I} \xrightarrow{\text{Cặp BR côn}} \text{Trục II} \xrightarrow{\text{Cặp BR trụ}} \text{Trục III} \xrightarrow{\text{Bộ truyền xích}} \text{Trục công tác}$$

Các giải pháp kỹ thuật và kết cấu triển khai bao gồm:

  • Động cơ điện: Động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc kiểu 4A112M4Y3 có công suất định mức $5,5\text{ kW}$, vận tốc quay định mức $1425\text{ vòng/phút}$.
  • Khớp nối: Sử dụng khớp nối trục vòng đàn hồi nối giữa đầu trục động cơ và trục vào (Trục I) của hộp giảm tốc, có khả năng giảm chấn, bù sai lệch tâm trục từ $0,2 \div 0,6\text{ mm}$ và truyền mômen xoắn tính toán $T_t = 65,4\text{ N.m}$.
  • Hộp giảm tốc 2 cấp nón - trụ: Vỏ hộp đúc bằng Gang xám GX15-32, mặt ghép nắp và thân đi qua tâm các trục. Cấp nhanh bố trí cặp bánh răng côn răng thẳng, cấp chậm bố trí cặp bánh răng trụ răng thẳng. Đáy vỏ hộp làm nghiêng dốc $2%$ về phía lỗ tháo dầu.
  • Vật liệu chế tạo:
    • Bánh răng nhỏ và bánh răng lớn trong hộp giảm tốc: Thép 45 tôi cải thiện (độ rắn bánh nhỏ $HB_1 = 245$, bánh lớn $HB_2 = 230$).
    • Đĩa xích: Thép 20X thấm cacbon tôi đạt độ cứng $60\text{ HRC}$.
    • Trục truyền động: Thép 45 thường hóa có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$.
  • Gối đỡ và ổ lăn: Trục I và Trục II lắp ổ đũa côn cỡ trung (mã 7304) để tiếp nhận đồng thời lực hướng tâm và lực dọc trục do bánh răng côn sinh ra; Trục III lắp cặp ổ bi đỡ một dãy cỡ nặng (mã 410).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Chọn động cơ phân phối tỷ số truyền

Chương 1 tính toán công suất cần thiết trên trục động cơ dựa trên các giá trị hiệu suất: khớp nối ($\eta_{kn} = 1$), một cặp ổ lăn ($\eta_{ol} = 0,99$), bánh răng côn kín ($\eta_{brc} = 0,96$), bánh răng trụ kín ($\eta_{brt} = 0,97$) và bộ truyền xích hở ($\eta_x = 0,93$). Hiệu suất chung của hệ thống đạt $\eta = 0,86$, công suất tính toán trên trục động cơ là $P_{đc} = 4,93\text{ kW}$. Tác giả chọn động cơ kiểu 4A112M4Y3 ($P = 5,5\text{ kW}$, $n = 1425\text{ vòng/phút}$). Tỷ số truyền chung của hệ thống $u_{ch} = 29,08$ được phân phối thành: tỷ số truyền bộ truyền xích $u_x = 2$, cấp nhanh bánh răng côn $u_1 = 4,1$ và cấp chậm bánh răng trụ $u_2 = 3,5$.

Thông số Trục động cơ Trục I Trục II Trục III Trục công tác
Công suất $P$ (kW) 4,93 4,88 4,64 4,50 4,23
Tỷ số truyền $u$ - 1 4,1 3,5 2
Số vòng quay $n$ (vg/ph) 1425 1425 347,56 99,3 49,65
Mômen xoắn $T$ (N.mm) 33036,8 32704,56 127494,53 432779,46 813083,7

Chương 2: Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc

Chương này thực hiện thiết kế chi tiết hai cấp bánh răng:

