Bài giảng môn học chi tiết máy 1a

1
Môn học: CHI TIẾT MÁY 1a
Bộ môn: Cơ sở thiết kế máy
Khoa Cơ khí, ĐHKTCN
2
Thông tin giáo viên
•Họ tên: Nguyễn Văn Dự.
• Sinh năm: 1963.
• Quá trình đào tạo:
– 1985: Kỹ sư Cơ khí (K16), ĐHKTCN.
– 1997: Thạc sỹ Cơ khí, ĐH BK Hà nội.
– 2000: Kỹ sư Tin học, ĐH BK Hà nội.
– 2007: Tiến sỹ, ĐH Nottingham.
• Email:
3
Bài Mở đầu
0.1. Khái niệm và định nghĩa chi tiết máy
0.1.1. Máy
Máy là một dạng công cụ lao động
thực hiện một/nhiều chức năng nhất định, phục vụ cho lợi ích của con người.
Ví dụ : ……………….?
+ Máy bay, Ô tô, Xe máy, Máy cày, Máy gặt … (Máy công tác)
+ Người máy, robot tự động … (Máy tự động)
+ Máy phát điện, Động cơ điện, Cối xay gió … (Biến đổi năng lượng)
4
0.1.2. Bộ phận máy
Một phần của máy
có chức năng nhất định
phục vụ cho chức năng chung của máy
Ví dụ: …………… ?
5

0.1.3. Chi tiết máy:
Phần tử của máy có cấu tạo độc lập, hoàn chỉnh, khi chế tạo k0 kèm lắp ráp
Chia thành 2 nhóm lớn:
- Nhóm các CTM có công dụng chung.
- Nhóm các CTM có công dụng riêng.
+ Các chi tiết cùng loại có cấu tạo, công dụng như nhau
+ Gặp trên nhiều máy khác nhau
+ Kể tên một số CTM công dụng chung?
6
0.2. Nhiệm vụ, Nội dung, Tính chất môn học
Nhiệm vụ:
Cấu tạo, Nguyên lý làm việc, Cách tính toán thiết kế CTM công dụng chung.
Nội dung:
1. Những vấn đề cơ bản trong tính toán thiết kế máy và chi tiết máy.
2. Các tiết máy truyền động: Bánh răng, Bánh vít, Đai …
3. Các tiết máy đỡ nối: Trục, ổ …
4. Các tiết máy ghép: Bu lông, Đinh tán …
Tính chất:
7
Phần 1: Những vấn đề cơ bản
1.1. Khái quát các yêu cầu đối với máy và CTM
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
-Khả năng làm việc
- Độ tin cậy
- An toàn cho sử dụng
-Tính công nghệ và kinh tế
8
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

1.2. Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy và chi tiết máy
1.2.1. Nội dung và trình tự thiết kế máy
1. Xác định nguyên lý làm việc
2. Lập sơ đồ toàn máy
3. Xác định tải trọng tác dụng
4. Chọn vật liệu
5. Tính toán động học, động lực học, xđ kết cấu sơ bộ của máy,
CTM, cụm CTM, kết hợp với các yêu cầu, điều kiện khác để
xác định kích thước hoàn thiện của CTM, cụm máy
6. Lập hướng dẫn sử dụng & thuyế
t minh
9
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
1.2.2. Nội dung và trình tự thiết kế chi tiết máy
1. Lập sơ đồ tính toán
2. Xác định tải trọng tác dụng
3. Chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện phù hợp
4. Tính toán toán sơ bộ các kích thước
5. Xây dựng kết cấu CTM
6. Tính toán kiểm nghiệm theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc
theo kết cấu thực và điều kiện làm việc cụ thể.
7. Nếu thấy không thoả mãn các quy định thì phải thay đổi kích thước kế
t
cấu hoặc thay đổi vật liệu và kiểm tra lại.
10
Ví dụ: Lập sơ đồ tải trọng để tính thiết kế trục
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
11

Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
1.2.3. Đặc điểm thiết kế chi tiết máy
-Kết hợp lý thuyết và thực nghiệm
-Kết hợp tính toán bằng toán học với các điều kiện biên về quan hệ
lực, biến dạng; quan hệ kết cấu khi cần.
- So sánh nhiều phương án có thể để chọn phương án tối ưu
12
1.3. Tải trọng và ứng suất
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
1.3.1. Tải trọng:
???
là những tác động bên ngoài (Lực hoặc mômen) đặt lên CTM
Tải trọng làm việc ?
Tải trọng thực tế đặt lên CTM trong qua trình làm việc
Lưu ý: Tải trọng là đại lượng véc tơ, được xác định bởi các thông
số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt và đặc tính (thay đổi) của
tải trọng.
13
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
Phân loại tải trọng:
Tải trọng không đổiTải trọng thay đổi Tải trọng va đập
t
M
* Căn cứ tính chất thay đổi của tải trọng
14
* Căn cứ tính chất dịch chuyển của tải trọng
-Tải trọng cố định

-Tải trọng di động
- Tên các đại lượng tải trọng dùng khi tính toán CTM
+ Tải trọng tương đương
+ Tải trọng danh nghĩa
+ Tải trọng tính toán
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
15
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
1.3.2. Ứng suất:
- Khái niệm: Lực / Diện tích chịu lực
- Đơn vị: MPa (Mega Pascal) (1 MPa = 1 N/mm
2
)
- Phân loại:
+ Theo dạng ứng suất: Kéo, nén, uốn, xoắn …
+ Theo tính chất thay đổi: Tĩnh, Thay đổi
a. Khái niệm, phân loại
16
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
Ứng suất không đổi (Ứng suất tĩnh )
17
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
Ứng suất thay đổi và các thông số đặc trưng
b. Chu trình ứng suất và các thông số đặc trưng
18
Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
Phân loại chu trình ứng suất?
-Dựa vào hệ số tính chất chu kỳ, r
-Tuần hoàn đối xứng
-Tuần hoàn không đối xứng
-Khác dấu
-Cùng dấu
-Mạch động dương
-Mạch động âm
-Dựa vào tính ổn định của σ
a
và σ
m
-Ổn định
-Bất ổn định
Vẽ hình minh họa từng loại chu trình ứng suất?
19
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
c. Ứng suất dập và ứng suất tiếp xúc
)(MPa
ld
F
d
=
σ
* Ứng suất dập
20
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

* Ứng suất tiếp xúc:
+ Tiếp xúc đường + Tiếp xúc điểm
21
1.3.3. Quan hệ giữa tải trọng và ứng suất
Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
-Tải trọng không đổi có thể gây nên ứng suất thay đổi.
-Tải trọng thay đổi có thể gây nên ứng suất không đổi.
Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thịứng suất thay đổi theo thời gian?
Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thịứng suất thay đổi theo thời gian?
22
Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY
Nhắc lại khái niệm
Khả năng làm việc: Là khả năng của CTM và máy có thể hoàn thành các
chức năng đã định mà vẫn đảm bảo …
Độ bền
Độ cứng Độ chịu nhiệt Độ chịu dao động
2.1.
-Khái niệm:
Là khả năng tiếp nhận tải trọng của chi tiết máy
mà không bị phá huỷ trước thời hạn yêu cầu
2.1.1. Khái niệm, Phân loại
23
Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY
-Tróc rỗ bề mặt
vì mỏi

-Dập
-Biến dạng dẻo
bề mặt
Bề mặt
- Gãy, đứt vì
mỏi
-Biến dạng dư
Thể tích
Độ bền mỏi
(CT chịu ƯSTĐ)
Độ bền tĩnh
(CT chịu ƯSKĐ)
Độ bền
Dạng chịu US
Các dạng hỏng phụ thuộc dạng ứng suất và dạng chịu ứng suất
Ví dụ: Chi tiết chịu ƯSTX Thay đổi có thể hỏng do tróc rỗ bề mặt vì mỏi
- Phân loại
24
Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY
2.1.2. Phương pháp tính độ bền
s
s
lim
lim
max
max
][
][

][
][
τ
τ
σ
σ
ττ
σσ
=
=
≤
≤
Với
-Nếu CTM chịu ƯS không đổi, ƯSGH lấy
theo giới hạn bền, chảy.
-Nếu CTM chịu ƯS thay đổi, ƯSGH lấy
theo giới hạn mỏi.
25
Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY
2.1.3. Tính độ bền thể tích
a. Tính độ bền thể tích khi ứng suất không đổi
b. Tính độ bền thể tích khi ứng suất thay đổi
b.1. Dạng hỏng vì mỏi
b.2. Khái niệm giới hạn mỏi, đường cong mỏi
b.3. Các nhân tốảnh hưởng đến giới hạn mỏi
b.4. Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi
b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ÔĐ
b.6. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ KÔĐ