Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong hệ thống sản xuất công nghiệp hiện đại, các thiết bị vận chuyển liên tục như băng tải đóng vai trò then chốt trong việc tự động hóa dây chuyền, nâng cao năng suất và giải phóng sức lao động. Để băng tải vận hành ổn định với vận tốc và mômen xoắn phù hợp từ nguồn động lực ban đầu, hệ thống dẫn động cơ khí là cụm kết cấu trung gian không thể tách rời. Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải" (Đề số 9, Phương án số 12) do sinh viên Lê Nguyễn Văn Tâm (MSSV: 2112233, Lớp L09, Khoa Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh) thực hiện dưới sự hướng dẫn của giảng viên Lê Thúy Anh vào năm 2023. Đồ án tập trung giải quyết bài toán tính toán thiết kế chi tiết máy và kết cấu hoàn chỉnh cho một trạm dẫn động băng tải công nghiệp.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể theo các nội dung kỹ thuật sau:
- Tính toán chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền cho toàn bộ hệ thống dẫn động.
- Tính toán thiết kế và kiểm nghiệm bộ truyền ngoài (bộ truyền xích ống con lăn).
- Tính toán thiết kế động học, động lực học và kiểm nghiệm độ bền các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc (cấp nhanh bánh răng trụ răng nghiêng phân đôi, cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng).
- Tính toán thiết kế kết cấu trục, tính then và kiểm tra độ bền tĩnh của trục.
- Tính chọn ổ lăn đỡ trục và chọn khớp nối trục đàn hồi.
- Thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc, tính chọn bu lông và các chi tiết phụ trợ bôi trơn, định vị.
- Tra cứu và quy định dung sai, cấp chính xác và kiểu lắp ghép cho các mối ghép cơ khí trong hệ thống.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Trạm dẫn động băng tải cơ khí hoàn chỉnh gồm động cơ điện 3 pha không đồng bộ, nối trục đàn hồi, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp phân đôi cấp nhanh, bộ truyền xích ống con lăn ngoài và bộ phận công tác (xích tải/băng tải).
- Phạm vi thông số làm việc: Lực vòng kéo băng tải $F = 3000\text{ N}$; vận tốc băng tải $v = 2,24\text{ m/s}$; bước xích tải $p_c = 510\text{ mm}$; số răng đĩa xích tải dẫn $Z = 9$ răng.
- Phạm vi thời gian và chế độ tải: Thời hạn phục vụ $L = 4$ năm (chế độ làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca 8 giờ; 167 ngày làm việc/năm theo thông số đề bài và 219 ngày/năm trong tính toán độ bền mỏi). Chiều quay một chiều, đặc tính tải trọng va đập nhẹ, biến thiên theo bậc gồm 3 giai đoạn: $T_1 = T$ (thời gian $t_1 = 51\text{ s}$), $T_2 = 0,3T$ (thời gian $t_2 = 54\text{ s}$), $T_3 = 0,3T$ (thời gian $t_3 = 10\text{ s}$). Sai số vận tốc vòng quay yêu cầu của trục máy công tác không vượt quá $\pm 5%$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán thiết kế
Đồ án được xây dựng trên nền tảng lý thuyết thiết kế máy, cơ học máy, sức bền vật liệu và tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam (TCVN), sử dụng các công thức và bảng tra cứu từ các tài liệu chuyên ngành:
- Giáo trình "Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí" (Tập 1 và Tập 2) của Trịnh Chất và Lê Văn Uyển.
- Giáo trình "Cơ sở thiết kế máy" của Nguyễn Trọng Hiệp.
- Tiêu chuẩn nhà nước về Dung sai và lắp ghép.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật bao gồm:
- Phương pháp cân bằng công suất và động học hệ dẫn động: Xác định công suất tương đương dựa trên chế độ tải thay đổi theo bậc, xác định hiệu suất chung của hệ thống qua hiệu suất các cặp chi tiết nối tiếp (khớp nối $\eta_{kn} = 0,98$, bộ truyền xích $\eta_x = 0,98$, các cặp bánh răng trụ $\eta_{br} = 0,98$, các cặp ổ lăn $\eta_{ol} = 0,995$) để chọn động cơ điện chuẩn và phân chia tỷ số truyền tổng cho các cấp.
- Phương pháp tính toán độ bền tiếp xúc và độ bền uốn theo mỏi: Ứng dụng lý thuyết tiếp xúc Hertz-Belyayev để kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc $\sigma_H \le [\sigma_H]$ và lý thuyết uốn răng của Lewis để kiểm nghiệm ứng suất uốn $\sigma_F \le [\sigma_F]$, có xét đến hệ số chu kỳ làm việc tương đương ($N_{HE}, N_{FE}$), hệ số tải trọng động ($K_v$) và hệ số phân bố không đều tải trọng ($K_\beta, K_\alpha$).
- Phương pháp thiết kế trục theo điều kiện bền mỏi và mômen tương đương: Tính đường kính sơ bộ theo mômen xoắn thuần túy, lập sơ đồ đặt lực trong không gian, vẽ biểu đồ mômen uốn ($M_x, M_y$) và mômen xoắn ($T$), từ đó tính toán mômen tương đương và đường kính tại từng tiết diện lắp ghép.
- Nguồn dữ liệu: Toàn bộ thông số tra cứu về vật liệu (thép C45 tôi cải thiện, thép C45 thường hóa), kích thước tiêu chuẩn đai, xích, môđun bánh răng, ổ lăn, dung sai lắp ghép và kết cấu vỏ hộp đều được trích xuất từ các bảng tra chuẩn kỹ thuật cơ khí.
Thiết kế kỹ thuật và thông số cấu trúc hệ thống
Hệ thống dẫn động được bố trí theo chuỗi truyền động cơ học gồm 5 khối chức năng chính:
| Thứ tự kết nối | Cụm chi tiết/bộ phận | Chức năng kỹ thuật trong hệ thống |
|---|---|---|
| Khối 1 | Động cơ điện 3 pha không đồng bộ | Nguồn động lực cung cấp công suất và mômen quay ban đầu |
| Khối 2 | Nối trục đàn hồi | Khớp nối mềm liên kết trục động cơ với trục vào (trục I) của hộp giảm tốc, giảm va đập |
| Khối 3 | Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi cấp nhanh | Giảm tốc độ quay, tăng mômen xoắn; cấp nhanh dùng răng nghiêng phân đôi cân bằng lực dọc trục, cấp chậm dùng răng thẳng |
| Khối 4 | Bộ truyền xích ống con lăn | Truyền chuyển động từ trục ra (trục III) của hộp giảm tốc đến trục công tác (trục IV) |
| Khối 5 | Xích tải / Bộ phận công tác băng tải | Nhận lực kéo và vận tốc định mức để thực hiện việc vận chuyển vật liệu |
Nội dung chính theo từng chương
PHẦN 1: CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN, PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
Chương này thực hiện xác định công suất cần thiết trên trục động cơ từ các thông số lực kéo $F = 3000\text{ N}$ và vận tốc $v = 2,24\text{ m/s}$. Công suất bộ phận công tác đạt $P_{ct} = 6,72\text{ kW}$. Sau khi xét chế độ tải trọng thay đổi bậc và hiệu suất chung toàn hệ thống qua các cặp ổ lăn, khớp nối, bộ truyền xích và các cặp bánh răng, tác giả chọn kiểu động cơ điện 4A100L2Y3 với các thông số: công suất định mức $P_{đc} = 5,5\text{ kW}$ (hoặc trong tính toán kiểm nghiệm công suất $P_{đc} \ge 4,72\text{ kW}$ đến $8,21\text{ kW}$ tùy bảng kiểm tra chế độ), vận tốc quay định mức $2880\text{ vòng/phút}$ (và $1458\text{ vòng/phút}$ ở bảng tính toán động học chi tiết), hệ số công suất $\cos\varphi = 0,91$, hiệu suất động cơ $\eta% = 87,5%$, tỷ số mômen khởi động $T_K/T_{dn} = 2,0$, tỷ số mômen cực đại $T_{max}/T_{dn} = 2,2$. Tỷ số truyền chung của hệ thống được phân phối cho hộp giảm tốc 2 cấp ($u_1 = 5$ cho cấp nhanh, $u_2 = 2,5$ cho cấp chậm) và bộ truyền xích ngoài ($u_x = 2,3$). Kết quả động học và động lực học trên các trục được phân định cụ thể trên hệ thống 4 trục truyền động.
PHẦN 2: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH ỐNG CON LĂN
Chương này tính toán bộ truyền xích ống con lăn 1 dãy truyền công suất từ trục III sang trục IV:
- Thông số đĩa xích: Số răng đĩa xích nhỏ $z_1 = 25$ răng (chọn số lẻ để xích mòn đều), số răng đĩa xích lớn $z_2 = 58$ răng, tỷ số truyền thực tế $u_x' = 2,32$, sai số tỷ số truyền $\Delta = 0,87%$ (thỏa mãn điều kiện sai số cho phép).
- Kích thước hình học và bước xích: Bước xích chọn tiêu chuẩn $p_c = 38,1\text{ mm}$, đường kính chốt $d_0 = 11,12\text{ mm}$, chiều dài ống $b_0 = 35,46\text{ mm}$. Khoảng cách trục tính toán sơ bộ $a = 1524\text{ mm}$, sau khi tính toán số mắt xích $X = 104$ mắt, khoảng cách trục được hiệu chỉnh chính xác còn $a = 1170\text{ mm}$ (giảm bớt lượng $\Delta a$ để tránh lực căng quá lớn). Chiều dài dây xích đạt $L = 3962,4\text{ mm}$.
- Kiểm nghiệm độ bền: Vận tốc trung bình của xích $v = 1,85\text{ m/s}$, lực vòng có ích $F_t = 4135,14\text{ N}$, lực tác dụng lên trục $F_r = 4755,41\text{ N}$. Hệ số an toàn tĩnh đạt $s = 18,66 > [s] = 8$. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc bản lề xích $\sigma_{H1} = 495,15\text{ MPa} \le [\sigma_H] = 500 \div 600\text{ MPa}$. Đĩa xích sử dụng vật liệu thép 45 tôi cải thiện.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN TRONG HỘP GIẢM TỐC
Chương này thực hiện thiết kế chi tiết hai cặp bánh răng và kiểm tra điều kiện bôi trơn:
- Cặp bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng phân đôi): Vật liệu bánh dẫn và bánh bị dẫn là thép C45 tôi cải thiện (độ rắn $HB_1 = 255\text{ HB}, HB_2 = 240\text{ HB}$). Khoảng cách trục tiêu chuẩn $a_w = 160\text{ mm}$, môđun pháp $m = 2\text{ mm}$. Số răng $z_1 = 21$ răng, $z_2 = 106$ răng ($u = 5,04$, sai số $0,8%$), góc nghiêng răng $\beta = 37,5^\circ$. Bề rộng vành răng bánh dẫn $b_1 = 85\text{ mm}$, bánh bị dẫn $b_2 = 80\text{ mm}$. Cấp chính xác chế tạo là 9. Lực ăn khớp: lực vòng $F_t = 1977,50\text{ N}$, lực hướng tâm $F_r = 907,23\text{ N}$, lực dọc trục $F_a = 1517,39\text{ N}$. Ứng suất tiếp xúc tính toán $\sigma_H = 294,06\text{ MPa} \le [\sigma_H] = 484,5\text{ MPa}$; ứng suất uốn $\sigma_F = 95,88\text{ MPa} \le [\sigma_F] = 294,48\text{ MPa}$ (đều thỏa mãn điều kiện bền).
- Cặp bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng): Vật liệu thép C45 tôi cải thiện ($HB_1 = 255\text{ HB}, HB_2 = 240\text{ HB}$). Khoảng cách trục tiêu chuẩn $a_w = 200\text{ mm}$, môđun $m = 4\text{ mm}$. Số răng $z_3 = 28$ răng, $z_4 = 72$ răng ($u = 2,57$, sai số $\Delta u = 2,8% < 3%$), góc nghiêng $\beta = 0^\circ$, góc ăn khớp $\alpha_w = 20^\circ$. Bề rộng bánh răng $b_3 = 85\text{ mm}, b_4 = 80\text{ mm}$. Lực ăn khớp: $F_t = 4498,91\text{ N}$, lực hướng tâm $F_r = 1637,47\text{ N}$. Ứng suất tiếp xúc tính toán $\sigma_H = 368,96\text{ MPa} \le [\sigma_H] = 403,92\text{ MPa}$ (hoặc $436,05\text{ MPa}$); ứng suất uốn $\sigma_F = 68,26\text{ MPa} \le [\sigma_F] = 294,48\text{ MPa}$.
- Kiểm tra bôi trơn ngâm dầu: Mức dầu ngập sâu trong hộp giảm tốc được tính toán theo điều kiện chênh lệch mức dầu thấp nhất và cao nhất ($H = 123 \div 128\text{ mm} > 90,41\text{ mm}$), bảo đảm bánh răng cấp chậm và cấp nhanh đều được bôi trơn ngâm dầu hợp lý mà không gây tổn hao công suất do khuấy dầu quá mức.
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
Chương này thực hiện thiết kế hình học và kết cấu của 3 trục trong hộp giảm tốc:
- Vật liệu trục: Thép C45 thường hóa có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 340\text{ MPa}$, ứng suất xoắn cho phép $[\tau] = 15 \div 30\text{ MPa}$.
- Đường kính sơ bộ các trục: Trục vào I chọn $d_I = 30\text{ mm}$ (chiều rộng ổ lăn $b_{01} = 19\text{ mm}$); trục trung gian II chọn $d_{II} = 45\text{ mm}$ ($b_{02} = 25\text{ mm}$); trục ra III chọn $d_{III} = 55\text{ mm}$ ($b_{03} = 29\text{ mm}$).
- Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực: Chiều dài các đoạn mayo bánh răng và khớp nối được xác định ($l_{m22} = l_{m24} = 60\text{ mm}, l_{m23} = 85\text{ mm}, l_{m12} = l_{m13} = 45\text{ mm}, l_{m14} = 55\text{ mm}, l_{m33} = 70\text{ mm}, l_{m32} = 80\text{ mm}$). Khoảng cách gối đỡ trên các trục $l_{11} = l_{21} = l_{31} = 290\text{ mm}$; khoảng cách công-xôn trên trục I là $l_{c14} = 67\text{ mm}$ và trên trục III là $l_{c33} = 74,5\text{ mm}$.
PHẦN 5: CHỌN Ổ LĂN VÀ NỐI TRỤC
Phần này trình bày việc lựa chọn ổ lăn đỡ trục I, II, III chịu tải trọng hướng tâm và lực dọc trục phát sinh từ các bộ truyền; tính chọn khớp nối trục vòng đàn hồi nối giữa trục động cơ và trục I của hộp giảm tốc, đồng thời kiểm nghiệm điều kiện bền dập của vòng đàn hồi cao su và điều kiện sức bền của chốt nối.
PHẦN 6: CHỌN THÂN MÁY, BULONG VÀ CÁC CHI TIẾT PHỤ KHÁC
Nội dung chương này bao gồm việc xác định kích thước vỏ hộp giảm tốc đúc (chiều dày thân hộp, nắp hộp, gân tăng cứng, mặt bích ghép thân và nắp), quy cách và đường kính các loại bu lông nền, bu lông cạnh ổ, bu lông nắp ổ; lựa chọn các chi tiết định vị và phụ tùng như chốt định vị hình côn, que thăm dầu kiểm tra mức dầu bôi trơn, nút thông hơi, nút tháo dầu, đai ốc và đệm cánh.
PHẦN 7: DUNG SAI VÀ LẮP GHÉP
Chương này quy định hệ thống dung sai, sai lệch giới hạn và kiểu lắp ghép tiêu chuẩn cho các mối lắp ghép quan trọng trong hộp giảm tốc: mối ghép then bằng với trục và moay-ơ bánh răng, mối lắp ghép vòng trong ổ lăn lên trục, mối lắp ghép vòng ngoài ổ lăn vào thân vỏ hộp, mối lắp ghép nắp ổ, vòng chắn dầu và bạc chặn định vị.
Kết quả tính toán và thông số kỹ thuật chính
Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật và động học then chốt của hệ thống dẫn động băng tải:
| Đại lượng / Thông số kỹ thuật | Ký hiệu | Đơn vị | Trục I (Cấp nhanh) | Trục II (Trung gian) | Trục III (Cấp chậm) | Trục IV (Công tác) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Công suất truyền | $P$ | $\text{kW}$ | 8,05 (hoặc 7,28) | 7,85 (hoặc 7,10) | 7,65 (hoặc 6,92) | 7,46 (hoặc 6,75) |
| Tốc độ quay | $n$ | $\text{vòng/phút}$ | 1458 (hoặc 2880) | 291,6 (hoặc 360) | 116,64 (hoặc 144) | 50,71 (hoặc 62,61) |
| Tỷ số truyền từng cấp | $u$ | - | $u_1 = 5,0$ | - | $u_2 = 2,5$ | $u_x = 2,3$ |
| Mômen xoắn trên trục | $T$ | $\text{Nm}$ | 52,73 (hoặc 24,14) | 257,09 (hoặc 188,26) | 626,35 (hoặc 458,93) | 1404,91 (hoặc 1029,59) |
| Đường kính trục sơ bộ | $d$ | $\text{mm}$ | 30 | 45 | 55 | - |
| Khoảng cách gối đỡ | $l$ | $\text{mm}$ | 290 | 290 | 290 | - |
Bảng tổng hợp kết quả kiểm nghiệm độ bền các bộ truyền:
| Bộ truyền | Loại bộ truyền | Khoảng cách trục ($a_w$) / Bước ($p_c$) | Ứng suất tiếp xúc tính toán ($\sigma_H$) | Ứng suất tiếp xúc cho phép ($[\sigma_H]$) | Ứng suất uốn tính toán ($\sigma_F$) | Ứng suất uốn cho phép ($[\sigma_F]$) | Đánh giá độ bền |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bộ truyền cấp nhanh | Trụ răng nghiêng phân đôi ($m=2\text{ mm}$) | $a_w = 160\text{ mm}$ | $294,06\text{ MPa}$ | $484,5\text{ MPa}$ | $95,88\text{ MPa}$ | $294,48\text{ MPa}$ | Đủ bền tiếp xúc và uốn |
| Bộ truyền cấp chậm | Trụ răng thẳng ($m=4\text{ mm}$) | $a_w = 200\text{ mm}$ | $368,96\text{ MPa}$ | $403,92\text{ MPa}$ | $68,26\text{ MPa}$ | $294,48\text{ MPa}$ | Đủ bền tiếp xúc và uốn |
| Bộ truyền xích ngoài | Xích ống con lăn 1 dãy | $p_c = 38,1\text{ mm}$ ($a=1170\text{ mm}$) | $495,15\text{ MPa}$ | $500 \div 600\text{ MPa}$ | Hệ số an toàn $s=18,66$ | $[s] = 8$ | Đủ bền mỏi tiếp xúc và tĩnh |
Các giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do tác giả đề xuất:
- Sử dụng sơ đồ hộp giảm tốc khai triển phân đôi cấp nhanh với các bánh răng nghiêng có góc nghiêng lớn ($\beta = 37,5^\circ$) nhằm triệt tiêu lực dọc trục tác dụng lên gối đỡ trục trung gian và phân bố đều tải trọng trên hai nhánh răng.
- Giảm khoảng cách trục của bộ truyền xích một lượng $\Delta a = 3,56\text{ mm}$ so với tính toán lý thuyết để duy trì độ võng tự nhiên, tránh xích bị quá căng gây mòn nhanh bản lề và ổ lăn.
- Áp dụng phương pháp bôi trơn ngâm dầu kết hợp với việc kiểm soát chặt chẽ chiều cao mức dầu ($H = 123 \div 128\text{ mm}$) để vừa bôi trơn đầy đủ các cặp bánh răng vừa hạn chế tổn thất ma sát thủy lực.
Đóng góp của đồ án:
- Hoàn thiện một phương án thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí đồng bộ, từ khâu xác lập thông số động học đến bản vẽ kết cấu chi tiết máy, tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam hiện hành.
- Cung cấp bảng dữ liệu tính toán chi tiết, minh bạch về kích thước hình học, tải trọng tác dụng và kiểm nghiệm mỏi cho loại hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh.
Hạn chế và phạm vi ứng dụng
- Phạm vi ứng dụng: Kết quả tính toán thiết kế của đồ án áp dụng trực tiếp cho các hệ thống băng tải tải hàng rời hoặc kiện hàng trong điều kiện làm việc cố định, tải trọng biến đổi theo bậc, môi trường làm việc có che chắn với chế độ bôi trơn định kỳ.
- Hạn chế kỹ thuật trong văn bản: Đồ án thực hiện các bước tính toán dựa trên phương pháp giải tích truyền thống và các công thức bán thực nghiệm theo TCVN, chưa tích hợp mô phỏng số kiểm nghiệm trường ứng suất - biến dạng bằng phần mềm phần tử hữu hạn (FEA) đối với kết cấu vỏ hộp và trục, cũng như chưa khảo sát động học phi tuyến dưới tác động của va đập mạnh ngoài dải khảo sát.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Chế tạo máy khi thực hiện đồ án môn học Chi tiết máy, Đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí hoặc Khóa luận tốt nghiệp về máy vận chuyển liên tục.
- Kỹ sư thiết kế cơ khí cần tra cứu quy trình tính toán hộp giảm tốc bánh răng phân đôi, phương pháp xác định khoảng cách gối đỡ trục hộp giảm tốc 2 cấp, và cách lập bảng dung sai lắp ghép chi tiết máy.
- Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất gồm: quy trình tính toán động học và kiểm nghiệm mỏi bánh răng nghiêng phân đôi ở Phần 3, và phương pháp xác định kích thước định vị gối trục ở Phần 4.
Câu hỏi thường gặp
1. Hộp giảm tốc trong đồ án sử dụng sơ đồ cấu trúc nào và ưu điểm kỹ thuật của sơ đồ đó là gì? Đồ án sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi cấp nhanh. Ưu điểm của sơ đồ này là cặp bánh răng cấp nhanh được chia thành hai nhánh răng nghiêng đối xứng nhau với góc nghiêng $\beta = 37,5^\circ$, giúp triệt tiêu hoàn toàn lực dọc trục tác dụng lên trục trung gian và phân chia tải trọng đều cho các bánh răng, từ đó giảm kích thước chiều rộng tiếp xúc của từng bánh răng.
2. Vật liệu và chế độ nhiệt luyện được lựa chọn cho các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc là gì? Cả hai cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm đều sử dụng vật liệu thép C45 tôi cải thiện. Để đảm bảo khả năng chạy mòn tốt, độ rắn bánh răng dẫn được chọn cao hơn bánh răng bị dẫn: bánh dẫn có độ rắn $HB_1 = 255\text{ HB}$, bánh bị dẫn có độ rắn $HB_2 = 240\text{ HB}$ (thỏa mãn điều kiện $HB_1 \ge HB_2 + (10 \div 15)\text{ HB}$).
3. Thông số cơ bản của bộ truyền xích ngoài hộp giảm tốc đạt được sau khi tính toán là bao nhiêu? Bộ truyền xích ngoài là loại xích ống con lăn 1 dãy có bước xích tiêu chuẩn $p_c = 38,1\text{ mm}$, số răng đĩa xích nhỏ $z_1 = 25$ răng, số răng đĩa xích lớn $z_2 = 58$ răng, khoảng cách trục thực tế $a = 1170\text{ mm}$, số mắt xích $X = 104$ mắt và hệ số an toàn tĩnh đạt $s = 18,66$ (vượt yêu cầu cho phép $[s] = 8$).
4. Điều kiện bôi trơn ngâm dầu của hộp giảm tốc được kiểm tra và thỏa mãn như thế nào? Điều kiện bôi trơn ngâm dầu được kiểm tra qua bất đẳng thức khoảng cách mức dầu $H$: với chiều cao răng $h_2 = 5,625\text{ mm} < 10\text{ mm}$, mức dầu tính toán đạt $H = 123 \div 128\text{ mm}$, lớn hơn giá trị giới hạn tối thiểu yêu cầu là $90,41\text{ mm}$, đảm bảo bánh răng ngập dầu đủ bôi trơn mà không vượt quá $1/3$ bán kính bánh răng bị dẫn cấp chậm.
5. Vật liệu trục và đường kính sơ bộ các trục trong hộp giảm tốc được xác định như thế nào? Các trục được chế tạo từ thép C45 thường hóa có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$ và giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 340\text{ MPa}$. Đường kính sơ bộ được tính theo ứng suất xoắn thuần túy và chọn theo tiêu chuẩn: trục vào I đạt $d_I = 30\text{ mm}$, trục trung gian II đạt $d_{II} = 45\text{ mm}$, trục ra III đạt $d_{III} = 55\text{ mm}$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống dẫn động băng tải" (Đề số 9, Phương án 12) của tác giả Lê Nguyễn Văn Tâm đã giải quyết đầy đủ và nhất quán bài toán thiết kế cơ khí cho một hệ thống truyền động công nghiệp hoàn chỉnh. Qua 7 phần tính toán từ chọn động cơ, tính toán bộ truyền xích, thiết kế hai cấp bánh răng, trục, then, ổ lăn đến kết cấu vỏ hộp và dung sai lắp ghép, các chỉ tiêu về độ bền mỏi tiếp xúc, độ bền uốn và bôi trơn đều được kiểm nghiệm thỏa mãn tiêu chuẩn. Công trình là tài liệu học thuật hoàn chỉnh, thể hiện rõ quy trình thiết kế máy chuẩn mực và mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho sinh viên và kỹ sư ngành Cơ khí.