Giáo trình nguyên lý chi tiết máy (nghề cắt gọt kim loại cđlt)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: NGUN LÝ – CHI TIẾT MÁY
NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LIÊN THƠNG

Ban hành kèm theo quyết định số:…/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL
Quảng Ngãi, ngày… tháng… năm 2022
của Trường Cao đẳng Cơ giới

Quảng ngãi, năm 2022
(Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
1


LỜI GIỚI THIỆU
Môn học Nguyên lý – Chi tiết máy là nội dung khơng thể thiếu trong nhiều
chương trình đào tạo nghề cơ khí. Mơn học có sự gắn kết chặt chẽ giữa lý thuyết
với thực nghiệm, là khâu nối giữa phần bồi dưỡng kiến thức khoa học cơ bản với
bồi dưỡng kiến thức chun mơn.
Vì vậy, giáo trình Ngun lý – Chi tiết máy được biên soạn để làm tài liệu
học tập cho sinh viên ngành cơ khí trình độ cao đẳng nghề, đồng thời làm tài liệu
để giảng dạy và tham khảo. Giáo trình cung cấp những kiến thức cơ sở cho người
học về nguyên lý cấu tạo, động học, động lực học của cơ cấu và máy; những vấn

đề cơ bản trong thiết kế chi tiết máy; tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm các chi tiết
máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản. Tuy nhiên, nội dung của giáo trình
được lược bớt những phần mang tính chất tham khảo về mặt lý thuyết và bổ sung
những kiến thức mang tính chất thực tế ứng dụng để phù hợp với trình độ đào tạo
nghề.
2


Nội dung giáo trình được chia làm hai phần:
- Phần 1: Nguyên lý máy (gồm 6 chương)
- Phần 2: Chi tiết máy (gồm 10 chương)
Tác giả xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ quý báu của các đồng nghiệp trong q
trình biên soạn. Để giáo trình ngày càng hồn thiện hơn, rất mong nhận được ý
kiến đóng góp của các đọc giả.

Quảng Ngãi, ngày... tháng... năm 2022
Tham gia biên soạn
1: Nguyễn Đình Kiên

Chủ biên

2. ..................................
3. ..................................

MỤC LỤC
STT

3

NỘI DUNG

TRANG

1

Lời giới thiệu

3

2

Phần 1 : Nguyên lý máy

21


Bài mở dầu

Vị trí mơn học

Đối tượng nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu môn học

Phương pháp nghiên cứu môn học

3

Chương 1: cấu tạo cơ cấu

Những khái niệm cơ bản

4

25


Bậc tự do cơ cấu

Xếp loại cơ cấu phẳng theo cấu trúc

4

Chương 2: động học cơ cấu

45

Mục đích, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu

Phân tích động học cơ cấu phẳng loại 2 bằng phương pháp vẽ hoạ đồ

5

Chương 3: phân tích lực cơ cấu phẳng

Khái niệm

5

56

Hợp lực quán tính

Xác định phản lực khớp động trên nhóm A-xua loại 2

Lực ma sát

6

Chương 4 : động lực học máy

Khái niệm chung

Phương trình chuyển động của máy

Chuyển động thực của máy

6

71


7

Chương 5: cơ cấu khớp loại thấp

83

Khái niệm

Đặc điểm chuyển động

8

Chương 6: cơ cấu khớp loại cao

Khái niệm chung

Cơ cấu cam

Cơ cấu bánh răng

7

92


Hệ bánh răng

Cơ cấu các đăng

9

Phần 2: chi tiết máy

10

Chương 1: mối ghép đinh tán

Khái niệm chung

Điều kiện làm việc của mối ghép

Tính tốn mối ghép đinh tán

8

129


11

Chương 2: mối ghép hàn

139

Khái niệm chung

Vật liệu và ứng suất cho phép

Tính tốn mối ghép hàn

12

Chương 3: mối ghép then và trục then

Định nghĩa và phân loại mối ghép then

Ưu, nhược điểm của mối ghép then

9

150


Tính tốn mối ghép then bằng

13

Chương 4: mối ghép ren

157

Khái niệm chung

Các biện pháp chống tháo lỏng mối ghép ren

Tính toán mối ghép ren

14

Chương 5: bộ truyền động đai

Khái niệm chung

10

172

Kết cấu các loại đai

Những vấn đề cơ bản trong lý thuyết truyền động đai

Tính tốn bộ truyền động đai

Kết cấu bánh đai

Trình tự thiết kế bộ truyền đai

15

Chương 6: bộ truyền bánh răng

Khái niệm chung

11

199


Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng

Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng

Bộ truyền bánh răng nón

Vật liệu, bơi trơn và ứng suất cho phép

Trình tự thiết kế bộ truyền

16

Chương 7: truyền động trục vít – bánh vít

Khái niệm chung.

