ngan hang chi tiet may

*Các khái niệm về tải trọng - Tải trọng làm việc: là tải trọng thực tế đặt lên CTM trong quá trình làm việc - Tải trọng không đổi :là tải trọng có phương ,chiều,trị số không thay đổi hoặ

Câu 1:Trình bầy định nghĩa CTM,nhóm CTM,bộ phận máy?phân loại CTM?lấy ví dụ minh họa cho các khái niệm.

* CTM : là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh của máy mà nó được chế tạo ra không một nguyên công lắp ráp nào

* Bộ phận máy: để thuận tiện lắp ghép ,thay thế ,bảo quản và sử dụng người ta liên kết nhiều CTM và nhóm CTM theo một chức năng nào đó tạo thành bộ phận máy

* Phân loại CTM:Theo quan điểm sử dụng CTM được phân làm 2

*Yêu cầu đối với CTM:

*Khả năng làm việc của CTM được đánh giá thông qua các chỉ tiêu:+Độ bền.

*Các chỉ tiêu tính toán của bộ truyền:

Câu 3:Trình bầy các đặc điểm trong tính toán CTM ? Minh họa các đặc điểm đó trong quá trình tính toán thiết kế các chi tiết cụ thể?

*Các đặc điểm trong tính toán CTM:

- Kết hợp lý thuyết và thực nhiệm

- Kết hợp tính toán bằng toán học với các điều kiện biên về quan hệ lực ,biến dạng;quan hệ kết cấu khi cần

- so sánh nhiều phương án có thể để chọn phương án tối ưu

- Tính toán xác định kích thước của CTM thường tiến hành qua 2

bước:tính thiết kế và tính kiểm nghiệm.Trong đó tính kiểm nghiệm sẽ quyết định lần cuối các thông số và kích thước cơ bản của CTM

*Minh họa các đặc điểm đó trong quá trình tính toán thiết kế các chi tiết

cụ thể

VD: Lập sơ đồ tải trọng để tính thiết kế trục(hình vẽ)

- Đường kính phôi gần sát với đường kính trục(thành phẩm) để

lượng phoi cắt đi là nhỏ nhất

- Số lượng bậc trên trục là nhỏ nhất

- Chiều dài các đoạn trục có đường kính khác nhau nên cố gắng lấy bằng nhau(để có thể gia công trêm máy nhiều dao,có năng suất cao)

- Giữa các bậc nên có rãnh lùi đá mài

- Bán kính góc lượn cố gắng lấy bằng nhau

- Chiều rộng các rãnh then cố gắng lấy bằng nhau

- Các rãnh then cần bố trí theo một đường sinh trục

Câu 4:Trình bầy các khái niệm về tải trọng ?lấy ví dụ minh họa trong tính toán các bộ truyền cơ khí?

*Các khái niệm về tải trọng

- Tải trọng làm việc: là tải trọng thực tế đặt lên CTM trong quá trình làm việc

- Tải trọng không đổi :là tải trọng có phương ,chiều,trị số không thay đổi hoặc thay đổi đáng kể theo thời gian

- Tải trọng thay đổi :Là tải trọng có trị số hoặc phương ,chiều thay đổi theo thời gian

- Tải trọng danh nghĩa :là tải trọng chọn trong số các tải trọng tác dụng lên máy trong chế độ làm việc thay đổi ổn định.Nó dùng làm đại diện cho chế độ tải tác dụng lên máy hoặc CTM.Người ta

thường chọn tải trọng danh nghĩa là tải trọng lớn nhất hoặc tải trọng tác dụng trong thời gian lâu nhất

- Tải trọng tương đương:là tải trọng quy ước không đổi có tác dụng tương đương với chế độ tải đã cho theo một chỉ tiêu nào đó.Tải trọng tương đương được xác định từ tải trọng danh nghĩa thông qua hệ số tính toán

- Tải trọng tính toán là tải trọng dùng để tính toán xác định kích thước của CTM.Trị số của nó phụ thuộc vào tải trọng tương đương

và một số nhân tố như sự tập trung tải trọng,tải trọng động,đk vận hành

Câu 5 Trình bày về chu trình ứng suất? Các thông số đặc trưng cho

chu trình ứng suất? Phân loại các chu trình ứng suất? Khảo sát các chu trình ứng suất ở một bộ truyền?

