Thuyết Minh Đồ Án Chi Tiết Máy: Thiết Kế Trạm Dẫn Động Băng Tải

Thuyết minh đồ án CTM băng tải chi tiết. Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, tính toán thiết kế băng tải hiệu quả. Tải tài liệu miễn phí!

• Tác giả: Lưu Xuân Hoài Nam
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Cường
• Trường học: Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Chi Tiết Máy
• Đề tài: Thiết Kế Trạm Dẫn Động Băng Tải
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• MỤC LỤC
• 1. PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
• 1.1. Tính chọn động cơ điện
• 1.1.1. Chọn kiểu loại động cơ
• 1.1.2. Chọn công suất động cơ
• 1.1.3. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ
• 1.1.4. Chọn động cơ thực tế
• 1.1.5. Kiểm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ
• 1.2. Phân phối tỉ số truyền
• 1.2.1. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc
• 1.2.2. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc
• 1.3. Tính toán các thông số trên các trục
• 1.3.1. Tính công suất trên các trục
• 1.3.2. Tính số vòng quay của các trục
• 1.3.3. Tính momen xoắn trên các trục
• 1.3.4. Lập bảng kết quả
• 2. PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG
• 2.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
• 2.1.1. Chọn loại đai
• 2.1.2. Xác định các thông số của bộ truyền đai và đai
• 2.1.3. Bảng kết quả tính toán
• 2.2. Bộ truyền bánh răng cấp chậm
• 2.2.1. Chọn vật liệu
• 2.2.2. Xác định ứng suất cho phép
• 2.2.3. Xác định thông số cơ bản của bộ truyền
• 2.2.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc
• 2.3. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh
• 2.4. Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp giảm tốc
• 2.5. Kiểm tra sai số vận tốc
• 3. PHẦN III: THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI
• 3.1. Thiết kế trục
• 3.1.1. Chọn vật liệu
• 3.1.2. Xác định tải trọng lên các trục
• 3.1.3. Xác định đường kính sơ bộ
• 3.1.4. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
• 3.1.5. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục
• 3.1.6. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
• 3.1.7. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
• 3.2. Tính ổ cho trục I
• 3.3. Tính ổ cho trục II
• 3.4. Tính ổ cho trục III
• 3.5. Tính chọn then
• 3.6. Chọn khớp nối
• 4. PHẦN IV: CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP
• 4.1. Thiết kế vỏ hộp
• 4.2. Tính chọn các chi tiết phụ
• 4.3. Chọn dầu mỡ bôi trơn hộp giảm tốc

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án CTM Băng Tải Từ Yêu Cầu Tới Sơ Đồ

Một đồ án chi tiết máy về hệ thống băng tải là bài toán kỹ thuật tổng hợp, đòi hỏi sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết và thực tiễn. Mục tiêu cốt lõi là thiết kế hệ dẫn động cơ khí hoàn chỉnh, đảm bảo năng suất băng tải và vận hành ổn định trong suốt thời hạn phục vụ. Yêu cầu thiết kế ban đầu là nền tảng của mọi tính toán, bao gồm các thông số đầu vào như lực vòng trên băng tải (Ft), vận tốc băng tải (v), và đường kính tang dẫn (D). Dựa trên các số liệu này, người thiết kế cần xây dựng một sơ đồ khai triển hệ dẫn động hợp lý. Thông thường, sơ đồ này bao gồm một động cơ điện làm nguồn cấp, một bộ truyền ngoài (như bộ truyền đai hoặc bộ truyền xích) để giảm tốc sơ bộ và hấp thụ rung động, và một hộp giảm tốc để đạt được tỷ số truyền yêu cầu. Cuối cùng là trục công tác nối với tang chủ động của băng tải. Việc lựa chọn sơ đồ ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu, hiệu suất và chi phí của toàn hệ thống. Ví dụ, tài liệu gốc lựa chọn sơ đồ gồm bộ truyền đai và hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục, một lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng tải trọng trung bình và không đổi, tối ưu hóa không gian lắp đặt. Việc hiểu rõ từng thành phần và vai trò của chúng trong hệ thống là bước đầu tiên và quan trọng nhất để có một bản thuyết minh đồ án CTM băng tải thành công.

