Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án môn học Chi tiết máy với đề tài "Thiết kế hệ hộp giảm tốc hai cấp (hộp khai triển)" được thực hiện bởi sinh viên Lê Xuân Kính dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Văn Sinh tại Khoa Cơ khí Chế tạo, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh (hoàn thành ngày 25 tháng 11 năm 2015). Đồ án đóng vai trò là học phần tổng hợp kiến thức chuyên môn ngành cơ khí chế tạo máy, nhằm rèn luyện cho sinh viên kỹ năng tính toán, thiết kế hệ thống truyền động cơ khí ứng dụng trong thực tế sản xuất công nghiệp.

Mục tiêu cốt lõi của đồ án là hoàn thành quy trình tính toán động học, động lực học và thiết kế kết cấu hệ thống truyền động cho trạm dẫn động băng tải làm việc hai chiều với phụ tải thay đổi. Các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể được triển khai theo trình tự văn bản gồm:

  1. Tính chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền cho toàn hệ thống dẫn động.
  2. Xác định các thông số công suất, số vòng quay và mômen xoắn trên từng trục.
  3. Tính toán, thiết kế bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (bộ truyền đai thang).
  4. Tính toán, thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc (bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh và cấp chậm).
  5. Xác định kết cấu không gian hộp, tính toán thiết kế trục, giải phóng liên kết tìm phản lực gối đỡ, vẽ biểu đồ nội lực và kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục tại các tiết diện nguy hiểm.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống dẫn động cơ khí bao gồm động cơ điện, bộ truyền đai ngoài hộp, hộp giảm tốc hai cấp dạng khai triển (đồng phẳng), khớp nối trục và tang băng tải. Phạm vi tính toán thiết kế được xác lập dựa trên các thông số ban đầu cố định:

  • Lực kéo băng tải: $P = 5500 \text{ N}$.
  • Vận tốc băng tải: $v = 2 \text{ m/s}$.
  • Đường kính tang dẫn: $D = 350 \text{ mm}$.
  • Đặc tính tải trọng: Phụ tải thay đổi, bộ truyền làm việc 2 chiều.
  • Thời gian phục vụ thiết kế: $T = 5 \text{ năm}$, mỗi năm làm việc 300 ngày, mỗi ngày vận hành 8 giờ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Văn bản xây dựng hệ thống tính toán dựa trên cơ sở giáo trình và tài liệu tiêu chuẩn "Thiết kế chi tiết máy" (TKCTM). Toàn bộ các công thức động học, xác định tải trọng, tính toán độ bền tiếp xúc, độ bền uốn, độ bền tĩnh quá tải và kiểm nghiệm mỏi trục đều dẫn chiếu trực tiếp từ các bảng tra cứu thực nghiệm và công thức kinh nghiệm cơ khí.

Phương pháp nghiên cứu và thực hiện đồ án bao gồm:

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp động học máy: Xác định công suất cần thiết trên trục động cơ từ công suất làm việc trên trục tang thông qua tích hiệu suất của các bộ truyền và cặp ổ lăn; phân phối tỷ số truyền chung cho các cấp truyền động.
  • Phương pháp tính toán cơ học tiếp xúc và độ bền mỏi: Tính toán ứng suất tiếp xúc cho phép $[\sigma_H]$ và ứng suất uốn cho phép $[\sigma_F]$ có xét đến số chu kỳ làm việc tương đương ($N_{tđ}$), số chu kỳ cơ sở ($N_0$), hệ số tải trọng động ($K_d$), hệ số tập trung tải trọng ($K_{tt}$) và đặc tính làm việc hai chiều đổi dấu.
  • Phương pháp cân bằng tĩnh học và vẽ biểu đồ nội lực: Tách từng trục thành các sơ đồ dầm tĩnh định trong không gian; chiếu các lực ăn khớp và lực căng đai lên hai mặt phẳng tọa độ vuông góc ($xOz$ và $yOz$); lập phương trình mômen tại các gối đỡ để xác định phản lực liên kết; vẽ biểu đồ mômen uốn $M_x, M_y$ và mômen xoắn $M_z$ nhằm xác định mômen tương đương $M_{tđ}$.
  • Phương pháp kiểm nghiệm hệ số an toàn: Đánh giá độ bền mỏi của trục tại tiết diện lắp then dựa trên tỷ số giới hạn mỏi mòn uốn, mỏi xoắn và hệ số tập trung ứng suất thực tế.

