Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Tính toán và thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí là một nội dung kỹ thuật nền tảng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đồ án môn học Chi tiết máy (Mã đề: T4.7, học kỳ 20192, hoàn thành tháng 05/2020) được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Trọng Du thuộc Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rôbốt – Viện Cơ khí.
Hệ thống dẫn động băng tải là thiết bị vận chuyển liên tục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất vật liệu xây dựng, khai thác khoáng sản, công nghiệp hóa chất, luyện kim và các dây chuyền lắp ráp tự động. Trong hệ thống này, hộp giảm tốc giữ vai trò điều chỉnh tốc độ góc và biến đổi mô-men xoắn từ động cơ điện đến trục công tác của tang băng tải nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ và điều kiện tải trọng thực tế.
Nhiệm vụ thiết kế của đồ án đặt ra các yêu cầu kỹ thuật cụ thể với hệ thống dẫn động băng tải sử dụng hộp giảm tốc một cấp bánh răng trụ răng thẳng, kết hợp bộ truyền ngoài là bộ truyền đai dẹt và cơ cấu nối trục đàn hồi. Số liệu thiết kế ban đầu bao gồm:
- Lực kéo trên băng tải: $F = 3350\text{ N}$
- Vận tốc làm việc của băng tải: $v = 1,74\text{ m/s}$
- Đường kính tang dẫn của băng tải: $D = 200\text{ mm}$
- Thời hạn phục vụ của hệ thống: $L_h = 18000\text{ giờ}$
- Chế độ làm việc: 1 ca/ngày
- Góc nghiêng đường nối tâm của bộ truyền ngoài: $\alpha = 90^\circ$
- Đặc tính làm việc: êm, tải trọng tĩnh
Phạm vi thực hiện đồ án được phân công cụ thể cho hai sinh viên thực hiện:
- Sinh viên Vũ Thế Sơn (MSSV: 20171688, Lớp CK02-K62): Đảm nhiệm tính toán, kiểm nghiệm kết cấu và lập bản vẽ chi tiết cho cụm trục I (trục chủ động của hộp giảm tốc).
- Sinh viên Nguyễn Đức Trường (MSSV: 20171851, Lớp CK03-K62): Đảm nhiệm tính toán, kiểm nghiệm kết cấu và lập bản vẽ chi tiết cho cụm trục II (trục bị động của hộp giảm tốc).
- Khối lượng hồ sơ thiết kế hoàn chỉnh gồm: 01 thuyết minh tính toán kỹ thuật hoàn chỉnh, 01 bản vẽ lắp hộp giảm tốc khổ A0 và các bản vẽ chế tạo chi tiết thuộc cụm trục I, trục II khổ A3/A4.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế
Quá trình tính toán thiết kế trong đồ án dựa trên hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật cơ khí Việt Nam và tài liệu giáo trình chuyên ngành "Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí" (Tập 1 và Tập 2) của các tác giả Trịnh Chất và Lê Văn Uyển, kết hợp tài liệu tham khảo của Nguyễn Trọng Hiệp.
Phương pháp nghiên cứu và giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật bao gồm:
- Phương pháp phân tích động học và động lực học máy: Xác định công suất công tác, tính toán hiệu suất chung của toàn hệ thống, lựa chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha và phân phối tỷ số truyền cho từng cấp truyền động.
- Phương pháp tính toán sức bền và chỉ tiêu khả năng làm việc của chi tiết máy: Xác định kích thước hình học bộ truyền đai dẹt theo điều kiện chống trượt trơn và độ bền mỏi; tính toán bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng theo độ bền tiếp xúc mặt răng ($\sigma_H$) và độ bền uốn chân răng ($\sigma_F$).
