Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng trong giảng dạy ...

• Tác giả: Bùi Thanh Tú
• Người hướng dẫn: TS. Phan Công Bình
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Mô Hình Hệ Thống Truyền Động Cơ Khí Dùng Trong Giảng Dạy Môn Bảo Trì Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023-2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1.1 Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. Kết cấu của ĐATN
• 2. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền
• 3.1.1. Phương pháp chọn động cơ
• 3.1.2. Phân phối tỉ số truyền
• 3.2. Truyền động đai
• 3.2.1. Chọn loại đai và tiết diện đai
• 3.2.2. Xác định thông số của bộ truyền đai
• 3.2.3. Xác định số đai
• 3.2.4. Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
• 3.3. Truyền động bánh răng
• 3.3.1. Chọn vật liệu
• 3.3.2. Ứng suất cho phép
• 3.3.3. Truyền động bánh răng trụ
• 3.3.4. Xác định thông số ăn khớp
• 3.3.5. Xác định số răng, góc nghiêng 𝜷
• 3.3.6. Xác định các thông số hình học
• 3.3.7. Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
• 3.3.8. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn
• 3.3.9. Kiểm nghiệm răng về quá tải
• 3.4. Tính toán, thiết kế trục
• 3.4.1. Tải trọng tác dụng lên trục
• 3.4.2. Tính sơ bộ trục
• 3.4.3. Xác định khoảng cách giữa gối đỡ và điểm đặt lực
• 3.4.4. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
• 3.4.5. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
• 3.4.6. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
• 3.4.7. Tính kiểm nghiệm trục về độ cứng
• 3.4.8. Tính độ cứng xoắn
• 3.5. Truyền động xích
• 3.5.2. Chọn loại xích
• 3.5.3. Xác định số răng đĩa xích
• 3.5.4. Xác định bước xích
• 3.5.5. Khoảng cách trục và số mắt xích
• 3.5.6. Kiểm nghiệm xích về độ bền
• 3.5.7. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục
• 3.6. Các dụng cụ đo trong công tác bảo trì, cân chỉnh mô hình
• 3.7. Nguyên lý hoạt động của các cơ cấu điều chỉnh
• 3.7.1. Nguyên lý hoạt động của lỗ rãnh
• 3.7.2. Nguyên lý hoạt động của đai ốc – vít me
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
• 4.1. Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền
• 4.1.1. Chọn động cơ điện
• 4.1.2. Phân phối tỉ số truyền
• 4.2. Tính toán bộ truyền đai thang
• 4.2.1. Thôg số đầu vào
• 4.2.2. Chọn loại và tiết diện đai thang
• 4.2.3. Xác định đường kính bánh đai
• 4.2.4. Xác định số đai z theo công thức:
• 4.2.5. Phân tích lực tác dụng lên trục:
• 4.3. Tính toán bộ truyền bánh răng
• 4.3.1. Thông số đầu vào
• 4.3.2. Chọn vật liệu làm bánh răng
• 4.3.3. Xác định ứng suất cho phép
• 4.3.4. Xác định sơ bộ khoảng cách trục
• 4.3.5. Xác định thông số ăn khớp
• 4.3.6. Lực tác dụng bộ truyền
• 4.3.7. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc
• 4.3.8. Kiểm nghiêm ứng suất uốn
• 4.3.9. Kiểm nghiệm răng về quá tải
• 4.4. Tính toán trục và khớp nối
• 4.4.1. Tính toán và chọn khớp nối
• 4.4.2. Tính toán và thiết kế trục
• 4.5. Tính toán bộ truyền xích
• 4.5.1. Thông số đầu vào
• 4.5.2. Trình tự thực hiện
• 4.5.3. Tính kiểm nghiệm xích về độ bền
• 4.5.4. Đường kính đĩa xích
• 4.5.5. Xác định lực tác dụng lên trục
• 4.6. Chọn ổ lăn và then
• 4.6.1. Mối ghép then
• 4.6.3. Tính toán và kiểm nghiệm ổ lăn
• 4.8. Thiết kế các cơ cấu điều chỉnh sai lệch
• 5. CHƯƠNG 5: CÂN CHỈNH BỘ TRUYỀN ĐỘNG
• 5.1. Cân chỉnh đồng trục
• 5.1.1. Tác hại của việc lệch tâm trục
• 5.1.2. Nguyên nhân gây lệch tâm trục
• 5.1.3. Các dạng sai lệch tâm trục trong thực tế
• 5.1.4. Hướng dẫn cân chỉnh đồng tâm trục
• 5.2. Cân chỉnh bộ truyền đai
• 5.2.1. Tác hại của việc sai lệch trong bộ truyền đai
• 5.2.2. Nguyên nhân gây sai lệch bộ truyền đai
• 5.2.3. Các dạng sai lệch trong thực tế
• 5.2.4. Hướng dẫn cân chỉnh bộ truyền đai
• 5.3. Cân chỉnh bộ truyền xích
• 5.3.1. Tác hại khi sai lệch bộ truyền xích
• 5.3.2. Nguyên nhân gây sai lệch bộ truyền xích
• 5.3.3. Các dạng sai lệch trong thực tế
• 5.3.4. Hướng dẫn cân chỉnh bộ truyền xích
• 5.4. Hướng dẫn tháo lắp ổ bi
• 5.4.1. Tác hại của việc lắp ổ bi sai cách
• 5.4.2. Nguyên nhân gây hư hại ổ bi
• 5.4.3. Hướng dẫn lắp đặt ổ bi
• 5.4.4. Cách phòng ngừa hư hại ổ bi
• 5.5. Hướng dẫn lắp đặt khớp nối
• 5.5.1. Tác hại của việc hư hỏng khớp nối
• 5.5.2. Nguyên nhân gây hư hại khớp nối
• 5.5.3. Hướng dẫn lắp đặt khớp nối
• 5.5.4. Cách phòng ngừa hư hại khớp nối
• 5.6. Hướng dẫn lắp đặt motor
• 5.6.1. Tác hại của việc hư hỏng motor
• 5.6.2. Nguyên nhân gây hư hỏng motor
• 5.6.3. Hướng dẫn lắp đặt motor
• 5.6.4. Cách phòng ngừa hư hại
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ
• 6.1. Kết quả thực nghiệm
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế hệ thống truyền động

Thiết kế hệ thống truyền động là bước đầu tiên và quan trọng trong việc tạo ra mô hình giáo dục cơ khí. Đề tài tập trung vào việc thiết kế một hệ thống truyền động cơ khí với các cơ cấu như motor, bộ truyền đai, ổ bi, bộ truyền bánh răng, khớp nối và bộ truyền xích. Mục tiêu là tạo ra một mô hình có thể mô phỏng chính xác các quy trình bảo trì công nghiệp, giúp sinh viên hiểu rõ nguyên lý hoạt động và cách thức tháo lắp, cân chỉnh các bộ phận. Quá trình thiết kế bao gồm việc tính toán các thông số kỹ thuật, lựa chọn vật liệu và xác định cấu trúc hệ thống để đảm bảo tính hiệu quả và độ bền.

1.1. Tính toán thiết kế

Việc tính toán thiết kế bao gồm xác định công suất động cơ, tỉ số truyền, và các thông số kỹ thuật của các bộ phận như bộ truyền đai, bánh răng và xích. Các yếu tố như lực tác dụng lên trục, độ bền tiếp xúc và độ bền uốn của bánh răng được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

1.2. Lựa chọn vật liệu

Vật liệu được lựa chọn dựa trên yêu cầu về độ bền, khả năng chịu tải và tính kinh tế. Các vật liệu như thép cacbon và hợp kim được sử dụng cho các bộ phận chịu lực như bánh răng và trục, trong khi các vật liệu nhẹ hơn được dùng cho các bộ phận không chịu tải trọng lớn.

II. Chế tạo mô hình cơ khí

Chế tạo mô hình cơ khí là giai đoạn thực hiện các thiết kế đã được tính toán. Quá trình này bao gồm gia công, lắp ráp và kiểm tra các bộ phận của hệ thống truyền động. Mô hình được chế tạo với các cơ cấu điều chỉnh sai lệch, cho phép sinh viên thực hành tháo lắp và cân chỉnh các bộ truyền. Việc chế tạo mô hình đòi hỏi độ chính xác cao để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru và đáp ứng được yêu cầu giảng dạy.

2.1. Gia công các bộ phận

Các bộ phận như bánh răng, trục và khớp nối được gia công bằng các máy CNC để đảm bảo độ chính xác cao. Quá trình gia công bao gồm tiện, phay và mài để tạo ra các chi tiết đúng với thiết kế.

2.2. Lắp ráp hệ thống

Sau khi gia công, các bộ phận được lắp ráp thành một hệ thống hoàn chỉnh. Quá trình lắp ráp bao gồm việc căn chỉnh các bộ truyền, lắp đặt motor và kiểm tra độ đồng tâm của các trục.

III. Hệ thống truyền động cơ khí phục vụ giảng dạy

Hệ thống truyền động cơ khí được thiết kế và chế tạo nhằm phục vụ mục đích giảng dạy môn bảo trì công nghiệp. Mô hình này giúp sinh viên trực quan hóa các quy trình bảo trì, từ đó nâng cao hiệu quả học tập. Hệ thống bao gồm các cơ cấu truyền động như motor, bộ truyền đai, bánh răng và xích, cho phép sinh viên thực hành tháo lắp và cân chỉnh các bộ phận. Mô hình cũng được thiết kế với các cơ cấu điều chỉnh sai lệch, giúp sinh viên hiểu rõ nguyên nhân và cách khắc phục các vấn đề thường gặp trong bảo trì công nghiệp.

3.1. Ứng dụng trong giảng dạy

Mô hình được sử dụng trong các bài giảng về bảo trì công nghiệp, giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống truyền động. Sinh viên có thể thực hành tháo lắp và cân chỉnh các bộ phận, từ đó nâng cao kỹ năng thực hành.

3.2. Hiệu quả giáo dục

Mô hình giúp tăng cường tính trực quan trong quá trình giảng dạy, giúp sinh viên dễ dàng tiếp thu kiến thức và áp dụng vào thực tế. Điều này góp phần nâng cao chất lượng đào tạo ngành bảo trì công nghiệp.