Nguồn dữ liệu sử dụng hoàn toàn là các bảng tra cứu tiêu chuẩn kỹ thuật trong sách TKCTM: bảng hiệu suất các loại bộ truyền và ổ lăn, bảng kích thước tiết diện đai thang tiêu chuẩn, bảng cơ tính thép 45 sau tôi cải thiện hoặc thường hóa, bảng hệ số dạng răng, và bảng dung sai then bằng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I – Tính chọn động cơ, phân phối tỉ số truyền

Chương I tập trung giải quyết bài toán xác định nguồn động lực và động học của toàn bộ trạm dẫn động. Từ yêu cầu lực kéo $P = 5500 \text{ N}$ và vận tốc $v = 2 \text{ m/s}$, công suất tính toán trên trục máy công tác được xác định. Hiệu suất truyền động chung được tính bằng tích hiệu suất các thành phần: bộ truyền đai ($\eta_{pđ} = 0,96$), hai cặp bánh răng trụ ($\eta_{br} = 0,97$), bốn cặp ổ lăn ($\eta_{ol} = 0,995$) và khớp nối trục ($\eta_{kn} = 1$). Kết quả xác định công suất cần thiết trên trục động cơ là $P_{ct} = 9,38 \text{ kW}$.

Số vòng quay trên trục tang dẫn: $$n_t = \frac{60 \cdot 1000 \cdot v}{\pi \cdot D} = \frac{60 \cdot 1000 \cdot 2}{3,14 \cdot 350} \approx 110 \text{ vg/ph}$$

Dựa trên việc chọn sơ bộ tỷ số truyền hộp giảm tốc hai cấp $i_{hgt} = 9$ và tỷ số truyền đai $i_đ = 3$, số vòng quay sơ bộ của động cơ là $n_{sb} = 2970 \text{ vg/ph}$. Tác giả lựa chọn động cơ điện có công suất danh định $P_{đm} = 10 \text{ kW} \ge P_{ct}$ và số vòng quay danh định $N_{đc} = 2920 \text{ vg/ph}$.

Tỷ số truyền chung thực tế của hệ thống là $i_c = \frac{2920}{110} = 26,5$. Phân phối tỷ số truyền được thiết lập với bộ truyền đai $i_đ = 3$, tỷ số truyền hộp giảm tốc $i_{hgt} = 8,8$. Với tỷ lệ cấp nhanh $i_{nh} = (1,2 \div 1,3) i_{ch}$, tác giả chọn tỷ số truyền cấp nhanh $i_{nh} = 3,3$ và cấp chậm $i_{ch} = 2,7$. Thông số động lực học phân bố trên các trục được tổng hợp tại Bảng 1 của văn bản:

Thông số Trục động cơ Trục I Trục II Trục III Trục IV
Tỷ số truyền ($i$) - 3 3,3 2,7 1
Số vòng quay ($n$, vg/ph) 2970 990 300 111 111
Công suất ($P$, kW) 9,38 8,95 8,63 8,32 8,32
Mômen xoắn ($M$, N.mm) 310161,2 86335,84 280352,8 710062,5 710062,5

Chương II – Thiết kế bộ truyền trong và bộ truyền ngoài hộp giảm tốc

Nội dung chương II được chia thành ba phần tính toán chi tiết cho ba cụm truyền động chính:

A: Thiết kế bộ truyền ngoài hộp giảm tốc (Bộ truyền bằng đai)

