Chi tiết máy là gì? Dấu hiệu để nhận biết chi tiết máy là phần tử có cấu tạo hoàn chỉnh và không thể tháo rời ra được hơn nữa. – Các chi tiết máy sau khi gia công xong cần được lắp ghép với nhau theo một cách nào đó để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh. – Các chi tiết máy được lắp ghép với nhau như sau: Các chi tiết máy được ghép với nhau bằng mối ghép cố định và mối ghép động. + Mối ghép cố định là những mối ghép mà các chi tiết được ghép không có chuyển động tương đối với nhau. Gồm hai loại là mối ghép tháo được như ghép bằng vít, ren, then, chốt…và mối ghép không tháo được như ghép bằng đinh tán, bằng hàn. Mối ghép bằng đinh tán thường được dùng khi vật liệu tấm ghép không hàn được hoặc khó hàn, mối ghép phải chịu được nhiệt độ cao, chịu lực lớn và chấn động mạnh. Ứng dụng: soong, nồi, giàn cần trục,… + Mối ghép động là những mối ghép mà chi tiết được ghép có thể xoay, trượt, lăn và ăn khớp với nhau, các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau.
Trang 1NGUYÊN LÝ – CHI TIẾT MÁY
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CHƯƠNG 12: Mối ghép ren
Trang 2I Giới thiệu chung
II Tính Bulong
III Mối ghép nhóm Bulong
IV Mối ghép vòng kẹp
Trang 3Giới thiệu chung
1.1 Định nghĩa
Dùng để ghép các chi tiết máy lại với nhau và có thể tháo ra được
Trang 4Mối ghép bulong đai ốc
a Theo đặc tính kỹ thuật
Trang 5Giới thiệu chung
Mối ghép vít cấy
1.2 Phân loại
a Theo đặc tính kỹ thuật
Trang 6Mối ghép vít
a Theo đặc tính kỹ thuật
Trang 7Giới thiệu chung
1.2 Phân loại
b Theo hình dạng ren
Trang 8d0: Đường kính thân ren – đây là đường kính danh nghĩa của ren bulong
d1: Đường kính trong (chân ren) của bulong
d2: Đường kính trung bình, là đường kính trụ phân đôi tiết diện ren, trên đó chiều
Trang 9Giới thiệu chung
1.4 Vật liệu và ứng suất cho phép
Bulong thép cacbon
Bulong thép không gỉ (Inox)
Bulong hợp kim Titan
Trang 11Nội dung trình bày
I Giới thiệu chung
II Tính Bulong
III Mối ghép nhóm Bulong
IV Mối ghép vòng kẹp
Trang 12Đai ốc không được siết chặt, lực siết ban đầu không có
Trang 13Tính Bulong
2.1 Bulong ghép lỏng chịu lực dọc trục bulong
Gọi F là ngoại lực tác dụng dọc trục theo bulong,
ta có:
Suy ra đường kính chân ren d1
Với [σk ] là ứng suất kéo cho phép của vật liệu bulong
F
F
2 1
4
2
k
F d
Dựa vào giá trị d1 vừa tính ra, chọn bulong tiêu chuẩn theo bảng sau:
Trang 14Bulong của các nắp bồn kín, không có áp suất dư sẽ chịu:
chịu kéo do lực siết gây nên
chịu xoắn do moment ma sát trên ren sinh ra trong quá trình siết
Trang 15V d
1
Trang 16Bulong được tính theo điều kiện bền (3) Thay (5) vào (4)
a Bulong lắp siết chặt có khe hở
1
.
k F V
Trang 17d0:đường kính thân bulong (~đường kính lỗ)
i: số bề mặt chịu cắt của thân bulong
2 0
Không có khe hở
Trang 18Bulong chịu tải trọng tĩnh từ điều kiện bền:
Trang 19Cho kết cấu chịu lực như hình.