- Phương pháp phân tích kết cấu tĩnh và mỏi: Xác định sơ đồ đặt lực trong không gian, vẽ biểu đồ mô-men uốn ($M_x, M_y$) và mô-men xoắn ($T$), từ đó tính toán đường kính trục theo độ bền tĩnh và kiểm nghiệm hệ số an toàn mỏi ($s_j \ge [s]$) tại các tiết diện nguy hiểm có rãnh then và lắp ghép có độ dôi.
- Phương pháp chọn và kiểm nghiệm ổ lăn: Dựa trên tải trọng động quy ước ($Q$) và khả năng tải tĩnh ($C_0$), kiểm tra tuổi thọ ổ theo số triệu vòng quay và thời gian phục vụ yêu cầu ($L_h = 18000\text{ giờ}$).
Nội dung chính theo từng phần thiết kế
Phần 1: Tính toán động học hệ dẫn động
Nội dung phần 1 tập trung xác định các thông số năng lượng và chuyển động cho toàn bộ hệ thống:
- Xác định công suất làm việc trên trục tang: $P_{lv} = \frac{F \cdot v}{1000} = \frac{3350 \cdot 1,74}{1000} = 5,83\text{ kW}$.
- Hiệu suất chung của hệ dẫn động được tổng hợp từ hiệu suất các cặp bộ truyền và ổ lăn: $\eta = \eta_{đai} \cdot \eta_{bánh răng} \cdot \eta_{ổ lăn}^2 \cdot \eta_{khớp nối}$.
- Công suất cần thiết trên trục động cơ: $P_{ct} = 6,52\text{ kW}$.
- Lựa chọn động cơ điện: Chọn động cơ điện 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc ký hiệu 3K132M4 có các thông số định mức: công suất $P_{đc} = 7,5\text{ kW}$, tốc độ quay định mức $n_{đc} = 1460\text{ vg/ph}$, số vòng quay đồng bộ $n_{đb} = 1500\text{ vg/ph}$, đường kính đầu trục $d = 32\text{ mm}$, khối lượng $G = 72\text{ kg}$, hệ số công suất $\cos\varphi = 0,86$.
- Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền chung toàn hệ thống $u_t = \frac{n_{đc}}{n_{ct}} = \frac{1460}{165,91} = 8,8$. Tỷ số truyền bộ truyền đai ngoài $u_đ = 2,0$; tỷ số truyền của hộp giảm tốc bánh răng trụ $u_{h} = 4,4$.
Phần 2: Tính toán thiết kế bộ truyền đai dẹt
Phần này thiết kế bộ truyền đai ngoài nối từ trục động cơ đến trục I của hộp giảm tốc:
- Chọn loại đai: Đai vải cao su mã hiệu E820, không có lớp lót trung gian, số lớp vải là 4.
- Kích thước hình học: Đường kính bánh đai nhỏ $d_1 = 200\text{ mm}$, đường kính bánh đai lớn $d_2 = 400\text{ mm}$. Vận tốc đai đạt $v = 15,29\text{ m/s} < v_{max} = 25\text{ m/s}$. Sai lệch tỷ số truyền thực tế là $1,5%$ (nằm trong giới hạn cho phép $< 4%$).
- Khoảng cách trục tính toán: $a = 1099,21\text{ mm}$; chiều dài đai tiêu chuẩn: $L = 3150\text{ mm}$ (kể cả mối nối là $3250 \div 3550\text{ mm}$).
- Góc ôm bánh đai nhỏ: $\alpha_1 = 169^\circ > 120^\circ$, đảm bảo khả năng bám ma sát và chống trượt đai.
- Tiết diện đai: Chiều dày đai $\delta = 4,5\text{ mm}$, chiều rộng đai $b = 63\text{ mm}$, chiều rộng bánh đai $B = 71\text{ mm}$. Lực căng đai ban đầu $F_0 = 504\text{ N}$, lực tác dụng lên trục $F_r = 1003,4\text{ N}$.
