Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng trong giảng dạy môn bảo trì công nghiệp

Hồ Chí Minh, tháng 7/2024 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ DÙNG TRONG GIẢNG DẠY MÔN BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP... Đề tài tốt nghiệp: - Mã số đề tài: CKM-121 - Tên đề tài:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: TS PHAN CÔNG BÌNH SVTH: BÙI THANH TÚ

NÔNG QUỐC DUY

TP Hồ Chí Minh, tháng 7/2024

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

CƠ KHÍ DÙNG TRONG GIẢNG DẠY MÔN

BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ DÙNG TRONG GIẢNG DẠY

MÔN BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP”

Giảng viên hướng dẫn: TS PHAN CÔNG BÌNH

Sinh viên thực hiện: BÙI THANH TÚ – 16143170 NÔNG QUỐC DUY – 20144245

Lớp: 16143CL1A – 20144CL5B Khóa: K16 – K20

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ DÙNG TRONG GIẢNG DẠY

MÔN BẢO TRÌ CÔNG NGHIỆP”

Giảng viên hướng dẫn: TS PHAN CÔNG BÌNH

Sinh viên thực hiện: BÙI THANH TÚ – 16143170 NÔNG QUỐC DUY – 20144245

Lớp: 16143CL1A – 20144CL5B Khóa: K16 – K20

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2024

Bộ môn Bảo trì công nghiệp

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Học kỳ II/ năm học 2023-2024 Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Công Bình

Sinh viên thực hiện: Nông Quốc Duy MSSV: 20144245 Điện thoại: 0397709011

Sinh viên thực hiện: Bùi Thanh Tú MSSV: 16143170 Điện thoại: 0974414068

1 Đề tài tốt nghiệp:

- Mã số đề tài: CKM-121

- Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng

trong giảng dạy môn bảo trì công nghiệp

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

3 Nội dung chính của đồ án:

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống truyền động cơ khí

- Tìm hiểu tổng quan về các phương pháp tháo lắp cân chỉnh bộ truyền trong

bảo trì

- Tính toán thiết kế mô hình với các cơ cấu điều chỉnh

- Gia công, chế tạo, lắp ráp

7 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt 

Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt 

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

i

TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ ………

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CAM KẾT

Tên đề tài: “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng trong giảng dạy môn bảo trì công nghiệp”

GVHD: TS PHAN CÔNG BÌNH

Sinh viên thực hiện:

- Nông Quốc Duy MSSV: 20144245 Số điện thoại liên lạc: 0366982711

- Địa chỉ liên hệ: 87C tổ 6 KP Đông Ba, P Bình Hoà, TP Thuận An, Bình Dương

- Email: 20144245@student.hcmute.edu.vn

- Bùi Thanh Tú MSSV:16143170 Số điện thoại liên lạc: 0974414068

- Địa chỉ liên hệ: 41 Thống Nhất, TP Thủ Đức

- Email: 16143170@student.hcmute.edu.vn

Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 01/07/2024

Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chúng

tôi nghiên cứu và thực hiện Chúng tôi không sao chép bất kỳ một bài viết nào đã được công bố

mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.”

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2024

Ký tên sinh viên thực hiện

SV Nông Quốc Duy SV Bùi Thanh Tú

LỜI CẢM ƠN

Với tình cảm chân thành, trước tiên cho phép nhóm chúng tôi gửi lời cảm ơn đến Trường Đại

học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, các thầy cô trong Ban Giám hiệu và các phòng

ban chức năng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong suốt quá trình làm đồ án tốt

nghiệp

Nhóm chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo và các thầy cô trong Khoa Cơ

khí chế tạo máy đã truyền đạt những kiến thức quý báu, giúp đỡ chúng tôi trong quá trình học

tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt, chúng tôi không bao giờ quên công ơn to lớn của hai thầy hướng dẫn, TS Phan

Công Bình và TS Đặng Quang Khoa, những người đã luôn đồng hành cùng chúng tôi, tận tình

hướng dẫn, chỉ bảo và khích lệ chúng tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Xin cho phép chúng tôi bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đến các thầy cô phản biện khoa học

và các thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đồ án đã dành thời gian đọc, góp ý và hướng dẫn chỉnh sửa

để đề tài được hoàn thiện tốt hơn

Cảm ơn các bạn bè, gia đình đã luôn đồng hành, giúp đỡ và động viên chúng tôi trong quá

trình thực hiện đồ án

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, đồ án không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Chúng tôi

rất mong nhận được sự thông cảm, chỉ dẫn và ý kiến đóng góp của quý thầy cô

Một lần nữa chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Nông Quốc Duy

Bùi Thanh Tú

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng trong giảng dạy

môn bảo trì công nghiệp

Đồ án thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí sử dụng các cơ cấu truyền động

(motor, bộ truyền đai, ổ bi, bộ truyền bánh răng, khớp nối, bộ truyền xích) để dùng trong giảng dạy môn bảo trì công nghiệp Nhờ các cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch, mô hình có thể hướng dẫn tháo lắp và cân chỉnh các bộ truyền, nhờ vào đó nâng cao độ trực quan trong quá trình dạy học Phương pháp nghiên cứu của đồ án bao gồm các nội dung chính sau:

- Tìm hiểu tổng quan về hệ thống truyền động cơ khí thông dụng trong bảo trì công

nghiệp

- Chọn các phương pháp tháo lắp, cân chỉnh bộ truyền trong bảo trì

- Tính toán thiết kế mô hình với các cơ cấu điều chỉnh sai lệch

- Gia công, chế tạo, lắp ráp

- Đánh giá thực nghiệm hiệu quả của mô hình

Đề tài đề xuất cải tiến các cơ cấu tạo sai lệch và điều chỉnh sai lệch Để thực hiện, chia các

cơ cấu thành hai sơ đồ truyền động:

- Sơ đồ truyền động 1: Motor - khớp nối - bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - gối đỡ trục

- Sơ đồ truyền động 2: Motor - bộ truyền đai - bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - gối

đỡ trục

Tất cả các cơ cấu điều chỉnh sai lệch được lắp đặt và thử nghiệm trên mô hình theo hai sơ đồ truyền động Kết quả thực nghiệm cho thấy khả năng cân chỉnh sai lệch của cơ cấu tương đối chính xác, thao tác đơn giản dễ thực hiện, thời gian tháo lắp và cân chỉnh của mô hình phù hợp

để phục vụ giảng dạy

Sinh viên thực hiện Nông Quốc Duy

Bùi Thanh Tú

- Understanding the overview of common mechanical transmission systems in industrial maintenance

- Selecting methods for disassembly and alignment of transmissions in maintenance

- Calculating and designing the model with misalignment adjustment mechanisms

- Manufacturing, fabrication, and assembly

- Evaluating the experimental effectiveness of the model

The project proposes improvements to the misalignment creation and adjustment mechanisms To implement this, the mechanisms are divided into two drive schemes:

- Drive scheme 1: Motor - coupling - gear transmission - chain transmission - bearings

- Drive scheme 2: Motor - belt drive - gear transmission - chain transmission - bearings All misalignment adjustment mechanisms are installed and tested on the model according to the two drive schemes Experimental results show that the misalignment adjustment capability

of the mechanisms is relatively accurate, simple to operate, and the time required for assembly and alignment of the model is suitable for teaching purposes

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỜI CAM KẾT ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG BIỂU xi