1.1. Phân tích số liệu thiết kế và yêu cầu kỹ thuật ban đầu

Bước đầu tiên trong mọi dự án thiết kế là phân tích kỹ lưỡng các thông số đầu vào. Đối với đồ án băng tải, các dữ liệu cốt lõi bao gồm: Lực vòng trên băng tải (Ft = 2200N), vận tốc băng tải (v = 1.6 m/s), và đường kính tang chủ động (D = 720 mm). Các thông số này quyết định trực tiếp đến công suất động cơ cần thiết và tỷ số truyền của toàn hệ thống. Ngoài ra, thời hạn phục vụ (11 năm) và chế độ tải trọng (không đổi) là yếu tố quan trọng để tính toán độ bền mỏi cho các chi tiết máy như trục, ổ lăn và bánh răng. Yêu cầu cuối cùng của đồ án thường là một bộ hồ sơ kỹ thuật hoàn chỉnh, bao gồm 01 bản thuyết minh chi tiết, 01 bản vẽ lắp băng tải (khổ A0) và 01 bản vẽ chi tiết máy (khổ A1), theo chỉ định của giáo viên hướng dẫn.

1.2. Lựa chọn sơ đồ hệ dẫn động cơ khí tối ưu cho băng tải

Việc lựa chọn sơ đồ hệ dẫn động là một quyết định chiến lược. Sơ đồ được chọn trong tài liệu tham khảo là một hệ thống kinh điển: Động cơ → Bộ truyền đai → Hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp đồng trục → Khớp nối → Trục công tác (gắn tang chủ động). Sơ đồ này có nhiều ưu điểm: Bộ truyền đai giúp giảm tốc sơ bộ, hoạt động êm, bảo vệ động cơ và hộp giảm tốc khỏi quá tải đột ngột nhờ khả năng trượt trơn. Hộp giảm tốc đồng trục có kết cấu gọn nhẹ, giúp tiết kiệm không gian lắp đặt. Việc sử dụng hộp giảm tốc hai cấp cho phép đạt được tỷ số truyền lớn trong một kích thước nhỏ gọn. Sơ đồ này phù hợp với đặc tính tải trọng không đổi và yêu cầu vận hành liên tục của hệ thống băng tải công nghiệp.

II. Bí Quyết Tính Toán Động Học Chọn Động Cơ Tỷ Số Truyền

Tính toán động học là xương sống của bản thuyết minh đồ án CTM băng tải. Giai đoạn này quyết định nguồn năng lượng và tốc độ làm việc của toàn bộ hệ thống. Nhiệm vụ chính là lựa chọn một động cơ điện phù hợp và phân phối tỷ số truyền một cách hợp lý cho các bộ truyền. Việc chọn động cơ bắt đầu bằng việc xác định công suất yêu cầu trên trục công tác, tính toán ngược về trục động cơ sau khi đã trừ đi tổn thất hiệu suất qua các bộ phận. Hiệu suất chung của hệ thống (η∑) được tính bằng tích hiệu suất của từng thành phần: các cặp ổ lăn, các bộ truyền bánh răng, khớp nối và bộ truyền đai. Dựa trên công suất yêu cầu và số vòng quay đồng bộ sơ bộ (thường là 1500 vg/ph), ta tra cứu catalog để chọn loại động cơ thực tế. Động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ rôto lồng sóc là lựa chọn ưu tiên nhờ kết cấu đơn giản, giá thành rẻ và độ tin cậy cao. Sau khi chọn được động cơ, tỷ số truyền chung của hệ thống được xác định chính xác. Bước tiếp theo là phân chia tỷ số truyền này cho bộ truyền ngoài (đai/xích) và các cấp trong hộp giảm tốc. Việc phân phối này cần tuân theo các giá trị khuyến nghị trong giáo trình thiết kế CTM để đảm bảo kích thước các bộ truyền cân đối và tối ưu.

