Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế
Trong chương trình đào tạo kỹ sư các ngành kỹ thuật cơ khí và cơ điện tử, đồ án môn học Chi tiết máy đóng vai trò tổng hợp kiến thức về cơ học lý thuyết, sức bền vật liệu, nguyên lý máy và công nghệ chế tạo máy. Đồ án của sinh viên Nguyễn Quang Nhị (lớp Cơ Điện Tử 2_K49) thực hiện nhiệm vụ tính toán, thiết kế động học và động lực học cho hệ dẫn động băng tải cơ khí.
Hệ thống dẫn động cơ khí trong đề tài bao gồm nguồn động lực là động cơ điện, bộ truyền đai/xích ngoài hộp giảm tốc, hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ răng thẳng kết hợp răng nghiêng bố trí theo sơ đồ đồng trục, khớp nối và hệ thống trục mang cơ cấu công tác (tang quay băng tải).
Nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật được phân định cụ thể qua các bước tuần tự:
- Xác định công suất yêu cầu, số vòng quay đồng bộ và lựa chọn động cơ điện phù hợp với chế độ làm việc liên tục hai ca.
- Phân phối tỷ số truyền chung cho toàn bộ hệ thống gồm bộ truyền ngoài và hai cấp truyền của hộp giảm tốc đồng trục.
- Tính toán thiết kế chi tiết bộ truyền ngoài (bộ truyền xích con lăn) đảm bảo độ bền mòn, độ bền tĩnh và độ bền tiếp xúc.
- Tính toán thiết kế các bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc (bánh răng trụ răng nghiêng cấp nhanh và bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm), kiểm nghiệm các chỉ tiêu về ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn.
- Thiết kế kết cấu các trục truyền động, lập biểu đồ mômen uốn - xoắn, kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi và độ an toàn của mối ghép then.
- Lựa chọn quy cách và kiểm nghiệm khả năng tải động, tải tĩnh của các gối đỡ ổ lăn trên cả ba trục truyền.
Phạm vi thực hiện của tài liệu tập trung trọn vẹn trong "Phần 1: Tính hệ dẫn động", cung cấp toàn bộ chuỗi số liệu tính toán giải tích từ khâu chọn động cơ đến khâu hoàn thiện thông số ổ lăn.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán
Hệ phương pháp tính toán trong đồ án được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn thiết kế cơ khí truyền thống, sử dụng hệ thống công thức giải tích và bảng tra cứu chuẩn kỹ thuật từ tài liệu chuyên ngành Chi tiết máy và Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (ký hiệu tham chiếu [I] và [II] trong văn bản):
- Phương pháp xác định tải trọng và động học: Áp dụng nguyên lý cân bằng năng lượng và hiệu suất truyền động nối tiếp. Công suất được tính ngược từ trục công tác về trục động cơ thông qua tích hiệu suất của các cặp ổ lăn, bộ truyền xích, các cặp bánh răng và khớp nối trục.
- Phương pháp thiết kế bộ truyền xích: Căn cứ vào chỉ tiêu độ bền mòn theo công suất danh định cho phép, kết hợp kiểm tra độ võng, lực căng do lực ly tâm, hệ số tải trọng động, hệ số an toàn bền tĩnh và kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc bản lề xích.
- Phương pháp thiết kế bộ truyền bánh răng: Tính toán ứng suất tiếp xúc cho phép $[\sigma_H]$ và ứng suất uốn cho phép $[\sigma_F]$ dựa trên giới hạn bền mỏi của vật liệu thép 45 tôi cải thiện hoặc thường hóa. Xác định khoảng cách trục $a_w$, môđun pháp tuyến tiêu chuẩn $m$, góc nghiêng răng $\beta$, số răng và kiểm nghiệm lại ứng suất làm việc theo lý thuyết mỏi tiếp xúc bánh răng.