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xvi

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1

1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1

1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 2

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 2

1.6 Kết cấu của ĐATN 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 4

2.1 Giới thiệu mô hình giảng dạy hệ thống truyền động cơ khí 4

2.2 Đặc tính của hệ thống truyền động cơ khí 5

2.3 Kết cấu của hệ thống truyền động cơ khí 5

2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 5

2.4.1 Nghiên cứu ngoài nước 5

2.4.2 Ngiên cứu trong nước 6

2.5 Các tồn tại của hệ thống - Đề xuất phương án 8

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13

3.1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền 13

3.1.1 Phương pháp chọn động cơ 13

3.1.2 Phân phối tỉ số truyền 15

3.2 Truyền động đai 16

3.2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai 16

3.2.2 Xác định thông số của bộ truyền đai 17

3.2.3 Xác định số đai 18

3.2.4 Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục 21

3.3 Truyền động bánh răng 22

3.3.1 Chọn vật liệu 23

3.3.2 Ứng suất cho phép 24

3.3.3 Truyền động bánh răng trụ 27

3.3.4 Xác định thông số ăn khớp 28

3.3.5 Xác định số răng, góc nghiêng 𝜷 28

3.3.6 Xác định các thông số hình học 30

3.3.7 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc 30

3.3.8 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 32

3.3.9 Kiểm nghiệm răng về quá tải 34

3.4 Tính toán, thiết kế trục 34

3.4.1 Tải trọng tác dụng lên trục 34

3.4.2 Tính sơ bộ trục 35

3.4.3 Xác định khoảng cách giữa gối đỡ và điểm đặt lực 35

3.4.4 Xác định đường kính và chiều dài các đoạn trục 37

3.4.5 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi 38

3.4.6 Tính kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh 42

3.4.7 Tính kiểm nghiệm trục về độ cứng 43

3.4.8 Tính độ cứng xoắn 44

3.5 Truyền động xích 44

3.5.1 Phân loại 45

3.5.2 Chọn loại xích 47

3.5.3 Xác định số răng đĩa xích 47

3.5.4 Xác định bước xích 47

3.5.5 Khoảng cách trục và số mắt xích 48

3.5.6 Kiểm nghiệm xích về độ bền 49

3.5.7 Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục 51

3.6 Các dụng cụ đo trong công tác bảo trì, cân chỉnh mô hình 52

3.7 Nguyên lý hoạt động của các cơ cấu điều chỉnh 54

3.7.1 Nguyên lý hoạt động của lỗ rãnh 54

3.7.2 Nguyên lý hoạt động của đai ốc – vít me 54

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ 55

4.1 Chọn động cơ và phân phối tỉ số truyền 55

4.1.1 Chọn động cơ điện 55

4.1.2 Phân phối tỉ số truyền 56

4.2 Tính toán bộ truyền đai thang 57

4.2.1 Thôg số đầu vào 57

4.2.2 Chọn loại và tiết diện đai thang 57

4.2.3 Xác định đường kính bánh đai 57

4.2.4 Xác định số đai z theo công thức: 58

4.2.5 Phân tích lực tác dụng lên trục: 59

4.3 Tính toán bộ truyền bánh răng 60

4.3.1 Thông số đầu vào 60

4.3.2 Chọn vật liệu làm bánh răng 61

4.3.3 Xác định ứng suất cho phép 61

4.3.4 Xác định sơ bộ khoảng cách trục 63

4.3.5 Xác định thông số ăn khớp 64

4.3.6 Lực tác dụng bộ truyền 65

4.3.7 Kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc 65

4.3.8 Kiểm nghiêm ứng suất uốn 66

4.3.9 Kiểm nghiệm răng về quá tải 67

4.4 Tính toán trục và khớp nối 69

4.4.1 Tính toán và chọn khớp nối 69

4.4.2 Tính toán và thiết kế trục 70

4.5 Tính toán bộ truyền xích 78

4.5.1 Thông số đầu vào 78

4.5.2 Trình tự thực hiện 78

4.5.3 Tính kiểm nghiệm xích về độ bền 79

4.5.4 Đường kính đĩa xích 80

4.5.5 Xác định lực tác dụng lên trục 80

4.6 Chọn ổ lăn và then 82

4.6.1 Mối ghép then 82

4.6.2 Chọn ổ lăn 83

4.6.3 Tính toán và kiểm nghiệm ổ lăn 84

4.8 Thiết kế các cơ cấu điều chỉnh sai lệch 86

CHƯƠNG 5: CÂN CHỈNH BỘ TRUYỀN ĐỘNG 93

5.1 Cân chỉnh đồng trục 93

5.1.1 Tác hại của việc lệch tâm trục 93

5.1.2 Nguyên nhân gây lệch tâm trục 93

5.1.3 Các dạng sai lệch tâm trục trong thực tế 93

5.1.4 Hướng dẫn cân chỉnh đồng tâm trục 94

5.2 Cân chỉnh bộ truyền đai 96

5.2.1 Tác hại của việc sai lệch trong bộ truyền đai 96

5.2.2 Nguyên nhân gây sai lệch bộ truyền đai 97

5.2.3 Các dạng sai lệch trong thực tế 97

5.2.4 Hướng dẫn cân chỉnh bộ truyền đai 97

5.3 Cân chỉnh bộ truyền xích 101

5.3.1 Tác hại khi sai lệch bộ truyền xích 101

5.3.2 Nguyên nhân gây sai lệch bộ truyền xích 101

5.3.3 Các dạng sai lệch trong thực tế 101

5.3.4 Hướng dẫn cân chỉnh bộ truyền xích 101

5.4 Hướng dẫn tháo lắp ổ bi 103

5.4.1 Tác hại của việc lắp ổ bi sai cách 103

5.4.2 Nguyên nhân gây hư hại ổ bi 103

5.4.3 Hướng dẫn lắp đặt ổ bi 103

5.4.4 Cách phòng ngừa hư hại ổ bi 103

5.5 Hướng dẫn lắp đặt khớp nối 103

5.5.1 Tác hại của việc hư hỏng khớp nối 103

5.5.2 Nguyên nhân gây hư hại khớp nối 103

5.5.3 Hướng dẫn lắp đặt khớp nối 104

5.5.4 Cách phòng ngừa hư hại khớp nối 104

5.6 Hướng dẫn lắp đặt motor 104

5.6.1 Tác hại của việc hư hỏng motor 104

5.6.2 Nguyên nhân gây hư hỏng motor 104

5.6.3 Hướng dẫn lắp đặt motor 104

5.6.4 Cách phòng ngừa hư hại 104

CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ 105

6.1 Kết quả thực nghiệm 105

6.2 Đánh giá 116

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC I

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ 14

Bảng 3.2 Các thông số của đai thang 17

Bảng 3.3 Khoảng cách trục 18

Bảng 3.4 Trị số của hệ số 𝐶𝛼 19

Bảng 3.5 Trị số của hệ số 𝐶𝑙 19

Bảng 3.6 Trị số của hệ số 𝐶𝑢 19

Bảng 3.7 Trị số của hệ số 𝐶𝑧 19

Bảng 3.8 Trị số của công suất cho phép 𝑃0 đối với đai thang thường 20

Bảng 3.9 Trị số của công suất cho phép 𝑃0 đối với đai thang dẹp 20

Bảng 3.10 Các thông số của bánh đai hình thang 21

Bảng 3.11 Khối lượng một mét chiều dài đai 𝑞𝑚 22

Bảng 3.12 Cơ tính của một số vật liệu chế tạo bánh răng 24

Bảng 3.13 Trị số của 𝜎𝐻𝑙𝑖𝑚° và 𝜎𝐹𝑙𝑖𝑚° ứng với số chu kỳ cơ sở 26

Bảng 3.14 Quan hệ giữa độ rắn Rocoen và độ rắn Brinen 26

Bảng 3.15 Trị số của các hệ số 𝐾𝑎, 𝐾𝑑 và 𝑍𝑚 27

Bảng 3.16 Trị số của các hệ số 𝜓𝑏𝑎 và 𝜓𝑏𝑑𝑚𝑎𝑥 28

Bảng 3.17 Trị số tiêu chuẩn của môđun 28

Bảng 3.18 Các thông số cơ bản của bộ truyền bánh răng trụ 30

Bảng 3.19 Trị số của hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc 𝑍𝐻 32

Bảng 3.20 Trị số của hệ số dạng răng 𝑌𝐹 33

Bảng 3.21 Chiều rộng ổ lăn tiêu chuẩn 35

Bảng 3.22 Trị số của các khoảng cách 𝐾1, 𝐾2, 𝑘3 𝑣à ℎ𝑛 36

Bảng 3.23 Trị số của ứng suất cho phép 𝜎 37

Bảng 3.24 Trị số của các hệ số kể đến ảnh hưởng của ứng suất trung bình đến độ bền mỏi 39

Bảng 3.25 Trị số của hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt 𝐾𝑥 40

Bảng 3.26 Trị số của hệ số tăng bền Ky 40

Bảng 3.27 Trị số của hệ số kích thước 𝜀𝜎 và 𝜀𝜏 40

Bảng 3.28 Trị số của 𝐾𝜎/𝜀𝜎 và 𝐾𝜏/𝜀𝜏 đối với bề mặt trục lắp có độ dôi 41

Bảng 3.29 Trị số của 𝐾𝜎 và 𝐾𝜏 đối với trục có rãnh then, trục then hoa và trục cắt ren 41

Bảng 3.30 Trị số của 𝐾𝜎 và 𝐾𝜏 đối với góc lượn, ngấn lõm, lỗ ngang và chân ren trục vít 42

