Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong chương trình đào tạo kỹ thuật cơ khí và cơ điện tử, đồ án thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí (mã học phần PBL 1: Thiết kế và mô phỏng hệ thống dẫn động) đóng vai trò tổng hợp lý thuyết cơ sở về nguyên lý máy, chi tiết máy, công nghệ chế tạo và ứng dụng các công cụ kỹ thuật số hỗ trợ máy tính (CAD/CAE/CAM). Đề tài "Thiết kế Hộp giảm tốc 2 cấp cấp nhanh phân đôi (Full A-Z)" do nhóm tác giả Nguyễn Quang Giản và Nguyễn Quốc Cường thực hiện nhằm giải quyết bài toán thiết kế trọn gói một trạm dẫn động công nghiệp, từ khâu tính toán động học, động lực học, kiểm nghiệm độ bền, đến mô phỏng kết cấu và lập trình gia công cơ khí chi tiết điển hình.

Hệ thống dẫn động có nhiệm vụ truyền công suất và giảm tốc độ góc từ động cơ điện đến bộ phận công tác là tang dẫn của băng tải. Do đặc thù tốc độ quay của động cơ điện tiêu chuẩn thường rất cao so với tốc độ yêu cầu của tải công tác, việc sử dụng hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh là giải pháp kỹ thuật nhằm đáp ứng tỷ số truyền lớn, phân bố tải trọng đồng đều và giảm thiểu tải trọng dọc trục lên các gối đỡ.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật của đồ án bao gồm:

  1. Tổng quan các hệ thống truyền động cơ khí và phân tích ưu - nhược điểm của các sơ đồ hộp giảm tốc tiêu chuẩn.
  2. Xác định công suất cần thiết, lựa chọn động cơ điện ba pha không đồng bộ và phân phối tỷ số truyền cho các cấp dẫn động.
  3. Tính toán thiết kế chi tiết bộ truyền đai ngoài và các bộ truyền bánh răng trụ trong hộp (cấp nhanh phân đôi và cấp chậm), xác định thông số hình học, kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc, độ bền uốn và điều kiện bôi trơn.
  4. Thiết kế trục, tính chọn ổ lăn, then, khớp nối, vỏ hộp và xác định dung sai - kiểu lắp ghép cho các mối ghép kỹ thuật.
  5. Mô phỏng kiểm nghiệm độ bền ứng suất tĩnh của các cặp bánh răng và các trục trên phần mềm chuyên ngành.
  6. Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục hộp giảm tốc và mô phỏng gia công CNC trên hệ điều khiển FANUC WIN NC.

Phạm vi nghiên cứu được xác lập theo các số liệu kỹ thuật đầu vào cố định:

  • Lực kéo băng tải: $P = 2950\text{ N}$.
  • Vận tốc băng tải: $v = 0,95\text{ m/s}$.
  • Đường kính tang dẫn băng tải: $D = 320\text{ mm}$.
  • Đặc tính tải trọng: Tải trọng thay đổi, có rung động nhẹ.
  • Thời gian phục vụ: $T = 4,5\text{ năm}$ ($290\text{ ngày/năm}$, làm việc một ca).
  • Chế độ quay: Làm việc một chiều.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nền tảng lý thuyết tính toán chi tiết máy truyền thống kết hợp phương pháp mô phỏng số và công nghệ gia công hiện đại:

