Giáo trình cơ kỹ thuật cắt gọt kim loại

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ Xà HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH CƠ KỸ THUẬT NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI Hà Nội, năm 2019 BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ Xà HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: CƠ KỸ THUẬT NGÀNH, NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI (Ban hành kèm theo QĐ số 248a/ QĐ - CĐNKTCN ngày1 7thán9 năm 2019 Hiệu trưởng Trường CĐN Kỹ thuật công nghệ ) Hà Nội, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Ngày khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão, ngành kỹ thuật chiếm vị trí quan trọng kinh tế Vì việc đào tạo nhân lực cho ngành kỹ thuật đóng vai trị quan trọng để tạo nguồn nhân lực có lực phục vụ cho kinh tế phát triển nước ta Cơ lý thuyết môn học sở giảng dạy trường cao đẳng, đại học kỹ thuật Nó khơng môn học sở cho nhiều mơn học chun ngành mà cịn có tiềm lực phát triển tư kỹ thuật cho sinh viên Giáo trình “Cơ kỹ thuật” xây dựng sở giáo trình giảng dạy trường kỹ thuật kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy giáo viên ngành Giáo trình biên soạn cho phù hợp với đặc điểm sinh viên trường cao đẳng nghề Giáo trình “Cơ kỹ thuật” biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, bổ sung nhiều kiến thức mới, nội dung đề cập tới kiến thức bản, cốt lõi để đáp ứng tính chất đặc trưng nghề khí Trong biên soạn giáo trình tác giả có nhiều cố gắng không tránh khỏi khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến từ bạn đọc Hà Nội, ngày tháng năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Phầ n mô ̣t : Cơ ho ̣c vâ ̣t rắn Chương I: Tĩnh học Các khái niệm định luật tĩnh học Hệ lực phẳng Hệ lực không gian Ma sát Chương II: Động học Chuyển động chất điểm Chuyển động vật rắn Tổng hợp chuyển động Chuyển động song phẳng vật rắn Chương III: Động lưc̣ học Lư ̣c quán tı́nh Tro ̣ng tâm, khối tâm Nguyên lý Đalambe Phầ n hai: Sức bền vật liệu Mở đầu Kéo, nén tâm- cắt Đặc trưng hình học hình phẳng Xoắn tuý tròn 5.Uốn phẳng thẳng Phầ n ba : Chi tiết máy Chương V: Các tiế t máy ghép Mối ghép Đinh tán Mối ghép Hàn Mối ghép Ren Mối ghép Then Then hoa Chương VI: Mô ̣t số bô ̣ truyền chuyể n động Bộ truyền Đai Bô ̣ truyề n Xı́ch Bộ truyền Bánh Bộ truyền Tru ̣c vı́t – Bánh vı́t Chương VII: Cơ cấ u biế n đổ i chuyể n đô ̣ng Cơ cấ u Bánh – Thanh Cơ cấ u tru ̣c vı́t – Đai ố c Cơ cấ u Cam Cơ cấ u Cu lı́t Chương VIII: Tru ̣c Khái niê ̣m chung Cấ u tạo và phân loại Phương pháp tính tru ̣c Trả lời câu hỏi tập Tài liệu tham khảo TÊN MƠN HỌC: CƠ KỸ TḤT Mã mơn học : MHCG12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học - Vị trí: + Mơn học bố trí trước, đồng thời sau học sinh học xong môn học chung bắt buộc + Mơn học bố trí trước mơn học, mơ-đun đào tạo chun mơn nghề - Tính chất: + Là môn học kỹ thuật sở thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc + Môn học cung cấp kiến thức tải trọng phổ biến dùng ngành khí + Mơn học cung cấp nguyên lý hoạt động số truyền, cấu thông dụng - Ý nghĩa, vai trị +Tính tốn yếu tố lực tác dụng lên vật rắn trạng thái tĩnh (trạng thái cân bằng), sức bền vật liệu các kế t cấ u yếu tố động học, động lực học vật rắn + Là sở tính tốn cho môn chuyên ngành khác Mục tiêu môn học: + Kiế n thức: - Trình bày các đinh ̣ luâ ̣t tıñ h ho ̣c, khái niệm liên kết và phản lực liên kế t - Trı̀nh bày các khái niê ̣m lực, ̣ lực, mômen lực điểm, ngẫu lực, véc tơ chı́nh, mô men chı́nh của hệ lực, lực ma sát - Trı̀nh bày phương pháp giải phóng liên kế t, cách hợp và tách lực đồng quy, phương pháp dời lực song song, phương pháp thu go ̣n ̣ lực về tâm - Trı̀nh bày điề u kiện và các phương trı̀nh cân của ̣ lực phẳng, ̣ lực không gian ( Bấ t kỳ, đồng qui, song song) - Trı̀nh bày các vấ n đề bản về chuyển động của chất điể m và vật rắn: Khái niê ̣m, phương trı̀nh chuyển động , vận tốc dài, vận tốc góc, gia tốc, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến - Trình bày các vấn đề bản về động lực ho ̣c: Khố i tâm, tro ̣ng tâm, lực quán tı́nh, động lượng, nguyên lý Đalambe - Trình bày các vấn đề bản kéo nén, cắt, dập, xoắn, uốn: Khái niệm, phương pháp xác đinh ̣ nô ̣i lực, ứng suấ t và cách vẽ biểu đồ nô ̣i lực của chúng - Trình bày các mối ghép Hàn, đinh tán, ren, then , then hoa - Trình bày vấ n đề bản (Khái niê ̣m, đặc điể m, cấu ta ̣o, nguyên lý hoạt động, phương pháp tı́nh) cấu truyền và biến đổi chuyể n động - Trình bày cấu ta ̣o, phân loa ̣i, phương pháp tı́nh tru ̣c + Kỹ năng: - Tính toán lực phương pháp đa giác lực phương pháp chiếu - Giải các bài toán về liên kết: Giải phóng các liên kết, biểu diễn lực tác du ̣ng và phản lực liên kế t, lập hệ phương trı̀nh cân lực và mơ men, tính tốn phản lực liên kết - Giải bài toán cân vật rắn đặt mặt phẳng ngang - Xác đinh ̣ điề u kiện cân có ma sát và giải các bài toán ma sát - Lâ ̣p phương trı̀nh chuyể n động, vẽ ho ̣a đồ và xác đinh ̣ vận tốc dài, vận tốc góc, gia tốc của chất điể m và vật rắn các chuyể n động thẳng, quay chuyể n động song phẳng - Trình bày khái niệm Lực quán tı́nh, tro ̣ng tâm, khố i tâm, nguyên lý Đalambe - Tı́nh tro ̣ng tâm của hình phẳng, khối tâm của vật thể - Tı́nh Lực quán tı́nh, động lượng của vâ ̣t thể chuyến động và biế n đổi động lượng va cha ̣m - Giải các bài toán bản ( Kiể m nghiệm bền, tı́nh toán kı́ch thước tải tro ̣ng cho phép) chịu kéo - nén, cắt, dập, xoắn, uốn túy - Áp du ̣ng và tı́nh biế n da ̣ng của số trường hợp đơn giản - Tı́nh toán và chọn lựa số cấ u truyền động, biến đổi chuyể n động thông du ̣ng: Đai,Bánh răng, Xích, Tru ̣c vı́t - Bánh vít Bánh răng- răng, Cam, Culit - Tính tốn Tru ̣c đơn giản + Năng lực tự chủ và trách nhiê ̣m: Rèn luyê ̣n tı́nh cẩn thận, tác phong của người làm kỹ thuâ ̣t ; Ý thức tự giác ho ̣c tâ ̣p, tuân thủ qui đinh ̣ Nội dung môn học Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian Số TT I II III IV Tên chương mục Phầ n mô ̣t : Cơ ho ̣c vâ ̣t rắ n Tĩnh học Các khái niệm định luật tĩnh học Hệ lực phẳng Hệ lực không gian Ma sát Động học Chuyển động chất điểm Chuyển động vật rắn Tổng hợp chuyển động Chuyển động song phẳng vật rắn Động lưc̣ học Lực quán tı́nh Tro ̣ng tâm, khố i tâm Nguyên lý Đalambe Phầ n hai: Sức bền vật liệu Tổng Lý số thuyết V Thi/ Kiểm tra* 25 11 16 11 3 0 20 12 Mở đầu Kéo, nén tâm- cắt Đặc trưng hình học hình phẳng Xoắn tuý tròn 5.Uốn phẳng thẳng Phầ n ba : Chi tiết máy Các tiế t máy ghép Mối ghép Đinh tán Thực hành/ thực tập/thí nghiệm/bài tập/thảo luận 28 19 7 Mối ghép Hàn Mối ghép Ren Mối ghép Then Then hoa VI Mô ̣t số bô ̣ truyền chuyển động Bộ truyền Đai Bô ̣ truyề n Xı́ch Bộ truyền Bánh Bộ truyền Tru ̣c vı́t – Bánh vı́t VII Cơ cấ u biế n đổ i chuyể n động Cơ cấ u Bánh – Thanh Cơ cấ u tru ̣c vı́t – Đai ố c Cơ cấ u Cam Cơ cấ u Cu lı́t VIII Tru ̣c Khái niê ̣m chung Cấ u ta ̣o và phân loa ̣i Phương pháp tı́nh tru ̣c Thi kế t thúc môn ho ̣c Tổ ng cô ̣ng 13 3 0 1 24 75 45 151 σu = 6.Fnu.l / (B.Sf ) Vết nứt chân thường xuất phía chịu kéo chân răng, nên giá trị ứng suất tổng σF tính theo cơng thức: σF = σu - σn Đặt l = e.m, Sf = g.m Trong e g số tính tốn, m mơ đun Và tính lực pháp tuyến Fn  2.T1.K Fv k F  d w1.cos w KFv hệ số kể đến tải trọng động, tính cho sức bền uốn, KFβ hệ số kể đến phân bố tải không dọc theo chiều dài Thay giá trị thông số vào cơng thức tính ứng suất σF, ta có: F  Với YF  2.T1.K Fv K F   6.e.cos a sin  a  2.T1.K Fv K F   YF   d w1 B.m  g cos w g.cos w  d w1B.m 6.e.cos a sin  a gọi hệ số dạng  g cos w g cos w Giá trị YF không phụ thuộc mô đun m, mà phụ thuộc vào thơng số xác định hình dạng YF gọi hệ số dạng Khi tính bánh răng, xác định giá trị YF từ bảng tra sách Bài tập Chi tiết máy, phụ thuộc vào số z hệ số dịch dao x bánh  F1  2.T1 K Fv K F  d w1.B.m YF ;  F   F YF YF Giá trị [σF] chọn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo bánh răng, phương pháp nhiệt luyện thể tích răng, số chu kỳ ứng suất uốn, tầm quan trọng bánh răng, kích thước Có thể tra sổ tay thiết kế, sách Bài tập Chi tiết máy Giả sử tiêu F1 ≤ [F1] thỏa mãn, ta có: m  1, T1 K FV K F  K F Z12  d  F   d hệ số chiều rộng bánh theo đường kính d, lấy theo kinh nghiệm phần tính bánh theo sức bền tiếp xúc Lấy giá trị m theo dãy số tiêu chuẩn - Kiểm tra sức bền uốn bánh 2, khơng đủ bền phải chọn tăng giá trị mơ đun m lên - Tính thơng số khác truyền, vẽ kết cấu bánh 3.4 Tính tốn truyền bánh trụ nghiêng Phương pháp tính truyền bánh nghiêng tương tự tính truyền bánh trụ thẳng Cơng thức tính truyền bánh trụ nghiêng thiết lập cách phân tích đặc điểm sức bền bánh nghiêng so với bánh thẳng, đưa vào cơng thức tính tốn bánh trụ 152 thẳng hệ số điều chỉnh, kể đến khác biệt sức bền bánh nghiêng bánh thẳng 3.4.1 Theo độ bền tiếp xúc Xuất phát từ cơng thức Héc, có kể đến đặc điểm