12

237


Những thông số động học của bộ truyền

Các dạng hỏng và các chỉ tiêu tính tốn bộ truyền

Vật liệu và ứng suất cho phép

Hiệu suất và bơi trơn

Trình tự thiêt kế bộ truyền

17

Chương 8: truyền động xích

Khái niệm chung

13

251


Những thơng số cơ bản của truyền động xích

Các dạng hỏng của bộ truyền xích

Tính tốn bộ truyền xích

Trình tự thiết kế bộ truyền xích

18

Chương 9: trục

Khái niệm chung

Các dạng hỏng trục – Vật liệu chế tạo trục

14

262


Tính tốn bộ trục

19

Chương 10: ổ trục

271

Ổ trục

Ổ lăn

20

15

Tài liệu tham khảo

285


TÊN MƠN HỌC: NGUN LÝ - CHI TIẾT MÁY
Mã mơn học: MH 13
Vị trí, tính chất, ý nghĩa, vai trị của mơn học:
-

Vị trí:

+ Mơn học Ngun Lý-Chi Tiết Máy được bố trí sau khi sinh viên đã học
xong tất cả các môn học, mô-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, cơ lý thuyết, sức bền
vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật.
+ Môn học bắt buộc trước khi sinh viên học các mơn học chun mơn.
- Tính chất:
+ Là môn học kỹ thuật cơ sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết và thực
nghiệm.

+ Là mơn học giúp cho sinh viên có khả năng tính tốn, thiết kế, kiểm
nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thơng dụng đơn giản.
- Ý nghĩa, vai trị:
+ Mơn học Nguyên lý - Chi tiết máy cung cấp các kiến thức về ngun lý,
cấu tạo máy nói chung; cơng dụng, cấu tạo và tính tốn các chi tiết máy thơng
dụng; làm nên tảng cho sinh viên tiếp thu kiến thức các môn học, mô đun chuyên
ngành.
+ Làm cơ sở để sinh viên phát triển khả năng sáng tạo, thiết kế trong lĩnh
vực chế tạo máy, tư duy phát triển nghề nghiệp.
Mục tiêu của mơn học
-

Kiến thức:

A1. Nêu lên được tính chất, công dụng một số cơ cấu và bộ truyền cơ bản
trong các bộ phận máy thường gặp.
A2. Phân biệt được cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm của các chi
tiết máy thông dụng để lựa chọn và sử dụng hợp lý
A3. Phân tích động học các cơ cấu và bộ truyền cơ khí thơng dụng

16


A4. Xác định được các yếu tố gây ra các dạng hỏng đề ra phương pháp tính
tốn, thiết kế hoặc thay thế, có biện pháp sử lý khi lựa chọn kết cấu, vật liệu để
tăng độ bền cho các chi tiết máy.
-

Kỹ năng:

B1. Vận dụng những kiến thức của môn học tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm
các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản.
-

Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

C1. Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích
cực sáng tạo trong học tập.
1.Chương trình khung nghề cắt gọt kim loại
            

Mã
MH/MĐ

I
MH 01
MH 02
MH 03
MH 04
MH 05
MH 06
II
MH 07
MH 08
MH 09
MĐ 10
MĐ 11
MĐ 12
MĐ 13
MĐ 14

17

Tên mơ
đun, mơn
học

Số
tín
chỉ

Tổng số

Các mơn học chung
Giáo dục quốc phịng
Giáo dục thể chất
Pháp luật
Chính trị
Tin học
Ngoại ngữ 2
Các môn học, mô đun đào tạo
nghề bắt buộc
Nguyên lý – Chi tiết máy
Tổ chức và quản lý sản xuất
Nguyên lý cắt
Máy cắt và máy điều khiển theo
chương trình số
Đồ gá
Công nghệ chế tạo máy – TK
QTCN

Doa lỗ trên máy doa vạn năng
Tiện chi tiết có gá lắp phức tạp

Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Thực
hành/thực
Lý
tập/thí
thuyết
nghiệm/bài
tập/thảo luận

