Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Nguyên lý - Chi tiết máy (Nghề: Cắt gọt kim loại - Cao đẳng nghề) cung cấp những kiến thức cơ sở cho người học về nguyên lý cấu tạo, động học, động lực học của cơ cấu và máy; những vấn đề cơ bản trong thiết kế chi tiết máy; tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm các chi tiết máy hoặc bộ phận máy thông dụng đơn giản. Phần 2 của giáo trình cung cấp những nội dung về: chi tiết máy; mối ghép đinh tán; mối ghép hàn; mối ghép then và trục then; mối ghép ren; bộ truyền động đai; bộ truyền bánh răng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
97 Phần : CHI TIẾT MÁY Chương : MỐI GHÉP ĐINH TÁN Mã chương: MH13-7 Giới thiệu Để tạo thành cỗ máy, chi tiết phận máy phải liên kết với cách cách khác Có hai loại liên kết: liên kết động lề, ổ trục, cặp bánh ăn khớp v.v liên kết cố định mối ghép ren, mối ghép then, mối ghép đinh tán v.v Trong chế tạo máy liên kết cố định gọi mối ghép Các mối ghép chia thành hai loại lớn: mối ghép tháo mối ghép không tháo Đối với mối ghép tháo được, ta tách phận máy rời mà chi tiết máy không bị hỏng Đối với mối ghép không tháo được, ta tháo rời phận máy mà không làm hư hỏng phần hoàn toàn chi tiết máy ghép Mối ghép đinh tán mối ghép không tháo được, phần lớn gãy hỏng máy thường xảy chỗ mối ghép việc tính tốn độ bền mối ghép cần thiết Mục tiêu: - Trình bày ưu khuyết điểm, cấu tạo, phạm vi sử dụng mối ghép đinh tán - Phân tích điều kiện làm việc, phương pháp lựa chọn sử dụng hợp lý mối ghép - Xây dựng cơng thức tính tốn, kiểm tra thiết kế mối ghép - Vận dụng để tính tốn tập - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Nội dung chính: 1.Khái niệm chung 1.1.1 Cấu tạo mối ghép Cấu tạo mối ghép đinh tán thể hình 7.1, ghép liên kết trực tiếp với đinh tán số 3, liên kết thông qua tâm đêm đinh tán số Các ghép đột lỗ khoan lỗ - Mối ghép đinh tán thuộc loại mối ghép cố định tháo rời 97 Mã chương: MH13-7 Giới thiệu Để tạo thành cỗ máy, chi tiết phận máy phải liên kết với cách cách khác Có hai loại liên kết: liên kết động lề, ổ trục, cặp bánh ăn khớp v.v liên kết cố định mối ghép ren, mối ghép then, mối ghép đinh tán v.v Trong chế tạo máy liên kết cố định gọi mối ghép Các mối ghép chia thành hai loại lớn: mối ghép tháo mối ghép không tháo Đối với mối ghép tháo được, ta tách phận máy rời mà chi tiết máy không bị hỏng Đối với mối ghép không tháo được, ta tháo rời phận máy mà không làm hư hỏng phần hoàn toàn chi tiết máy ghép Mối ghép đinh tán mối ghép không tháo được, phần lớn gãy hỏng máy thường xảy chỗ mối ghép việc tính tốn độ bền mối ghép cần thiết Mục tiêu: - Trình bày ưu khuyết điểm, cấu tạo, phạm vi sử dụng mối ghép đinh tán - Phân tích điều kiện làm việc, phương pháp lựa chọn sử dụng hợp lý mối ghép - Xây dựng cơng thức tính tốn, kiểm tra thiết kế mối ghép - Vận dụng để tính tốn tập - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Nội dung chính: 1.Khái niệm chung 1.1.1 Cấu tạo mối ghép Cấu tạo mối ghép đinh tán thể hình 7.1, ghép liên kết trực tiếp với đinh tán số 3, liên kết thông qua tâm đêm đinh tán số Các ghép đột lỗ khoan lỗ - Mối ghép đinh tán thuộc loại mối ghép cố định khơng