  • Cấp nhanh (Bánh răng côn răng thẳng): Chiều dài côn ngoài $R_e = 137,64\text{ mm}$, môđun vòng ngoài $m_{te} = 2,5\text{ mm}$, chiều rộng vành răng $b = 41,3\text{ mm}$, số răng bánh nhỏ $Z_1 = 26$, số răng bánh lớn $Z_2 = 107$, tỷ số truyền thực $u_m = 4,115$. Ứng suất tiếp xúc tính toán $\sigma_H = 439,8\text{ MPa} < [\sigma_H] = 502,5\text{ MPa}$; ứng suất uốn $\sigma_{F1} = 33,27\text{ MPa} < [\sigma_{F1}]$, $\sigma_{F2} < [\sigma_{F2}]$.
  • Cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng): Khoảng cách trục $a_w = 176\text{ mm}$, môđun tiêu chuẩn $m = 3\text{ mm}$, chiều rộng vành răng $b_w = 55,44\text{ mm}$, số răng bánh dẫn $Z_1 = 26$, số răng bánh bị dẫn $Z_2 = 91$, tỷ số truyền thực $u_m = 3,5$. Ứng suất tiếp xúc tính toán $\sigma_H = 422,17\text{ MPa} < [\sigma_H] = 466,6\text{ MPa}$; ứng suất uốn $\sigma_{F1} = 53,2\text{ MPa} < [\sigma_{F1}] = 217,3\text{ MPa}$, $\sigma_{F2} = 49,36\text{ MPa} < [\sigma_{F2}] = 203,7\text{ MPa}$. Cả hai bộ truyền đều thỏa mãn điều kiện bền uốn, tiếp xúc và quá tải.
Đại lượng hình học Bánh răng côn nhỏ / lớn Bánh răng trụ nhỏ / lớn
Số răng ($Z$) $Z_1 = 26$ / $Z_2 = 107$ $Z_1 = 26$ / $Z_2 = 91$
Môđun ($m$ hoặc $m_{te}$) $2,5\text{ mm}$ $3,0\text{ mm}$
Đường kính vòng chia ($d$ hoặc $d_e$) $59,71\text{ mm}$ / $267,5\text{ mm}$ $78,0\text{ mm}$ / $273,0\text{ mm}$
Đường kính đỉnh răng ($d_a$ hoặc $d_{ae}$) $64,4\text{ mm}$ / $272,2\text{ mm}$ $84,0\text{ mm}$ / $279,0\text{ mm}$
Chiều rộng vành răng ($b$ hoặc $b_w$) $41,3\text{ mm}$ $55,44\text{ mm}$

Chương 3: Thiết kế bộ truyền xích

Chương 3 tính toán bộ truyền xích ống con lăn một dãy:

  • Số răng đĩa xích: đĩa nhỏ $Z_1 = 26$, đĩa lớn $Z_2 = 52$ ($u_x = 2$).
  • Bước xích tiêu chuẩn: $p = 25,4\text{ mm}$. Khoảng cách trục tính toán lại: $a = 1020\text{ mm}$ (ứng với số mắt xích $X = 120$, chiều dài xích $L = 3048\text{ mm}$).
  • Đường kính vòng chia đĩa xích: $d_1 = 210,54\text{ mm}$, $d_2 = 420,67\text{ mm}$.
  • Kiểm nghiệm: Số lần va đập $i = 3,58\text{ lần/s} < [i] = 30\text{ lần/s}$. Hệ số an toàn bền mòn và phá hỏng $s = 48,27 > [s] = 7$. Đĩa xích chế tạo từ Thép 20X thấm C đạt độ cứng $60\text{ HRC}$ thỏa mãn độ bền tiếp xúc ($\sigma_{H1} = 538,4\text{ MPa} < [\sigma_H] = 600\text{ MPa}$). Lực tác dụng của bộ truyền xích lên trục là $F_{rx} = 7015\text{ N}$.

Chương 4: Tính toán thiết kế trục

Tác giả tính toán ba trục truyền động chế tạo bằng Thép 45 thường hóa:

  • Đường kính sơ bộ: Trục I ($d_1 = 20\text{ mm}$), Trục II ($d_2 = 30\text{ mm}$), Trục III ($d_3 = 45\text{ mm}$).
  • Dựa trên khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực, tác giả giải hệ lực không gian xác định phản lực liên kết tại các gối đỡ $A$ và $B$ trên mặt phẳng $Oxz$ và $Oyz$, lập biểu đồ mômen và xác định đường kính tiêu chuẩn tại từng đoạn trục.
  • Kiểm nghiệm độ bền mỏi: Hệ số an toàn tổng hợp $S_j$ tại tất cả các tiết diện nguy hiểm đều nằm trong khoảng từ $1,83$ đến $5,19$, lớn hơn hệ số an toàn cho phép $[s] = 1,5 \div 2,5$.
  • Kiểm nghiệm then bằng: Tất cả các vị trí then tại khớp nối, mayơ bánh răng và đĩa xích đều thỏa mãn điều kiện bền dập ($\sigma_d \le 150\text{ MPa}$) và bền cắt ($\tau_c \le 60 \div 90\text{ MPa}$).
Tiết diện trục Vị trí lắp ráp Đường kính tiêu chuẩn (mm) Kích thước then $b \times h \times t_1$ (mm) Hệ số an toàn mỏi $S_j$
Tiết diện 11 Gối ổ lăn Trục I 17 Không có then 3,44
Tiết diện 12 Vị trí lắp khớp nối 20 $6 \times 6 \times 3,5$ 1,83
Tiết diện 13 Bánh răng côn nhỏ 17 $5 \times 5 \times 3$ 4,47
Tiết diện 21 Bánh răng côn lớn 32 $10 \times 8 \times 5$ 2,02
Tiết diện 22 Bánh răng trụ nhỏ 32 $10 \times 8 \times 5$ 1,98
Tiết diện 31 Gối ổ lăn Trục III 50 Không có then 2,27
Tiết diện 32 Bánh răng trụ lớn 52 $16 \times 10 \times 6$ 5,19

Chương 5: Tính toán chọn ổ lăn

Thời gian làm việc tính toán của ổ lăn trên các trục là $L_h = 24.000\text{ giờ}$. Kết quả tính chọn:

  • Trục I: Lắp ổ đũa côn cỡ trung ký hiệu 7304 ($d = 20\text{ mm}, D = 52\text{ mm}, B = 15\text{ mm}, C = 25\text{ kN}, C_0 = 16,6\text{ kN}$). Tải động quy ước $Q_0 = 2216,73\text{ N}$, khả năng tải động tính toán $C_d = 21,85\text{ kN} < C$, tải tĩnh quy ước $Q_t = 2,22\text{ kN} < C_0$.
  • Trục II: Lắp ổ đũa côn cỡ trung ký hiệu 7304 ($d = 20\text{ mm}, C = 25\text{ kN}, C_0 = 16,6\text{ kN}$). Tải động quy ước $Q_0 = 3323,63\text{ N}$, khả năng tải động tính toán $C_d = 21,44\text{ kN} < C$, tải tĩnh quy ước $Q_t = 3,32\text{ kN} < C_0$.
  • Trục III: Lắp ổ bi đỡ một dãy cỡ nặng ký hiệu 410 ($d = 50\text{ mm}, D = 130\text{ mm}, B = 31\text{ mm}, C = 68,5\text{ kN}, C_0 = 53\text{ kN}$). Lực hướng tâm $F_{r1} = 9625,73\text{ N}$, khả năng tải động tính toán $C_d = 50,34\text{ kN} < C = 68,5\text{ kN}$.

Chương 6: Chọn khớp nối

Tác giả lựa chọn khớp nối trục vòng đàn hồi để liên kết trục động cơ với Trục I của hộp giảm tốc. Với hệ số chế độ làm việc $k = 2$ (máy công tác là xích tải), mômen xoắn tính toán là $T_t = 65,4\text{ N.m}$. Kích thước khớp nối chọn theo tiêu chuẩn gồm: đường kính ngoài $D = 100\text{ mm}$, đường kính lắp trục $d = 20\text{ mm}$, chiều dài mayơ $l = 50\text{ mm}$, đường kính tâm vòng chốt $D_0 = 71\text{ mm}$, số lượng chốt $Z = 6$. Ứng suất dập trên vòng cao su và ứng suất uốn trên chốt nối đều nằm trong giới hạn cho phép ($[\sigma]_d = 2 \div 4\text{ MPa}$, $[\sigma]_u = 60 \div 80\text{ MPa}$).

Chương 7: Thiết kế vỏ hộp và các chi tiết của hộp giảm tốc

Vỏ hộp giảm tốc được thiết kế đúc bằng gang xám GX15-32. Kích thước cơ bản của vỏ hộp:

  • Chiều dày thân hộp: $\delta = 9\text{ mm}$; Chiều dày nắp hộp: $\delta_1 = 8\text{ mm}$.
  • Gân tăng cứng: Chiều dày $e = 7\text{ mm}$, chiều cao $h = 55\text{ mm}$, góc dốc $2^\circ$.
  • Hệ thống bu lông: Bu lông nền $d_1 = 18\text{ mm}$ (số lượng $Z = 2$ cho mỗi bên), bu lông cạnh ổ $d_2 = 14\text{ mm}$, bu lông ghép bích nắp và thân $d_3 = 12\text{ mm}$, vít ghép nắp ổ $d_4 = 8\text{ mm}$, vít ghép nắp cửa thăm $d_5 = 4\text{ mm}$.
  • Mặt bích: Chiều dày bích thân $S_3 = 21\text{ mm}$, chiều dày bích nắp $S_4 = 20\text{ mm}$, bề rộng mặt đế $q = 69\text{ mm}$.
  • Khe hở an toàn: Giữa bánh răng và thành trong hộp $\ge 8\text{ mm}$, giữa đỉnh bánh răng lớn với đáy hộp $\Delta = 36\text{ mm}$.
  • Chi tiết phụ: Bu lông vòng ren M10 dùng nâng hạ hộp giảm tốc có khối lượng ước tính $Q \approx 258\text{ kg}$.

Chương 8: Bôi trơn, điều chỉnh ăn khớp và dung sai lắp ghép

Chương 8 tổng hợp các chỉ dẫn kỹ thuật vận hành:

  • Bôi trơn: Bánh răng trong hộp giảm tốc được bôi trơn ngâm dầu; bộ truyền xích ngoài được bôi trơn định kỳ. Hộp giảm tốc bố trí que thăm dầu và nút tháo dầu ở đáy.
  • Điều chỉnh ăn khớp: Điều chỉnh vị trí ăn khớp của cặp bánh răng côn và khe hở trục của ổ đũa côn thông qua việc thêm bớt các tấm đệm kim loại dưới nắp ổ.
  • Dung sai lắp ghép: Chọn kiểu lắp trung gian có độ dôi nhẹ cho then và vòng trong ổ lăn trên trục ($k6$), dung sai lắp ghép nắp ổ và vòng ngoài ổ lăn vào vỏ hộp theo hệ thống lỗ cơ bản.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành quy trình tính toán thiết kế trọn vẹn cho trạm dẫn động băng tải công suất $4,6\text{ kW}$ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

Các kết quả kỹ thuật định lượng đạt được:

  • Xác lập bộ thông số động học chính xác trên 4 cấp trục, đồng bộ hóa số vòng quay đầu ra $n_{ct} = 49,65\text{ vòng/phút}$ so với yêu cầu ban đầu $49\text{ vòng/phút}$ (sai lệch dưới $1,5%$).
  • Hoàn thiện tính toán kích thước và kiểm nghiệm độ bền cho 2 cấp bánh răng (côn $m_{te} = 2,5\text{ mm}$, trụ $m = 3\text{ mm}$) và bộ truyền xích 1 dãy ($p = 25,4\text{ mm}$, 120 mắt xích).
  • Xác định chi tiết kết cấu 3 trục truyền động, kiểm nghiệm hệ số an toàn mỏi tại tất cả các điểm tập trung ứng suất đạt yêu cầu ($S_j = 1,83 \div 5,19$).
  • Lựa chọn chính xác ổ đũa côn 7304 cho Trục I, Trục II và ổ bi đỡ 410 cho Trục III, đảm bảo tuổi thọ $24.000\text{ giờ}$ làm việc.
  • Đưa ra bản thông số kết cấu vỏ hộp đúc GX15-32 với hệ thống bu lông định vị, nắp ổ và bích ghép hoàn chỉnh.

Về mặt đóng góp, đồ án hệ thống hóa phương pháp tính toán hệ dẫn động cơ khí phức tạp kết hợp giữa bánh răng côn răng thẳng, bánh răng trụ răng thẳng và bộ truyền xích ngoài, tuân thủ chặt chẽ tiêu chuẩn TCVN và giáo trình thiết kế máy.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Phạm vi đồ án dừng lại ở mức độ tính toán giải tích lý thuyết và tra bảng tiêu chuẩn trên giấy, chưa kiểm chứng trạng thái biến dạng và phân bố ứng suất của trục và vỏ hộp bằng các phương pháp mô phỏng số (FEA).
  • Chưa xây dựng mô hình mô phỏng động lực học 3D hoàn chỉnh để kiểm tra va đập thực tế trong điều kiện làm việc rung động của băng tải.

Hướng phát triển và hoàn thiện:

  • Ứng dụng các phần mềm CAD/CAE chuyên dụng (như SolidWorks, Autodesk Inventor, ANSYS) để xây dựng mô hình không gian 3D, mô phỏng quá trình ăn khớp động học và phân tích phần tử hữu hạn cho kết cấu vỏ hộp và hệ thống trục.
  • Lập bảng quy trình công nghệ chế tạo chi tiết máy (gia công bánh răng côn, tiện trục, đúc vỏ hộp) phục vụ cho việc triển khai sản xuất thực tế.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án là nguồn tư liệu tham khảo cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ khí Ô tô, Cơ điện tử và Kỹ thuật Giao thông khi thực hiện đồ án môn học Chi tiết máy, Đồ án Thiết kế hệ dẫn động cơ khí hoặc Đồ án tốt nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế máy cơ sở tham khảo phương pháp tính toán giải tích cho hộp giảm tốc nón - trụ 2 cấp kết hợp bộ truyền xích ngoài và khớp nối đàn hồi.
  • Các phần có giá trị tham khảo cao nhất: Quy trình phân phối tỷ số truyền tối ưu cho hộp giảm tốc nón - trụ, phương pháp xác định lực tác dụng trong không gian của bánh răng côn răng thẳng và bài toán kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục chịu tải trọng phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ điện được lựa chọn trong đồ án có mã hiệu và thông số kỹ thuật là gì?
Động cơ được chọn là động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha kiểu 4A112M4Y3, có công suất định mức $5,5\text{ kW}$ và vận tốc quay đồng bộ $1425\text{ vòng/phút}$.

2. Vì sao trục I và trục II lại sử dụng ổ đũa côn mã 7304 thay vì ổ bi thông thường?
Trục I và Trục II lắp cặp bánh răng côn răng thẳng, quá trình ăn khớp sinh ra lực dọc trục lớn ($F_a$). Ổ đũa côn cỡ trung mã 7304 ($d = 20\text{ mm}, C = 25\text{ kN}$) được chọn để tiếp nhận đồng thời cả lực hướng tâm ($F_r$) và lực dọc trục ($F_a$), đồng thời tăng cường độ cứng vững cho gối đỡ bánh răng côn.

3. Tỷ số truyền chung của hệ thống dẫn động được phân phối cụ thể như thế nào?
Tỷ số truyền chung thực tế $u_{ch} = 29,08$ được phân phối thành 3 cấp: bộ truyền xích ngoài $u_x = 2$, cấp nhanh bánh răng côn răng thẳng $u_1 = 4,1$, và cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng $u_2 = 3,5$.

4. Khối lượng ước tính của hộp giảm tốc và quy cách bu lông vòng nâng hạ là bao nhiêu?
Dựa trên khoảng cách trục cấp chậm $a_w = 176\text{ mm}$ và chiều dài côn ngoài $R_e = 125,53\text{ mm}$, khối lượng ước tính của hộp giảm tốc là $Q \approx 258\text{ kg}$. Để nâng hạ và vận chuyển, hộp được bố trí bu lông vòng tiêu chuẩn có kích thước ren M10.

5. Vật liệu sử dụng để chế tạo các cặp bánh răng và đĩa xích là gì?
Bánh răng cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc được chế tạo bằng Thép 45 tôi cải thiện (bánh nhỏ đạt $245\text{ HB}$, bánh lớn đạt $230\text{ HB}$). Đĩa xích làm bằng Thép 20X được thấm cacbon và tôi đạt độ cứng bề mặt $60\text{ HRC}$.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế trạm dẫn động băng tải" của sinh viên Nguyễn Tấn Lập đã giải quyết trọn vẹn và logic các nội dung tính toán động học, động lực học và thiết kế kết cấu cơ khí cho hệ dẫn động công suất $4,6\text{ kW}$. Các bước tính toán từ chọn động cơ, thiết kế bộ truyền bánh răng nón - trụ, bộ truyền xích, tính trục, chọn ổ lăn đến kết cấu vỏ hộp đều tuân thủ các chỉ tiêu sức bền tiếp xúc, độ bền uốn, độ bền mỏi và tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN. Toàn bộ thông số thiết kế được trình bày nhất quán, mang lại giá trị tham khảo thực tế cho sinh viên và kỹ thuật viên ngành kỹ thuật cơ khí.