Chi tiết máy - Chương 1 và 2

MÔN HỌC
CHI TIẾT MÁY
GIẢNG VIÊN: NGUYỄN VĂN THẠNH
BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY
KHOA CƠ KHÍ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM


CHƯƠNG 1 VÀ CHƯƠNG 2

- NHỮNG YÊU CẦU CHUNG
CỦA MÁY.
- NHỮNG CHỈ TIÊU THIẾT KẾ
MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

2


NHƯ
CẦ
CỦ MÁ
1.1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY (02)
Bao gồm những yêu cầu chung về thiết kế chế tạo và vận hành.
NHƯ
CẦ
VỀ THIẾ KẾ CHẾ TẠO:
1.1.1. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VỀ THIẾT KẾ CHẾ TẠO:

1)
2)
3)
4)

bả khả
là việ
Đảm bảo khả năng làm việc
Đảm bảûo tính công nghệä cao
ba
nghe
chuẩ hó
cách hó
Mức độ tiêu chuẩn hóa, qui cách hóa cao
vậ liệ nhỏ
Mức độ tiêu hao nguyên vật liệu nhỏ

NHƯ
CẦ
VỀ VẬ HÀNH:
1.1.2. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG VỀ VẬN HÀNH:

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

suấ má
Năng suất máy cao
Giá thành má thấ
Giá thành máy thấp
Độ tin cậäy cao
ca
Giá thành
hợ lý
Giá thành gia công hợp lý
Chấ
ng
Chất lượng gia công cao6
Tỷû suất lợi nhuận
Ty suấ lợ nhuậ
ng củ má
Tính cơ động của máy

•

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).

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

3

KHẢ
LÀ VIỆ CỦ MÁ VÀ
TIẾ
1.2. KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY VÀ CHI TIẾT
MÁY:
MÁY:
Độ bền, Độ cứng, Độ bền mòn, Độ ổn định dao động, độ chịu
nhiệt, độ chính xác...
BỀN:
1.2.1. ĐỘ BỀN:
KHÁ NIỆ
BẢN:
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
Biế dạng dẻ
• Phá hủy do mỏi
Phá hủ
mỏ
• Pháù hủûy giòøn
Pha hu gio
• Hóa già (lão hóa)
Hó già
hó
• 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.
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

4


TẢ TRỌNG VÀ NG SUẤ
1.2.1.2. TẢI TRỌNG VÀ ỨNG SUẤT (1)
a) Tảûi trọïng (kýù hiệäu chung làø Q)
Ta tro ng ky hie
la
+ 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:
Tả trọng
- Tải trọng không đổi (tảûi trọng tónh) : tải trọng không thay đổi
ta trọng nh)
theo thời gian hoặc thay đổi không đáng kể.
- Tảûi trọïng thay đổi: tải trọng có phương, chiều hay cường độ thay
Ta tro ng
đổi theo thời gian.
- Tảûi trọïng va đập: tải trọng thay đổi đột ngột (đột nhiên tăng
Ta tro ng

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.
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

5


- Tảûi trọïng danh nghóa Qdn:
Ta tro ng
nghó 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).
Tả trọng
đương Qtd:
- Tải trọng tương đương 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

Tả trọng
Tải trọng tính toáùn Qtt:
toa 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 duïng...

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.
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

6


b) Ứng suấát:
ng sua
• 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 độ ứng suất
- Tỷ số ứng suất
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

7


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

8


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

9


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

10


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

11

• ng suất trong chi tiết máy có thể thay đổi ổn
định hoặc không ổn định:
• ng suấát thay đổi ổn định: có biên độ ứng suất
ng sua
ịnh
và ứng suất trung bình không thay đổi theo thời
gian.
• ng suấát thay đổi không ổn định: có một trong
ng sua
ịnh
hai hay cả hai đại lượng trên thay đổi theo thời
gian
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

12


ng suấ tie xú
c) ng suất tiếáp 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:
10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

13


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

14


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

15


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

16


NG SUẤ

PHÉ VÀ HỆ SỐ
TOÀN:
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:

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

17


b) Hệä số an toàøn S và hệ số an toàøn cho phép [S]:
và hệ số toa
phé
He số toa

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

18


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

19


TÍ
BỀ
TRƯ NG H TẢ TRỌNG TĨ
1.2.1.4. TÍNH BỀN TRONG TRƯỜNG HP TẢI TRỌNG TĨNH:

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

20


TÍ
BỀ
TRƯ NG H TẢ
1.2.1.5. TÍNH BỀN TRONG TRƯỜNG HP TẢI
TRỌNG
TRỌNG THAY ĐỔI
• a) Chi tiếát máùy chịu chếá độ ứng suấát thay đổi ổn định:
ng sua
tie ma
che
ịnh:
• 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 mỏi.

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

21


b) Chi tiếát máy chịu chếá độ ứng suấát thay đổi
ng sua
tie má
che
không ổån định:
o

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

22


10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

23


Cá
tố nh hư ng

sứ bề mỏ củ
Các nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mỏi của chi tiếát máy:
tie máy:

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

24


ng suấát giớùi hạïn khi cóù xéùt đến cáùc nhân tốá
ng sua giơ ha
co xe
ca
to
nh hư ng
ảnh hưởng đến sức bềàn mỏi:
sứ be mỏi:

10/5/2009

GV:NGUYỄN VĂN THẠNH

25