2.1. Phương pháp xác định công suất động cơ điện yêu cầu

Để xác định công suất động cơ, trước hết cần tính công suất làm việc trên trục công tác (P_ct) theo công thức: P_ct = (Ft × v) / 1000 (kW). Với Ft=2200N và v=1.6m/s, ta có P_ct = 3.52 kW. Tiếp theo, công suất cần thiết trên trục động cơ (P_dct) được tính bằng cách chia P_ct cho hiệu suất chung của toàn hệ thống (η∑). Hiệu suất này là tích của hiệu suất các bộ phận: η∑ = η_đai × η_k × (η_br)^2 × (η_ol)^4. Theo tài liệu, với các giá trị hiệu suất tiêu chuẩn được chọn (η_đai=0.96, η_br=0.96, η_ol=0.99, η_k=1), hiệu suất chung tính được là η∑ ≈ 0.85. Từ đó, công suất yêu cầu trên trục động cơ là P_dct ≥ P_ct / η∑ ≈ 4.14 kW. Dựa trên giá trị này, động cơ 4A112M4Y3 có công suất định mức 5.5 kW được lựa chọn, đảm bảo dự trữ công suất và thỏa mãn điều kiện mở máy.

2.2. Cách phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền hợp lý

Sau khi chọn động cơ có số vòng quay n_đc = 1425 vg/ph và tính được số vòng quay trục công tác n_ct ≈ 42.4 vg/ph, tỷ số truyền chung của hệ thống là u_∑ = n_đc / n_ct ≈ 33.6. Tỷ số truyền này được phân phối cho các bộ truyền thành phần. Theo kinh nghiệm thiết kế, tỷ số truyền của bộ truyền đai (u_đ) thường được chọn trong khoảng 2 đến 4. Tài liệu chọn u_đ = 2. Do đó, tỷ số truyền của hộp giảm tốc là u_hộp = u_∑ / u_đ ≈ 16.8. Đối với hộp giảm tốc đồng trục hai cấp, tỷ số truyền được phân chia cho cấp nhanh (u_nhanh) và cấp chậm (u_chậm). Công thức kinh nghiệm được áp dụng để tối ưu hóa kích thước và momen quán tính: u_nhanh ≈ u_chậm * ψ, trong đó ψ thường từ 1.2-1.4. Tài liệu đã tính toán và chọn u_nhanh = 7.7 và u_chậm = 2.29, đảm bảo u_nhanh × u_chậm ≈ u_hộp.

2.3. Tính toán mômen xoắn và công suất trên từng trục

Dựa trên công suất động cơ và các tỷ số truyền đã phân phối, ta có thể tính toán chính xác công suất (P), số vòng quay (n), và mômen xoắn (T) trên từng trục của hệ dẫn động. Công suất trên mỗi trục sau được tính bằng công suất trục trước nhân với hiệu suất của bộ truyền nối giữa chúng. Mômen xoắn trên trục thứ k (T_k) được tính theo công thức: T_k = 9.55 × 10^6 × (P_k / n_k) (N.mm). Việc lập bảng thống kê các thông số này (P, n, T) cho trục động cơ, trục I (trục vào hộp giảm tốc), trục II (trung gian), và trục III (trục ra) là bước cuối cùng của phần tính toán động học. Bảng số liệu này là dữ liệu đầu vào quan trọng cho việc tính toán thiết kế bộ truyền và tính toán trục ở các phần sau.

III. Hướng Dẫn Thiết Kế Hộp Giảm Tốc Bánh Răng Trụ Hai Cấp

Thiết kế hộp giảm tốc là phần nội dung trọng tâm và phức tạp nhất trong đồ án chi tiết máy. Quá trình này bao gồm việc lựa chọn vật liệu chế tạo, xác định ứng suất cho phép, tính toán các thông số hình học của các cặp bánh răng và cuối cùng là kiểm nghiệm độ bền. Đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, cần thực hiện tính toán riêng biệt cho cả cấp nhanh và cấp chậm. Vật liệu phổ biến được chọn là thép 45 thường hóa hoặc tôi cải thiện, có độ rắn bề mặt HB ≤ 350, cho phép gia công răng sau nhiệt luyện. Ứng suất tiếp xúc cho phép [σH] và ứng suất uốn cho phép [σF] được xác định dựa trên độ cứng, hệ số an toàn và số chu kỳ làm việc. Từ đó, khoảng cách trục (aw) được tính toán sơ bộ. Các thông số hình học quan trọng như mô-đun (m), số răng (Z), góc nghiêng răng (β) được xác định để đảm bảo tỷ số truyền và khoảng cách trục yêu cầu. Cuối cùng, bước quan trọng nhất là kiểm nghiệm độ bền. Răng bánh răng phải được kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc (chống tróc rỗ bề mặt) và độ bền uốn (chống gãy răng). Ứng suất sinh ra phải nhỏ hơn ứng suất cho phép. Các bản vẽ chi tiết máy cho bánh răng phải thể hiện đầy đủ các thông số này.