Kiểm
tra

12
2
2
1
3
2
2

180
30
30
15
45
30

30
720

4
2
2

60
30
45
60

50
19
34
50

7
9
8
5

3
2
3

45
75

39

64

4
7

2

45
60

5
8

38
50

2
2

3
2
3
2
2

5

4

MĐ 15
MĐ 16
MĐ 17

Lập chương trình gia cơng sử
dụng chu trình tự động, bù dao
tự động trên máy phay CNC
Ngoại ngữ chuyên ngành
Thực tập sản xuất
Tổng cộng

           
2. Chương trình chi tiết mơ đun
Tên
Số
chương,
TT
mục
A. Ngun lý máy
I
Bài mở đầu.
1. Vị trí của môn học.
2. Đối tượng nghiên cứu.
3. Nội dung môn học.
4. Phương pháp nghiên cứu.

60

18

39

3

60
180
900

45
18

10
162

5

2
4
6

Thời gian
Tổng
Lý
số
thuyết
15
12
1
1

Bài
tập
2
0

Kiểm
tra*
1
0

II

Cấu tạo cơ cấu
1. Những khái niệm cơ bản.
2. Bậc tự do của cơ cấu.
3. Xếp loại cơ cấu phẳng.

1

1

0

0

III

Động học cơ cấu
1. Mục đích, nhiệm vụ và phương.
pháp nghiên cứu.

2. Phân tích động học cơ cấu loại
hai.

2

2

0

0

IV

Phân tích lực trên cơ cấu phẳng
1. Khái niệm.
2. Lực quán tính.
3. Phản lực ở các khớp động.
4. Lực ma sát.

3

2

1

0

V

Động lực học máy

1. Khái niệm chung.
2. Phương trình chuyển động của
máy.

2

2

0

0

18


3. Chuyển động thật của máy.

VI

Cơ cấu khớp loại thấp
1. Khái niệm.
2. Đặc điểm chuyển động.

2.5

2

0.5

0

VII

Cơ cấu khớp loại cao
1. Khái niệm chung.
2. Cơ cấu cam.
3. Cơ cấu bánh răng.
4. Bánh răng trụ có hai trục song
song.
5. Bánh răng trụ có hai trục chéo
nhau.
6. Bánh răng nón.
7. Cơ cấu các đăng.
8. Hệ thống bánh răng.

3.5

2

0.5

1

B. Chi tiết máy
VIII Mối ghép đinh tán
1. Khái niệm chung.
2. Điều kiện làm việc của mối
ghép.
3. Vật liệu làm đinh tán.
4. Tính tốn mối ghép đinh tán.

45
2.5

38
2.5

5
0

2
0

3

2.5

0.5

0

2.5

2.5

0

0

3

2.5

0.5

0

IX

Mối ghép hàn
1. Khái niệm chung.
2. Vật liệu và ứng suất cho phép.
3. Tính tốn mối ghép hàn.

X

Mối ghép then và trục then
1. Then.
2. Trục then.

XI

Mối ghép ren
1. Khái niệm chung.
2. Ren.
3. Các chi tiết thường dùng trong

19

mối ghép ren.
4. Tính tốn mối ghép ren chịu tải
XII
trọng dọc và ngang.
Bộ truyền động đai
1. Khái niệm chung.
2. Kết cấu các loại đai.
3. Những vấn đề cơ bản trong lý
thuyết truyền động đai.
4. Tính tốn bộ truyền động đai.
5. Kết cấu bánh đai.
XIII 6. Trình tự thiết kế bộ truyền.
Truyền động bánh răng
1. Khái niệm chung.
2. Bộ truyền bánh răng trụ răng
thẳng.
3. Bộ truyền bánh răng trụ răng
nghiêng.
4. Bộ truyền bánh răng nón.
5. Vật liệu và ứng suất cho phép.
6. Hiệu suất và bơi trơn.
7. Trình tự thiết kế bộ truyền.
XIV
Truyền động trục vít-bánh vít
1. Khái niệm chung.
2. Những thông số động học của
bộ truyền.
3. Các dạng hỏng và các chỉ tiêu
tính tốn bộ truyền.
4. Vật liệu và ứng suất cho phép.

