Đây là một môn học công nghệ cốt lõi trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí. Các kỹ sư cơ khí thường gặp nhiều cơ cấu khác nhau trong thực tế. Họ sẽ có thể phân tích, xác định và giải thích các cơ cấu và máy khác nhau trong công việc và cuộc sống hàng ngày. Trong việc bảo trì các loại máy khác nhau, một kỹ sư phải có kiến thức vững chắc về các nguyên tắc cơ bản của cơ cấu và máy. Môn học này đề cập đến các ứng dụng của các kiến thức nên tảng của cơ học kỹ thuật và độ bền của vật liệu vào thiết kế máy. Môn học này được thiết kế để giới thiệu cho sinh viên về các chi tiết máy khác nhau và mối quan hệ cơ học hoặc làm việc giữa các chi tiết máy tạo nên một cơ cấu. Các chi tiết máy được đề cập bao gồm chi tiết liên kết (mối ghép ren, mối ghép hàn), chi tiết truyền động (đai, xích, bánh răng, cam), chi tiết đỡ nối (vòng bi, trục và các bộ phận liên quan). Các thành phần máy được đề cập ở trên, được tính toán và thiết kế để lựa chọn các kích thước cho các chi tiết này. Môn học này giúp cho sinh viên có khả năng giải quyết các bài toán kỹ thuật về tính toán động học máy, trình tự thiết kế các chi tiết máy. Từ đó sinh viên sẽ vận dụng các kiến thức trong môn học để giải quyết các vấn đề về thiết kế máy khi thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp.
- Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy Ổ LĂN I Khái niệm chung 1.1 Cấu tạo 1.2 Phân loại 1.3 Ưu nhược điểm ổ lăn 1.4 Ký hiệu ổ lăn II Cơ sở tính toán ổ lăn 2.1 Sự phân bố lực lăn 2.2 Ứng suất ổ lăn 2.3 Động học động lực học ổ lăn 2.4 Các dạng hỏng tiêu tính tốn 2.5 Khả tải ổ lăn III Tính tốn lựa chọn ổ lăn 3.1 Tính tốn chọn ổ lăn theo khả tải động 3.2 Tính tốn chọn ổ lăn theo khả tải tĩnh Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy I Khái niệm chung Vịng Vịng ngồi 1.1 Cấu tạo Con lăn Vịng cách Bộ mơn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.2 Phân loại Ball bearing (Ổ bi Con lăn cầu) Shape of rolling element Cylindrical roller (Ổ đũa trụ, Lr ≤ 3Dr) (Hình dạng lăn) Long cylindrical roller (Ổ đũa kim, 3Dr ≤ Lr ≤ 10Dr & Dr > 6mm) Needle roller (Ổ đũa kim, 3Dr ≤ Lr ≤ 10Dr & Dr ≤ 6mm) Taper roller (Ổ đũa côn) Roller bearing (Ổ đũaCon lăn trụ) Convex roller (Ổ đũa hình trống) Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.2 Phân loại Single-row Number rows of rolling elements (Theo số dãy lăn) Double-row Four-row Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.2 Phân loại Radial loads (Chịu lực hướng tâm) The load bearing carries (Theo khả chịu lực) Thrust (axial) load (Chịu lực dọc trục) Radial and thrust loads (Chịu lực hướng tâm dọc trục) Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy Extra light (8,9) Light (2,5) Diameter series Medium (3,6) (Theo cỡ đường kính ngồi) Heavy (4) Extra heavy Dimension series Width series (Theo cỡ chiều rộng ổ) Narrow (0) - Ổ hẹp Normal (1) - Ổ bình thường Wide (2) - Ổ rộng Extra wide (3) - Rất rộng Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.3 Ưu nhược điểm Ưu điểm + Hệ số ma sát nhỏ (minimum friction) Chăm sóc bơi trơn đơn giản Kích thước chiều rộng nhỏ so với ổ trượt đường kính ngõng trục + Mức độ tiêu chuẩn hóa cao, giá thành rẻ Nhược điểm + Khả quay nhanh, chịu va đập chấn động + Lắp ghép khó khăn + Kích thước hướng kính lớn Bộ mơn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.4 Các loại ổ lăn thông dụng + Ổ bi đỡ - Deep Groove Ball Bearing + Ổ bi đỡ chặn - Angular contact ball bearing + Ổ bi lòng cầu hai dãy - Self aligning ball bearing + Ổ bi chặn - Thrust ball bearing Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.4 Các loại ổ lăn thông dụng + Ổ đũa trụ ngắn - Cylindrical roller bearing + Ổ đũa côn - Tapered roller bearing + Ổ đũa kim – Needle roller bearing + Ổ đũa lòng cầu – Spherical roller bearing + Ổ đũa chặn – Thrust cylindrical roller bearing Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 1.4 Ký hiệu ổ lăn 10 Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy Basic number (Example 30208) Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy 11 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy II Cơ sở tính tốn ổ lăn 2.1 Sự phân bố lực lăn + Lực hướng tâm Fr phân bố không lăn + Giả thiết lăn phân bố đối xứng = Điều kiện cân lực = +2 ≤ cos + cos + ⋯+ cos + Theo cơng thức tính ứng suất tiếp xúc Hetz, ta có mối quan hệ = = + Mối quan hệ lực = 1+2 cos = : cos cos → cos = + ∑ cos 12 Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy = = + ∑ cos = z M k 1,84 4,35 10 2,28 4,38 12 2,75 4,36 15 3,47 4,37 Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy 13 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 2.2 Ứng suất tiếp xúc ổ lăn + Ứng suất tiếp xúc sinh vùng tiếp xúc lăn với vịng vịng ngồi + Ứng suất tiếp xúc cực đại ổ bi: = 0.388 + Ứng suất thay đổi Ứng suất vịng ngồi phá hủy mỏi + Độ bền mỏi phụ thuộc vòng ổ Ứng suất vòng Vòng quay quay Vịng quay 14 Bộ mơn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 2.3 Động học động lực học ổ lăn + Xét chuyển động vòng trong, lăn vòng cách = = = = = 2 = = + Vòng trong, lăn vòng cách quay với vận tốc khác + Vận tốc vòng cách phụ thuộc vào đường kính lăn, đường kính vịng 15 Bộ mơn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 2.3 Động học động lực học ổ lăn + Chuyển động lăn gây lực ly tâm = + Lực ly tâm không gây ảnh hưởng lớn ổ quay với tốc độ nhỏ, tốc độ quay tăng ảnh hưởng lực ly tâm tăng lên + Lực ly tâm ảnh hưởng xấu đến ổ chặn khả quay nhanh ổ chặn 0.3 lần ổ bi đỡ dãy 16 Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 2.3 Các dạng hỏng tiêu tính tốn Các dạng hỏng + Tróc mỏi bề mặt làm việc + Biến dạng dư bề mặt làm việc + Mòn vòng ổ lăn + Vỡ vòng cách + Vỡ vòng ổ lăn 17 Bộ môn: Cơ sở Thiết kế máy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM - Đỗ Văn Hiến - Nguyên lý máy – Chi tiết máy 2.3 Các dạng hỏng tiêu tính tốn Chỉ tiêu tính tốn + Ổ đứng n làm việc vận tốc thấp (n ≤1 v/p)Tính theo tải tĩnh để tránh biến dạng dư bề mặt + Ổ làm việc vận tốc quay trung bình cao (n≥10 v/p) Tính theo tải động để tránh tróc rỗ bề mặt + Trường hợp ổ quay (1