bài giảng nguyên lý máy

CHI TIẾT MÁY

1

Câu hỏi

WHY?

 WHY?

 Kiến thức CƠ SỞ cho kỹ sư cơ khí

 TẠI SAO cần học cách thiết kế CHI TIẾT MÁY?

 Môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo kỹ sư, cán bộ kỹ thuật (Cao đẳng,

 WHAT?

trung cấp)

 Cần các “công cụ” GÌ?

 HOW?
 Làm NHƯ THẾ NÀO?

 WHAT IF?
 NẾU bạn được giao thiết kế một chi tiết cơ khí, bạn sẽ làm thế nào?

3

4

Mục tiêu môn học?

WHAT?

 Làm quen với các bước trong 1 tiến trình thiết kế cơ khí

 Cung cấp cách tính toán thiết ếkcác chi tiết THÔNG DỤNG, CƠ BẢN theo CHỨC
NĂNG và ĐỘ BỀN

 Hiểu biết các nguyên tắc dùng ểđđánh giá HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC của

 Tài nguyên học tập

chi tiết máy thỏa mãn yêu cầu về CHỨC NĂNG và ĐỘ BỀN

 Đề cương môn học

 Học cách khai thác sổ tay, bảng tra các dữ liệu tiêu chuẩn liên quan trong cơ

 Bài giảng

khí

 Giáo trình
 Sách tham khảo
5

 Internet

6

1


Tài liệu

HOW?

 Ngân hàng câu hỏi thi

 Xem kỹ đề cương

 Bài giảng Chi tiết máy

 Ôn lại các kiến thức tiên quyết

 Trịnh Chất, “Cơ sở thiết kế máy và Chi tiết máy”

 Sức bền vật liệu; Nguyên l máy (Bánh răng)

 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Hướng dẫntính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí”

 Sưu tập tài liệu

 Budynas−Nisbett: Shigley’s Mechanical Engineering Design, Eighth Edition;
 Robert L. Mott, Machine Elements in Mechanical Design;

 Xem trước bài ở nhà

 M.F. Spott and T.E. Shoup, Design of Machine Elements;

 LUÔN ghi chép trên lớp
7

 LUÔN mang theo giấy rời (QUIZ)

8

9

10

WHAT IF – A QUIZ 5 minutes

 Nếu bạn được giao thiết kế mộtbộ truyền bánh răng cho máy ép mía, bạn cần
làm những gì?

12

11

2


Bài Mở đầu

1.

0.1.2. Bộ phận máy

Khái niệm và định nghĩa chi tiết máy

Một phần của máy

1.

Máy
có chức năng nhất định

Máy là một dạng công cụ lao động
phục vụ cho chức năng chung của máy
thực hiện một/nhiều chức năng nhất định, phục vụ cho lợi ích của con người.

Ví dụ : ……………….?

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 nănglượng)

13
14

0.2. Nhiệm vụ, Nội dung, Tính chất môn học
0.1.3. Chi tiết máy:
Nhiệm vụ:
Cấu tạo, Nguyên l làm việc, Cách tính toán thiết kế CTM công dụngchung.

Phần tử của máy có cấu tạo độc lập, hoàn chỉnh, khi
k0 chế
kèmạotlắp ráp

Nội dung :
Chia thành 2 nhóm lớn:

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 …

- Nhóm các CTM có công dụng chung.
+ Các chi tiết cùng loại có cấu tạo, công dụng ưhn nhau

+ Gặp trên nhiều máy khác nhau

+ Kể tên một số CTM công dụng chung?

Tính chất :
- Nhóm các CTM có công dụng riêng.

16

15

Chương 1:

Phần 1: Những vấn đề cơ bản

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Chương 1:

2.

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

1.

1.

Nội dung và trình tự thiết kế máy

1.
2.
3.
4.
5.

Khái quát các yêu cầu đối với máy và CTM

-

Nội dung, đặc điểm, trình tự thiết kế máy và chi tiết máy

Khả năng làm việc
Độ t in cậy

Xác định nguyên l làm việc
Lập sơ đồ toàn máy
Xác định tải trọng tác dụng
Chọn vật liệu
Tính toán động học, động lực học, xđ kết cấusơ 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

An t oàn cho sử dụng

6.

-Tính công nghệ và kinh t ế

Lập hướng dẫn sử dụng & thuyết minh

18
17

3

Chương 1:

Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

1.2.2. Nội dung và trình tự thiết kế chi tiết máy

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Ví dụ: Lập sơ đồ tải trọng để tính thiết kế trục

Lập sơ đồ tính toán
Xác định tải trọng tác dụng
Chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện phù hợp
Tính toán toán sơ bộ các kích thước
Xây dựng kết cấu CTM
Tính toán kiểm nghiệm theo các chỉ tiêu chủ yếuềkhả
v năng làm việc theo kết cấu thực và điều kiện làm việc cụ thể.
Nếu thấy không thoả mãn các quy định thì phải thayđổi kích thước kết cấu hoặc thay đổi vật liệu và kiểm tra lại.

19

20

Chương 1:

Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

1.2.3. Đặc điểm thiết kế chi tiết máy

- Kết hợp l

3.

Tải trọng và ứng suất

1.

thuyết và thực nghiệm

Tải trọng:

-Kết hợp tính toán bằng toán học với các điều kệinbiên về quan hệ lực, biến dạng; quan hệ kết cấu khi cần.

- So sánh nhiều phương án có thể để chọn phương án tối uư

?? ?

là những tác độ

ng

bên

ngoài (Lực hoặc mômen) đặt lên CTM

Tải trọng làm việc ?
Tải trọng thực tế đặt lên CTM trong qua trình làm vệic

Lưu : Tải trọng là đại lượng véc tơ, được xác đnịhbởi các thông số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt và đặc tính (thay đổi) của
tải trọng.