Phần 3: Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
Nội dung chương 3 thực hiện tính toán cặp bánh răng ăn khớp trong hộp giảm tốc:
- Lựa chọn vật liệu chế tạo bánh răng chủ động và bánh răng bị động, xử lý nhiệt đạt độ rắn bề mặt yêu cầu.
- Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép $[\sigma_H]$ và ứng suất uốn cho phép $[\sigma_F]$ dựa trên chế độ tải trọng tĩnh và tuổi thọ $18000\text{ giờ}$.
- Tính toán khoảng cách trục $a_w$, mô-đun ăn khớp $m$, số răng bánh nhỏ $z_1$ và bánh lớn $z_2$, hệ số dịch chỉnh bánh răng.
- Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc mặt răng theo công thức tiêu chuẩn nhằm chống tróc rỗ bề mặt; kiểm nghiệm độ bền uốn chân răng nhằm đề phòng gãy răng do quá tải và mỏi uốn.
Phần 4: Tính toán thiết kế trục, then và khớp nối
Nội dung phần 4 đi sâu vào tính toán kết cấu hai cụm trục:
- Trục I (Sinh viên Vũ Thế Sơn thực hiện):
- Vật liệu chế tạo: Thép C45 tôi cải thiện có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 340\text{ MPa}$, giới hạn mỏi $\sigma_{-1} = 261,6\text{ MPa}$, $\tau_{-1} = 151,73\text{ MPa}$.
- Đường kính sơ bộ $d_{sb1} = 30\text{ mm}$. Đường kính các đoạn trục: ngõng trục lắp bánh đai $d_{10} = 26\text{ mm}$, ngõng trục lắp ổ lăn $d_{11} = d_{13} = 30\text{ mm}$, ngõng trục lắp bánh răng $d_{12} = 32\text{ mm}$.
- Mối ghép then: Sử dụng then bằng thép C45 tại vị trí lắp bánh đai (đoạn $d_{10}$) và vị trí lắp bánh răng (đoạn $d_{12}$), kiểm tra độ bền dập $\sigma_d \le [\sigma_d]$ và độ bền cắt $\tau_c \le [\tau_c]$.
- Kiểm nghiệm mỏi: Hệ số an toàn tổng hợp tại tiết diện ổ lăn B đạt $s_j = 4,35$; tại tiết diện bánh răng C đạt $s_j = 4,21$; tại tiết diện bánh đai A đạt $s_j = 5,65$ (đều lớn hơn hệ số an toàn cho phép $[s] = 1,5 \div 2,5$).
- Kiểm nghiệm tĩnh: Ứng suất uốn lớn nhất $\sigma_{max} = 27,87\text{ MPa} < [\sigma] = 0,8\sigma_{ch}$.
- Trục II (Sinh viên Nguyễn Đức Trường thực hiện):
- Vật liệu: Thép C45 tôi cải thiện ($\sigma_b = 600\text{ MPa}, \sigma_{ch} = 450\text{ MPa}$). Đường kính sơ bộ $d_{sb2} = 45\text{ mm}$.
- Xác định kích thước chiều dài các đoạn trục: $l_{22} = 77,5\text{ mm}$, $l_{23} = 66\text{ mm}$, khoảng cách gối đỡ $l_{21} = 132\text{ mm}$.
- Đường kính các đoạn trục: $d_{23} = 36\text{ mm}$ (vị trí lắp khớp nối), $d_{20} = d_{21} = 40\text{ mm}$ (vị trí lắp hai ổ lăn), $d_{22} = 42\text{ mm}$ (vị trí lắp bánh răng bị động).
- Kiểm nghiệm mối ghép then bằng tại vị trí bánh răng và khớp nối đạt yêu cầu ứng suất dập và ứng suất cắt.
- Kiểm nghiệm mỏi trục II: Hệ số an toàn tại tiết diện ổ lăn D đạt $s_j = 7,3$; tại tiết diện bánh răng C đạt $s_j = 4,43$; tại tiết diện đầu trục lắp khớp nối đạt yêu cầu chịu mỏi.
