cơ sở thiết kế máy

Phần 1 NH ỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN V Ề THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Chương Chương 1 1 Đ Đ Ạ Ạ I CƯƠNG V I CƯƠNG V Ề Ề THI THI Ế Ế T K T K Ế Ế M M Á Á Y Y V V À À CHI TI CHI TI Ế Ế T M T M Á Á Y Y 1.1 Nội dung và trình tự thiết kế máy 1.1.1 N ội dung thiết kế máy N ội dung TKM bao gồm các nội dung sau:  Xác định nguyên tắc hoạt động và chế động làm việc c ủa máy.  Lập sơ đồ chung toàn máy.  Xác định tải trọng tác dụng lên máy.  Chọn vât liệu chế tạo các chi tiết máy  Tiến hành tính toán động học, động lực học máy.  Xác định công nghệ chế tạo và lắp ráp.  Lập hồ sơ kỹ thuật 1.1.2 Tr 1.1.2 Tr ì ì nh t nh t ự ự thi thi ế ế t k t k ế ế Chi ti Chi ti ế ế t m t m á á y y Tiến hành theo trình tự sau:  Lập sơ đồ tính toán chi tiết máy - sơ đồ hóa kết cấu chi tiết máy.  Đặt các tải trọng lên sơ đồ tính toán  Chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy.  Tính toán các kích  Chọn các kích thước khác và vẽ kết cấu của chi tiết máy.  Kiểm nghiệm chi tiết máy theo độ bền, độ cứng, tính chịu nhiệt, tính chịu dao động.  Lập bản vẽ chế tạo chi tiết máy 1.1.3 M 1.1.3 M ộ ộ t s t s ố ố đ đ ặ ặ c đi c đi ể ể m trong thi m trong thi ế ế t k t k ế ế chi ti chi ti ế ế t m t m á á y y  Tải trọng tác dụng lên chi tiết máy rất phức tạp, khó có thể xác định chính xác,  Các công thức dùng trong tính toán thiết kế chi tiết máy có 3 loại: + Công th ức chính xác + Công th ức gần đúng + Công th ức thực nghiệm.  Thiết kế chi tiết máy nhiều lúc phải tiến hành tính toán sơ bộ sau đó kiểm nghiệm lại.  Các kích thước chủ yếu tại tiết diện nguy hiểm được xác định bằng tính toán.  Có nhiều phương án thiết kế máy và chi tiết máy. 1.2 C 1.2 C á á c yêu c c yêu c ầ ầ u đ u đ ố ố i v i v ớ ớ i m i m á á y v y v à à chi ti chi ti ế ế t m t m á á y y 1.2.1 Các chi tiêu về hiệu quả sử dụng 1.2.2 Khả năng làm việc 1.2.3 Độ tin cậy cao 1.2.4 An toàn trong sử dụng 1.1.5 Tính công nghệ và tính kinh tế • Kết cấu phù hợp với điều kiện và quy mô sản xuất • K ết cấu đơn giản và hợp lý • C ấp chính xác và độnhám đúng mức • Ch ọn phuong án chế tạo phôi hợp lý 1.3 T 1.3 T ả ả i tr i tr ọ ọ ng v ng v à à ứ ứ ng su ng su ấ ấ t t 1.3.1 Tải trọng Tải trọng tác dụng lên máy và chi tiết máy bao g ồm lực, mô men và áp suất. Tải trọng là đại lượng véc tơ, được xác định bởi các thông số: cường độ, phương, chiều, điểm đặt và đặc tính c ủa tải trọng. Theo tính ch ất thay đổi theo thời gian ta chia tải tr ọng thành:  Tải trọng tĩnh  Tải trọng thay đổi 1.3 T 1.3 T ả ả i tr i tr ọ ọ ng v ng v à à ứ ứ ng su ng su ấ ấ t t Trong tính toán ta phân thành:  Tải trọng danh nghĩa: Q dn  Tải trọng tương đương: Q tđ = Q dn .k N  Tải trọng tính toán: Q tt Q tt = Q tđ k tt .k đ .k đk = Q dn . k N .k tt .k đ .k đk Trong đó: k tt Hệ số xét đến sự phân bố không đều tải tr ọng trên bề mặt tiếp xúc. k đ -Hệ số tải trọng động . k đk -Hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc 1.3.2 1.3.2 Ứ Ứ ng su ng su ấ ấ t t  Ứng suất là ứng lực xuất hiện trong các phần t ử của chi tiết máy, khi chi tiết máy chịu tải tr ọng.  