21

22

Chương 1:

Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

* Căn cứ tính chất dịch chuyển của tải trọng

Phân loại tải trọng:

- Tải trọng cốđịnh

* Căn cứ tính chất thay đổi của tải trọng

Tải trọng không đổi

Tải trọng thayđổi

- Tải trọng
g ndiộ đ

Tải trọng va đập
- Tên các đại lượng tải trọng dùng khi tính toán C
T
M
M

+ Tải trọng tương đương

+ Tải trọng danh nghĩa

+ Tải trọng tính toán
t

23

24

4


Chương 1:

Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

2.

Ứng suất:

a.

Khái niệm, phân loại

-

Khái niệm: Lực / Diện tích chịu lực

-

Đơn vị: MPa (Mega Pascal)

-

Phân loại:

(1 MPa = 1 N/mm2)

+ Theo dạng ứng suất: Kéo, nén, uốn, xoắn …

+ Theo tính chất thay đổi: Tĩnh, Thay đổi

Ứng suất không đổi (Ứng suất tĩnh )

25
26

Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

b. Chu trình ứng suất và các thông số đặc trưng

Ứng suất thay đổi và các thông số đặc trưng

28

27

Chương 1:

Chương 1:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

c. Ứng suất dập và ứng suất tiếp xúc

Phân loại chu trình ứng suất?

* Ứng suất dập

- 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

σ

-Ổn định

d

=

F

(MPa)

ld

-Bất ổn định

Vẽ hình minh họa từng loại chu trình ứng suất?
30

29

5


Chương 1:
Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy
* Ứng suất tiếp xúc:
+ Tiếp xúc đường

+ Tiếp xúc điểm

31

32

Chương 1:

Chương 2:

Đại cương về Thiết kế máy và Chi tiết máy

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

3.

Quan hệ giữa tải trọng và ứng suất
Nhắc lại khái niệm
Khả năng làm việc: Là khả năng của CTM và máy có thể hoànthành các chức năng đã định mà vẫn đảm bảo …

- Tải trọng không đổi có thể gây nên ứng suất thay đổi.

Đ ộ bền

Độ cứng

Độ chịu nhiệt

Độ chịu dao động

Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian?

2.1.

- Tải trọng thay đổi có thể gây nên ứng suất không đổi.
2.1.1. Khái niệm, Phân loại

Bạn có thể lấy ví dụ và vẽ đồ thị ứng suất thay đổi theo thời gian?

-Khái niệm:
Là khả năng tiếp nhận tải trọng của chi tiết máy

mà không bị phá huỷ trước thời hạn yêu cầu

34

33

Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

- Phân loại

2.1.2. Phương pháp tính độ bền

Các dạng hỏng phụ thuộc dạng ứng suất và dạngchịu ứng suất

Độ bền

Độ bền tĩnh
Dạng chịu US

Thểhcít

Bề mặt

(CT chịu ƯSKĐ)

Độ bền mỏi
(CT chịu ƯSTĐ)

- Biến dạng ưd

- Gãy, đứt vì mỏi

-Dập

- Tróc rỗ bề mặt vì mỏi

σ

max

≤ [σ ]

Với

[σ ] =

τ max ≤ [τ ]
[τ ] =

σ lim

s

τ lim

s

-Nếu CTM chịu ƯS không đổi, ƯSGHlấy theo giới hạn bền, chảy.

-Biến

dạng
bề mặtdẻo

-Nếu CTM chịu ƯS thay đổi, ƯSGH lấy
theo giới hạn mỏi.
Ví dụ: Chi tiết chịu ƯSTX Thay đổi có thể hỏng do trócỗrbề mặt vì mỏi

36
35

6


Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

2.1.3. Tính độ bền thể tích

b.1. Dạng hỏng vì mỏi

a.

Tính độ bền thể tích khi ứng suất không đổi

b.

Tính độ bền thể tích khi ứng suất thay đổi

- Xảy ra khi chi tiết chịu ứng suất thay đổi, số chu ỳkđủ lớn
- Xảy ra đột ngột, trước khi hỏng không xuất hiện

1.

Dạng hỏng vì mỏi

2.

Khái niệm giới hạn mỏi, đường congmỏi

3.

Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi

4.

Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi

5.

Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ÔĐ

6.

Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ KÔĐ

bếindạng dư

-Ứng suất lớn nhất sinh ra còn nhỏ hơn nhiều so với ứng suất cho phép theo điều kiện bền tĩnh

Hỏng do không đủ bền tĩnh

Hỏng do không đủ bền mỏi

38
37

39

Động cơ điện

40

Bộ đếm vò ng quay

Mẫu hửt

Quả nặng

41
42

7


Chương 2:
CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

b.2. Khái niệm giới hạn mỏi, đường congmỏi

-Giới hạn mỏi là giá t rị ứng suất lớn

nhất bắt đầu gây hỏng chi tiết t ương ứng với số chu kỳ ứng suất

nhất đị nh

-Quan

hệ giữa ứng suất và số chu

kì gây

hỏng chi tiết đ ược biểu diễn bằng đ ường
cong mỏi

σ r =const

.N
.N≥N 0 : G.h. mỏi dàinạh
m

m

σ 1N = σ
N = 2...σ N2
1

m
k

k

= ... = σ N

m
r

0
44

43

Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

b.3. Các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi

- Ảnh hưởng của hình dáng kết cấu:
+ Tiết diện thay đổi đột ngột gây tập trung ứng suất, giảm sức bền mỏi

- Ảnh hưởng của vật liệu:
+ Kim loại có đ ộ bền mỏi … hơn vật liệu không kim loại

+ Hệ số t ập t rung ứng suất:

+ H ợp kim đen có đ ộ bền mỏi … hơn hợp kim màu
+ Thép có đ ộ bền mỏi … hơn gang

+ Thép HK có đ ộ bền mỏi … hơn Thép các bon
+ Thép Các bon có hàm lượng cao có đ ộ bềnmỏi … hơn Thép các bon hàm lượng t hấp

45
46

Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

- Ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối:
+ Chi t iết có kích t hước càng lớn t hì giới hạn mỏi càng t hấp

+ Nguyên nhân: Chi tiết có kích thước càng lớn thì

-Chứa càng nhiều khuyết tật. Các vết nứtt ế vi, r ỗ … trong lòng chi t iết gây tập

t rung ứng suất, dễ

phát sinh mỏi.