- Phương pháp tính toán trục: Áp dụng phương pháp sức bền vật liệu để phân tích lực không gian thành hai mặt phẳng tọa độ vuông góc ($Oxy$ và $Oxz$), giải hệ phương trình cân bằng tĩnh học để tìm phản lực tại các gối đỡ, xây dựng biểu đồ mômen uốn $M_x, M_y$ và mômen xoắn $T$. Đường kính các đoạn trục được xác định sơ bộ theo mômen tương đương, sau đó kiểm nghiệm chính xác theo hệ số an toàn mỏi $s \ge [s]$ và kiểm tra độ bền dập, bền cắt của then bằng thép.
- Phương pháp tính chọn ổ lăn: Xác định phản lực tổng hướng tâm $F_r$ và lực dọc trục $F_a$ tác dụng lên từng vị trí gối đỡ, quy đổi tải trọng tương đương $Q$, kiểm tra tuổi thọ theo khả năng tải động $C_d \le C$ và khả năng chống biến dạng dư theo tải trọng tĩnh $Q_t \le C_0$.
Thiết kế và triển khai hệ thống truyền động
Hệ thống dẫn động được tổ chức theo sơ đồ đồng trục, giúp tối ưu hóa không gian lắp ráp và đảm bảo sự cân đối cho kết cấu hộp giảm tốc. Quá trình tính toán động học và phân phối tỷ số truyền mang lại các giá trị cơ bản cho toàn hệ thống:
| Thông số động học | Trục I (Trục vào) | Trục II (Trung gian) | Trục III (Trục ra) | Trục công tác (Tang quay) |
|---|---|---|---|---|
| Công suất $P$ (kW) | 5,662 | 5,242 | 4,992 | 4,992 |
| Tốc độ quay $n$ (vòng/phút) | 1445 | 368 | 94 | 43 |
| Tỷ số truyền $u$ | $u_1 = 3,93$ | $u_2 = 3,93$ | $u_{\text{ng}} = 2,22$ | - |
| Mômen xoắn $T$ ($\text{N}\cdot\text{mm}$) | 37420,1 | 141381,5 | 532565,0 | - |
Nội dung chính theo từng phần tính toán
1. Chọn động cơ điện và phân phối tỷ số truyền
Văn bản bắt đầu bằng việc xác định công suất yêu cầu trên trục máy công tác $P_{\text{y/c}} = 4,992\text{ kW}$ dựa trên vận tốc băng tải $v$ và lực kéo $F$ với đường kính tang quay $D = 350\text{ mm}$.
Hiệu suất truyền động tổng thể của hệ thống đạt $\eta = 0,855$ thông qua việc tổng hợp hiệu suất các cụm: hiệu suất ổ trục $\eta_{\text{ot}} = 0,98$, hiệu suất bộ truyền xích $\eta_{\text{x}} = 0,96$, hiệu suất bánh răng $\eta_{\text{br}} = 0,97$, và hiệu suất khớp nối $\eta_{\text{kn}} = 0,99$.
Công suất danh định của động cơ được xác định qua điều kiện mở máy và tải trọng tương đương. Tác giả lựa chọn động cơ điện ba pha mã hiệu K132M4 có các thông số kỹ thuật:
- Công suất định mức: $P_{\text{đ/c}} = 5,61\text{ kW}$.
- Tốc độ quay đồng bộ: $n_{\text{đb}} = 1500\text{ vòng/phút}$.
- Tốc độ quay danh định: $n_{\text{đ/c}} = 1445\text{ vòng/phút}$.
- Khả năng quá tải: $T_k / T_{dn} = 2 > T_m / T = 1,4$.
Tỷ số truyền chung toàn hệ thống là $U_{\text{chung}} = 33,94$. Tác giả phân phối tỷ số truyền bộ truyền ngoài xích $U_{\text{ng}} = 2,2$, từ đó xác định tỷ số truyền của hộp giảm tốc $U_h = 15,43$. Do cấu trúc hộp giảm tốc đồng trục hai cấp, tỷ số truyền được phân chia đều cho hai cấp: $U_1 = U_2 = \sqrt{15,43} \approx 3,93$.