3.1. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh

Bộ truyền cấp nhanh làm việc với vận tốc vòng lớn nhưng mômen xoắn nhỏ hơn. Do đó, yêu cầu về độ chính xác gia công cao hơn để giảm tiếng ồn và tải trọng động. Quá trình tính toán bắt đầu từ khoảng cách trục (aw) đã được xác định chung cho cả hai cấp (do là hộp đồng trục). Từ đó, xác định mô-đun, số răng và góc nghiêng β. Theo tài liệu, cấp nhanh có tỷ số truyền u1 = 7.7, chọn Z1=20 răng, Z2=154 răng. Góc nghiêng β được tính lại để đảm bảo khoảng cách trục chính xác. Sau khi có các thông số hình học, tiến hành kiểm nghiệm bền. Ứng suất tiếp xúc (σH) được tính và so sánh với ứng suất cho phép [σH]. Sai lệch phải dưới 4-5%. Tương tự, ứng suất uốn (σF) tại chân răng được kiểm tra để đảm bảo σF < [σF]. Việc này được thực hiện cho cả bánh chủ động và bị động.

3.2. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm

Bộ truyền cấp chậm chịu mômen xoắn lớn hơn nhưng vận tốc vòng nhỏ hơn. Các bước tính toán tương tự cấp nhanh nhưng với các thông số đầu vào khác (công suất, mômen, số vòng quay trên trục II và III). Cấp chậm có tỷ số truyền u2 = 2.29. Tài liệu tính toán chọn Z3=54 răng, Z4=124 răng. Cũng như cấp nhanh, các thông số được tinh chỉnh để phù hợp với khoảng cách trục aw. Do chịu mômen lớn, chiều rộng vành răng của cấp chậm thường lớn hơn cấp nhanh. Quá trình kiểm nghiệm bền tiếp xúc và bền uốn là bắt buộc. Đặc biệt, cần chú ý đến hệ số tải trọng K, bao gồm các thành phần kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng (Kβ) và tải trọng động (Kv), để đảm bảo tính toán sát với thực tế làm việc.

3.3. Kiểm tra điều kiện bôi trơn và cấu tạo vỏ hộp giảm tốc

Sau khi thiết kế các bộ truyền, cần kiểm tra điều kiện bôi trơn. Với hộp giảm tốc có vận tốc vòng không quá lớn (v < 12 m/s), phương pháp bôi trơn bằng cách ngâm trong dầu là phổ biến. Mức dầu trong hộp phải được tính toán để bánh răng lớn nhất được ngâm sâu khoảng 1-3 lần chiều cao răng, nhưng không ngập quá 1/3 bán kính bánh răng để tránh tổn thất công suất. Đối với hộp giảm tốc đồng trục, có thể cần thiết kế vách ngăn để đảm bảo mức dầu phù hợp cho cả hai cấp. Vỏ hộp cần được thiết kế đủ cứng vững, có các chi tiết phụ như que thăm dầu, nút thông hơi, nút tháo dầu và tai nâng để thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng.