thể tháo rời Hình 7.1 Mối ghép đinh tán 98 1.1.2 Đinh tán * Định nghĩa: Đinh tán chi tiết có hình trụ trịn, đầu có mũ gọi mũ sẵn, đầu chưa có mũ, sau nắp ghép đầu cịn lại tán thành mũ gọi mũ tán Có hai cách tán mũ: - Tán nguội: Dùng cho đinh thép có đường kính 10mm đinh làm băng kim loại màu có đường kính - Tán nóng: Nung nóng phần tán đến nhiệt độ (10000C ÷ 11000C) tán thành mũ Vật liệu chế tạo đinh thường kim loại dẻo, có hàm lượng cacbon thấp như: CT2, CT3, kim loại màu như: đồng, nhôm,…tốt mác thép với kim loại ghép Hình 7.2 Đinh tán * Phân loại đinh tán Dựa vào hình dạng mũ đinh có: Đinh mũ trịn Đinh mũ Đinh mũ chìm Đinh mũ nửa chìm Đinh tán mũ trịn: R= (0,81)d h=(0,60,65)d l = S1+ S2 + (1,61,7)d Hình 7.3 Đinh tán mũ trịn 99 S1, S2 : Chiều dày hai ghép 1.1.3 Phân loại mối ghép đinh tán a Theo công dụng mối ghép - Mối ghép chắc: Dùng kết cấu chịu tải trọng lớn, tải trọng chấn động, va đập,… Ví dụ: Kết cấu dàn cầu, cần trục,… - Mối ghép kín: Dùng cho mối ghép có yêu cầu độ yêu cầu độ kín khít Ví dụ: mối ghép dùng chế tạo nồi hơi, bình kín, b Theo hình thức ghép - Mối ghép chồng (hình 7.1a): có 1,2 dãy đinh - Mối ghép giáp mối: + Mối ghép giáp mối đệm: có 1,2, dãy đinh bên + Mối ghép giáp mối hai đệm (hình 7.1b): có 1,2,3 dãy đinh bên 1.2 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng 1.2.1 Ưu điểm Mối ghép đinh tán mối ghép chắn, tin cậy, đơn giản, dễ chế tạo, dễ kiểm tra chất lượng, mối ghép chịu tải trọng chấn động, va đập 1.2.2 Nhược điểm Mối ghép cồng kềnh, tốn vật liệu 1.2.3 Phạm vi ứng dụng Ngày phát triển công nghệ hàn nên phạm vi ứng dụng mối ghép đinh tán ngày bị thu hẹp Mối ghép đinh tán sử dụng trường hợp sau: - Những mối ghép chịu lực lớn, trực tiếp chịu tải trọng động va đập - Những mối ghép làm việc nhiệt độ cao - Vật liệu ghép khó hàn Điều kiện làm việc mối ghép Mục tiêu: - Trình bày điều kiện làm việc mối ghép trường hợp đinh 100 tán tán nóng tán nguội; - Phân biệt đặc điểm chịu lực đinh tán trường hợp tán nóng tán nguội; - Chủ động tích cực học tập 2.1 Trường hợp tán nóng: - Khi nguội thân đinh co lại theo chiều dọc chiều ngang - Đinh co lại theo chiều ngang tạo khe hở lỗ thân đinh - Đinh co lại theo chiều dọc, đinh tán xiết chặt ghép lại với nhau, lúc bề mặt tiếp xúc ghép phát sinh lực ma sát + Nếu tải trọng tác dụng nhỏ lực ma sát tải trọng truyền từ ghép sang ghép nhờ lực ma sát + Nếu tải trọng tác dụng lớn lực ma sát ghép bị trượt tương đối vơi khoảng khe hở lỗ thân đinh làm cho đinh tán vừa chịu cắt, vừa chịu dập 2.2 Trường hợp tán nguội Giữa lỗ thân định khơng có khe hở, có tải trọng tác dụng tải trọng truyền trực tiếp từ ghép sang ghép qua đinh tán nên mối ghép chủ yếu chịu cắt Tính tốn mối ghép đinh tán Mục tiêu: - Trình bày cách tính tốn mối ghép đinh tán hàng đinh nhiều hàng đinh; ứng suất cho phép tính tốn mối ghép đinh tán - Giải toán kiểm tra độ bền cho mối ghép đinh tán - Cẩn thận, xác tính toán 3.1 Mối ghép chồng hàng đinh 3.1.1 Kiểm tra bền cho mối ghép chồng chịu lực ngang - Tính lực tác dụng lên đinh tán Giả thiết tải trọng F phân bố tiết diện ngang ghép, ta có lực tác dụng lên đinh tán là: F FZ F: Lực tác dụng lên mối ghép Z: Số đinh tán