2. Thiết kế bộ truyền ngoài (Bộ truyền xích con lăn)
Bộ truyền xích đặt nghiêng góc $\beta = 30^\circ$, làm việc 2 ca với công suất truyền $P_3 = 5,242\text{ kW}$, số vòng quay đĩa nhỏ $n = 94\text{ vòng/phút}$, tỷ số truyền $u = 2,2$.
- Thông số đĩa xích: Chọn số răng đĩa nhỏ $Z_1 = 27$, số răng đĩa lớn $Z_2 = 60$. Tỷ số truyền thực tế $u = 60/27 = 2,22$.
- Xác định bước xích: Hệ số sử dụng xích $K = 1,5$ (tổng hợp từ hệ số vị trí $K_0 = 1$, hệ số điều chỉnh $K_{\text{đc}} = 1$, hệ số môi trường không bụi $K_{\text{mt}} = 1$, hệ số chế độ làm việc $K_c = 1,25$). Công suất tính toán $P_t = 3,874\text{ kW}$. Tra bảng chọn xích con lăn một dãy có bước xích $p = 31,75\text{ mm}$ với công suất cho phép $[P] = 5,83\text{ kW}$ (đáp ứng điều kiện bền mòn).
- Kích thước hình học: Khoảng cách trục sơ bộ $a = 1270\text{ mm}$, số mắt xích $X = 124$. Khoảng cách trục chính xác sau khi giảm trừ $2,95\text{ mm}$ để chống căng xích là $a = 1264\text{ mm}$.
- Đường kính đĩa xích:
- Đĩa nhỏ: Đường kính vòng chia $d_1 = 273,49\text{ mm}$.
- Đĩa lớn: Đường kính vòng chia $d_2 = 606,66\text{ mm}$, đường kính đỉnh $d_{a2} = 621,70\text{ mm}$, đường kính chân răng $d_{f2} = 578,4\text{ mm}$.
- Lực và kiểm nghiệm: Lực vòng $F_t = 3903,13\text{ N}$, lực hướng tâm tác dụng lên trục $F_r = 4488,6\text{ N}$ (với $K_t = 1,15$, góc nghiêng lực $\theta = 7,5^\circ$). Lực căng ly tâm $F_v = 6,85\text{ N}$, lực căng do trọng lượng bản thân nhánh xích $F_0 = 188,48\text{ N}$. Hệ số an toàn bền tĩnh $s = 18,14 > [s] = 8,5$. Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc bản lề đạt $\sigma_H = 526,35\text{ MPa} \le [\sigma_H] = 600\text{ MPa}$ (chọn thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210).
3. Thiết kế bộ truyền bánh răng trong hộp giảm tốc
A. Bộ truyền cấp chậm (Bánh răng trụ răng thẳng)
- Vật liệu: Thép 45 tôi cải thiện, độ rắn bánh nhỏ $\text{HB}1 = 275$, giới hạn bền $\sigma{b1} = 950\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_{ch1} = 700\text{ MPa}$; bánh lớn $\text{HB}2 = 265$, giới hạn bền $\sigma{b2} = 850\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_{ch2} = 550\text{ MPa}$.
- Ứng suất cho phép: Ứng suất tiếp xúc cho phép sơ bộ $[\sigma_H] = 659,1\text{ MPa}$; ứng suất uốn cho phép $[\sigma_F] = 262,3\text{ MPa}$.
- Thông số hình học: Khoảng cách trục $a_w = 166\text{ mm}$, môđun tiêu chuẩn $m = 2,5\text{ mm}$, bề rộng vành răng $b = 80\text{ mm}$. Số răng $Z_1 = 27$, $Z_2 = 106$, tỷ số truyền $u = 3,926 \approx 3,93$. Góc ăn khớp $\alpha_{tw} = 19,76^\circ$. Hệ số dịch chỉnh $x_1 = x_2 = 0$.
- Đường kính kích thước: $d_1 = 67,4\text{ mm}$, $d_2 = 264,6\text{ mm}$, $d_{a1} = 72,4\text{ mm}$, $d_{a2} = 269,6\text{ mm}$.