Biết: F=5000N, ứng suất kéo cho phép [σk]=120MPa
Hệ số ma sát ƒ=0,15 hệ số an toàn k = 1,5
a) Tính lực siết bulong V để các tấm không trượt
b) Tính đường kính d1 và chọn bulong theo bảng
dưới đây
Trang 20Lực siết mối ghép có khe hở: (5)
1,5 5000
50000
k F V
1,3 4 1,3 4 50000
26,5 3,14 120
Trang 21Tính Bulong
Ví dụ 2
Cho kết cấu chịu lực như hình
Biết: Bulong M10 lắp có khe hở, ứng suất kéo cho phép [σk]=120MPa
Hệ số ma sát ƒ=0,15 hệ số an toàn k = 1,5
a) Tính lực kéo lớn nhất Fmax để
các tấm không trượt
b) Tính lực siết bulong V
Trang 22I Giới thiệu chung
II Tính Bulong
III Mối ghép nhóm Bulong
IV Mối ghép vòng kẹp
Trang 23Mối ghép nhóm Bulong
Dựa vào điều kiện bền, xác định đường kính bulong bởi công thức (9d)
Ngoại lực Fi tác dụng lên 1 bulong có giá trị như nhau:
Trang 24Khi đó ngoại lực F phân bố đều cho tất cả z bulong trong mối ghép.Ngoại lực FFi tác dụng lên 1 bulong có giá trị bằng nhau:
a Mối ghép chịu lực ngang F qua trọng tâm của nhóm bulong
Xác định đường kính bulong dựa vào công thức (6)
Lắp có khe hở (có lực siết tạo ma sát)
Lắp không có khe hở (k chịu lực siết, chỉ chịu lực cắt)
F/z F/z
Trang 25Mối ghép nhóm Bulong
3.2 Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng ghép
b Mối ghép chịu tác dụng của moment M
Để chống xoay mối ghép thì moment các lực ma sát đối với trọngtâm nhóm bulong phải lớn hơn moment ngoại lực M
Sau đó, xác định đường kính bulong theo công thức (6)
Trang 26D: đường kính vòng tròn qua tâm các bulong
z: số bulong trong mối ghép
b Mối ghép chịu tác dụng của moment M
B1: Xác định tải trọng lớn nhất tác dụng lên bulong
Trang 27Mối ghép nhóm Bulong
3.2 Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng ghép
* Đối với mối ghép có hình tuỳ ý, tải trọng tác dụng lên bulong tỷ lệ
thuận với khoảng cách từ tâm bulong đến trọng tâm nhóm bulong
FMi: tải trọng tác dụng lên bulong i
r1: khoảng cách từ bulong 1 đến trọng tâm nhóm bulong
ri: Khoảng cách từ bulong i đến trọng tâm nhóm bulong
b Mối ghép chịu tác dụng của moment M
B2: Thay (14) vào (8) xác định đường kính d0
FM3
FM4
FM1
FM6FM2
FM5
r 2
M
Trang 28c Mối ghép chịu lực ngang F không đi qua trọng tâm
B1: Dời lực F (tổng hợp lực) về trọng tâm nhóm bulong
Bổ sung moment (tổng hợp momen) M về tâm nhóm bulong
Phân tích lực tác dụng FFi và FMi lên từng bulong
B2: Xác định giá trị FFi và FMi
(15)
Mi Fi
Trang 29có khe hở, ứng suất kéo cho phép
của bulong [σk]=100MPa Hệ số ma
2
4 1
L
D
Trang 30F
3 1
B1: Dời lực F về trọng tâm nhóm bulong và thêm moment M
Phân tích lực tác dụng FFi và FMilên từng bulong
Trang 32Lực siết mối ghép có khe hở theo (5):
1 1,5 3150
23625
kF V
1,3 4 1,3 4 23625
19,77 3,14 100
Trang 33có khe hở, ứng suất kéo cho phép
của bulong [σk]=100MPa Hệ số ma
L
1200
Trang 34L
1200
Trang 35Mối ghép nhóm Bulong
Ví dụ 3
Các tấm ghép với nhau bằng mối ghép
nhóm 4 bu lông lắp có khe hở như hình.
L3
Trang 36Ví dụ 3
Các tấm ghép với nhau bằng mối ghép
nhóm 4 bu lông lắp có khe hở như hình.
L3
Trang 37Mối ghép nhóm Bulong
Ví dụ 3
F1
3 1
a Draw a free body diagram (forces acting each
bolt) and determine a bolt subjected to the maximum
load and its magnitude of the load, Fmax
b Determine the tightened load acting the bolt, V
c Determine the inner diameter of the bolt, d1, and choose the size of the bolt?
M36 M30
M24 M20
M16 M12
M10 M8
M6 Bolt
31.670 26.211
20.752 17.294
13.835 10.106
8.376 6.647
4.917
d1, mm
Trang 38I Giới thiệu chung
II Tính Bulong
III Mối ghép nhóm Bulong
IV Mối ghép vòng kẹp
Trang 39Mối ghép vòng kẹp
4.1 Kết cấu và ứng dụng
Mối ghép vòng kẹp là mối ghép ma sát, trong đó áp lực pháp tuyếncần thiết được tạo bằng lực siết bulong
Sử dụng để cố định trục tâm, trục truyền, trên các cột hình trụ, giá
đỡ, Các chi tiết như tay quay, bánh đai, các vòng định vị,
Trang 40z số bulong mỗi phía vòng kẹp
Điều kiện bền mối ghép biểu diễn theo công thức:
Điều kiện cân bằng lực nửa vòng kẹp:
kF V
zf
Trang 41Mối ghép vòng kẹp
4.2 Tính toán theo độ bền
Khả năng tải trong 2 trường
hợp giới hạn chênh lệch nhau 2/π
Do tồn tại khe hở trong mối ghép
kF V
Trang 42Xác định đường kính bulong?
Tính toán bulong ổ trục dưới
của thanh truyền động cơ đốt
trong với tải trọng lớn nhất tác
dụng lên bulong là Fmax=6000N
Bulong có giới hạn chảy là