Do yêu cầu truyền động êm và làm việc trong môi trường ẩm ướt, bộ truyền đai thang làm bằng chất liệu vải cao su được lựa chọn. Tác giả chọn đai hình thang loại A có các kích thước hình học tiêu chuẩn: chiều rộng mặt trên $a = 13 \text{ mm}$, chiều rộng tính toán $a_0 = 11 \text{ mm}$, chiều cao $h = 8 \text{ mm}$, khoảng cách trọng tâm $h_0 = 2,8 \text{ mm}$, diện tích tiết diện $F = 81 \text{ mm}^2$.

  • Đường kính bánh đai nhỏ chọn tiêu chuẩn $D_1 = 160 \text{ mm}$.
  • Đường kính bánh đai lớn tính toán $D_2 = i_đ \cdot D_1 \cdot (1 - 0,02) = 470,4 \text{ mm}$, quy chuẩn chọn $D_2 = 450 \text{ mm}$.
  • Tỷ số truyền thực tế $i_t = 2,87$, dẫn đến sai lệch tỷ số truyền $\Delta u = 4% \le 5%$, đạt yêu cầu kỹ thuật.
  • Chiều dài đai sơ bộ xác định theo khoảng cách trục sơ bộ $A = 450 \text{ mm}$ là $L = 1904,9 \text{ mm}$. Tác giả chọn chiều dài đai quy chuẩn $L = 2500 \text{ mm}$, từ đó nghiệm lại khoảng cách trục chính xác là $A \approx 757 \text{ mm}$.
  • Vận tốc đai đạt $v_đ = 24,86 \text{ m/s}$.
  • Số đai yêu cầu tính ra 4,13 sợi; làm tròn chọn $Z = 4$ đai. Chiều rộng bánh đai xác định $B = 68 \text{ mm}$.
  • Lực căng ban đầu của mỗi đai $S_0 = 97,2 \text{ N}$, tổng lực tác dụng lên trục $R_{pđ} = 1145 \text{ N}$.

B: Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh (Bánh răng trụ răng thẳng)

  • Vật liệu: Cả hai bánh đều dùng thép 45 tôi cải thiện. Bánh nhỏ có độ rắn $HB = 220$, giới hạn bền kéo $\sigma_{bk} = 850 \text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 450 \text{ N/mm}^2$. Bánh lớn có độ rắn $HB = 190$.
  • Ứng suất cho phép: Ứng suất tiếp xúc bánh nhỏ $[\sigma_H]_1 = 572 \text{ N/mm}^2$, bánh lớn $[\sigma_H]_2 = 494 \text{ N/mm}^2$.
  • Khoảng cách trục sơ bộ tính toán $A_{sb} \ge 160 \text{ mm}$. Vận tốc vòng $v = 3,8 \text{ m/s}$, lựa chọn cấp chính xác chế tạo là cấp 8.
  • Thông số ăn khớp: Chọn mô đun pháp tuyến $m = 2 \text{ mm}$. Số răng bánh nhỏ $Z_1 = 37$, số răng bánh lớn $Z_2 = 123$. Khoảng cách trục tính lại $A = 160 \text{ mm}$.
  • Chiều rộng vành răng: Bánh dẫn $b_1 = 48 \text{ mm}$, bánh bị dẫn $b_2 = 42 \text{ mm}$.
  • Kích thước hình học: Đường kính vòng chia $d_{c1} = 74 \text{ mm}, d_{c2} = 246 \text{ mm}$; đường kính đỉnh răng $D_{e1} = 78 \text{ mm}, D_{e2} = 250 \text{ mm}$; đường kính đáy răng $D_{i1} = 69 \text{ mm}, D_{i2} = 241 \text{ mm}$.
  • Lực tác dụng khi ăn khớp: Lực vòng tiếp tuyến $P_1 = 2333,4 \text{ N}$, lực hướng tâm $P_{r1} = 850 \text{ N}$, lực dọc trục $P_a = 0$ (do dùng răng thẳng).
  • Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc quá tải, ứng suất uốn quá tải đều thỏa mãn điều kiện bền.