- Kiểm nghiệm độ bền: Ứng suất tiếp xúc thực tế $\sigma_H = 491,14\text{ MPa} \le [\sigma_H] = 518,26\text{ MPa}$; ứng suất uốn bánh nhỏ $\sigma_{F1} = 80,84\text{ MPa} \le [\sigma_{F1}] = 266,58\text{ MPa}$.
- Lực ăn khớp: Lực vòng $F_{t1} = F_{t2} = 4195,3\text{ N}$, lực hướng tâm $F_{r1} = F_{r2} = 1507,09\text{ N}$.
B. Bộ truyền cấp nhanh (Bánh răng trụ răng nghiêng)
- Vật liệu: Thép 45 thường hóa, bánh nhỏ $\text{HB}1 = 180$ ($\sigma_b = 500\text{ MPa}, \sigma{ch} = 250\text{ MPa}$), bánh lớn $\text{HB}2 = 170$ ($\sigma_b = 460\text{ MPa}, \sigma{ch} = 230\text{ MPa}$).
- Thông số hình học: Nhằm đáp ứng sơ đồ đồng trục, khoảng cách trục được giữ cố định $a_{w1} = a_{w2} = 166\text{ mm}$. Môđun pháp tuyến $m = 2,5\text{ mm}$, góc nghiêng răng $\beta = 15,44^\circ$, bề rộng bánh răng $b_w = 25\text{ mm}$.
- Số răng: Số răng bánh nhỏ $Z_1 = 29$, bánh lớn $Z_2 = 114$, tỷ số truyền $u = 3,93$.
- Kích thước hình học: Đường kính vòng chia $d_1 = 67,48\text{ mm}$, $d_2 = 264,5\text{ mm}$, đường kính đỉnh $d_{a1} = 72,48\text{ mm}$.
- Kiểm nghiệm độ bền: Ứng suất tiếp xúc $\sigma_H = 371,74\text{ MPa} < [\sigma_H] = 381,82\text{ MPa}$; ứng suất uốn $\sigma_{F1} = 54,76\text{ MPa} < [\sigma_{F1}] = 177,66\text{ MPa}$.
- Lực ăn khớp: Lực vòng $F_t = 1109,07\text{ N}$, lực hướng tâm $F_r = 434,54\text{ N}$, lực dọc trục $F_a = 306,5\text{ N}$.
4. Thiết kế trục và kiểm nghiệm mối ghép then
Hệ trục sử dụng vật liệu thép 45 tôi cải thiện có giới hạn bền $\sigma_b = 600\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 340\text{ MPa}$.
Sơ đồ kết cấu phân bố trục:
- Trục I : Lắp khớp nối trục vào và bánh răng nghiêng nhỏ cấp nhanh.
- Trục II : Trục trung gian mang bánh răng nghiêng lớn và bánh răng thẳng nhỏ.
- Trục III: Trục ra mang bánh răng thẳng lớn và đầu ra lắp đĩa xích dẫn động.
- Đường kính sơ bộ các trục: $d_1 = 30\text{ mm}$, $d_2 = 46\text{ mm}$, $d_3 = 59\text{ mm}$, đường kính ngõng trục động cơ $d_{\text{trđ/c}} = 20\text{ mm}$.
- Tính toán và kiểm nghiệm chi tiết từng trục:
- Trục III: Xác định các phản lực gối đỡ $F_{Ay} = 2387,3\text{ N}$, $F_{By} = 3612,7\text{ N}$, $F_{Ax} = 4226,81\text{ N}$, $F_{Bx} = 3592,56\text{ N}$. Mômen uốn tại tiết diện nguy hiểm $M_{u1} = 347089,05\text{ N}\cdot\text{mm}$, $M_{u2} = 383776,29\text{ N}\cdot\text{mm}$. Đường kính các đoạn trục tiêu chuẩn: $d_{11} = 60\text{ mm}$, $d_{22} = 55\text{ mm}$, $d_{33} = 50\text{ mm}$. Hệ số an toàn mỏi tại các tiết diện đạt $s_1 = 6,7$, $s_2 = 4,67 \ge [s] = 1,5 - 2,5$.
