Những vấn đề cơ bản trong tính toán thiết kế máy và chi tiết máy

1 1 Chng I : Nhng vn c bn trong tớnh toỏn thitk mỏy v chi titmỏy Giảng viên : TS. Vũ Lê Huy 2 i1. Khái niệm chung 1. Chi tiết máy, nhóm tiết máy và bộ phận máy Chi tiết máy là một đơn vị hơp thành máy, nó đợc chế tạo ra không kèm theo một nguyên công lắp ráp nào. Nhóm tiết máy Chi tiết máy Chi tiết máy 2 3 Bé phËn m¸y Nhãm tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Nhãm tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y i1. Kh¸i niÖm chung 1. Chi tiÕt m¸y, nhãm tiÕt m¸y vµ bé phËn m¸y 4 M¸y Bé phËn m¸yBé phËn m¸y Nhãm tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Nhãm tiÕt m¸y Nhãm tiÕt m¸y Hép sè Ly hîp Trôc ra Trôc vµo i1. Kh¸i niÖm chung 1. Chi tiÕt m¸y, nhãm tiÕt m¸y vµ bé phËn m¸y 3 5 Máy Chi tiết máy Nhóm chi tiết máy có công dụng chung Nhóm chi tiết máy có công dụng riêng i1. Khái niệm chung 1. Chi tiết máy, nhóm tiết máy và bộ phận máy 6 i2. TảI trọng v ứng suất - Tải trọng : là lực, mômen hay công suất tác dụng lên chi tiết hoặc bộ phận máy. Ký hiệu : Lực : F (N) Mômen : M, T (Nmm) Công suất : P (kW) - Tải trọng làm việc: là Tải trọng do chi tiết máy hoặc bộ phận máy tiếp nhận trong quá trình sử dụng máy. - Phân loại: Theo đặc tính thay đổi theo thời gian Tải trọng Tải trọng tĩnh Tải trọng động Tải trọng đặc biệt T t T t T t Tải trọng va đập Theo tính toán Tải trọng Tải trọng danh nghĩa (Q dn ) Tải trọng tơng đơng (Q E ) Tải trọng tính toán (Q t ) Q t = k E .Q E hoặc Q t = k dn .Q dn k E , k dn : hệ số kể đến ảnh hởng của các yếu tố. 1. Tải trọng 4 7 2. ứng suất i2. TảI trọng v ứng suất a/ Loại ứng suất - ứng suất dập : d l F n d . q n d l d d - ứng suất tiếp xúc : q H q H 1 2 H * Tiếp xúc theo đờng : Eqq Z HH MH 418.0 .2 * Tiếp xúc điểm : 3 2 2 . 388,0 EF n H + ứng suất pháp : k , n , u + ứng suất tiếp : x , c + ứng suất dập : d + ứng suất tiếp xúc : H - Tải trọng tác dụng lên chi tiết máy gây ra các loại ứng suất 8 2. ứng suất i2. TảI trọng v ứng suất b/ Đặc tính thay đổi của ứng suất - ứng suất không đổi : , t - ứng suất thay đổi : , t Chu kỳ ứng suất min max a Chu trình 0 t t 0 r = -1 r = 0, - Chu trình đối xứng Chu trình mạch động Chu trình không đối xứng 5 9 1. Hiện tợng phá huỷ mỏi i4. Độ bền mỏi của chi tiết Hỏng mỏi do uốn Hỏng mỏi do xoắn HAZ: Heat-Affected Zone 1 1 2 2 3 3 10 r N 0 i N i 2. Đờng cong mỏi và phơng trình đờng cong mỏi i4. Độ bền mỏi của chi tiết N vùng làm việc ngắn hạn vùng làm việc dài hạn r : giới hạn mỏi dài hạn. N 0 : sốchukỳcơsở. -Phơng trình đờng cong mỏi Vâybun (Weibull) m r B N )( - Với nhánh cong (đờng cong Vêle : Wohler) có : N. m = const m : bậc của đờng cong mỏi. Log LogN Log r LogN 0 Không có với kim loại mầu 6 11 3. Đồ thị ứng suất giới hạn i4. Độ bền mỏi của chi tiết 45 b m max/min -1 -1 0 m m m a x m i n A B C D 12 4. ảnh hởngcủamộtsốyếutốđếnđộbềnmỏi i4. Độ bền mỏi của chi tiết a/ Sự tập trung ứng suất - Hệ số tập trung ứng suất có 2 loại : + Hệ số tập trung ứng suất lý thuyết : dndn maxmax ; + Hệ số tập trung ứng suất thực tế : rc r rc r KK ; F F F F max dn b/ Kích thớc tuyệt đối 1 0 rd rd Hệ số kích thớc : Lớp tăng bền bề mặt Khuyết tật Cấu trúc vật liệu c/ Trạng thái bề mặt d/ Trạng thái ứng suất 7 13 3. ứng suất cho phép ss lim gh ][ s là hệ số an toàn. - Với ứng suất tĩnh : + Vật liệu giòn : gh = b + Vật liệu dẻo : gh = ch - Với ứng suất thay đổi : + ổnđịnh: Nếu N N 0 => gh = r Nếu N < N 0 => Lr 0 rgh K N N m hệ số tuổi thọ. i5. Những vấn đề trong thiết kế chi tiết máy + Không ổn định : T t N 1 N 1 2 3 N 2 N 3 N 1 N 2 N 3 Đờng cong mỏi Yêu cầu làm việc '. 1 E i m i NN Nếu N E N 0 gh = r Nếu N E < N 0 gh = r K L 14 Ví dụ ứng dụng Thang máy Băng truyền Cầu trục . phËn m¸y 3 5 Máy Chi tiết máy Nhóm chi tiết máy có công dụng chung Nhóm chi tiết máy có công dụng riêng i1. Khái niệm chung 1. Chi tiết máy, nhóm tiết máy và bộ phận máy 6 i2. TảI trọng v ứng. Nhng vn c bn trong tớnh toỏn thitk mỏy v chi titmỏy Giảng viên : TS. Vũ Lê Huy 2 i1. Khái niệm chung 1. Chi tiết máy, nhóm tiết máy và bộ phận máy Chi tiết máy là một đơn vị hơp thành máy, nó đợc chế. nguyên công lắp ráp nào. Nhóm tiết máy Chi tiết máy Chi tiết máy 2 3 Bé phËn m¸y Nhãm tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y Nhãm tiÕt m¸y Chi tiÕt m¸y i1. Kh¸i niÖm chung 1. Chi tiÕt m¸y, nhãm tiÕt m¸y vµ bé