Bảng 3.31 Bảng tra số răng tiêu chuẩn 47

Bảng 3.32 Công suất cho phép [P] của xích con lăn 48

Bảng 3.33 Số lần va đập cho phép 𝑖 của các loại xích 49

Bảng 3.34 Trị số của hệ số an toàn 50

Bảng 4.1 Thông số động cơ- tỉ số truyền 57

Bảng 4.2 Tổng hợp các thông số bộ truyền đai 60

Bảng 4.3Thông số bộ truyền bánh răng 68

Bảng 4.4 Moment tại các vị trí trục 1 73

Bảng 4.5 Moment tại các vị trí trục 2 76

Bảng 4.6 Tổng hợp các thông số của bộ truyền xích 81

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 2.1 Mô hình truyền động motor - trục - bộ truyền đai - hgt 4

Hình 2.2 Mô hình truyền động thông qua cơ cấu truyền động xích của hãng SMC 5

Hình 2.3 Mô hình cân chỉnh trục và bánh răng của AMATROL 6

Hình 2.4 Mô hình các cơ cấu truyền động tại ĐH SPKT 7

Hình 2.5 Một số mô hình truyền động khác tại ĐH SPKT 7

Hình 2.6 Mô hình các cơ cấu truyền dẫn cơ khí tại ĐH Bách Khoa TP.HCM 8

Hình 2.7 Sơ đồ truyền động Motor - khớp nối - bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - bộ truyền đai 9

Hình 2.8 Sơ đồ truyền động Motor - khớp nối- bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - gối đỡ trục 9

Hình 2.9 Sơ đồ truyền động Motor-bộ truyền đai-bộ truyền bánh răng-bộ truyền xích-gối đỡ trục 10

Hình 2.10 Cơ cấu điều chỉnh dựa trên máy công nghiệp 11

Hình 2.11 Cơ cấu điều chỉnh theo thiết kế 12

Hình 3.1 Phân loại tiết diện đai thang 17

Hình 3.2 Sơ đồ tính khoảng cách đối với hộp giảm tốc bánh răng trụ một cấp 36

Hình 3.3 Cấu tạo của xích ống 45

Hình 3.4 Cấu tạo của xích con lăn 46

Hình 3.5 Cấu tạo của xích răng 46

Hình 3.6 Đồng hồ so 52

Hình 3.7 Thước kẹp 52

Hình 3.8 Cảo 3 chấu tháo vòng bi 53

Hình 3.9 Bộ cờ lê – tua vít 53

Hình 4.1 Sơ đồ truyền động Motor-bộ truyền đai-bộ truyền bánh răng-bộ truyền xích-gối đỡ trục 55

Hình 4.2 Biểu đồ moment trên các đoạn trục 1 74

Hình 4.3 Biểu đồ moment trên các đoạn trục 2 77

Hình 4.4 Hệ tọa độ quy ước 86

Hình 4.5 Lệch song song của hai puly bộ truyền đai 87

Hình 4.6 Lệch góc xoay trục y 87

Hình 4.7 Lệch góc xoay trục x 88

Hình 4.8 Lệch trục song song theo phương x 88

Hình 4.9 Lệch trục song song theo phương y 89

Hình 4.10 Lệch góc xoay trục x 89

Hình 4.11 Lệch góc xoay trục y 89

Hình 4.12 Các lỗ rãnh và các gối đẩy điều chỉnh 90

Hình 4.13 Gối đẩy điều chỉnh 91

Hình 4.14 Cơ cấu cân chỉnnh theo phương dọc 91

Hình 4.15 Cơ cấu xoay theo trục x 92

Hình 4.16 Cơ cấu xoay theo trục y 92

Hình 5.1 Sai lệch song song tâm trục 93

Hình 5.2 Sai lệch góc tâm trục 94

Hình 5.3 Đánh lỗi lệch song song trục (tịnh tiến theo phương x) 94

Hình 5.4 Đánh lỗi lệch song song trục (tịnh tiến theo phương y) 95

Hình 5.5 Đánh lỗi lệch góc trục (xoay theo trục x) 95

Hình 5.6 Đánh lỗi lệch góc trục (xoay theo trục y) 96

Hình 5.7 Các dạng sai lệch bộ truyền đai 97

Hình 5.8 Lệch song song bộ truyền đai 98

Hình 5.9 Đánh lỗi lệch song song trong bộ truyền đai 98

Hình 5.10 Lệch góc xoay theo phương y 99

Hình 5.11 Đánh lỗi lệch góc xoay theo phương y trong bộ truyền đai 99

Hình 5.12 lệch góc xoay trục x bộ truyền đai 100

Hình 5.13 Đánh lỗi lệch góc xoay theo phương y 100

Hình 5.14 Đánh lỗi lệch song song trong bộ truyền xích 101

Hình 5.15 Đánh lỗi lệch góc xoay trục x trong bộ truyền xích 102

Hình 5.16 Đánh lỗi lệch góc xoay trục y trong bộ truyền xích 102

Hình 6.1 Mô hình thực tế lắp đặt theo 2 sơ đồ truyền động 105

Hình 6.2 Sai lệch song song bộ truyền đai 105

Hình 6.3 Cơ cấu tạo sai lệch và căn chỉnh sai lệch song song bộ truyền đai 106

Hình 6.4 Sai lệch góc bộ truyền đai 106

Hình 6.5 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch góc bộ truyền đai 107

Hình 6.6 Cơ cấu cân chỉnh độ căng đai bằng puly 107

Hình 6.7 Bộ truyền đai sau khi được cân chỉnh 108

Hình 6.8 Sai lệch song song bộ truyền xích 108

Hình 6.9 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch song song bộ truyền xích 109

Hình 6.10 Sai lệch góc bộ truyền xích 109

Hình 6.11 Cơ cấu tạo sai lệch và căn chỉnh sai lệch góc bộ truyền xích 110

Hình 6.12 Bộ truyền xích sau khi được cân chỉnh 110

Hình 6.13 Sai lệch đồng trục theo phương ngang 111

Hình 6.14 Cơ cấu cân chỉnh đồng tâm trục theo phương ngang 111

Hình 6.15 Sai lệch đồng trục theo phương dọc 112

Hình 6.16 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch đồng tâm trục theo phương dọc 112