C: Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng)

  • Vật liệu: Thép 45 tôi cải thiện. Bánh nhỏ có độ rắn $HB = 240$, bánh lớn $HB = 210$. Giới hạn bền $\sigma_{bk} = 850 \text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 450 \text{ N/mm}^2$.
  • Ứng suất cho phép: Bánh nhỏ đạt $[\sigma_H]_3 = 624 \text{ N/mm}^2$, bánh lớn $[\sigma_H]_4 = 546 \text{ N/mm}^2$.
  • Khoảng cách trục sơ bộ $A_{sb} = 200 \text{ mm}$. Vận tốc vòng $v = 0,658 \text{ m/s}$, lựa chọn cấp chính xác chế tạo là cấp 9.
  • Thông số ăn khớp: Mô đun $m = 2 \text{ mm}$. Số răng bánh dẫn $Z_3 = 55$, bánh bị dẫn $Z_4 = 145$. Khoảng cách trục chuẩn xác $A = 200 \text{ mm}$.
  • Chiều rộng vành răng: $b_3 = 60 \text{ mm}, b_4 = 55 \text{ mm}$.
  • Kích thước hình học: Đường kính chia $d_{c3} = 110 \text{ mm}, d_{c4} = 290 \text{ mm}$; đường kính đỉnh $D_{e3} = 115 \text{ mm}, D_{e4} = 294 \text{ mm}$; đường kính đáy $D_{i3} = 105 \text{ mm}, D_{i4} = 285 \text{ mm}$.
  • Lực ăn khớp: Lực hướng tâm $P_{r3} = 1873,2 \text{ N}$.
  • Kiểm nghiệm ứng suất uốn và quá tải tiếp xúc đều nằm trong phạm vi cho phép.

Phần IV – Tính toán trục

Phần này triển khai việc chọn vật liệu trục, dựng sơ đồ kết cấu hộp giảm tốc để định khoảng cách đặt lực, xác định phản lực gối đỡ, mômen uốn, xoắn và kiểm tra hệ số an toàn mỏi.

  • Vật liệu chế tạo các trục: Thép 45 thường hóa có giới hạn bền $\sigma_{bk} = 600 \text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 300 \text{ N/mm}^2$.
  • Kích thước kết cấu trục và khoảng cách định vị: Khe hở giữa các bánh răng 12 mm; khoảng cách từ thành trong vỏ hộp đến mặt bên ổ lăn 10 mm; chiều rộng ổ lăn trục I là 17 mm, trục II là 21 mm, trục III là 27 mm; khe hở mặt bên bánh đai và đầu bu lông 15 mm; chiều cao nắp và đầu bu lông 16 mm.
  • Trục I: Chịu lực căng đai $R_{pđ} = 1145 \text{ N}$, lực vòng $P_1 = 2333,4 \text{ N}$, lực hướng tâm $P_{r1} = 850 \text{ N}$. Các khoảng cách nhịp $l = 73,5 \text{ mm}, a_1 = 54,5 \text{ mm}, b_1 + c_1 = 124,5 \text{ mm}$. Phản lực gối đỡ xác định được $R_{By} = 211,4 \text{ N}$, $R_{Ay} = 2206,4 \text{ N}$. Đường kính tính toán tại tiết diện nguy hiểm $n-n$ và $m-m$: chọn đường kính danh nghĩa $d_{n-n} = 35 \text{ mm}$ và $d_{m-m} = 40 \text{ mm}$.
  • Trục II: Chịu các lực ăn khớp từ bánh răng cấp nhanh và cấp chậm ($P_2, P_{r2} = 837,5 \text{ N}, P_3, P_{r3} = 1873,2 \text{ N}$). Các khoảng nhịp $a_2 = 56,5 \text{ mm}, b_2 = 66 \text{ mm}, c_2 = 62,5 \text{ mm}$. Phản lực gối đỡ tính được $R_{Dy} = 984,5 \text{ N}, R_{Cy} = 51,2 \text{ N}$. Đường kính trục tại các đoạn lắp bánh răng chọn $d_{e-e} = 45 \text{ mm}$ và $d_{i-i} = 50 \text{ mm}$.
  • Trục III: Chịu tác dụng của lực khớp nối và lực ăn khớp cấp chậm ($P_4, P_{r4} = 1872,4 \text{ N}$). Nhịp trục $a_3 + b_3 = 125,5 \text{ mm}, c_3 = 65,5 \text{ mm}$. Phản lực gối đỡ $R_{Fy} = 1230,3 \text{ N}, R_{Ey} = 642,1 \text{ N}$. Tiết diện chịu tải lớn nhất chọn đường kính $d_3 = 58 \text{ mm}$.
  • Kiểm nghiệm chính xác trục: Văn bản thiết lập công thức tính hệ số an toàn mỏi tổng hợp $n = \frac{n_\sigma \cdot n_\tau}{\sqrt{n_\sigma^2 + n_\tau^2}} \ge [n] = 1,5 \div 2,5$. Tại tiết diện $m-m$ trên trục I ($d = 40 \text{ mm}$), kích thước rãnh then chọn $b \times h = 12 \times 8 \text{ mm}$, mômen cản uốn $W = 5510 \text{ mm}^3$, mômen cản xoắn $W_0 = 11790 \text{ mm}^3$.