sức bền bánh nghiêng, ta có cơng thức tính ứng suất tiếp xúc bánh trụ nghiêng H  Z M Z Z H dW 2T1.K HV K H  K H  u  1 B.i Trong đó: Hệ số kể đến vật liệu ZM lấy tương tự bánh trụ thẳng Hệ số kể đến có nhiều đôi ăn khớp Z  Hệ số kể đến hình dạng mặt Z H   2.cos sin 2 wt Giá trị hệ số KHv, KH, KH lấy từ bảng tra sổ tay thiết kế khí, sách Bài tập Chi tiết máy Chú ý: 1/2 + Hai bánh thường thép, nên lấy gần ZM = 275 MPa , + Bánh tiêu chuẩn dùng góc profil  = 20 , hệ số dịch dao không lớn, lấy gần ZH = 1,76, + Các truyền bánh thường dùng có hệ số trùng khớp  ≈ 1,6, + Đặt phương trình phụ  a = B/awt,  a gọi hệ số chiều rộng bánh theo khoảng cách trục Hoặc  d = B/dwt1, hệ số chiều rộng bánh theo đường kính bánh dẫn Giá trị  a chọn theo kinh nghiệm, tương tự bánh trụ thẳng - Ứng suất cho phép [H] lấy tương tự tính bánh trụ thẳng - Giả sử tiêu H ≤ [H] thỏa mãn, Ta có cơng thức tính đường kính bánh dẫn, khoảng cách trục sau: d wt1  68 T1.K HV K H  K H  u  1 awt  48  i  1  d i. H  T2 K HV K H  K H  a i  H  Đối với truyền thơng dụng, lấy mơ đun mn = (0,01 ÷ 0,02).awt, chọn giá trị mn dãy số tiêu chuẩn Tính mơ đun mt thơng số khác truyền Ví dụ, B =  a.awt; dwt2 = i.dwt1; Z1 ≈ dwt1/mt, vv 3.4.2 Theo độ bền uốn 153 Thực tính tốn tương tư với bánh trụ thẳng, có kể đến đặc điểm sức bền, ta có cơng thức tính ứng suất uốn tiết diện chân bánh sau:  F1  2.T1 K FV K F  K F d wt1.B.mn  F   F .YF 1.Y Y YF YF Trong đó: Giá trị hệ số dạng YF1 tra bảng theo số ztđ1 x1; hệ số dạng YF2 tra bảng theo số ztđ2 x2 Yđ hệ số kể đường tiếp xúc nằm chếch mặt răng, Y   o 140 , Y hệ số kể đến có nhiều đôi ăn khớp, Y = 1/ Giá trị hệ số KFv, KF, KF lấy từ bảng tra Sổ tay thiết kế, sách Bài tập Chi tiết máy - Giả sử tiêu F1 ≤ [F1] thỏa mãn, ta tính được: mn  1,12 T1 K FV K F  K F Z td2 1. d  F   d hệ số chiều rộng bánh theo đường kính d, lấy theo kinh nghiệm phần tính bánh theo sức bền tiếp xúc Lấy giá trị mn theo dãy số tiêu chuẩn - Kiểm tra sức bền uốn bánh 2, không đủ bền phải chọn tăng giá trị mơ đun mn lên - Tính mơ đun mt thơng số khác truyền, vẽ kết cấu bánh Bộ truyền Trục vít- Bánh vı́t 4.1 Khái niêm ̣ chung 4.1.1 Cấu tạo Bộ truyền trục vít - bánh vít thường dùng truyền chuyển động hai trục vng góc với khơng gian (Hình 13.1), chéo Bộ truyền trục vít có phận chính: + Trục vít dẫn 1, có đường kính d1, trục vít thường làm liền với trục dẫn I, quay với số vịng quay n1, cơng suất truyền động P1, mơ men xoắn trục T1 + Bánh vít bị dẫn 2, có đường kính d2, lắp trục bị dẫn II, quay với số vịng quay n2, Hình 13.1 Bộ truyền trục vít - bánh vít Trục vít; Bánh vít 154 cơng suất truyền động P2, mơ men xoắn trục T2 + Trên trục vít có đường ren (cũng gọi trục vít), bánh vít có tương tự bánh Khi truyền động ren trục vít ăn khớp với bánh vít, tương tự truyền bánh 1.1.2 Phân loại a Theo vị trí tương đối trục vít so với bánh vít - Bộ truyền trục vít nằm (Hình 13.2) - Bộ truyền trục vít nằm (Hình 13.3) - Bộ truyền trục vít nằm bên cạnh: (Hình 13.4) Hình13.2 Bộ truyền trục vít nằm Hình 13.3 Bộ ruyền trục vít nằm Hình 13.4 Bộ truyền trục vít nằm bên cạnh b Theo hình dáng trục vít - Bộ truyền trục vít trụ (Hình 13.5) - Bộ truyền trục vít lõm (bộ truyền glơbơit) (Hình 13.6) Hình 13.5 Trục vít trụ c Theo biên dạng (profin)ren - Bộ truyền trục vít acsimet - Bộ truyền trục vít Convơlut - Bộ truyền trục vít thân khai Hình 13.6 Trục vít lõm 155 4.2 Các thơng số hình học, ̣ng ho ̣c, đô ̣ng lư ̣c ho ̣c chủ yếu truyền Trục vít- Bánh vı́t 4.2.1 Vận tốc tỷ số truyền - n1, n2: Lần lượt số vòng quay trục vít, bánh vít, (v/ph) - Z1: Số mối ren trục vít; - Z2: Số bánh vít - Tỷ số truyền, ký hiệu u, i n1 Z d   tg n2 Z1 d1 - Công suất trục dẫn P1(kW) công suất trục bị dẫn P2 (kW) - Vận tốc vòng bánh dẫn v1, bánh bị dẫn v2; m/s v1   d1n1 60.10 ; v2   d n2 60.10 Hnh 13.7 Vận tốc trượt truyền trục vít - d1: Đường kính mặt trụ chia trục vít, d1 = q.m - d1: Đường kính mặt trụ lăn trục vít - m: Môđun (lấy theo tiêu chuẩn) - q: hệ số đường kính (lấy theo tiêu chuẩn) (khi tính sơ q  0, 26 Z ) - : Góc nâng ren trục vít, tg = Z1/q - Vận tốc trượt vtr vtr = v1/cosγ Đối với truyền không dịch chỉnh: vtr  mn1 Z12  q 19100 4.2.2 Lực tác dụng lên truyền Khi truyền làm việc, trục ổ mang trục vít bánh vít chịu tác dụng lực sau (Hình 13.8): - Lực tiếp tuyến Ft1 tác dụng lên trục dẫn I, lực Ft2 tác dụng lên trục II Phương Ft1 tiếp tuyến với vịng lăn trục vít, phương Ft2 tiếp tuyến với vịng lăn 156 bánh vít Chiều Ft1 ngược với chiều quay n1, chiều Ft2 với chiều quay n2 Giá trị Ft1 Ft2: Ft1  2T1 2T , Ft  d1 d2 Quan hệ Ft1 Ft2 xác định: Ft1 =Ft2.tg(γ+) Trong  góc ma sát bề mặt tiếp xúc ren trục vít bánh vít : Góc nâng ren trục vít T1 , T2 : Mômen xoắn trục dẫn trục bị dẫn; (Nmm) d1 , d : Đường kính vịng chia trục vít bánh vít; (mm) - Lực hướng tâm Fr1 tác dụng lên trục I, vuông Hnh 13.8 Lực tác dụng lên trục ổ truyền trục vít góc với trục I hướng phía trục I Lực hướng tâm Fr2 vng góc với trục II hướng phía trục II Fr1 = Fr2 = Ft2.tgα/cosγ - Lực dọc trục Fa1 tác dụng lên trục I, song song với trục I Lực dọc trục Fa2 song song với trục II Chiều lực Fa1, Fa2 phụ thuộc vào chiều quay chiều nghiêng đường ren Giá trị lực dọc trục: Fa1 = Ft2 = 2.T2/d2 Fa2 = Ft1 = 2.T1/d1 Lực Fa1 tác dụng lên trục vít có giá trị lớn, dễ làm trục vít ổn định 3.Tính truyền Trục vít- Bánh vı́t 4.3.1 Các tiêu tính tốn truyền Để tránh dạng hỏng nêu trên, người ta tính tốn truyền trục vít theo tiêu: σH ≤ [σH2] (13-1) σF2 ≤ [σF2] (13-2) θlv ≤ [θ] (13-3) Fa1 ≤ [Fa] (13-4) Trong đó: σH ứng suất tiếp xúc điểm nguy hiểm mặt răng, [σH2] ứng suất tiếp xúc cho phép mặt bánh vít σF2 ứng suất uốn điểm nguy hiểm tiết diện chân bánh vít, 157 [σF2] ứng suất uốn cho phép bánh vít, tính theo sức bền mỏi θlv nhiệt độ làm việc truyền trục vít [θ] nhiệt độ làm việc cho phép truyền [Fa] lực dọc trục cho phép trục vít Tính tốn truyền trục vít theo tiêu 14-1, tính theo sức bền tiếp xúc Tính theo tiêu 13-2, gọi tính theo sức bền uốn Tính theo tiêu 13-3, gọi tính theo điều kiện chịu nhiệt Tính theo tiêu 13-4, gọi tính theo độ ổn định thân trục vít 4.3.2 Ứng suất cho phép Ứng suất tiếp xúc cho phép chọn sau: - Đối với bánh vít đồng thiếc, có σb < 300 MPa, lấy [σH] = (0,75÷0,9).