IV. Phương Pháp Tính Toán Trục và Chọn Ổ Lăn Chính Xác Nhất

Sau khi đã có các thông số của bộ truyền, bước tiếp theo là tính toán trục và chọn ổ lăn. Đây là các chi tiết máy dạng đỡ, có vai trò truyền mômen xoắn và chịu lực tác dụng từ các bộ truyền. Quá trình thiết kế trục gồm nhiều giai đoạn. Đầu tiên là chọn vật liệu chế tạo trục, thường là thép C45. Tiếp theo là thiết kế sơ bộ kết cấu trục, xác định vị trí gá đặt các chi tiết (bánh răng, bánh đai, ổ lăn, khớp nối) và ước tính khoảng cách giữa các gối đỡ. Dựa vào mômen xoắn truyền qua, đường kính sơ bộ của trục được tính toán chỉ dựa trên độ bền xoắn. Sau đó, các lực tác dụng lên trục từ các bộ truyền (lực vòng, lực hướng tâm, lực dọc trục) được xác định. Từ đó, vẽ biểu đồ mômen uốn và mômen xoắn dọc theo chiều dài trục. Đường kính tại các tiết diện nguy hiểm được tính toán chính xác lại theo thuyết bền tương đương. Cuối cùng là thực hiện kiểm nghiệm bền trục, bao gồm kiểm nghiệm bền mỏi và bền tĩnh. Việc chọn ổ lăn dựa trên tải trọng hướng tâm và dọc trục tác dụng lên ổ, cùng với số vòng quay và tuổi thọ yêu cầu. Các file CAD băng tải và bản vẽ lắp phải thể hiện rõ cách lắp ghép trục và ổ lăn.

4.1. Xác định tải trọng và vẽ biểu đồ nội lực cho các trục

Đây là bước cơ bản để tính toán trục. Tải trọng tác dụng lên trục bao gồm lực từ bộ truyền đai (lực căng đai) và lực từ các cặp bánh răng ăn khớp (lực vòng Ft, lực hướng tâm Fr, lực dọc trục Fa đối với răng nghiêng). Các lực này được phân tích trong hai mặt phẳng vuông góc (thường là xz và yz). Sau khi xác định được giá trị và điểm đặt lực, ta tính toán phản lực tại các gối đỡ (vị trí ổ lăn). Từ đó, các biểu đồ mômen uốn (Mx, My) và biểu đồ mômen xoắn (T) được vẽ. Mômen uốn tổng hợp tại mỗi tiết diện được tính bằng căn bậc hai của tổng bình phương hai mômen thành phần. Các tiết diện có bậc trục thay đổi, có rãnh then hoặc lỗ là những nơi tập trung ứng suất cao, cần được đặc biệt chú ý.

4.2. Tính toán và kiểm nghiệm độ bền mỏi cho trục

Trục thường chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ (do uốn xoay), do đó kiểm nghiệm bền mỏi trục là yêu cầu bắt buộc. Hệ số an toàn về bền mỏi (S) tại các tiết diện nguy hiểm được tính theo công thức: S = (Sσ × Sτ) / sqrt(Sσ² + Sτ²). Trong đó, Sσ và Sτ lần lượt là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất uốn và ứng suất xoắn. Các hệ số này được tính bằng cách lấy giới hạn mỏi của vật liệu chia cho biên độ ứng suất tương ứng, có xét đến các yếu-tố ảnh hưởng như kích thước, chất lượng bề mặt và sự tập trung ứng suất. Hệ số an toàn tính được phải lớn hơn hệ số an toàn cho phép [S] (thường từ 1.5 đến 2.5). Nếu không thỏa mãn, cần tăng đường kính trục hoặc chọn vật liệu tốt hơn.

4.3. Quy trình lựa chọn và kiểm nghiệm ổ lăn theo tuổi thọ

Việc chọn ổ lăn phụ thuộc vào loại tải trọng (hướng tâm, dọc trục hay kết hợp), độ lớn tải trọng, số vòng quay và tuổi thọ yêu cầu. Đầu tiên, tính tải trọng quy ước (Q) tác dụng lên ổ, là tải trọng tương đương kết hợp cả thành phần hướng tâm và dọc trục. Dựa trên tải trọng quy ước và tuổi thọ yêu cầu (tính bằng triệu vòng quay), ta tính khả năng tải động yêu cầu (C_yc) của ổ. Sau đó, tra cứu catalog của nhà sản xuất để chọn một loại ổ lăn có khả năng tải động định mức (C) lớn hơn hoặc bằng C_yc. Thông thường, trục vào hộp giảm tốc (trục I) chịu tải nhỏ, quay nhanh nên có thể dùng ổ bi đỡ. Các trục II và III chịu tải lớn hơn nên thường dùng ổ bi đỡ chặn hoặc ổ đũa côn để tăng khả năng chịu lực.

V. Hoàn Thiện Đồ Án Bản Vẽ Kỹ Thuật và File CAD Băng Tải

Hoàn thiện một đồ án chi tiết máy không chỉ dừng lại ở các trang tính toán trong bản thuyết minh. Yếu tố quan trọng không kém là bộ hồ sơ bản vẽ kỹ thuật, bao gồm bản vẽ lắp băng tải và các bản vẽ chi tiết máy quan trọng. Đây là kết quả cuối cùng, thể hiện toàn bộ quá trình thiết kế một cách trực quan và là tài liệu để chế tạo, lắp ráp sản phẩm trong thực tế. Bản vẽ lắp băng tải (hay bản vẽ lắp hộp giảm tốc) phải thể hiện được vị trí tương quan của tất cả các chi tiết, từ vỏ hộp, các trục, bánh răng, ổ lăn, đến các chi tiết phụ như nắp ổ, vòng phớt, que thăm dầu... Nó cũng phải bao gồm bảng kê chi tiết, chỉ rõ tên gọi, số lượng, vật liệu và các yêu cầu kỹ thuật cho từng chi tiết. Các bản vẽ chi tiết máy (thường là bánh răng, trục) cần thể hiện đầy đủ hình dạng, kích thước, dung sai, độ nhám bề mặt và các yêu cầu kỹ thuật đặc thù khác cần thiết cho quá trình gia công. Việc tạo ra các file CAD băng tải chính xác là công cụ không thể thiếu để xây dựng các bản vẽ này, đồng thời cho phép mô phỏng, kiểm tra va chạm và tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào sản xuất.

5.1. Yêu cầu và tiêu chuẩn khi thực hiện bản vẽ lắp hộp giảm tốc

Một bản vẽ lắp băng tải chất lượng phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN, ISO). Bản vẽ cần có đủ các hình chiếu cần thiết (đứng, bằng, cạnh) để thể hiện rõ ràng kết cấu khung băng tải và các bộ phận bên trong. Các chi tiết lắp ghép quan trọng như mối ghép then, mối ghép trục và ổ lăn, dung sai lắp ghép phải được chỉ định rõ ràng. Bảng kê (Bill of Materials - BOM) phải đầy đủ thông tin: số thứ tự, tên gọi, ký hiệu tiêu chuẩn (nếu có), số lượng, vật liệu chế tạo, và ghi chú. Các kích thước chính như khoảng cách trục, kích thước bao của hộp, vị trí lỗ bắt bu lông nền cũng cần được thể hiện đầy đủ để phục vụ cho việc lắp đặt hệ thống.

5.2. Hướng dẫn chi tiết cách vẽ bản vẽ chế tạo chi tiết máy

Bản vẽ chế tạo (hay bản vẽ chi tiết máy) là tài liệu dành cho người thợ gia công. Do đó, nó phải cực kỳ chi tiết và rõ ràng. Ví dụ, với bản vẽ trục, cần thể hiện đường kính và chiều dài của tất cả các đoạn trục, dung sai kích thước, dung sai hình học (độ đồng tâm, độ đảo), độ nhám bề mặt tại các vị trí lắp ghép, và các chi tiết như rãnh then, lỗ ren. Đối với bản vẽ bánh răng, ngoài các kích thước cơ bản, cần có một bảng thông số riêng ghi rõ: mô-đun, số răng, góc ăn khớp, góc nghiêng, cấp chính xác, vật liệu và yêu cầu nhiệt luyện. Mọi thông tin trên bản vẽ phải đảm bảo tính duy nhất và không gây nhầm lẫn trong quá trình chế tạo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY TRƢỜNG ĐHKTCN THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC BỘ MÔN THIẾT KẾ CƠ KHÍ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHI TIÊT MÁY Hệ đại học Đề số : 03-1.2022 Sinh viên thiết kế 1: Lƣu Xuân Hoài Nam Giáo viên hƣớng dẫn : TS Ngày giao đề : 09/2021 Ngày hoàn thành :. Nội dung : Thiết kế trạm dẫn động băng tải Số liệu cho trƣớc : Lực vòng trên băng tải : Ft = 2200N Thời hạn phục vụ : 11 năm Đƣờng kính băng tải : D =720 mm Tỷ lệ số giờ việc/ngày : 0,8 Vận tốc vòng băng tải: v = 1.6 m/s Tỷ lệ số ngày việc/năm : 0,9 T/chất tải trọng: không đổi ft 4 3 p P.Kbđ 5 p 2 t 1 Sơ đồ khai triển hệ dẫn động Sơ đồ tải trọng 1. Bộ truyền đai. Bộ truyền bánh răng đồng trục.

Yêu cầu thiết kế 1. 01 thuyết minh trình bầy tính toán chọn động cơ, tính thiết kế các chi tiết của hệ dẫn động (Dùng hộp giảm tốc theo sơ đồ đã cho). 01 bản vễ lắp hộp giảm tốc (khổ giấy Ao). 01 bản vẽ chế tạo chi tiết trên khổ giấy A1_(Do giáo viên hƣớng dẫn chỉ định).

Giáo viên hƣớng dẫn (Đã ký) Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật và công nghệ không ngừng cải tiến, phát triển đã nhanh chóng làm thay đổi bộ mặt thế giới. Ngành công nghiệp thế giới nói chung và ngành công nghiệp ở nước ta nói riêng đã và đang phát triển nhanh chóng, tạo ra các sản phẩm thiết yếu phục vụ cho đời sống con người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trên thế giới. Muốn thực hiện được điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân.

Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng được các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất. Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng em là sinh viên trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp – Đại Học Thái Nguyên luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã được dạy trong trường để sau khi ra trường có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nước trong thế kỷ mới. Qua đồ án Chi Tiết Máy chúng em đã tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên môn, giúp chúng em hiểu rõ hơn những công việc của một kỹ sư tương lai. Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót.

Chúng em rất mong đƣợc sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Thiết kế Cơ Khí và các Thầy-Cô trong Khoa để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong Khoa và bộ môn Thiết kế Cơ Khí trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Đại Học Thái Nguyên và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Mạnh Cường Ngày tháng năm 2023. Nhóm sinh viên : Trần Trọng Hoan Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY MỤC LỤC Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN I : TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ. Tính chọn động cơ điện.

Chọn kiểu loại động cơ. Chọn công suất động cơ. Xác định số vòng quay đồng bộ của động cơ. Chọn động cơ thực tế.

Kiệm tra điều kiện mở máy, điều kiện quá tải cho động cơ. Phân phối tỉ số truyền. Tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc. Tỉ số truyền của các bộ truyền trong hộp giảm tốc.

Tính toán các thông số trên các trục. Tính công suất trên các trục. Tính momen xoắn trên các trục. Bảng số liệu tính toán.13 PHẦN II : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT TRUYỀN ĐỘNG.

Tính toán thiết kế bộ truyền đai. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp chậm. Thiết kế bộ truyền bánh răng cấp nhanh. Kiểm tra điều kiện bôi trơn cho hộp giảm tốc.

Kiểm tra sai số vận tốc.52 PHẦN III : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT ĐỠ NỐI. Thiết kế trục. Chọn vật liệu. Xác định tải trọng lên các trục.

Xác định đường kính sơ bộ. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực. Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục. Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh.87 Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY 2. Tính ổ cho trục I. Tính ổ cho trục II. Tính ổ cho trục III.

Tính chọn then. Chọn khớp nối. 106 PHẦN IV : CẤU TẠO VỎ HỘP, CÁC CHI TIẾT PHỤ VÀ CHỌN CHẾ ĐỘ LẮP TRONG HỘP. Thiết kế vỏ hộp.

Tính chọn các chi tiết phụ. Chọn dầu mỡ bôi trơn hộp giảm tốc.118 Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN I: TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 1. Chọn động cơ điện 1.Chọn kiểu loại động cơ điện Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ, là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy.Trong thực tế có nhiều loại động cơ khác nhau, mỗi loại động cơ đều có ưu nhược điểm riêng.Cho nên khi chọn động cơ ta cần chọn loại động cơ tối ưu và phù hợp nhất.  Đối với động cơ một chiều có ưu điểm là khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, nhưng nhược điểm của nó là đắt tiền và khó kiếm.

 Đối với động cơ xoay chiều thì có Động cơ xoay chiều một pha và động cơ xoay chiều ba pha. o Đối với động cơ xoay chiều một pha có công suất nhỏ và thường dùng trong sinh hoạt, nó có hiệu suất thấp và ít được dùng trong công nghiệp. o Đối với động cơ ba pha cũng có hai loại là : Động cơ ba pha đồng bộ và động cơ ba pha không đồng bộ. o Động cơ ba pha đồng bộ có vận tốc góc không đổi, không phụ thuộc vào trị số của tải trọng và thực tế là không điều chỉnh được, nó có ưu điểm là hiệu suất cao, hệ số quá tải lớn nhưng nó lại có nhược điểm là thiết bị phức tạp và giá thành tương đối cao.

o Còn động cơ ba pha không đồng bộ lại chia ra kiểu rôto dây cuốn và kiểu rôto lồng sóc ( rôto ngắn mạch ). Với hệ dẫn động cơ khí dùng cho băng tải dùng với các hộp giảm tốc ta nên sử dụng loại động cơ điện xoay chiều ba pha rôto lồng sóc vì loại động cơ này có ưu điểm như sau:  Kêt cấu đơn giản, dễ bảo quản, làm việc tin cậy.  Có thể mắc trực tiếp vào lưới điện 3 pha không cần biến đổi dòng điện.  Có giá thành rẻ.

Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  Nhưng nhược điểm của nó là:  Hiệu suất và hệ số động cơ thấp ( so với động cơ 3 pha đồng bộ )  Không điểu chỉnh được vận tốc ( so với động cơ điện một chiều và động cơ ba pha không đồng bộ roto dây cuốn ). Nhưng nhờ có những ưu điểm cơ bản nên ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc ( ngắn mạch ). Nó phù hợp để dẫn động các thiết bị vận chuyển, băng tải, xích tải… 1. Chọn công suất động cơ Công suất của động cơ được chọn theo điều kiện nhiệt độ nhằm đảm bảo cho nhiệt độ của động cơ khi làm việc không lớn hơn trị số cho phép.

Để đảm bảo điều kiện đó cần thoả mãn yêu cầu sau: P dc dc dm ≥ P dt Trong đó: P dcdm: Công suất định mức của động cơ. P dc dt : Công suất đẳng trị trên trục động cơ. Theo đề ta có tải trọng không đổi nên: P dcdt ≥ Plvdc : giá trị công suất làm việc trên trục công tác. Trong đó: Ft lực vòng trên trục công tác (N).

V - vận tốc vòng băng tải (m/s). : công suất làm việc danh nghĩa trên trục động cơ. Trong đó: η∑: hiệu suất chung của toàn hệ thống Ta có:  Số cặp ổ lăn là: 4  Số khớp nối là: 1 Đồ án CĐL Xuân Hoài Nam, Trần Trọng Hoan ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY  Số cặp bánh răng trụ là: 2  Số bộ truyền đai là: 1 Sơ đồ gồm các bộ truyền mắc nối tiếp: Trong đó: ηol: Hiệu suất 1 cặp ổ lăn. ηbr : Hiệu suất 1 bộ truyền bánh răng trụ.

ηk : Hiệu suất 1 khớp nối. ηd : Hiệu suất của bộ truyền đai. Chọn theo bảng 1.1 [1]: Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ như sau :  Khớp nối : k = 1  Bộ truyền bánh răng trụ (che kín, bôi trơn): br = (0,96÷ 0,98) Chọn :br = 0,96  Một cặp ổ lăn : ol = (0,99 ÷ 0.995) => chọn ổ = 0,99  Bộ truyền đai (để hở) : d = (0,95 ÷ 0.96) => chọn d = 0,96 Vậy hiệu suất chung của toàn hệ thống là : dc => Công suất đẳng trị của động cơ là: P dt ≥ 4,14 ( kW ) 1. Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ Số vòng quay đồng bộ của động cơ (còn gọi là tốc độ từ trường quay) được xácđịnh theo công thức: Trong đó: f: tần số của dòng điện xoay chiều (Hz) (f = 50 Hz); p: số đôi cực từ (p = 1; 2; 3; 4; 5; 6) Trên thực tế, số vòng quay đồng bộ có các giá trị là 3000, 1500, 1000, 750, 600 và 500 v/ph.

Số vòng quay đồng bộ càng thấp thì kích thước khuôn khổ và giá thành của động cơ càng tăng (vì số đôi cực từ lớn).