Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí và chế tạo máy, hệ dẫn động cơ khí đóng vai trò truyền chuyển động và công suất từ nguồn năng lượng (động cơ) đến cơ cấu công tác của dây chuyền sản xuất. Đồ án môn học Chi tiết máy tại Viện Cơ khí Động lực – Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải là công trình thiết kế kỹ thuật tổng hợp, giúp hệ thống hóa kiến thức chuyên ngành và làm quen với công việc tính toán, thiết kế chế tạo các hệ thống truyền động trong sản xuất thực tế.
Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đề tài tập trung vào việc phát triển hệ thống dẫn động băng tấm theo phương án kỹ thuật số 02 (Đề 04) với các yêu cầu cụ thể:
- Xác định công suất tính toán, chọn động cơ điện 3 pha không đồng bộ và phân phối tỷ số truyền hợp lý cho các cấp truyền động.
- Thiết kế chi tiết bộ truyền ngoài (bộ truyền xích) nhằm đảm bảo chỉ tiêu về độ bền mòn, độ bền va đập và truyền tải mô-men xoắn.
- Thiết kế hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triển sử dụng các cặp bánh răng trụ răng nghiêng, tính toán kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc, độ bền uốn và độ bền quá tải của các cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm.
- Tính toán kết cấu trục, phân tích lực ăn khớp, xác định phản lực gối đỡ, xây dựng biểu đồ mô-men uốn – xoắn, kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi và độ bền tĩnh; lựa chọn ổ lăn, then và khớp nối trục.
- Thiết kế kết cấu vỏ hộp giảm tốc, các chi tiết phụ trợ, xác định chế độ bôi trơn và dung sai lắp ghép kỹ thuật.
Phạm vi và thông số đầu vào của hệ thống được quy định chính xác theo đề bài thiết kế:
- Lực vòng tác dụng trên băng tải tấm: $F = 5000 \text{ N}$.
- Vận tốc di chuyển của băng tấm: $v = 1,25 \text{ m/s}$.
- Bước xích tải của cơ cấu công tác: $p = 110 \text{ mm}$.
- Số răng đĩa xích tải: $z = 9$.
- Thời gian phục vụ của hệ thống: $2 \text{ năm}$, mỗi năm làm việc $150 \text{ ngày}$, mỗi ngày làm việc $1 \text{ ca}$ với thời lượng $8 \text{ giờ/ca}$.
- Đặc tính làm việc: Tải trọng va đập nhẹ, biến đổi theo chu kỳ bậc gồm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Mô-men $T_1 = T$, thời gian duy trì $t_1 = 36 \text{ s}$.
- Giai đoạn 2: Mô-men $T_2 = 0,4T_1$, thời gian duy trì $t_2 = 55 \text{ s}$.
- Giai đoạn 3: Mô-men $T_3 = 0,3T_1$, thời gian duy trì $t_3 = 49 \text{ s}$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết tính toán chi tiết máy và hệ thống dẫn động cơ khí tiêu chuẩn:
- Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng: Áp dụng giáo trình "Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí" (Tập 1 và Tập 2) của các tác giả chuyên ngành cơ khí. Phương pháp tính toán độ bền mỏi của tiếp xúc bề mặt răng và uốn chân răng dựa trên lý thuyết tiếp xúc Hertz và lý thuyết mỏi của kim loại; tính toán trục dựa trên điều kiện sức bền vật liệu dưới tác dụng đồng thời của mô-men uốn không gian và mô-men xoắn.
- Phương pháp nghiên cứu và giải quyết vấn đề:
- Phương pháp tính toán giải tích: Sử dụng các công thức giải tích chuẩn để tính toán công suất tương đương, phân phối tỷ số truyền, kích thước hình học bộ truyền và các thông số tải trọng động.
- Phương pháp tra cứu và chuẩn hóa kỹ thuật: Sử dụng bảng tra tiêu chuẩn cơ khí để chọn kích thước mô-đun răng, hệ số dịch chỉnh, quy cách bước xích ống con lăn, kích thước ổ lăn, tiết diện then bằng và kích thước vỏ hộp đúc.