σb.KNH Trong KNH hệ số kể đến số chu kỳ ứng suất K NH  N No - Đối với bánh vít đồng khơng thiếc, có σb > 300 MPa, lấy [σH] = 250 MPa, vận tốc vtr = 0,5 m/s, [σH] = 210 MPa, vận tốc vtr = m/s, [σH] = 160 MPa, vận tốc vtr = m/s, [σH] = 120 MPa, vận tốc vtr = m/s, - Đối với bánh vít gang, lấy [σH] = 120 MPa, vận tốc vtr = 0,5 m/s, [σH] = 110 MPa, vận tốc vtr = m/s, Ứng suất uốn cho phép lấy sau: - Đối với bánh vít đồng thanh, quay chiều, lấy [σF] = (0,25.σch + 0,08.σb).KNF quay hai chiều, lấy [σF] = 0,16.σb.KNF KNF hệ số kể đến số chu kỳ ứng suất K FH  N No - Đối với bánh vít gang, quay chiều, lấy [σF] = 0,12.σbu quay hai chiều, lấy lấy [σF] = 0,075.σbu Ứng suất tiếp xúc ứng suất uốn cho phép tải chọn sau: Bánh vít đồng thiếc, lấy [σHqt] = 4.σch, [σFqt] = 0,8.σch, 158 Bánh vít đồng không thiếc, lấy [σHqt] = 4.σch, [σFqt] = 0,8.σch, Bánh vít gang, lấy [σHqt] = 1,5.[σH2], [σFqt] = 0,6.σb 159 Chương Cơ cấ u biế n đổ i chuyể n đô ̣ng Mã chương: MHCG12-07 Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, cấ u ta ̣o, nguyên lý làm việc, đă ̣c điể m, phạm vi ứng dụng các cấ u biế n đổ i chuyể n đô ̣ng: Bánh - Thanh răng, Tru ̣c vı́t – Đai ốc, Cam, Cu lit - Rèn luyê ̣n tı́nh cẩ n thâ ̣n, tác phong làm viê ̣c khoa ho ̣c của người làm kỹ thuâ ̣t Cơ cấ u Bánh - Thanh 1.1 Khái niêm ̣ chung Cơ cấu Bánh - cấu n biến thể bánh gồm bánh ¨n khíp T víi r¨ng ( Thanh r¨ng lµ bánh có R có bố trí mặt phẳng) dùng để biến đổi chuyển động quay CĐ tịnh tiến ngược lại 1.2 Cấ u ta ̣o và nguyên lý hoa ̣t đô ng a) Cấu tạo Gồm có khâu: 1- Bánh (Răng thẳng, nghiêng, chữ V) - Thanh (Răng thẳng, nghiêng, chữ V) - Giá b) Nguyên lý truyền động Khi bánh (1) chủ động bánh quay ngược chiều kim đồng hồ Thanh (2) chuyển động tịch tiến (đi lên) Khi bánh có chiều quay ngược lại chuyển động tịnh tiến (đi xuống) 1.3 Đă ̣c điể m pha ̣m vi ứng du ng Dùng nhiều máy cắt kim loại để biến chuyển động quay bánh thành chuyển động tịch tiến ngược lại VD: Trong cấu chạy dao dọc máy tiện, Dùng kích nâng: Biến chuyển động tay quay thành chun ®éng cđa ®éi Cơ cấ u Tru ̣c vít – Đai ớ c 2.1 Khái niêm ̣ chung Cơ cấu trục vít đai ốc cấu khâu dùng để biến chuyển động quay vít thành chuyển động tịnh tiến lại đai ốc 2.2 Cấ u ta ̣o và nguyên lý hoa ̣t ụ ng a) Cấu tạo Gồm khâu: - Trục vít có ren (ren hình thang, hình vuông) 2- §ai èc cã ren (liỊn, nưa) - Gi¸ 160 b) Nguyên lý truyền động Nếu vít (1) khâu dẫn biến chuyển động quay vít thành chuyển động tịnh tiến lại đai ốc (2) Nếu vít quay liên tục, đai ốc chuyển động giám đoạn Dùng đai ốc hai nửa 2.3 Đă ̣c điể m pha ̣m vi ứng du ng Cơ cấu Vít - đai ốc dùng chuyển động giám đoạn như: Vít me máy tiện, vít kích để nâng hạ vật, hệ thống mở cống nước Cơ cấ u Cam 3.1 Khái niêm ̣ chung Cơ cấu culít cấu gồm bốn khâu dùng để biến chuyển động quay (đều) khâu dẫn thành chuyển động lắc qua lắc lại khâu bị dẫn (culÝt) 3.2 Cấ u ta ̣o và nguyên lý hoa t ụ ng a) Cấu tạo Gồm khâu: - Tay quay ( khâu dẫn) - Con trượt - Culít ( khâu bị dẫn) - Giá đỡ b) Nguyên lý hoạt động Tay quay (1) quay quanh tâm (O) đầu (A) lắp trượt (2) Thông qua trượt (2) truyền chuyển động rÃnh culít (3) làm cho cu lít (3) lắc qua lắc lại góc () quanh tâm C 3.3 ̣c điể m và pha ̣m vi ứng du ̣ng Cơ cấu culít thường dùng máy bào Cơ cấ u Cu lı́t 4.1 Khái niêm ̣ chung Cơ cấu bánh cóc gồm khâu dùng để biến chuyển động quay cần lắc thành chuyển động quay giám đoạn bánh cóc 4.2 Cõ u ta ̣o và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng a) CÊu tạo Cơ cấu bánh cóc gồm khâu đó: - Cần lắc - Con cóc - Bánh cóc - Giá b) Nguyên lý truyền động Khi cần lắc (1) khâu dẫn chuyển động lắc ( cấc khác tạo lên) từ A1 đến A2 , cóc (2) lọt vào rÃnh bánh răng, cóc đẩy bánh cóc quay chiều góc tương ứng Khi cần lắc quay ngược lại ( hành trình về) cóc trượt lưng bánh cóc, bánh cóc đứng yên, cóc D có tác dụng hÃm không cho bánh cóc quay ngược lại 4.3 Đă ̣c điể m và pha ̣m vi ứng du ng 161 Cơ cấu bánh cóc thường dùng máy đóng đồ hộp, máy chiếu phim máy cắt kim loại 162 Chng Tru ̣c Mã chương: MHCG12-08 Mục tiêu: - Trình bày khái niệm, cấ u ta ̣o, phương pháp tı́nh tru ̣c - Tính tốn đươ ̣c tru ̣c chiụ lực đơn giản - Rèn luyện tính cẩn thâ ̣n, tác phong làm việc khoa ho ̣c của người làm kỹ thuâ ̣t Khái niêm ̣ chung Trục tiết máy dùng để đỡ tiết máy quay bánh đai, bánh răng, đĩa xích, … để truyền mơmen xoắn làm hai nhiệm vụ Cấ u ta ̣o và phân loa ̣i - Dựa vào tải trọng tác dụng lên trục gồm có: + Trục tâm: đỡ chi tiết máy quay nghĩa chịu mơ men uốn mà khơng chịu mơ men xoắn (ví dụ trục tang cáp máy nâng chuyển Tang cáp quay nhờ ăn khớp vành tang Trục quay không quay với tang) + Trục truyền chung: trục quay, dùng để truyền mô men xoắn đến phận máy công tác nghĩa chịu mô men xoắn + Trục truyền: trục quay, vừa đỡ chi tiết máy quay vừa truyền mô men xoắn đến tiết máy quay ngược lại nghĩa tiếp nhận đồng thời mơ men uốn lẫn mơ men xoắn, (ví dụ trục hộp giảm tốc) - Dựa theo dạng đường tâm trục + Trục thẳng: đường tâm trục đường thẳng; + Trục khuỷu: đường tâm trục đường gấp khúc (ví dụ trục khuỷu động đốt trong); + Trục mềm: dùng để truyền chuyển động quay mô men xoắn phận máy có vị trí thay đổi làm việc (ví dụ dùng máy chữa răng) - Theo cấu tạo chia ra: trục trơn, trục bậc, trục đặc trục rỗng Với loại trục tiết diện trịn thì: + Trục trơn: có đường kính không đổi suốt chiều dài trục Trục trơn ngắn cịn gọi chốt; + Trục bậc: đường kính giảm dần đầu trục; + Trục đặc: tiết diện hình trịn đặc; + Trục rỗng: tiết diện hình vành khăn Phương pháp tính tru ̣c 3.1 Tính sơ 163 Để tính sơ đường kính trục dùng cơng thức kiểm nghiệm Khi khơng có cơng thức kiểm nghiệm thích hợp đường kính trục định sơ theo mơmen xoắn lúc chiều dài trục chưa xác định nên chưa tìm mơmen uốn dk  Mx 0,   (mm) Trong đó: Mx: Mơ men xoắn trục, Nmm;    20  35 N/mm2: Ứng suất tiếp cho phép 3.2 Tính gần Sau ki tìm sơ đường kính trục, tiến hành định kết cấu kích thước trục, có xét đến vấn đè lắp, tháo, cố định định vị tiết máy trục v.v Định vị ổ trục điểm đặt lực Trên thực tế lực phân bố chiều dài mayơ, ổ, để đơn giản ta coi lực tập trung Phân tích lực tác dụng lên trục, tính phản lực vẽ biểu đồ mômen uốn Nếu lực nằm mặt phẳng khác thi phân tích chúng thành phần nằm mặt phẳng ngang, tính cá phản lực mặt phẳng Vẽ biểu đồ mômen uốn mặt phẳng đứng, mặt phẳng ngang biểu đò mômen xoắn Thực tế cho thấy hầu hết trục phá hỏng mỏi Vì phép tính xác trục cách tính độ bền mỏi phép tính độ bền mỏi rút lại xác định hệ số an toàn bền tính tốn n tiết diện coi nguy hiểm trục Điều kiện sau: n n n n2  n2   n Trong đó:  n  : hệ số an toàn để đảm bảo độ bền, độ cứng vững; n : Hệ số an toàn theo ứng suất pháp; n : Hệ số an toàn theo ứng suất tiếp; n   1 k   a    m n   1 : Giới hạn mỏi vật liệu chịu uốn, Đối với thép cacbon  1  0, 43 B  1 k   a   m 164 Đối với thép hợp kim  1  0, 43 B   70  120  N / mm2  1 : Giới hạn mỏi vật liệu chịu xoắn,  1   0,  0,58   1  a , a : biên độ ứng suất ứng suất trung bình ứng suất pháp;  m , m : biên độ ứng suất ứng suất trung bình ứng suất tiếp; a  Mu ,  m  (khi tải trọng chiều dọc trục lớn) Wu a m   max  Mx 2Wx Mu, Mx: Mômen uốn, mômem xoắn; Wu, Wx: Mômen chống uốn, mômen chống xoắn k , k : hệ số tập trung ứng suất uốn, xoắn   ,  : hệ số tỷ lệ đường kính trục ứng suất uốn, xoắn   ,  hệ số xét đến ảnh hưởng ứng suất trung bình tới độ bền mỏi uốn xoắn 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Văn Hồng Giáo trình Cơ kỹ thuật Nhà xuất Lao động xã hội 2005 Nguyễn Trọng Cơ học sở Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 Đỗ Xanh Cơ học ứng dụng Nhà xuất giáo dục 2004 GS-TS.Đỗ Xanh Giáo trình Cơ kỹ thuật Nhà xuất giáo dục 2005 GS-TS.Đỗ Xanh Giáo trình Cơ học Tập 1, Nhà xuất giáo dục 2003 GS-TS.Đỗ Xanh Bài tập học Tập 1, Nhà xuất giáo dục 2008 ... ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: CƠ KỸ THUẬT NGÀNH, NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI (Ban hành kèm theo QĐ số 248a/ QĐ - CĐNKTCN ngày1 7thán9 năm 2019 Hiệu trưởng Trường CĐN Kỹ thuật công... kỹ thuật? ?? xây dựng sở giáo trình giảng dạy trường kỹ thuật kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy giáo viên ngành Giáo trình biên soạn cho phù hợp với đặc điểm sinh viên trường cao đẳng nghề Giáo trình. .. ta Cơ lý thuyết môn học sở giảng dạy trường cao đẳng, đại học kỹ thuật Nó khơng môn học sở cho nhiều môn học chun ngành mà cịn có tiềm lực phát triển tư kỹ thuật cho sinh viên Giáo trình ? ?Cơ kỹ