mối ghép 101 - Kiểm tra độ bền cắt cho đinh tán d . F1 (7.1) : ứng suất cắt cho phép đinh - Kiểm tra độ bền dập cho đinh tán F1 S d d : ứng suất dập cho phép đinh d S: Chiều dày ghép d: Đường kính đinh tán - Kiểm tra độ bền kéo (nén) ghép yếu nhất, theo tiết diện ngang qua lỗ đinh F1 t d S d kt t: Khoảng cách đường tâm hai đinh tán liền kề : Ứng suất kéo cho phép ghép kt - Độ bền cắt mép lỗ ghép theo mép đinh d F1 2 e S 2 3.1.2 Tính số đinh tán cần thiết Số đinh tán cần thiết mối ghép xác định từ điều kiện (7.1): Z F d Quan hệ kích thước của: - Mối ghép chồng dãy đinh là: d = 2S, t = 3d, e = 1,5d - Mối ghép giáp mối dãy đinh: d = 1,5S, t = 3,5d, e = 2d 3.2 Mối ghép nhiều hàng đinh Khi tính tốn cho mối ghép nhiều hàng đinh tương tự trên, ta có quan hệ kích thước mối ghép : Ghép chồng dãy đinh : d = 2S, t = 4d, e = 1,5d Ghép chồng n dãy đinh : d = 2S, t = (1,6n + 1)d, e = 1,5d Ghép giáp mối đệm dãy đinh: d = Hình 7.3 Kích thước mối ghép đinh tán 102 1,5S, t = 6d, e = 2d Ghép giáp mối đệm n dãy đinh: d = 1,5S, t = (2,4n + 1)d, e = 2d Sau chọn kết cấu theo quan hệ kích thước trên, ta chọn số đinh cần thiết cho mối ghép theo độ bền cắt Z F id Trong đó: i số tiết diện chịu cắt đinh Đối với mối ghép chồng ghép giáp mối đệm i = Đối với mối ghép giáp mối đệm i = 3.3 Ứng suất cho phép * Ứng suất cắt cho phép Đối với mối ghép chịu tải trọng tĩnh, chịu tải trọng thay đổi khơng đổi chiều, lấy giá trị ứng suất cho phép sau : Vật liệu đinh tán thép CT31, CT34, CT38 Lỗ khoan : [] = 140 MPa (N/mm2) Lỗ đột, dập : [] = 100 MPa (N/mm2) Trường hợp tải trọng đổi chiều, cần lấy giảm lượng cách nhân thêm hệ số với a Fmax b Fmin Trong : Fmax : tải trọng lớn Fmin : tải trọng nhỏ Tấm ghép thép cacbon, a = 1; b = 0,3 Tấm ghép thép cacbon trung bình, a = 1,2 ; b = 0,8 Câu hỏi ơn tập Trình bày cấu tạo mối ghép đinh tán? Phân loại đinh tán mối ghép đinh tán? Phân tích ưu nhược điểm phạm vi sử dụng mối ghép đinh tán? Trình bày điều kiện làm việc mối ghép đinh tán? Trình bày cách tính tốn mối ghép đinh tán hàng đinh? 103 Trình bày cách tính tốn mối ghép đinh tán nhiều hàng đinh? Trình bày ứng suất cho phép mối ghép đinh tán? Bài tập Mối ghép đinh tán gồm có đinh (hình 7.4), đường kính thân đinh d = 1cm, ghép chịu tác dụng lực F = 10kN, biết: =8kN/cm2 Kiểm tra độ bền cắt cho đinh? P 10 Hình 7.4 Người ta nối hai tôn đinh tán Tấm thứ dày 10mm, thứ dày 8mm, đường kính đinh tán 20mm (hình 7.5) Lực kéo tôn P =100kN Hãy xác định số đinh tán cần thiết để nối hai tôn ấy? Biết: c 1,4.10 MN / m , d 3,2.102 MN / m P Người ta nối hai tơn Hình 7.5 mối ghép đinh tán, kiểu giáp mối có đệm với đinh tán Lực tác dụng kéo hai tôn P = 3.10 kN Kiểm tra độ bền cho đinh tán Cho biết đường kính đinh tán 20mm ứng suất cho phép đinh là: c 102 MN / m d 3,2.102 MN / m tâm tơn ghép có chiều dày 12 mm Mối ghép đinh tán kiểu mối ghép chồng gồm 10 đinh có d =2cm, chịu tác dụng lực P Biết d 8kN / cm , có chiều dày 1= 2cm, 2= 4cm Tính lực tác dụng để đinh tán đủ bền dập? Chương : MỐI GHÉP HÀN Mã chương: MH13-8 104 Giới thiêu Mối ghép hàn dạng mối ghép không tháo sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực như: khí, xây dựng Để đảm bảo độ bền cho mối hàn trình sử dụng ngồi việc ứng dụng cơng nghệ, máy móc đại việc tính tốn kiểm tra mối hàn điều cần thiết Chương giới thiệu vấn đề mối ghép hàn kết cấu, phân loại mối ghép hàn, cách tính tốn mối ghép Mục tiêu: - Trình bày phạm vi sử dụng, cấu tạo, ưu khuyết điểm cách phân loại mối ghép hàn - Phân tích điều kiện làm việc, dạng hỏng để sử dụng mối ghép hàn hợp lý - Xây dựng cơng thức tính tốn, kiểm tra thiết kế mối ghép hàn - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Nội dung chính: Khái niệm chung 1.1 Định nghĩa phân loại 1.1 Định nghĩa Mối ghép hàn mối ghép không tháo Trong trình hàn chi tiết máy, vùng hàn đốt nóng cục tới nhiệt độ nóng chảy dẻo gắn lại với nhờ lực hút phân tử kim loại 1.1.2 Phân loại a Theo trạng thái kim loại vùng hàn - Hàn nóng chảy: Kim loại vùng hàn nung nóng đến trạng thái chảy gắn lại với đông đặc - Hàn áp lực: Kim loại vùng hàn nung nóng tới trạng thái dẻo dùng lực ép chúng lại - Hàn vảy: Kim loại chi tiết máy không nung nóng chảy mà vật liệu hàn nung nóng chảy để dính kết chi tiết lại với b Theo mức độ tự động hóa Hình 8.1 Mối hàn giáp mối 105 - Hàn tự động: Rôbốt hàn - Hàn bán tự động: Máy hàn - Hàn thủ công c Theo công dụng mối hàn - Mối hàn - Mối hàn kín d Theo hình thức ghép - Mối hàn giáp mối (hình 8.1) - Mối hàn chồng (hình 8.2) - Mối hàn chữ T (hình 8.3) 1.2 Ưu nhược điểm Hình 8.2 Mối hàn chồng 1.2.1 Ưu điểm - Tiết kiệm kim loại: so với mối ghép đinh tán tiết kiệm khoảng ( 15 20 )% kim loại - Tiết kiệm thời gian gia công, công sức gia cơng, giá thành hạ - Hàn tạo kết cấu cồng kềnh mà mối ghép khác phương pháp ghép khác thực - Hàn dễ khí hóa, tự động hóa, có suất cao, tự động cao - Hàn dễ đảm bảo điều kiện bền đều, nguyên vật liệu sử dụng hợp lý - Hàn phục hồi, sửa chữa chi tiết máy bị nứt, gãy, mòn 1.2.2 Nhược điểm - Độ tin cậy thấp chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề cơng nhân, khó kiểm tra khuyết tật bên mối hàn khơng có thiết bị đặc biệt Vật liệu ứng suất cho phép Mục tiêu: Hình 8.3 Mối hàn chữ T - Trình bày vật liệu hàn ứng suất cho phép mối ghép hàn; 216 + Vòng vịng ngồi thường có rãnh lăn để lăn tự chuyển động đó, rrãnh > rcon lăn Vịng lắp với ngõng trục, vịng ngồi lắp với gối trục Tuỳ theo yêu cầu mà vòng vịng ngồi quay đứng n Ví dụ: Ổ lăn hộp giảm tốc, vịng quay với ngõng trục cịn vịng ngồi đứng n với vỏ hộp Ổ lăn bánh ô tô, vịng đứng n với trục cịn vịng ngồi quay với may + Vòng vòng ngồi thường làm thép Crơm thép hợp kim Cácbon thấm than thép chịu nhiệt (khi ổ làm việc nhiệt độ cao đến 500oC, thép không gỉ (khi làm việc môi trường ăn mòn) + Vòng cách dùng để giữ cho lăn liên tiếp cách khoảng định, không cho hai lăn kề tiếp xúc trực tiếp với nhau, chế tạo vật liệu giảm ma sát thép Cácbon 2.1.3 Ưu, nhược điểm Ưu điểm: - Hệ số ma sát nhỏ, mô men cản mở máy thấp; - Chăm sóc bơi trơn đơn giản, tốn vật liệu bơi trơn; - Kích thước chiều rộng ổ lăn nhỏ so với ổ trượt có đường kính ngõng trục; - Mức độ tiêu chuẩn hố tính lắp lẫn cao thay thuận tiện, giá thành chế tạo tương đối thấp sản xuât hàng loạt lớn Nhược điểm - Kích thước hướng kính lớn ổ trượt có đường kính ngõng trục; - Lắp ghép tương đối khó khăn, khơng lắp ổ lăn vào trục có đường tâm gẫy khúc; - Làm việc có nhiều tiếng ồn, khả giảm chấn kém; - Lực quán tính tác dụng lên lăn lớn làm việc với vận tốc cao; - Giá thành tương đối cao sản xuất với số lượng 2.2 Phân loại ổ lăn a Ổ bi đỡ dãy (hình 16.7) Hình 16.7 Ổ bi đỡ dãy 217 - Dùng chủ yếu chịu lực hướng tâm Có thể chịu phần nhỏ lực dọc trục 70% khả lực hướng tâm không dùng đến; Fa = 0,7.([Fr] - Fr); - Có khả làm việc bình thường ổ nghiêng 15’-20’; Thường dùng trường hợp trục ngắn cứng (với l/d < 10); Thường dùng để đỡ trục hộp giảm tốc b Ổ bi đỡ chặn Chịu lực hướng tâm Fr lực dọc trục Fa chiều; Khả chịu lực dọc trục ổ phụ thuộc vào góc tiếp xúc bi với vịng ngồi Có loại ổ: =12o, 26o, 36o Góc tăng làm tăng khả chịu lực dọc trục ổ; Hình 16.8 Ổ bi đỡ lịng cầu dãy Hình 16.8 Ổ bi đỡ dãy Muốn tăng khả tải người ta lắp ổ lòng cùngcầu gối chiều Trường hợp cần chặn lực dọc trục Fa theo chiều phải lắp ổ gối ngược chiều c Ổ bi đỡ lòng cầu dãy - Mặt vịng ngồi phần mặt cầu có tâm nằm đường tâm trục ổ đường thẳng chia đôi chiều rộng ổ a) b) Hình 16.9 Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Chủ yếu chịu lực hướng tâm Fr chịu thêm lực dọc trục 20% lực hướng tâm không dùng đến; Loại ổ phù hợp với trục bị uốn nhiều trục khó đạt độ đồng tâm lắp ghép ổ làm việc bình thường trục bị nghiêng từ 2o-3o d Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Gồm loại: Loại vịng ngồi tháo rời (hình 16.9.a); Loại vịng trongtháo rời (hình 16.9.b) Hai ổ chịu lực hướng tâm, khả chịu lực hướng tâm gấp 1.6 218 lần ổ bi đỡ dãy kích thước; Loại chịu lực dọc trục chiều ; Loại chịu lực dọc trục chiều ; Ổ có khả chịu tải lớn, chịu va đập tốt không dùng với trục bị uốn nhiều ổ có yêu cầu cao lắp ghép đồng tâm e Ổ đũa đỡ chặn Cấu tạo: góc côn đũa 1,5o đến 2o Đỉnh côn đũa trùng với đỉnh rãnh lăn; + Có thể chịu lực hướng tâm lực dọc trục chiều lớn; + Góc tiếp xúc α từ 10o ÷ 16o (bằng 1/2 góc mặt rãnh lăn vịng ngồi) Khi góc khoảng 25o ÷ 30o ổ đũa chịu lực Fa lớn 2.2 Bơi trơn che kín ổ lăn Hình 16.10 Ổ đũa côn đỡ chặn 2.2.1 Bôi trơn Bôi trơn ổ lăn cần thiết để ngăn gỉ, giảm ma sát để làm nguội cục chỗ bề mặt làm việc ổ, làm nguội ổ nói chung Ngồi phương diện che kín ổ, chất bơi trơn có tác dụng làm kín khe hở ổ phận che kín Mặt khác có tác dụng làm giảm tiếng ồn Để bơi trơn dùng mỡ dầu khống Mỡ bơi trơn dùng rộng rãi nhiệt độ ổ không cao (< 100oC), khơng có u cầu quay phải nhẹ, kết cấu gối trục rễ thao tác để rửa thay mỡ Dầu bôi trơn dùng cần giảm mát ma sát đến mức thấp nhất, nhiệt độ cao làm việc chỗ ẩm ướt Dầu bơi trơn ổ dầu khống Nhiệt độ cho phép ổ dùng dầu để bôi trơn 1200C, trường hợp đặc biệt lên tới 1500C 2.2.2 Che kín ổ lăn Để ngăn bụi, hạt mài mòn nước từ ngồi lọt vào ổ ngăn khơng cho dầu chảy ngồi, cần dùng phận che kín ổ Theo nguyên tắc tác dụng phận che kín, chia ra: - Che kín tiếp xúc (vòng che, vòng kim loại, vòng phớt chất dẻo) dùng vận tốc thấp trung bình 219 - Che kín rãnh dích dắc, có tác dụng cản chảy chất lỏng (hoặc khí) qua rãnh hẹp, dùng cho vận tốc - Che kín nhờ li tâm, dầu chất bẩn rơi vào đĩa chắn quay bị văng lực ly tâm, dùng vận tốc trung bình cao - Che kín cách phối hợp số cách nêu 2.3 Tính tốn ổ lăn 2.3.