  • Cơ sở lý thuyết tính toán: Sử dụng phương pháp tính độ bền tiếp xúc mặt răng, độ bền uốn chân răng, sức bền mỏi của trục và khả năng tải của ổ lăn theo giáo trình "Thiết kế chi tiết máy" (Nguyễn Trọng Hiệp, 1999). Các tiêu chuẩn bôi trơn công nghiệp áp dụng theo tiêu chuẩn TOCT 1707-51.
  • Phương pháp tính toán và thiết kế:
    • Phương pháp giải tích xác định công suất, tỷ số truyền, mômen xoắn và kích thước hình học các bộ truyền.
    • Phương pháp vẽ biểu đồ mômen ($M_x, M_y$) và tính mômen tương đương để xác định đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm.
  • Phương pháp mô phỏng số (CAE/FEA): Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn để kiểm nghiệm trường ứng suất tĩnh tập trung trên bề mặt bánh răng nghiêng, bánh răng thẳng và các bậc trục dưới tác dụng của tải trọng danh định và quá tải ngắn hạn.
  • Phương pháp công nghệ (CAD/CAM/CNC): Phân tích tính công nghệ kết cấu của chi tiết trục, phân chia nguyên công, xác định đường lối công nghệ gia công (tiện, phay, khoan lỗ tâm), tra cứu chế độ cắt, chọn dao và mô phỏng chương trình gia công mã G-code trên phần mềm FANUC WIN NC.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống dẫn động cơ khí được cấu trúc thành chuỗi truyền động nối tiếp: Động cơ điện $\rightarrow$ Bộ truyền đai thang $\rightarrow$ Hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ phân đôi cấp nhanh $\rightarrow$ Khớp nối $\rightarrow$ Tang dẫn băng tải.

Động cơ điện (AO2-41-4)

Đặc tính kỹ thuật then chốt của phương án thiết kế là sơ đồ phân đôi cấp nhanh:

  • Bộ truyền cấp nhanh gồm 1 bánh răng dẫn ăn khớp đồng thời với 2 bánh răng bị dẫn bố trí đối xứng trên hai nhánh trục trung gian. Kết cấu này giúp chia đôi công suất truyền qua mỗi cặp bánh răng cấp nhanh, giảm môđun và kích thước vành răng.
  • Hướng nghiêng của các vành răng trên nhánh phân đôi được bố trí ngược chiều nhau, giúp triệt tiêu hoàn toàn lực dọc trục tác dụng lên trục I và phân bố đều phản lực lên các gối đỡ của trục trung gian.
  • Chi tiết trục được triển khai quy trình công nghệ gồm 3 nguyên công chính trên máy tiện và máy phay CNC, sử dụng dao tiện khỏa mặt đầu, dao tiện thô, dao tiện tinh, mũi khoan tâm và dao phay ngón gia công rãnh then.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Thiết kế

Chương 1: Giới thiệu chung về đầu đề đồ án, các loại hộp giảm tốc

Chương này tổng quan về chức năng của hộp giảm tốc trong máy móc cơ khí và tiến hành phân loại, so sánh ưu nhược điểm của các dạng hộp giảm tốc:

  • Hộp giảm tốc bánh răng nón 1 cấp (răng thẳng $i < 3$, răng nghiêng $i \le 5$).
  • Hộp giảm tốc bánh răng trụ tròn đồng trục (giảm chiều dài vỏ nhưng khó bôi trơn ổ trục giữa, gối đỡ trục trung gian xa nhau).
  • Hộp giảm tốc khai triển 2 cấp ($i = 8 \div 30$) và 3 cấp ($i = 50 \div 400$).
  • Hộp giảm tốc trục vít ($i = 10 \div 70$), hộp giảm tốc bánh răng - trục vít ($i = 25 \div 80$), hộp giảm tốc bánh răng côn và bánh răng hành tinh.
  • Phân tích chi tiết kết cấu hộp giảm tốc 2 cấp phân đôi cấp nhanh: Ưu điểm là làm việc êm, tận dụng tối đa khả năng tải vật liệu, triệt tiêu lực dọc trục, tải phân bố đối xứng; nhược điểm là chiều rộng hộp lớn và kết cấu cụm ổ phức tạp.

Chương 2: Tính chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền

Dựa trên thông số tải ($P = 2950\text{ N}, v = 0,95\text{ m/s}$), tính ra công suất trên băng tải $N_t = 2,8025\text{ kW}$. Số vòng quay của tang: $n_t = 56,7\text{ vg/ph}$.

  • Hiệu suất chung của hệ thống: $\eta = \eta_d \cdot \eta_{br}^3 \cdot \eta_{ol}^4 \cdot \eta_k = 0,955 \cdot (0,97)^3 \cdot (0,9925)^4 \cdot 1 = 0,8457$.
  • Công suất cần thiết trên trục động cơ: $N_{ct} = \frac{N_t}{\eta} = \frac{2,8025}{0,8457} = 3,3136\text{ kW}$.
  • Chọn kiểu động cơ: Động cơ ba pha không đồng bộ AO2-41-4 với công suất định mức $N_{dc} = 4,0\text{ kW}$, tốc độ quay $n_{dc} = 1450\text{ vg/ph}$, hiệu suất $\eta = 86%$, tỷ số mômen mở máy $M_m/M_{dm} = 1,5$.
  • Phân phối tỷ số truyền: Tỷ số truyền toàn hệ thống $i = \frac{1450}{56,7} = 25,574$. Chọn tỷ số truyền bộ truyền ngoài (đai thang) $i_d = 5$. Tỷ số truyền chung của hộp giảm tốc $i_h = 5,115$. Nhằm tạo điều kiện bôi trơn ngâm dầu đều giữa các cấp, tỷ số truyền được phân bổ: Cấp nhanh $i_n = 2,4774$, cấp chậm $i_c = 2,0645$.

Chương 3: Thiết kế các bộ truyền (bộ truyền ngoài, bộ truyền trong)

Chương này thực hiện tính toán chi tiết 3 cụm truyền động:

  1. Bộ truyền đai thang: Chọn đai thang loại A (tiết diện $13 \times 8\text{ mm}$, diện tích $F = 81\text{ mm}^2$). Đường kính bánh dẫn $D_1 = 150\text{ mm}$, bánh bị dẫn $D_2 = 735\text{ mm}$. Khoảng cách trục chuẩn hóa $A = 748\text{ mm}$, chiều dài đai $L = 3000\text{ mm}$. Số sợi đai cần thiết $Z = 4$. Chiều rộng bánh đai $B = 68\text{ mm}$. Lực căng ban đầu $S_0 = 97,2\text{ N}$.
  2. Bộ truyền bánh răng cấp nhanh (bánh răng trụ răng nghiêng): Bánh nhỏ dùng thép 45 thường hóa ($\text{HB } 200, \sigma_b = 600\text{ N/mm}^2$), bánh lớn dùng thép 35 thường hóa ($\text{HB } 170, \sigma_b = 500\text{ N/mm}^2$). Ứng suất tiếp xúc cho phép $[\sigma]_{tx2} = 442\text{ N/mm}^2$. Khoảng cách trục $A = 160\text{ mm}$, môđun pháp $m_n = 2\text{ mm}$, góc nghiêng răng $\beta = 11^\circ 6'$, số răng bánh nhỏ $Z_1 = 45$, số răng bánh lớn $Z_2 = 112$, chiều rộng vành răng $b = 64\text{ mm}$. Cấp chính xác chế tạo: 9. Lực tác dụng lên trục gồm lực vòng $P = 2722,49\text{ N}$, lực hướng tâm $P_r = 1009,84\text{ N}$, lực dọc trục $P_a = 534\text{ N}$.
  3. Bộ truyền bánh răng cấp chậm (bánh răng trụ răng thẳng): Vật liệu chế tạo tương tự cấp nhanh. Khoảng cách trục $A = 202,5\text{ mm}$, môđun pháp $m_n = 3\text{ mm}$, góc ăn khớp $\alpha = 20^\circ$, số răng $Z_1 = 44$, $Z_2 = 91$, chiều rộng vành răng $b = 80\text{ mm}$. Lực vòng $P = 4376,55\text{ N}$, lực hướng tâm $P_r = 1592,94\text{ N}$.
  4. Kiểm nghiệm bôi trơn: Mức dầu ngâm thấp nhất $h_1 \approx 107\text{ mm}$, mức dầu cao nhất $h_3 > 93\text{ mm}$, độ chênh lệch mức dầu $\Delta h = 14\text{ mm}$ (nằm trong giới hạn $10 \div 15\text{ mm}$). Chọn dầu bôi trơn công nghiệp 12 cho cấp nhanh và dầu công nghiệp 20 cho cấp chậm theo tiêu chuẩn TOCT 1707-51.
Thông số kỹ thuật bộ truyền Bộ truyền đai thang Cặp bánh răng cấp nhanh Cặp bánh răng cấp chậm
Loại truyền động Đai thang loại A Bánh răng trụ răng nghiêng Bánh răng trụ răng thẳng
Tỷ số truyền ($i$) 5,00 2,48 2,06
Khoảng cách trục ($A$) $748\text{ mm}$ $160\text{ mm}$ $202,5\text{ mm}$
Môđun / Tiết diện $13 \times 8\text{ mm}$ $m_n = 2\text{ mm}$ $m_n = 3\text{ mm}$
Số răng ($Z_1 / Z_2$) hoặc Số đai ($Z$) $Z = 4\text{ sợi}$ $Z_1 = 45; Z_2 = 112$ $Z_1 = 44; Z_2 = 91$
Chiều rộng ($B$ hoặc $b$) $68\text{ mm}$ $64\text{ mm}$ $80\text{ mm}$
Góc nghiêng / Góc ăn khớp - $\beta = 11^\circ 6'$ $\alpha = 20^\circ$