Ứng suất là đại lượng véc tơ, nó được xác định bởi phương, chiều, cường độ.  Ứng suất được chia thành:  Ứng suất pháp ký hiệu là σ  Ứng suất tiếp ký hiệu là τ Tương ứng với các tải tác dụng, ứng suất được phân thành các loại:  Ứng suất kéo, ký hiệu là  k , Ứng suất nén, ký hiệu là  n , Ứng suất uốn, ký hiệu là  u , Ứng suất tiếp xúc, ký hiệu là  tx , hoặc  H , Ứng suất dập, ký hiệu là  d , Ứng suất xoắn, ký hiệu là  x , Ứng suất cắt, ký hiệu là  c . 1.3.2 1.3.2 Ứ Ứ ng su ng su ấ ấ t t  Ứng suất có thể phân thành ứng suất tĩnh và ứng suất thay đổi.  Chu trình ứng suất: là một vòng thay đổi ứng suất từ giới hạn này sang giới hạn khác r ồi trở về giá trị ban đầu.  Chu kỳ ứng suất. 1.3.2 1.3.2 Ứ Ứ ng su ng su ấ ấ t t [...]... lượng các bon càng cao, độ bền mỏi của của chi tiết máy càng cao 1.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy b Hình dạng kết cấu Chi tiết máy có kết cấu phức tạp: có các bậc thay đổi kích thước đột ngột, có các lỗ, các rãnh,… sẽ làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy Trong tính toán, ảnh hưởng của kết cấu đến sức bền mỏi của chi tiết máy được kể đến bằng hệ số điều chỉnh kσ, kτ, gọi... liệu thiết kế, tài liệu công nghệ 1.6.3 Các công tác tiêu chuẩn hóa ở nước ta Ở nước ta được chia thành 4 cấp TC  Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)  Tiêu chuẩn nghành (TCN)  Tiêu chuẩn tỉnh, thành phố (TCV)  Tiêu chuẩn cơ sở (TC) Chương 2 NHỮNG CHỈ TIÊU CHỦ YẾU VỀ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 2.1 Độ bền 2.1.1 Yêu cầu về độ bền  Độ bền là chỉ tiêu quan trọng nhất của chi tiết máy  Chi tiết máy được... 1.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy d Công nghệ gia công bề mặt chi tiết máy  Công nghệ gia công bề mặt chi tiết máy quyết định trạng thái bề mặt của chi tiết máy  Ảnh hưởng của công nghệ gia công lớp bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy, được kể đến bằng hệ số trạng thái bề mặt  e Trạng thái ứng suất  Chi tiết máy chịu ứng suất đơn có độ bền mỏi cao hơn khi chịu ứng... lượng thiết kế giảm 1.6.2 Những nội dung được tiêu chuẩn hóa  Các vấn đề chung: dãy số, kích thước, các ký hiệu trên bản vẽ, quy ước trên bản vẽ  Vật liệu  Các thuật ngữ, các kí hiệu  Đơn vị đo lượng  Cấp chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết  Hình dạng, kích thước của chi tiết máy thường dùng  Các yếu tố cấu tạo của chi tiết máy  Các thông số cơ bản và chi tiêu về chất lượng của máy  Các... của chi tiết máy a Vật liệu  Chi tiết máy chế tạo bằng vật liệu kim loại có độ bền mỏi cao hơn bằng vật liệu phi kim loại  Chi tiết máy được chế tạo bằng kim loại đen có độ bền mỏi cao hơn so với bằng hợp kim