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn 2.3.1.1 Các dạng hỏng Trong q trình làm việc ổ lăn bị hỏng dạng sau: - Mòn ổ Mòn làm tăng khe hở ổ, tăng độ lệch tâm, giảm số lượng lăn tham gia chịu tải Khi lượng mịn chưa nhiều, điều chỉnh khe hở để ổ làm việc tốt trở lại Mòn mức quy định, ổ bị hỏng, nên thay ổ khác - Tróc rỗ bề mặt ổ Ổ bơi trơn đầy đủ, sau thời gian dài sử dụng, bề mặt ổ lăn xuất lỗ rỗ Chất lượng bề mặt giảm, ổ làm việc không tốt Rỗ tượng mỏi bề mặt, vết nứt xuất hiện, phát triển làm tróc miếng kim loại, để lại vết rỗ bề mặt - Kẹt ổ, ổ không quay được, quay nặng Nguyên nhân: trục biến dạng lớn quá, dãn nở nhiệt, lắp ghép có độ dơi q lớn Kẹt làm ổ mịn cục bộ, tổn hao cơng suất lớn - Vỡ lăn, vịng cách, mỏi lực va đập lớn Các mảnh vỡ rơi vào ổ, gây nên kẹt tắc, ổ không tiếp tục làm việc - Vỡ vịng ổ, lắp ghép với độ dơi q lớn, va đập mạnh Các vòng ổ bị vỡ, ổ không làm việc tiếp tục 2.3.1.2 Chỉ tiêu tính tốn - Các ổ làm việc với vận tốc thấp đứng yên tính theo khả tải tĩnh để tránh biến dạng dư bề mặt làm việc - Các ổ làm việc với vận tốc cao tương đối cao tính theo khả tải động để tránh tróc mỏi 2.3.2 Khả tải động - Hệ số tải trọng động ổ xác định theo cơng thức: Trong đó: L số triệu vòng quay ổ suốt thời gian sử dụng ổ 220 -6 L tính theo cơng thức: L = tb.60.n.10 tb tuổi bền ổ, đơn vị h Còn gọi thời gian sử dụng theo tính tốn thiết kế q số mũ đường cong mỏi, q lấy sau: q = ổ bi q = 10/3 ổ đũa n số vòng quay trục, v/ph Đối với trục quay chậm, v/ph ≤ n ≤ 10 v/ph, lấy n = 10 để tính Q tải trọng quy đổi tác dụng lên ổ lăn Q tính sau: Q = (X.V.Fr + Y.Fat).Kt.Kđ ổ chặn Q = Fa.Kt.Kđ Trong đó: Kt hệ số xét đến ảnh hưởng nhiệt độ làm việc ổ Giá trị Kt tra bảng Kđ hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng động Giá trị Kđ tra bảng X hệ số ảnh hưởng lực hướng tâm đến tuổi bền ổ Giá trị X tra bảng V hệ số kể đến vòng quay, vòng quay ổ bền hơn, lấy V=1, vịng ngồi quay lấy V=1,2 Y hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc trục đến tuổi bền ổ Giá trị Y tra bảng Fr lực hướng tâm tác dụng lên ổ Chính giá trị phản lực gối tựa tính trục Fat tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ - Hệ số khả tải động [C] tra bảng, theo loại ổ cỡ ổ Đối với ổ có số vịng quay lớn n ≥ v/ph, tính theo tiêu mỏi: C ≤ [C] 2.3.3 Khả tải tĩnh Đối với ổ quay chậm, số vịng quay n < v/ph, tính tốn theo sức bền tĩnh - Hệ số tải trọng tĩnh ổ xác định theo công thức: 221 C0 = Q0 (20-5) Q0 tải trọng quy đổi tác dụng lên ổ lăn theo tải tĩnh Q0 tính sau: Q0 = X0.Fr + Y0.Fat ổ chặn Q0 = Fat Trong đó: X0 hệ số ảnh hưởng lực hướng tâm đến tuổi bền tĩnh ổ Y0 hệ số kể đến ảnh hưởng lực dọc trục đến tuổi bền tĩnh ổ Fr lực hướng tâm tác dụng lên ổ Fat tổng lực dọc trục tác dụng lên ổ Giá trị Fat sơ đồ đỡ trục tính tương tự phần xác định Q - Hệ số khả tải [C0] tra bảng theo loại ổ cỡ ổ Đối với ổ quay chậm n < v/ph tính theo tiêu tải tĩnh: C0 ≤ [C0] Câu hỏi ơn tập Trình bày cấu tạo, phạm vi sử dụng ổ trượt? Phân loại ổ trượt? Trình bày dạng ma sát ổ trượt? Khả tải ổ trượt bơi trơn thủy động? Trình bày cơng dụng, cấu tạo, ưu nhược điểm ổ lăn? Phân loại ổ lăn? Trình bày biện pháp bơi trơn che kín ổ lăn? Các dạng hỏng tiêu tính tốn ổ lăn? Cách tính toán ổ lăn theo khả tải động? 10 Cách tính tốn ổ lăn theo khả tải tĩnh? Bài tập Ổ trục chịu tác dụng lực hướng tâm Fr 5000 N , số vòng quay trục n 1240 vg / ph Đường kính vịng ổ d = 50 mm Thời gian làm việc tính Lh = 6000h Khả tải động C (kN) loại ổ bi đỡ ổ đũa trụ ngăn với d = 50 mm cho bảng sau: (kí hiệu ổ) Ổ Đặc biệt nhẹ Nhẹ Trung Nặng 222 Bi đỡ 16,5 (110) 27,5 (210) 48,5 (310) 68,5 (410) Đũa trụ ngắn 21,5 (2110) 38,5 (2210) 65,2 (2310) 102,0 (2410) a Chọn ổ bi đỡ theo khả tải trọng động tính lại tuổi thọ Lh ổ Cỡ ổ Đặc biệt Đặc biệt Nhẹ (1000912) nhẹ, hẹp nhẹ, vừa (212) (700112) (112) Trung Nặng (312) (412) C,N 12500 13200 24100 41100 64100 85600 C0,N 10800 11500 18500 31500 49400 71400 Siêu nhẹ b Nếu thay ổ bi đỡ ổ đũa trụ ngắn cỡ tuổi thọ tăng (giảm) lần Trục lắp hai ổ bi đỡ giống hình 16.11 Số vịng quay trục n = 640 vg/ph, đường kính vịng ổ d = 60 mm, thời gian làm Hình 16.11 việc yêu cầu tính Lh = 5000h Ổ bi đỡ chịu tác dụng lực hướng tâm Fr1 = 6000 N, ổ bi đỡ chịu tác dụng lực hướng tâm Fr2 = 6000N lực dọc trục Fa2 = 1700N Yêu cầu a) Chọn cỡ ổ bi đỡ theo khả tải động Biết khả tải động C (N) tải tĩnh C0 ổ bi đỡ với d = 60 mm cho bảng: b) Tính lại tuổi thọ ổ Trên trục hộp giảm tốc bánh trụ thẳng cấp đặt hai ổ đũa đỡ dãy với số liệu sau: Đường kính ngõng trục d = 50mm; n2 = 200 vg/ph; thời gian làm việc tính Lh = 20000h Tải trọng hướng tâm tác dụng lên hai ổ đỡ Fr = 2439N a Tính thời gian làm việc tính triệu vịng quay, tải trọng quy ước tác dụng lên ổ? b Chọn ổ đũa trụ ngắn theo khả tải động C (theo bảng đây) Tính lại tuổi thọ Lh ổ? 223 Cỡ ổ Cỡ đặc biệt nhẹ Cỡ nhẹ Cỡ trung Cỡ nặng C, kN 21,5 38,7 65,2 102,0 (ký hiệu ổ) (2110) (2210) (2310) (2410) TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP NGUYÊN LÝ MÁY Chương Bài W =1 Bài W =1 224 Bài W =1, Cơ cấu loại Bài W =1, Cơ cấu loại Chương Bài Khâu chuyển động tịnh tiến, vận tốc gia tốc khâu vận tốc, gia tốc điểm B khâu VB1 VB VB3 , VB1 0,577m / s , VB VB3 0, 67m / s aB1 aB aB3 , aB1 10 m / s , aB aB3 6,7m / s Bài - Vận tốc điểm C : VC VC , VC VC VB1 2m / s - Vận tốc góc khâu khâu 3: 2 0, 3 5rad / s - Gia tốc điểm C: aC 10m / s , aB aB3 6,7m / s Bài 1 2 3 10rad / s , 1 , 100rad / s Chương Bài 1: Giá trị áp lực khớp động D: N D 500 N Giá trị áp lực khớp động B: N12 500 N Áp lực khớp động C: N 32 N12 , giá trị: N 32 500 N Bài 2: Giá trị áp lực khớp trượt: N 1000 N , điểm đặt khoảng 0,1m Giá trị áp lực khớp động B: Áp lực khớp động C: N12 2000 N 32 N12 , giá trị: Bài 3: Giá trị áp lực khớp trượt C: N N 0 N 32 2000 N N cách tâm C 225 Áp lực khớp động B: N 12 Áp lực khớp trượt khâu 2: Giá trị N 32 N 23 N 32 N 23 N12 P3 2000N Bài 4: Giá trị áp lực khớp động B: Áp lực khớp động C: N 12 500N N 32 N12 , giá trị: N 32 500N Giá trị áp lực khớp động D: N D 1000 N Giá trị áp lực khớp động E: N 34 N D 1000 N Giá trị áp lực khớp trượt khâu 5: N P3 1000N Bài 5: Áp lực khớp động B: N 12 Áp lực khớp trượt khâu 2: Áp lực khớp động C: giá trị: N 32 N 23 NC3 N C N Ct N 23 N 32 N12 1000N Chương Bài Tại vị trí xét đề bài, BC tức thời chuyển động tịnh tiến nên 2 0, 3 1 Mômen cản thay khâu dẫn M C 10 Nm Bài Mơmen qn tính thay J 0, 028kgm2 Mômen cản thay M 39,96 Nm Bài a M 0, J b M 0, 705Nm, J 0, 0005kgm2 c M 1Nm, J 0,001kgm2 Bài a M 0, J b M 100 Nm, J 0, 25kgm2 226 Chương Chương Bài i25 10 , i15 40 , i4C Bài C 52s 1 Bài i1C 8 , C 23,75s 1 , 4 7,3s 1 Bài i15 2, 222 CHI TIẾT MÁY Chương Bài d2 F1 2,5kN Đinh tán đủ bền theo độ bền cắt Bài n Mối ghép sử dụng đinh tán Bài C 79,61MN / m2 c , d 2,08MN / m2 d Mối ghép đủ bền Bài P 320kN Chương Bài a ' 96Mpa b L 256, 2mm Bài a ' 96Mpa; k' 160Mpa 227 b F = 61689,6 N Chương Chương Bài a Lực xiết V = 30000N b d1 21, 25mm Bài a Lực xiết V = 62500N b d1 29,36mm , chọn bulông M36 Bài a Lực xiết V = 14400N, F0 = 19920N b d1 14, 07mm , chọn bulông M16 Chương Bài 160 o , a 2591mm , i , 160 o , n2 360vg / ph Bài a Tû sè truyÒn i = 2,5 b = 4,79o, 1 = 170,42o, 2 = 189,58o Bài a Tû sè truyÒn i = b d2 = 356,4 mm; L = 1700mm; a = 419,65 mm; 1 = 2,72 rad Chương Bài n II 576vg / ph , n III 286vg / ph , n IV 192vg / ph Bài n II 333vg / ph , n II 833vg / ph , n II 533vg / ph Bài H 573N / mm2 , Chương Bài a 74mm , m = 1,5 228 a Có thể chọn mối ren trục vít Z3 , tính Z chọn q theo tiêu chuẩn, tính m b Tính góc 11,31o , 0,805 Bài a i = 20,29 b Z 40 , tính i = 20 c Tính q 10, chọn q theo tiêu chuẩn q 10 , tính m Chương Bài d1 151,6mm , d 303,2mm Bài a n2 127,32vg / ph , n1 254,65vg / ph b Z1 25, Z 50 , px 25, 4mm Bài Số đĩa xích dẫn Z1 = 30 Vận tốc trung bình xích: V = 13,589 (m/s) Tốc độ quay trục bị dẫn i = 305,1 (vg/ph) Đường kính đĩa xích dẫn D2 = 849,5 mm Chương Bài a YA 4900 N , X A 500 N , YB 6100 N , X B 20500 N b d = 60 mm Chương 10 Bài a Chọn ổ 310 cỡ trung, Lh = 12267,12 b Tăng lên 5,7 lần Bài a Chọn ổ 212 cỡ nhẹ, b Tuổi thọ ổ đỡ 1: Lh = 8370,3 Tuổi thọ ổ đỡ 2: Lh = 7345,4 229 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chi tiết máy tập 1,2 - Nguyễn Trọng Hiệp – NXB Giáo dục 2008 [2] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập 1, - Trịnh Chất-Lê Văn Uyển – NXB Giáo dục 2006 230 [3] Giáo trình kỹ thuật – Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Vượng, Phan Hữu Phúc NXB Giáo dục 2003 [4] Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy - Trịnh Chất- NXB Khoa học kỹ thuật HN 2005 [5] Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy – Phí Trọng Hảo, Nguyễn Thanh Mai NXB Giáo dục 2004 [6] Thiết kế chi tiết máy - Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm - NXB Giáo dục 2008 [7] Nguyên Lý máy tập 1, 2– Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm - NXB Giáo dục 2005 ... chồng (hình 8 .2) - Mối hàn chữ T (hình 8.3) 1 .2 Ưu nhược điểm Hình 8 .2 Mối hàn chồng 1 .2. 1 Ưu điểm - Tiết kiệm kim loại: so với mối ghép đinh tán tiết kiệm khoảng ( 15 20 )% kim loại - Tiết kiệm... đặc - Hàn áp lực: Kim loại vùng hàn nung nóng tới trạng thái dẻo dùng lực ép chúng lại - Hàn vảy: Kim loại chi tiết máy khơng nung nóng chảy mà vật liệu hàn nung nóng chảy để dính kết chi tiết. .. Mặt cắt dọc trục mối ghép bulơng Mối ghép bu lông dùng khi: - Các tiết máy ghép có chi? ??u dày khơng lớn lắm; - Các tiết máy ghép làm vật liệu có độ bền thấp, làm ren tiết máy ren không đủ bền; -