Hình 6.17 Sai lệch góc tâm trục 113

Hình 6.18 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch góc tâm trục 113

Hình 6.19 Độ đồng tâm trục sau khi được cân chỉnh 114

Hình 6.20 Lắp một đầu ổ bi 114

Hình 6.21 Lắp trục và ổ bi vào gối đỡ trục 115

Hình 6.22 Cài phe cố định ổ bi 115

Hình 6.23 Sai lệch cân chỉnh cho phép 116

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, mô hình truyền động cơ khí được sử dụng rộng rãi trong công tác giảng dạy ở

nhiều trường đại học cũng như công ty Điều này thật sự mang lại hiệu quả lớn trong lĩnh vực giảng dạy, đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong việc giảng dạy môn bảo trì công nghiệp Với

mô hình truyền động cơ khí giúp sinh viên trực quan hóa cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình bảo trì của hệ thống truyền động Nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập, giúp sinh viên

dễ dàng tiếp thu kiến thức và rèn luyện kỹ năng thực hành

Việc nghiên cứu, chế tạo mô hình truyền động cơ khí là điều hết sức cần thiết, nhất là khi những thiết bị máy móc hiện nay ngày càng phức tạp, hiện đại Số lượng máy móc không ngừng tăng lên đòi hỏi phải có một lực lượng kỹ sư nghiên cứu, sửa chữa, bảo trì… liên tục cập nhật những kiến thức mới Để có thể nắm bắt và từng bước tiến kịp với trình độ công nghệ khoa học hiện đại cần thiết phải triển khai thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy trong nước Bước đi đầu tiên chính là thiết kế, chế tạo những mô hình giảng dạy ở các cấp độ từ đơn giản đến phức tạp Thiết kế, chế tạo thành công mô hình hệ thống truyền động cơ khí chính là cơ sở, là tiền đề quan trọng để có thể đào tạo một lực lượng kĩ sư bảo trì sau này Với mong muốn đó, nhóm

chúng em lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí dùng trong

giảng dạy môn bảo trì công nghiệp” làm đồ án tốt nghiệp ngành cơ khí chế tạo máy năm học

về khoa học kỹ thuật để áp dụng một cách hiệu quả Tạo điều kiện sinh viên tiếp cận với các vấn

đề thực tiễn một cách khách quan để đưa ra các cách giải quyết hợp lí Bên cạnh đó còn giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan và áp dụng kiến thức vào các môn học có liên quan sau này như “đồ

án thiết kế máy” một cách dễ dàng

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu của đề tài này là thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy môn học “bảo trì và bảo dưỡng

công nghiệp” và hướng dẫn tháo lắp cân chỉnh mô hình hệ thống tuyền động cơ khí Nhằm tạo

ra mô hình hệ thống truyền động cơ khí nâng cao độ trực quan trong quá trình giảng dạy Giúp sinh viên vận dụng những kiến thức đã được đào tạo, hướng dẫn ở nhà trường vào các công việc thực tế

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Tổng quan về hệ thống truyền động cơ khí

- Các phương pháp tháo lắp và cân chỉnh bộ truyền trong bảo trì

- Tính toán, thiết kế, chế tạo, lắp ráp mô hình với các cơ cấu điều chỉnh sai lệch

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Mô hình gồm các cơ cấu: motor, bộ truyền đai, ổ bi, bộ truyền bánh răng, khớp nối, bộ truyền xích Giới hạn trong kích thước 𝑙 × 𝑤 × ℎ: 1000𝑚𝑚 × 800𝑚𝑚 × 500𝑚𝑚

- Các phương pháp tạo sai lệch và điều chỉnh sai lệch cơ bản

1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.1 Cơ sở phương pháp luận

- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm thông qua việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống truyền động cơ khí

1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

- Sử dụng tài liệu “Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí-Trịnh Chất, Lê văn Uyển”

để tính toán và chọn cơ cấu phù hợp

- Tìm kiếm và áp dụng các tài liệu liên quan, phù hợp với đề tài

- Sử dụng các phần mềm thiết kế cơ khí như Autocad, Inventor vào quá trình thiết kế, mô phỏng và chế tạo ra mô hình có thể ứng dụng đưa vào thực tiễn

- Dùng các máy cơ khí để gia công, lắp ghép các chi tiết mô hình và tiến hành chạy thực nghiệm từ đó hiệu chỉnh

1.6 Kết cấu của ĐATN

ĐATN bao gồm 7 chương, phần kết luận và phụ lục, trong đó:

- CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

- CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

- CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

- CHƯƠNG 5: CĂN CHỈNH MÔ HÌNH TRUYỀN ĐỘNG

- CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ

- CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.1 Giới thiệu mô hình giảng dạy hệ thống truyền động cơ khí

Cùng với cơ sở vật chất, việc có đầy đủ hệ thống thiết bị dạy học (TBDH) được đánh giá là một trong những yếu tố có tính quyết định tới chất lượng công tác giảng dạy nói riêng và mục tiêu đổi mới nhanh, hiệu quả phương pháp dạy học nói chung Việc khai thác, sử dụng tốt các TBDH vào quá trình giảng dạy sẽ giúp hạn chế tình trạng truyền thụ kiến thức một chiều và quan trọng hơn là khuyến khích được tư duy sáng tạo của cả giáo viên và sinh viên, tăng cường năng lực tự học, phát triển năng lực thực hành cho người học

