Giáo trình nguyên lý chi tiết máy (nghề vẽ và thiết kế trên máy tính cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LƯU HUY HẠNH (Chủ biên) NGÔ TRỌNG NỘI - TRẦN THỊ THƯ GIÁO TRÌNH NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY Nghề: Vẽ thiết kế máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Trong chiến lược phát triển đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho cơng nghiệp hóa lĩnh vực khí – Nghề Vẽ thiết kế máy tính nghề đào tạo nguồn nhân lực tham gia chế tạo chi tiết máy móc địi hỏi sinh viên học trường cần trang bị kiến thức, kỹ cần thiết để làm chủ công nghệ sau trường tiếp cận điều kiện sản xuất doanh nghiệp ngồi nước Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội biên soạn giáo trình mơn học “Ngun lý chi tiết máy” Nội dung môn học để cập đến kiến thức nguyên lý, cấu tạo máy nói chung tính tốn chi tiết máy thơng dụng; làm tảng cho sinh viên tiếp thu kiến thức môn học, mô đun chuyên ngành Căn vào trang thiết bị trường khả tổ chức học sinh thực tập công ty, doanh nghiệp bên mà nhà trường xây dựng tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh Mặc dù cố gắng q trình biên soạn, song khơng tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp để giáo trình hồn thiện Địa đóng góp khoa Cơ khí, Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc TP Hà Nội, Đường Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Nhóm biên soạn năm 2021 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Phần I Nguyên lý máy Bài 1: Bài mở đầu 1.1 Vị trí môn học 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu môn học 1.4 Phương pháp nghiên cứu môn học Chương 1: Cấu tạo cấu 1.1 Những khái niệm 1.2 Bậc tự cấu 15 1.3 Xếp loại cấu phẳng theo cấu trúc 20 Chương 2: Động học cấu 27 2.1 Mục đích, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu 27 2.2 Phân tích động học cấu phẳng loại phương pháp vẽ hoạ đồ 27 2.3 Định lý đồng dạng hoạ đồ vận tốc gia tốc 34 Chương 3: Một số cấu thường gặp 37 3.1 Cơ cấu khớp loại thấp 37 3.2 Cơ cấu khớp loại cao 44 Phần II Chi tiết máy 62 Chương 1: Các mối ghép khí thường gặp 62 1.1 Mối ghép đinh tán 62 1.2 Mối ghép hàn 67 1.3 Mối ghép ren 75 Chương 2: Các truyền khí thường gặp 91 2.1 Bộ truyền đai 91 2.2 Truyền động bánh 112 Chương 3: Trục ổ trục 148 3.1 Trục 148 3.2 Ổ trục 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO 168 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Ngun lý - Chi tiết máy Mã số môn học: MH 12 Thời gian môn học: 30 giờ) (LT: 19 giờ; BT: 09 giờ; KT: I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Mơn học Nguyên lý - Chi tiết máy bố trí sau sinh viên học xong tất mơn học, mơ-đun: Vẽ kỹ thuật, vật liệu khí, lý thuyết, sức bền vật liệu, autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật; + Là môn học bắt buộc trước sinh viên học môn học chuyên môn - Tính chất: + Là mơn học kỹ thuật sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết thực nghiệm; + Là mơn học giúp cho sinh viên có khả tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng đơn giản II Mục tiêu mơn học: - Kiến thức: + Trình bày được tính chất, cơng dụng số cấu truyền phận máy thường gặp; + Phân biệt cấu tạo, phạm vi sử dụng, ưu khuyết điểm chi tiết máy thơng dụng; + Phân tích động học cấu truyền khí thơng dụng - Kỹ năng: + Vẽ họa đồ vận tốc, gia tốc tính giá trị vận tốc, gia tốc điểm cấu thường gặp; + Xác định yếu tố gây dạng hỏng đề phương pháp tính tốn, thiết kế thay thế, có biện pháp xử lý lựa chọn kết cấu, vật liệu để tăng độ bền cho chi tiết máy; + Tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng, đơn giản - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian (giờ) Số TT Tên chương, mục Tổng số Thực hành, Lý thảo luận, thuyết thí nghiệm, tập Kiểm tra Phần I Nguyên lý máy Bài mở đầu Chương 1: Cấu tạo cấu Những khái niệm Bậc tự cấu Xếp hạng cấu 15 10 1 0 Chương 2: Động học cấu Mục đích, nhiệm vụ phương pháp nghiên cứu Phân tích động học cấu 3 Chương 3: Một số cấu thường gặp Cơ cấu khớp loại thấp 1.1 Khái niệm 1.2 Đặc điểm chuyển động Cơ cấu khớp loại cao 2.1 Khái niệm chung 2.2 Cơ cấu cam 2.3 Cơ cấu bánh Phần II Chi tiết máy Chương 1: Các mối ghép khí thường gặp Mối ghép đinh tán 1.1 Khái niệm chung 1.2 Vật liệu làm đinh tán 1.3 Tính tốn mối ghép đinh tán Mối ghép hàn 2.1 Khái niệm chung 15 1 2.2 Vật liệu ứng suất cho phép 2.3 Tính tốn mối ghép hàn Mối ghép ren 3.1 Khái niệm chung 3.2 Ren 3.3 Các chi tiết thường dùng mối ghép ren 3.4 Tính tốn mối ghép ren Chương 2: Các truyền khí thường gặp Bộ truyền động đai 1.1 Khái niệm chung 1.2 Kết cấu loại đai 1.3 Tính toán truyền động đai Truyền động bánh 2.1 Khái niệm chung 2.2 Vật liệu ứng suất cho phép 2.3 Trình tự thiết kế truyền 3 Chương 3: Trục ổ trục Trục 1.1 Khái niệm chung 1.2 Các dạng hỏng trục – Vật liệu chế tạo trục 1.3 Tính tốn trục Ổ trục 2.1 Ổ trượt 2.2 Ổ lăn Cộng 30 19 Phần I Nguyên lý máy Bài 1: Bài mở đầu Mục tiêu: - Xác định đối tượng nghiên cứu môn học; - Nắm phương pháp nghiên cứu; - Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập Nội dung chính: 1.1 Vị trí mơn học Mục tiêu: - Trình bày vị trí mơn học; - Tuân thủ điều kiện học tập thực môn học + Môn học Nguyên Lý-Chi Tiết Máy bố trí sau sinh viên học xong tất môn học, mô-đun: vẽ kỹ thuật, vật liệu khí, lý thuyết, sức bền vật liệu, Autocad, dung sai–đo lường kỹ thuật + Môn học bắt buộc trước sinh viên học môn học chuyên mơn 1.2 Đối tượng nghiên cứu Mục tiêu: - Trình bày đối tượng nghiên cứu môn học; - Thích thú với đối tượng nghiên cứu mơn học Đối tượng nghiên cứu môn học máy cấu: Cơ cấu tập hợp vật thể chuyển động theo quy luật xác định có nhiệm vụ biến đổi hay truyền chuyển động Máy tập hợp số cấu có nhiệm vụ biến đổi sử dụng để làm công có ích - Điểm giống máy cấu chuyển động cấu máy có quy luật xác định - Điểm khác cấu biến đổi truyền chuyển động, máy biến đổi sử dụng lượng Ngày nay, kỹ thuật cấu dùng có số lượng lớn Việc xếp loại cấu cách khoa học, tính hệ thống chúng quan trọng Trên sở xếp loại cấu, người ta cần nghiên cứu cấu điển hình cho loại, coi nghiên cứu tất cấu Cơ cấu phân loại theo chức làm việc, cấu trúc hình học, chuyển động khâu, vv Chương giới thiệu cách xếp loại cấu theo cấu trúc hình học, phương pháp xếp loại có tính hệ thống cao 1.3 Nội dung nghiên cứu mơn học Mục tiêu: - Trình bày nội dung nghiên cứu môn học; - Tuân thủ nội dung nghiên cứu môn học Môn học Nguyên lý máy nghiên cứu vấn đề chuyển động điều khiển chuyển động cấu máy Ba vấn đề chung loại cấu máy mà môn học Nguyên lý máy nghiên cứu vấn đề cấu trúc, động học động lực học Ba vấn đề nêu nghiên cứu dạng hai tốn: tốn phân tích tốn tổng hợp - Bài tốn phân tích cấu trúc nhằm nghiên cứu nguyên tắc cấu trúc cấu khả chuyển động cấu tùy theo cấu trúc - Bài tốn phân tích động học nhằm xác định chuyển động khâu cấu, không xét đến ảnh hưởng lực mà vào quan hệ hình học khâu - Bài tốn phân tích động lực học nhằm xác định lực tác động lên cấu quan hệ lực với chuyển động cấu 1.4 Phương pháp nghiên cứu môn học Mục tiêu: - Trình bày phương pháp nghiên cứu mơn học; - Tuân thủ phương pháp nghiên cứu thực môn học Bên cạnh phương pháp môn học Cơ học lý thuyết, để nghiên cứu vấn đề động học động lực học cấu, người ta sử dụng phương pháp sau