-

Tỷ lệ giữa lớp bề mặt cơ t ính tốt với t oàn ểht t ích chi tiết

càng giảm.
+ Hệ số kích thước t uyệt đối:

48
47

8

Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

- Ảnh hưởng của công nghệ gia côngbề mặt:
+ Lớp bề mặt t hường là lớp chịu ứng suất ớlnnhất.
+ Các vết nứt t ế vi do mỏi t hường xuất hiện từlớp này

+ Ả nh hưởng:

-CTM đ ược gia công tinh, đ ộ nhẵn bề

mặtcao sẽ có giới hạn mỏi cao hơn gia công thô, đ ộ

nhẵn thấp.

-CTM được t ăng bền bề mặt như phun

bi,lăn, nén… sẽ được t ăng đ ộ bền mỏi

+ Đánh giá ảnh hưởng bằng hệ số bề mặt β

50

49

Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

- Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất:
+ CTM chịu ứng suất đ ơn sẽ có đ ộ bền mỏi cao hơn khi chịu ứng suất phức t ạp

+ CTM chịu ứng suất nén t hay đổi có độ bềnmỏi cao nhất . CTM chịu ứng suất thay đ ổi khác dấu (r<1)
có đ ộ bền mỏi t hấp nhất.

52

51

Chương 2:
CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

4.

Các biện pháp nâng cao sức bền mỏi

+ Các biện pháp kết cấu

-Bố trí những chỗ gây tập trung Ư S ở xa vùng chuị ƯS lớn
-Tại những chỗ chuyển tiếp nên dùng góc lượncó bán kính lớn nhất có thể dùng góc
-Dùng then hoa răng thân khai thay cho then hoa răng chữ nhật
mềm -hoặc
Với khoét
các mối
rãnh
ghép

thoát
có tải
độ ởdôi
mayơ
phải vát mép, àm
l

lượn elip

+ Các biện pháp công nghệ

- Dùng các phương pháp nhiệt luyện hoặc hóa nhiệt luyện
- Dùng các phương pháp để tăng chất lượng bề mặtnhư mài,
đánh bóng, lăn ép, phun bi…

54

53

9


Chương 2:
CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐ ÔĐ

-

Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N ≥ N 0 :

σ =σ
lim

-

Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N < N 0 :

σ

=σ

lim

r

N

m
r

0

= σ Kr

N

L

56
55

Chương 2:
CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU
VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

b.5. Tính bền thể tích mỏi khi ƯSTĐKÔĐ
+ Tổn t hất mỏi ở chế đ ộ ứng suất t hứ i:

N

i

'

Ni
+ Cộng bậc nhất đơn giản các ổtnhất mỏi:
n

'

Ni

∑

i=1 N

N1

=1⇔

'

+
N2

N1

'

N

2

+ ... +

Nn

'

=1

Nn

i

58
57

Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

+ Biến đổi:

σ

N 1 +N 2 + ... +
'

N1
m

1
m

1

ο 1N
m

ο N
1
m

ο rN

+

1

'

σ N
2

+

N

'

N +σ
1

2

σ 2N
σ N
2

2

ο nN

2
0

+ ... +

'

m

2
m

2

N +σ

ο rN

N

'
n

n

=1

0

n

ο nN
ο nN

=1

'
i

i =1

=1

m

ο rN

n

'

0

n

n

m

ο rN

m

ο iN

∑

'

m

m

'

m

σ rN

+ ... +

m

n
m

'

m

m

0

=1

m
1

'

Nn
m

1

n

N2

'

ο N

'

=1

∑

0

m

'

ο N = σi N

i

m
r

0

i=1
59

60

10


Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

Tính σ lim :

Có 2 cách biến đổi công thức trên ểđtính ƯSGH:

- Nếu NE ≥ N0 : σlim=σr

Cách 1: Chọn ứng suất danh nghĩa àl σmax , số chu kỳ tương đương được tính dựa theo
đường cong mỏi:

- Nếu NE < N0 :

n
m

'

m

m

σ

N = iσ N =r σ
i

∑

0

max

N

E

σ

i =1
m'

n
 σ
∑ σ 
i=1 

E


N
m

N =

i

max



'

=

Hay N
i

E

∑

n



i =1 



Q




'

N

i

Q
max 

62

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

Cách 2: Chọn số chu kỳ tương đương là tổng số các chu kỳ Ni , ứng suất tương đương được

n

tính dựa theo đường cong mỏi:

σ

td

=
∑

m

σ

i

'

m

N i= σ

r

N 0= σ

m
td

N

m

'

ο iN

i =1

n
m

E

61

Chương 2:

N

i

Σ

Tính σlim :
Σ
- Nếu NΣ ≥ N0 : σlim=σr

i =1

n

Với

N

i

Cách này thường dùng tính các bộ truyền

Tính bền thể tích, thường m’=m do tải quan hệ bậc nhất với ƯS

∑

N0

= σ mr

lim

- Nếu N < N :Σ

NΣ = ∑ Ni

0

σ

lim

= σ mr

N
N

0

Σ

Cách này thường dùng tính ổ lăn

i =1

63

64

Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

3.
1.

Tính độ bền tiếp xúc

2.1.3.2. Tính bền tiếp xúc:

Phương trình cơ bản:

a. Tính bền tiếp xúc khi ứng suất không đổi:

σ H ≤ [σ H ]

+ Tiếp xúc rộng: tính bềndập

σ d ≤ [σ d ]

-Ứng suất sinh ra σH tính theo công thức Hec

+ Tiếp xúc điểm/đường: tính btiếp
ền xúc

-Ứng suất cho phép [σH ] xác định theobền tĩnh tiếp xúc (Tránh biến dạng bề mặt)

σ H ≤ [σ H ]
66

65

11


Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

b.

2.

Tính bền tiếp xúc khi ứng suất thay đổi:

Tính độ bền mỏi tiếp xúc:

1.

1.