- Kiểm nghiệm độ bền tĩnh: Ứng suất quá tải $\sigma_{max} = 12,5\text{ MPa} < [\sigma]$.
- Khớp nối trục: Lựa chọn nối trục vòng đàn hồi liên kết trục II với trục tang băng tải. Các thông số: mô-men xoắn lớn nhất truyền được $T_{max} = 500\text{ N.m}$, đường kính ngoài lớn nhất của khớp nối $D_{kn} = 50\text{ mm}$, số lượng chốt $Z = 8$, đường kính vòng tâm chốt $D_0 = 130\text{ mm}$, chiều dài phần tử đàn hồi $l_k = 28\text{ mm}$, chiều dài công-xôn chốt $l_0 = 34\text{ mm}$, đường kính chốt $d_c = 14\text{ mm}$, lực hướng tâm do khớp nối tác dụng lên trục $F_{kn} = 1032,56\text{ N}$. Kiểm nghiệm độ bền dập của vòng cao su và độ bền uốn của chốt đều thỏa mãn điều kiện bền.
Phần 5: Tính toán và lựa chọn ổ lăn
- Lựa chọn loại ổ cho trục I: Đường kính ngõng trục $d = 30\text{ mm}$, số vòng quay $n_1 = 730\text{ vg/ph}$. Phản lực hướng tâm tổng hợp tại hai ổ là $F_{r11} = 2958,82\text{ N}$ (vị trí B) và $F_{r13} = 900,4\text{ N}$ (vị trí D). Lực dọc trục ngoài $F_a = 0\text{ N}$.
- Lựa chọn cặp ổ đũa côn một dãy cỡ nhẹ 7206 cho cả hai vị trí B và D trên trục I. Thông số tiêu chuẩn của ổ 7206: đường kính trong $d = 30\text{ mm}$, đường kính ngoài $D = 62\text{ mm}$, bề rộng ổ $B = 16\text{ mm}$, khả năng tải động $C = 29,8\text{ kN}$, khả năng tải tĩnh $C_0 = 22,3\text{ kN}$, góc tiếp xúc $\alpha = 13,67^\circ$.
- Kiểm nghiệm tải động: Tải trọng động quy ước trên hai gối đỡ đạt $C_{d11} = 21,88\text{ kN} < C = 29,8\text{ kN}$, đảm bảo ổ làm việc an toàn trong $18000\text{ giờ}$ (tương đương $788,4\text{ triệu vòng}$).
- Kiểm nghiệm tải tĩnh: Tải trọng tĩnh quy ước lớn nhất $Q_{0max} = 2,959\text{ kN} < C_0 = 22,3\text{ kN}$.
- Thực hiện tương tự việc lựa chọn và kiểm nghiệm ổ lăn cho trục II đảm bảo khả năng chịu tải tổng hợp trong suốt thời gian làm việc.
Phần 6: Thiết kế kết cấu vỏ hộp và các chi tiết phụ
- Thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc đúc bằng gang xám, chia làm hai phần: thân hộp và nắp hộp, ghép nối bằng hệ thống bu lông mặt bích.
- Bố trí các gân tăng cứng nhằm nâng cao độ cứng vững cho vỏ hộp; bố trí tai treo/vấu lồi phục vụ vận chuyển và lắp ráp.
- Xác định kích thước các chi tiết định vị và phụ tùng: 02 chốt định vị hình côn đảm bảo độ đồng tâm khi gia công và lắp ghép thân - nắp hộp; que thăm dầu hoặc mắt quan sát mức dầu; nút thông hơi trên nắp hộp để cân bằng áp suất bên trong khi nhiệt độ dầu tăng; nút tháo dầu ở đáy vỏ hộp nghiêng để xả cặn bã dầu bôi trơn.
Phần 7: Dung sai, lắp ghép và hệ thống bôi trơn
- Phương pháp bôi trơn: Bôi trơn ngâm dầu cho bộ truyền bánh răng trong hộp; bôi trơn định kỳ bằng mỡ cho các cụm ổ lăn.
- Quy định hệ thống dung sai và kiểu lắp ghép kỹ thuật: Lắp ghép ổ lăn lên trục theo hệ thống lỗ cơ bản với kiểu lắp có độ dôi nhẹ $k6$ hoặc $r6$ nhằm cố định vòng trong quay cùng trục; lắp bánh răng lên trục theo kiểu lắp trung gian có độ dôi; quy định cấp chính xác dung sai then bằng và dung sai khoảng cách trục $a_w$.
Thiết kế kỹ thuật và giải pháp kết cấu
Hệ dẫn động trạm băng tải được tổ chức theo cấu trúc module nối tiếp với các liên kết cơ học tiêu chuẩn:
| Cụm chức năng | Phần tử kết cấu | Thông số / Giải pháp kỹ thuật |
|---|---|---|
| Nguồn động lực | Động cơ điện xoay chiều | Động cơ 3 pha không đồng bộ 3K132M4 ($7,5\text{ kW}$, $1460\text{ vg/ph}$) |
| Truyền dẫn sơ cấp | Bộ truyền ngoài | Bộ truyền đai dẹt vải cao su E820 ($u_đ = 2,0$, góc ôm $169^\circ$, bản rộng $63\text{ mm}$) |
| Biến đổi vận tốc & mô-men | Hộp giảm tốc 1 cấp | Bánh răng trụ răng thẳng ($u_h = 4,4$, ngâm dầu trong vỏ gang đúc) |
| Cụm trục chủ động (Trục I) | Trục và gối đỡ | Thép C45 tôi cải thiện, đỡ bằng 02 ổ đũa côn 7206 ($d = 30\text{ mm}$) |
| Cụm trục bị động (Trục II) | Trục và gối đỡ | Thép C45 tôi cải thiện ($d_{20} = 40\text{ mm}, d_{22} = 42\text{ mm}$), lắp then bằng |
| Khớp liên kết công tác | Bộ phận nối trục | Khớp nối trục vòng đàn hồi ($T_{max} = 500\text{ N.m}$, $8$ chốt $\phi 14\text{ mm}$) |
| Cơ cấu chấp hành | Tang băng tải | Đường kính tang $D = 200\text{ mm}$, vận tốc kéo $v = 1,74\text{ m/s}$ |
Giải pháp kết cấu sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ răng thẳng một cấp mang lại ưu điểm kết cấu đơn giản, không phát sinh lực dọc trục lên bánh răng, thuận lợi cho việc gia công chế tạo và kiểm soát sai số lắp ráp trên máy công cụ thông dụng.
Kết quả tính toán và thông số kỹ thuật
Bảng 1: Bảng tổng hợp thông số động học của hệ dẫn động
| Thông số | Trục động cơ | Trục I (Hộp giảm tốc) | Trục II (Hộp giảm tốc) | Trục công tác (Tang) |
|---|---|---|---|---|
| Tỷ số truyền ($u$) | - | $2,0$ | $4,4$ | $1,0$ |
| Số vòng quay ($n$ - vg/ph) | $1460$ | $730$ | $165,91$ | $165,91$ |
| Công suất ($P$ - kW) | $6,52$ | $6,13$ | $5,83$ | $5,83$ |
| Mô-men xoắn ($T$ - N.mm) | $42648$ | $80194$ | $335583$ | $335583$ |
Bảng 2: Thông số kỹ thuật bộ truyền đai dẹt
| Tên thông số | Ký hiệu | Giá trị tính toán / Tiêu chuẩn |
|---|---|---|
| Loại đai | - | Đai vải cao su E820 (4 lớp) |
| Đường kính bánh đai dẫn | $d_1$ | $200\text{ mm}$ |
| Đường kính bánh đai bị dẫn | $d_2$ | $400\text{ mm}$ |
| Chiều rộng đai / Chiều rộng bánh đai | $b / B$ | $63\text{ mm} / 71\text{ mm}$ |
| Chiều dài đai | $L$ | $3150\text{ mm}$ |
| Khoảng cách trục | $a$ | $1099,21\text{ mm}$ |
| Góc ôm bánh đai nhỏ | $\alpha_1$ | $169^\circ$ |
| Lực căng ban đầu | $F_0$ | $504\text{ N}$ |
| Lực tác dụng lên trục | $F_r$ | $1003,4\text{ N}$ |
Bảng 3: Kết quả kiểm nghiệm hệ số an toàn mỏi của các trục
| Tiết diện kiểm tra | Trục | Vị trí kết cấu | Đường kính ($mm$) | Hệ số an toàn ($s_j$) | Giới hạn $[s]$ | Kết luận |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tiết diện A | Trục I | Lắp bánh đai (rãnh then) | $26$ | $5,65$ | $1,5 \div 2,5$ | Đạt yêu cầu mỏi |
| Tiết diện B | Trục I | Lắp ổ lăn B (độ dôi) | $30$ | $4,35$ | $1,5 \div 2,5$ | Đạt yêu cầu mỏi |
| Tiết diện C | Trục I | Lắp bánh răng (then + độ dôi) | $32$ | $4,21$ | $1,5 \div 2,5$ | Đạt yêu cầu mỏi |
| Tiết diện D | Trục II | Lắp ổ lăn D | $40$ | $7,30$ | $1,5 \div 2,5$ | Đạt yêu cầu mỏi |
| Tiết diện C | Trục II | Lắp bánh răng lớn | $42$ | $4,43$ | $1,5 \div 2,5$ | Đạt yêu cầu mỏi |
Tất cả các hệ số an toàn mỏi tính toán ($s_j$) tại các mặt cắt nguy hiểm trên trục I và trục II đều vượt ngưỡng giá trị cho phép $[s] = 1,5 \div 2,5$. Kiểm nghiệm bền tĩnh tại thời điểm mở máy cũng cho thấy các giá trị ứng suất cực đại phát sinh đều thấp hơn giới hạn chảy cho phép của thép C45 tôi cải thiện.
Hạn chế và phạm vi ứng dụng
Đồ án được thực hiện trong phạm vi môn học Chi tiết máy với các giới hạn thiết kế lý thuyết:
- Hệ dẫn động được tính toán dựa trên giả thiết chế độ tải trọng tĩnh, làm việc êm 1 ca/ngày, chưa khảo sát các chu kỳ dao động tải phức tạp hoặc tải trọng va đập đột ngột trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
- Hộp giảm tốc được thiết kế là loại một cấp bánh răng trụ răng thẳng nên tỷ số truyền tổng cộng bị giới hạn ($u_h = 4,4$), đòi hỏi phải kết hợp thêm bộ truyền đai ngoài để đạt tỷ số truyền toàn hệ thống là $8,8$.
- Việc tính toán lựa chọn kết cấu chủ yếu dựa trên phương pháp giải tích truyền thống kết hợp tra bảng tiêu chuẩn cơ khí, chưa áp dụng các công cụ mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA) để tối ưu hóa hình học hoặc phân tích trường nhiệt độ vỏ hộp.
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án môn học này là nguồn tư liệu kỹ thuật chuyên biệt, hữu ích cho:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Kỹ thuật Chế tạo máy, Máy hóa khí thực hiện đồ án môn học Chi tiết máy, Đồ án Thiết kế hệ dẫn động cơ khí hoặc Đồ án tốt nghiệp có trạm dẫn động băng tải/xích tải.
- Sinh viên cần tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình tính toán phân phối công việc theo nhóm hai người (tính riêng biệt cụm trục I và cụm trục II).
- Cung cấp số liệu mẫu về các bước kiểm nghiệm độ bền mỏi trục có xét đến hệ số tập trung ứng suất do rãnh then và lắp ghép có độ dôi, cùng quy trình kiểm nghiệm ổ đũa côn chịu lực hướng tâm.
Câu hỏi thường gặp
1. Động cơ điện được lựa chọn trong đồ án có ký hiệu và thông số kỹ thuật chính là gì?
Động cơ điện được chọn là loại động cơ 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc ký hiệu 3K132M4, có công suất định mức $7,5\text{ kW}$, tốc độ quay định mức $1460\text{ vg/ph}$, số vòng quay đồng bộ $1500\text{ vg/ph}$, khối lượng $72\text{ kg}$ và đường kính trục $32\text{ mm}$.
2. Bộ truyền đai ngoài sử dụng loại đai nào và các thông số kích thước cơ bản là bao nhiêu?
Bộ truyền đai sử dụng loại đai dẹt vải cao su E820 (4 lớp vải), chiều dày $\delta = 4,5\text{ mm}$, chiều rộng đai $b = 63\text{ mm}$, đường kính bánh đai nhỏ $d_1 = 200\text{ mm}$, đường kính bánh đai lớn $d_2 = 400\text{ mm}$, khoảng cách trục $a = 1099,21\text{ mm}$ và chiều dài đai $L = 3150\text{ mm}$.
3. Vật liệu chế tạo trục I và trục II là gì, các chỉ tiêu cơ tính được sử dụng trong tính toán như thế nào?
Cả hai trục đều được chế tạo từ thép C45 tôi cải thiện, có các chỉ tiêu cơ tính: giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, giới hạn mỏi uốn đối xứng $\sigma_{-1} = 261,6\text{ MPa}$, giới hạn mỏi xoắn đối xứng $\tau_{-1} = 151,73\text{ MPa}$; giới hạn chảy $\sigma_{ch}$ đạt từ $340\text{ MPa}$ đến $450\text{ MPa}$.
4. Ổ lăn trên trục I được chọn theo mã hiệu nào và khả năng tải động ra sao?
Trục I sử dụng ổ đũa côn cỡ nhẹ mã hiệu 7206 ($d = 30\text{ mm}, D = 62\text{ mm}, B = 16\text{ mm}$) cho cả hai vị trí gối đỡ B và D. Khả năng tải động của ổ là $C = 29,8\text{ kN}$, vượt qua tải trọng động tính toán lớn nhất $C_{d11} = 21,88\text{ kN}$ sau $18000\text{ giờ}$ làm việc.
5. Khớp nối liên kết giữa trục II và trục tang băng tải là loại khớp nối nào?
Hệ thống sử dụng khớp nối trục vòng đàn hồi có khả năng truyền mô-men xoắn lớn nhất $T_{max} = 500\text{ N.m}$, sử dụng $8$ chốt đàn hồi đường kính $14\text{ mm}$ bố trí trên vòng tâm đường kính $130\text{ mm}$, tạo ra lực tác dụng lên đầu trục là $F_{kn} = 1032,56\text{ N}$.
Kết luận
Đồ án môn học Chi tiết máy mã đề T4.7 đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế cho hệ dẫn động băng tải công suất $5,83\text{ kW}$ sử dụng hộp giảm tốc một cấp bánh răng trụ răng thẳng kết hợp bộ truyền đai dẹt. Toàn bộ các thông số động học, kích thước hình học của bộ truyền, kết cấu trục, then, ổ lăn và khớp nối đều được tính toán và kiểm nghiệm thỏa mãn các tiêu chuẩn về độ bền tiếp xúc, độ bền uốn, độ bền mỏi và độ bền tĩnh trong thời hạn phục vụ $18000\text{ giờ}$. Kết quả của đồ án cung cấp một bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh gồm thuyết minh tính toán chi tiết và các bản vẽ chế tạo phục vụ công tác gia công cơ khí.