đây: +Phương pháp đồ thị (phương pháp vẽ - dựng hình) + Phương pháp giải tích Ngồi ra, phương pháp thực nghiệm có ý nghĩa quan trọng việc nghiên cứu toán Nguyên lý máy Câu hỏi ơn tập Trình bày vị trí đối tượng nghiên cứu mơn học Ngun lí máy? Trình bày nội dung nghiêng cứu phương pháp nghiên cứu mơn học Ngun lí máy? Chương Cấu tạo cấu Giới thiệu Mỗi loại máy, cấu có cấu tạo, hình dạng, nguyên lý hoạt động khác Để tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy cấu dẽ dàng cần nghiên cứu dạng lược đồ đơn giản Chương giới thiệu khái niệm bản, cách xây dựng lược đồ cấu, nghiên cứu khả chuyển động cấu không gian 1.1 Những khái niệm Mục tiêu: - Trình bày định nghĩa khâu, bậc tự khâu, nối động, khớp động, thành phần khớp động, chuỗi động cấu; - Tính số bậc tự khâu không gian khâu phẳng; - Vẽ lược đồ khớp động khớp thơng dụng; - Chủ động tích cực học tập 1.1.1 Khâu Y Ty B Qy A Qz Z X O Qx Tx Tz Hình 1.1Bậc tự khâu không gian Trong cấu/ máy có phận có chuyển động tương đối nhau, phận có chuyển động riêng biệt gọi khâu Khâu tiết máy nhiều tiết máy ghép cứng lại với Khâu vật rắn biến dạng (lị so), vật rắn khơng biến dạng (pít tơng), vật rắn dạng dây dẻo (dây đai), hay chất lỏng khí Trong chương trình này, cấu/ máy nghiên cứu với giả thiết khâu chúng vật rắn không biến dạng d R h Z2 Z1 R Lót ổ Dầu bôi trơn Hỡnh 3.3 Bụi trơn ma sát ướt ổ trượt + Khi ổ làm việc điều kiện đặc biệt (trong nước mơi trường ăn mịn) Do ổ trượt chế tạo vật liệu cao su, gỗ, chất dẻo v.v…nên ổ trượt thích hợp với mơi trường làm việc trên; + Khi có tải trọng va đập dao động, ổ trượt làm việc tốt nhờ khả giảm chấn màng dầu bơi trơn; + Trong cấu có vận tốc thấp c) Phân loại ổ trượt Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, ổ trượt chia thành số loại sau: - Tuỳ theo khả chịu tải, có loại: + Ổ đỡ ổ có khả chịu lực hướng tâm (Hình 3.4, a, c) + Ổ đỡ chặn ổ vừa có khả chịu lực hướng tâm, vừa có khả chịu lực dọc trục (Hình 3.4, b, d) + Ổ chặn, ổ có khả chịu lực dọc trục (Hình 3.4, e, f) - Theo hình dạng ngõng trục tiếp xúc với ổ, chia ra: + Ổ trụ, ngõng trục mặt trụ trịn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 3.4, a) + Ổ cơn, ngõng trục mặt nón cụt trịn xoay, thường dùng loại có đường sinh thẳng (Hình 3.4, d) + Ổ cầu, ngõng trục mặt cầu (Hình 3.4, b) Theo kết cấu, người ta chia ra: + Ổ nguyên, ổ bạc tròn + Ổ ghép, ổ gồm nhiều mảnh ghép lại với nhau, thông thường dùng ổ hai nửa 154 Hình 3.4 Các loại ổ trượt 3.2.1.2 Tính tốn ổ trượt a) Các dạng ma sát ổ trượt Ma sát bơi trơn có tác dụng định khả làm việc ổ; Để giảm ma sát mài mịn ta cần phải bơi trơn ổ Tuỳ theo điều kiện bôi trơn ổ ma sát ổ có dạng sau: - Ma sát ướt: ma sát bề mặt ngõng trục lót ổ ngăn cách lớp bơi trơn có chiều dày h lớn tổng độ mấp mô bề mặt h > RZ1 + RZ2 Hình 3.5 Ổ ghép từ hai nửa RZ1, RZ2 - chiều cao trung bình mấp mơ bề mặt ngõng trục lót ổ - Ma sát nửa ướt: Xuất điều kiện không thoả mãn, nghĩa lớp bôi trơn không đủ ngập tổng chiều cao mấp mô bề mặt - Ma sát khô: ma sát bề mặt tuyệt đối sạch, trực tiếp tiếp xúc với nhau; 155 - Ma sát nửa khô: ma sát bề mặt tiếp xúc trực tiếp với có màng hấp phụ; Vì ổ trượt làm việc tốt bôi trơn ma sát ướt Với ma sát khơ nửa khơ bề mặt làm việc bị mài mòn nhanh b) Khả tải ổ Xét khả ổ trượt tạo ma sát ướt bơi trơn thuỷ động: - Do đường kính ngõng trục nhỏ đường kính lỗ lót ổ, nên hai bên có khe hình chêm Khi vận tốc góc 0, hai bề mặt tiếp xúc với Khe hở lớn S, khe hở nhỏ 0, lúc khe hình chêm có độ chêm lớn (Hình 3.6) Hình 3.6 Khả tạo bôi trơn ma sát ướt bôi trơn thuỷ động ổ trượt Như điều kiện thứ bơi trơn thuỷ động có ổ trượt - Dầu chọn có độ nhớt định, cung cấp liên tục từ lỗ dầu qua rãnh dầu vào ổ Như điều kiện thư hai bơi trơn thuỷ động có ổ trượt - Khi trục quay, vận tốc trượt tương đối hai bề mặt có phương chiều thích hợp, kéo dầu vào khe hở hình chêm Nếu ta chọn số vịng quay trục đủ lớn có vận tốc trượt lớn Như điều kiện thứ ba có ổ trượt Ổ trượt hồn tồn có khả tạo ma sát ướt bôi trơn thuỷ động Quy luật phân bố áp suất p dầu bề mặt ngõng trục, trình bày hình 16.5 Khả tải lớp dầu, hay áp lực lớp dầu tác dụng lên ngõng trục tính theo cơng thức lý thuyết Thuỷ lực: 156 Trong đó:   p   độ nhớt động lực dầu, cP (xenti poazơ)  vận tốc góc ngõng trục, rad/s  khe hở tương đối, = S/d  hệ số khả tải ổ Giá trị  phụ thuộc vào vị trí ngõng trục lót ổ Độ lệch tâm e lớn  có giá trị lớn Nếu độ lệch tâm e 0, tâm hai vịng trịn trùng nhau, khơng cịn khe hình chêm, khơng có khả tăng áp suất cho lớp dầu bơi trơn Người ta thí nghiệm lập thành bảng số liệu quan hệ độ lệch tâm e, thông qua hệ số  , hệ số khả tải Với  = 2.e/S, gọi độ lệch tâm tương đối ổ trượt Như khả tải lớp dầu ổ trượt tăng lên, ta tăng kích thước chiều rộng B đường kính d ổ, tăng độ nhớt  dầu, tăng vận tốc góc  giảm khe hở S ngõng trục lót ổ Ổ lăn Mục tiêu: - Trình bày công dụng, cấu tạo, ưu nhược điểm ổ lăn, phân biệt loại ổ lăn chính; - Trình bày biện pháp bơi trơn che kín ổ lăn, dạng hỏng tiêu tính tốn, cách tính tốn ổ lăn theo khả tải động khả tải tĩnh; - Tính tuổi thọ ổ chọn ổ theo khả tải động; - Chủ động, tích cực học tập 3.2.1.3 Công dụng, cấu tạo, phân loại ưu nhược điểm ổ lăn a) Công dụng Ổ lăn phận máy tiêu chuẩn, dùng để đỡ trục tiết máy lắp trục Nhờ ổ mà trục quay quanh đường tâm xác định Ổ tiếp nhận tải trọng từ trục truyền cho vỏ máy (gối trục) b) Cấu tạo Ổ lăn thường cấu tạo bốn phận : Vịng 1, vịng ngồi 2, lăn vịng cách 157 + Vịng 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 u cầu mà vịng vịng ngồi quay đứng yên Ví dụ: Ổ lăn hộp giảm tốc, vòng quay với ngõng trục cịn vịng ngồi đứng n với vỏ hộp Ổ lăn bánh tơ, vịng đứng n với trục cịn vịng ngồi quay với may + Vịng vịng 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 mơi trường ăn mịn) + Vịng 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 Hình 3.7 Ổ lăn c) Ưu, nhược điểm Ưu điểm: - Hệ số ma sát nhỏ, mơ 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 158 - 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 3.2.1.4 Phân loại ổ lăn a) Ổ bi đỡ dãy (hình 3.7) - 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); Hình 3.8 Ổ bi đỡ lịng cầu dãy - 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; 159 a) b) Hình 3.9 Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Muốn tăng khả tải người ta lắp ổ gối chiều Trường hợp cần chặn lực dọc trục F a 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 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 o-3o d) Ổ đũa trụ ngắn đỡ dãy Gồm loại: Loại vịng ngồi tháo rời (hình 3.9.a); Loại vịng trongtháo rời (hình 3.9.b) Hai ổ chịu lực hướng tâm, khả chịu lực hướng tâm gấp 1.6 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 đũa 1,5o đến 2o Đỉnh côn đũa trùng với đỉnh rãnh lăn; 160 Hình 3.10 Ổ đũa đỡ chặn + 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 3.2.2 Bơi trơn che kín ổ lăn 3.2.2.1 Bơi trơn Bơi 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 3.2.2.2 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 - Che kín rãnh dích dắc, có tác dụng cản chảy chất lỏng (hoặc khí) qua rãnh hẹp, dùng cho vận tốc 161 - 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 3.2.3 Tính tốn ổ lăn 3.2.3.1 Các dạng hỏng tiêu tính tốn a) 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 bôi 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 vòng ổ, lắp ghép với độ dôi lớn, va đập mạnh Các vòng ổ bị vỡ, ổ không làm việc tiếp tục b) 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 c) 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 -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 162 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, vịng 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] 3.2.3.3 Khả tải tĩnh Đối với ổ quay chậm, số vòng quay n < v/ph, tính tốn theo sức bền tĩnh - Hệ số tải trọng tĩnh ổ xác định theo công thức: C0 = Q0 (20-5) Q0 tải trọng quy đổi tác dụng lên ổ lăn theo tải tĩnh Q0 tính sau: 163 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 VÀ BÀI TẬP Trục: Trình bày cơng dụng, phân loại trục? Trình bày kết cấu trục biện pháp cố định tiết máy quay trục? Các dạng hỏng trục vật liệu chế tạo trục Trình bày cách tính sơ trục? Trình bày cách tính gần trục? Trình bày cách tính kiểm nghiệm trục? 120 80 160 Fr2 120 Fa1 Ft1 Fr1 Hình 3.11 164 Ft2 Bài tập Trục trung gian hệ thống truyền động có lực tác dụng hình 15.2 Cho biết Ft1  9000 N , Fr1  3600N , Fa1  4500N , Ft  12000 N , Fr  4800N , ứng suất uốn cho phép  u   60MPa Hãy xác định: a Phản lực ổ trục b Cho mômen tiết diện nguy hiểm trục M  1207,1.10 Nmm Tính chọn đường kính trục tiết diện Một trục hệ thống truyền động có kết cấu hình 15.3 Mơmen xoắn trục M1 = 181264,3Nmm, số vòng quay n = 298,2 vg/ph.Vật liệu trục thép C35 (ch 304Mpa, -1 = 255Mpa, b 510Mpa, -1= 128Mpa) a Xác định sơ đường kính trục b Cho biết tiết diện nguy hiểm vị trí D (đoạn trục lắp bánh có rãnh then) Giả sử chọn đường kính trục vị trí D d = 45 mm, có mơmen chống uốn Wu = 7611,3 mm3, mômen chống xoắn WX = 16557,5 mm3 Biểu đồ mômen uốn, mô men xoắn cho hình 15.4 Ổ trượt: 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  5000N , số vòng quay trục n  1240vg / 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) 165 Ổ Đặc biệt nhẹ Nhẹ Trung Nặng 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 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 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 vòng 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? Hình 16.11 166 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) 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ viết Bình, Lê đăng Hồnh, Nguyễn Ngọc Đào Đồ gá gia cơng khí NXB Đà Nẵng 2000 [2] Trường Trung Học Cơng Nghiệp Hà Nội Giáo trình đồ gá NXB Hà Nội 2002 [3] Châu Mạnh Lực, Phạm Văn Song Trang bị công nghệ cấp phôi tự động Trường Đại Học Kỹ Thuật Đà Nẵng 2003 [4] Nhóm nghiên cứu H K Jung, Thiết kế phận khí, NXB Korea Polytechnic, 2007 [5] S G Lee, Machine Production, Cơ quan phát triển nguồn nhân lực Hàn Quốc 2014 [6] Cho Sangchul, Metalworking based practice, Human Resources Development Service of Korea, 2009 [7] Lee Suyeon, Piping practice, Human Resources Development Service of Korea, 2002 168 ... Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội biên soạn giáo trình mơn học “Ngun lý chi tiết máy? ?? Nội dung môn học để cập đến kiến thức ngun lý, cấu tạo máy nói chung tính tốn chi tiết máy. .. chun mơn - Tính chất: + Là môn học kỹ thuật sở bắt buộc, vừa mang tính chất lý thuyết thực nghiệm; + Là mơn học giúp cho sinh viên có khả tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông... biện pháp xử lý lựa chọn kết cấu, vật liệu để tăng độ bền cho chi tiết máy; + Tính tốn, thiết kế, kiểm nghiệm chi tiết máy phận máy thông dụng, đơn giản - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý