Bài giảng Cơ học máy: Chương 7 - TS. Phan Tấn Tùng

Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

Chương 7 Khái niệm cơ bản về tính tốn thiết kế chi tiết máy
1. Độ bền
1.1 Tải trọng
•

Tải trọng khơng đổi: phương, chiều, độ lớn khơng đổi theo thời gian

•

Tải trong thay đổi: ít nhất một trong ba yếu tố trên thay đổi theo thời
gian. Tải thay đổi có thể liên tục hoặc theo bậc

•

Tải va đập

•

Tải danh nghĩa

•

Tải trọng tương đương

•

Tải trọng qui đổi

1.2 Ứng suất
•

Ứng suất tĩnh: giá trị khơng đổi theo thời gian →phá huỷ tĩnh

•

Ứng suất thay đổi: giá trị thay đổi theo thời gian→phá huỷ mõi
1


Cơ học máy
•

TS Phan Tấn Tùng

Chu kỳ ứng suất

5 đặc trưng của 1 chu kỳ ứng suất

σ max τ max
σ min τ min

1. Ứng suất cực đại
2. Ứng suất cực tiểu
3. Ứng suất trung bình

σm =

σ max + σ min
2

τm =

τ max + τ min
Chu kỳ ứng suất

2

4. Ứng suất biên độ

σa =

σ max − σ min
2

τa =

τ max − τ min
2

5. Hệ số tính chất chu kỳ

σ
r = min
σ max

r=

τ min
τ max
2


Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

• Chu kỳ đối xứng σ max = −σ min

τ max = −τ min

r=

σ ,τ
ứng suất tĩnh
σ −1 ,τ −1 ứng suất mõi ứng với chu kỳ đối xứng

•Chu kỳ mạch động dương

σ min

= 0 τ min = 0

r=

σ min
= −1
σ max

σ min
=0
σ max

σ 0 ,τ 0 ứng suất mõi ứng với chu kỳ mạch động dương

3


Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

• Thí nghiệm lập đường cong
mõi

Mẫu thử mõi

Máy thử mõi

4


Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

• Đường cong mõi

σ r :giới hạn mõi dài hạn
N 0 :số chu kỳ cơ sở
N ≥ N 0 :chế độ làm việc dài hạn
N < N 0 :chế độ làm việc ngắn hạn
• Ứng suất mõi

σ N =σr m

N0
= σ lim K L với K L ≥ 1
N

Khi tính ứng suất uốn cho vật liệu thép N 0 = 5.10 6chu kỳ

m = mF = 6 khi HB ≤ 350 và m = mF = 9 khi HB > 350
2.4
(
)
N
=
30
×
HB
Khi tính ứng suất tiếp xúc cho vật liệu thép 0
và m = mH = 6
Giá trị σlim

σ −1F = (0.4 ÷ 0.5)σ b σ 0 F = (1.4 ÷ 1.6)σ −1F
τ −1 = (0.22 ÷ 0.25)σ b τ 0 = 0.3 σ ch
σ −1K = 0.33 σ b

σ 0 K = 0.5 σ b

5


Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

• Số chu kỳ làm việc tương đương
Tải trọng không đổi

N = 60 Lh n
Với Lh: tuổi thọ (giờ)
n : số vòng quay (vg/ph)
Tải trọng thay đổi theo bậc
m'

N LE

⎛ Ti ⎞
⎟⎟ ti ni
= 60∑ ⎜⎜
⎝ Tmax ⎠

Chế độ tải trọng khơng đổi

Khí tính ứng suất uốn cho vật liệu thép

m' = mF = 6 khi HB≤350

m' = mF = 9 khi HB>350
Khí tính ứng suất tiếp xúc cho vật liệu thép

m' =

mH
=3
2

6

Chế độ tải trọng thay đổi theo bậc


Cơ học máy

TS Phan Tấn Tùng

Ti : tải trọng chế độ thứ i
ni : số vòng quay chế độ thứ i (vg/ph)
ti : thời gian làm việc chế độ thứ i (giờ)
Tải trong thay đổi liện tục

N LE = K E N
Vớ KE tra bảng 6.14

Chế độ tải trọng thay đổi liên tục

7