* Chu trình ứng xuất: Một vòng thay đổi ứng xuất qua trị số giới hạn này sang trị số giới hạn khác rồi trở về giá trị ban đầu được gọi là một chu trình ứng xuất.thời gian thực hiện một chu trình ứng xuất gọi là chu kì ứng xuất.

* Chu trình ứng xuất được đặc trưng bởi 3 thông số:

+ Hệ số tính chất chu trình: r = /

Trong đó: là giá trị max,min của ứng xuất

*Phân loại chu trình ứng xuất:

+ Phân loại theo giá trị của hệ số tính chất chu trình r:

+ Dựa vào tính ổn định của :

- Chu trình ứng xuất bất ổn định: khi cả hoặc cả hai đều thay đổi theo thời gian

- Chu trình ứng xuất ổn định: Khi đều không thay đổi theo thời gian

Câu 6: Trình bày các biện pháp nâng cao sức bền mỏi của chi tiết máy

- Với các mối ghép có độ dôi phải vát mép,làm mềm hoặc khoét rãnh thoát tải ở may-ơ.

- Dùng rãnh để giảm tập trung ứng suất

- Khi có rãnh then bằng,nên dùng rãnh then chế tạo bằng dao phay đĩa

- Kích thước của CTM không nên thay đổi một cách đột ngột,các bậc không nên lệch nhau nhiều

 Các biện pháp công nghệ

- Dùng các biện pháp nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện như tôi bề

mặt,thấm than,thấm N…

- Dùng các biện pháp biến cứng nguội như lăn nén,phun bi…

- Dùng các biện pháp gia công tinh bề mặt như đánh bóng,mài

 Phương pháp tính độ bền

Trong đó: , là giới hạn bền(đối với vật liệu giòn) hoặc giới hạn chảy(đối với vật liệu dẻo)

Câu 8: Trình bày về dạng hỏng tróc rỗ bề mặt vì mỏi? Liên hệ với

bộ truyền bánh răng để giải thích tại sao tróc rỗ lại xảy ra ở chân răng bánh răng lớn trước?

 Dạng hỏng tróc rỗ bề mặt vì mỏi

- Xét TH hai hình trụ tiếp xúc chịu tải và quay trong dầu bôi trơn

Bánh dẫn 1 quay với vận tốc góc ,bánh 2 quay với vận tốc góc Từng điểm trên bề mặt bánh dẫn lần lượt chịu tải và thôi

tải,ứng suất tiếp xúc ở các điểm này thay đổi theo chu kì mạch động gián đoạn(h2.4d)

- Ứng suất tiếp xúc thay đổi gây lên hiện tượng mỏi lớp bề mặt của CTM.Trên bề mặt sẽ sinh ra các vết nứt nhỏ.Thực nghiệm chứng

tỏ kèm theo CĐ lăn còn có cả trượt.Khi bị trượt các vết nứt nhỏ không phát triển theo hướng vuông góc với bề mặt tiếp xúc mà hướng nghiêng theo chiều của lực ma sát,vì đó là hướng của bề mặt chịu ứng suất(tổng hợp) lớn nhất(h2.4a) dầu bôi trơn sẽ chiu vào các vết nứt.Trên bánh dẫn 1 dầu trong các vết nứt sẽ chảy ra ngoài khi các vết nứt này sẽ đi vào vùng tiếp xúc(vùng bị ép từ chân về phía đỉnh vết nứt).Trên bánh bị dẫn 2 do bị ép và dồn từ miệng về phía chân vết nứt nên dầu không thoát ra ngoài được.Áp lực dầu sẽ thúc đẩy các vết nứt này phát triển đến một lúc nào đó

sẽ làm tróc ra những mảnh kim loại nhỏ

 Hiện tượng này gọi là tróc rỗ bề mặt vì mỏi.tróc rỗ sẽ không xẩy

ra nếu trị số ứng suất tiếp xúc không vượt quá trị số ứng suất cho phép

Câu 9: Trình bày khái niệm về độ cứng? Cách tính độ cứng và các biện

- Biến dạng đàn hồi thể tích của CTM phải nhỏ hơn giá trị cho phép

- Biến dạng đàn hồi thể tích của CTM xác định từ các phương trình tính chuyển vị

+ Khi chịu kéo(nén):

+ Khi chịu xoắn:

+ Khi chịu uốn:f ≤[f],

- Biến dạng đàn hồi thể tích cho phép xđ bằng thực nghiệm

 Tính toán độ cứng tiếp xúc

- Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc nhỏ:Tính theo lý thuyết Hec,Bêliaep

- Độ cứng tiếp xúc khi tiếp xúc mặt:Tính theo các công thức thực nghiệm

 Biện pháp nâng cao độ cứng

- Chọn tiết diện chịu lực hợp lý,nên dùng tiết diện rỗng

- Giảm chiều dài chịu kéo(nén),chịu xoắn,chịu uốn(rút ngắn khoảng cách gối,thêm gối tựa,tránh dùng dầm công-xôn)

- Tăng tiết diện khi chịu kéo(nén),tăng mô men quán tính tiết diện khi chịu uốn ,xoắn

- Dùng vật liệu có mô đun đàn hồi lớn

- Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc đến mức cần thiết

Câu 10: Trình bày khái niệm về độ bền mòn, tác hại của mòn? Diễn biến quá trình mòn, cách tính mòn và các biện pháp hạn chế mài mòn? Liên

- Làm giảm độ chính xác của máy,động cơ điện

- Làm giảm hiệu suất của máy.vd:động cơ

- Làm tăng khe hở trong các mối ghép động,dẫn đến tăng ồn,gây tải động phụ

- Làm mất lớp bề mặt có cơ tính tốt – Đẩy nhanh quá trình mòn

- Nhiều CTM hết khả năng phục vụ do quá mòn

 Quá trình mòn:gồm 3 giai đoạn:Chạy rà →Bình ổn →khốc liệt

 Giai đoạn 1:Chạy rà

- San bớt nhấp nhô bề mặt sau khi gia công

- Lượng mòn tăng nhanh

- Thời gian kéo dài của quá trình chính là tuổi thọ mòn của CTM

 Giai đoạn 3:Mòn khốc liệt(phá hỏng)

- Lượng mòn,tốc độ mòn đều tăng rất nhanh

- Không nên để CTM làm việc ở giai đoạn này,nên thay thế CTM khi nó làm việc ở cuối giai đoạn mòn bình ổn

 Cách tính mòn

- Độ bền mòn (và cả độ bền mỏi của )CTM bị giảm đi nếu bề mặt của nó bị gỉ.Để tránh gỉ cần phun sơn chống gỉ,mạ,phun phủ lên bề mặt chi tiết hoặc chế tạo CTM bằng vật liệu thích hợp.

 Biện pháp hạn chế mòn

- Mòn phụ thuộc chủ yếu:Áp suất(ứng suất tiếp xúc),vận tốc trượt,hệ

số ma sát.quan tâm các yếu tố này sẽ cải thiện tuổi bền mòn

- Đảm bảo chế độ bôi trơn(giảm ma sát)

 Độ chịu nhiệt của CTM:

- Là khả năng làm việc bình thường của CTM trong một phạm vi nhiệt độ nhất định

- Nhiệt trong các máy công tác thường do ma sát sinh ra

 Tác hại của nhiệt:

- Làm giảm cơ tính vật liệu → Giảm khả năng chịu tải

- Làm giảm độ nhớt chất bôi trơn →Tăng mòn

- Biến dạng nhiệt →Cong,vênh,kẹt,tập trung tải trọng

 Cách tính nhiệt

 Biện pháp hạn chế nhiệt độ

- Chọn loại chất bôi trơn để tăng nhiệt độ cho phép

- Giảm nhiệt độ làm việc bằng cách:

+ Tăng diện tích bề mặt tỏa nhiệt bằng cách dùng các gân,cánh tản nhiệt

+ Tăng hệ số tỏa nhiệt bằng cách dùng quạt gió hoặc phun

nước

+ Giảm hiệu suất máy

+ Dùng các thiết bị làm mát

Câu 12: Trình bày ý nghĩa và các yêu cầu của việc chọn vật liệu trong

chế tạo máy? Nêu các nguyên tắc sử dụng vật liệu? Liên hệ với việc chọn vật liệu cho các bộ truyền?

 Ý nghĩa: Chọn vật liệu là một công việc quan trọng bởi vì chất lượng của CTM nói riêng và của cả máy nói chung phụ thuộc phần

lớn vào việc chọn vật liệu hợp lí hay không,muốn chọn được vật liệu hợp lí cần nắm vững các tính chất của các loại vật liệu và nắm vững các yêu cầu mà đklv của CTM và điều kiện chế tạo đòi hỏi đối với vật liệu.