Khi ứng suất tiếp xúc thay đổi ổn định

Dạng hỏng tróc rỗ bề mặt:
- Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N ≥ N 0 :

οH =σH
lim

r

- Nếu CTM làm việc với số chu kỳ ứng suất N < N 0 :

σ

H

=σ

lim

m

Hr

N0
N

=σ

K Hr

L

68
67

Chương 2:

Chương 2:

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

b.2.1. Khi ứng suất tiếp xúc thay đổi không ổn định

- Với cách t ính 2:

Tương tự khi tính bền thể tích, lưu :

n

N E=∑



σ



i=1

σ



Hi
H

max

N





H td

m
i

=

E

∑

i=1 

∑

max

i






m'

N

i

NΣ

i =1

n

 Q
 Q

n

m

'

N

Hi

Hay t ính t heo tải t rọng:

Q

Hay N

=

'

m

ο

n

σ

- Với cách tính 1:

td

=

m'

'i

ο

∑

m'

N

Hi

'
i

N

i =1
CHÚ

: m’=m/2 nếu tiếp xúc đường
m’= m/3 nếu tiếp xúc điểm

Σ

69

70

Chương

Chương 2:

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

T IẾT

MÁY

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

2.2. Độ cứng

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

Nhắc lại khái niệm

2.2.2. Tầm quan trọng của độ cứng:

Khả năng làm việc: Là khả năng của CTM và máy có thể hoànthành các chức năng đã định mà vẫn đảm bảo …

Độ cứng Độ chịu nhiệt

Độ bền

Độ chịu dao động

- Là một chỉ tiêu quan trọng đánh giá khả năng làm việc của CTM.
2.2.
2.2.1. Khái niệm:
+ Một số CTM t ính thiết kế theo đ ộ cứng.
- Là khả năng của CTM chống lại biến dạng đànhồi khi chịu tải
+ Một số CTM đ ượ c t ăng kích thước khá nhiều sau khi t ính bền nhằm đạt đ ộ cứng
- Chi tiết máy đượ c coi là không đủ độ cứng, khi lượng biến dạng đàn hồi của nó

yêu cầu.

vượt quá giá trị cho phép.

71

72

12

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.2. Độ cứng

2.2. Độ cứng

3.

MÁY

Phương pháp tính độ cứng:

- Nếu một CTM không đủ độ cứng:

a.

+ Độ chính xác làm việc của nó giảm, có hểt làm giảm

T IẾT

Độ cứng thể tích:

-

Biến dạng đàn hồi thể tích của
M
phải
TC nhỏ hơn giá trị cho phép

-

Biến dạng đàn hồi thể tích của
MTxác
C định từ các phương trình tính chuyển vị (SBVL).

-

Biến dạng đàn hồi thể tích cho phépxác định bằng thực nghiệm.

đ ộ chính xác của t oàn máy.

+ Có t hể gây kẹt, không làm việc đ ược.

+ Gây hoặc t ăng t ải t rọng phụ t rong máy.

+ Ả nh hưởng xấu đ ến các tiết máy liên quan. V í dụ: Trục không đ ủ cứng làm t ăng t ập t rung t ải
74

t rọng cho bánh răng lắp trên nó và bánh răng ăn khớp với bánh đó.

73

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.2. Độ cứng

2.2. Độ cứng

b.

4.

Độ cứng tiếp xúc:

-

-

T IẾT

MÁY

Nâng cao độ cứng:
Chọn tiết diện chịu lực hợp l . Nên dùngtiết diện rỗng.

Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc nhỏ: tính theo l thuyết Hec.

- Giảm chiều dài và/hoặc tăng momen
-

Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc mặt: tính theo các công thức thực nghiệm.

chống uốn.

- Sử dụng gối đỡ phụ, gân tăng cứng cónếu thể.
- Khi cần tăng kích thước để đủ

cứng, nên chọn vật liệu có cơ tính thấp sẽ tránh được

thừa bền.
75

76

Chương

Chương 2:

-

2.

Độ chịu mài mòn

1.

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

T IẾT

MÁY

2.3. Độ chịu mài mòn

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

3.

2:

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

Tác hại của mòn:

-Làm giảm độ chính xác của máy, dụng ụcđo.

Khái niệm:

- Làm giảm hiệu suất của máy- Ví dụ

Mòn: xảy ra khi 2 vật thể tiếp xúc dưới áp lực, trượt tương đối với nhau.

Độ chịu mài mòn: là khả năng CTM có thể làm việc trong thời gian yêu cầu mà không

- Làm tăng khe hở trong các mối ghép

bị mòn quá mức cho phép.

đến tăng ồn, gây tải động phụ.

độngcơ .

động, dẫn

- Làm mất lớp bề mặt có cơ tính ốtt– đẩy nhanh quá trình mòn.
77

- Nhiều CTM hết khả năng phục vụ do
mòn.
quá

78

13


Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.3. Độ chịu mài mòn

2.3. Độ chịu mài mòn

T IẾT

MÁY

- Giai đoạn 1: Chạy rà

2.3.3. Diễn biến quá trình mòn:

3 giai đoạn: Chạy rà-> Bình ổn –> Khốc liệt

-

San bớt nhấp nhô bề mặt sau gia công

- Lượng mòn tăng nhanh
- Tốc độ mòn giảm nhanh
- Cần đặt tải nhẹ, bôi trơn, làm mát ốtt

80

79

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.3. Độ chịu mài mòn

2.3. Độ chịu mài mòn

- Giai đoạn 2: Mòn ổn định (quá trình làm việc)
-Lượng mòn tăng chậm, tỷ lệ bậc

T IẾT

MÁY

- Giai đoạn 3: Mòn khốc liệt (phá hỏng)
-Lượng mòn, tốc độ mòn đều tăng rấtnhanh

nhất

- Tốc độ mòn nhỏ, gần như hằng số:

-Không nên để CTM làm

việcở gia đoạn này. Nên thay thế

CTM khi nó làm việc ở cuối giai đoạn mòn bình ổn.

- Thời gian kéo dài của quá trình

chính là tuổi thọ mòn của CTM

82

81

Chương

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.3. Độ chịu mài mòn

2.3. Độ chịu mài mòn

4.

-

2:

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

5.

Hạn chế mòn:

Mòn phụ thuộc chủ yếu: Áp suất (ƯSTX), vận tốc trượt, hệ số ma sát. Quan
tâm các yếu tố này sẽ cải thiện tuổi bền mòn.