Chương 4: Thiết kế trục và tính then

  • Vật liệu trục: Thép 45 thường hóa, không nhiệt luyện, giới hạn bền kéo $\sigma_{bk} = 600\text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 300\text{ N/mm}^2$, ứng suất xoắn cho phép $[\tau_x] = 25\text{ N/mm}^2$.
  • Đường kính trục sơ bộ:
    • Trục I (trục vào): $d_1 \ge 29,23\text{ mm} \rightarrow$ Chọn $d_1 = 30\text{ mm}$, bề rộng ổ $B_1 = 19\text{ mm}$.
    • Trục II (trục trung gian): $d_2 \ge 38,66\text{ mm} \rightarrow$ Chọn $d_2 = 40\text{ mm}$, bề rộng ổ $B_2 = 23\text{ mm}$.
    • Trục III (trục ra): $d_3 \ge 48,6\text{ mm} \rightarrow$ Chọn $d_3 = 50\text{ mm}$, bề rộng ổ $B_3 = 27\text{ mm}$.
  • Xác định phản lực gối đỡ và mômen uốn: Phân tích hệ lực tác dụng trong không gian (mặt phẳng $YOZ$ và $XOZ$), xác định các phản lực gối tựa $F_{ly10} = 391,93\text{ N}$, $F_{ly11} = 1332,93\text{ N}$, $F_{lx10} = F_{lx11} = 2722,45\text{ N}$.
  • Tính mômen tương đương tại các tiết diện trục I:
    • Tiết diện lắp bánh đai (a-a): $M_{td12} = 108.126\text{ N}\cdot\text{mm}$.
    • Tiết diện ngõng trục lắp ổ (b-b): $M_{td10} = 140.743\text{ N}\cdot\text{mm}$.
    • Tiết diện lắp bánh răng 1 (c-c): $M_{td13} = 256.966,42\text{ N}\cdot\text{mm}$.
    • Tiết diện lắp bánh răng 2 (d-d): $M_{td14} = 210.010,28\text{ N}\cdot\text{mm}$.

Chương 5: Thiết kế gối đỡ trục

Xác định tải trọng quy ước tác dụng lên ổ lăn trên từng trục, lựa chọn loại ổ lăn (ổ bi đỡ - chặn hoặc ổ bi đỡ một dãy), bố trí kiểu lắp ghép ổ và giải pháp định vị cố định trục theo phương dọc trục bằng nắp ổ và vòng chặn.

Chương 6: Khớp nối

Tính toán lựa chọn khớp nối trục đàn hồi (hoặc nối trục vòng đàn hồi) nối đầu trục ra (Trục III) với trục tang băng tải dựa trên mômen xoắn danh định và hệ số tải trọng động.

Chương 7: Tính toán vỏ hộp và các chi tiết phụ

Xác định chiều dày thân hộp, nắp hộp đúc bằng gang xám, kích thước các gân tăng cứng, gờ lắp bu-lông thân hộp, bu-lông nền, bu-lông nắp ổ; bố trí nút thông hơi, mắt thăm dầu (que thăm dầu), nút tháo dầu ở đáy hộp và chốt định vị.

Chương 8: Kiểu lắp cho các mối ghép

Lựa chọn hệ thống dung sai lắp ghép theo hệ lỗ cơ bản: Mối ghép then lắp có độ dôi nhẹ, mối ghép vòng trong ổ lăn với trục dùng chế độ lắp trung gian hoặc dôi nhẹ, mối ghép nắp ổ và vỏ hộp dùng kiểu lắp lỏng.

Phần 2: Mô phỏng

Chương 1: Mô phỏng đặc tính kỹ thuật các cặp bánh răng trong hộp giảm tốc

Thiết lập mô hình hình học 3D của các cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm. Gán đặc tính cơ lý vật liệu (Thép 45 và Thép 35), đặt điều kiện biên ràng buộc mômen xoắn và tiến hành phân tích ứng suất tĩnh (Static Stress Simulation) nhằm kiểm chứng hệ số tập trung ứng suất tại chân răng và ứng suất tiếp xúc trên mặt răng.

Chương 2: Mô phỏng phân tích và kiểm tra độ bền các trục hộp giảm tốc

Mô phỏng trường ứng suất tĩnh và chuyển vị đàn hồi cho cả 3 trục: Trục vào (Trục 1), Trục trung gian (Trục 2) và Trục ra (Trục 3). Kết quả mô phỏng dùng để đối chiếu trực tiếp với ứng suất tương đương giải tích đã tính tại Chương 4.

Chương 3: Lắp ráp các chi tiết thiết kế

Xây dựng mô hình lắp ráp hoàn chỉnh của toàn bộ cụm hộp giảm tốc bao gồm vỏ hộp, các trục, bánh răng, ổ lăn, vòng đệm, nắp ổ và các chi tiết tiêu chuẩn nhằm kiểm tra va chạm hình học (interference check) và khe hở bôi trơn.

Phần 3: CAD/CAM/CNC

Chương 1: Phân tích và thiết kế chi tiết

Lựa chọn chi tiết trục để tiến hành lập quy trình công nghệ chế tạo. Phân tích chức năng kỹ thuật, độ nhám bề mặt tại các ngõng trục lắp ổ lăn và then, yêu cầu độ đồng tâm giữa các đoạn trục.

Chương 2: Lập quy trình công nghệ gia công

  • Lựa chọn thiết bị gia công: Máy tiện CNC và máy phay CNC.
  • Lập thứ tự các nguyên công:
    • Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ chống tâm và tiện thô/tinh bậc trục bên phải.
    • Nguyên công 2: Đảo đầu phôi, khỏa mặt đầu, khoan lỗ chống tâm và tiện thô/tinh bậc trục bên trái.
    • Nguyên công 3: Gá đặt trên máy phay, gia công các rãnh then bằng dao phay ngón.
  • Lựa chọn dụng cụ cắt: Dao tiện khỏa mặt đầu, dao tiện ngoài gia công thô và tinh, mũi khoan chống tâm, dao phay ngón gia công thô và tinh rãnh then.

Chương 3: Mô phỏng gia công

Thiết lập đường chạy dao (toolpath) cho các bước công nghệ: Tiện mặt đầu, tiện thô bậc trục, tiện tinh đạt kích thước dung sai, khoan lỗ tâm và phay rãnh then. Kiểm tra quá trình bóc tách phôi và phòng tránh va chạm dụng cụ cắt.

Chương 4: Sử dụng FANUC WIN NC mô phỏng chương trình

Khai báo cấu hình máy, thiết lập thông số hình học dụng cụ cắt (bù dao, bán kính mũi dao) trên phần mềm FANUC WIN NC. Nạp chương trình mã G-code và chạy mô phỏng gia công động để đánh giá độ chính xác biên dạng trước khi xuất bản vẽ chế tạo.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ chu trình thiết kế kỹ thuật cơ khí cho hệ thống dẫn động băng tải:

  1. Xác định chính xác cấu hình động học: Lựa chọn động cơ điện AO2-41-4 ($4,0\text{ kW}, 1450\text{ vg/ph}$) và phân bổ hợp lý hệ thống tỷ số truyền ($i_d = 5; i_n = 2,48; i_c = 2,06$), đảm bảo hiệu suất toàn hệ thống đạt $84,57%$.
  2. Kích thước các bộ truyền đạt chuẩn: Xác định đầy đủ kích thước hình học cho bộ truyền đai thang loại A ($Z=4$), cặp bánh răng nghiêng cấp nhanh ($A=160\text{ mm}, m_n=2\text{ mm}$) và cặp bánh răng trụ cấp chậm ($A=202,5\text{ mm}, m_n=3\text{ mm}$).
  3. Độ bền cơ học đảm bảo an toàn: Các kết quả kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn của các cặp bánh răng đều nằm dưới ngưỡng cho phép; kiểm tra ứng suất quá tải ngắn hạn đạt yêu cầu an toàn.
  4. Quy trình công nghệ và số hóa gia công: Đồ án không dừng lại ở khâu tính toán lý thuyết mà đã số hóa toàn bộ quy trình thiết kế thông qua mô phỏng CAE và lập trình gia công CAM/CNC hoàn chỉnh trên phần mềm FANUC WIN NC cho chi tiết trục.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo giới hạn phạm vi được trình bày trong tài liệu:

  • Hạn chế:
    • Phần kiểm nghiệm ứng suất và biến dạng trên trục và bánh răng mới thực hiện ở chế độ tải tĩnh danh định (Static Stress), chưa xét đến bài toán mỏi dao động theo chu kỳ tải trọng động thực tế của băng tải.
    • Quy trình công nghệ CAM/CNC mới chỉ tập trung chi tiết vào trục hộp giảm tốc, chưa xây dựng quy trình công nghệ chế tạo cho vỏ hộp đúc và gia công cắt răng cho các bánh răng phân đôi.
    • Việc kiểm tra chương trình gia công chỉ dừng lại ở bước mô phỏng trên phần mềm FANUC WIN NC mà chưa thực hiện gia công cắt gọt thực nghiệm trên phôi kim loại thật.
  • Hướng mở rộng:
    • Nghiên cứu mô phỏng động lực học đa vật thể (Multi-body Dynamics) để đánh giá rung động và tiếng ồn của hệ thống khi ăn khớp ở tốc độ cao.
    • Hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo toàn bộ các chi tiết còn lại (thân vỏ, nắp ổ, bánh răng) và thực hiện gia công chế tạo mẫu thực nghiệm.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư ngành Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Cơ điện tử, Công nghệ Chế tạo máy:

  • Đối tượng: Sinh viên đang thực hiện đồ án Chi tiết máy, đồ án Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí (PBL 1), đồ án Công nghệ chế tạo máy hoặc môn học CAD/CAM/CNC.
  • Nội dung giá trị:
    • Phương pháp phân phối tỷ số truyền và kiểm nghiệm bôi trơn ngâm dầu cho dạng hộp giảm tốc bánh răng phân đôi cấp nhanh.
    • Trình tự thiết lập biểu đồ mômen uốn trong không gian và tính toán mômen tương đương trên các đoạn trục.
    • Cấu trúc tích hợp 3 giai đoạn: Tính toán thiết kế lý thuyết $\rightarrow$ Mô phỏng kiểm nghiệm CAE $\rightarrow$ Lập trình gia công CAM/CNC trên hệ điều khiển FANUC.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lại lựa chọn phương án hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh thay vì hộp giảm tốc khai triển thông thường?
Hộp giảm tốc phân đôi cấp nhanh cho phép chia đôi tải trọng truyền qua cấp nhanh, giúp giảm môđun và kích thước bánh răng, đồng thời các vành răng nghiêng bố trí ngược chiều nhau giúp triệt tiêu hoàn toàn lực dọc trục và phân bố phản lực đối xứng lên các gối đỡ, khắc phục nhược điểm tải trọng phân bố không đều của dạng hộp khai triển.

2. Động cơ điện được chọn cho hệ thống này có ký hiệu và thông số kỹ thuật như thế nào?
Động cơ được chọn là loại ba pha không đồng bộ có mã hiệu AO2-41-4, công suất định mức $N_{dc} = 4,0\text{ kW}$, số vòng quay đồng bộ $n_{dc} = 1450\text{ vg/ph}$, hiệu suất định mức $86,0%$ và tỷ số mômen mở máy $M_m/M_{dm} = 1,5$.

3. Thông số cơ bản của bộ truyền đai ngoài là gì?
Bộ truyền ngoài sử dụng đai thang loại A (kích thước tiết diện $13 \times 8\text{ mm}$, diện tích $F = 81\text{ mm}^2$), gồm 4 sợi đai ($Z = 4$), đường kính bánh dẫn $D_1 = 150\text{ mm}$, đường kính bánh bị dẫn $D_2 = 735\text{ mm}$, chiều dài đai $L = 3000\text{ mm}$ và khoảng cách trục chính xác $A = 748\text{ mm}$.

4. Đường kính sơ bộ của 3 trục trong hộp giảm tốc được xác định là bao nhiêu?
Đường kính tính toán sơ bộ theo ứng suất xoắn thuần túy ($[\tau_x] = 25\text{ N/mm}^2$) lần lượt là: Trục I đạt $d_1 \ge 29,23\text{ mm}$ (chọn $d_1 = 30\text{ mm}$); Trục II đạt $d_2 \ge 38,66\text{ mm}$ (chọn $d_2 = 40\text{ mm}$); Trục III đạt $d_3 \ge 48,6\text{ mm}$ (chọn $d_3 = 50\text{ mm}$).

5. Quy trình gia công chi tiết trục được mô phỏng trên phần mềm nào và gồm những nguyên công chính nào?
Quy trình gia công trục được mô phỏng trên phần mềm FANUC WIN NC, bao gồm 3 nguyên công chính: Tiện khỏa mặt đầu và tiện bậc trục bên phải (Nguyên công 1); Đảo đầu phôi tiện bậc trục bên trái và tạo lỗ tâm (Nguyên công 2); Setup phay gia công các rãnh then trên máy phay (Nguyên công 3).

Kết luận

Đồ án "Thiết kế Hộp giảm tốc 2 cấp cấp nhanh phân đôi (Full A-Z)" đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán thiết kế cơ khí cho trạm dẫn động băng tải $2950\text{ N}$ với hệ số an toàn và độ tin cậy kỹ thuật cao. Các thông số động học, hình học và sức bền của bộ truyền đai thang, bánh răng phân đôi cấp nhanh và bánh răng cấp chậm đều được kiểm nghiệm chính xác bằng giải tích và mô phỏng CAE. Bên cạnh đó, việc xây dựng thành công quy trình công nghệ gia công trục trên phần mềm FANUC WIN NC khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của đề tài trong việc liên kết thiết kế lý thuyết với công nghệ chế tạo hiện đại.