 Yêu cầu

- Thảo mãn các yêu cầu về khả năng làm việc của CTM:độ bền ,độ cứng,độ bền mòn

- Đảm bảo các yêu cầu về khối lượng và kích thước của CTM

- Đảm bảo các yêu cầu liên quan đến điều kiện sủ dụng như tính chất chống ăn mòn,giảm ma sát ,cách điện,chịu nhiệt

- Có tính công nghệ thích hợp với hình dáng và phương pháp gia công CTM(đúc ,hàn ,dập,nhiệt luyện)

- Nguyên tắc so sánh một số phương án để chọn:Cố gắng giảm khối lượng /thể tích vật liệu

Câu 13: Trình bày về ứng suất tiếp xúc? Phân biệt các dạng tiếp xúc và

cách tính? Liên hệ trong tính toán các bộ truyền cụ thể và giải thích?

 Ứng suất tiếp xúc:

- Ứng xuất tiếp xúc là ứng suất sinh ra trên bề mặt tiếp xúc chung khi các CTM trực tiếp tiếp xúc với nhau và có tác dụng tương hỗ đối với nhau

- Phân loại:

+ Khi hai vật thể tiếp xúc với nhau trên diện tích tương đối rộng,ứng suất sinh ra vuông góc với bề mặt tiếp xúc và được gọi là ứng suất dập hoặc áp suất

+ Khi hai vật thể tiếp xúc với nhau trên một diện tích tương đối nhỏ khi mới bắt đầu tiếp xúc là đường hay còn gọi là tiếp xúc đường như khi ép hai hình trụ hay hình trụ với mặt phẳng hoặc khi mới bắt đầu là điểm – gọi là tiếp xúc điểm

:Bán kính cong tương đương,được tính Khi tiếp xúc ngoài.

Khi tiếp xúc trong

• Khi tiếp xúc điểm(hình b)

 Ứng suất tiếp xúc và giả thuyết héc

- Giá trị lớn nhất của ứng suất nén gọi là ứng suất tiếp xúc ,KH:

và được xác định theo lý thuyết héc

- Áp dụng công thức của héc đòi hỏi CTM thỏa mãn điều kiện:

+ Vật liệu đồng chất và đẳng hướng

+Vật liệu làm việc trong vùng giới hạn đàn hồi,biến dạng tuân theo định luật héc

+ Diện tích tiếp xúc rất nhỏ so với bề mặt vật thể

+ Lực tác dụng có phương pháp tuyến chung của hai bề mặt tiếp xúc

Câu 14: Trình bày về dạng hỏng vì mỏi, đường cong mỏi, giới hạn mỏi?

Phân biệt các loại giới hạn mỏi và nêu ý nghĩa của chúng trong việc tính toán độ bền cho chi tiết máy?

 Dạng hỏng vì mỏi

- Xẩy ra khi chi tiết chịu ứng suất thay đổi,số chu kì đủ lớn

- Xẩy ra đột ngột trước khi hỏng không xuất hiện biến dạng dư

- ứng suất lớn nhất sinh ra còn nhỏ hơn nhiều so với ứng suất cho phép theo điều kiện bền tĩnh

• Giải thích:

- Khi ứng suất tĩnh vượt quá giá trị ứng suất giới hạn CTM bị hỏng đột ngột vết gãy nhám và mới,quan sát dưới kính hiển vi thấy rõ kết cấu hạt kim loại.(h 1-7)

- Quá tình hỏng do mỏi xẩy ra theo trình tự sau:

+ Sau một số chu kì ứng suất nhất định,tại những chỗ có tập chung ứng suất trên CTM có xuất hện các vết nứt nhỏ

+ Vết nứt này phát triển lớn dần làm giảm diện tích chịu tải của CTM → ↑ giá trị ứng suất

+ Cho đến khi CTM không đủ sức bền tĩnh thì nó bị phá hỏng

- Quan sát vết gẫy thấy rõ phần CTM bị hỏng do mỏi – bề mặt cũ và nhẵn – và phần CTM bị hỏng không đủ sức bền tĩnh – bề mặt mới

và nhám.(h1-8)