- Trục II: Phản lực gối đỡ $F_{yA} = 859,63\text{ N}$, $F_{yB} = 1082\text{ N}$, $F_{xA} = 153,37\text{ N}$, $F_{xB} = 2932,86\text{ N}$. Mômen uốn $M_{u1} = 51082,47\text{ N}\cdot\text{mm}$, $M_{u2} = 223514,9\text{ N}\cdot\text{mm}$. Đường kính chọn $d_{11} = d_{22} = 48\text{ mm}$, ngõng lắp ổ $d_0 = 40\text{ mm}$, đoạn giữa $d_{12} = 54\text{ mm}$. Hệ số an toàn mỏi $s = 4,94 > [s]$.
- Trục I: Lực nối khớp đàn hồi $F_{\text{kn}} = 310\text{ N}$. Phản lực gối đỡ $F_{Ay} = 744,97\text{ N}$, $F_{By} = 310,43\text{ N}$, $F_{Ax} = 75,57\text{ N}$, $F_{Bx} = 723,5\text{ N}$. Mômen uốn $M_{u11} = 18755\text{ N}\cdot\text{mm}$, $M_{u22} = 43694,15\text{ N}\cdot\text{mm}$. Đường kính chọn $d_{11} = 30\text{ mm}$, $d_{22} = 28\text{ mm}$, $d_{33} = 25\text{ mm}$. Hệ số an toàn mỏi $s = 2,9 > [s]$.
- Kiểm nghiệm mối ghép then:
- Then trục III ($d = 60\text{ mm}$): Quy cách $b \times h = 18 \times 11\text{ mm}$, chiều dài $l = 63\text{ mm}$, độ sâu rãnh $t_1 = 7\text{ mm}$. Ứng suất dập $\sigma_d = 53,2\text{ MPa} \le [\sigma_d] = 100\text{ MPa}$, ứng suất cắt $\tau_c = 15,66\text{ MPa} \le [\tau_c] = 20 - 30\text{ MPa}$.
- Then trục II ($d = 48\text{ mm}$): Quy cách $b \times h = 14 \times 9\text{ mm}$, chiều dài $l = 45\text{ mm}$, $t_1 = 5,5\text{ mm}$. Ứng suất dập và cắt đều thỏa mãn giới hạn cho phép.
- Then trục I ($d = 30\text{ mm}$): Quy cách $b \times h = 8 \times 7\text{ mm}$, chiều dài $l = 32\text{ mm}$, $t_1 = 4\text{ mm}$. Ứng suất dập $\sigma_d = 37,42\text{ MPa} \le 100\text{ MPa}$, ứng suất cắt $\tau_c = 9,75\text{ MPa} \le 20 - 30\text{ MPa}$.
5. Tính chọn và kiểm nghiệm ổ lăn
| Vị trí trục | Loại ổ lăn được chọn | Ký hiệu ổ | Kích thước cơ bản ($d \times D \times B$) | Khả năng tải danh định ($C / C_0$) | Kết quả kiểm nghiệm tải trọng |
|---|---|---|---|---|---|
| Trục I | Ổ bi đỡ chặn 1 dãy hạng trung ($\alpha = 12^\circ$) | 46305 | $25 \times 62 \times 17\text{ mm}$ | $C = 21,1\text{ kN}$ $C_0 = 14,9\text{ kN}$ |
$C_d = 1,647\text{ kN} < C$ $Q_t = 0,583\text{ kN} < C_0$ |
| Trục II | Ổ bi đỡ chặn 1 dãy cỡ nhẹ hẹp ($\alpha = 12^\circ$) | 46208 | $40 \times 80 \times 18\text{ mm}$ | $C = 28,9\text{ kN}$ $C_0 = 27,1\text{ kN}$ |
$Q_E = 3,015\text{ kN} < C$ $Q_{t1} = 2,224\text{ kN} < C_0$ |
| Trục III | Ổ bi đỡ 1 dãy | Tiêu chuẩn | $55 \times 100 \times 21\text{ mm}$ | $C = 34,0\text{ kN}$ $C_0 = 25,0\text{ kN}$ |
$C_d = 24,2\text{ kN} < C$ $Q_0 = 3,057\text{ kN} < C_0$ |
Kết quả và thông số kỹ thuật đạt được
Quá trình tính toán chi tiết đã xác lập đầy đủ hệ thống thông số kỹ thuật cho hệ dẫn động cơ khí hai cấp đồng trục:
- Về động cơ: Xác lập nguồn động lực K132M4 hoạt động ổn định ở công suất $5,61\text{ kW}$, số vòng quay $1445\text{ vòng/phút}$, đảm bảo khả năng khởi động quá tải với hệ số an toàn bằng 2.
- Về bộ truyền ngoài: Bộ truyền xích con lăn $p = 31,75\text{ mm}$, khoảng cách trục chuẩn hóa $a = 1264\text{ mm}$, hệ số an toàn bền tĩnh $s = 18,14$, ứng suất tiếp xúc bản lề $526,35\text{ MPa}$ hoàn toàn nằm trong miền an toàn của vật liệu thép 45 tôi cải thiện.
- Về hộp giảm tốc: Đồng nhất khoảng cách trục $a_w = 166\text{ mm}$ cho cả hai cấp truyền. Cấp nhanh sử dụng răng nghiêng góc $\beta = 15,44^\circ$ giúp tăng độ êm và khả năng chịu tải tiếp xúc ($\sigma_H = 371,74\text{ MPa} < 381,82\text{ MPa}$); cấp chậm sử dụng răng thẳng với chiều rộng vành răng $80\text{ mm}$ tối ưu về ứng suất uốn ($\sigma_F = 80,84\text{ MPa} < 266,58\text{ MPa}$).
- Về trục và gối đỡ: Đường kính trục tại các tiết diện nguy hiểm lần lượt đạt $25 - 30\text{ mm}$ (Trục I), $40 - 54\text{ mm}$ (Trục II) và $50 - 60\text{ mm}$ (Trục III). Tất cả các then bằng và ổ lăn đỡ - chặn / đỡ một dãy đều vượt qua các bước kiểm nghiệm độ bền tĩnh và độ bền mỏi chu kỳ cao.
Hạn chế và phạm vi nghiên cứu
Văn bản tài liệu là "Phần 1: Tính hệ dẫn động", do đó phạm vi nghiên cứu mang tính thuần túy về mặt giải tích động học và động lực học:
- Đồ án tập trung vào tính toán sức bền và kích thước hình học danh định của các chi tiết máy chuyển động (bánh răng, đĩa xích, then, trục, ổ lăn).
- Chưa bao gồm các phần tính toán kết cấu vỏ hộp giảm tốc, các chi tiết phụ (que thăm dầu, nút thông hơi, bu lông ghép nắp và thân hộp, vòng chắn dầu) cũng như phần dung sai lắp ghép và bản vẽ kỹ thuật chế tạo (bản vẽ lắp $A_0$, bản vẽ chi tiết $A_3$).
- Các chế độ tải trọng được khảo sát theo giả thiết tải tĩnh hoặc tải trọng thay đổi theo chu kỳ ổn định định trước mà chưa đi sâu vào mô phỏng dao động động lực học phi tuyến của hệ thống băng tải.
Giá trị tham khảo và ứng dụng
Tài liệu cung cấp chuỗi tính toán chi tiết, mạch lạc và có tính quy chuẩn cao, mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Kỹ thuật Ô tô, Chế tạo máy trong quá trình thực hiện Đồ án Chi tiết máy hoặc Đồ án Thiết kế hệ dẫn động cơ khí.
- Tài liệu tham khảo trực tiếp về phương pháp phân phối tỷ số truyền và tính toán kích thước động học cho dạng Hộp giảm tốc hai cấp đồng trục (dạng hộp giảm tốc đòi hỏi khoảng cách trục hai cấp phải bằng nhau $a_{w1} = a_{w2}$).
- Cung cấp các bước mẫu chuẩn về lập phương trình cân bằng tĩnh học không gian trên trục, vẽ biểu đồ mômen uốn - xoắn và thuật toán kiểm nghiệm ổ bi đỡ chặn chịu đồng thời lực hướng tâm và lực dọc trục.
Câu hỏi thường gặp
1. Động cơ điện được lựa chọn trong đồ án có mã hiệu gì và thông số kỹ thuật ra sao?
Động cơ được chọn là động cơ điện ba pha mã hiệu K132M4 với công suất định mức $P_{\text{đ/c}} = 5,61\text{ kW}$, tốc độ quay danh định $n_{\text{đ/c}} = 1445\text{ vòng/phút}$, tốc độ đồng bộ $n_{\text{đb}} = 1500\text{ vòng/phút}$ và hệ số quá tải $T_k / T_{dn} = 2$.
2. Tại sao khoảng cách trục của hai cấp bánh răng trong hộp giảm tốc đều bằng $166\text{ mm}$?
Do hộp giảm tốc được thiết kế theo sơ đồ đồng trục (trục đầu vào và trục đầu ra nằm trên cùng một đường tâm hình học), điều kiện hình học bắt buộc là khoảng cách trục của cấp nhanh và cấp chậm phải bằng nhau ($a_{w1} = a_{w2} = 166\text{ mm}$).
3. Bộ truyền ngoài sử dụng loại xích gì và có bước xích bao nhiêu?
Bộ truyền ngoài sử dụng loại xích con lăn một dãy có bước xích tiêu chuẩn $p = 31,75\text{ mm}$, số răng đĩa nhỏ $Z_1 = 27$, số răng đĩa lớn $Z_2 = 60$, khoảng cách trục thực tế sau khi điều chỉnh độ võng là $a = 1264\text{ mm}$.
4. Ký hiệu và quy cách của các ổ lăn được chọn cho ba trục là gì?
- Trục I sử dụng ổ bi đỡ chặn hạng trung ký hiệu 46305 ($d = 25\text{ mm}, D = 62\text{ mm}, B = 17\text{ mm}$).
- Trục II sử dụng ổ bi đỡ chặn cỡ nhẹ hẹp ký hiệu 46208 ($d = 40\text{ mm}, D = 80\text{ mm}, B = 18\text{ mm}$).
- Trục III sử dụng ổ bi đỡ một dãy tiêu chuẩn ($d = 55\text{ mm}, D = 100\text{ mm}, B = 21\text{ mm}$).
5. Vật liệu sử dụng để chế tạo các cặp bánh răng cấp nhanh và cấp chậm khác nhau như thế nào?
- Cặp bánh răng cấp chậm (răng thẳng) làm bằng thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn bánh nhỏ $\text{HB} = 275$ và bánh lớn $\text{HB} = 265$.
- Cặp bánh răng cấp nhanh (răng nghiêng) làm bằng thép 45 thường hóa đạt độ rắn bánh nhỏ $\text{HB} = 180$ và bánh lớn $\text{HB} = 170$.
Kết luận
Đồ án "Tính toán hệ dẫn động trong Đồ án Chi tiết máy - Phần 1" của tác giả Nguyễn Quang Nhị trình bày toàn diện các bước giải tích kỹ thuật để thiết kế hoàn chỉnh hệ thống truyền động băng tải cơ khí. Bản thuyết minh giải quyết trọn vẹn từ khâu chọn động cơ điện, phân phối tỷ số truyền, thiết kế bộ truyền xích, bộ truyền bánh răng hộp giảm tốc đồng trục cho đến tính toán kết cấu trục và chọn ổ lăn. Toàn bộ các thông số kích thước và chỉ tiêu cơ lý đều được kiểm nghiệm nghiêm ngặt theo các điều kiện bền tiếp xúc, bền uốn, bền mỏi và khả năng tải định mức, tạo tiền đề chuẩn xác cho giai đoạn thiết kế kết cấu vỏ hộp và lập bản vẽ chế tạo cơ khí.