Thiết kế kỹ thuật và tính toán hệ thống

Thiết kế kỹ thuật của hệ thống dẫn động được cụ thể hóa bằng các bảng thông số chế tạo chi tiết cho từng bộ truyền và các ngõng trục, phục vụ trực tiếp cho khâu lập bản vẽ kỹ thuật:

Bảng tổng hợp thông số bộ truyền bánh răng cấp nhanh và cấp chậm

Thông số hình học và cơ tính Bộ truyền cấp nhanh (Bảng 2.1B) Bộ truyền cấp chậm (Bảng 2.2B)
Loại bánh răng Bánh răng trụ răng thẳng Bánh răng trụ răng thẳng
Mô đun pháp tuyến ($m$, mm) 2 2
Số răng bánh dẫn / bánh bị dẫn $Z_1 = 37$ / $Z_2 = 123$ $Z_3 = 55$ / $Z_4 = 145$
Khoảng cách trục ($A$, mm) 160 200
Chiều rộng vành răng bánh dẫn / bị dẫn (mm) $b_1 = 48$ / $b_2 = 42$ $b_3 = 60$ / $b_4 = 55$
Đường kính vòng chia ($d_c$, mm) $d_{c1} = 74$ / $d_{c2} = 246$ $d_{c3} = 110$ / $d_{c4} = 290$
Đường kính vòng đỉnh ($D_e$, mm) $D_{e1} = 78$ / $D_{e2} = 250$ $D_{e3} = 115$ / $D_{e4} = 294$
Đường kính vòng chân ($D_i$, mm) $D_{i1} = 69$ / $D_{i2} = 241$ $D_{i3} = 105$ / $D_{i4} = 285$
Chiều cao răng ($h$, mm) 4,5 4,5
Độ hở hướng tâm ($c$, mm) 0,5 0,5
Góc ăn khớp ($\alpha_0$) $20^\circ$ $20^\circ$
Cấp chính xác chế tạo Cấp 8 Cấp 9

Bảng thông số kết cấu và kích thước các trục

Vị trí trục Vật liệu chế tạo Đường kính danh nghĩa các đoạn trục (mm) Chiều rộng ổ lăn dự kiến ($B$, mm)
Trục I (Trục vào) Thép 45 thường hóa $d_{n-n} = 35$; $d_{m-m} = 40$ 17
Trục II (Trung gian) Thép 45 thường hóa $d_{e-e} = 45$; $d_{i-i} = 50$ 21
Trục III (Trục ra) Thép 45 thường hóa $d_3 = 50$ (sơ bộ) $\rightarrow$ $d_{max} = 58$ 27

Quy trình tính toán hệ thống tuân thủ chu trình khép kín: Tính sơ bộ kết cấu $\rightarrow$ Phân tích lực tác dụng $\rightarrow$ Kiểm nghiệm ứng suất bền tiếp xúc, uốn và quá tải $\rightarrow$ Xác định kích thước tinh chỉnh.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả kỹ thuật định lượng cụ thể:

  • Xác lập hoàn chỉnh chuỗi động học của trạm dẫn động băng tải: Chọn động cơ điện công suất $10 \text{ kW}$, vận tốc đồng bộ $2920 \text{ vg/ph}$, đáp ứng yêu cầu công suất cần thiết $9,38 \text{ kW}$.
  • Phân phối hợp lý tỷ số truyền toàn hệ thống $i_c = 26,5$ qua 3 cấp giảm tốc: bộ truyền đai ngoài hộp ($i_đ = 3$), bộ truyền cấp nhanh ($i_{nh} = 3,3$), bộ truyền cấp chậm ($i_{ch} = 2,7$).
  • Tính toán đầy đủ thông số kết cấu của bộ truyền đai thang loại A (gồm 4 sợi đai, $L = 2500 \text{ mm}, A \approx 757 \text{ mm}$) và hai bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng với mô đun tiêu chuẩn $m = 2 \text{ mm}$, khoảng cách trục lần lượt là $160 \text{ mm}$ và $200 \text{ mm}$.
  • Xác định tải trọng tác dụng, phản lực gối tựa và đường kính các đoạn trục: Trục I ($35 \text{ mm}, 40 \text{ mm}$), Trục II ($45 \text{ mm}, 50 \text{ mm}$), Trục III ($58 \text{ mm}$).
  • Đóng góp tự nêu của tác giả: Đồ án giúp hệ thống hóa toàn bộ kiến thức chuyên ngành cơ khí chế tạo, làm quen với quy trình tính toán thiết kế máy từ yêu cầu công nghệ thực tế và chuẩn bị năng lực giải quyết các bài toán chế tạo thiết bị cơ khí sau khi ra trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án được tác giả thẳng thắn thừa nhận trong lời nói đầu: Do lần đầu tiên làm quen với công việc tính toán thiết kế kỹ thuật mang tính tổng hợp, khối lượng kiến thức lớn nên còn những mảng chưa nắm vững, bài làm khó tránh khỏi những sai sót số học hoặc thiếu sót trong các bước triển khai. Ngoài ra, phần văn bản cung cấp mới chỉ dừng lại ở bước lập biểu thức kiểm nghiệm bền mỏi cho trục I tại tiết diện $m-m$, chưa hoàn thiện trọn vẹn việc tính toán chọn ổ lăn, bôi trơn làm mát hộp giảm tốc và thiết kế thân vỏ hộp.

Hướng hoàn thiện tiếp theo dựa trên phạm vi nghiên cứu bao gồm:

  • Tiếp thu ý kiến đánh giá của giảng viên hướng dẫn để rà soát, chỉnh lý các sai số tính toán.
  • Hoàn thiện phần tính toán chọn mã hiệu ổ lăn, tính then và kiểm tra độ bền tĩnh then trên tất cả các trục.
  • Triển khai thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc và xây dựng bản vẽ lắp ráp tổng thể cùng các bản vẽ chế tạo chi tiết máy.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án này có giá trị tham khảo hữu ích đối với sinh viên các ngành Cơ khí Chế tạo máy, Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử khi thực hiện đồ án môn học Chi tiết máy, Đồ án Thiết kế hệ thống truyền động cơ khí hoặc Đồ án tốt nghiệp có nội dung liên quan đến trạm dẫn động băng tải.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao nhất trong đồ án gồm:

  • Bảng phân phối công suất, số vòng quay và mômen xoắn qua các trục (Bảng 1).
  • Trình tự mẫu tính toán bộ truyền đai thang và bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng theo tiêu chuẩn độ bền tiếp xúc và uốn của tài liệu TKCTM.
  • Phương pháp lập sơ đồ phân tích lực không gian, quy đổi lực và giải hệ phương trình cân bằng tĩnh học để xác định đường kính trục.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ điện được chọn cho hệ thống dẫn động băng tải có thông số kỹ thuật như thế nào?
Động cơ điện được chọn có công suất danh định $P_{đm} = 10 \text{ kW}$ và tốc độ quay danh định $N_{đc} = 2920 \text{ vg/ph}$, thỏa mãn điều kiện làm việc dài hạn với công suất cần thiết tính toán trên trục động cơ là $P_{ct} = 9,38 \text{ kW}$.

2. Bộ truyền đai ngoài hộp sử dụng quy cách đai nào và khoảng cách trục là bao nhiêu?
Bộ truyền đai sử dụng đai hình thang loại A bằng vải cao su (kích thước tiết diện: $a = 13 \text{ mm}, h = 8 \text{ mm}, F = 81 \text{ mm}^2$), số lượng đai cần thiết là $Z = 4$ đai, chiều dài đai tiêu chuẩn $L = 2500 \text{ mm}$ và khoảng cách trục chính xác sau khi hiệu chỉnh là $A \approx 757 \text{ mm}$.

3. Cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm trong hộp giảm tốc có các thông số ăn khớp cơ bản nào?
Cả hai cặp bánh răng đều dùng răng thẳng có cùng mô đun $m = 2 \text{ mm}$ và góc ăn khớp $20^\circ$. Cấp nhanh có $Z_1 = 37$ răng, $Z_2 = 123$ răng, khoảng cách trục $A = 160 \text{ mm}$; cấp chậm có $Z_3 = 55$ răng, $Z_4 = 145$ răng, khoảng cách trục $A = 200 \text{ mm}$.

4. Vật liệu chế tạo bánh răng và trục được lựa chọn là mác thép nào và chế độ nhiệt luyện ra sao?
Bánh răng cấp nhanh và cấp chậm sử dụng phôi đúc từ thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn $HB < 350$ (bánh nhỏ dao động từ $220 \div 240 \text{ HB}$, bánh lớn từ $190 \div 210 \text{ HB}$). Các trục truyền động sử dụng thép 45 thường hóa có giới hạn bền kéo $\sigma_{bk} = 600 \text{ N/mm}^2$ và giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 300 \text{ N/mm}^2$.

5. Kích thước đường kính ngõng trục tại các vị trí nguy hiểm của ba trục được xác định là bao nhiêu?
Đường kính trục tại các tiết diện tính toán được xác định: Trục I có $d_{n-n} = 35 \text{ mm}$ và $d_{m-m} = 40 \text{ mm}$; Trục II có $d_{e-e} = 45 \text{ mm}$ và $d_{i-i} = 50 \text{ mm}$; Trục III tại tiết diện chịu tải lớn nhất chọn đường kính $d_3 = 58 \text{ mm}$.

Kết luận

Đồ án Chi tiết máy của sinh viên Lê Xuân Kính đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế trạm dẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốc hai cấp khai triển theo đúng trình tự tính toán cơ khí truyền thống. Các kết quả tính toán động lực học, bộ truyền đai thang, hai cặp bánh răng trụ răng thẳng và kết cấu trục đều được định lượng chi tiết, bám sát các tiêu chuẩn trong tài liệu TKCTM. Văn bản là tài liệu học thuật thực hành tiêu biểu cho sinh viên khối ngành kỹ thuật cơ khí trong việc vận dụng lý thuyết vào thiết kế chi tiết máy thực tế.