Mô hình hệ thống truyền động cơ khí là hệ thống gồm nhiều chi tiết dùng để truyền và thay đổi tính chất của chuyển động ở dạng năng lượng cơ học: lực và vận tốc Ta có thể phân loại truyền động cơ khí thành hai nhóm chính như sau:

- Hệ thống truyền động ma sát

- Hệ thống truyền động ăn khớp

Nội dung đề tài bao gồm thiết kế, chế tạo mô hình Hướng dẫn cân chỉnh trục, lắp đặt dây đai

- xích, cân chỉnh bánh đai - xích, ổ bi, thực hành cân chỉnh kiểm tra, đồng thời tất cả đều dựa trên các hoạt động và nhiệm vụ thực tế

Mô hình phục vụ giảng dạy đang dần trở nên phát triển và được áp dụng rộng rãi hơn trong trường học lẫn các công ty trong những năm trở lại đây Các trường cao đẳng, đại học thường xuyên mở những cuộc thi sáng tạo, nghiên cứu khoa học để từ đó tìm ra những đề tài có tính thực tiễn tốt và áp dụng vào trong giảng dạy

- Mô phỏng mô hình hệ thống truyền động cơ khí cơ bản trên inventor [10] như hình 2.1

Hình 2.1 Mô hình truyền động motor - trục - bộ truyền đai - hgt

2.2 Đặc tính của hệ thống truyền động cơ khí

Truyền động cơ khí là hệ thống truyền chuyển động và moment xoắn từ nguồn (động cơ) đến các bộ phận khác của máy móc thông qua các cơ cấu truyền động như bánh răng, đai ốc-vít me, đai, xích,…

2.3 Kết cấu của hệ thống truyền động cơ khí

Mô hình hệ thống truyền động cơ khí bao gồm các cơ cấu thông dụng như: motor, bộ truyền đai, ổ bi, bộ truyền bánh răng, khớp nối, bộ truyền xích

2.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài

2.4.1 Nghiên cứu ngoài nước

Tại các nước phát triển đặc biệt là Anh, Pháp, Mỹ, … mô hình giảng dạy là những thứ không thể thiếu tại các trường đại học và công ty Không chỉ đào tạo tại trường học, một số công ty còn

có chương trình liên kết với các trường để nhận và đào tạo sinh viên về các hệ thống truyền động như SMC, Amatrol, hay các khoá học online

Dưới đây là một số mô hình tiêu biểu như:

- Mô hình truyền động thông qua cơ cấu truyền động xích của hãng SMC (MEC-200) hình 2.2

Hình 2.2 Mô hình truyền động thông qua cơ cấu truyền động xích của hãng SMC [12]

- Mô hình cân chỉnh đồng trục và điều chỉnh bánh răng của AMATROL hình 2.3

Hình 2.3 Mô hình cân chỉnh trục và bánh răng của AMATROL [13]

Dựa vào những sản phẩm thực tế đã được ra mắt trên thị trường quốc tế cho thấy mọi người đang quan tâm hơn về vấn đề đào tạo lực lượng lao động có kiến thức áp dụng tốt vào thực tế Những cơ sở đào tạo, những tổ chức có danh tiếng đã tạo ra những nghiên cứu và sản phẩm nhằm giải quyết tối đa vấn đề này với công nghệ tiên tiến như hiện nay

2.4.2 Ngiên cứu trong nước

Ở Việt Nam nói chung và trường đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM nói riêng cũng có không

ít mô hình máy móc được chế tạo để cung cấp áp dụng vào việc hướng dẫn và đào tạo cho sinh viên nhằm năng cao chất lượng khoá học góp phần phát triển công tác giảng dạy

Tại trường đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM, mô hình truyền động cơ học được hướng dẫn nghiên cứu, tính toán, thiết kế bởi TS Đặng Quang Khoa đã chế tạo thành công như hình 2.4

Mô hình đa dạng các bộ truyền với nhiều cơ cấu truyền động khác nhau như khớp nối, bánh răng,

bộ truyền đai, băng tải, bộ truyền xích… Ngoài ra còn một số mô hình đơn giản khác như hình 2.5 và mô hình các cơ cấu truyền dẫn cơ khí của đại học Bách Khoa TP.HCM như hình 2.6

Hình 2.4 Mô hình các cơ cấu truyền động tại ĐH SPKT [1]

Hình 2.5 Một số mô hình truyền động khác tại ĐH SPKT [1]

Hình 2.6 Mô hình các cơ cấu truyền dẫn cơ khí tại ĐH Bách Khoa TP.HCM [2]

2.5 Các tồn tại của hệ thống - Đề xuất phương án

Nhận thấy mô hình còn có thể cải tiến các cơ cấu cân chỉnh tốt hơn nên quyết định cải tiến

mô hình theo hướng chia các bộ truyền ra làm hai sơ đồ động có thể tháo lắp, sắp xếp các bộ truyền với nhau tuỳ theo từng mục đích

Ý tưởng ban đầu sắp xếp các cơ cấu của mô hình theo sơ đồ như hình 2.7 mô phỏng bằng Inventor [10]

Hình 2.7 Sơ đồ truyền động Motor - khớp nối - bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - bộ

truyền đai

 Đánh giá: Sơ đồ truyền động không thực tế, cần phải có nhiều cơ cấu điều chỉnh ổ mỗi gối đỡ, phức tạp không hiệu quả Từ đó đưa ra 2 phương án:

- Phương án 1: Sắp xếp các cơ cấu theo sơ đồ như hình 2.8 mô phỏng bằng Inventor [10]

Hình 2.8 Sơ đồ truyền động Motor - khớp nối- bộ truyền bánh răng - bộ truyền xích - gối đỡ

trục

- Phương án 2: Sắp xếp các cơ cấu theo sơ đồ như hình 2.9 mô phỏng bằng Inventor [10]

Hình 2.9 Sơ đồ truyền động Motor-bộ truyền đai-bộ truyền bánh răng-bộ truyền xích-gối đỡ

Các cơ cấu tạo sai lệch và chọn phương án cân chỉnh sai lệch

Vấn đề cần đặt ra cho các cơ cấu cân chỉnh phải phù hợp với môi trường giáo dục, đáp ứng được các yêu cầu thường xuyên tháo lắp gây ra hao mòn cũng như hư hỏng do quá trình lắp đặt sai kỹ thuật, hơn hết là phải dễ dàng thao tác tháo lắp cân chỉnh

- Thiết kế dựa trên máy công nghiệp nhằm năng tính thực tiễn như hình 2.10 mô phỏng bằng Inventor [10]

Hình 2.10 Cơ cấu điều chỉnh dựa trên máy công nghiệp Máy công nghiệp thường được thiết kế tối giản nhằm giảm chi phí sản xuất, công tác bảo trì được lên lịch ở một khoảng thời gian cụ thể [9] nên việc hao mòn trong quá trình tháo lắp là không cao Máy hoạt động liên tục trong môi trường khắc nghiệt và thiết kế chịu lực tốt ưu tiên hơn hết nên việc đánh lỗi các sai lệch cũng được đơn giản hoá hơn Chẳng hạn như cơ cấu điều chỉnh sai lệch theo phương thẳng đứng được lược bớt thay vào đó dùng tấm chêm để điều chỉnh máy

 Thiết kế này là không phù hợp trong môi trường giảng dạy với việc thực hành tháo lắp thường xuyên điều chỉnh bằng tấm chêm rất khó thao tác, phải tốn nhiều thời gian cân chỉnh và

có thể dàng bị mất trong quá trình lắp đặt

Từ thiết kế ban đầu song kết hợp với mục tiêu còn thiếu sót nhóm tìm hiểu học hỏi thiết kế lại đưa ra phương án tối ưu hơn, phù hợp hơn trong môi trường đào tạo như hình 2.11 được mô phỏng bằng Inventor [10]

Hình 2.11 Cơ cấu điều chỉnh theo thiết kế Đặt hệ toạ độ như hình 2.11 trong đó

1 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch theo phương Z

2 Cơ tạo sai lệch và cấu cân chỉnh sai lệch theo phương Y

3 Cơ cấu tạo sai lệch và cân chỉnh sai lệch theo phương X

 Nhận thấy: Cơ cấu điều chỉnh theo phương thẳng đứng, phương ngang hay phương dọc đều nằm ở trên và bên ngoài giúp dễ dàng quan sát và thao tác điều chỉnh một cách chính xác, hiệu quả hơn

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Chọn động cơ điện và phân phối tỉ số truyền

Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là bước đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy [4] Trong trường hợp dùng hộp giảm tốc và động cơ biệt lập, việc chọn đúng loại động cơ ảnh hưởng rất nhiều đến việc lựa chọn và thiết kế hộp giảm tốc cũng như các bộ truyền ngoài hộp Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu làm việc cụ thể của thiết bị được dẫn động

3.1.1 Phương pháp chọn động cơ

Chọn động cơ điện tiến hành theo các bước sau đây:

- Tính công suất cần thiết của động cơ

- Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ

- Dựa vào công suất và số vòng quay đồng bộ kết hợp với các yêu cầu về quá tải, mômen

mở máy và phương pháp lắp đặt động cơ để chọn kích thước động cơ phù hợp với yêu cầu thiết kế

Xác định công suất động cơ

Công suất trên trục động cơ được xác định theo công thức 3.1 tham khảo tài liệu [3]

𝑃𝑐𝑡 =𝑃𝑡

Trong đó:

- 𝑃𝑐𝑡 – công suất cần thiết trên trục động cơ, kW;

- 𝑃𝑡 - công suất tính toán trên trục máy công tác, kW;

- 𝜂 - hiệu suất truyền động, tính theo công thức 3.2 [3]

𝜂 = 𝜂1𝜂2𝜂3… (3.2)Với 𝜂1, 𝜂2, 𝜂3 là hiệu suất của các bộ truyền và của các cặp ổ lăn trong hệ thống dẫn động, chọn theo bảng 3.1

Bảng 3.1 Trị số hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ [3]

Xác định sơ bộ vòng quay đồng bộ

Tỉ số truyền toàn bộ 𝑢𝑡 của hệ thống dẫn động được tính theo công thức 3.3 [3]

𝑢𝑡 = 𝑢1𝑢1𝑢3 (3.3) Trong đó 𝑢1, 𝑢1, 𝑢3 là tỉ số truyền của từng bộ truyền tham gia vào hệ thống dẫn động

Số vòng quay của trục máy công tác (trục tang quay hoặc đĩa xích tải) tính theo công thức 3.4 [3]:

- v - vận tốc băng tải hoặc xích tải, m/s

- D - đường kính tang quay, mm

- z - số răng đĩa xích tải

- t - bước xích của xích tải, mm

Từ 𝑢𝑡và 𝑛𝑙𝑣 có thể tính được số vòng quay sơ bộ của động cơ theo công thức 3.6 [3]:

𝑇 ≤ 𝑇𝑘

3.1.2 Phân phối tỉ số truyền

Sau khi phân tích và lựa chọn số vòng quay đồng bộ để chọn động cơ và nghiên cứu vấn để phân phối tỉ số truyền cho các bộ truyền trong hộp, cần tiến hành tính toàn động học

Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí được thực hiện theo các bước sau đây:

- 𝑛đ𝑐 – số vòng quay của động cơ đã chọn, vg/ph;

- 𝑛𝑙𝑣 – số vòng quay của trục máy công tác, vg/ph, xác định theo công thức (3.4) hoặc (3.5)

Phân phối tỉ số truyền của hệ động 𝒖𝒕:

Tính theo (3.10) [3], cho các bộ truyền:

𝑢𝑡 = 𝑢𝑛× 𝑢ℎ (3.10) Trong đó:

- 𝑢𝑛 – tỉ số truyền của các bộ truyền ngoài hộp giảm tốc, 𝑢𝑛 có thể là tỉ số truyền của bộ truyền đai (𝑢đ), của bộ truyền xích (𝑢𝑥), của bộ truyền bánh răng (𝑢𝑏𝑟), hoặc là tích các

tỉ số truyền của các bộ truyền này;

- 𝑢ℎ – tỉ số truyền của hộp giảm tốc

Để xác định 𝑢𝑛 và 𝑢ℎ theo công thức (3.10) có thể tiến hành như sau:

Dựa vào hệ dẫn động đã chọn hoặc cho trước, chọn sơ bộ trị số 𝑢𝑛 Chú ý rằng đường kính bánh đai trong bộ truyền đai được tiêu chuẩn hoá, do đó để tránh cho sai lệch tỉ số truyền không quá

một giá trị cho phép (≤ 4%), nên chọn 𝑢đ theo dãy số sau (tương ứng với dãy đường kính tiêu chuẩn):

Xác định công suất, momen và số vòng quay trên các trục:

Dựa vào công suất làm việc 𝑃𝑙𝑣 và sơ đồ hệ dẫn động, có thể tính được trị số của công suất, momen và số vòng quay trên các trục, phục vụ các bước tính toán thiết kế các bộ truyền, trục và

ổ

3.2 Truyền động đai

Truyền động đại được dùng để truyền động giữa các trục xa nhau Đai được mắc lên hai bánh với lực căng ban đầu 𝐹0, nhờ đó có thể tạo ra lực ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa đai và bánh đai và nhờ lực ma sát mà tải trọng được truyền đi

Nhờ đai có độ dẻo, bộ truyền làm việc êm, không ồn, thích hợp với vận tốc lớn

Chỉ tiêu về khả năng làm việc của truyền động đai là khả năng kéo và tuổi thọ của đai

Thiết kế truyền động đai gồm các bước:

- Chọn loại đai

- Xác định các kích thước và thông số bộ truyền

- Xác định các thông số của đai theo chỉ tiêu về khả năng kéo của đai và về tuổi thọ

- Xác định lực căng đai và lực tác dụng lên trục

- Theo hình dạng tiết diện đai, phân ra: đai dẹt (tiết diện chữ nhật), đai hỉnh thang (đai hỉnh chếm), đai nhiều chêm (đai hỉnh lược) và đai răng

3.2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

Loại đai có tiết diện hình thang, mặt làm việc là hai mặt hai bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo cũng lớn hơn Tuy nhiên cũng do ma sát lớn hơn nên hiệu suất của đai hỉnh thang thấp hơn đai dẹt

Chọn tiết diện đai theo hình 3.1

Hình 3.1 Phân loại tiết diện đai thang [3]

3.2.2 Xác định thông số của bộ truyền đai.

Bảng 3.2 Các thông số của đai thang [3]

Từ đường kính bánh đai, xác định vận tốc đai theo công thức 3.12 [3]

𝑣 =𝜋𝑑1 𝑛1

Khoảng cách trục a: nên dùng có thể chọn theo bảng 3.2 dựa vào ti số truyền u và đường kính

bánh đai d2:

𝑖 =𝑣

𝑙 ≤ 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 10 (3.16)

Từ chiều dài đai tiêu chuẩn cần tính chính xác lại khoảng cách trục a theo công thức 3.17 [3]

𝑎 = (𝜆 + √𝜆2− 8∆2)/4 (3.17) Trong đó: 𝜆 = 1 −𝜋(𝑑1+𝑑2)

2 ; ∆ = (𝑑2− 𝑑1)/2

Góc ôm 𝜶𝟏 trên bánh đai nhỏ được xác định theo công thức 3.18 [3] với điều kiện 𝑎1 ≤ 120°

- 𝑃1 - công suất trên trục bánh đai chủ động, kW;

- [𝑃0] - công suất cho phép, kW, xác định bằng thực nghiệm ứng với bộ truyền có số đai z

= 1, chiều dài đai 𝑙0, tỉ số truyền u = 1 và tải trọng tĩnh, trị số của [𝑃0] đối với đai thang thường:

- 𝐾đ - hệ số tải trọng động, bảng 4.7 [3];

- 𝐶𝛼 - hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm 𝛼1, bảng 3.4 hoặc tính theo công thức:

𝐶𝛼= 1 - 0,0025(180 - 𝛼1) khi 𝛼1= 150 180°

Bảng 3.4 Trị số của hệ số 𝐶𝛼 [3]

𝐶𝑙 - hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai, trị số của 𝐶𝑙 cho trong bảng 3.5 phụ thuộc tỉ số chiếu dài đai của bộ truyền đang xét l và chiều dài đai l0 lấy làm thí nghiệm (𝑙0 ghi trong bảng 3.8 và 3.9)

Bảng 3.5 Trị số của hệ số 𝐶𝑙 [3]

𝐶𝑢 - hệ số kể đến ảnh hưởng của tỉ số truyền (u tăng làm tăng đường kính bánh đai lớn, do đó đai

ít bị uốn hơn khi vào tiếp xúc với bánh đai này), trị số của 𝐶𝑢 cho trong bảng 3.6

Bảng 3.6 Trị số của hệ số 𝐶𝑢 [3]

𝐶𝑧 - hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai, trị số cho trong bảng 3.7 Khi tính có thể dựa vào tỉ số Pl/[P] = Z' để tra 𝐶𝑧 trong bảng 3.7

Bảng 3.7 Trị số của hệ số 𝐶𝑧 [3]