Môn học chi tiết máy_Chương 1 và 2 docx

MÔN H C
CHI TI T MÁY
GI NG VIÊN: NGUY N VĂN TH NH
B MƠN: THI T K MÁY
KHOA CƠ KHÍ
TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA TP.HCM


CHƯƠNG 1 VÀ CHƯƠNG 2

- NH NG YÊU C U CHUNG
C A MÁY.
- NH NG CH TIÊU THI T K
MÁY VÀ CHI TI T MÁY
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

2


1.1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY (02)
Bao g m những yêu cầu chung về thiết kế chế tạo và vận hành.
1.1.1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VỀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO:

1)
2)
3)
4)

Đảm bảo khả năng làm việc

Đảm bảo tính công nghệ cao
Mức độ tiêu chuẩn hóa, qui cách hóa cao
Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu nhỏ

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)

Năng suất máy cao
Giá thành máy thấp
Độ tin cậy cao
Giá thành gia công hợp lý
Chất lượng gia công cao6
Tỷ suất lợi nhuận
Tính cơ động của máy

1.1.2. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VỀ VẬN HÀNH:

•

Ngoài những yêu cầu trên máy thiết kế cần phải thỏa mãn các yêu
cầu khác như: an toàn, tiện lợi, thẩm mỹ và không được ảnh hưởng
đến môi trường xung quanh (không ồn, không gây ô nhiễm môi
trường).

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

3


1.2. KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY:
Độ bền, Độ cứng, Độ bền mòn, Độ ổn định dao động, độ chịu nhiệt, độ
chính xác...
1.2.1. ĐỘ BỀN:
1.2.1.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN:
• Độ bền là khả năng bảo đảm cho máy và chi tiết máy không bị biến dạng
dư lớn, gãy hỏng hay bề mặt làm việc không bị phá hủy khi chịu tác dụng
của tải trọng trong quá trình làm việc.
• Những dạng hỏng chủ yếu liên quan đến độ bền của chi tiết máy:
• Biến dạng dẻo
• Phá hủy do mỏi
• Phá hủy giòn
• Hóa già (lão hóa)
• Tùy theo dạng hỏng xảy ra cho cả khối vật thể hay chỉ trên bề mặt tiếp xúc
người ta phân biệt 2 loại độ bền: độ bền thể tích (độ bền kéo, nén, uốn,
xoắn, cắt...) và độ bền tiếp xúc (dập, tiếp xúc).
• Khi tính toán độ bền thể tích hay tiếp xúc người ta chú ý đến tính chất thay
đổi của ứng suất sinh ra trong chi tiết máy: nếu ứng suất không đổi (tải
trọng tónh) ta tính theo độ bền tónh, nếu ứng suất thay đổi ta tính theo độ bền
mỏi.
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

4


1.2.1.2. TẢI TRỌNG VÀ ỨNG SUẤT (1)
a) Tải trọng (ký hiệu chung là Q)

+ Lực, mômen do chi tiết máy hoặc bộ phận máy tiếp nhận
trong quá trình làm việc.
+ Tải trọng tác dụng lên chi tiết máy có thể là không đổi hoặc
thay đổi:
- Tải trọng không đổi (tải trọng tónh) : tải trọng không thay đổi
tónh)
theo thời gian hoặc thay đổi không đáng kể.
- Tải trọng thay đổi: tải trọng có phương, chiều hay cường độ thay
đổi theo thời gian.
- Tải trọng va đập: tải trọng thay đổi đột ngột (đột nhiên tăng
mạnh rồi giảm ngay tức khắc).

Trong tính toán người ta còn phân biệt: tải trọng danh
nghóa, tải trọng tương đương và tải trọng tính toán.
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

5


- Tải trọng danh nghóa Qdn:
Qdn:
Là tải trọng được chọn trong số các tải trọng tác dụng lên máy

trong chế độ làm việc ổn định (thường chọn tải trọng lớn hay
tác dụng lâu dài nhất làm tải trọng dang nghóa).
- Tải trọng tương đương Qtd:
Qtd:
Giá trị tương đương không đổi của tải trọng thay thế cho chế độ
thay đổi của tải trọng.

Qtd = Qdn . Kn

trong đó : Kn - Hệ số phụ thuộc vào chế độ tải trọng

Tải trọng tính toán Qtt:
Qtt:

Là tải trọng dùng trong tính toán thiết kế máy và chi tiết máy,
phụ thuộc vào t/c thay đổi tải trọng, sự phân bố không đều của
tải trọng, điều kiện sử dụng...

Qtt = Qtd . Ktt . Kd . Kdk = Qdn . Kn . Ktt . Kd . Kdk

trong đó: Ktt- hệ số xét đến sự phân bố không không đều tải
trọng; Kd- hệ số tải trọng động; Kdk- hệ số điều kiện làm việc.
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

6


b) Ứng suất:

• Dưới tác dụng của tải trọng trong chi tiết máy sinh ra
ứng suất. Phụ thuộc vào tính chất của tải trọng ta có
ứng suất tónh (ứng suất không thay đổi theo thời gian)
hay ứng suất thay đổi (ứng suất có trị số hay chiều
thay đổi theo thời gian).
• ng suất thay đổi được đặc trưng bởi những chu kỳ
ứng suất.
• Chu kỳ ứng suất: một vòng thay đổi của ứng suất từ trị
số giới hạn này sang trị số giới hạn khác rồi trở về vị
trí ban đầu. Chu kỳ ứng suất được đặc trưng bởi:
- Biên ñ ng su t
- T s ng su t
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

7


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

8


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

9


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

10


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

11


• ng suất trong chi tiết máy có thể thay đổi ổn
định hoặc không ổn định:
• ng suất thay đổi ổn định có biên độ ứng suất
định:
và ứng suất trung bình không thay đổi theo thời
gian.

định:
• ng suất thay đổi không ổn định có một trong
hai hay cả hai đại lượng trên thay đổi theo thời
gian
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

12


c) ng suất tiếp xúc:
• ng suất tiếp xúc sinh ra khi bề mặt làm việc của chi
tiết máy tiếp xúc trực tiếp với nhau. ng suất tiếp
xúc là nguyên nhân gây hiện tượng tróc rỗ bề mặt
hay mài mòn bề mặt tiếp xúc.

• ng suất tiếp xúc giữa hai hình trụ tiếp xúc với nhau
khi chịu tải phân bố theo hình Parabol trong mặt cắt
ngang. Giá trị cực đại được xác định theo công thức
Hetz:
3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

13


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

14


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

15


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

16


1.2.1.3. ỨNG SUẤT CHO PHÉP VÀ HỆ SỐ AN TOÀN:
ng suất cho phép là giá trị giới hạn để đảm bảo cho chi tiết máy
làm việc thì ứng suất phát sinh trong chi tiết máy không được vượt
quá giá trị cho phép này:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

17


b) Hệ số an toàn S và hệ số an toàn cho phép [S]:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

18


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

19


1.2.1.4. TÍNH BỀN TRONG TRƯỜNG HP TẢI TRỌNG TĨNH:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

20


1.2.1.5. TÍNH BỀN TRONG TRƯỜNG HP TẢI
TRỌNG THAY ĐỔI
• a) Chi tiết máy chịu chế độ ứng suất thay đổi ổn định:
định:
• Chi tiết máy sẽ bị hỏng do mỏi sau một số chu kỳ làm việc
khá lớn N, ứng suất giới hạn ở đây là giới hạn mỏi σ. Quan
hệ giữa σ và N theo phương trình đường cong moûi.

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

21


b) Chi tiết máy chịu chế độ ứng suất thay đổi
không ổn định:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

22


3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

23


má
Các nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiết máy:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

24

ng suất giới hạn khi có xét đến các nhân tố
ảnh hưởng đến sức bền mỏi:

3/11/2011

GV:NGUY N VĂN TH NH

25