màu  Chi tiết máy bằng thép có độ bền mỏi cao hơn bằng gang  Chi tiết máy bằng thép hợp kim có độ bền mỏi cao hơn bằng thép các bon thường  Trong các loại thép thường, chi tiết máy bằng thép... trong chi tiết máy 2.1.2 Phương pháp tính độ bền 2.1.3 Cách xác định ứng suất sinh ra trong chi tiết máy a Đối với các chi tiết máy chịu lực không đổi  Trường hợp trong chi tiết máy có trạng thái ứng suất đơn  Trường hợp chi tiết máy có ứng suất phức tạp  Trường hợp diện tích tiếp xúc giữa hai bề mặt khá lớn  Nếu diện tích tiếp xúc giữa hai bề mặt rất nhỏ b- Đối với các chi tiết máy chịu tải trọng... khoét lỗ, làm rãnh trên chi tiết máy, nếu như không thật cần thiết  Các bề mặt cần gia công với độ bóng cao, hoặc dùng các biện pháp tăng bền bê mặt Cần giữ cho bề mặt chi tiết máy không bị xước, không bị gỉ, không bị ăn mòn 1.5 CHỌN VẬT LIỆU 1.5.1 Nguyên tắc chung Khi chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy, cần thỏa mãn các yêu cầu sau:  Vật liệu phải đảm bảo cho chi tiết máy có đủ khả năng làm việc: đủ... sao cho tổng cộng giá vật liệu, giá gia công, giá thiết kế và các phụ phí khác là thấp nhất 1.5.2 Các vật liệu dùng trong chế tạo máy Kim loại đen:  Thép Thép là hợp chất của sắt với các bon, hàm lượng các bon nhỏ hơn hoặc bằng 2,14%  Gang Gang là hợp chất của sắt và các bon, với hàm lượng các bon lớn hơn 2,14% 1.5.2 Các vật liệu dùng trong chế tạo máy Kim loại màu:  Babit thiếc và chì  Đồng thanh,... tiếp xúc sinh ra khi các chi tiết máy trực tiếp tiếp xúc với nhau, có lực tác dụng tương hỗ đối với nhau Khi bề mặt tx rộng ứng suất tiếp xúc được gọi là ứng suất dập hoặc áp suất Ứng suất dập được xác định theo điều kiện: 1.4 Độ bền mỏi của chi tiết máy 1.2.1 Hiện tượng phá hủy   Phần lớn các chi tiết máy làm việc với ứng suất thay đổi và trong thực tế các chi tiết máy này bị hỏng với ứng suất thấp... số điều chỉnh kσ, kτ, gọi là hệ số tập trung ứng suất 1.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy c Kích thước của chi tiết máy  Qua thí nghiệm người ta thấy rằng: với vật liệu như nhau, khi tăng kích thước tuyệt đối của chi tiết máy thì giới hạn bền mỏi của chi tiết máy giảm xuống Để kể đến ảnh hưởng của kích thước tuyệt đối, trong tính toán người ta đưa vào hệ số điều chỉnh , . trình tự thiết kế máy 1.1.1 N ội dung thiết kế máy N ội dung TKM bao gồm các nội dung sau:  Xác định nguyên tắc hoạt động và chế động làm việc c ủa máy.  Lập sơ đồ chung toàn máy.  Xác định. ĐỀ CƠ BẢN V Ề THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Chương Chương 1 1 Đ Đ Ạ Ạ I CƯƠNG V I CƯƠNG V Ề Ề THI THI Ế Ế T K T K Ế Ế M M Á Á Y Y V V À À CHI TI CHI TI Ế Ế T M T M Á Á Y Y 1.1 Nội dung và trình tự thiết. chi tiết máy - sơ đồ hóa kết cấu chi tiết máy.  Đặt các tải trọng lên sơ đồ tính toán  Chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy.  Tính toán các kích  Chọn các kích thước khác và vẽ kết cấu của