5. Hiệu suất và bơi trơn.
6. Trình tự thiêt kế bộ truyền.
XV
Truyền động xích
1. Khái niệm chung.
2. Những thơng số cơ bản của
truyền động xích.
3. Các dạng hỏng bơi trơn và hiệu
suất.
4. Tính tốn bộ truyền xích.
20

5

5

0

0

10

8

1

1

5

4

1

0

5

4

1

0


XVI

5. Trình tự thiết kế bộ truyền xích.

5

5

0

0

Trục
1. Khái niệm chung.
2. Các dạng hỏng trục – Vật liệu

chế tạo trục.
3. Tính tốn trục.

4

2

1

1

60

50

7

3

XVI
Ổ trục
I
1. Ổ trượt.
2. Ổ lăn.
Cộng

3. Điều kiện thực hiện mơn học:
3.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
3.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ....
3.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, máy tính,…

3.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về nguyên lý – chi tiết máy
4. Nội dung và phương pháp đánh giá:
4.1. Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.
4.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơn học như sau:
4.2.1. Cách đánh giá

21


- Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư
số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương
binh và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới như
sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc môn học

Trọng số
40%
60%

4.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp Phương pháp
đánh giá
tổ chức
Thường
xun
Định kỳ
Kết thúc mơn
học

Hình thức
kiểm tra

Chuẩn đầu ra
đánh giá

Viết/
Tự luận/
A1, C1
Thuyết trình Trắc nghiệm/
Báo cáo
Viết và
Tự luận/
A1, A2, A3, A4,
thực hành Trắc nghiệm/
B1, C1
thực hành
Vấn đáp và
Vấn đáp và A1, A2, A3, A4,

thực hành
thực hành
B1, C1
trên mơ
hình

Số
cột
1

Thời
điểm
kiểm tra
Sau 10
giờ.

3

Sau 20
giờ

1

Sau 60
giờ

4.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo
thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn

học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến
một chữ số thập phân.
5. Hướng dẫn thực hiện môn học
5.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng cao đẳng cắt gọt kim loại
22


5.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học
5.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết
trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luận
nhóm….
* Thực hành:
- Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra.
- Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, bài tập:... Giáo viên hướng dẫn,
thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học.
- Sử dụng các học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng về
autocad
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong
nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo
luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.
5.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài
liệu...)
- Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả
- Tham dự tối thiểu 70% các giờ giảng tích hợp. Nếu người học vắng >30% số
giờ tích hợp phải học lại mơ đun mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tự học và thảo luận nhóm: Là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm

việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung
cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu
trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để
phát triển và hồn thiện tốt nhất tồn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
23


- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc môn học.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
6. Tài liệu tham khảo:
[1] Chi tiết máy tập 1,2 - Nguyễn Trọng Hiệp – NXB Giáo dục 2008
[2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, 2 - Trịnh Chất-Lê Văn Uyển –
NXB Giáo dục 2006
[3] Giáo trình cơ kỹ thuật – Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc - NXB
Giáo dục 2003
[4] Cơ sở thiết kế máy và chi tiết máy - Trịnh Chất- NXB Khoa học và kỹ thuật
HN 2005
[5] Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy – Phí Trọng Hảo, Nguyễn Thanh Mai - NXB
Giáo dục 2004
[6] Thiết kế chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - NXB Giáo dục
2008
[7] Nguyên Lý máy tập 1, 2– Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm - NXB Giáo dục
2005
Phần 1: NGUYÊN LÝ MÁY
BÀI MỞ ĐẦU
Mã chương/ bài: MH07-0
Mục tiêu:
- Xác định được đối tượng nghiên cứu của môn học;
- Nắm được phương pháp nghiên cứu;

- Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập.
Phương pháp giảng dạy và những quy định khi thực tập tại xưởng
-

Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn

giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); tác phong đúng nội quy tại xưởng
Đối với người học: chấp hành nghiêm túc nội quy trong xưởng khi thực hành
Điều kiện thực hiện bài học
-

24


-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng học chun mơn

-

Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài
liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

Kiểm tra và đánh giá bài học
-

Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến

thức
 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
-

Phương pháp:

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)
 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
 Kiểm tra định kỳ thực hành: khơng có

Nội dung chính:
1. Vị trí của mơn học
Mục tiêu: - Trình bày được vị trí của mơn học;
- Tn thủ các điều kiện học tập khi thực hiện môn học.
+ Môn học Nguyên Lý-Chi Tiết Máy được bố trí sau khi sinh viên đã học
xong tất cả các môn học, mô-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu cơ khí, cơ lý thuyết, sức bền

vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật.
+ Môn học bắt buộc trước khi sinh viên học các môn học chuyên môn.
25