Chương 1 đại cương về thiết kế máy và chi tiết máy

Nội dung Tổng cộng Chương Đại cương thiết kế máy chi tiết máy Chương Những tiêu chủ yếu khả làm việc chi tiết máy Chương Mối ghép đinh tán Chương Mối ghép hàn Chương Mối ghép then then hoa Chương Mối ghép ren Tổng Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 30 Tài liệu học tập tham khảo: - Sách, giáo trình chính: •Nguyễn Trọng Hiệp (2007), Chi tiết máy 1, NXB Giáo dục •Nguyễn Trọng Hiệp (2007), Chi tiết máy 2, NXB Giáo dục - Sách tham khảo: •Trịnh Chất (2007), Cơ sở thiết kế máy chi tiết máy, NXB Khoa học kỹ thuật •Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2007), Thiết kế máy chi tiết máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội •S.Anvoner (1989), Solution of Problemsin Machines, London, Sir Isaac Pinman Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy Theory of Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.1 Nội dung trình tự thiết kế máy 1.1.1 Nội dung • Chi tiết máy phần tử cấu tạo hồn chỉnh máy • Chi tiết máy có nhiều loại khác hình dáng, kích thước, tính năng, ngun lý hoạt động… • Trên quan điểm thiết kế chia chúng thành hai nhóm: chi tiết máy có cơng dụng chung chi tiết máy có cơng dụng riêng • Máy móc thiết kế chế tạo dựa việc lắp ghép nhiều chi tiết máy với Chúng cần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật suất, độ tin cậy, tuổi thọ, giá thành, hình thức… Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.1 Nội dung trình tự thiết kế máy 1.1.1 Nội dung • Nội dung thiết kế máy đảm bảo yêu cầu bao gồm: • Xác định nguyên tắc hoạt động chế độ làm việc máy thiết kế • Lập sơ đồ chung tồn máy phận máy, thỏa mãn yêu cầu cho trước • Xác định lực, momen tác dụng lên phận máy đặc tính thay đổi tải trọng theo thời gian • Chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy • Tiến hành tính tốn động học, động lực học, hình dạng, kích thước phận máy • Thiết lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết máy, lắp ráp máy • Lập thuyết minh dẫn sử dụng sửa chữa máy Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.1 Nội dung trình tự thiết kế máy 1.1.2 Trình tự thiết kế chi tiết máy • Lập sơ đồ tính tốn, kết cấu đơn giản hóa, lực tác dụng coi tập trung phân bố theo quy luật • Xác định tải trọng tác dụng lên chi tiết máy • Chọn vật liệu thích hợp với điều kiện làm việc chi tiết máy, khả gia cơng có xét đến yếu tố kinh tế • Tính tốn kích thước chi tiết máy theo tiêu chủ yếu khả làm việc Các tính tốn thường tính tốn sơ • Dựa theo tính toán điều kiện chế tạo lắp ghép….để vẽ kết cấu cụ thể chi tiết máy với đầy đủ kích thước, dung sai, độ nhám bề mặt… • Tiến hành tính tốn kiểm nghiệm theo tiêu Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.1 Nội dung trình tự thiết kế máy 1.1.3 Khái quát yêu cầu máy chi tiết máy a Khả làm việc •Khả làm việc chi tiết máy khả máy chi tiết máy hồn thành chức định •Khả làm việc bao gồm tiêu: Độ bền, độ cứng, độ bền mòn, độ chịu nhiệt, độ chịu dao động, tính ổn định b Hiệu sử dụng •Máy phải có xuất cao, hiệu suất cao, tiêu tốn lượng, có độ xác hợp chi phí thiết kế, chế tạo, vận hành, sử dụng, đồng thời phải có kích thước trọng lượng nhỏ gọn Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.1 Nội dung trình tự thiết kế máy 1.1.3 Khái quát yêu cầu máy chi tiết máy c Độ tin cậy cao •Độ tin cậy tính chất máy, phận máy chi tiêt máy phải đảm bảo chúng thực khả định, đồng thời đảm bảo tiêu hiểu sử dụng suốt thời gian làm việc d An tồn sử dụng •Máy chi tiết máy coi an toàn sử dụng điều kiện làm việc bình thường chúng khơng gây nguy hiểm chó người sử dụng không gây hư hại cho đối tượng xung quanh e Tính cơng nghệ kinh tế •Máy chi tiết máy có tính cơng nghệ kinh tế điêu kiện sản xuất chúng chế tạo tốn cơng sức có giá thành thấp phù hợp với điều kiện quy mô sản xuất Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.1 Tải trọng Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.1 Tải trọng * Phân loại tải trọng •Tải trọng khơng đổi (tải trọng tĩnh), tải trọng có phưng,chiều,cường độ khơng thay đổi theo thời gian •Tải trọng thay đổi (tải trọng động), tải trọng có ba đại lượng (phương, chiều, cường độ) thay đổi theo thời gian •Trong thực tế tính tốn chi tết máy, thường gặp loại tải trọng có cường độ thay đổi Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 10 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.1 Tải trọng * Phân loại tải trọng •Tải trọng tương đương, tải khơng đổi quy ước, tương đương với chế độ tải trọng thay đổi tác dụng lên chi tiết máy •Tải trọng cố định, tải trọng có điểm đặt khơng thay đổi q trình chi tiết máy làm việc •Tải trọng di động, tải trọng có điểm đặt di chuyển chi tiết máy máy làm việc •Tải trọng danh nghĩa, tải trọng tác dụng lên chi tiết máy theo lý thuyết •Tải trọng tính Khi làm việc, chi tiết máy, phần chi tiết máy phải chịu tải trọng lớn tải trọng danh nghĩa Tải trọng tăng thêm rung động,hoặc tải trọng tập trung vào phần chi tiết máy Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 11 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.2 Ứng suất Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 12 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.2 Ứng suất Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 13 1.2 Tải trọng ứng suất 1.2.2 Ứng suất • Ngồi ra, ứng suất cịn phân thành ứng suất khơng đổi ứng suất thay đổi : • Ứng suất khơng đổi hay gọi ứng suất tĩnh, ứng suất có phương, chiều, cường độ khơng thay đổi theo thời gian • Ứng suất thay đổi ứng suất có đại lượng (phương, chiều, cường độ)thay đổi theo thời gian ứng suất thay đổi bất kỳ, thay đổi có chu kỳ Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 14 1.3 Độ bền mỏi chi tiết máy • Độ bền mỏi hay sức bền mỏi khả chi tiết máy chống lại phá hủy mỏi tróc, rỗ, rạn nứt bề mặt chi tiết … • Quá trình phá hủy mỏi xảy chi tiết máy chịu ứng suất thay đổi Quá trình phá hủy mỏi vết nứt nhỏ (vết nứt tế vi) sinh từ vùng chi tiết máy chịu ứng suất tương đối lớn Khi số chu trình làm việc chi tiết tăng lên vết nứt mở rộng dần, chi tiết máy ngày bị yếu cuối xảy gãy hỏng chi tiết máy Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 15 1.3 Độ bền mỏi chi tiết máy • Đường cong mỏi thể mối quan hệ ứng suất (ứng suất trung bình ứng suất lớn nhất) số chu kỳ thay đổi ứng suất N chi tiết máy tới hỏng hồn tồn • Từ đồ thị ta thấy ứng suất cao tuổi thọ giảm Khi ứng suất vượt qua giá trị σk số chu kỳ ứng suất giảm mạnh Trị số σk gọi giới hạn mỏi ngắn hạn vật liệu • Ứng suất giảm số chu kỳ ứng suất tăng Khi ứng suất giảm đến giá trị σo đường cong mỏi gần nằm ngang tức số chu kỳ ứng suất tăng lên lớn mà chi tiết không bị gãy hỏng Trị số σo gọi độ bền dài hạn chi tiết máy Ứng với σo số chu kỳ sở No Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 16 1.3 Độ bền mỏi chi tiết máy Phương trình đường cong mỏi σmN = C Trong đó: • C số • m bậc đường cong mỏi • N số chu kỳ thay đổi ứng suất ứng với σ Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 17 1.3 Độ bền mỏi chi tiết máy Phương trình đường cong mỏi σmN = C Trong đó: • C số • m bậc đường cong mỏi • N số chu kỳ thay đổi ứng suất ứng với σ Giảng viên: Kiều Xuân Viễn – Học phần: Chi tiết máy 18