giáo trình nguyên lý chi tiết máy

CHƯƠNG 1:
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ
BẢN VỀ TKCTM


1. Khái niệm:
a. Chi tiết máy:
- Chi tiết máy là phần tử cơ bản cấu tạo nên
máy, có hình dạng và kích thước xác định, có
cơng dụng nhất định trong máy.
Ví dụ:


1. Khái niệm:
b. Tải trọng
* Định nghĩa
Tải trọng là lực, momen hay áp suất tác dụng lên chi
tiết máy trong quá trình làm việc.
+ Chú ý:
Tải trọng là đại lượng véc tơ (độ lớn, phương, chiều,
điểm đặt).
* Phân loại tải trọng:
+ Tải trọng không đổi (tải trọng tĩnh):
là tải trọng khơng thay đổi theo thời gian
Ví dụ:
- Trọng lượng của quả cầu treo.


b. Tải trọng:
* Phân loại tải trọng :
+ Tải trọng thay đổi:

là tải trọng có ít nhất một trong ba
đại lượng (độ lớn, phương chiều,
điểm đặt) thay đổi theo thời gian.
(thường gặp).
Ví dụ:
Các nhíp xe
Khơng làm việc Khi làm việc
Tải trọng tĩnh Tải trọng thay đổi.


b. Tải trọng:
* Phân loại:
+ Các tải trọng khác
Ngoài ra theo thiết kế (sgk)
- Tải Trọng danh nghĩa
- Tải Trọng Tương đương
- Tải Trọng Tính tốn


c. Ứng suất:
* Định nghĩa:
- Là ứng lực xuất hiện bên trong các phần tử của chi tiết
máy khi chi tiết máy chịu tác dụng của tải trọng.
- Ví dụ:
Lực tác dụng F

Ứng suất

- Ứng suất là 1 đại lượng véctơ (độ lớn, điểm đặc,
phương chiều)

c. Ứng suất:
* Phân loại ứng suất:
Có 2 loại: ứng suất không đổi và ứng suất thay đổi.
+ Ứng suất khơng đổi (tĩnh):
là ứng suất có phương chiều, cường độ, điiểm đặt
khơng thay đổi theo thời gian.

Ví dụ:
- Ứng suất trong dây cáp khi treo vật nặng P.


c. Ứng suất:
* Phân loại ứng suất :
+ Ứng suất thay đổi (động):
- là ứng suất có ít nhất một đại lượng (phương chiều,
cường độ, điểm đặt) thay đổi theo thời gian.
- Ứng suất có thể thay đổi bất kỳ hoặc thay đổi có chu
kỳ.
1 Chu kỳ us


2. Những chỉ tiêu làm việc của chi tiết máy
a. Độ bền
b. Độ cứng
c. Độ bền mòn
d. Khả năng chịu nhiệt
e. Độ ổn định

a. Chỉ tiêu độ bền
- Định nghĩa
+ Độ bền là khả năng tiếp nhận tải trọng của chi tiết
máy mà không bị phá hỏng.
+ Độ bền là chỉ tiêu quan trọng nhất
- Có hai dạng phá hỏng:
+ Phá hỏng tĩnh: do ứng suất làm việc vượt quá giới
hạn bền tĩnh của vật liệu (do quá tải đột ngột).
+ Phá hỏng mỏi: do tác dụng lâu dài của ứng suất
thay đổi có giá trị vượt qua giới hạn bền mỏi của vật
liệu.


a. Chỉ tiêu độ bền
- Phương pháp tính
Thơng dụng nhất là so sánh ứng suất tính tốn với ứng
suất cho phép.
Tức là: б ≤ [б]
;
τ ≤ [τ ]


b. Chỉ tiêu độ cứng
* Định nghĩa
- Độ cứng là khả năng chống lại sự thay đổi hình dáng và
kích thước của chi tiết máy dưới tác dụng của tải trọng.
- Có hai dạng độ cứng: độ cứng thể tích và độ cứng tiếp
xúc.
* Phương pháp tính

- Độ cứng thể tích
+ Chi tiết máy chịu tải trọng dọc trục:
Fa - lực kéo dọc trục
Fa l
l - chiều dài chi tiết
l 
 [l]
EA
A - diện tích tiết diện
E – modun đàn hồi


b. Chỉ tiêu độ cứng
- Độ cứng thể tích
+ Chi tiết chịu tác dụng của moment uốn:
~ Độ võng: f  [ f ]
~ Góc xoay:   [ ]


b. Chỉ tiêu độ cứng
- Độ cứng thể tích
+ Chi tiết chịu moment xoắn:
T .l

 [ ]
G.J 0

Trong đó:
G: modun đàn hồi trượt.
T: mơmen xoắn.

l: chiều dài tính.
Jo: moment qn tính độc cực.
j: góc xoắn tính tốn.


b. Chỉ tiêu độ cứng
- Độ cứng tiếp xúc:
+ Độ cứng tiếp xúc biểu thị mối quan hệ giữa ứng suất
và biến dạng tiếp xúc.
Fn
j 
y

Trong đó:
Fn: Lực nén
y: Đại lượng biến dạng do tiếp xúc


c. Chỉ tiêu độ bền mòn
* Định nghĩa:
Độ bền mòn là khả năng của chi tiết máy có thể làm việc
được trong một khoảng thời gian nhất định mà lượng mịn
khơng vượt q trị số cho phép.


c. Chỉ tiêu độ bền mòn
* Tác hại của mòn:
+ Làm giảm độ chính xác ( ví dụ: dụng cụ đo, băng máy
tiện).
+ Làm giảm hiệu suất (ví dụ: pittong xilanh động cơ ).

+ Làm giảm độ bền (ví dụ: vì kích thước giảm).
+ Làm tăng tải trọng động (ví dụ: răng của bánh răng).
+ Làm tăng tiếng ồn (ví dụ: bộ truyền xích).


c. Chỉ tiêu độ bền mòn
* Biện pháp giảm độ mòn
- Sử dụng vật liệu giảm ma sát.
- Giảm tải cho bề mặt chịu ma sát.
- Bôi trơn và làm nguội tốt
- Giảm độ nhám bề mặt.
- Hạn chế hạt mài rơi bề mặt làm việc.


d. Độ chịu nhiệt
* Định nghĩa :
Là khả năng của chi tiết máy có thể làm việc trong một
phạm vi nhiệt độ cần thiết mà khơng bị nung nóng q
giới hạn cho phép
* Tác hại của nhiệt đối với thiết bị máy móc:
- Làm thay đổi cơ tính của vật liệu -> giảm khả năng tải
của chi tiết máy.
- Phá vỡ lớp dầu bơi trơn gây nhanh mịn chi tiết.
- Gây nên hiện tượng dính giữa hai chi tiết tiếp xúc.
- Giảm độ chính xác của máy do biến dạng nhiệt.


d. Độ chịu nhiệt
* Biện pháp nâng cao khả năng chịu nhiệt của chi tiết:
- Chọn vật liệu có khả năng chịu nhiệt.

- Chọn lại chất bôi trơn để tăng nhiệt độ cho phép.
- Tăng diện tích bề mặt tỏa nhiệt (dùng các gân, cánh tản
nhiệt).
- Tăng hệ số tỏa nhiệt (dùng quạt gió, phun nước)...


e. Độ ổn định dao động
* Định nghĩa:
- Là khả năng chi tiết máy làm việc trong một phạm vi
tốc độ cần thiết mà không bị rung động quá giới hạn cho
phép.
* Tác hại của dao động:
- Làm giảm độ chính xác.
- Làm tăng tiếng ồn
- Giảm độ bền
- Giảm tuổi thọ của máy.
* Nguyên nhân:
- Chi tiết máy quay có khối lượng lệch tâm (khơng điều).
- Chi tiết máy không đủ độ cứng vững


e. Độ ổn định dao động
* Nguyên nhân:
- Tốc độ làm việc cao.
- Ảnh hưởng của các máy xung quanh.
* Biện pháp khắc phục:
- Cân bằng máy cho tốt.
- Cách biệt máy với các nguồn rung động xung quanh.
- Dùng thiết bị giảm chấn như: đệm cao su, lò xo…

3. Độ bền mỏi của chi tiết máy
a. Hiện tượng phá hủy mỏi – độ bền mỏi.
- Hiện tượng phá hủy mỏi là hiện tượng các chi tiết máy
bị phá hủy khi ứng suất chưa vượt giới hạn cho phép.
- Độ bền mỏi là khả năng của chi tiết máy cản lại sự phá
hủy mỏi.


4. Đại cương về truyền động cơ khí
a. Tổng quan một số bộ truyền:


b. Các thông số cơ bản của một truyền động cơ khí
* Cơng suất (Kw):

P .V
N 
( KW )
1000

+ P (N): lực vòng
+ V(m/s): vận tốc vòng

* Tỉ số truyền:
ncd n1 + n1: tốc độ trục dẫn
i

nbd n2 + n2: tốc độ trục bị dẫn

zbd z2 + z1: số răng bánh dẫn
i

zcd z1 + z2: số răng bánh bị dẫn
dbd d 2 + d : đường kính bánh dẫn
1
i

d cd d1 + d2: đường kính bánh bị dẫn
III

II

I