- Phương pháp phân tích lực không gian: Tách các lực ăn khớp bánh răng ($F_t, F_r, F_a$) và lực căng từ bộ truyền ngoài ($F_r$) thành các thành phần nằm trên hai mặt phẳng vuông góc ($Oxy, Oxz$), giải hệ phương trình cân bằng tĩnh học để tìm phản lực tại các ổ gối đỡ, từ đó xác định mặt cắt nguy hiểm bằng biểu đồ mô-men uốn tổng $M_j$ và mô-men tương đương $M_{\text{td}}$.
- Nguồn dữ liệu: Bảng thông số động cơ không đồng bộ dãy 4A, bảng cơ tính vật liệu thép C45 và thép nhóm I, các hệ số hiệu chỉnh tải trọng, hệ số dạng răng và giới hạn bền mỏi theo sổ tay thiết kế cơ khí.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống dẫn động băng tấm được thiết kế với cấu trúc truyền động cơ khí gồm 5 cụm chi tiết chính nối tiếp nhau: Động cơ điện 3 pha $\rightarrow$ Bộ truyền xích ngoài $\rightarrow$ Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp khai triển $\rightarrow$ Khớp nối trục $\rightarrow$ Trục cơ cấu công tác (băng tấm).
[Động cơ điện 3 pha] ---> [Bộ truyền đai/xích] ---> [Hộp giảm tốc 2 cấp khai triển] ---> [Khớp nối] ---> [Băng tấm]
Thông số động học và động lực học toàn hệ thống
Sau quá trình tính chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền, các thông số động lực học phân bố trên từng trục được tổng hợp như sau:
| Thông số | Động cơ điện | Trục I (Trục vào) | Trục II (Trục trung gian) | Trục III (Trục ra) |
|---|---|---|---|---|
| Kiểu loại / Ký hiệu | 4A100L2Y3 / 4A112M2Y3 | Trục vào HGT | Trục trung gian HGT | Trục ra HGT |
| Tỷ số truyền ($u$) | $1,00$ | $1,00$ | $5,66$ | $3,23$ |
| Công suất ($P$ - kW) | $6,98$ | $6,92$ | $6,65$ | $6,39$ |
| Số vòng quay ($n$ - vg/ph) | $2922$ | $2922$ | $516,25$ | $159,83$ |
| Mô-men xoắn ($T$ - N.mm) | $22812,70$ | $22616,70$ | $85198,07$ | $267710,02$ |
Quy cách thông số hình học của các bộ truyền
Hệ thống bao gồm bộ truyền xích ngoài và hai cấp bánh răng trụ răng nghiêng trong hộp giảm tốc:
| Cụm bộ truyền | Loại truyền động | Khoảng cách trục ($a$ / $a_w$) | Mô-đun ($m$) / Bước xích ($p$) | Số răng ($z_1 / z_2$) | Góc nghiêng ($\beta$) | Chiều rộng vành răng ($b_w$) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Bộ truyền xích | Xích ống con lăn | $1527,505 \text{ mm}$ | $p = 38,1 \text{ mm}$ | $z_1 = 25; z_2 = 75$ | - | Bề rộng ống $B = 35,46 \text{ mm}$ |
| Cấp nhanh HGT | Bánh răng trụ răng nghiêng | $a_{w1} = 135 \text{ mm}$ | $m = 2 \text{ mm}$ | $z_1 = 20; z_2 = 94$ | $10,26^\circ$ | $b_{w1} = 50 \text{ mm}$ |
| Cấp chậm HGT | Bánh răng trụ răng nghiêng | $a_{w2} = 154 \text{ mm}$ | $m = 2 \text{ mm}$ | $z_3 = 37; z_4 = 121$ | $9,07^\circ$ | $b_{w2} = 64 \text{ mm}$ |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Chọn động cơ và phân phối tỷ số truyền
Chương 1 tiến hành xác định công suất làm việc trên trục cơ cấu công tác dựa trên chế độ tải trọng bậc thay đổi theo thời gian.
- Công suất tính toán trên trục máy công tác được xác định: $$P_t = \frac{\sum P_i^2 t_i}{\sum t_i} = 3,71 \text{ kW}$$
- Hiệu suất tổng của hệ thống dẫn động được tổng hợp từ hiệu suất các bộ phận: hiệu suất bộ truyền đai/xích $\eta_{\text{đ}} = 0,96$, hiệu suất một cặp bánh răng trụ che kín $\eta_{\text{br}} = 0,97$, hiệu suất một cặp ổ lăn $\eta_{\text{ol}} = 0,99$, hiệu suất khớp nối trục $\eta_k = 1$.
- Công suất cần thiết trên trục động cơ điện: $P_{\text{ct}} = P_t / \eta$.
- Số vòng quay đồng bộ sơ bộ của động cơ được tính từ số vòng quay trục công tác ($n_{\text{lv}} = 76 \text{ vg/ph}$) và tỷ số truyền sơ bộ $u_t \approx 30$, cho ra $n_{\text{sb}} = 2280 \text{ vg/ph}$, từ đó chọn số vòng quay đồng bộ $n_{\text{đb}} = 3000 \text{ vg/ph}$. Động cơ được chọn đáp ứng các tiêu chuẩn công suất danh định $P_{\text{đc}} \ge P_{\text{ct}}$ và điều kiện mở máy, quá tải.
- Xác định tỷ số truyền chung của hệ thống $u_t = 37,895$, tỷ số truyền hộp giảm tốc $u_{\text{HGT}} = 18,282$, từ đó phân phối cho cấp nhanh $u_1 = 5,66$ và cấp chậm $u_2 = 3,23$. Xác định chi tiết công suất, mô-men xoắn và số vòng quay trên Trục I, Trục II và Trục III.
Chương 2: Thiết kế bộ truyền xích
Chương 2 thực hiện tính toán thiết kế bộ truyền xích ống con lăn làm việc ở đầu ra hệ thống:
- Các thông số ban đầu: Tỷ số truyền $u_x = 3$, công suất truyền $P_{\text{III}} = 6,39 \text{ kW}$, số vòng quay đĩa nhỏ $n_1 = 159,83 \text{ vg/ph}$, mô-men xoắn $T_{\text{III}} = 267710,02 \text{ N.mm}$.
- Số răng đĩa xích được chọn: $z_1 = 25$ răng, số răng đĩa lớn $z_2 = u \cdot z_1 = 3 \cdot 25 = 75 \text{ răng} \le z_{\max} = 120$.
- Xác định điều kiện độ bền mòn: Công suất tính toán $P_t = P \cdot k_z \cdot k_n \cdot k \le [P]$. Với các hệ số tải trọng động $k_{\text{đ}} = 1,2$, hệ số bôi trơn $k_{\text{bt}} = 1,3$, bước xích tiêu chuẩn được xác định là $p = 38,1 \text{ mm}$, đường kính chốt $d_c = 11,12 \text{ mm}$, chiều dài ống $B = 35,46 \text{ mm}$, công suất cho phép $[P] = 99,2 \text{ kW}$.
- Khoảng cách trục sơ bộ $a = 40p = 1524 \text{ mm}$, số mắt xích tính toán $x = 132$ mắt. Khoảng cách trục tính lại chính xác và giảm trừ độ võng $\Delta a = 4,596 \text{ mm}$ đạt $a = 1527,505 \text{ mm}$.
- Các thông số hình học của đĩa xích:
- Đĩa xích nhỏ: Đường kính vòng chia $d_1 = 303,99 \text{ mm}$, đường kính đỉnh $d_{a1} = 320,64 \text{ mm}$, đường kính chân răng $d_{f1} = 281,55 \text{ mm}$.
- Đĩa xích lớn: Đường kính vòng chia $d_2 = 909,84 \text{ mm}$, đường kính đỉnh $d_{a2} = 928,1 \text{ mm}$, đường kính chân răng $d_{f2} = 887,4 \text{ mm}$.
- Bán kính đáy răng: $r = 11,22 \text{ mm}$.
- Lực tác dụng lên trục từ bộ truyền xích: $F_r = 3056,102 \text{ N}$.
Chương 3: Thiết kế bộ truyền bánh răng
Chương 3 tính toán thiết kế hai cặp bánh răng trụ răng nghiêng ăn khớp trong hộp giảm tốc 2 cấp:
- Vật liệu chế tạo: Chọn thép nhóm I nhiệt luyện thường hóa hoặc tôi cải thiện, bánh nhỏ có độ rắn $HB_1 = 180$, bánh lớn $HB_2 = 170$.
- Ứng suất cho phép:
- Ứng suất tiếp xúc cho phép: $[\sigma_H]_1 = 390,9 \text{ MPa}$, $[\sigma_H]_2 = 372,7 \text{ MPa}$, ứng suất tiếp xúc tính toán chung cho cấp nhanh $[\sigma_H] = 381,8 \text{ MPa}$, cấp chậm $[\sigma_H]' = 354,07 \text{ MPa}$.
- Ứng suất uốn cho phép: $[\sigma_F]_1 = 203,7 \text{ MPa}$, $[\sigma_F]_2 = 198,45 \text{ MPa}$.
- Bộ truyền cấp nhanh:
- Khoảng cách trục: $a_{w1} = 135 \text{ mm}$, mô-đun pháp $m = 2 \text{ mm}$, góc nghiêng răng $\beta = 10,26^\circ$.
- Số răng: $z_1 = 20$, $z_2 = 94$, tỷ số truyền thực $u_{1m} = 4,7 \div 5,66$, hệ số dịch chỉnh $x_1 = x_2 = 0$.
- Bề rộng vành răng: $b_{w1} = 50 \text{ mm}$.
- Kiểm nghiệm tiếp xúc: $\sigma_H = 290,9 \text{ MPa} \le [\sigma_H] = 362,71 \text{ MPa}$ (Thỏa mãn).
- Kiểm nghiệm uốn: $\sigma_{F1} = 46,33 \text{ MPa} \le [\sigma_{F1}]$, $\sigma_{F2} = 42,77 \text{ MPa} \le [\sigma_{F2}]$ (Thỏa mãn).
- Kiểm nghiệm quá tải: $\sigma_{H\max} = 344,2 \text{ MPa} \le [\sigma_H]_{\max} = 952 \text{ MPa}$.
- Bộ truyền cấp chậm:
- Khoảng cách trục: $a_{w2} = 154 \text{ mm}$, mô-đun pháp $m = 2 \text{ mm}$, góc nghiêng răng $\beta = 9,07^\circ$.
- Số răng: $z_3 = 37$, $z_4 = 121$ (hoặc 144 theo tỷ số truyền tính toán sơ bộ), tỷ số truyền $u_{2m} = 3,23$.
- Bề rộng vành răng: $b_{w2} = 64 \text{ mm}$.
- Kiểm nghiệm tiếp xúc: $\sigma_H = 315,16 \text{ MPa} \le [\sigma_H]' = 354,07 \text{ MPa}$ (Thỏa mãn).
- Kiểm nghiệm uốn: $\sigma_F = 53,77 \text{ MPa} \le [\sigma_F] = 198,45 \text{ MPa}$ (Thỏa mãn).
Chương 4: Thiết kế các chi tiết đỡ nối
Chương 4 tập trung thiết kế các trục, then, ổ lăn và khớp nối:
- Vật liệu trục: Thép C45 thường hóa có $\sigma_b = 600 \text{ MPa}$, độ cứng $HB = 170 \div 217$, ứng suất xoắn cho phép $[\tau] = 15 \div 30 \text{ MPa}$.
- Lực tác dụng từ các bộ truyền:
- Cấp nhanh: Lực vòng $F_{t1} = F_{t2} = 2470,9 \text{ N}$; Lực hướng tâm $F_{r1} = F_{r2} = 917,8 \text{ N}$; Lực dọc trục $F_{a1} = F_{a2} = 542,6 \text{ N}$.
- Cấp chậm: Lực vòng $F_{t3} = F_{t4} = 6880,26 \text{ N}$; Lực hướng tâm $F_{r3} = F_{r4} = 2724,08 \text{ N}$; Lực dọc trục $F_{a3} = F_{a4} = 1097,20 \text{ N}$.
- Xác định đường kính các đoạn trục:
- Trục I: $d_{11} = 25 \text{ mm}$ (lắp đĩa đai/khớp), $d_{12} = 25 \text{ mm}$ (lắp ổ lăn), $d_{13} = 30 \text{ mm}$ (lắp bánh răng 1), $d_{14} = 20 \text{ mm}$ (lắp ổ lăn).
- Trục II: $d_{21} = d_{24} = 40 \text{ mm}$ (lắp ổ lăn), $d_{22} = 45 \text{ mm}$ (lắp bánh răng 2), $d_{23} = 45 \text{ mm}$ (lắp bánh răng 3).
- Trục III: $d_{31} = 40 \text{ mm}$ (lắp ổ lăn), $d_{32} = 60 \text{ mm}$ (lắp bánh răng 4), $d_{33} = 45 \text{ mm}$ (lắp ổ lăn), $d_{34} = 45 \text{ mm}$ (đầu trục ra lắp khớp nối/đĩa xích).
- Kiểm nghiệm độ bền mỏi và tĩnh:
- Hệ số an toàn bền mỏi cho phép: $[s] = 2$.
- Trục I: Mặt cắt 1-1 có $s = \infty$; Mặt cắt 1-2 có $s = 7,52 > [s]$; Mặt cắt 1-3 có $s = 4,48 > [s]$.
- Trục II: Mặt cắt 2-2 có $s = 4,80 > [s]$; Mặt cắt 2-3 có $s = 6,62 > [s]$.
- Trục III: Mặt cắt 3-2 có $s = 3,81 > [s]$; Mặt cắt 3-3 có $s = 8,85 > [s]$; Mặt cắt 3-4 có $s = \infty > [s]$.
- Kiểm nghiệm tĩnh: Ứng suất tương đương lớn nhất $\sigma = 62,66 \text{ MPa} < [\sigma] = 272 \text{ MPa}$, đảm bảo không xảy ra biến dạng dư khi mở máy.
- Tính chọn ổ lăn, then và khớp nối: Lựa chọn then bằng tiêu chuẩn cho các vị trí lắp ghép bánh răng và khớp nối; tính chọn ổ lăn đỡ - chặn và ổ bi đỡ phù hợp với phản lực gối trục.
Chương 5: Thiết kế vỏ hộp, các chi tiết phụ và chọn chế độ kiểu lắp trong hộp
Chương 5 hoàn thiện cấu trúc hình học và công nghệ lắp ráp hộp giảm tốc:
- Thiết kế vỏ hộp: Vỏ hộp giảm tốc đúc bằng gang xám, chia làm hai nửa (thân hộp và nắp hộp), liên kết bằng hệ thống bu-lông thân, bu-lông nắp ổ và bu-lông ghép bích. Chiều dày thành hộp, gân tăng cứng và khoảng cách giữa các chi tiết quay tới thành trong hộp ($k_1 = 15 \text{ mm}$, $k_2 = 5 \text{ mm}$, $k_3 = 10 \text{ mm}$) được tính toán theo kích thước khoảng cách trục $a_w$.
- Các chi tiết phụ trợ: Thiết kế que thăm dầu kiểm tra mức dầu bôi trơn, chốt định vị hình côn đảm bảo độ đồng tâm khi gia công và lắp ghép thân - nắp, bu-lông vòng phục vụ nâng hạ, cửa quan sát và nút thông hơi, nút tháo dầu dưới đáy hộp.
- Chế độ bôi trơn: Bôi trơn ngâm dầu cho các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc (mức dầu ngập chiều cao răng bánh răng lớn), bôi trơn bằng mỡ chuyên dụng cho các bộ ổ lăn.
- Dung sai và kiểu lắp ghép: Lựa chọn kiểu lắp có độ dôi hoặc trung gian đối với vòng trong ổ lăn lên trục, lắp có khe hở đối với vòng ngoài ổ lăn vào thân hộp, lắp then có độ dôi nhẹ theo hệ trục tiêu chuẩn.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kỹ thuật hệ dẫn động băng tấm theo các số liệu đề bài yêu cầu:
- Kết quả tính toán cụ thể:
- Hệ thống đảm bảo truyền công suất $P_t = 3,71 \text{ kW}$ với lực kéo $F = 5000 \text{ N}$ ở vận tốc $v = 1,25 \text{ m/s}$.
- Hộp giảm tốc hai cấp khai triển có khoảng cách trục cấp nhanh $a_{w1} = 135 \text{ mm}$ và cấp chậm $a_{w2} = 154 \text{ mm}$, cùng mô-đun pháp $m = 2 \text{ mm}$, tối ưu hóa tính đồng bộ trong chế tạo.
- Toàn bộ các mặt cắt trục nguy hiểm trên cả 3 trục đều thỏa mãn điều kiện bền mỏi ($s \ge 3,81 > [s] = 2$) và bền tĩnh ($\sigma = 62,66 \text{ MPa} < 272 \text{ MPa}$).
- Giải pháp kết cấu:
- Thiết kế kết cấu hộp giảm tốc hai cấp khai triển nhỏ gọn, bố trí các ổ lăn, then và cụm chi tiết phụ hợp lý, dễ dàng bôi trơn, bảo dưỡng và thay thế.
- Thống nhất mô-đun $m = 2 \text{ mm}$ cho cả hai cấp truyền bánh răng giúp giảm thiểu chủng loại dao phay và chi phí gia công chế tạo.
- Đóng góp kỹ thuật:
- Hoàn thiện một quy trình tính toán hệ dẫn động cơ khí mạch lạc, từ phân tích chế độ tải trọng thay đổi bậc, tính chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền, đến thiết kế kiểm nghiệm chi tiết các cụm chi tiết máy theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Các phép tính toán trong đồ án chủ yếu dựa trên phương pháp giải tích giải gần đúng và tra cứu bảng trị số thực nghiệm truyền thống; chưa thực hiện mô phỏng số 3D hoặc kiểm nghiệm dao động động lực học.
- Các hệ số phân bố tải trọng và hiệu suất bôi trơn được chọn theo định mức lý thuyết trong điều kiện tải tĩnh/va đập nhẹ giả định.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Xây dựng mô hình 3D hoàn chỉnh và mô phỏng ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn trên phần mềm phần tử hữu hạn (FEA) như ANSYS hoặc SolidWorks Simulation.
- Ứng dụng các thuật toán tối ưu hóa (như giải thuật di truyền, tối ưu hóa kích thước hình học) để giảm thiểu tối đa khối lượng vỏ hộp và kích thước các bộ truyền.
Giá trị tham khảo
Bản thuyết minh đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Cơ khí Động lực, Kỹ thuật Ô tô và Cơ điện tử khi thực hiện Đồ án Chi tiết máy, Đồ án Thiết kế hệ dẫn động cơ khí hoặc Đồ án tốt nghiệp.
- Kỹ sư thiết kế cơ cấu máy cần tra cứu phương pháp phân tích lực tác dụng lên trục, cách thiết lập biểu đồ mô-men uốn - xoắn không gian và phương pháp kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục nhiều cấp đường kính.
Câu hỏi thường gặp
1. Động cơ điện được chọn cho hệ thống dẫn động băng tấm có các thông số cơ bản nào?
Động cơ điện được lựa chọn thuộc dòng động cơ 3 pha không đồng bộ 4A100L2Y3 / 4A112M2Y3 với công suất danh định $P = 5,5 \text{ kW}$, vận tốc quay định mức $n = 2880 \text{ vg/ph}$, hệ số công suất $\cos\varphi = 0,91$, hiệu suất $\eta = 87,5%$, tỷ số mô-men khởi động $T_k / T_{\text{dn}} = 2,0$ và mô-men quá tải $T_{\text{mm}} / T_{\text{dn}} = 2,2$.
2. Tại sao cả hai bộ truyền bánh răng cấp nhanh và cấp chậm đều chọn mô-đun pháp $m = 2 \text{ mm}$?
Việc chọn thống nhất mô-đun pháp tiêu chuẩn $m = 2 \text{ mm}$ cho cả cấp nhanh và cấp chậm dựa trên nguyên tắc thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa trong thiết kế cơ khí, giúp giảm chủng loại dụng cụ cắt gọt (dao phay/dao xọc răng) khi gia công, từ đó hạ giá thành sản xuất.
3. Kết quả kiểm nghiệm độ bền mỏi trên các trục I, II, III có đạt yêu cầu kỹ thuật không?
Tất cả các tiết diện nguy hiểm trên cả ba trục đều đạt yêu cầu về độ bền mỏi với hệ số an toàn thực tế lớn hơn hệ số an toàn cho phép $[s] = 2$: Trục I có $s_{\min} = 4,48$ (tại tiết diện 1-3); Trục II có $s_{\min} = 4,80$ (tại tiết diện 2-2); Trục III có $s_{\min} = 3,81$ (tại tiết diện 3-2).
4. Bộ truyền xích ngoài hộp giảm tốc sử dụng loại xích gì và có bước xích bao nhiêu?
Bộ truyền ngoài sử dụng xích ống con lăn đơn với bước xích tiêu chuẩn $p = 38,1 \text{ mm}$, số mắt xích $x = 132$, số răng đĩa nhỏ $z_1 = 25$, số răng đĩa lớn $z_2 = 75$, khoảng cách trục sau khi căng chỉnh là $a = 1527,505 \text{ mm}$.
5. Vật liệu sử dụng để chế tạo các trục của hệ thống là gì và có cơ tính ra sao?
Cả ba trục của hệ dẫn động đều được chế tạo từ thép C45 thường hóa, có giới hạn bền kéo $\sigma_b = 600 \text{ MPa}$, độ cứng bề mặt đạt $HB = 170 \div 217$ và ứng suất xoắn cho phép $[\tau] = 15 \div 30 \text{ MPa}$.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế hệ dẫn động băng tấm" đã hoàn thành toàn diện các nội dung tính toán động học, động lực học và thiết kế kết cấu cơ khí theo đúng yêu cầu kỹ thuật của Đề số 04 (Phương án 2). Hệ thống được trang bị động cơ 3 pha không đồng bộ, bộ truyền xích ống con lăn ngoài và hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng 2 cấp khai triển, đảm bảo truyền tải lực vòng $5000 \text{ N}$ ở vận tốc $1,25 \text{ m/s}$. Toàn bộ các bộ truyền bánh răng, xích tải, then và trục đều đã được kiểm nghiệm thỏa mãn nghiêm ngặt các chỉ tiêu về độ bền tiếp xúc, độ bền uốn, độ bền mỏi và độ bền tĩnh. Kết cấu vỏ hộp giảm tốc và hệ thống bôi trơn, chi tiết phụ được thiết kế hoàn chỉnh, đáp ứng tốt các yêu cầu vận hành và bảo dưỡng trong điều kiện sản xuất thực tế.