- Đảm bảo chế độ bôi trơn (Giảm

MÁY

Tính toán độ bền mòn:

-Tính thiết kế nhằm thỏa điều

kiệnma sát

ướt.

- Chưa có phương pháp thỏa đáng,
h nquy
í t

m
a sát).

ước:

- Chọn cặp vật liệu hợp l (Hệ sốsát)
am
- Cải thiện chất lượng bề mặt

T IẾT

(Giảmma sát)

- Tham khảo: Quan hệ giữa áp suất (ƯSTX) và quãng đường trượt:
83

84

14


Chương

Chương 2:

4.

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY

4.

Độ chịu nhiệt

1.

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

T IẾT

MÁY

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

CÁC CHỈ T IÊU CHỦ YẾU

Độ chịu nhiệt

2.

Khái niệm

Tác hại của nhiệt

- Làm giảm cơ tính vật liệu -> Giảm khả

Là khả năng làm việc bình thường của CTM trong một phạm vi

năngchịu tải

- Làm giảm độ nhớt chất bôi trơn -> Tăng mòn

nhiệt độ nhất định.

- Biến dạng nhiệt -> cong, vênh, kẹt, tập

Nhiệt trong các máy công áctthường do ma sát sinh ra.

trungtải trọng

85

86

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −

−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −

2.4. Độ chịu nhiệt

2.4. Độ chịu nhiệt

2.4.3. Tính khả năng chịu nhiệt

T IẾT

MÁY

- Nhiệt độ bình quân sinh ra doma sát có thể tính dựa vào phương trình

- Có thể kiểm tra khả năng àm
l việc về nhiệt hoặc thiết kế làm mát dựa

cân bằng

vào phương trình cơ bản:

nhiệt lượng:

Ω = Ω1

t

o

o
bq

- Nhiệt lượng sinh ra Ω:

≤ [t bq]

Ω = 3600(1− η )P (KJ / h)

- Nhiệt độ bình quân cho phép xác địnhbằng thực nghiệm

⇔Ω=

3600

(1− η )P = 860P (Kcal / h)
4,18

87

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

88

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −

−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−

2.4. Độ chịu nhiệt

2.4. Độ chịu nhiệt

- Nhiệt lượng tản ra môi trường Ω1:

T IẾT

MÁY

- Nếu máy đã thiết kế, có thể níht nhiệt độ

o

làm việc của các CTM bên trong:

o

Ω = A k (t − t )

1

t

860(1 − η ) P

o

t =

t

A kt t

o

to là nhiệt độ môi trường

+t

o
o

o

( C)

rồi kiểm tra có nhỏ hơn trị số yêu hay
cầu không?

kt là hệ số tản nhiệt (7,5-15 Kcal/m 2.h.độ)
At là diện tích tản nhiệt (Txúc với môi trường), m 2

- Nếu đang thiết kế máy, có hểttính diện tích tản nhiệt cần thiết dựa vào
điều kiện:

860(1− η)P = A k (t − t ) t

o

- Vậy phương trình cân bằng nhiệt:

t

o
o

t
89

o

o
bq

≤ [t bq]
90

15

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

MÁY

Chương 2:

−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −

CÁC CHỈ TIÊU CHỦ YẾU

2.4. Độ chịu nhiệt

VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI T IẾT MÁY

5.

2.4.4. Các biện pháp giảm nhiệt độ

o

t =

860(1 − η ) P

+t

A tk t

Độ chịu dao động

1.
o

Khái niệm

o

( C)
o

Là khả năng làm việc bình thường của CTM trong một điều kiện
nhất định mà không bị dao động quá trị số cho phép.

- Hiệu suất máy η?
- Diện tích tản nhiệt At?
- Hệ số tản nhiệt kt ?
92

91

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

5.

2.5. Độ chịu dao động

Độ chịu dao động

Nguyên nhân gây dao động

T IẾT

MÁY

2.5.2. Tác hại của dao động

-

Máy có chuyển động gián đoạn

- Gây tải động phụ làm giảm bền

-

Máy hoặc tiết máy quay không cân bằng

- Gây rung động làm giảm độ chính

- Do các dao động lân cận truyền đến

xác

- Gây ồn

- Có thể phá hỏng máy nếu xảy ra cộng hưởng

93

94

Chương

2:

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

TIẾT

Chương

MÁY

CÁC

CHỈ T IÊU

CHỦ YẾU

VỀ KHẢ NĂNG

LÀM

VIỆC

CỦA

CHI

−−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−

2.5. Độ chịu dao động

2.5. Độ chịu dao động

T IẾT

MÁY

- Quan tâm hạn chế dao động bằng cách:

2.5.3. Tính và hạn chế dao động

-

2:

−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−− −−−−−−−−−− −−−−−−−−− −−−−−−− −− −−−−−−−

Chi tiết máy đủ khả năng chịu dao động nếu biên độ dao động của nó nhỏ hơn

+ Tránh sử dụng vật quay không cân bằng.

trị số cho phép.
+ Cách ly với các máy khác.

-

Khi không tính được biên độ, tính tránh cộng hưởng bằng cách không cho
+ Thay đổi thông số động lực học ểđtránh cộng hưởng.

tần số dao động cưỡng bức bằng số nguyên lần tần số dao động riêng.

+ Sử dụng các biện pháp giảm chấn.
95

96

16

Chương 3:

Chương 3: ĐỘ TIN CẬ Y, TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH KINH TẾ
3.1. Độ tin cậy:

ĐỘ TIN CẬY, TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH KINH TẾ

1.

3.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy

Độ tin cậy

1.

-Xác suất làm việc không hỏng hóc, R(t).

Khái niệm

R càng cao, độ tin cậy càng lớn.

Độ tin cậy là mức độ duy trì các chỉ tiêu khả năng làm việc của máy,

- Cường độ hỏng hóc, λ(t).

chi tiết máy trong suốt thời gian sử dụng theo quy định.

Tại thời điểm

Độ tin cậy được coi là cao nếumáy và chi tiết máy

ít xảy ra hỏng hóc, tốn ít
việc đến khi hỏng, t H.

λ thấp, độ tin cậy càng cao.

-Tuổi thọ: Thời gian từ lúc bắt đầu màl

thời gian

t H càng cao, độ tin cậy càng cao.

hiệu chỉnh sửa chữa.

-Hệ số sử dụng: tỷ lệ giữa thời gian phục vụ với tổng thời gian làm việc

+ nghỉ để bảo

dưỡng, K S .
97

K S càng cao, độ tin cậy càng cao.

Chương 3: ĐỘ TIN CẬ Y, TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH KINH TẾ

Chương 3:

1.

ĐỘ TIN CẬY, TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH KINH TẾ

3.

Độ tin cậy:

Các biện pháp nâng cao độ tin cậy

2.

- Cố gắng sử dụng kết cấu đơn giản

98

Tính công nghệ và tính kinh tế

1.

Khái niệm

- Nâng cao độ chính xác tính toán
CTM có tính công nghệ và kinh tế nếu:
cao

- Chọn các phương pháp gia công tin cậy

-

- Nâng cao độ chính xác kiểm tra

Thỏa mãn các yêu cầu về khả năng làm việc.
Chi phí chế tạo thấp, trong điềukiện hiện có.

Chi phí thấp cho vận hành sử dụng, bảo dưỡng.

- Tuân thủ quy trình sử dụng máy
100

- Có thể tăng độ tin cậy tại khâu yếu

bằng cách

lắp song song các phần tử cùng chức năng
99

Chương 3: ĐỘ TIN CẬ Y, TÍNH CÔNG NGHỆ VÀ TÍNH KINH TẾ

Chương 4:

3.2. Tính công nghệ và kinh tế:

CHỌN VẬT LIỆU CHO CHI TIẾT MÁY

4.1. Yêu cầu đối với vật liệu

3.2.2. Các yêu cầu chính của tính công nghệ

- Thỏa mãn các yêu cầu về khả năng làm vệiccủa CTM.
- Đảm bảo thỏa mãn yêu cầu về khối lượng àvkích thước.
- Có khả năng áp dụng các phương pháp gia

công để

tạo nên chi tiết.

- Dễ cung ứng.

102
101

17


Chương 4:

Chương 4:

CHỌN VẬT LIỆU CHO CHI TIẾT MÁY

CHỌN VẬT LIỆU CHO CHI TIẾT MÁY

2.

3.

Nguyên tắc sử dụng vật liệu

- Cố gắng giảm khối lượng/ thể tích

Vật liệu thường dùng chế tạo các CTM

1.

vật liệu.

Kim loại và hợp kim đen

- Độ bền, độ cứng cao

- Nguyên tắc chất lượng cục bộ.

- Rẻ tiền
- Nguyên tắc hạn chế chủng loại vật

- Có khả năng nhiệt luyện, hóa nhiệt

liệu.

luyện

- Khối lượng riêng lớn, dễ bị rỉ

104

103

Chương 4: CHỌN VẬ T LIỆU CHO CHI TIẾT MÁY

Chương 5:

3.

TIÊU CHUẨN HÓA

Vật liệu thường dùng

2.

1.

Kim loại và hợp kim màu

Khái niệm

- Có khả năng chịu ô xi hóa, giảm matás

Là sự quy định thành tiêu chuẩn, quy cách về hình dạng, kích thước, kiểu dáng, các thông số

- Đắt tiền, độ bền thấp
3.

cơ bản cho các sản phẩm.

2.

Gốm

- Độ bền cao, có khả năng tự bôi trơn

-

- Đắt tiền, khó chế tạo

-

4.

Thuận t iện cho việc t hay t hế sửa chữa cchi
ác tiết t iêu chuẩn.

-

Vật liệu phi kim loại

- Nhẹ, dễ tạo hình, cách điện, cách

nhiệt.

- Dễ bị lão hóa, chịu nhiệt kém, dễ

cháy.

nghĩa

Hạn chế chủng loại và kích t hước sản phẩm, có t hể sản xuất loạt , làm giảm giá t hành.

Giảm thời gian nghiên cứu, thiết kế.

106

105

Chương 5:

Chương 5:

TIÊU CHUẨN HÓA

TIÊU CHUẨN HÓA

3.

4.

Những đối tượng được tiêu chuẩn hóa

- Các thông số cơ bản: Dãy kích thước, ốtcđộ

-Tiêu chuẩn гост ( государственный стандарт) Hiện điều hành bởi Euro-Asian Council for

quay, độ côn, các k hiệu bản vẽ

Standardization, Met rology and Cert ification (EASC), đ ược bảo t rợ t ừ the Commonwealt h of

- Đơn vị đo

Independent St at es (CIS) = (Сод ружество Н езависимы х Госуд арств  SNG).

- Cấp chính xác, chất lượng bề mặt

- Tiêu chuẩn quốc gia Việt nam: TCVN

- Hình dáng, kích thước các CTM công

- Các thông số cấu tạo:Modun răng,

Các tiêu chuẩn hiện hành

- Tiêu chuẩn quốc tế: ISO

- Tiêu chuẩn ngành: TCN

dụng chung

- Tiêu chuẩn vùng: TCV

kcíhthước ren…

108

107

18


Bài mở đầu:
Phần 2:

Những vấn đề chung về TĐCK

TRUYỀN ĐỘNG CƠ K
H
Í

0.1.2. Nguyên nhân sử dụng TĐCK:

Bài mở đầu:

-Tốc độ các bộ phận công tác có

Những vấn đề chung về TĐCK

nhiềugiá trị khác nhau  dùng động cơ tốc độ chuẩn + TĐCK rẻ,

tiện hơn

- Dùng TĐCK cho phép từ 1 động cơ có ểht truyền
1.

đến nhiều bộ phận công tác khác nhau.

Sự cần thiết sử dụng Truyền động(Mechanical
cơ khí
Transmissions)

-Dạng chuyển động của các bộ phận
1.

côngtác thường đa dạng (quay đều, quay không đều, quay

lắc, tịnh tiến khứ hồi…), không có động cơ thỏa mãn

Khái niệm:

– nếu có rất đắt.

- Truyền cơ năng từ động cơ đếncác bộ phận
- Biến đổi vận tốc/ lực/ momen

- Dùng TĐCK an toàn cho người vận hànhhơn là

hoặcdạng,

quy luật chuyển động

109

Bài mở đầu:

Bài mở đầu:

Những vấn đề chung về TĐCK

Những vấn đề chung về TĐCK

0.1.3. Phân loại TĐCK:

110

nối trực tiếp động cơ với bộ phậncông tác.

0.2. Các k hiệu và thông số chính:

-Công suất: P (KW)

-

Truyền động nhờ ma sát: Truyền động, iTruyền
a
Đ

-Với mỗi cặp truyền động, k hiệu ỏhn hơn dùng cho trục/bánh chủ

động bánh ma sát

động. Ví dụ P1, P2…

- Tốc độ quay : n1, n2… (vòng/phút)
-

Truyền động nhờ ăn khớp: Truyền động bánh răng, Truyền động bánh vít, Truyền động

-Tỷ số truyền : u=n1/n2 (dương, khôngxét chiều quay)
- Hiệu suất : η= P2/P1

xích

- Momen xoắn : Ti= 9,55.106 Pi /ni
112
111

Chương 2:

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

1.

Khái niệm chung

1.

Khái niệm

2.1. Khái niệm chung

2.1.2. Phân loại:
-Theo vị trí tương đối giữa các trục:

-Truyền động nhờ ma sát giữa dây và

bánh đai

- Các trục quay có thể song song, cắt

hoặcchéo nhau

- Cấu tạo: Bánh đai, dây đai, có thể óc bánh căng hoặc bánh dẫn hướng

đai

113

Truyền động thường

114

19


Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.1. Khái niệm chung

2.1. Khái niệm chung

Truyền động chéo

Truyền động nửa chéo
115

116

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.1. Khái niệm chung

2.1. Khái niệm chung

-Theo tiết diện đai:

Đai lược

Đai thang

Đai dẹt

117

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

1.

118

Chương 2:

Chương 2:

2.

Đai răng

Đai tròn

3.

Kết cấu truyền động đai

Cơ sở tính toán truyền động đai

1.

Dây đai

- Dây đai dẹt
- Dây đai thang
- Dây đai

lược

- Dây đai

răng

Quan hệ hình học chính

a.

Đường kính

b.

Góc ôm

c.

Chiều dài đai

d.

Khoảng cách trục

2.2.2. Bánh đai
119

120

20


Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3.2. Lực tác dụng

F1 − F2 = Ft

a. Lực căng trong dây đai

* Quan hệ lực căng:

+

- Từ điều kiện cân bằng bánh đai

F 1− F =

2T

1

=F

2

d1

F1 + F2 = 2F0

2F1 = 2F0 + Ft

t

=>

F

-Từ điều kiện biến dạng 2 nhánh như nhau:

F 2= F − F1 = F −t

F1 + F2 = 2F0

Ft

F1 = F 0 +

0

2

t

2
122

121

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

* FV ?

* Công thức tính lực căng mỗi nhánh:

λ

F 1=

λ −1
1

F 2=

λ −1

- Lực ly tâm xu hướng đẩy dây đai ra xa:

F+
F
t

F+
F
t

mv

v

2

(qm.R.dα).v

2

2
v

Flt =

=

R

R
.dα

Fv là lực căng phụ trong đai, do ly t âm khi đai vòng qua
bánh đai
123

F =q v

dα

≈ 2F

v

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

-Lực căng phụ có trên mọi tiết

Fr = F

(Do nó không phụ thuộc bán kính cong).

-Mặc dù làm tăng lực căng

Fr = F

trongdây đai, nó không làm tăng ma sát giữa dây và

2
2

=F
v

v

b. Lực tác dụng lên trục

diện đai

dα
2

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2

2

- Lực căng do ly tâm lấy cân bằng:

2F sin

Fv = q m v

= qm.v

+ F1
+ F1

2
2

m

2

lt

124

+ 2F12F2 cosβ

0
+ 2F1F
cos(180 − α1)
22

- Có thể tính gần đúng Fr khi đai không làm việc, theo F0:

bánh đai mà trái lại. Ngoài ra, tăng lực căng gây nhanh dão dây đai hơn.

125

F r= 2F sin

α0

1

2
126

21


Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3.3. Ứng suất trong đai

2.3.4. Khả năng kéo, đường cong trượt và hiệu suất

* Khả năng kéo

λ



F1 =

- Ta đã có:




- Bỏ qua Fv :

2F ≈0

Ft
λ −1

⇒ F = t2

v

1
F 2=

F 1+ F ≈

λ+1

t F+F

λ −1

Ft + Fv

λ −1

λ2 + 1

F t
λ −1

λ −1

⇒ Ft = 2ψF0

F 0
λ+1

128
127

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

Chương 2:TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

2.3. Cơ sở tính toán truyền động đai

Ft = 2ψF0

 ψ0 gọi là hệ số kéo tới hạn

-

ψ càng lớn, Ft càng lớn?

 ψ < ψ0 : Trượt tăng chậm, bậc nhất với ψ

-

ψ nên chọn bằng bao nhiêu?

 ψ = ψ0 : L tưởng !

 Tính đai theo khả năng kéo
nhằm
ểđ

-Thí nghiệm với các giá t rị khác nhau của ψ
(t ỷ số Ft /(2F0))

đạt được ψ nhỏ hơn, gần nhất với ψ0

-Vẽ đ ồ t hị hiệu suất, hệ số t rượt như các hàm
của ψ, GỌI LÀ Đường cong trượt và hiệu

 Tại sao phải (nên) dùng ψ màgntính
ôhk trực tiếp Ft theo F0 ???

suất:
129

130

Chương 2:

Chương 2:

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

4.
1.

-

2.4.2. Tính đai dẹt:

Tính toán truyền động đai
Chỉ tiêu tính

ψ=

Tính đai theo khả năng kéo àl chỉ tiêu chủ yếu. Mục đích để bộ truyền

Ft

2F=0

σt

truyền được tải yêu cầu mà không trượt trơn.

-

σt ≤ 2ψ0.σ0 = [σt ]

0

ψ
2σ≤
0

Với: [σt ] = [σt ]0.Cb.Cα.Cv

Quan tâm đến độ bền mỏi bằng cách kiểm tra số vòng chạy của đai trong một

σ t=

giây.

K dF

t

=

A

K dF

t

=

K P
.10
d 1

δb

vδb

3

≤ [σt ]0.CbCαCv

3

Chọn trước δ, có:
131

b≥

P1.10

v.δ.[σ t ]0 .CbC α Cv
132

22


Chương 3:

Chương 2:
TRUYỀN ĐỘNG ĐAI

TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

1.

2.4.3. Tính đai thang:

σ t=

K d Ft

K dF t

=

A
P1≤

Với:

=

K dP1.10

zA1

z
K

 A

d

1

1.

3
≤ [σ ]

zA1v
[σt

103

]v 


=

Khái niệm chung
Khái niệm

Thực hiện việc truyền hoặc biến đổi chuyển động nhờ sự ăn khớp của các răng trên bánh răng hoặc trên thanh răng.

t

z[P]
K

d

[P] = [P0 ].CαCuCzCl
K d P1

z≥

[P0 ]Cα Cu C z Cl

134
133

3.1.2. Phân loại truyền động bánh răng

- Theo tương quan giữa các trục:

- Theo hình dáng bánh răng:

Bánh răng trụ

Các trục chéo nhau

135

Bánh răng nón (côn)

- Theo tương quan đường răng với đường sinh:

+ Răng thẳng

Các trục cắt nhau

Các trục song song

136

- Theo tính chất di động của tâm các bánh răng

+ Răng nghiêng

Bánh răng cố định (Hệ truyền động
thường)

+ Răng chữ V

Bánh răng vi sai
(Hệ truyền động hành tinh)

+ Răng cong (xoắn)

137

138

23


- Theo vị trí phân bố răng
+ Bánh răng ăn khớp ngoài
+ Bánh răng ăn khớp t rong

-Theo biên dạng (Profile)

răng

+ Răng t hân khai
+ Răng Nô-vi-cốp, Xi-cờ-lô-it

- Theo điều kiện làm việc của bộ truyền
+ Bộ t ruyền kín

Cắt răng bằngdao phay lăn

Cắt răng bằngdao thanh răng

+ Bộ t ruyền hở

139

140

3.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

1.

3.2. Đặc điểm ăn khớp của bộ truyền bánhrăng và kết cấu bánh răng

Các thông số cơ bản

a.

Modun (m) và số răng (Z)

m=

p

;

π

d1 = mZ1 ;

d 2 = mZ 2 ;

 Modun của bánh răng đ ược cắt ra chính àmodun
l
của dao.

 Để hạn chế số lượng dao, Modun được TIÊU C HUẨ N HÓA . V í dụ: 1; 1,25; (1,375); 1,5; (1,75); 2;

(2,25); 2,5; 3;
(3,5); 4; (4,5); 5…

 Hai bánh răng chỉ có t hể ăn khớp nếu có CÙNGMO DUN
và cùng GÓC Ă N KH ỚP
141
142

c. Dịch chỉnh

b. Góc ăn khớp
Với một bánh răng:

-

-Dao lùi xa tâm phôi: Dịch chỉnh dương.

Góc áp lực trên dao thanh răng, α. Thường là 20 độ.

- Dao vào gần tâm phôi: Dịch chỉnh âm

-Góc ăn khớp trên bánh răng αw, là góc giữa đường ăn

khớp (tiếp

tuyến chung của 2 vòng tròn lăn) và phương vận tốc vòng.
-Với cặp bánh răng không dịchchỉnh, vòng tròn lăn trùng với vòng tròn
chia:

αw = α

143

144

24


Với cặp bánh răng:

2.
-

-Cặp bánh răng không dịch chỉnh

Hệ số trùng khớp

Hệ số trùng khớp ngang ( εα ): Khả năng (xác suất) nhiều nhất/ ít nhất mấy đôi răng
cùng ăn khớp.

-Cặp bánh răng dịch chỉnh

- Hệ số trùng khớp ngang

đều: x 1 = - x 2. Thường lấy x 1 > 0.

εα
-Cặp bánh
> 0;răng
x 2 >dịch
0: awchỉnh

> a; góc:
αwx>1 α

tính bằng tỷốgiữa
s chiều dài đoạn ăn khớp

thực với bước răng trên vòng cơ sở:

εα =

gα / pb

- Hệ số trùng khớp ngang
εα

của bánh răng thẳng

145

cần

lớn

hơn

1.

146

- Với bánh răng nghiêng, hệ số t rùng khớp dọc quant rọng hơn:

3.

Cơ sở tính toán thiết kế

1.

Tải trọng

a.

Lực tác dụng

a1. Lực tác dụng trong bộ truyền BR trụ, răng thẳng

- Nếu

εβ

> 1, bộ truyền luôn có 2 đôi răng ăn khớp, mặc dù

εα

nhỏ hơn 1!
148

147

a1. Lực tác dụng trong bộ truyền BR trụ, răng thẳng

a2. Lực tác dụng trong bộ truyền BR trụ, răng nghiêng
- Trên mỗi bánhhcó
nphần
à3h tlực:

- Trên mỗi bánh óc 2 thành phần lực:

+ Lực vòng

+ Lực vòng

+ Lực hướng tâm

+ Lực hướng tâm

-

+ Lực dọc trục

Lực hướng tâm của bánh nào thì hướng

- Lực hướng tâm àv lực vòng được xác

vào tâm bánh đó.

định giống BRT răng thẳng.

F

a1

Fa2

- Lực vòng:
+ Trên bánh chủ động NGƯỢC chiều
- Lực dọc trục luôn hướng vào bề mặt làm việc:

quay

+ BMLV trên bánh chủ động ĐI TRƯỚC

+ Trên bánh bị động CÙNG chiều quay
149

+ BMLV trên bánh bị động ĐI SAU

150

25