 Đường cong mỏi:

- Hình vẽ:

- Quan hệ giữa giá trị ứng suất và số chu kì làm việc cho đến khi hỏng của CTM được biểu diễn bằng đường cong mỏi trong hệ tọa

độ đề các 0N

- Đồ thi đường cong mỏi gồm 2 phần:

+ Phần đường cong có phương trình:

Trong đó: :Ứng suất phá hỏng(giới hạn mỏi ngắn hạn) của CTM m: Bậc đường cong mỏi

N: Số chu kì ứng suất

+ Phần đường thẳng có phương trình:

Trong đó: : Giới hạn mỏi dài hạn

: Số chu kì cơ sở của vật liệu

hận xét: Số chu kì ứng suất càng lớn thì ứng suất phá hỏng CTM càng bé và ngược lại

 Giới hạn mỏi: Là giá trị ứng suất lớn nhất bắt đầu gây hỏng chi tiết tương ứng với số chu kì ứng suất nhất định

Câu 15: Trình bày các nhân tố ảnh hưởng đến giới hạn mỏi Từ đồ thị

ứng suất giới hạn hãy giải thích rõ ảnh hưởng của trạng thái ứng suất tới giới hạn mỏi?

 Nhân tố ảnh hưởng tới giới hạn mỏi:

• Ảnh hưởng của vật liệu:

+ Kim loại có độ bền mỏi cao hơn vật liệu phi kim loại

+ Hợp kim đen có độ bền mỏi cao hơn so với hợp kim mầu

+ Thép có độ bền mỏi cao hơn gang

+ Thép hợp kim có độ bền mỏi cao hơn thép C

+ Thép C có hàm lượng cao có độ bền mỏi cao hơn thép C hàm lượng thấp

• Ảnh hưởng của hình dáng kết cấu:

+ Tiết diện thay đổi đột ngột gây tập trung ứng suất,giảm sức bền mỏi(như các lỗ,các rãnh,các bậc thay đổi kích thước đột ngột)

• Ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối

+ Chi tiết có kích thước càng lớn thì giới hạn mỏi càng thấp

+ Nguyên nhân: Kích thước càng lớn thì

- Chứa càng nhiều khuyết tật,các vết nứt tế vi,rỗ…trong lòng chi tiết gây tập trung ứng suất,dễ phát sinh mỏi

- Tỉ lệ lớp bề mặt cơ tính tốt với toàn thể tích chi tiết càng giảm

• Ảnh hưởng của công nghệ gia công bề mặt:

- Lớp bề mặt thường là lớp chịu ứng suất lớn nhất

- Các vết nứt tế vi do mỏi thường xuất hiện từ lớp này

- Ảnh hưởng:

+ CTM được gia công tinh,độ nhẵn bề mặt cao sẽ có giới hạn mỏi cao hơn gia công thô,độ nhẵn thấp

+ CTM được tăng bền bề mặt như:phun bi,lăn,nén…sẽ được tăng

độ bền mỏi

- Đánh giá ảnh hưởng bằng hệ số Bề mặt chi tiết được tăng bền thì >1,nếu không được tăng bền thì

• Ảnh hưởng của trạng thái ứng suất:

- CTM chịu ứng suất đơn sẽ có độ bền mỏi cao hơn khi chịu ứng suất phức tạp

- CTM chịu ứng suất nén thay đổi có độ bền mỏi cao nhất.CTM chịu ứng suất nén thay đổi khác dấu (n<1) có độ bền mỏi thấp nhất

 Đồ thị ứng suất giới hạn

- Đồ thi ứng suất giới hạn dùng để xác định các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của ứng suất trong chu trình ứng suất thay đổi không đối xứng.

- Chính 2 trị số này mới xác định rõ trị số ứng suất thay đổi làm CTM hỏng hay không hỏng vì mỏi

 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa ứng suất lớn nhất và nhỏ nhất

so với ứng suất TB gọi là đồ thị ứng suất giới hạn

- Miền giữa hai nhánh AB và CD là những trị số ứng suất không làm hỏng CTM

Câu 16: Trình bầy cách tính độ bền trong trường hợp sau:ứng suất không đổi,thay đổi ổn định và bất ổn định?

 TH ứng suất thay đổi ổn định:

 TH ứng suất thay đổi không ổn định.

 TH ứng suất không đổi: